JPH11352954A - モノクロ画像表示装置 - Google Patents
モノクロ画像表示装置Info
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- JPH11352954A JPH11352954A JP11104444A JP10444499A JPH11352954A JP H11352954 A JPH11352954 A JP H11352954A JP 11104444 A JP11104444 A JP 11104444A JP 10444499 A JP10444499 A JP 10444499A JP H11352954 A JPH11352954 A JP H11352954A
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- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/2007—Display of intermediate tones
- G09G3/2018—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
- G09G3/2022—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals using sub-frames
- G09G3/2025—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals using sub-frames the sub-frames having all the same time duration
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- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
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- G09G3/2007—Display of intermediate tones
- G09G3/2074—Display of intermediate tones using sub-pixels
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モノクロ画像表示装置において、表示できる
階調数を増やす。 【解決手段】 表示デバイスとしてモノクロ画像の１画
素41を３個のセル41ａ，41ｂ，41ｃで表すことができる
液晶パネル40を使用する。階調数変換処理手段20が、液
晶パネル40の表示可能最大階調数に合わせて、入力され
たオリジナル画像信号Ｓorigに対して階調数変換処理を
施して、モノクロ画像信号S0を得る。このモノクロ画像
信号S0を各セル41ａ，41ｂ，41ｃに輝度配分する。４段
（階調レベル０は除く）の階調表示ができる時間変調手
段12により、その配分された輝度となるように時間変調
する。これにより、時間変調手段12だけだと４階調しか
表現できないものを４×３（セル数）＋１＝１３階調
（階調レベル０を除む）まで増やすことができる。
階調数を増やす。 【解決手段】 表示デバイスとしてモノクロ画像の１画
素41を３個のセル41ａ，41ｂ，41ｃで表すことができる
液晶パネル40を使用する。階調数変換処理手段20が、液
晶パネル40の表示可能最大階調数に合わせて、入力され
たオリジナル画像信号Ｓorigに対して階調数変換処理を
施して、モノクロ画像信号S0を得る。このモノクロ画像
信号S0を各セル41ａ，41ｂ，41ｃに輝度配分する。４段
（階調レベル０は除く）の階調表示ができる時間変調手
段12により、その配分された輝度となるように時間変調
する。これにより、時間変調手段12だけだと４階調しか
表現できないものを４×３（セル数）＋１＝１３階調
（階調レベル０を除む）まで増やすことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モノクロ画像表示
装置に関し、より詳細には、表示階調数の多階調化に関
するものである。
装置に関し、より詳細には、表示階調数の多階調化に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】モノクロ画像を表示する画像表示装置と
して、従来より陰極線管（ＣＲＴ）を使用したものが知
られている。また今日、液晶パネルを使用したフラット
パネルディスプレイ（ＦＰＤ）も広く使用されてきてお
り、このＦＰＤはＣＲＴと比べて、省スペース、軽量、
低消費電力等の利点から今後も益々普及するものと考え
られている。
して、従来より陰極線管（ＣＲＴ）を使用したものが知
られている。また今日、液晶パネルを使用したフラット
パネルディスプレイ（ＦＰＤ）も広く使用されてきてお
り、このＦＰＤはＣＲＴと比べて、省スペース、軽量、
低消費電力等の利点から今後も益々普及するものと考え
られている。
【０００３】このＦＰＤにおいてモノクロ画像の階調を
表現しようとした場合、従来より輝度信号を入力して階
調表現する方法（以下強度変調という）が知られてい
る。また、例えば表示デバイスとして液晶パネルを使用
したものにあっては、パルス幅階調制御やフレーム間引
き制御など単位時間当たりのスイッチのオンオフの時間
を制御する時分割駆動を行って、単位時間当たりの表示
期間を変えることにより階調表現を行う方法（以下、纏
めて時間変調という）が知られている（例えば、「電子
技術 ５月臨時増刊号（第３２巻，第７号）；Ｐ１１０
〜１２１参照）。さらに、この時間変調と前述の強度変
調とを組み合わせて、表現可能なモノクロ画像の階調数
をより多くする、つまり一層の多階調化を図る方法も考
えられている。
表現しようとした場合、従来より輝度信号を入力して階
調表現する方法（以下強度変調という）が知られてい
る。また、例えば表示デバイスとして液晶パネルを使用
したものにあっては、パルス幅階調制御やフレーム間引
き制御など単位時間当たりのスイッチのオンオフの時間
を制御する時分割駆動を行って、単位時間当たりの表示
期間を変えることにより階調表現を行う方法（以下、纏
めて時間変調という）が知られている（例えば、「電子
技術 ５月臨時増刊号（第３２巻，第７号）；Ｐ１１０
〜１２１参照）。さらに、この時間変調と前述の強度変
調とを組み合わせて、表現可能なモノクロ画像の階調数
をより多くする、つまり一層の多階調化を図る方法も考
えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
時間変調と強度変調とを組み合わせて多階調化を図る方
法では、液晶の応答速度の限界等から単位時間を分割す
る数を無制限に多くすることができず、時間変調との組
合せで階調数を増やすという方法には一定の限界があ
り、あまり多くの階調数を表現することができず、表現
豊かなモノクロ画像を表示することは困難である。
時間変調と強度変調とを組み合わせて多階調化を図る方
法では、液晶の応答速度の限界等から単位時間を分割す
る数を無制限に多くすることができず、時間変調との組
合せで階調数を増やすという方法には一定の限界があ
り、あまり多くの階調数を表現することができず、表現
豊かなモノクロ画像を表示することは困難である。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、表示階調数を従来のものよりも多くすることので
きるモノクロ画像表示装置を提供することを目的とする
ものである。
あり、表示階調数を従来のものよりも多くすることので
きるモノクロ画像表示装置を提供することを目的とする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によるモノクロ画
像表示装置は、モノクロ画像の１画素を複数のセルで表
し、各画素の出力輝度を各セルに配分する、つまり面積
変調すると共に、各セル毎に強度変調や時間変調を行う
ことができるようにしたものである。すなわち、本発明
によるモノクロ画像表示装置は、モノクロ画像の１画素
を複数の多階調表示可能なセルで表すことができる表示
デバイスと、モノクロ画像の出力輝度を決定するモノク
ロ画像信号に基づいて、各画素毎に各セルの出力輝度の
平均が当該画素の出力輝度に対応するように、各セル毎
に出力階調レベルを決定するセル信号を生成するセル信
号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
像表示装置は、モノクロ画像の１画素を複数のセルで表
し、各画素の出力輝度を各セルに配分する、つまり面積
変調すると共に、各セル毎に強度変調や時間変調を行う
ことができるようにしたものである。すなわち、本発明
によるモノクロ画像表示装置は、モノクロ画像の１画素
を複数の多階調表示可能なセルで表すことができる表示
デバイスと、モノクロ画像の出力輝度を決定するモノク
ロ画像信号に基づいて、各画素毎に各セルの出力輝度の
平均が当該画素の出力輝度に対応するように、各セル毎
に出力階調レベルを決定するセル信号を生成するセル信
号生成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】ここで「多階調」とは、少なくとも３つ以
上の階調を意味する。
上の階調を意味する。
【０００８】「各セルの出力輝度の平均が当該画素の出
力輝度に対応するように」とは、モノクロ画像の１画素
を配分した各セルの出力輝度の平均が、その１画素分の
