JP6314902B2 - 表示装置及び点灯制御回路並びに表示装置の点灯駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及び点灯制御回路並びに表示装置の点灯駆動方法に関する。

今日、発光素子として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）を用いた表示ユニットや、これを用いた表示装置が作製されている。例えば、複数の表示ユニットを組み合わせることにより大型の表示装置とすることができる。ここでｍ行×ｎ列ドットマトリックスで構成された表示ユニットを考えると、例えば各行に位置する各ＬＥＤのアノード端子が１つの共通ラインに接続され、各列に位置する各ＬＥＤ素子のカソード端子が１つの駆動ラインに接続される。そして、ｍ行の共通ラインが所定の周期で順次ＯＮされ、ＯＮした共通ライン上に配置されたＬＥＤは各駆動ラインにより個別に駆動される。

このような表示ユニットの表示に際しては、従来、１つの表示単位であるフレームを、複数のサブフレームに分割することが行われている。また、このようなサブフレームへの分割に際して、通常はすべてのサブフレームで同じデータ（輝度）を用いるところ、サブフレーム毎に表示される輝度を変化させることで多階調を表現することが行われていた（特許文献１参照）。このようなサブフレームを利用した多階調の表示を、ここでは「サブフレーム変調」と呼ぶ。

特開２０１０−０５４９８９号公報

このようなサブフレーム変調において、表示される階調数を増やそうとすれば、階調数に応じた数のサブフレームが必要となる。しかしながら、表示を更新する周期であるフレーム周期は、例えば１５Ｈｚや３０Ｈｚ、６０Ｈｚ等、表示ユニットで決められている。このため、一フレームを複数のサブフレームに分割するに際して、サブフレーム数が多くなるほど高速動作が必要となる。このため、サブフレーム変調で表示可能な階調数を増やそうとすれば高速動作に対応させたハードウェア仕様が要求されることとなり、構成が複雑化してコストも高くなってしまう。このため、比較的サブフレーム周期が短くなるような、ダイナミック点灯のＤｕｔｙが小さい（例えば１／２４Ｄｕｔｙや１／３２Ｄｕｔｙなどの）表示ユニットでは、容易に階調数、すなわちサブフレーム数を増やすことが容易でなかった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、サブフレーム数を増やすことなく多階調表示を可能とした表示装置及び点灯制御回路並びに表示装置の点灯駆動方法を提供することにある。

本発明の一実施形態によれば、複数の発光素子を行列状に配置した表示部と、前記表示部の行方向に配置された前記複数の発光素子の一方の端子に接続された複数の共通ラインに接続されており、前記共通ラインを走査可能な走査部と、前記表示部の列方向に配置された前記複数の発光素子の他方の端子に接続された複数の駆動ラインに接続されており、前記走査部が走査するタイミングに従って、所定の前記発光素子を点灯可能な駆動部と、与えられた表示データに基づき、各発光素子の点灯を制御するよう、前記走査部及び駆動部を制御するための点灯制御回路とを備える表示装置であって、１つの表示単位である一フレームを、Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して、所定のフレームレートｆで、各サブフレームを１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示可能に構成しており、前記点灯制御回路が、前記表示データに基づき、一フレームを、Ｍ枚（ＭはＮよりも多い自然数）の仮想サブフレームに分割して、該Ｍ枚の仮想サブフレームの内、前記所定のフレームレートｆで、１／ｆのフレーム周期で表示可能なＮ枚を表示サブフレームとして選択して、前記表示部に表示させるよう前記走査部及び駆動部を制御すると共に、表示されなかった（Ｍ−Ｎ）枚の仮想サブフレームを非表示サブフレームとして、該フレーム周期においては破棄する一方、続く別のフレーム周期においては、該フレーム周期に表示されるフレームを分割したＭ枚の仮想サブフレームの内で、該非表示サブフレームと対応する仮想サブフレームを、該別のフレーム周期における表示サブフレームとして優先的に選択することができる。

上記構成により、実際のフレームレートを上げることなく、連続するフレーム間ではサブフレームの数を実質的に増やすことが可能となり、より高精細な表示が実現される。

実施形態１に係る表示装置を示すブロック図である。 図１の表示装置の点灯例を示すタイミングチャートである。 実施形態１に係る表示装置の走査部と駆動部の一例を示す回路図である。 実施形態１に係る表示装置の表示部の一例を示す図である。 図５Ａ〜図５Ｈは、中間階調画像を表示させた一連の表示例を示す図である。 図６Ａは、実施形態１に係るサブフレーム変調のタイミングチャートである。 図６Ａに続くタイミングチャートである。 実施形態１に係るサブフレーム変調を行うためのテーブルである。 図８Ａは、実施形態２に係るサブフレーム変調のタイミングチャートである。 図８Ａに続くタイミングチャートである。 実施形態２に係るサブフレーム変調を行うためのテーブルである。 実施形態３に係る表示装置の階調の移動を目で追った例のタイミングチャートである。 実施形態３に係る表示装置のＬＥＤの階調の変化を目で追った例のタイミングチャートである。 図１１Ａに続くタイミングチャートである。 実施形態３に係るサブフレーム変調を行うためのテーブルである。 実施形態４に係るサブフレーム変調のタイミングチャートである。 実施形態５に係る重み付け制御を示す概略図である。

本発明の他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路が、一のフレームをＭ枚の仮想サブフレームに分割する際、階調を変化させた仮想サブフレームを生成し、Ｍ枚の仮想サブフレームを加算した際に所望の階調のフレームが表示されるように、仮想サブフレームに対して階調変換を行うよう構成できる。

上記構成により、実際のフレームレートを上げることなく、仮想サブフレーム数Ｍを実際のサブフレーム数Ｎよりも増やすことができるので、実際のサブフレームで表現可能な階調数よりも多階調とした階調変換を実現でき、ハードウェアの仕様を変更することなく多階調化を行える。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯駆動回路が、Ｍ枚の仮想サブフレームを用いて画素毎にＭ＋１階調を表現可能とできる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、各仮想サブフレームに対して階調変換を行うに際して、Ｍ枚の仮想サブフレームの表示順序を、前記発光素子の点灯される仮想サブフレームが一フレーム中で均等に配置されるようにできる。

上記構成により、連続するＭ枚の仮想サブフレームの残像効果で、階調変換された仮想サブフレームを挿入したことによるちらつきを抑えて、見かけ上、画像の階調を均一に見え易くできる。また、仮想サブフレーム間の階調差を抑制できる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、一のフレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、パルス幅変調又は重み付け制御を行うことができる。

上記構成により、実際のフレーム数以上の仮想サブフレームを利用した、より精細なＰＷＭや重み付け制御が可能となる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記Ｍを２のべき乗とできる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、Ｍ≦２Ｎとできる。上記構成により、連続するフレーム間では、仮想サブフレームをすべて表示させることができるので、破綻の小さいサブフレーム変調した画像を表示できる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、一フレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、それぞれ固有の識別情報を付与すると共に、任意の一のフレームで表示される複数の表示サブフレームの識別情報と、該フレームと連続する他のフレームで表示される複数の表示サブフレームの識別情報とを、少なくとも一部で異ならせることができる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、任意の一のフレームで表示される表示サブフレームと、該フレームと連続する他のフレームで表示される表示サブフレームとで、すべての識別情報の仮想サブフレームを表示させることができる。上記構成により、連続する２フレームですべての仮想サブフレームが表示されるので、フレームレートを高速化することなく、実質的にサブフレームを増やして階調表示等を実現できる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記識別情報を、サブフレーム変調で多階調を表示するために、どの仮想サブフレームに対して階調を増加させるかを識別するための情報とできる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記仮想サブフレーム識別情報を、一フレームにおいて、又は連続する他のフレームとの間で、番号順に出現させることができる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、仮想サブフレーム識別番号が１とおり出現するフレーム周期が３０Ｈｚ以下であり、かつ各表示サブフレームを表示するサブフレーム周期を１２０Ｈｚ以上とできる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、前記表示部に対して、画像の階調データを送信できる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、前記表示部に対して、画像の階調データに加えて、各発光素子の輝度ばらつきを補正する補正データを送信できる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記点灯制御回路は、一のフレームの表示を更新する周期である表示更新周期を、他のフレームで異ならせることができる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記表示部を構成する複数の発光素子を、マトリックス状に並べることができる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置によれば、前記表示部で表示される画像を、静止画像、又は表示内容がスクロールする動画とできる。

さらにまた、他の実施形態に係る点灯制御回路によれば、複数の発光素子を並べた表示部を備える表示装置に接続して、該表示部に表示させる表示データを送信するための点灯制御回路であって、表示部に配置された複数の発光素子のそれぞれに対して、１つの表示単位であるフレームを、Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して、フレームレートｆに対して、１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示するよう制御可能であり、一フレームに対して、Ｍ枚（ＭはＮよりも多い自然数）の仮想サブフレームを設定した状態で、前記点灯制御回路でもって、該Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示させることで、フレームを表示部に表示させるよう構成できる。

これにより、実際のフレームレートを上げることなく、サブフレームの数を増やすことが可能となり、より高精細な表示が実現される。

さらにまた、他の実施形態に係る点灯制御回路によれば、Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、フレームレートｆで規定される一フレームの表示周期を超えて、一のフレームを表示させるよう構成できる。

さらにまた、他の実施形態に係る点灯制御回路によれば、一のフレームをＭ枚の仮想サブフレームに分割する際、階調を変化させた仮想サブフレームを生成し、Ｍ枚の仮想サブフレームを加算した際に所望の階調のフレームが表示されるように、仮想サブフレームに対して階調変換を行うよう構成できる。これにより、実際のフレームレートを上げることなく、仮想サブフレームを実際のサブフレームよりも増やすことができるので、実際のサブフレームで表現可能な階調数よりも多階調とした階調変換を実現でき、ハードウェアの仕様を変更することなく多階調化を行える。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、複数の発光素子を行列状に配置した表示部と、前記表示部の行方向に配置された前記複数の発光素子の一方の端子に接続された複数の共通ラインに接続されており、前記共通ラインを走査可能な走査部と、前記表示部の列方向に配置された前記複数の発光素子の他方の端子に接続された複数の駆動ラインに接続されており、前記走査部が走査するタイミングに従って、所定の前記発光素子を点灯可能な駆動部と、与えられた表示データに基づき、各発光素子の点灯を制御するよう、前記走査部及び駆動部を制御するための点灯制御回路とを備え、１つの表示単位である一フレームを、Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して、所定のフレームレートｆで、各サブフレームを１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示可能な表示装置の点灯制御方法であって、前記点灯制御回路が、前記表示部に表示させる表示データを取得する工程と、前記点灯制御回路が、前記表示データに基づき、前記複数の発光素子のそれぞれに対して、一フレームを、Ｍ枚（ＭはＮよりも多い自然数）の仮想サブフレームに分割して、該Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、前記所定のフレームレートｆで、１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示させることで、一フレームを前記表示部に表示させる工程とを含むことができる。これにより、実際のフレームレートを上げることなく、サブフレームの数を増やすことが可能となり、より高精細な表示が実現される。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、フレームレートｆで規定される一フレームの表示時間であるフレーム周期を超えて、一のフレームを表示させることができる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、一のフレームをＭ枚の仮想サブフレームに分割する際、階調を変化させた仮想サブフレームを生成し、Ｍ枚の仮想サブフレームを加算した際に所望の階調のフレームが表示されるように、仮想サブフレームに対して階調変換を行うことができる。これにより、実際のフレームレートを上げることなく、仮想サブフレームを実際のサブフレームよりも増やすことができるので、実際のサブフレームで表現可能な階調数よりも多階調とした階調変換を実現でき、ハードウェアの仕様を変更することなく多階調化を行える。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、各仮想サブフレームに対して階調変換を行うに際して、異なる階調に設定した仮想サブフレームを、Ｍ枚の仮想サブフレーム間で分散させるように表示順序を設定することができる。これにより、連続するＭ枚の仮想サブフレームの残像効果で、階調変換された仮想サブフレームを挿入したことによるちらつきを抑えて、見かけ上、画像の階調を均一に見え易くできる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、一の仮想フレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、パルス幅変調又は重み付け制御を行うことができる。これにより、実際のフレーム数以上の仮想サブフレームを利用した、より精細なＰＷＭや重み付け制御が可能となる。

さらにまた、他の実施形態に係る表示装置の点灯制御方法によれば、Ｍを２のべき乗とできる。
（表示装置）

本発明の実施形態１に係る表示装置の回路図を図１に示す。この図に示す表示装置１００は、表示ユニット３と、点灯制御回路２で構成される。表示ユニット３は、複数の発光素子１を並べた表示部１０と、表示部１０を構成する各発光素子１を駆動するための走査部２０と駆動部３０を備える。点灯制御回路２は、例えば図２のタイミングチャートのように、所定のタイミングで発光素子１を点灯させるよう、走査部２０と駆動部３０を制御する。

