WO2006088049A1

WO2006088049A1 - 表示装置、表示モニターおよびテレビジョン受像機

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Publication number: WO2006088049A1
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Inventors: Kazunari Tomizawa; Takeshi Kumakura
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Abstract

　１フレームを複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う場合、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲（例えば、２分割では輝度１／２以下、４分割では輝度３／４以下）では、最後のサブフレームの輝度を最小輝度とし、他のサブフレームにて輝度表示を行う。

Description

明細書

表示装置、表示モニターおよびテレビジョン受像機

技術分野

[0001] 本発明は、 1フレームを、複数のサブフレームに分割して画像表示を行う表示装置に関するものである。

背景技術

[0002] 近年では、 CRT (陰極線管)表示装置以外に、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機 EL表示装置等、種々の表示装置が開発され商品化されている。

[0003] ここで、プラズマ表示装置等のインパルス型表示 (発光期間のみ表示がなされる表示)を行う表示装置では、通常、階調表示を行うために時分割駆動が用いられる。また、液晶表示装置や有機 EL表示装置等のホールド型表示 (新たな画像の書き込みが行われるまで前フレームの画像を保持し続ける表示）を行う表示装置においても、例えば動画ボケを防止するために、時分割駆動を行うものがある。尚、時分割駆動とは、 1垂直期間（1フレーム)を複数のサブフレームに分割し、 1画素に複数回信号書込みを行う駆動方法である。

[0004] 液晶表示装置における時分割駆動を開示するものとしては、例えば、特許文献 1や特許文献 2が挙げられる。

[0005] また、近年の表示装置にお!ヽては、画像信号を供給する映像源 (テレビ波、バソコン、ビデオ、ゲーム等）に応じて画素サイズや周波数が異なる様々なフォーマットの画像信号が入力される力表示パネルにぉ、ては解像度 (画素サイズ)やリフレッシュレート（周波数)等のフォーマットは固定である。このため、表示装置のフォーマットとは異なるフォーマットの画像信号が入力された場合、入力画像信号のフォーマットを表示装置のフォーマットに変換するための画像処理が行われる。

[0006] すなわち、上記表示装置は、図 7に示すように、表示パネル 100で表示可能なフォ一マットとは異なるフォーマットのデジタル画像信号が入力された場合、画像処理回路 101によって表示パネル 100で表示可能なフォーマットとなるようにフォーマット変換を行う。また、入力画像信号がアナログ信号である場合には、 AZDコンバータ 10 2によってデジタル信号への変換を行ってから上記フォーマット変換を行う。また、上記画像処理回路 101は、輪郭強調や階調補正など、上記フォーマット変換以外の画像処理を行うものであってもよ、。

[0007] また、時分割駆動を行う表示装置では、上記画像処理の際に、 1フレームの入力画像信号を複数のサブフレームに対応した画像信号に分割する処理が行われる。例えば、 1フレームが 800H (ブランキング期間を含む。また、 Hは 1水平期間を表す)である場合に、分割比を 1 : 1として該 1フレームを 2つのサブフレームに分割すると、各サブフレームの期間は 400Hずっとなる。また、分割された各サブフレームの輝度は、その平均輝度が入力画像信号の輝度と等しくなるようにそれぞれ決定される。

特許文献 1：特開 2001— 296841号公報 (公開日； 2001年 10月 26日）

特許文献 2：特開 2003 - 22061号公報 (公開日； 2003年 1月 24日）

非特許文献 1 : 田中浩成、佐藤裕榭、加藤田博朗、" 42型 PDP「プラズマビジヨン（登録商標）」の EMC技術"、 FUJITSU GENERAL TECHNICAL JOURNAL 1999 No.l

発明の開示

[0008] し力しながら、従来の表示装置では、入力画像信号のフォーマット変換を行う結果、同期信号の幅が一定とならない、すなわち、 1フレームの期間が一定とならず垂直同期に誤差が発生する場合が多く見受けられる。このようなフォーマット変換を含む上記時分割駆動では、 1フレームの時間幅が変化する場合には、階調表示に影響が生じるといった問題がある。この問題について説明すると以下の通りである。