出力輝度と対応関係（例えば比例関係）にあるようにす
ることを意味し、必ずしも各セルの出力輝度の平均が、
１画素の出力輝度と同じでなくてもよいが、この平均が
１画素の出力輝度と同じである方が好ましい。
力輝度に対応するように」とは、モノクロ画像の１画素
を配分した各セルの出力輝度の平均が、その１画素分の
出力輝度と対応関係（例えば比例関係）にあるようにす
ることを意味し、必ずしも各セルの出力輝度の平均が、
１画素の出力輝度と同じでなくてもよいが、この平均が
１画素の出力輝度と同じである方が好ましい。
【０００９】本発明によるモノクロ画像表示装置におい
ては、セル信号生成手段を、画素毎の各セルの出力輝度
が略均等になるようにセル信号を生成するものとした
り、或いは、各画素毎に、該画素の周辺画素の階調勾配
ベクトルに応じて各セル信号に勾配を持たせるものとす
るのが望ましい。
ては、セル信号生成手段を、画素毎の各セルの出力輝度
が略均等になるようにセル信号を生成するものとした
り、或いは、各画素毎に、該画素の周辺画素の階調勾配
ベクトルに応じて各セル信号に勾配を持たせるものとす
るのが望ましい。
【００１０】「周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて各
セル信号に勾配を持たせる」とは、階調勾配ベクトルが
傾きを持つときには、この傾きに対応するように各セル
信号に偏りを持たせ、階調勾配ベクトルが平坦のときに
は、各セル信号を均等にすることを意味する。
セル信号に勾配を持たせる」とは、階調勾配ベクトルが
傾きを持つときには、この傾きに対応するように各セル
信号に偏りを持たせ、階調勾配ベクトルが平坦のときに
は、各セル信号を均等にすることを意味する。
【００１１】本発明によるモノクロ画像表示装置におい
ては、セル信号生成手段を、各セルへの入力信号レベル
を独立に強度変調することにより、出力階調レベル（多
階調）を決定するものとするのが好ましい。
ては、セル信号生成手段を、各セルへの入力信号レベル
を独立に強度変調することにより、出力階調レベル（多
階調）を決定するものとするのが好ましい。
【００１２】また、セル信号生成手段を、各セルへの入
力信号レベルを独立に時間変調するすることにより、出
力階調レベル（多階調）を決定するものとすることもで
きる。この場合、時間変調をフレーム単位で行うものと
することができる。
力信号レベルを独立に時間変調するすることにより、出
力階調レベル（多階調）を決定するものとすることもで
きる。この場合、時間変調をフレーム単位で行うものと
することができる。
【００１３】なお、セル信号生成手段を、フレーム単位
で時間変調を行うものとしたときには、各フレームの出
力輝度が略均等になるように、各セルの出力階調レベル
を決定するものとするのが好ましい。 ここで、「時間
変調」とは、上述したように、時分割駆動により単位時
間当たりの表示期間を変えて階調表現することを意味
し、液晶の駆動方法として周知のものである、１フレー
ム内で行うパルス幅階調制御や、ＳＴＮ液晶で実現して
いる階調表示制御であるフレーム間引き制御またはフレ
ームレートコントロール（Frame Rate Contorol;ＦＲ
Ｃ）等のフレーム単位で行うもの等が代表的なものであ
り、例えばＦＲＣでは、６ビット階調の信号から８ビッ
ト或いは10ビット階調の表示を可能とするものなどが提
案されている。
で時間変調を行うものとしたときには、各フレームの出
力輝度が略均等になるように、各セルの出力階調レベル
を決定するものとするのが好ましい。 ここで、「時間
変調」とは、上述したように、時分割駆動により単位時
間当たりの表示期間を変えて階調表現することを意味
し、液晶の駆動方法として周知のものである、１フレー
ム内で行うパルス幅階調制御や、ＳＴＮ液晶で実現して
いる階調表示制御であるフレーム間引き制御またはフレ
ームレートコントロール（Frame Rate Contorol;ＦＲ
Ｃ）等のフレーム単位で行うもの等が代表的なものであ
り、例えばＦＲＣでは、６ビット階調の信号から８ビッ
ト或いは10ビット階調の表示を可能とするものなどが提
案されている。
【００１４】なお、各セルの階調レベルを設定する際に
は、表示デバイスの表示可能階調数に合わせて、セル信
号の最大階調数が、各セルが表示できる最大階調数以下
となるようにする。また、フレーム単位で時間変調を行
って各セルの階調レベルを設定する際には、フレーム単
位の最終的なセル信号の最大階調数が、各フレーム毎の
各セルが表示できる最大階調数以下となるようにする。
は、表示デバイスの表示可能階調数に合わせて、セル信
号の最大階調数が、各セルが表示できる最大階調数以下
となるようにする。また、フレーム単位で時間変調を行
って各セルの階調レベルを設定する際には、フレーム単
位の最終的なセル信号の最大階調数が、各フレーム毎の
各セルが表示できる最大階調数以下となるようにする。
【００１５】本発明によるモノクロ画像表示装置におい
ては、各セルの１フレームあたりに表示できる最大階調
数が、６４(６ビット)階調以上であることが望ましい。
ては、各セルの１フレームあたりに表示できる最大階調
数が、６４(６ビット)階調以上であることが望ましい。
【００１６】本発明によるモノクロ画像表示装置におい
ては、モノクロ画像信号を、入力されたオリジナルモノ
クロ画像信号に対して階調数変換処理を施して生成する
階調数変換処理手段をさらに備えたものとするのが望ま
しい。
ては、モノクロ画像信号を、入力されたオリジナルモノ
クロ画像信号に対して階調数変換処理を施して生成する
階調数変換処理手段をさらに備えたものとするのが望ま
しい。
【００１７】この場合、モノクロ画像信号の最大階調数
が、表示デバイスが表現できる最大階調数以下となるよ
うにするのが好ましい。また、オリジナルモノクロ画像
信号の階調数は、２５６（８ビット）階調以上であるこ
とが望ましい。
が、表示デバイスが表現できる最大階調数以下となるよ
うにするのが好ましい。また、オリジナルモノクロ画像
信号の階調数は、２５６（８ビット）階調以上であるこ
とが望ましい。
【００１８】上記本発明によるモノクロ画像表示装置の
表示デバイスは、モノクロ画像の１画素を３つのセルで
表すものであることが好ましい。また、特に表示デバイ
スは液晶パネルであることが好ましい。
表示デバイスは、モノクロ画像の１画素を３つのセルで
表すものであることが好ましい。また、特に表示デバイ
スは液晶パネルであることが好ましい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によるモノクロ画像表示装置によ
れば、モノクロ画像の１画素を複数のセルで表すことが
できる表示デバイスを使用し、モノクロ画像の各画素の
出力輝度を各セルに配分（面積変調）すると共に、各セ
ル毎に強度変調や時間変調を行うセル信号生成手段を備
えた構成としたので、時間変調や強度変調によって表現
可能な階調数を、概ね、時間変調や強度変調による階調
数にセル数分を掛けた階調数まで増やすことができるよ
うになる。
れば、モノクロ画像の１画素を複数のセルで表すことが
できる表示デバイスを使用し、モノクロ画像の各画素の
出力輝度を各セルに配分（面積変調）すると共に、各セ
ル毎に強度変調や時間変調を行うセル信号生成手段を備
えた構成としたので、時間変調や強度変調によって表現
可能な階調数を、概ね、時間変調や強度変調による階調
数にセル数分を掛けた階調数まで増やすことができるよ
うになる。
【００２０】また、セル信号生成手段を、画素毎の各セ
ルの出力輝度が略均等になるようにセル信号を生成する
ものとすれば、１画素内の輝度ムラを少なくすることが
できる。
ルの出力輝度が略均等になるようにセル信号を生成する
ものとすれば、１画素内の輝度ムラを少なくすることが
できる。
【００２１】また、セル信号生成手段を、各画素毎に、
該画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて各セル信
号に勾配を持たせるものとすれば、斜め線を表示する場
合には、画素毎の各セルの出力輝度が略均等になるよう
にする場合よりも、よりシャープな表示が可能になる。
該画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて各セル信
号に勾配を持たせるものとすれば、斜め線を表示する場
合には、画素毎の各セルの出力輝度が略均等になるよう
にする場合よりも、よりシャープな表示が可能になる。
【００２２】また、本発明は表示デバイスとしてカラー
液晶パネルのカラーフィルタを取り外した構成と同一の
液晶パネルを使用することができる。すなわち、カラー
表示用液晶パネルの製造工程においてカラーフィルタ形
成工程を削除すれば、１画素を３個のセルで構成するモ
ノクロ用液晶パネルが得られるので、本発明に使用され
る液晶パネルを、特段の費用負担を生じることもなく、
極めて容易に製造することができるようになる。また、
液晶パネルの階調を制御する液晶ドライバ（コントロー
ラ）も、既存のカラー液晶用ドライバを使用してモノク
ロ画像の階調を制御することができるようになる。
液晶パネルのカラーフィルタを取り外した構成と同一の
液晶パネルを使用することができる。すなわち、カラー
表示用液晶パネルの製造工程においてカラーフィルタ形
成工程を削除すれば、１画素を３個のセルで構成するモ
ノクロ用液晶パネルが得られるので、本発明に使用され
る液晶パネルを、特段の費用負担を生じることもなく、
極めて容易に製造することができるようになる。また、
液晶パネルの階調を制御する液晶ドライバ（コントロー