走査部２０は、表示部１０の行方向に配置された複数の発光素子１のアノード端子に接続された複数の共通ラインＣに接続されており、共通ラインＣを走査すると共に、選択された共通ラインＣに電圧を印加する。一方で駆動部３０は、表示部１０の列方向に配置された複数の発光素子１のカソード端子に接続された複数の駆動ラインＳに接続されており、走査部２０が走査するタイミングに従って、所定の発光素子１を点灯する。また表示部１０は、各発光素子１を駆動するための電源回路を備えている。さらに点灯制御回路２は、これら走査部２０及び駆動部３０を制御して、各発光素子１の点灯を制御する。

この例では、表示装置１００として、発光素子１にＬＥＤを用いたＬＥＤ駆動装置に適用する例を説明する。
（発光素子１）

表示部１０を構成する発光素子１には、半導体発光素子が利用でき、例えば発光ダイオードや半導体レーザ等が好適に利用できる。また発光素子を複数、マトリックス状に並べることで表示部１０を構成している。なお本明細書においてマトリックス状とは、ｍ行×ｎ列の碁盤目状に発光素子を配置した行列状とする他、隣接する行毎にオフセットさせた配置としたり、菱形や斜めに配置する例も含む意味で使用する。また発光素子にＬＥＤを使用する他、液晶パネルや有機ＥＬ等で表示部１０を構成することもできる。図１の例では、発光素子１であるＬＥＤを縦３個×横３個の計９個使用して、表示部１０を構成している。ここで、９個のＬＥＤを行毎にＬＥＤ１〜９とする。

また表示部１０を構成する各発光素子１は、これを駆動する電力の供給を受けるため正負一対の端子を備えている。この内、一方の端子は共通ラインと、他方の端子は駆動ラインに、それぞれ接続されている。図１の例では、各ＬＥＤは一対の端子として、アノード端子とカソード端子を備えている。この内、アノード端子は共通ラインに、カソード端子は駆動ラインに、それぞれ接続されている。

走査部２０と駆動部３０の一例を、図３の回路図に示す。この例では、走査部２０として、各共通ラインのＣ１〜３の一端に接続されたソースドライバとして、ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３を備えている。各ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３は、例えばＦＥＴ等の半導体スイッチング素子で構成される。

また駆動ライン側には電源回路が接続されている。図３の例では電源回路として、共通ラインＣ１〜３の一端に、ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３を介して、ＬＥＤ１〜９に電圧を供給する電圧源Ｖが接続されている。具体的には、各スイッチを構成するＦＥＴのドレイン側に電圧源Ｖを、ソース側を共通ラインＣ１〜３の一端（各ＬＥＤのアノード側を接続）に、さらにゲート側を点灯制御回路２に、それぞれ接続している。

一方駆動部３０は、各駆動ラインに接続されたシンクドライバを構成するシンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３が接続されている。これらのシンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３には、例えばバイポーラトランジスタが利用できる。

図１の例では表示部１０は３行×３列であるため、３本の共通ラインＣ１〜３と、３本の駆動ラインＳ１〜３が、それぞれ配置されている。具体的には、行方向の共通ラインに着目すると、ＬＥＤ１〜３のアノード端子には共通ラインＣ１が、ＬＥＤ４〜６のアノード端子には共通ラインＣ２が、ＬＥＤ７〜９のアノード端子には共通ラインＣ３が、それぞれ接続されている。また列方向の駆動ラインに着目すると、ＬＥＤ１、４、７のカソード端子には駆動ラインＳ１が、ＬＥＤ２、５、８のカソード端子には駆動ラインＳ２が、ＬＥＤ３、６、９のカソード端子には駆動ラインＳ３が、それぞれ接続されている。
（表示部１０）

表示部１０は、行列配置された複数の発光素子１と、行方向における複数の発光素子１のアノード端子に接続された複数の共通ラインＣ１〜Ｃ３と、列方向における複数の発光素子１のカソード端子に接続された複数の駆動ラインＳ１〜Ｓ３とを備える。

表示部１０を構成する発光素子の配置例を、図４の模式図に示す。この図に示すように、表示装置１００の表示部１０は９個の区画を用いて３行×３列のマトリクス状に構成されている。複数のＬＥＤ１〜９は９個の区画の各々に割り当てられている。例えば、ＬＥＤ１の点灯期間中はＬＥＤ１が割り当てられている区画（例えば、１行×１列に位置する区画）が点灯し、ＬＥＤ９の点灯期間中はＬＥＤ９が割り当てられている区画（例えば、３行×３列に位置する区画）が点灯する。
（点灯制御回路２）

点灯制御回路２は、共通ラインＣに接続され各フレームにおいて共通ラインＣを走査すると共に、共通ラインＣに電圧を印加する走査部２０と、駆動ラインＳに接続され外部から入力される制御データに基づいてフレーム単位で発光素子１を駆動可能な駆動部３０を、それぞれ制御する。この点灯制御回路２は、１画像を表示するための１フレームを複数のサブフレームに分割するフレーム分割部４０とを備える。

点灯制御回路２は、各発光素子１の点灯パターンを制御して、表示部１０上に静止画や文字、図形、あるはこれらの表示内容が左右や上下等に移動していくスクロール画像を表示する。ここで点灯制御回路２で各発光素子１を点灯するタイミングを示すタイミングチャートの一例を図２に示す。
（共通ラインＣ１〜３）

共通ラインＣ１〜３は、複数のＬＥＤ１〜９の一端に接続される。なお図３の例では、複数のＬＥＤ１〜９は、アノード側を共通ラインＣ１〜３に接続したアノードコモン接続としている。ただ本発明はこの構成に限らず、例えば各ＬＥＤのカソード側を共通ラインＣ１〜３に接続するカソードコモン接続とすることもできる。なおアノードコモン接続の場合は共通ラインが、カソードコモン接続の場合は駆動ラインが、それぞれ電圧を供給する構成となる。

共通ラインＣ１〜３には銅箔など（例：プリント配線基板の配線の一部）を用いる。共通ラインＣ１〜３は、プリント配線基板などにおいて、線状、面状（例：四角状、円状）などの様々な形状に形成することができる。なお本明細書において「ライン」とは、プリント配線基板などに形成される共通ラインＣ１〜３の実際の形状を線状に限定する趣旨ではなく、単に回路図において共通ラインＣ１〜３を模式化した場合にこれを線で表示可能であるからに過ぎない。共通ラインＣ１〜３の各々は、途中で枝分かれ（分岐）していてもよい。なお、本実施形態では共通ラインの数を３本としているが、共通ラインの数は１本以上であればよい。
（電圧源Ｖ）

電圧源Ｖは、複数のＬＥＤ１〜９に電圧を供給する。電圧源Ｖは、共通ラインの数が２本以上である場合、共通ラインＣ１〜３ごとに設けられてもよいが、図３に示すように２本以上の共通ラインＣ１〜３で共有されてもよい。電圧源Ｖが２本以上の共通ラインＣ１〜３で共有される場合、電圧源Ｖの電圧は、各共通ラインＣ１〜３に常時印加されてもよいし（スタティック制御方式）、時分割で印加されてもよい（ダイナミック制御方式）。電圧源Ｖには、例えばシリーズ方式やスイッチング方式などの直流の定電圧源を用いることができる。
（ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３）

ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３は、共通ラインＣ１〜３と電圧源Ｖを接続するためのスイッチで、点灯制御回路２により時分割でＯＮまたはＯＦＦされる。ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３としては、Ｐチャネル型ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やＰＮＰトランジスタを用いることができる。
（複数の駆動ラインＳ１〜３）

複数の駆動ラインＳ１〜３は、複数のＬＥＤ１〜９の他端に接続される。駆動ラインＳ１〜３には銅箔など（例：プリント配線基板の配線の一部）を用いる。
（シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３）
シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３は複数の駆動ラインＳ１〜３の各々に接続され、駆動ラインＳ１〜３とＧＮＤを接続するためのスイッチで、点灯制御回路２によりＯＮまたはＯＦＦされる。シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３としてはＮＰＮトランジスタやＮチャネル型ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）などを用いることができる。また、図示していないが、駆動ラインに流れる電流は、抵抗や定電流源によって制御することができ、各シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３とＧＮＤ間、もしくは、各シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３と駆動ライン間に置かれる。
（点灯制御回路２）

点灯制御回路２は、ソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３、シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３をＯＮまたはＯＦＦすることにより複数のＬＥＤ１〜９の点灯を制御する。例えば、ＬＥＤ５を点灯させる場合は、ソース側スイッチＳＯ２とシンク側スイッチＳＩ２をＯＮすることにより、電圧源Ｖ→共通ラインＣ２→ＬＥＤ５→駆動ラインＳ２→ＧＮＤの経路で電流が流れ、ＬＥＤ５が点灯する。なお、どのＬＥＤを点灯させるかについては、サブフレーム変調によって行う。

なお点灯制御回路２としては、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、マイコン、あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。
（シフトレジスタ６０）

シフトレジスタ６０は外部から１画像を構成する表示データＤＡＴＡ＿ＩＮをシフトクロックＣＬＫ＿ＩＮにより入力する。このシフトレジスタ６０は表示部１０を構成する発光素子１すべてに対してサブフレーム変調とＰＷＭ階調に相当する表示データを保持できる。
（ＲＡＭ７０）

ＲＡＭ７０はシフトレジスタ６０の内容をＬＡＴＣＨ＿ＩＮにより保存する。ここでは記載していないが表示部１０の表示制御をするためにフレーム分割部４０及びＰＷＭコントローラ９０から読み出すとともに、外部からの表示データ入力つまりシフトレジスタ６０の内容を書き込むために２つ以上の独立したＲＡＭ構成となっている。
（タイミングコントローラ８０）

タイミングコントローラ８０は、ＶＳＹＮＣ＿ＩＮによりフレームを生成し、各制御部のタイミングを制御する。
（ＰＷＭコントローラ９０）

ＰＷＭコントローラ９０は、フレーム分割部４０が生成したサブフレームにおいて、ＲＡＭ７０から読み出した表示データに基づきＰＷＭ階調制御する。
（フレーム）

以下、用語の説明を行う。まず、本明細書においてフレームとは、一つの画像を表示装置の表示画面に表示する単位であって、所定の階調を表すために複数のサブフレームから構成される。
（サブフレーム）

サブフレームとは、フレームを複数に分割したものである。
（サブフレーム識別番号）

また、仮想サブフレームには個別の識別情報を付与する。この例では、点灯制御回路２が、識別情報として、各仮想サブフレームに、サブフレーム識別番号を付与している。サブフレーム識別番号は、サブフレーム変調において、１つのフレームを構成する仮想サブフレームの識別や、どの仮想サブフレームから点灯するか識別するためのものである。よって、点灯順や出現順（並び）と仮想サブフレーム識別番号の順番とが必ずしも一致するものでない。なお本明細書では簡単のため、サブフレーム識別番号が１、２、３、．．．の仮想サブフレームを、単に仮想サブフレーム１、仮想サブフレーム２、仮想サブフレーム３、．．．等と呼ぶ。
（表示更新周期）

表示更新周期は表示の更新周期で、１つの表示単位であるフレームの区切りを表す。表示更新周期の長さによって、１つのフレームを構成するサブフレーム数が変わってくる。
（サブフレーム周期）

サブフレーム周期とは、各サブフレームの時間間隔であり、この時間間隔はフレーム間で同じである。
（一連の点灯パターン）

この表示装置１００は、複数のＬＥＤ１〜９を点灯させたり消灯させたりすることにより、表示部１０上に一連の点灯パターンを表示する。ここで、図４の表示部１０に表示させる画像の一例として、表示パターンを時間と共に変化させた一連の表示例を、図５Ａ〜図５Ｈの模式図に示す。例えば、フレーム１から順に図５Ａ→図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ→図５Ｅ→図５Ｆ→図５Ｇ→図５Ｈの順に表示させると、明暗のパターンが右から左方向に移動していく左スクロールの表示となる。また図５Ｈの後、再度図５Ａ→図５Ｂ→．．．と表示させる等して、左スクロールの表示を連続させてもよい。あるいは、図５Ｄ→図５Ｄ→図５Ｄ→．．．→図５Ｄ→図５Ｄのように、同一の画像を連続して表示させると、静止画の表示となる。
（多階調表示方法）