[0009] まず、垂直同期に誤差が発生する理由を図 8を参照して説明する。ここでは、垂直同期期間（フレーム期間）が 562. 5H、水平同期期間が 2200ドット、ドットクロック周波数が 74. 25MHzの入力画像信号を、垂直同期期間が 800H、水平同期期間が 1 650ドット、ドットクロック周波数が 79. 2MHzの画像信号にフォーマット変換する場合を例示する。

[0010] 先ず、図 8に示すような入力画像信号における垂直同期信号 (以下、入力 VS信号 )および水平同期信号 (以下、入力 HS信号）に対して、フォーマット変換された画像信号では、垂直同期信号 (以下、出力 VS信号)の立ち下がりから水平同期パルス（ HSパルス)のカウントを開始して水平同期信号 (以下、出力 HS信号)を生成する。このとき、出力 HS信号の 1水平同期期間は、クロック周波数が 79. 2MHzのクロックを 1650ドット分カウントすることで決定される。

[0011] この時、入力 VS信号と出力 VS信号のそれぞれにおける垂直同期期間の始点を揃えたとしても、フォーマット変換前後の解像度が整数倍とならない場合などには、その終点が一致するとは限らない。このため、出力 HS信号においては、入力 VS信号のパルス立ち下がりが生じた時点で、 HSカウントをリセットし、そのときの水平同期期間をフレームの最初の水平同期期間とする。これにより、入力 VS信号と出力 VS信号との間で同期ずれが発生する。

[0012] こうして、発生した同期ずれはフレームを重ねるごとに累積され、累積された同期ずれが出力 HS信号における 1水平期間の長さを超えると、出力 VS信号において垂直同期期間が 801Hのフレームが発生する（該フレームにおいては 1Hの誤差が生じている)。すなわち、入力 VS信号と出力 VS信号との間で同期ずれが発生する場合、フォーマット変換後の画像信号では垂直同期期間に誤差を含んだフレームが生じることとなる。

[0013] 尚、フレームの時間幅に誤差が生じる原因は上記説明の例に限られない。例えば、入力画像信号がアナログ信号である場合などには、入力画像信号における入力 V S信号自体が不安定であり、それが誤差を生じる要因となり得る。また、上記例では、上記同期ずれの誤差によって、出力 VS信号において所定の垂直同期期間よりも長い期間（801H)のフレームが発生している力所定の垂直同期期間よりも短い期間（例えば、 799H)のフレームが発生する可能性もある。さらには、生じる誤差は 1H以上となる可能性もある。

[0014] そして、フォーマット変換後の画像信号では垂直同期期間に誤差を含んだフレームが生じる場合、この誤差が、時分割駆動時の階調表示に影響を与える。これについて、図 9を参照して説明すると以下の通りである。

[0015] 先ず、 1フレームの期間を 800H、サブフレームの分割比を 1： 1とした場合、前半サブフレームおよび後半サブフレームが共に 400Hずつの期間に設定される。このとき、フレームの分割を行う画像処理部は、垂直同期 (VS)信号のノルス発生から、 400 Hをカウントして前半サブフレームの期間を決定し、次の VS信号のパルス発生までの残り期間を後半サブフレームとする。

[0016] この場合、誤差のないフレームにおいては、前半サブフレームおよび後半サブフレームが共に 400Hずつの期間に設定することができる。し力しながら、誤差を含んでいるフレーム（例えば、 1フレームが 801Hとなっているフレーム）では、前半サブフレームは 400Hの期間に設定されるが、後半サブフレームには誤差が集中して含まれることになり、サブフレームの分割比が所望の分割比と異なってしまう。

[0017] 時分割駆動を行う場合には、サブフレームの分割比が所望の値となっていることが必要であるため、フレームに誤差が含まれた場合には、階調表示に悪影響を与えることとなる。

[0018] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、時分割駆動を行う表示装置において、フレームに誤差が含まれた場合の階調表示の悪影響を低減することができる表示装置を実現することにある。

[0019] 本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、 1フレームを、複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置において、入力された表示信号の階調データに基づいた輝度の画像を表示する表示部と、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和をフレームの分割によって変えないように、各サブフレームの表示信号を生成し、表示部に出力する制御部とを備えており、上記制御部は、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号を生成することを特徴としている。