ラ）も、既存のカラー液晶用ドライバを使用してモノク
ロ画像の階調を制御することができるようになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
施の形態について詳細に説明する。
【００２４】図１は、本発明の第１の実施の形態による
画像表示装置の構成を示すブロック図、図２は、この画
像表示装置に使用する表示デバイスの画素配列とセル構
成を示す図である。
画像表示装置の構成を示すブロック図、図２は、この画
像表示装置に使用する表示デバイスの画素配列とセル構
成を示す図である。
【００２５】第１の実施の形態による画像表示装置１
は、表示デバイスとして、図２に示すように、カラー用
液晶パネルのカラーフィルタを取り除いた構成のもの
で、モノクロ画像の１画素を３個のセルで表すことがで
きる液晶パネル40を使用している。この液晶パネル40
は、例えば画素番号41，42，43，44等の各画素を、夫々
複数のセル（例えば画素番号41のものは41ａ，41ｂ，41
ｃ）で表すことができるように構成されている。各セル
は、多階調表示（多段階表示）可能なものであり、後述
する強度変調や時間変調（パルス幅階調制御やＦＲＣ）
を行う際には、各セルの表示可能最大階調数の範囲内
で、モノクロ画像の各画素値に応じて、各セルの入力信
号を生成するようにする。
は、表示デバイスとして、図２に示すように、カラー用
液晶パネルのカラーフィルタを取り除いた構成のもの
で、モノクロ画像の１画素を３個のセルで表すことがで
きる液晶パネル40を使用している。この液晶パネル40
は、例えば画素番号41，42，43，44等の各画素を、夫々
複数のセル（例えば画素番号41のものは41ａ，41ｂ，41
ｃ）で表すことができるように構成されている。各セル
は、多階調表示（多段階表示）可能なものであり、後述
する強度変調や時間変調（パルス幅階調制御やＦＲＣ）
を行う際には、各セルの表示可能最大階調数の範囲内
で、モノクロ画像の各画素値に応じて、各セルの入力信
号を生成するようにする。
【００２６】画像表示装置１は、面積変調と時間変調と
を組み合わて表示階調数を増やすようにしたものであ
り、画素番号41（図２）の１画素について、詳細に図１
に示すように、入力されたオリジナルモノクロ画像信号
（以下オリジナル画像信号という）Ｓorigに対して階調
数変換処理を施して、モノクロ画像の出力輝度を決定す
るモノクロ画像信号S0を生成する階調数変換処理手段20
と、生成されたモノクロ画像信号S0に基づいて、画素41
の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レベルを決定する
セル信号Sa，Sb，Scを生成する時間変調手段12およびオ
ンオフ制御手段13から成るセル信号生成手段10とを有し
ている。各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応するように、時
間変調手段12は時間変調部12ａ，12ｂ，12ｃを有し、オ
ンオフ制御手段13はオンオフ制御部13ａ，13ｂ，13ｃを
有している。液晶40には、画素毎に、時間変調手段12が
オンオフ制御手段13を介して接続されるようになってい
る。
を組み合わて表示階調数を増やすようにしたものであ
り、画素番号41（図２）の１画素について、詳細に図１
に示すように、入力されたオリジナルモノクロ画像信号
（以下オリジナル画像信号という）Ｓorigに対して階調
数変換処理を施して、モノクロ画像の出力輝度を決定す
るモノクロ画像信号S0を生成する階調数変換処理手段20
と、生成されたモノクロ画像信号S0に基づいて、画素41
の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レベルを決定する
セル信号Sa，Sb，Scを生成する時間変調手段12およびオ
ンオフ制御手段13から成るセル信号生成手段10とを有し
ている。各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応するように、時
間変調手段12は時間変調部12ａ，12ｂ，12ｃを有し、オ
ンオフ制御手段13はオンオフ制御部13ａ，13ｂ，13ｃを
有している。液晶40には、画素毎に、時間変調手段12が
オンオフ制御手段13を介して接続されるようになってい
る。
【００２７】階調数変換処理手段20は、表示デバイスと
しての液晶パネル40が表示可能な階調数の範囲内で階調
制御を行うことができるように、その表示能力に合わせ
て、入力されたオリジナルモノクロ画像信号（以下オリ
ジナル画像信号という）Ｓorigに対して階調数変換処理
を施すものである。
しての液晶パネル40が表示可能な階調数の範囲内で階調
制御を行うことができるように、その表示能力に合わせ
て、入力されたオリジナルモノクロ画像信号（以下オリ
ジナル画像信号という）Ｓorigに対して階調数変換処理
を施すものである。
【００２８】セル信号生成手段10は、各画素毎に、各セ
ル41ａ，41ｂ，41ｃの出力輝度の和が当該画素41の出力
輝度に対応するように、各セル毎にセル信号Sa，Sb，Sc
を生成するものであり、先ず時間変調手段12が、１フレ
ーム内で、パルス幅変調を行って、各セル41ａ，41ｂ，
41ｃの表示階調レベルを制御する。次にオンオフ制御手
段13が、時間変調手段12から出力されたセル信号Sa，S
b，Scを、夫々独立にオンオフして、液晶パネル40の各
セル41ａ，41ｂ，41ｃへの入力を制御する。
ル41ａ，41ｂ，41ｃの出力輝度の和が当該画素41の出力
輝度に対応するように、各セル毎にセル信号Sa，Sb，Sc
を生成するものであり、先ず時間変調手段12が、１フレ
ーム内で、パルス幅変調を行って、各セル41ａ，41ｂ，
41ｃの表示階調レベルを制御する。次にオンオフ制御手
段13が、時間変調手段12から出力されたセル信号Sa，S
b，Scを、夫々独立にオンオフして、液晶パネル40の各
セル41ａ，41ｂ，41ｃへの入力を制御する。
【００２９】以下上記構成の画像表示装置10の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３０】図３は、階調数変換処理手段20の作用を説
明する図である。
明する図である。
【００３１】この階調数変換処理手段20は、液晶パネル
40の表示能力に合わせて、入力されたオリジナル画像信
号Ｓorigに対して階調数変換処理を施すものであり、液
晶パネル40の表示可能な最大階調数Ｘが、オリジナル画
像信号Ｓorigの最大階調数Ｙよりも小さい（Ｘ＜Ｙ）場
合には、Ｓorigの階調数を圧縮したモノクロ画像信号S0
を生成し、逆に、最大階調数Ｘが、オリジナル画像信号
Ｓorigの最大階調数Ｙよりも大きい（Ｘ＞Ｙ）場合に
は、Ｓorigの階調数を伸張したモノクロ画像信号S0を生
成する。この変換処理に際しては、線形変換を行っても
よいし（図３（Ａ））、非線形変換を行ってもよい（図
３（Ｂ））。
40の表示能力に合わせて、入力されたオリジナル画像信
号Ｓorigに対して階調数変換処理を施すものであり、液
晶パネル40の表示可能な最大階調数Ｘが、オリジナル画
像信号Ｓorigの最大階調数Ｙよりも小さい（Ｘ＜Ｙ）場
合には、Ｓorigの階調数を圧縮したモノクロ画像信号S0
を生成し、逆に、最大階調数Ｘが、オリジナル画像信号
Ｓorigの最大階調数Ｙよりも大きい（Ｘ＞Ｙ）場合に
は、Ｓorigの階調数を伸張したモノクロ画像信号S0を生
成する。この変換処理に際しては、線形変換を行っても
よいし（図３（Ａ））、非線形変換を行ってもよい（図
３（Ｂ））。
【００３２】また、表示デバイスの輝度階調特性を補正
する場合には、非線形変換を行うのが好ましく、また階
調数を上げる必要があるため、表示可能な階調数Ｘがオ
リジナル画像信号Ｓorigの階調数Ｙよりも大きい表示デ
バイスを使用する。また、一般に、表示デバイスの輝度
階調特性は下に凸の特性を有するものが多く（図３
（Ｃ））、この場合、低輝度側での分解能が不足してい
るため、モノクロ画像信号S0が、上に凸の階調特性とな
るように非線形変換をする方が好ましい。
する場合には、非線形変換を行うのが好ましく、また階
調数を上げる必要があるため、表示可能な階調数Ｘがオ
リジナル画像信号Ｓorigの階調数Ｙよりも大きい表示デ
バイスを使用する。また、一般に、表示デバイスの輝度
階調特性は下に凸の特性を有するものが多く（図３
（Ｃ））、この場合、低輝度側での分解能が不足してい
るため、モノクロ画像信号S0が、上に凸の階調特性とな
るように非線形変換をする方が好ましい。
【００３３】図４は時間変調手段12の作用を説明する図
である。時間変調手段12は、本例では単位時間（１フレ
ーム）を４分割して、分割された各期間単位で入力され
た信号をオンオフ制御する時分割駆動を行うものであ
り、その出力信号であるセル信号Sa，Sb，Scを各セルに
対応するオンオフ制御手段13に入力する。したがって、
例えば分割期間を１つだけオンすれば階調１を表現する
ことができ、分割期間を２つオンすれば階調２を表現す
ることができ、最終的に４つ（階調レベル０は除く）の
レベルの階調を表現できるようになっている。オンオフ
制御手段13は、この時間変調手段12からのセル信号Sa，
Sb，Scを夫々独立にオンオフ制御して、各セル41ａ，41
ｂ，41ｃへ入力し、オフ時に階調レベル０を表すように
する。なお、時間変調手段12により全分割期間をオフに
すると階調レベル０を表すことができるので、オンオフ
制御手段13を設けることなく、時間変調手段12の出力を