このような表示装置１００を用いて、表示部１０の各画素を多階調で表示させることを考える。例えば、階調０から７までの８階調を表示させようとすれば、各画素を構成するＬＥＤの発光量を８段階に制御する方法が考えられる。例えば、一のフレームを複数枚のサブフレームに分割して、時分割で表示される各サブフレームの点灯パターンを変化させ、これら複数枚のサブフレームを合成した残像効果により多階調を表現する多階調表示方法が知られている。このようにサブフレームを用いて多階調を表示する方法を、本明細書ではサブフレーム変調と呼ぶ。例えば、一フレームを８枚のサブフレームに分割して、一画素において８枚のサブフレームの一枚でＯＮさせ、残りの７枚で当該画素をＯＦＦさせて、これらのサブフレームを連続して表示させると、得られるフレームでは、一画素の輝度を相対的に１／８に低下させて表示できる。この多階調表示方法では、ＬＥＤを点灯時間で制御できるため、波長が変わらず、輝度の線形性が高い利点が得られる。

その一方で、多階調表示される階調数を多くするには、サブフレームの数を増やす必要がある。すなわち、一フレームを複数のサブフレームに分割する必要があるところ、サブフレーム数が増えるほど、一枚あたりのサブフレームの表示時間が短くなる、すなわち高速な画面の切り替え動作が要求されることとなって、フレームレートが増大し、ハードウェアの負担が大きくなる。例えば、階調０から７までの８階調を表示させる場合、フレームレートを７倍に高速化する必要があるため、要求されるハードウェアの仕様が高くなり、点灯駆動回路の複雑化やコストアップを生じる。

そこで、本発明の一実施形態においては、一フレームを分割して表示されるサブフレームの表示更新速度を高速化することなく、いいかえると物理的な実際のサブフレームの数（Ｎ枚）を維持したまま、これよりも枚数の多い、Ｍ枚の仮想サブフレームを設定し、この仮想サブフレームを用いて多階調表示を行う。このとき、Ｍ枚の仮想サブフレームの内、フレームレートｆで表示される一フレームのフレーム周期（１／ｆ）ｓの内で、物理的に表示可能なＮ枚の仮想サブフレームを、表示サブフレームとして選択して表示させる。その一方で、表示されない（Ｍ−Ｎ）枚の仮想サブフレームについては、非表示サブフレームとして、この一フレームの表示からは捨てる。さらに、続く他のフレームのフレーム周期においては、この仮想サブフレームの中から、前回捨てられた非表示サブフレームを含むように、表示サブフレームを選択する。このようにして、連続するフレームを通してみた場合に、すべての仮想サブフレームが再現されるので、残像効果により見かけ上Ｎ枚のサブフレーム変調された画像として認識される。
［実施形態１］

以下、実施形態１に係るサブフレーム変調の例を、図６Ａ〜図６Ｂのタイミングチャート、図７のサブフレーム変調テーブル等を参照しながら説明する。実施形態１では、図３や図４に示したＬＥＤ１〜９を用いて、図５Ｄの静止画像の画面表示を行う場合を例として説明する。

図６Ａ、図６Ｂは、実施形態１に係る表示装置１００のタイミングチャートを示している。ここでは、表示更新周期毎に、フレーム１から順に図５Ｄ→図５Ｄ→図５Ｄ→．．．→図５Ｄと、同じ表示画面を更新して静止画を表示している。また、一画素あたり、階調０から７の８階調を表現できるように、一のフレームに対して、７枚の仮想サブフレームを生成する。

さらに、各フレームで各画像に対する７枚の仮想サブフレームの内から、４枚の仮想サブフレームを表示サブフレームとして選択し、選択された表示サブフレームのみをフレーム１の期間に表示する。図６Ａに示すフレーム１においては、図５Ｄという画像（フレーム）を、７枚の仮想サブフレームに分け、この７枚の仮想サブフレームを合成、又は連続して表示させると、図５Ｄの画像が得られるように、サブフレーム変調を行い、図５Ｄの１枚のフレームから７枚の仮想サブフレームを生成する。
（識別情報）

このようにして得られた７枚の仮想サブフレームに対して、固有の識別情報がそれぞれ付与される。例えば点灯制御回路２が、一フレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、仮想サブフレーム識別番号を付与する。

図６Ａの例では、７枚の仮想サブフレームに対して、１〜７の仮想サブフレーム識別番号を割り付ける。この内から、４枚の仮想サブフレーム１、２、３、４を、フレーム１で表示させる表示サブフレームとして選択して、表示部１０に表示させる。いいかえると、３枚の仮想サブフレーム５、６、７は、フレーム１において表示されない非表示サブフレームとなって破棄される。図６Ａにおいては、非表示サブフレームを灰色で示している。

続くフレーム２においては、図５Ｄのフレームから、同様に７枚の仮想サブフレーム１〜７を生成する。この例では、フレーム１とフレーム２で同じ画像を表示させる（静止画）ため、仮想サブフレームもフレーム１と同内容となる。ただしフレーム２で表示させる表示サブフレームの選択に際しては、前回非表示サブフレームとなったフレーム１の仮想サブフレーム５、６、７と対応する、フレーム２の仮想サブフレーム５、６、７を優先的に選択する。また、表示サブフレームを４枚選択できることから、さらに１枚を選択可能であり、ここでは先頭に戻って仮想サブフレーム１を選択する。この結果、フレーム２においては、４枚の仮想サブフレーム５、６、７、１が表示サブフレームとして表示部１０に表示される。

このようにして、フレーム１、２を通じて、１通りの仮想サブフレーム識別番号が出現する。いいかえると、連続する２つのフレームで、すべての仮想サブフレームを表示させることができる。特に静止画においては、各フレームから生成される仮想サブフレームが同じ表示内容となるため、一のフレームで表示されずに破棄された仮想サブフレームを、次のフレームで表示させることによりこれを補間でき、残像効果によって見かけ上、多階調画像として、観察者であるユーザの目に映るように表示できる。

また、上述の通り仮想サブフレームを選択する順序は、仮想サブフレーム識別番号順とすることが好ましい。すなわち、続くフレーム３においては、図６Ｂに示すように仮想サブフレーム１〜７の内、前回のフレーム２で非表示サブフレームとなったフレーム２の仮想サブフレーム２、３、４と対応させて、フレーム３の仮想サブフレーム２〜４を選択すると共に、残る１枚には仮想サブフレーム５を選択する。結果として、フレーム３の４枚の表示サブフレームは、仮想サブフレーム２〜５となる。さらに続くフレーム４においても、図示しないが前回の非表示サブフレームと対応して、仮想サブフレーム６〜７、１〜２の４枚が表示サブフレームとして選択される。このような動作を繰り返すことで、一フレーム内で表示しきれない非表示サブフレームを、続くフレームで補間することができ、これらの合成によって多階調表示が実現される。

なお仮想サブフレームの数Ｍは、一フレームで実際に表示される実際のサブフレームの数Ｎの２倍以下、すなわちＭ≦２Ｎとすることが好ましい。このようにすれば、２つのフレームですべての仮想サブフレームを表示できることになるため、ちらつきなどを抑えて見かけ上、多階調画像を認識し易くできる。

なお、上述の例では一旦Ｍ枚の仮想サブフレームを点灯制御回路２で生成した後、非表示サブフレームを破棄しているが、サブフレーム変調に際して、予め表示サブフレームのみを生成するようにしてもよい。いいかえると破棄される非表示サブフレームを生成する必要は必ずしもなく、例えば生成された非表示サブフレームを保持するメモリ等を不要とできる。

また以上の例では、仮想サブフレームの生成や得られた識別情報の付与は、表示部１０と別に設けた点灯制御回路２で行っている。ただ、本発明はこれらの処理を行う部材を点灯制御回路に限定するものでなく、他の部材に行わせることもできる。例えば点灯制御回路とは別に、専用の仮想サブフレーム生成回路や識別情報付与回路を設けてもよい。あるいは、表示部や表示ユニット側に、このような仮想サブフレーム生成機能や識別情報付与機能を付与することもできる。このように、各種の処理を行う部材については特に限定するものでなく、専用ＩＣや汎用コンピュータ等、既存のハードウェアやソフトウェアを用いて、適宜行わせることができる。
（サブフレーム変調の詳細）

次に、サブフレーム変調の詳細を、図７に示すサブフレーム変調テーブルを参照して説明する。ここでは、図３、図４に示す表示部の一画素を構成する発光素子であるＬＥＤを、ＯＮ／ＯＦＦのみ、すなわち中間色のない１又は０の２段階で点灯させつつ、サブフレーム変調によって中間色、ここでは階調０〜７の８階調で表現させる方法の一例を説明する。例えば図５Ｄの表示を実現する場合を考える。図５Ｄの例では、（図３、図４に示す）ＬＥＤ１、４、７は階調３、ＬＥＤ２、５、８は階調４、ＬＥＤ３、６、９は階調５の点灯パターンを示している。図５Ｄの画像を得るために７枚の仮想サブフレームを生成する場合、階調３の画素を実現するには、対応する画素において７枚の仮想サブフレームの内、３枚で当該画素をＯＮ、４枚でＯＦＦさせればよい。同様に階調４を実現するには、対応する画素を４枚でＯＮ、３枚でＯＦＦさせればよく、階調５を実現するには、５枚でＯＮ、２枚でＯＦＦさせればよい。

この際、７枚の仮想サブフレーム１〜７の内、どの仮想サブフレームの対応画素をＯＮに、どの仮想サブフレームでＯＦＦにするかを決める必要がある。特に、輝度が最小の階調０の場合はすべての仮想サブフレームで対応画素をＯＦＦに、輝度が最大となる階調７の場合はすべての仮想サブフレームで対応画素をＯＮにすればよいが、中間の階調については、その割り当てが問題となる。ここで、割り当ての一例を図７のサブフレーム変調テーブルに示している。この例では、各画素において階調０〜７を実現するために、仮想サブフレーム識別番号１〜７のいずれをＯＮ、ＯＦＦに設定するかを示している。

例えば図７において階調３に着目すると、７枚の仮想サブフレーム１〜７の内、仮想サブフレーム２、４、６の３枚をＯＮ、仮想サブフレーム１、３、５、７の４枚をＯＦＦとしている。また階調４では、仮想サブフレーム１、３、５、７の４枚をＯＮ、仮想サブフレーム２、４、６の３枚をＯＦＦとしている。さらに階調５では、仮想サブフレーム１、３、４、５、７の５枚をＯＮ、仮想サブフレーム２、６の２枚をＯＦＦとしている。

このように、対応画素のＯＮ／ＯＦＦの配置を、仮想サブフレーム同士で連続しないように分散させることで、輝度のばらつきを抑えて、ちらつきの少ない高品質な画像として認識させることが可能となる。すなわち、例えば図７において階調３の表示に際して、仮に仮想サブフレーム１〜３をＯＮとし、仮想サブフレーム４〜７をＯＦＦとした場合、これらの仮想サブフレームを２つの表示サブフレームに亘って連続して表示させると、特定の画素がＯＮ、ＯＦＦした状態が続く状態となり、ちらつきとなって知覚されやすくなる。これに対して、ＯＮ期間やＯＦＦ期間を分散させることで、このようなちらつき感を抑制して、均質で高品質な画像とできる。すなわち点灯制御回路で各仮想サブフレームの階調変換を行うに際して、Ｍ枚の仮想サブフレームの表示順序を、発光素子の点灯される仮想サブフレームが一フレーム中で均等に配置されるようにすることで、ちらつきを抑えて、見かけ上画像の階調を均一に見え易くする。また、仮想サブフレーム間の階調差を抑制できる。また、このような仮想サブフレーム間におけるＯＮ／ＯＦＦの割り付けは、仮想サブフレーム同士の間で階調差ができるだけ一定又は少なくなるように配置することが好ましい。特に、図７の例では、各画素を構成するＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦのみの２値で表現しているが、各ＬＥＤをＰＷＭ制御等により多階調化した場合、仮想サブフレーム同士の間で、階調差が少なくなるように仮想サブフレームの表示順を調整することで、より高画質の階調画像としたサブフレーム変調を実現できる。
（発光素子の駆動方法）
（フレーム周期、サブフレーム周期）

次に、多階調表示を実現するよう、表示サブフレームを表示部に表示させるための各発光素子の駆動方法を、図３の回路図に基づいて説明する。ここでは、一サブフレーム周期を、すべての共通ラインを一通り走査する単位としている。また、一フレーム周期内に、７枚の仮想サブフレームの内から４枚の仮想サブフレームを表示サブフレームとして選択し、表示部に表示させる。この表示サブフレームを表示するサブフレーム周期は、フレームレートｆすなわちフレーム周期１／ｆ［ｓ］、実際のサブフレームＮ枚のとき、１／（ｆ×Ｎ）［ｓ］となる。

各表示サブフレームを表示する際、すなわちサブフレーム周期内には、時分割でソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３を順にＯＮにして、共通ラインＣ１〜３に電圧源Ｖから電圧を供給する。ここで、上述の通り図５Ｄの表示、すなわち階調３、４、５で構成された中間階調画像を表示させるための動作を考える。図６Ａのタイミングチャートにおいて、フレーム１の表示サブフレーム１から順に動作を説明する。フレーム１では、７枚の仮想サブフレーム１〜７の内から、４枚の表示サブフレーム１〜４として、仮想サブフレーム１〜４が選択される。一方で、仮想サブフレーム５〜７については、非表示サブフレームとなり、表示されない。なお、多階調表示を行うためのサブフレーム変調のパターンは、図７に示すサブフレーム変調テーブルの通りとなる。例えば図５Ｄに示した階調３、４、５を実現するための表示サブフレーム１の画素の点灯パターンは、図７を参照すれば上述の通り、階調３についてはＯＦＦで、階調４、５はＯＮとなる。
（フレーム１の表示サブフレーム１の動作）

まず、フレーム１の表示サブフレーム１では、仮想サブフレーム識別番号１の仮想サブフレームが表示される。この期間内、すなわち図６Ａのタイミングチャートに示す、表示サブフレーム１におけるサブフレーム周期の期間内においては、ソース側スイッチＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３を順次切り替えている。また、この期間においてシンク側スイッチについては、ＳＩ１はＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３がＯＮの状態を維持している。まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの期間では、図３の回路図に示すように、この共通ラインＣ１に接続されたＬＥＤ１〜３が点灯制御対象となるところ、図６Ａのタイミングチャートに示すように、シンク側スイッチＳＩ１はＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３がＯＮであるから、ＬＥＤ１は点灯せず、ＬＥＤ２、３は点灯する。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの期間では、シンク側スイッチＳＩ１はＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＮであるから、ＬＥＤ４は点灯せず、ＬＥＤ５、６は点灯する。同様にＳＯ３がＯＮの期間では、シンク側スイッチＳＩ１はＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＮであるから、ＬＥＤ７は点灯せず、ＬＥＤ８、９は点灯する。
（フレーム１の表示サブフレーム２の動作）

次に、フレーム１の表示サブフレーム２の動作を説明する。この区間では、仮想サブフレーム識別番号２の仮想サブフレームが表示される。同様に図５Ｄに示す階調３、４、５の中間階調画像を表示させるため、仮想サブフレーム２、すなわち表示サブフレーム２で要求される画素の点灯パターンは、図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、階調３についてはＯＮ、階調４、５についてはＯＦＦとなる。そして各スイッチの動作は、図６Ａのタイミングチャートに示す通り、ソース側スイッチをＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３に順次切り替える間、シンク側スイッチについては、ＳＩ１はＯＮ状態、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦ状態である。順に説明すると、まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの区間で、シンク側スイッチＳＩ１はＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦとすることで、ＬＥＤ１が点灯され、ＬＥＤ２、３は点灯しない。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間で、シンク側スイッチＳＩ１をＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３をＯＦＦとすることで、ＬＥＤ４は点灯され、ＬＥＤ５、６は点灯しない。さらにソース側スイッチＳＯ３がＯＮの区間では、シンク側スイッチＳＩ１はＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦとなることで、ＬＥＤ７が点灯され、ＬＥＤ８、９は点灯しない。
（フレーム１の表示サブフレーム３の動作）

続くフレーム１の表示サブフレーム３では、仮想サブフレーム識別番号３の仮想サブフレームが表示される。図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、階調３についてはＯＦＦ、階調４、５についてはＯＮであって、上述したフレーム１の表示サブフレーム１の区間と同じパターンとなる。したがって、上述した表示サブフレーム１と同様の動作を行う結果、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。
（フレーム１の表示サブフレーム４の動作）

さらにフレーム１の表示サブフレーム４では、仮想サブフレーム識別番号４の仮想サブフレームが表示される。図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、階調３、５についてはＯＮ、階調４についてはＯＦＦとなる。そして各スイッチの動作は、図６Ａのタイミングチャートに示す通り、ソース側スイッチをＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３に順次切り替える間、シンク側スイッチについては、ＳＩ１、ＳＩ３はＯＮ状態、ＳＩ２はＯＦＦ状態である。順に説明すると、まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの区間では、シンク側スイッチＳＩ１、ＳＩ３はＯＮ状態、ＳＩ２はＯＦＦ状態となって、ＬＥＤ１、３が点灯され、ＬＥＤ２は点灯しない。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間では、シンク側スイッチＳＩ１、ＳＩ３はＯＮ状態、ＳＩ２はＯＦＦ状態となって、ＬＥＤ４、６が点灯され、ＬＥＤ５は点灯しない。さらにソース側スイッチＳＯ３がＯＮの区間では、シンク側スイッチＳＩ１、ＳＩ３はＯＮ状態、ＳＩ２はＯＦＦ状態となり、ＬＥＤ７、９は点灯され、ＬＥＤ８は点灯しない。

以上のようにして、フレーム１では表示サブフレーム１〜４として、仮想サブフレーム識別番号１〜４の仮想サブフレームの表示が行われ、残りの仮想サブフレーム識別番号５〜７の仮想サブフレームについては、非表示サブフレームとして表示されない。一方で、続くフレーム２においては、フレーム１で表示が省略されたこれら仮想サブフレーム識別番号５〜７の仮想サブフレームが表示サブフレーム１〜３として選択される。さらに残る１枚の表示サブフレーム４には、冒頭に戻って仮想サブフレーム識別番号１の仮想サブフレームが表示される。以下、フレーム２における各表示サブフレーム１〜４の動作について、説明する。
（フレーム２の表示サブフレーム１の動作）

まず、フレーム２の表示サブフレーム１では、仮想サブフレーム識別番号５の仮想サブフレームが表示される。仮想サブフレーム５では、図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、階調３についてはＯＦＦ、階調４、５についてはＯＮであり、仮想サブフレーム１や３、すなわち上述したフレーム１の表示サブフレーム１や３と同様である。したがって、これらと同様の動作を行う結果、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。
（フレーム２の表示サブフレーム２の動作）

次に、フレーム２の表示サブフレーム２では、仮想サブフレーム識別番号６の仮想サブフレームが表示される。仮想サブフレーム６では、図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、仮想サブフレーム２と同じく、階調３についてはＯＮ、階調４、５についてはＯＦＦとなる。よって、仮想サブフレーム２すなわちフレーム１での表示サブフレーム２と同様の動作を行って、ＬＥＤ１、４、７は点灯され、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯しない。
（フレーム２の表示サブフレーム３の動作）

次に、フレーム２の表示サブフレーム３では、仮想サブフレーム識別番号７の仮想サブフレームが表示される。仮想サブフレーム７では、図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、仮想サブフレーム１と同じく、階調３についてはＯＦＦ、階調４、５についてはＯＮとなる。よって、仮想サブフレーム１、３、５、すなわちフレーム１での表示サブフレーム１、３及びフレーム２での表示サブフレーム１と同様の動作を行って、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。
（フレーム２の表示サブフレーム４の動作）

さらに、フレーム２の表示サブフレーム４では、再び仮想サブフレーム識別番号１の仮想サブフレームが表示される。よって、上述の通り仮想サブフレーム１を表示するフレーム１の表示サブフレーム１（あるいはフレーム１の表示サブフレーム３やフレーム２の表示サブフレーム１、３）での動作が繰り返され、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。

このようにして、フレーム２の表示サブフレーム１〜４では、仮想サブフレーム５〜７、１の表示が行われ、残りの仮想サブフレーム２〜４については、非表示サブフレームとして表示されない。ここで、フレーム１とフレーム２ではいずれも図５Ｄの画像が表示されているため、フレーム１とフレーム２をそれぞれ構成する仮想サブフレーム１〜７は、同じ画像である。よって、フレーム１で表示された仮想サブフレーム１〜４と、続くフレーム２で表示された仮想サブフレーム５〜７、１は、恰も連続して仮想サブフレーム１〜７を繰り返し表示しているに等しく、よってこれらを合成した合成画像は、各フレームでは一部の仮想フレームの表示を省略しているとはいえ、相前後するフレームにおいて補間される結果、すべての仮想サブフレーム１〜７が実質的に表示されており、見かけ上、所期の中間階調を表現可能な合成画像が表示されているとユーザには認識される。

これ以降の、フレーム３〜７については、各フレームを構成する仮想サブフレーム識別番号が異なるだけであるため、説明を省略する。

以上のように、一連のフレームを通して見たときに、連続するどの２つのフレームを取っても、仮想サブフレーム１〜７が一通り出現している。このように、各フレームを構成する実際のサブフレーム数Ｎが４つでも、これよりも多い仮想サブフレーム数Ｍ、すなわち７枚の仮想サブフレームを用いて、０〜７階調までを表示することが可能となる。また、図６Ａ〜図６Ｂに示すように、フレーム１〜７を通して見ると、仮想サブフレーム１〜７がそれぞれ４回出現するので、正しい階調、すなわち階調３の点灯をするＬＥＤ１、４、７は仮想サブフレーム２、４、６で計１２回点灯し、階調４の点灯をするＬＥＤ２、５、８は仮想サブフレーム１、３、５、７で計１６回点灯し、階調５の点灯をするＬＥＤ３、６、９は仮想サブフレーム１、３、４、５、７の２０回点灯しており、ほぼ階調の線形性が保たれるようになる。

なお、上述した、フレーム１〜７の連続した点灯パターンを他の階調についても検討する。図７のサブフレーム変調テーブルを参照すれば、階調０では、どの仮想サブフレームも点灯しないので計０回点灯することになる。また階調１では、仮想サブフレーム４だけで点灯するので、フレーム１〜７では計４回点灯することになる。さらに階調２では、仮想サブフレーム２、６で点灯するので、計８回点灯することになる、さらにまた階調６では、仮想サブフレーム１、２、３、５、６、７で点灯するので、計２４回点灯することになる。最後に階調７では、すべての仮想サブフレームで点灯するので、４×７＝計２８回点灯することになる。

以上説明したように、実施形態１に係る表示装置では、任意の一のフレームでは非表示サブフレームとなった仮想サブフレームを、このフレームと連続する他のフレームでは表示サブフレームとなるように設定している。このように一フレームの非表示サブフレームが、続くフレームの表示サブフレームになるようにすることで、一フレームですべての仮想サブフレームが表示できなくとも、続くフレームでは補間され、残像効果により見かけ上、初期の階調画像が表示されるので、実質的にはフレームレートを上げることなく多階調化を実現している。例えば１枚のフレームに４枚の表示サブフレームを割り当てる場合、従来の方法では階調０〜４までしか表現できないところ、本実施形態によれば階調０〜７まで表現することが可能となる。
［実施形態２］

以上の実施形態１では、仮想サブフレームの枚数を７枚とした例について説明した。ただ本発明は、仮想サブフレームの枚数Ｍを７に限定するものでなく、実際に一フレーム期間に表示される表示サブフレームの枚数Ｎよりも多くした任意の自然数が利用できる。好ましくは、Ｍを２のべき剰とすることで、表示部で表現される階調差の線形性を維持できる。また、別の観点からＭ≦２Ｎとすることで、２フレーム（２Ｎ枚）ですべての仮想サブフレーム（Ｍ枚）を表示可能とでき、連続するフレーム同士の間ですべての仮想フレームが揃うことから、残像効果によって構築される中間階調画像を再現しやすくなり、好ましい。

次に実施形態２として、仮想サブフレームの枚数Ｍを８枚とした表示装置を、図８Ａ〜図８Ｂのタイミングチャート及び図９のサブフレーム変調テーブルに基づいて説明する。この例でも、表示更新周期毎に、表示部の画像をフレーム１から順に図５Ｄ→図５Ｄ→図５Ｄ→．．．→図５Ｄとして、同じ表示内容すなわち静止画を表示している。図５Ｄでは、階調０〜７の８階調表示における階調３、４、５を表示させているので、このような８階調表示を実現するには、７枚以上のサブフレームが必要となる。７以上で、２のべき乗で近いのは８（２の３乗）となる。そこで、実施形態２では、８枚の仮想サブフレームを生成して、階調０から８の９階調を表示可能としている。さらに一フレームで表示可能な表示サブフレームは、実施形態１と同じ４枚としている。このため、各フレームにおいて８枚の仮想サブフレームの内から４枚の仮想サブフレームを表示サブフレームとして選択、表示するようにした。

フレーム１においては、図５Ｄの画像から生成される８枚の仮想サブフレームに対して１〜８の仮想サブフレーム識別番号を割り付け、その内から仮想サブフレーム識別番号１〜４の画像４枚を表示サブフレーム１〜４として表示し、仮想サブフレーム識別番号５〜８の４枚は非表示サブフレームとする。