直接各セルに入力する構成とすることもできる。
である。時間変調手段12は、本例では単位時間（１フレ
ーム）を４分割して、分割された各期間単位で入力され
た信号をオンオフ制御する時分割駆動を行うものであ
り、その出力信号であるセル信号Sa，Sb，Scを各セルに
対応するオンオフ制御手段13に入力する。したがって、
例えば分割期間を１つだけオンすれば階調１を表現する
ことができ、分割期間を２つオンすれば階調２を表現す
ることができ、最終的に４つ（階調レベル０は除く）の
レベルの階調を表現できるようになっている。オンオフ
制御手段13は、この時間変調手段12からのセル信号Sa，
Sb，Scを夫々独立にオンオフ制御して、各セル41ａ，41
ｂ，41ｃへ入力し、オフ時に階調レベル０を表すように
する。なお、時間変調手段12により全分割期間をオフに
すると階調レベル０を表すことができるので、オンオフ
制御手段13を設けることなく、時間変調手段12の出力を
直接各セルに入力する構成とすることもできる。
【００３４】この画像表示装置１に使用している液晶パ
ネル40の各画素は３個のセルから構成されており、各画
素毎に、上記時間変調手段12とオンオフ制御手段13とが
設けられているので、液晶パネル40は、階調レベル０を
含めると、最終的には４×３＋１＝１３階調を表すこと
ができるようになる。
ネル40の各画素は３個のセルから構成されており、各画
素毎に、上記時間変調手段12とオンオフ制御手段13とが
設けられているので、液晶パネル40は、階調レベル０を
含めると、最終的には４×３＋１＝１３階調を表すこと
ができるようになる。
【００３５】上述の例は、モノクロ画像の１画素を３つ
のセルで表すことができる液晶パネルを用いたものであ
るが、本発明によるモノクロ画像表示装置は、これに限
らず、モノクロ画像の１画素を複数のセル（セル数をＭ
とする）で表すことができる他の表示デバイスを使用す
ることができる。この場合、各セルの時間変調による表
示可能な階調数をＮ（階調レベル０は除く）とすること
により、最終的に表現できる階調数をＭ×Ｎ＋１（階調
レベル０を含む）にすることができる。すなわち、モノ
クロ画像の１画素をＭ個のセルで表すようにし、入力さ
れたモノクロ画像信号S0に対応する階調を各セルに配分
して、その配分された階調となるように各セル毎に時間
変調することにより、時間変調だけであればＮ＋１段
（階調レベル０を含む）の階調しか表現できないもの
を、Ｍ×Ｎ＋１段（階調レベル０を含む）まで表示階調
数を増加させることができる。
のセルで表すことができる液晶パネルを用いたものであ
るが、本発明によるモノクロ画像表示装置は、これに限
らず、モノクロ画像の１画素を複数のセル（セル数をＭ
とする）で表すことができる他の表示デバイスを使用す
ることができる。この場合、各セルの時間変調による表
示可能な階調数をＮ（階調レベル０は除く）とすること
により、最終的に表現できる階調数をＭ×Ｎ＋１（階調
レベル０を含む）にすることができる。すなわち、モノ
クロ画像の１画素をＭ個のセルで表すようにし、入力さ
れたモノクロ画像信号S0に対応する階調を各セルに配分
して、その配分された階調となるように各セル毎に時間
変調することにより、時間変調だけであればＮ＋１段
（階調レベル０を含む）の階調しか表現できないもの
を、Ｍ×Ｎ＋１段（階調レベル０を含む）まで表示階調
数を増加させることができる。
【００３６】図５および図６は、モノクロ画像の１画素
を複数のセルで表す場合における、各セルへの輝度の振
分け（輝度配分）の方法を説明する図である。本発明に
よるモノクロ画像表示装置においては、画素毎の各セル
の出力輝度が略均等になるようにセル信号を生成するよ
うにしてもよいし（以下均等配分方法という）、画素毎
に、該画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて各セ
ル信号に勾配を持たせるようにしてもよい（以下ベクト
ル配分方法という）。
を複数のセルで表す場合における、各セルへの輝度の振
分け（輝度配分）の方法を説明する図である。本発明に
よるモノクロ画像表示装置においては、画素毎の各セル
の出力輝度が略均等になるようにセル信号を生成するよ
うにしてもよいし（以下均等配分方法という）、画素毎
に、該画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて各セ
ル信号に勾配を持たせるようにしてもよい（以下ベクト
ル配分方法という）。
【００３７】均等配分方法は、各セルへの偏りが生じな
いように１画素を構成する各セルへなるべく均等に輝度
配分されるようにして、１画素中の輝度ムラが生じない
ようにするものである。この振分けは、各セルの表示輝
度が略均等となる階調レベルのセル信号が各セルに入力
するように、時間変調手段12がパルス幅階調制御を行う
ことで実現できる。例えば、階調レベルが同じセル信号
が各セルに入力したときの各セルの表示輝度が同じにな
る場合には、略同一の画素階調レベルのセル信号を各セ
ルに入力するようにすればよい。
いように１画素を構成する各セルへなるべく均等に輝度
配分されるようにして、１画素中の輝度ムラが生じない
ようにするものである。この振分けは、各セルの表示輝
度が略均等となる階調レベルのセル信号が各セルに入力
するように、時間変調手段12がパルス幅階調制御を行う
ことで実現できる。例えば、階調レベルが同じセル信号
が各セルに入力したときの各セルの表示輝度が同じにな
る場合には、略同一の画素階調レベルのセル信号を各セ
ルに入力するようにすればよい。
【００３８】図５は、この均等配分方法の具体的な例を
示す図であり、図５（Ａ）は階調レベル（輝度レベル）
３の場合について示しており、３セルの階調配分（セル
信号「Sa，Sb，Sc」）を、夫々「３，０，０」とするの
ではなく、「１，１，１」と均等に振り分ける。同様
に、図５（Ｂ）は階調レベル４の場合について示してい
るが、夫々「４，０，０」とするのではなく、「２，
１，１」、「１，２，１」あるいは「１，１，２」とで
きるだけ均等に振り分ける。同様に、図５（Ｃ）は階調
レベル５の場合について示しているが、夫々「５，０，
０」とするのではなく、「２，２，１」、「２，１，
２」あるいは「１，２，２」とできるだけ均等に振り分
ける。
示す図であり、図５（Ａ）は階調レベル（輝度レベル）
３の場合について示しており、３セルの階調配分（セル
信号「Sa，Sb，Sc」）を、夫々「３，０，０」とするの
ではなく、「１，１，１」と均等に振り分ける。同様
に、図５（Ｂ）は階調レベル４の場合について示してい
るが、夫々「４，０，０」とするのではなく、「２，
１，１」、「１，２，１」あるいは「１，１，２」とで
きるだけ均等に振り分ける。同様に、図５（Ｃ）は階調
レベル５の場合について示しているが、夫々「５，０，
０」とするのではなく、「２，２，１」、「２，１，
２」あるいは「１，２，２」とできるだけ均等に振り分
ける。
【００３９】ベクトル配分方法は、上述したように、画
素毎に、この画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じ
て各セル信号に勾配を持たせることにより、よりシャー
プな表示を可能とするものである。
素毎に、この画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じ
て各セル信号に勾配を持たせることにより、よりシャー
プな表示を可能とするものである。
【００４０】図６は、このベクトル配分方法の具体的な
例を示す図であり、注目画素ｅとその周辺画素ａ〜ｉ
（ｅは除く）の全９個の画素に基づいて階調勾配ベクト
ルを求め、求めた階調勾配ベクトルに応じて注目画素ｅ
に対応する３つのセル信号に勾配を持たせる例を示して
いる。
例を示す図であり、注目画素ｅとその周辺画素ａ〜ｉ
（ｅは除く）の全９個の画素に基づいて階調勾配ベクト
ルを求め、求めた階調勾配ベクトルに応じて注目画素ｅ
に対応する３つのセル信号に勾配を持たせる例を示して
いる。
【００４１】図６（Ａ）は、画素ａ，ｄ，ｇの階調レベ
ルが０、画素ｂ，ｅ，ｈの階調レベルが１２、画素ｃ，
ｄ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向と一致し、階調（輝度に
対応する）の偏りが比較的大きいので、画素内で大きな
輝度の偏りを持つように、注目画素ｅの階調レベル１２
を「０，４，８」と振り分ける。
ルが０、画素ｂ，ｅ，ｈの階調レベルが１２、画素ｃ，
ｄ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向と一致し、階調（輝度に
対応する）の偏りが比較的大きいので、画素内で大きな
輝度の偏りを持つように、注目画素ｅの階調レベル１２
を「０，４，８」と振り分ける。
【００４２】図６（Ｂ）は、画素ａ，ｂ，ｃの階調レベ
ルが０、画素ｄ，ｅ，ｆの階調レベルが１２、画素ｇ，
ｈ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向と直交し、階調の偏りが
ないので、１画素中の輝度ムラが生じないように、注目
画素ｅの階調レベル１２を「４，４，４」と振り分け
る。
ルが０、画素ｄ，ｅ，ｆの階調レベルが１２、画素ｇ，
ｈ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向と直交し、階調の偏りが
ないので、１画素中の輝度ムラが生じないように、注目
画素ｅの階調レベル１２を「４，４，４」と振り分け
る。
【００４３】図６（Ｃ）は、画素ａ，ｂ，ｄの階調レベ