次にフレーム２においては、同様に図５Ｄの画像から生成される８枚の仮想サブフレームに対して、その内から仮想サブフレーム識別番号５〜８の画像４枚を、フレーム２の表示サブフレーム１〜４として表示し、残る仮想サブフレーム識別番号１〜４の画像は非表示サブフレームとする。このようにして、フレーム１、２の２つ分で、１通りの仮想サブフレーム識別番号１〜８に係る画像を、表示部に表示させている。

次に、図５Ｄの画像を表示部に表示させるためのサブフレーム変調の具体例を、図９のサブフレーム変調テーブルを参照して説明する。図５Ｄで表示される画像では、図４の画素構成に従えば、ＬＥＤ１、４、７で階調３、ＬＥＤ２、５、８で階調４、ＬＥＤ３、６、９で階調５に、それぞれ点灯させている。図９のサブフレーム変調により、図５Ｄの画像から８枚の仮想サブフレームを生成すると、階調３の画素を実現するには、８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム３、５、７をＯＮ、仮想サブフレーム１、２、４、６、８をＯＦＦとする。また階調４の画素では、８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム２、４、６、８をＯＮ、仮想サブフレーム１、３、５、７をＯＦＦとする。さらに階調５の画素では、仮想サブフレーム２、４、５、６、８をＯＮ、仮想サブフレーム１、３、７をＯＦＦとする。

次に、このような点灯パターンを実現するため、図８Ａのタイミングチャートに示す通り、フレーム１では、８枚の仮想サブフレームの内から仮想サブフレーム識別番号１〜４の４枚の仮想サブフレームを、表示サブフレーム１〜４として表示し、残りの仮想サブフレーム識別番号５〜８の画像は、非表示サブフレームとする。続くフレーム２では、８枚の仮想サブフレームの内から、仮想サブフレーム識別番号５〜８の４枚を表示サブフレーム１〜４として表示し、残りの仮想サブフレーム識別番号１〜４の画像は非表示サブフレームとする。
（フレーム１の表示サブフレーム１）

各表示サブフレームでは、時分割でソース側スイッチＳＯ１〜ＳＯ３を順にＯＮにして、共通ラインＣ１〜３に電圧源Ｖから電圧を供給する。ここで、図８Ａのタイミングチャートを参照して、フレーム１の表示サブフレーム１から順に説明する。まず表示サブフレーム１では、ソース側スイッチがＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３の順で切り替えられる。ここで仮想サブフレーム１の点灯パターンを得るため、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、階調３〜５を実現するには仮想サブフレーム１ではＯＦＦである。このため、ソース側スイッチＳＯ１がＯＮの時、本来ＬＥＤ１〜３が点灯制御対象であるところ、シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３をＯＦＦとして、ＬＥＤ１〜３は点灯されない。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの時、ＬＥＤ４〜６が点灯対象であるところ、はやりシンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３をＯＦＦとして、ＬＥＤ４〜６は点灯されない。さらにＳＯ３がＯＮの時、ＬＥＤ７〜９が点灯対象であるところ、同様にシンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３をＯＦＦとして、ＬＥＤ７〜９は点灯されない。
（フレーム１の表示サブフレーム２）

次に、フレーム１の表示サブフレーム２では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、階調３はＯＦＦで、階調４、５はＯＮである。同様に図８Ａのタイミングチャートに示すように、表示サブフレーム２でもソース側スイッチがＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３の順で切り替えられる。まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１がＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３がＯＮとなり、ＬＥＤ１は点灯せず、ＬＥＤ２、３は点灯する。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１がＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＮとなり、ＬＥＤ４は点灯せず、ＬＥＤ５、６は点灯する。さらにソース側スイッチＳＯ３がＯＮの時、シンク側スイッチＳＩ１はＯＦＦ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＮとなり、ＬＥＤ７は点灯せず、ＬＥＤ８、９は点灯する。
（フレーム１の表示サブフレーム３）

次に、フレーム１の表示サブフレーム３では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、階調３はＯＮで、階調４、５はＯＦＦである。同様に図８Ａのタイミングチャートに示すように、表示サブフレーム３でも、ソース側スイッチがＳＯ１、ＳＯ２、ＳＯ３の順で切り替えられる。まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１がＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦとなり、ＬＥＤ１は点灯し、ＬＥＤ２、３は点灯しない。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの時、シンク側スイッチＳＩ１はＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦとなり、ＬＥＤ４は点灯し、ＬＥＤ５、６は点灯しない。さらにソース側スイッチＳＯ３がＯＮの時、シンク側スイッチＳＩ１はＯＮ、ＳＩ２、ＳＩ３はＯＦＦとなり、ＬＥＤ７は点灯し、ＬＥＤ８、９は点灯しない。
（フレーム１の表示サブフレーム４）

次に、フレーム１の表示サブフレーム４では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、表示サブフレーム２と同様となり、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。
（フレーム２の表示サブフレーム１）

次に、フレーム２の表示サブフレーム１では、表示サブフレーム１として仮想サブフレーム５を表示する。フレーム２の仮想サブフレーム５では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、階調３、５はＯＮで、階調４はＯＦＦとなる。まずソース側スイッチＳＯ１がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１、ＳＩ３がＯＮ、ＳＩ２はＯＦＦとなり、ＬＥＤ１、３は点灯し、ＬＥＤ２は点灯しない。次にソース側スイッチＳＯ２がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１、ＳＩ３がＯＮ、ＳＩ２はＯＦＦとなり、ＬＥＤ４、６は点灯し、ＬＥＤ５は点灯しない。さらにソース側スイッチＳＯ３がＯＮの時、シンク側スイッチはＳＩ１、ＳＩ３がＯＮ、ＳＩ２はＯＦＦとなり、ＬＥＤ７、９は点灯し、ＬＥＤ８は点灯しない。
（フレーム２の表示サブフレーム２）

次に、フレーム２の表示サブフレーム２では、表示サブフレーム２として仮想サブフレーム６を表示する。仮想サブフレーム６では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、上述した表示サブフレーム２、４と同様の点灯パターンとなり、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。
（フレーム２の表示サブフレーム３）

次に、フレーム２の表示サブフレーム３では、表示サブフレーム３として仮想サブフレーム７を表示する。仮想サブフレーム７では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、表示サブフレーム３と同様の点灯パターンとなり、ＬＥＤ１、４、７は点灯し、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯しない。
（フレーム２の表示サブフレーム４）

次に、フレーム２の表示サブフレーム４では、表示サブフレーム４として仮想サブフレーム８を表示する。仮想サブフレーム８では、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、表示サブフレーム２、４、６と同様の点灯パターンとなり、ＬＥＤ１、４、７は点灯せず、ＬＥＤ２、３、５、６、８、９は点灯する。

以降、フレーム３では、表示サブフレームとして選択された仮想サブフレームのサブフレーム識別番号がフレーム１と同じなので、説明を省略する。

このように各ＬＥＤを点灯させることで、フレーム１と２を通して見たときに、仮想サブフレーム１〜８を一通り表示させることができる。すなわち、一フレームを構成する実際のサブフレーム数が４枚のままでも、この４枚の実際のサブフレーム数で表現可能な階調数５よりも多い、０〜８階調までの９階調を表現することが可能となる。また、複数のフレーム１と２を通して見ると、仮想サブフレーム１〜８が各１回出現するので、正しい階調が表現されていることが判る。つまり、図９のサブフレーム変調テーブルを参照すると、階調３の点灯を担うＬＥＤ１、４、７は、仮想サブフレーム３、５、７の３回点灯しており、また階調４の点灯を担うＬＥＤ２、５、８は、仮想サブフレーム２、４、６、８の４回点灯しており、さらに階調５の点灯を担うＬＥＤ３、６、９は、仮想サブフレーム２、４、５、６、８の５回点灯しており、ほぼ階調の線形性が保たれるようになる。
［実施形態３］

以上の実施形態１及び２では、フレーム１とフレーム２とで同じ画像を表示する静止画像であるため、一のフレームで非表示となった仮想サブフレームを続くフレームで表示させる結果、表示されない仮想サブフレームは生じない。ただ、この方法では、例えば図形や文字がスクロールする動画像のように、フレーム１とフレーム２とで異なる画像を表示する場合には、一フレームを構成する仮想サブフレームの内、非表示サブフレームとなって表示が省略される仮想サブフレーム画像が生じることとなる。そこで、このように場合でも各画像に対して表示されない仮想サブフレーム画像（に対応するサブフレーム識別番号）が生じ難くなるような構成として、以下、実施形態３に係る表示装置を、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂのタイミングチャートに基づいて順次説明する。
（パルス幅変調）

実施形態３に係る表示装置は、サブフレーム内において、パルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）を行う。上述した実施形態１、２では、各画像で表現可能な階調数が、サブフレームの総数と対応していた。これに対して本実施形態では、各画像の階調とドット補正とを合成した階調数でもって、サブフレームの総数とパルス幅変調の数を合成した数とを対応させている。
（ドット補正）

ここでドット補正とは、各画像の階調が、ＬＥＤ間で同じであれば、それらのＬＥＤが同じ輝度で発光するように、各々のＬＥＤの輝度ばらつきを均一にするためのパラメータである。この例では、各ＬＥＤの輝度を一致させるためにＬＥＤ点灯時間を変調している。ただ、ドット補正のパラメータには、ＬＥＤの点灯時間の他、ＬＥＤの駆動電流を利用することもできる。
（面輝度）

なお、以下ではドット補正を合成する例を主に説明するが、本発明はこれに限定するものでなく、例えばドット補正に代えて、又はこれに加えて、面輝度を合成してもよい。ここで面輝度とは、所定のＬＥＤの集合体（ブロック）の輝度を同じ割合で変化させるパラメータである。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂなどの色毎に対して適用する。

この例では、ドット補正および画像の階調は、それぞれ０〜８の９ステップとする。これらを合成すると、最大８×８＝６４となり、２進数で表すと１００００００と７ｂｉｔになる。ここでは、サブフレーム変調を３ｂｉｔとパルス幅変調を４ｂｉｔで行う例を説明する。
（階調の移動を目で追った例：階調３）

次に、実施形態３に係る表示装置で表示される画像の階調の移動を目で追った例のタイミングチャートを図１０に示す。ここでは、フレーム１から順に図５Ａ→図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ→図５Ｅ→図５Ｆ→図５Ｇ→図５Ｈ（以下、図５Ａに戻って繰り返してもよい。）の画像を、左スクロールで表示する場合の、階調３の点灯、つまりＬＥＤ６→ＬＥＤ５→ＬＥＤ４（図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに示す表示部の２行目）を目で追った場合を想定する。なお、ソースドライバやシンクドライバの制御については、上述した実施形態１に係る図６Ａ、図６Ｂ等と同様であるため、説明の都合上、一部を省略して図示している。
（ドット補正を含めたサブフレーム変調）

実施形態３に係る表示装置でサブフレーム変調を行う例を、図１２のサブフレーム変調テーブルに基づいて説明する。このサブフレーム変調テーブルは、サブフレーム変調により、上位ｂｉｔに対して＋０するか、＋１するかを示している。ここでは説明の都合上、各ＬＥＤのドット補正のレベルはすべて４とする。一例として、図５Ｂに示す画像を表示部に表示する場合を考える。この表示部を構成する３×３のマトリックスにおいて、２行３列目に位置するＬＥＤ６は、階調３の入力である。上述の通りＬＥＤのドット補正を４としているので、これらを合成すると階調３×ドット補正４＝１２となる。この階調１２を２進数で表すと０００１１００となる。これを上位４ｂｉｔ（値０００１）と下位３ｂｉｔ（値１００）に分ける。この内、下位３ｂｉｔでもってサブフレーム変調を行う。

図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが１００の場合（図１２の表において４行目）、仮想サブフレーム１〜８に対して、変調レベルはそれぞれ０、＋１、０、＋１、０、＋１、０、＋１となる。よって仮想サブフレーム１〜８の内、仮想サブフレーム１、３、５、７は＋０として、そのまま上位４ｂｉｔの値０００１に０が加算（あるいは現状維持）される。この結果、０００１＋０＝０００１、すなわち１０進数では階調１であり、パルス幅変調は１となる。纏めると、階調３、ドット補正４を表現するためには、ＬＥＤ６を、仮想サブフレーム１、３、５、７ではパルス幅変調量１で点灯させることになる（図１０のパルス幅変調の欄を参照）。

一方、仮想サブフレーム２、４、６、８については＋１であるから、上位４ｂｉｔの値０００１に＋１が加算される結果、０００１＋１＝００１０となり、１０進数で表すと階調２であり、よってパルス幅変調は２となる。纏めると、階調３、ドット補正４を表現するためには、ＬＥＤ６を、仮想サブフレーム２、４、６、８ではパルス幅変調量２で点灯させることになる（図１０のパルス幅変調の欄を参照）。
（図１０：フレーム１）