ルが０、画素ｃ，ｅ，ｇの階調レベルが１２、画素ｆ，
ｈ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向に対して斜めになり、階
調の偏りが比較的小さいので、画素内で小さな輝度の偏
りを持つように、「２，４，６」と振り分ける。
ルが０、画素ｃ，ｅ，ｇの階調レベルが１２、画素ｆ，
ｈ，ｉの階調レベルが２４の場合を示す。この場合、階
調勾配ベクトルがセル分割方向に対して斜めになり、階
調の偏りが比較的小さいので、画素内で小さな輝度の偏
りを持つように、「２，４，６」と振り分ける。
【００４４】ところで、上述のように、本発明の画像表
示装置は、モノクロ画像の１画素を３個のセルで表すこ
とができる表示デバイスを使用しているが、以下この点
について説明する。カラー表示用液晶パネルは、一般に
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが各セ
ル上に形成されて１画素を表すようになっており、この
カラー表示用液晶パネルのＲＧＢフィルタを取れば、上
述のような本発明に使用されるモノクロ画像の１画素を
３個のセルで表すことができるモノクロ用液晶パネルに
なる。したがって、カラー表示用液晶パネルの製造工程
において、ＲＧＢフィルタ形成工程を削除すればモノク
ロ用液晶パネルの製造工程になり、また、近年市販され
ている液晶パネルにおいては、モノクロ用液晶パネルよ
りカラー用液晶パネルの方が安価であるので、本発明に
使用される液晶パネルを、特段の費用負担を生じること
もなく、極めて容易に製造することができる。さらに、
液晶パネルの階調を制御するコントローラも、既存のカ
ラー液晶用ドライバを使用し、このＲＧＢ入力を制御す
れば容易にモノクロ画像の階調を制御することができる
ようになる。
示装置は、モノクロ画像の１画素を３個のセルで表すこ
とができる表示デバイスを使用しているが、以下この点
について説明する。カラー表示用液晶パネルは、一般に
Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）のカラーフィルタが各セ
ル上に形成されて１画素を表すようになっており、この
カラー表示用液晶パネルのＲＧＢフィルタを取れば、上
述のような本発明に使用されるモノクロ画像の１画素を
３個のセルで表すことができるモノクロ用液晶パネルに
なる。したがって、カラー表示用液晶パネルの製造工程
において、ＲＧＢフィルタ形成工程を削除すればモノク
ロ用液晶パネルの製造工程になり、また、近年市販され
ている液晶パネルにおいては、モノクロ用液晶パネルよ
りカラー用液晶パネルの方が安価であるので、本発明に
使用される液晶パネルを、特段の費用負担を生じること
もなく、極めて容易に製造することができる。さらに、
液晶パネルの階調を制御するコントローラも、既存のカ
ラー液晶用ドライバを使用し、このＲＧＢ入力を制御す
れば容易にモノクロ画像の階調を制御することができる
ようになる。
【００４５】次に、本発明の第２の実施の形態による画
像表示装置について、図７を参照して説明する。図７は
第２の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
像表示装置について、図７を参照して説明する。図７は
第２の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
【００４６】この第２の実施の形態による画像表示装置
５は、面積変調と強度変調とを組み合わて表示階調数を
増やすようにしたものであり、モノクロ画像信号S0に基
づいて、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レ
ベルを決定するセル信号Sa，Sb，Scを生成する強度変調
手段51およびオンオフ制御手段53から成るセル信号生成
手段50を有している。各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応す
るように、強度変調手段51は強度変調部51ａ，51ｂ，51
ｃを有し、オンオフ制御手段53はオンオフ制御部53ａ，
53ｂ，53ｃを有している。液晶40には、画素毎に、強度
変調手段51がオンオフ制御手段53を介して接続されるよ
うになっている。
５は、面積変調と強度変調とを組み合わて表示階調数を
増やすようにしたものであり、モノクロ画像信号S0に基
づいて、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レ
ベルを決定するセル信号Sa，Sb，Scを生成する強度変調
手段51およびオンオフ制御手段53から成るセル信号生成
手段50を有している。各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応す
るように、強度変調手段51は強度変調部51ａ，51ｂ，51
ｃを有し、オンオフ制御手段53はオンオフ制御部53ａ，
53ｂ，53ｃを有している。液晶40には、画素毎に、強度
変調手段51がオンオフ制御手段53を介して接続されるよ
うになっている。
【００４７】セル信号生成手段50は、各画素毎に、各セ
ル41ａ，41ｂ，41ｃの出力輝度の和が当該画素41の出力
輝度に対応するように、各セル毎にセル信号Sa，Sb，Sc
を生成するものであり、先ず強度変調手段51が、各セル
41ａ，41ｂ，41ｃへの印加電圧レベルを制御する、つま
り強度変調することにより、各セル41ａ，41ｂ，41ｃの
表示階調レベルを制御する。次にオンオフ制御手段53
が、強度変調手段51から出力されたセル信号Sa，Sb，Sc
を、夫々独立にオンオフして、液晶パネル40の各セル41
ａ，41ｂ，41ｃへの入力を制御する。なお、強度変調手
段50によりセルへの入力信号レベルを０とすることによ
り階調レベル０を表すことができるので、オンオフ制御
手段53を設けることなく、強度変調手段51の出力を直接
各セルに入力する構成とすることもできる。
ル41ａ，41ｂ，41ｃの出力輝度の和が当該画素41の出力
輝度に対応するように、各セル毎にセル信号Sa，Sb，Sc
を生成するものであり、先ず強度変調手段51が、各セル
41ａ，41ｂ，41ｃへの印加電圧レベルを制御する、つま
り強度変調することにより、各セル41ａ，41ｂ，41ｃの
表示階調レベルを制御する。次にオンオフ制御手段53
が、強度変調手段51から出力されたセル信号Sa，Sb，Sc
を、夫々独立にオンオフして、液晶パネル40の各セル41
ａ，41ｂ，41ｃへの入力を制御する。なお、強度変調手
段50によりセルへの入力信号レベルを０とすることによ
り階調レベル０を表すことができるので、オンオフ制御
手段53を設けることなく、強度変調手段51の出力を直接
各セルに入力する構成とすることもできる。
【００４８】入力されたモノクロ画像信号S0に対応する
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１と同様である。
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１と同様である。
【００４９】この画像表示装置５においても、１画素を
Ｍ個のセルで表し、各セルの強度変調による階調数をＬ
（階調レベル０は除く）とすることにより、最終的に表
現できる階調をＬ×Ｍ＋１（階調レベル０を含む）にす
ることができる。すなわち、モノクロ画像の１画素を複
数のセルで表すようにし、入力された画像信号S0に対応
する階調を各セルに配分して、その配分された階調とな
るように各セル毎に強度変調することにより、強度変調
だけであればＬ＋１段（階調レベル０を含む）の階調し
か表現できないものを、Ｌ×Ｍ＋１段（階調レベル０を
含む）まで表示階調数を増加させることができる。
Ｍ個のセルで表し、各セルの強度変調による階調数をＬ
（階調レベル０は除く）とすることにより、最終的に表
現できる階調をＬ×Ｍ＋１（階調レベル０を含む）にす
ることができる。すなわち、モノクロ画像の１画素を複
数のセルで表すようにし、入力された画像信号S0に対応
する階調を各セルに配分して、その配分された階調とな
るように各セル毎に強度変調することにより、強度変調
だけであればＬ＋１段（階調レベル０を含む）の階調し
か表現できないものを、Ｌ×Ｍ＋１段（階調レベル０を
含む）まで表示階調数を増加させることができる。
【００５０】次に、本発明の第３の実施の形態による画
像表示装置について、図８を参照して説明する。図８は
第３の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
像表示装置について、図８を参照して説明する。図８は
第３の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
【００５１】この第３の実施の形態による画像表示装置
６は、上述の画像表示装置１と５とを組み合わせたもの
であって、面積変調と時間変調と強度変調とを組み合わ
て表示階調数を増やすようにしたものであり、モノクロ
画像信号S0に基づいて、強度変調を行う強度変調手段6
1、強度変調手段61の出力信号S61a，S61b，S61cに対し
てパルス幅階調制御を行う時間変調手段62、およびオン
オフ制御手段63から成るセル信号生成手段60を有してい
る。
６は、上述の画像表示装置１と５とを組み合わせたもの
であって、面積変調と時間変調と強度変調とを組み合わ
て表示階調数を増やすようにしたものであり、モノクロ
画像信号S0に基づいて、強度変調を行う強度変調手段6
1、強度変調手段61の出力信号S61a，S61b，S61cに対し
てパルス幅階調制御を行う時間変調手段62、およびオン
オフ制御手段63から成るセル信号生成手段60を有してい
る。
【００５２】各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応するよう
に、強度変調手段61は強度変調部61ａ，61ｂ，61ｃを有
し、時間変調手段62は時間変調部62ａ，62ｂ，62ｃを有
し、オンオフ制御手段63はオンオフ制御部63ａ，63ｂ，
63ｃを有している。液晶40には、画素毎に、強度変調手
段51、時間変調手段62およびオンオフ制御手段53が順次
接続されるようになっている。時間変調手段62の出力信
号が、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レベ
ルを決定するセル信号Sa，Sb，Scとなる。なお、オンオ
フ制御手段63を設けることなく、時間変調手段62の出力
を直接各セルに入力する構成とすることもできる。
に、強度変調手段61は強度変調部61ａ，61ｂ，61ｃを有
し、時間変調手段62は時間変調部62ａ，62ｂ，62ｃを有
し、オンオフ制御手段63はオンオフ制御部63ａ，63ｂ，
63ｃを有している。液晶40には、画素毎に、強度変調手
段51、時間変調手段62およびオンオフ制御手段53が順次
接続されるようになっている。時間変調手段62の出力信
号が、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃの出力階調レベ
ルを決定するセル信号Sa，Sb，Scとなる。なお、オンオ
フ制御手段63を設けることなく、時間変調手段62の出力
を直接各セルに入力する構成とすることもできる。
【００５３】入力されたモノクロ画像信号S0に対応する
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１，５と同様である。
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１，５と同様である。
【００５４】この画像表示装置６においても、１画素を
Ｍ個のセルで表し、各セルの強度変調による階調数をＬ
（階調レベル０は除く）とし、各セルの時間変調による
階調数をＮ（階調レベル０は除く）とすることにより、
最終的に表現できる階調数をＬ×Ｍ×Ｎ＋１（階調レベ
ル０を含む）にすることができる。すなわち、モノクロ
画像の１画素を複数のセルで表すようにし、入力された
画像信号S0に対応する階調を各セルに配分して、その配
分された階調となるように各セル毎に強度変調および時
間変調することにより、強度変調および時間変調だけで
あればＬ×Ｎ＋１段（階調レベル０を含む）の階調しか
表現できないものを、Ｌ×Ｍ×Ｎ＋１段（階調レベル０
を含む）まで表示階調数を増加させることができる。
Ｍ個のセルで表し、各セルの強度変調による階調数をＬ
（階調レベル０は除く）とし、各セルの時間変調による
階調数をＮ（階調レベル０は除く）とすることにより、
最終的に表現できる階調数をＬ×Ｍ×Ｎ＋１（階調レベ
ル０を含む）にすることができる。すなわち、モノクロ
画像の１画素を複数のセルで表すようにし、入力された
画像信号S0に対応する階調を各セルに配分して、その配
分された階調となるように各セル毎に強度変調および時
間変調することにより、強度変調および時間変調だけで
あればＬ×Ｎ＋１段（階調レベル０を含む）の階調しか
表現できないものを、Ｌ×Ｍ×Ｎ＋１段（階調レベル０
を含む）まで表示階調数を増加させることができる。
【００５５】次に、本発明の第４の実施の形態による画
像表示装置について、図９を参照して説明する。図９は
第４の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
像表示装置について、図９を参照して説明する。図９は
第４の実施の形態による画像表示装置の構成を示す、１
画素分のブロック図である。表示デバイスとしては、上
述の図２に示した液晶パネル40を使用している。
【００５６】この第４の実施の形態による画像表示装置
７は、上述の画像表示装置６に、ＦＲＣを行う時間変調
手段74をさらに設けたものであって、面積変調と強度変
調とパルス幅階調制御による時間変調とＦＲＣによる時
間変調とを組み合わて表示階調数を増やすようにしたも
のである。すなわち画像表示装置７は、モノクロ画像信
号S0に基づいて、強度変調を行う強度変調手段71、強度
変調手段71の出力信号S71a，S71b，S71cに対してパルス
幅階調制御を行う時間変調手段72、および時間変調手段
72の出力信号S72a，S72b，S72cに対してＦＲＣを行う時
間変調手段74から成るセル信号生成手段70を有してい
る。
７は、上述の画像表示装置６に、ＦＲＣを行う時間変調
手段74をさらに設けたものであって、面積変調と強度変
調とパルス幅階調制御による時間変調とＦＲＣによる時
間変調とを組み合わて表示階調数を増やすようにしたも
のである。すなわち画像表示装置７は、モノクロ画像信
号S0に基づいて、強度変調を行う強度変調手段71、強度
変調手段71の出力信号S71a，S71b，S71cに対してパルス
幅階調制御を行う時間変調手段72、および時間変調手段
72の出力信号S72a，S72b，S72cに対してＦＲＣを行う時
間変調手段74から成るセル信号生成手段70を有してい
る。
【００５７】時間変調手段74は、時間変調手段72の出力
信号S72a，S72b，S72cに対して、ＦＲＣで時間変調を行
うもので、各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応するように、
時間変調部74ａ，74ｂ，74ｃを有し、それぞれは、さら
に時間変調部74a1，74a2、74b1，74b2、74c1，74c2を有
する。液晶40には、画素毎に、強度変調手段71、時間変
調手段72および時間変調手段74が順次接続されるように
なっている。
信号S72a，S72b，S72cに対して、ＦＲＣで時間変調を行
うもので、各セル41ａ，41ｂ，41ｃに対応するように、
時間変調部74ａ，74ｂ，74ｃを有し、それぞれは、さら
に時間変調部74a1，74a2、74b1，74b2、74c1，74c2を有
する。液晶40には、画素毎に、強度変調手段71、時間変
調手段72および時間変調手段74が順次接続されるように
なっている。
【００５８】時間変調手段74から出力される第１フレー
ム信号S74a1 ，S74b1 ，S74c1 と、第２フレーム信号S7
4a2 ，S71b4 ，S74c2 とが、フレーム毎に切り替わっ
て、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃに入力される。つ
まり、各フレーム信号S74a1 ，S74a2 がセル信号Saに対
応し、各フレーム信号S74b1 ，S74b2 がセル信号Sbに対
応し、各フレーム信号S74c1 ，S74c2 がセル信号Scに対
応する。
ム信号S74a1 ，S74b1 ，S74c1 と、第２フレーム信号S7
4a2 ，S71b4 ，S74c2 とが、フレーム毎に切り替わっ
て、画素41の各セル41ａ，41ｂ，41ｃに入力される。つ
まり、各フレーム信号S74a1 ，S74a2 がセル信号Saに対
応し、各フレーム信号S74b1 ，S74b2 がセル信号Sbに対
応し、各フレーム信号S74c1 ，S74c2 がセル信号Scに対
応する。
【００５９】入力されたモノクロ画像信号S0に対応する
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１，５，６と同様である。なお、強度変調手
段71と時間変調手段72による階調レベルの設定に際して
は、各フレームの出力輝度が略均等になるように、各セ
ルの出力階調レベルを決定するのが好ましい。
表示輝度となるように、均等配分方法やベクトル配分方
法にしたがって、各セルへ輝度配分するのは、上述の画
像表示装置１，５，６と同様である。なお、強度変調手
段71と時間変調手段72による階調レベルの設定に際して
は、各フレームの出力輝度が略均等になるように、各セ
ルの出力階調レベルを決定するのが好ましい。
【００６０】この画像表示装置７においては、最終的に
表現できる階調数は、ＦＲＣによる階調数をＦ（階調レ
ベル０は除く）とすると、Ｌ×Ｍ×Ｎ×Ｆ＋１段（階調
レベル０を含む）になる。
表現できる階調数は、ＦＲＣによる階調数をＦ（階調レ
ベル０は除く）とすると、Ｌ×Ｍ×Ｎ×Ｆ＋１段（階調
レベル０を含む）になる。
【００６１】なお、この画像表示装置７は、画像表示装
置６に、ＦＲＣを行う時間変調手段74をさらに設けたも
のであるが、これに限らず、上述の画像表示装置１，５
に、時間変調手段74をさらに設けた構成の装置にするこ
ともできる。
置６に、ＦＲＣを行う時間変調手段74をさらに設けたも
のであるが、これに限らず、上述の画像表示装置１，５
に、時間変調手段74をさらに設けた構成の装置にするこ
ともできる。
【００６２】次に、本発明による画像表示装置におい
て、モノクロ画像の１画素の出力輝度を、各セルへ輝度
配分する具体的な例について説明する。
て、モノクロ画像の１画素の出力輝度を、各セルへ輝度
配分する具体的な例について説明する。
【００６３】＜輝度配分の実施例１＞実施例１は、１画
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝６４階調（０〜６３）＝６ビット、オリジナル
画像はＣＴ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig＝２