ここで、仮想サブフレームの生成、表示に戻ると、実施形態３でも上述した実施形態２と同様、仮想サブフレーム８枚の内、フレーム１では仮想サブフレーム１〜４が表示サブフレーム１〜４として選択されて点灯を行う。したがって、図１０に示すように、仮想サブフレーム１、３では階調１、すなわちパルス幅変調が１、一方仮想サブフレーム２、４では階調２、すなわちパルス幅変調が２の表示を行う。

仮想サブフレーム１でのソースドライバとシンクドライバの制御については、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるが、ここではＬＥＤ６のみについて説明するため、図１０のタイミングチャートではソース側スイッチＳＯ２とシンク側スイッチＳＩ３の動作のみを図示している。ここで、図１０を参照して、フレーム１の表示サブフレーム１におけるＬＥＤ６の動作を説明する。ここでは、図５Ｂの表示、すなわちＬＥＤ６で階調３、ドット補正４の表示を行うため、ソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間に、パルス幅変調により、パルス幅変調１となるようＬＥＤ６の点灯制御を行う。ここでは、パルス幅変調を９段階で実現するため、サブフレーム周期を８区間に分けている。ここで、ＬＥＤ６をパルス幅変調１で点灯させるため、表示サブフレーム１のサブフレーム周期において、ソース側スイッチＳＯ２がＯＮされる８区間の内、シンク側スイッチＳＩ３を１区間だけＯＮして、残りの７つの区間ではＯＦＦとする。この例では、先頭の区間でシンク側スイッチＳＩ３をＯＮさせている。なお、フレーム１の残りの仮想サブフレーム２〜４の動作説明については省略する。
（図１０：フレーム２）

次に、フレーム２においては、階調３の画素を目で追うと、図５Ｃに示すように、ＬＥＤ６からＬＥＤ５に移動している。この図５Ｃの画像において、ＬＥＤ５は階調３、ドット補正４の入力であるから、これらを合成すると階調３×ドット補正４＝１２となり、上述したフレーム１と同じ点灯となる。

ここで、フレーム２の表示サブフレーム１〜４の内、表示サブフレーム２で、仮想サブフレーム６を表示させる動作を説明する。仮想サブフレーム６でのソースドライバとシンクドライバの制御においても、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、ここではＬＥＤ５のみについて説明するため、図１０においてはソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ２の動作のみを図示している。図１０を参照して、フレーム２の表示サブフレーム２（仮想サブフレーム６）におけるＬＥＤ５の動作を説明する。上述の通り、仮想サブフレーム６では階調２、すなわちパルス幅変調２となるように、ＬＥＤ５を点灯させる必要がある。このため、ソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間に、パルス幅変調２に応じて、シンク側スイッチＳＩ２を８つの点灯期間の内、２区間だけＯＮして、残りの６区間はＯＦＦさせる。ここでも、８つの点灯期間の先頭の２区間でＯＮさせている。なお、フレーム２の内、表示サブフレーム１、３、４（仮想サブフレーム５、７、８）の動作説明については省略する。
（図１０：フレーム３）

同様に、フレーム３においては階調３の画素が図５Ｄに示すようにＬＥＤ４に移動している。ここで、ＬＥＤ４は階調３、ドット補正４の入力であるので、これらを合成すると階調３×ドット補正４＝１２となり、上述したフレーム１、２と同じ点灯となる。

ここで、フレーム３の表示サブフレーム１〜４の内、表示サブフレーム３で、仮想サブフレーム３を表示させる動作を説明する。仮想サブフレーム３でのソースドライバとシンクドライバの制御においても、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、ここではＬＥＤ４のみについて説明するため、図１０においてはソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ１の動作のみを図示している。図１０を参照して、フレーム３の表示サブフレーム３（仮想サブフレーム３）におけるＬＥＤ４の動作を説明すると、上述の通り仮想サブフレーム３では階調１であるから、パルス幅変調１となるように、ＬＥＤ４を点灯させる。このため、ソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間に、パルス幅変調１に応じて、シンク側スイッチＳＩ１を８つの点灯期間の内、１区間だけＯＮして、残りの７区間はＯＦＦさせる。ここでも、８つの点灯期間の先頭の１区間でＯＮさせている。なお、フレーム３の内、表示サブフレーム１、２、４（仮想サブフレーム１、２、４）の動作説明については省略する。

以上のように、表示部において階調の異なる棒状の図形を左スクロール表示させた際、階調３の点灯をユーザが目で追うと、各フレームを構成する４枚の表示サブフレームにおけるパルス幅変調は、いずれも１、２、１、２となり、各フレームで同じとなる。したがって、階調３の点灯、つまりＬＥＤ６→ＬＥＤ５→ＬＥＤ４を目で追うと、同じ明るさの点が移動しているように観察される。いいかえると、静止画でないスクロールする動画像であっても、階調変換とドット補正が行われた画像を、見かけ上表現できることが判る。すなわち、サブフレーム周期を高速化することなく、一部の仮想サブフレームを非表示としながら、表示される画像の階調表示とドット補正をほぼ維持することが可能となる。
（ＬＥＤの階調の変化を目で追った例：ＬＥＤ６の画素位置）

以上は、同じ階調の画素の動きをユーザが目で追った場合について説明した。次に、同じ実施形態３に係る表示装置において、ＬＥＤの階調の変化を目で観察する例のタイミングチャートを、図１１Ａに示す。ここでは、フレーム１から順に図５Ａ→図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ→図５Ｅ→図５Ｆ→図５Ｇ→図５Ｈの左スクロール表示をする際に、ＬＥＤ６の画素を観察する場合を想定する。なお、図１１Ａにおいてソースドライバやシンクドライバの制御については、上述した実施形態１に係る図６Ａ、図６Ｂ等と同様であるため、説明の都合上、一部を省略して図示している。またこの例でも、説明を容易にするためＬＥＤ６のドット補正は４とする。
（図１１Ａ：フレーム１）

まずフレーム１においては、表示部に図５Ａの画像が表示される。この画像を構成する画素の内、ＬＥＤ６については階調２、ドット補正４であるから、これらを合成すると階調２×ドット補正４＝８となる。この階調８を２進数で表すと、０００１０００となる。これを上位４ｂｉｔ（値０００１）と下位３ｂｉｔ（値０００）に分ける。この内、下位３ｂｉｔでもってサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが０００の場合、仮想サブフレーム１〜８に対して、変調レベルはすべて０となる。よって仮想サブフレーム１〜８のすべてに対して、上位４ｂｉｔの値０００１に＋０して、階調１（０００１＋０＝０００１）が得られ、パルス幅変調は１となる。

図１１Ａのタイミングチャートに示すように、フレーム１では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム１〜４が表示サブフレーム１〜４として選択される。これらの表示サブフレーム１〜４（仮想サブフレーム１〜４）では、階調１、すなわちパルス幅変調が１の表示を行う。

まず、表示サブフレーム１でのソースドライバとシンクドライバの制御については、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、ここではＬＥＤ６の画素位置のみについて説明するため、図１１Ａではソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ３の動作のみを図示している。ここでは、パルス幅変調を行うため、サブフレーム周期を８区間に分けている。そして、パルス幅変調１を実現するため、このサブフレーム周期においてソース側スイッチＳＯ２をＯＮさせる一方、シンク側スイッチＳＩ３を、８つの点灯期間の内の１区間だけＯＮとして、残りの７つの区間はＯＦＦとする。この例では、シンク側スイッチＳＩ３を先頭の区間でＯＮさせている。なお、フレーム１の残りの表示サブフレーム２〜４においても、すべてパルス幅変調１であって表示サブフレーム１と同様であるため、これらの動作説明については省略する。
（図１１Ａ：フレーム２）

次に、フレーム２においては、表示部に図５Ｂの画像が表示される。この画像を構成する画素の内、ＬＥＤ６については階調３、ドット補正４であるから、これらを合成すると階調３×ドット補正４＝１２となる。この階調１２を２進数で表すと０００１１００となる。これを上位４ｂｉｔ（値０００１）と下位３ｂｉｔ（値１００）に分けて、下位３ｂｉｔでサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが１００の場合、仮想サブフレーム１〜８の内、仮想サブフレーム１、３、５、７は＋０、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１となる。よって、仮想サブフレーム１、３、５、７に対しては、変調レベルは０であり、そのまま上位４ｂｉｔの値０００１から階調１（０００１＋０＝０００１）が得られ、パルス幅変調は１となる。一方、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１であり、上位４ｂｉｔの値０００１に１が加算されて、階調２（０００１＋１＝００１０）すなわちパルス幅変調は２となる。

一方でフレーム２では、８枚の仮想サブフレーム１〜８の内、仮想サブフレーム５〜８を表示サブフレーム１〜４として点灯を行う。これら仮想サブフレーム５〜８に対して、上述の通り図１２のサブフレーム変調の結果、図１１Ａに示す通り仮想サブフレーム５、７に対しては階調１、すなわちパルス幅変調１、一方の仮想サブフレーム６、８に対しては階調２、すなわちパルス幅変調が２の表示を行う。

ここでは、表示サブフレーム２として仮想サブフレーム６を表示させる際の動作について説明する。フレーム２で表示サブフレーム２（仮想サブフレーム６）を表示させる際のソースドライバとシンクドライバの制御については、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるが、ここではＬＥＤ６のみについて説明するため、図１１Ａのタイミングチャートでは上述の通りソース側スイッチＳＯ２とシンク側スイッチＳＩ３の動作のみを図示している。表示サブフレーム２で表示される仮想サブフレーム６では、パルス幅変調２でＬＥＤ６を点灯させる。このため、サブフレーム周期を８区間に分けた状態で、ソース側スイッチＳＯ２をＯＮさせた間に、シンク側スイッチＳＩ３を８つの点灯期間の内の２区間分だけＯＮさせ、残りの６つの区間はＯＦＦさせる。ここでも、先頭の２区間でシンク側スイッチＳＩ３をＯＮさせている。なお、フレーム２の残りの仮想サブフレーム５、７〜８については、パルス幅変調が１又は２であるので、上述と同様の動作となり、説明を割愛する。
（図１１Ａ：フレーム３）

さらに、フレーム３においては、表示部に図５Ｃの画像が表示される。この画像を構成するＬＥＤ６は階調４、ドット補正４であるので、これらを合成すると階調４×ドット補正４＝１６となる。この階調１６を２進数で表すと、００１００００となる。これを上位４ｂｉｔ（値００１０）と下位３ｂｉｔ（値０００）に分け、下位３ｂｉｔでサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが０００の場合は、仮想サブフレーム１〜８で変調レベルはすべて＋０となり、仮想サブフレーム１〜８のすべてに対して上位４ｂｉｔの値００１０がそのままとなり、階調２（００１０＋０＝００１０）が得られ、パルス幅変調は２となる。

図１１Ａのタイミングチャートに示すように、フレーム３では８枚の仮想サブフレームの内、再度仮想サブフレーム１〜４が表示サブフレーム１〜４として選択される。これらの表示サブフレーム１〜４（仮想サブフレーム１〜４）では、階調２、すなわちパルス幅変調２の表示が行われることとなる。

ここで、表示サブフレーム１〜４でのソースドライバとシンクドライバの制御については、上述したフレーム２の表示サブフレーム２（仮想サブフレーム６）におけるパルス幅変調が２の場合と同じ動作なので、説明を省略する。
（図１１Ａ：フレーム４）

さらにフレーム４において、表示部に図５Ｄの画像が表示される。この画像においてＬＥＤ６は階調５、ドット補正４であり、これらを合成すると階調５×ドット補正４＝２０となる。この階調２０を２進数で表すと００１０１００となり、これを上位４ｂｉｔ（値００１０）と下位３ｂｉｔ（値１００）に分ける。この内、下位３ｂｉｔでもってサブフレーム変調を行うと、図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが１００の場合、８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム１、３、５、７は＋０、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１である。よって、仮想サブフレーム１、３、５、７については、上位４ｂｉｔの値００１０そのままとなり、階調２（００１０＋０＝００１０）すなわちパルス幅変調は２となる。一方、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１であるから、上位４ｂｉｔの値００１０に＋１が加算され、階調３（００１０＋１＝００１１）となり、パルス幅変調は３となる。

図１１Ａのタイミングチャートに示すように、フレーム４では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム５〜８が表示サブフレーム１〜４として選択される。この内、仮想サブフレーム５、７では階調２、すなわちパルス幅変調が２、仮想サブフレーム６、８では階調３、すなわちパルス幅変調が３の表示を行う。