５６階調（０〜２５５）＝８ビットの場合である。
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝６４階調（０〜６３）＝６ビット、オリジナル
画像はＣＴ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig＝２
５６階調（０〜２５５）＝８ビットの場合である。
【００６４】この場合、表示できる最大階調数は１９０
（６３×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信号
Ｓorigの２５６階調（０〜２５５）を、モノクロ画像信
号S0の１９０階調（０〜１８９）に階調数変換してお
く。
（６３×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信号
Ｓorigの２５６階調（０〜２５５）を、モノクロ画像信
号S0の１９０階調（０〜１８９）に階調数変換してお
く。
【００６５】均等配分方法にしたがって輝度配分する場
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表１のように配
分する。
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表１のように配
分する。
【００６６】
【表１】
【００６７】＜輝度配分の実施例２＞実施例２は、１画
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＴ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビットの場合である。
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＴ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビットの場合である。
【００６８】この場合、表示できる最大階調数は７６６
（２５５×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信
号Ｓorigの２５６階調（０〜２５５）を、モノクロ画像
信号S0の７６６階調（０〜７６５）に階調数変換してお
く。
（２５５×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信
号Ｓorigの２５６階調（０〜２５５）を、モノクロ画像
信号S0の７６６階調（０〜７６５）に階調数変換してお
く。
【００６９】均等配分方法にしたがって輝度配分する場
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表２のように配
分する。
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表２のように配
分する。
【００７０】
【表２】
【００７１】＜輝度配分の実施例３＞実施例３は、１画
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＲ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝１０２４階調（０〜１０２３）＝１０ビットの場合で
ある。
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝１（つまりＦＲＣ
なし）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＲ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝１０２４階調（０〜１０２３）＝１０ビットの場合で
ある。
【００７２】この場合、表示できる最大階調数は７６６
（２５５×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信
号Ｓorigの１０２４階調（０〜１０２３）を、モノクロ
画像信号S0の７６６階調（０〜７６５）に階調数変換し
ておく。
（２５５×３＋１）階調となるので、オリジナル画像信
号Ｓorigの１０２４階調（０〜１０２３）を、モノクロ
画像信号S0の７６６階調（０〜７６５）に階調数変換し
ておく。
【００７３】均等配分方法にしたがって輝度配分する場
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表３のように配
分する。
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表３のように配
分する。
【００７４】
【表３】
【００７５】＜輝度配分の実施例４＞実施例４は、１画
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝２（つまりＦＲＣ
あり）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＲ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝１０２４階調（０〜１０２３）＝１０ビットの場合で
ある。
素当たりのセル数＝３、フレーム数＝２（つまりＦＲＣ
あり）で、各セルの１フレームあたりに表示できる最大
階調数＝２５６階調（０〜２５５）＝８ビツト、オリジ
ナル画像はＣＲ画像であってオリジナル画像信号Ｓorig
＝１０２４階調（０〜１０２３）＝１０ビットの場合で
ある。
【００７６】この場合、表示できる最大階調数は１５３
１（２５５×３×２＋１）階調となるので、オリジナル
画像信号Ｓorigの１０２４階調（０〜１０２３）を、モ
ノクロ画像信号S0の１５３１階調（０〜１５３０）に階
調数変換しておく。
１（２５５×３×２＋１）階調となるので、オリジナル
画像信号Ｓorigの１０２４階調（０〜１０２３）を、モ
ノクロ画像信号S0の１５３１階調（０〜１５３０）に階
調数変換しておく。
【００７７】均等配分方法にしたがって輝度配分する場
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表４のように配
分する。また、各セルに配分された信号を各フレームに
均等になるように配分する場合には、表５のように配分
する。
合において、各セルへの入力階調レベルが同じときには
各セルが同じ表示輝度となるときには、表４のように配
分する。また、各セルに配分された信号を各フレームに
均等になるように配分する場合には、表５のように配分
する。
【００７８】
【表４】
【００７９】
【表５】
【００８０】以上、本発明による画像表示装置の好まし
い実施の形態について説明したように、本発明によれ
ば、モノクロ画像の１画素を複数の多階調表示可能なセ
ルで表すことができる表示デバイスを使用して、モノク
ロ画像の１画素を複数のセルで表すという面積変調を行
うと共に、各セル毎に強度変調や時間変調を行って出力
階調レベルを決定することにより、従来よりも表示可能
階調数を一層増加させることができ、表現豊かなモノク
ロ画像を表示することが可能になる。
い実施の形態について説明したように、本発明によれ
ば、モノクロ画像の１画素を複数の多階調表示可能なセ
ルで表すことができる表示デバイスを使用して、モノク
ロ画像の１画素を複数のセルで表すという面積変調を行
うと共に、各セル毎に強度変調や時間変調を行って出力
階調レベルを決定することにより、従来よりも表示可能
階調数を一層増加させることができ、表現豊かなモノク
ロ画像を表示することが可能になる。
【図１】本発明による第１の実施の形態のモノクロ画像
表示装置の構成（面積変調＋パルス幅階調制御の時間変
調）を、液晶パネルの１画素について示したブロック図
表示装置の構成（面積変調＋パルス幅階調制御の時間変
調）を、液晶パネルの１画素について示したブロック図
【図２】上記モノクロ画像表示装置に使用される液晶パ
ネルの画素配列とセル構成を示す図
ネルの画素配列とセル構成を示す図
【図３】階調数変換処理について説明する図；線形変換
の例を示す図（Ａ）、非線形変換の例を示す図（Ｂ）、
表示デバイスの輝度階調特性の例を示す図（Ｃ）、図
（Ｃ）に対応する非線形変換の例を示す図（Ｄ）
の例を示す図（Ａ）、非線形変換の例を示す図（Ｂ）、
表示デバイスの輝度階調特性の例を示す図（Ｃ）、図
（Ｃ）に対応する非線形変換の例を示す図（Ｄ）
【図４】時間変調について説明する図
【図５】均等配分方法にしたがった輝度配分について説
明する図
明する図
【図６】ベクトル配分方法にしたがった輝度配分につい
て説明する図
て説明する図
【図７】本発明による第２の実施の形態のモノクロ画像
表示装置の構成（面積変調＋強度変調）を、液晶パネル
の１画素について示したブロック図
表示装置の構成（面積変調＋強度変調）を、液晶パネル
の１画素について示したブロック図
【図８】本発明による第３の実施の形態のモノクロ画像
表示装置の構成（面積変調＋強度変調＋パルス幅階調制
御の時間変調）を、液晶パネルの１画素について示した
ブロック図
表示装置の構成（面積変調＋強度変調＋パルス幅階調制
御の時間変調）を、液晶パネルの１画素について示した
ブロック図
【図９】本発明による第４の実施の形態のモノクロ画像
表示装置の構成（面積変調＋強度変調＋パルス幅階調制
御の時間変調＋ＦＲＣの時間変調）を、液晶パネルの１
画素について示したブロック図
表示装置の構成（面積変調＋強度変調＋パルス幅階調制
御の時間変調＋ＦＲＣの時間変調）を、液晶パネルの１
画素について示したブロック図
１，５，６，７ モノクロ画像表示装置 10，50，60，70 セル信号生成手段 51，61 強度変調手段 12，62，72，74 時間変調手段 13，53，63 オンオフ制御手段 20 階調数変換処理手段 40 液晶パネル（表示デバイス）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ ６４１Ｐ 3/36 3/36
Claims (12)
- 【請求項１】 モノクロ画像の１画素を複数の多階調表
示可能なセルで表すことができる表示デバイスと、前記
モノクロ画像の出力輝度を決定するモノクロ画像信号に
基づいて、各画素毎に各セルの出力輝度の平均が当該画
素の出力輝度に対応するように、各セル毎に出力階調レ
ベルを決定するセル信号を生成するセル信号生成手段と
を備えたことを特徴とするモノクロ画像表示装置。 - 【請求項２】 前記セル信号生成手段が、画素毎の前記
各セルの出力輝度が略均等になるように前記セル信号を
生成するものであることを特徴とする請求項１記載のモ
ノクロ画像表示装置。 - 【請求項３】 前記セル信号生成手段が、各画素毎に、
該画素の周辺画素の階調勾配ベクトルに応じて前記各セ
ル信号に勾配を持たせるものであることを特徴とする請
求項１記載のモノクロ画像表示装置。 - 【請求項４】 前記セル信号生成手段が、前記各セルへ
の入力信号レベルを独立に強度変調するものであること
を特徴とする請求項１から３いずれか１項記載のモノク
ロ画像表示装置。 - 【請求項５】 前記セル信号生成手段が、前記各セルへ
の入力信号レベルを独立に時間変調するものであること
を特徴とする請求項１から４いずれか１項記載のモノク
ロ画像表示装置。 - 【請求項６】 前記セル信号生成手段が、前記時間変調
をフレーム単位で行うものであることを特徴とする請求
項５記載のモノクロ画像表示装置。 - 【請求項７】 前記セル信号生成手段が、前記各フレー
ムの出力輝度が略均等になるように、各セルの出力階調
レベルを決定するものであることを特徴とする請求項６
記載のモノクロ画像表示装置。 - 【請求項８】 前記各セルの１フレームあたりに表示で
きる最大階調数が、６４(６ビット)階調以上であること
を特徴とする請求項６または７記載のモノクロ画像表示
装置。 - 【請求項９】 前記モノクロ画像信号を、入力されたオ
リジナルモノクロ画像信号に対して階調数変換処理を施
して生成する階調数変換処理手段をさらに備えたことを
特徴とする請求項１から８いずれか１項記載のモノクロ
画像表示装置。 - 【請求項１０】 前記オリジナルモノクロ画像信号の階
調数が、２５６（８ビット）階調以上であることを特徴
とする請求項９記載のモノクロ画像表示装置。 - 【請求項１１】 前記表示デバイスが、モノクロ画像の
１画素を３つのセルで表すものであることを特徴とする
請求項１から１０いずれか１項記載のモノクロ画像表示
装置。 - 【請求項１２】 前記表示デバイスが液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の
モノクロ画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11104444A JPH11352954A (ja) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | モノクロ画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9899198 | 1998-04-10 | ||
| JP10-98991 | 1998-04-10 | ||
| JP11104444A JPH11352954A (ja) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | モノクロ画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352954A true JPH11352954A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=26440067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11104444A Pending JPH11352954A (ja) | 1998-04-10 | 1999-04-12 | モノクロ画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11352954A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001034232A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-02-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 画像表示方法およびこれに用いる画像表示装置 |
| WO2001093239A1 (fr) * | 2000-05-31 | 2001-12-06 | Totoku Electric Co., Ltd. | Procede de diminution du nombre de niveaux de gradation, procede d'affichage d'image, et afficheur d'image |
| JP2001356743A (ja) * | 2000-06-16 | 2001-12-26 | Hitachi Ltd | アクティブマトリックス形表示装置及び液晶表示装置 |
| EP1209654A2 (en) | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and image display apparatus |
| JP2002333870A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置、ｅｌ表示装置及びその駆動方法、並びに副画素の表示パターン評価方法 |
| JP2005134645A (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-26 | Optrex Corp | 液晶表示素子 |
| JP2007171413A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Nanao Corp | 画像表示装置、多階調表示方法及びコンピュータプログラム |
| WO2008044438A1 (fr) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Procédé d'affichage d'image, programme d'affichage d'image et système d'affichage d'image |
| JP2009139651A (ja) * | 2007-12-06 | 2009-06-25 | Casio Comput Co Ltd | 表示制御回路及びそれを備えた表示装置 |
-
1999
- 1999-04-12 JP JP11104444A patent/JPH11352954A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1209654A2 (en) | 2000-11-22 | 2002-05-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and image display apparatus |
| US6888523B2 (en) | 2000-11-22 | 2005-05-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Image display method and image display apparatus |
| EP1209654A3 (en) * | 2000-11-22 | 2007-04-25 | FUJIFILM Corporation | Image display method and image display apparatus |
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| JP4575657B2 (ja) * | 2003-10-30 | 2010-11-04 | オプトレックス株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP2007171413A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Nanao Corp | 画像表示装置、多階調表示方法及びコンピュータプログラム |
| WO2008044438A1 (fr) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Procédé d'affichage d'image, programme d'affichage d'image et système d'affichage d'image |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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