フレーム４の表示サブフレーム２で仮想サブフレーム６を表示させるためのソースドライバとシンクドライバの制御については、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、図１１ＡではＬＥＤ６のみについて説明するため、ソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ３の動作のみを図示している。ソース側スイッチＳＯ２のＯＮの区間で、パルス幅変調により、パルス幅変調３に相当する、８つの点灯期間の内、最初の３区間でシンク側スイッチＳＩ３をＯＮさせ、残りの５つの区間ではＯＦＦさせる。なお、残りの仮想サブフレーム５、７及び８の動作は、上述したパルス幅変調が２、３の場合と同じなので、説明を省略する。
（図１１Ａ：フレーム５）

さらにフレーム５においては、表示部に図５Ｅの画像が表示される。この画像において、ＬＥＤ６は階調６、ドット補正は４であるから、これらを合成すると階調６×ドット補正４＝２４となる。この階調２４を２進数で表すと００１１０００となり、これを上位４ｂｉｔ（値００１１）と下位３ｂｉｔ（値０００）に分け、下位３ｂｉｔでサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが０００の場合、仮想サブフレーム１〜８に対して、変調レベルはすべて０であるから、仮想サブフレーム１〜８のすべてに対して、上位４ｂｉｔの値００１１は＋０、すなわちそのままとなり、階調３（００１１＋０＝００１１）が得られ、パルス幅変調は３となる。

図１１Ａのタイミングチャートに示すように、フレーム５では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム１〜４が表示サブフレーム１〜４として選択される。仮想サブフレーム１〜４では、階調３、すなわちパルス幅変調が３の表示を行う。なお、このときの仮想サブフレーム１〜４でのソースドライバとシンクドライバの制御については、上述したパルス幅変調が３の場合と同じであるから、説明を省略する。
（図１１Ｂ：フレーム６）

同様に、フレーム６においては、表示部に図５Ｆの画像が表示される。この画像のＬＥＤ６は階調７、ドット補正４であるから、これらを合成すると階調７×ドット補正４＝２８となる。この階調２８を２進数で表すと００１１１００となるから、これを上位４ｂｉｔ（値００１１）と下位３ｂｉｔ（値１００）に分け、下位３ｂｉｔでもってサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが１００の場合、仮想サブフレーム１〜８に対して、仮想サブフレーム１、３、５、７は＋０、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１である。よって、仮想サブフレーム１、３、５、７については、そのまま上位４ｂｉｔの値００１１から階調３（００１１＋０＝００１１）、すなわちパルス幅変調３が得られる。一方、仮想サブフレーム２、４、６、８では＋１として、上位４ｂｉｔの値００１１に加算され、階調４（００１１＋１＝０１００）、
すなわちパルス幅変調は４となる。

図１１Ｂのタイミングチャートに示すように、フレーム６では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム５〜８が表示サブフレーム１〜４として選択される。この内、仮想サブフレーム５、７では階調３、すなわちパルス幅変調が３となり、一方仮想サブフレーム６、８では階調４、すなわちパルス幅変調が４の表示を行う。

ここでは、表示サブフレーム４において仮想サブフレーム８を表示させるための動作を説明する。ここでのソースドライバとシンクドライバの制御については、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、ここではＬＥＤ６のみについて説明するため、ソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ３の動作のみ図示している。ソース側スイッチＳＯ２のＯＮの時にパルス幅変調により、パルス幅変調４つまりシンク側スイッチＳＩ３が８つの点灯期間の内、最初の４区間だけＯＮし、残りの４区間ではＯＦＦされる。なお、その他の仮想サブフレーム５〜７の説明は、上述したパルス幅変調が３及び４の場合と同じなので省略する。
（図１１Ｂ：フレーム７）

同様に、フレーム７において図５Ｇの画像を表示させる場合、この画像を構成する画素の内、ＬＥＤ６は階調０、ドット補正４であるから、これらを合成すると階調０×ドット補正４＝０となる。この階調０を２進数で表すと０００００００となり、上位４ｂｉｔ（値００００）と下位３ｂｉｔ（値０００）に分ける。この内、下位３ｂｉｔでサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが０００の場合、仮想サブフレーム１〜８に対して、変調レベルはすべて０となる。よって仮想サブフレーム１〜８のすべてに対して、上位４ｂｉｔの値００００そのままとなり、階調０（００００＋０＝００００）が得られ、すべてのパルス幅変調は０となる。

図１１Ｂのタイミングチャートに示すように、フレーム７では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム１〜４が表示サブフレーム１〜４として選択される。この内、仮想サブフレーム１〜４では階調０、すなわちパルス幅変調が０の表示を行う。

例えばフレーム７の表示サブフレーム４でのソースドライバとシンクドライバの制御に着目すると、実際にはソース側スイッチＳＯ１→ＳＯ２→ＳＯ３の順で時分割にＯＮされるところ、ここではＬＥＤ６のみについて説明するため、ソース側スイッチＳＯ２及びシンク側スイッチＳＩ３の動作のみを図示している。ソース側スイッチＳＯ２がＯＮの区間で、パルス幅変調により、パルス幅変調０、つまりシンク側スイッチＳＩ３が８つの点灯期間すべてでＯＦＦされる。なお、残りのサブフレーム１〜３の動作も、上述した仮想サブフレーム４と同じなので、説明を省略する。
（図１１Ｂ：フレーム８）

最後に、フレーム８においては、図５Ｈの画像が表示され、この画像を構成する画素の内、ＬＥＤ６は階調１、ドット補正４であるから、これらを合成すると階調１×ドット補正４＝４となる。この階調４を２進数で表すと００００１００となり、これを上位４ｂｉｔ（値００００）と下位３ｂｉｔ（値１００）に分け、下位３ｂｉｔでサブフレーム変調を行う。図１２のサブフレーム変調テーブルによれば、下位３ｂｉｔが１００の場合、仮想サブフレーム１〜８の内、仮想サブフレーム１、３、５、７では＋０として、上位４ｂｉｔの値００００そのままとなり、階調０（００００＋０＝００００）すなわちパルス幅変調は０となる。一方、仮想サブフレーム２、４、６、８は＋１であるから、上位４ｂｉｔの値００００に加算されて、階調１（００００＋１＝０００１）、すなわちパルス幅変調は１となる。

図１１Ｂのタイミングチャートに示すように、フレーム８では８枚の仮想サブフレームの内、仮想サブフレーム５〜８が表示サブフレーム１〜４として選択される。この内、仮想サブフレーム５、７では階調０、すなわちパルス幅変調が０となり、一方仮想サブフレーム６、８では階調１、すなわちパルス幅変調が１の表示を行う。なお、仮想サブフレーム５〜８でのソースドライバとシンクドライバの制御については、上述したパルス幅変調が０または１の場合と同じなので、説明を省略する。

以上のように、ＬＥＤ６の点灯を目で追った時に、各フレームを構成する４枚の表示サブフレームにおけるパルス幅変調は、フレーム１では階調２に対して１、１、１、１の計４、フレーム２では階調３に対して１、２、１、２の計６、フレーム３では階調４に対して２、２、２、２の計８、フレーム４では階調５に対して２、３、２、３の計１０、フレーム５では階調６に対して３、３、３、３の計１２、フレーム６では階調７に対して３、４、３、４の計１４、フレーム７では階調０に対して０、０、０、０の計０、フレーム８では階調１に対して０、１、０、１の計２階調となる。このように、階調が１つ上がると、パルス幅が２倍の２区分ずつ増えており、線形性が実現されていることが確認された。したがって、ＬＥＤ６の点灯をユーザが目で追うと、明るさが変化していく様子が確認できる。

このように、単に表示サブフレームを表示させるのみならず、パルス幅変調などを利用して、各表示サブフレーム内でも階調表現を行うと、表示更新周期毎に違う画像となっても、各画像に対して表示されないサブフレーム識別番号が生じ難くなる。つまり、仮想サブフレーム識別番号が一通り出現するのが３０Ｈｚ以下の周期であって、表示更新周期は１２０Ｈｚ以上の周期であっても、階調の線形性が保たれやすくなる。特に、スクロールなどの目の残像効果を利用した表示では、階調を増やすために好適に利用できる。
［実施形態４］

以上の例では、表示更新周期を固定とした動作について説明した。ただ本発明は、この構成に限られず、表示更新周期を可変とすることもできる。このような例を実施形態４として、図１３のタイミングチャートに基づいて説明する。ここでは、表示更新周期毎に、表示部の表示を図５Ａ→図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ→図５Ｅ→図５Ｆ→図５Ｇ→図５Ｈと変化させる、左スクロールの例を説明する。表示更新周期を変えると、１フレームを構成する表示サブフレーム数、及びスクロールスピード（左に１ドット進む時間）が変化する。具体的に図１３の例では、表示更新周期Ａでスクロールする区間を表示更新周期Ａの区間として、フレーム１〜５で図５Ａ→図５Ｂ→図５Ｃ→図５Ｄ→図５Ｅを表示させ、一方表示更新周期Ｂでスクロールする区間を表示更新周期Ｂの区間として、フレーム６〜９では図５Ｆ→図５Ｇ→図５Ｈ→図５Ａを表示させている。

例えば、表示更新周期Ａの区間では、表示更新周期Ａが３ｍｓ、サブフレーム周期が１ｍｓとすると、各フレームを構成するサブフレーム数は３となり、３ｍｓ毎に１ドットずつ左スクロールすることになる。また、表示更新周期Ｂの区間では、表示更新周期Ａが５ｍｓ、サブフレーム周期が１ｍｓとすると、各フレームを構成するサブフレーム数は５となり、５ｍｓ毎に１ドットずつ左スクロールすることになる。

このように、スクロールなどの動画では、表示更新周期が変わるので、１枚のフレームを構成するサブフレーム数も変化する。このような場合でも、サブフレーム変調を行って階調表現を向上させた表示を行うことが可能である。なお、サブフレーム変調の詳細については説明を省略する。
［実施形態５］

上述した実施形態３では、パルス幅変調を行う例を説明した。ただ上述の通り、本発明は多諧調化を実現するための手法をパルス幅変調に限定せず、これに代えて、あるいはこれに加えて、他の手法も適宜利用できる。一例として、パルス幅変調に代えて重み付け制御を行う例を、実施形態５として図１４に基づいて説明する。

本実施形態では、パルス幅変調が重み付け制御に変わるだけなので、説明の都合上、タイミグチャートやサブフレーム変調については触れない。ここで重み付け制御について説明すると、例えば０〜１５階調まで表示する場合、シンク側スイッチＳＩ１〜ＳＩ３のＯＮやＯＦＦの時間の比率を１：２：４：８のように２のべき乗にすると、すべて点灯しない０から、すべて点灯する１５（＝１＋２＋４＋８）まで表示できる。

図１４では、ソース側スイッチＳＯ２とシンク側スイッチＳＩ３の制御により、ＬＥＤ６を階調９（＝９Ｔ／１５Ｔ）で点灯させている。ここで、ＳＩ３のＯＮやＯＦＦの時間Ｔは、１：２：４：８（＝Ｔ：２Ｔ：４Ｔ：８Ｔ）となっている。

このように、サブフレーム内で階調をつけるのに重み付け制御を用いても、階調表現を向上させた表示を行うことが可能である。

なお実施形態１〜５は表示装置の説明としたが、これに限らず、表示装置の点灯制御方法として利用できることは言うまでもない。

このように、実施形態に係るサブフレーム変調では、表示サブフレーム番号と、サブフレーム識別番号とを、すべてのフレームで一致させず、連続するフレーム間で異ならせている。すなわち従来であれば、一フレームをＮ枚のサブフレームに分けて、Ｎ枚のサブフレームをすべて表示させていた。この結果、一フレームを構成する１〜Ｎ枚のサブフレームに振られたサブフレーム識別番号と、サブフレームの出現順を示す表示サブフレーム番号１〜Ｎとが各フレームで一致していた。

これに対し本実施形態では、Ｎよりも多いＭ枚の仮想サブフレームを生成し、かつ一フレームで表示される仮想サブフレームの枚数はＮ枚とした上で、表示サブフレームをフレームで一致させず、連続するフレーム間で異ならせている。この結果、表示サブフレーム番号と仮想サブフレーム識別番号との対応関係が、連続するフレーム間で異なっている。

したがって、各々のフレームでは所定の仮想サブフレームの一部しか表示されないため、一フレームのみでは表示させるべき階調表現ができないものの、複数のフレームを通して見たときに、前のフレームでは間引かれた仮想サブフレームが次のフレームでは表示されることで、目の残像効果によって補間される。このようにして、フレームレートを上げることなく、見かけ上で表現できる階調数を増やすことができる。

次に、実施例１に係る表示装置について説明する。実施例１に係る表示装置では、発光素子として１７２８個のＬＥＤ（Red：Ｒ、Green：Ｇ、Blue：Ｂからなる３種類の発光素子が含まれる。）を、縦横４ｍｍ間隔で表示部に配置した。また、各ＬＥＤのアノードに接続された２４本の共通ラインを行方向に配置すると共に、各ＬＥＤのカソードに接続された２１６本（７２本×３色）の駆動ラインを列方向に配置した。

また電源回路には、直流５Ｖの定電圧源を用いた。さらに、各共通ラインに時分割で電圧を印加する点灯制御回路２にはＦＰＧＡを、ソースドライバにはＰチャネル型ＦＥＴを、シンクドライバには１５ｍＡ程度に設定した定電流駆動のＮＰＮトランジスタを、それぞれ用いた。

実施例１に係る表示装置を、１／２４のＤｕｔｙ比でダイナミック駆動させ、共通ラインの１つに電圧が印加されている時間を４７．９μｓとし、どの共通ラインにも電圧が印加されていない時間を１０μｓとした。この時、サブフレーム周期は（４７．９μｓ＋１０μｓ）×２４行＝１．３９ｍｓとなる。

画像から各色６４階調と、ドット補正から各６４階調を合成して計１２８階調の表示を、サブフレーム６４枚と重み付け６４段階（６ｂｉｔ）の計４０９６階調制御（１色当たり）で対応させた。階調１段階当たり、１．６％の明るさとなる。表示更新周期は１１ｍｓとし、フレーム１つ当たり８枚のサブフレームが入るようにした（１．３９ｍｓ×８サブフレーム＝１１．１ｍｓ）。

ドット補正は、各ＬＥＤのＲ、Ｇ、Ｂの３種類の素子のそれぞれに対して個別に設定し、Ｒｅｄは平均１６ｈ、Ｇｒｅｅｎは平均２０ｈ、Ｂｌｕｅは平均１１ｈであった。

効果を確認しやすいように、あえてマトリクス状に配置された２４行×７２列＝１７２８個のＬＥＤを１列ごとに明るさを変えた画像とし、８ステップのグラデーション２４行×８列の単位を繰り返し表示する画像を１１．１ｍｓ毎に１列ずつ左方向にスクロールさせた。

具体的には、８ステップのグラデーションの画像は、Ｒ、Ｇ、Ｂとも同じで、１列目の階調を０、２列目の階調を１ｈ、３列目の階調を２ｈ、４列目の階調を４ｈ、５列目の階調を８ｈ、６列目の階調を１０ｈ、７列目の階調を２０ｈ、８列目の階調を４０ｈとした。

これらの画像の階調と、ドット補正を実施形態３と同じように合成してサブフレーム変調した。

このような表示装置について、目視により確認したところ、列ごとに８ステップのグラデーションのかかった表示が左スクロールできていた。したがって、実施例１に係る表示装置は、階調表現能力の高い表示装置であると評価することができる。

比較例１

次に、比較例１に係る表示装置について検討する。比較例１に係る表示装置は、実施例１に係る表示装置と基本的には同じ構成を有しているが、画像から各色８階調と、ドット補正から各６４階調を合成して計５１２階調の表示を、サブフレーム８枚と重み付け６４段階（６ｂｉｔ）の計５１２階調制御（１色当たり）で対応させた。正確には、７階調という表示はしないものとして９段階の内の８段階（０％、１２．５％、２５％、３７．５％、５０％、６２．５％、７５％、１００％）で表示するようにしてある。

サブフレーム数が８枚の理由については、表示更新周期は１１ｍｓなので、フレーム１つ当たり８枚のサブフレームしか入らないためである。

８ステップのグラデーションの画像は、もともと８階調しかないので、Ｒ、Ｇ、Ｂとも同じで、１列目の階調を０、２列目の階調を１ｈ、３列目の階調を２ｈ、４列目の階調を３ｈ、５列目の階調を４ｈ、６列目の階調を５ｈ、７列目の階調を６ｈ、８列目の階調を８ｈとした。

このような表示装置について、目視により確認したところ、列ごとに８ステップのグラデーションのかかった表示が左スクロールできていたが、実施例１に係る表示装置で表現できる階調１の表示は明るさ１．６％であるのに対し、１２．５％となり、実施例１に係る表示装置の階調８ｈと同じ明るさとなる。

したがって、比較例１に係る表示装置は、１枚のフレームを構成するサブフレームの数に応じた階調表示しかできないので、色表現性能の悪い表示装置であると評価することができる。

上記の表示装置によれば、通常であれば実際の各フレームでは所定の仮想サブフレームの一部しか表示されないため、表示させるべき階調表現ができないところ、複数のフレームを通して見たときに、目の残像効果により、間引かれた仮想サブフレームが補間されるため、見かけ上で表現できる階調を増やすことができる。

以上、本発明の実施形態及び／又は実施例を図面に基づいて説明した。ただし、上述した実施形態乃至実施例、変形例等は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記例に特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略している。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本発明に係る表示装置の点灯制御方法及び表示ユニットは、例えば、大型テレビ、交通情報に利用できる。

１００…表示装置
１…発光素子
２…点灯制御回路
３…表示ユニット
１０…表示部
２０…走査部
３０…駆動部
４０…フレーム分割部
６０…シフトレジスタ
７０…ＲＡＭ
８０…タイミングコントローラ
９０…ＰＷＭコントローラ
ＬＥＤ１〜９…発光素子
Ｃ１〜３…共通ライン
Ｓ１〜３…駆動ライン
Ｖ…電圧源
ＳＯ１〜ＳＯ３…ソース側スイッチ
ＳＩ１〜ＳＩ３…シンク側スイッチ

Claims (24)

1. 複数の発光素子を行列状に配置した表示部と、
   前記表示部の行方向に配置された前記複数の発光素子の一方の端子に接続された複数の共通ラインに接続されており、前記共通ラインを走査可能な走査部と、
   前記表示部の列方向に配置された前記複数の発光素子の他方の端子に接続された複数の駆動ラインに接続されており、前記走査部が走査するタイミングに従って、所定の前記発光素子を点灯可能な駆動部と、
   与えられた表示データに基づき、各発光素子の点灯を制御するよう、前記走査部及び駆動部を制御するための点灯制御回路と
   を備える表示装置であって、
   前記表示部で動画を表示させるために、外部から１画像を構成する表示データとして入力される１つの表示単位であって、外部で規定されたシフトクロックにより同期される一フレームを、Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して、所定のフレームレートｆで、各サブフレームを１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示可能に構成しており、
   前記点灯制御回路が、前記表示データに基づき、一フレームを、Ｍ枚（ＭはＮよりも多い自然数）の仮想サブフレームに分割して、該Ｍ枚の仮想サブフレームの内、前記所定のフレームレートｆで、１／ｆのフレーム周期で表示可能なＮ枚を表示サブフレームとして選択して、前記表示部に表示させるよう前記走査部及び駆動部を制御すると共に、
   表示されなかった（Ｍ−Ｎ）枚の仮想サブフレームを非表示サブフレームとして、該フレーム周期においては破棄する一方、続く別のフレーム周期においては、該フレーム周期に表示されるフレームを分割したＭ枚の仮想サブフレームの内で、該非表示サブフレームと対応する仮想サブフレームを、該別のフレーム周期における表示サブフレームとして優先的に選択してなる表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記点灯制御回路が、一のフレームをＭ枚の仮想サブフレームに分割する際、階調を変化させた仮想サブフレームを生成し、Ｍ枚の仮想サブフレームを加算した際に所望の階調のフレームが表示されるように、仮想サブフレームに対して階調変換を行うよう構成してなる表示装置。
3. 請求項２に記載の表示装置であって、
   前記点灯制御回路は、各仮想サブフレームに対して階調変換を行うに際して、Ｍ枚の仮想サブフレームの表示順序を、前記発光素子の点灯される仮想サブフレームが一フレーム中で均等に配置されるようにしてなる表示装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記点灯制御回路は、一のフレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、パルス幅変調又は重み付け制御を行う表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記Ｍが、２のべき乗である表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   Ｍ≦２Ｎである表示装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記点灯制御回路は、一フレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、それぞれ固有の識別情報を付与すると共に、
   任意の一のフレームで表示される複数の表示サブフレームの識別情報と、該フレームと連続する他のフレームで表示される複数の表示サブフレームの識別情報とを、少なくとも一部で異ならせてなる表示装置。
8. 請求項７に記載の表示装置であって、
   任意の一のフレームで表示される表示サブフレームと、該フレームと連続する他のフレームで表示される表示サブフレームとで、すべての識別情報の仮想サブフレームが表示されてなる表示装置。
9. 請求項７又は８に記載の表示装置であって、
   前記識別情報は、サブフレーム変調で多階調を表示するために、どの仮想サブフレームに対して階調を増加させるかを識別するための情報である表示装置
10. 請求項７〜９のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記仮想サブフレーム識別情報は、一フレームにおいて、又は連続する他のフレームとの間で、番号順に出現する表示装置。
11. 請求項７〜１０のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    仮想サブフレーム識別番号が１とおり出現するフレーム周期が３０Ｈｚ以下であり、かつ各表示サブフレームを表示するサブフレーム周期が１２０Ｈｚ以上である表示装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記点灯制御回路は、前記表示部に対して、画像の階調データを送信してなる表示装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記点灯制御回路は、前記表示部に対して、画像の階調データに加えて、各発光素子の輝度ばらつきを補正する補正データを送信してなる表示装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記点灯制御回路は、一のフレームの表示を更新する周期である表示更新周期を、他のフレームで異ならせてなる表示装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    前記表示部を構成する複数の発光素子が、マトリックス状に並べられてなる表示装置。
16. 請求項１５に記載の表示装置であって、
    前記表示部で表示される画像が、表示内容がスクロールする動画である表示装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の表示装置であって、
    Ｍ＜２Ｎであり、
    前記点灯制御回路は、該非表示サブフレームと対応する仮想サブフレームを、該別のフレーム周期における表示サブフレームとして優先的に選択すると共に、先頭に戻って（Ｍ−２Ｎ）枚の仮想サブフレームを選択するよう構成してなる表示装置。
18. 複数の発光素子を行列状に配置した表示部と、
    前記表示部の行方向に配置された前記複数の発光素子の一方の端子に接続された複数の共通ラインに接続されており、前記共通ラインを走査可能な走査部と、
    前記表示部の列方向に配置された前記複数の発光素子の他方の端子に接続された複数の駆動ラインに接続されており、前記走査部が走査するタイミングに従って、所定の前記発光素子を点灯可能な駆動部と、
    与えられた表示データに基づき、各発光素子の点灯を制御するよう、前記走査部及び駆動部を制御するための点灯制御回路と
    を備え、
    前記表示部で動画を表示させるために、外部から１画像を構成する表示データとして入力される１つの表示単位であって、外部で規定されたシフトクロックにより同期される一フレームを、Ｎ枚（Ｎは２以上の自然数）のサブフレームに分割して、所定のフレームレートｆで、各サブフレームを１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示可能な表示装置の点灯制御方法であって、
    前記点灯制御回路が、前記表示部に表示させる表示データを取得する工程と、
    前記点灯制御回路が、前記表示データに基づき、前記複数の発光素子のそれぞれに対して、一フレームを、Ｍ枚（ＭはＮよりも多い自然数）の仮想サブフレームに分割して、該Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、前記所定のフレームレートｆで、１／（ｆ×Ｎ）のサブフレーム周期で表示させることで、一フレームを前記表示部に表示させる工程と
    を含む表示装置の点灯制御方法。
19. 請求項１８に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    Ｍ枚の連続する仮想サブフレームを、フレームレートｆで規定される一フレームの表示時間であるフレーム周期を超えて、一のフレームを表示させる表示装置の点灯制御方法。
20. 請求項１８又は１９のいずれか一項に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    一のフレームをＭ枚の仮想サブフレームに分割する際、階調を変化させた仮想サブフレームを生成し、Ｍ枚の仮想サブフレームを加算した際に所望の階調のフレームが表示されるように、仮想サブフレームに対して階調変換を行う表示装置の点灯制御方法。
21. 請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    各仮想サブフレームに対して階調変換を行うに際して、異なる階調に設定した仮想サブフレームを、Ｍ枚の仮想サブフレーム間で分散させるように表示順序を設定する表示装置の点灯制御方法。
22. 請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    一の仮想フレームを構成するＭ枚の仮想サブフレームに対して、パルス幅変調又は重み付け制御を行う表示装置の点灯制御方法。
23. 請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    Ｍが２のべき乗である表示装置の点灯制御方法。
24. 請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の表示装置の点灯制御方法であって、
    Ｍ＜２Ｎであり、
    前記点灯制御回路は、該非表示サブフレームと対応する仮想サブフレームを、該別のフレーム周期における表示サブフレームとして優先的に選択すると共に、先頭に戻って（Ｍ−２Ｎ）枚の仮想サブフレームを選択するよう構成してなる表示装置の点灯制御方法。