[0020] また、本発明に係る他の表示装置は、上記課題を解決するために、 1フレームを、複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置において、入力された表示信号の階調データに基づ、た輝度の画像を表示する表示部と、表示装置の外部から入力される画像信号を、上記表示部での表示が可能なフォーマットに変換するフォーマット変換部と、上記フォーマット変換部によってフォーマット変換された画像信号に基づいて、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和をフレームの分割によって変えないように、各サブフレームの表示信号を生成し、表示部に出力する制御部とを備えており、上記制御部は、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるようにて各サブフレームの表示信号を生成することを特徴として、る。

[0021] 上記表示装置に入力される画像信号においては、各フレームの垂直同期期間の長さにバラツキがある（誤差を含むフレームが存在する場合）、あるいは、上記画像信号のフォーマット変換を行う際に誤差が発生する場合がある。そして、このような誤差が発生する場合には、 1フレームを複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置では、その誤差期間における表示される輝度が表示階調に悪影響を与える。

[0022] これに対し、上記の構成によれば、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号が生成される。つまり、上記表示装置では、上記誤差を含むフレームが存在する場合であっても、その誤差は最後のサブフレームのみに存在することから、最後のサブフレームをできるだけ使用せずに表示を行うことによって階調表示の悪影響を低減することができる。

[0023] また、上記表示装置では、上記サブフレームの分割比が非均等であり、かつ、最も期間が短!、サブフレームが最後のサブフレームとなって、ることを特徴として、る。

[0024] また、上記表示装置では、 1フレームが、前半サブフレームと後半サブフレームとの 2つのサブフレームに分割されており、かつ、前半サブフレームの期間が後半サブフレームの期間よりも長、ことを特徴として、る。

[0025] すなわち、サブフレームの分割比を 1： 1などの等分割としない場合には、最も期間が短いサブフレームを最後のサブフレームとし、かつ、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号を生成する場合に、本発明の効果力り顕著に表れる。

[0026] また、上記表示装置では、上記表示部が、液晶パネルによって画像を表示するように設定されてヽることを特徴として、る。

[0027] また、上記表示装置と、外部から入力された画像信号を制御部に伝達するための信号入力部とを組み合わせることで、パーソナルコンピューターなどに使用される液晶モニターを構成することが可能である。

[0028] ここで、画像信号入力部とは、外部から入力された画像信号を制御部に伝達するためのものである。この構成では、本表示装置の制御部が、画像信号入力部から伝達された画像信号に基づいて、表示信号を生成して表示部に出力することとなる。

[0029] また、上記表示モニターでは、上記信号入力部は、入力される上記画像信号を、上記表示部での表示が可能なフォーマットに変換する機能を有して、る構成とすることができる。

[0030] また、上記表示装置と、チューナ部とを組み合わせることで、液晶テレビジョン受像機を構成することも可能である。

[0031] ここで、チューナ部とは、テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチャネルのテレビ画像信号を制御部に伝達するためのものである。この構成では、本表示装置の制御部が、チューナ部力伝達されたテレビ画像信号に基づ、て表示信号を生成して表示部に出力することとなる。

[0032] 本発明の表示装置は、以上のように、 1フレームを、複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置において、入力された表示信号の階調データに基づいた輝度の画像を表示する表示部と、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和をフレームの分割によって変えないように、各サブフレームの表示信号を生成し、表示部に出力する制御部とを備えており、上記制御部は、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号を生成する構成である。

[0033] それゆえ、上記表示装置に入力される画像信号においては、各フレームの垂直同期期間の長さにバラツキがある場合 (誤差を含むフレームが存在する場合)であっても、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号が生成される。したがって、上記誤差を含むフレームが存在する場合であつても、その誤差は最後のサブフレームのみに存在することから、最後のサブフレームをできるだけ使用せずに表示を行うことによって階調表示の悪影響を低減することができると!、つた効果を奏する。 [0034] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

図面の簡単な説明

[0035] [図 1(a)]本発明の実施形態を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにお、て、輝度の高!、サブフレームをフレームの前から埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 1(b)]本発明の実施形態を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにお、て、輝度の高!、サブフレームをフレームの前から埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 1(c)]本発明の実施形態を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにお、て、輝度の高!、サブフレームをフレームの前から埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 1(d)]本発明の実施形態を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにお、て、輝度の高!、サブフレームをフレームの前から埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る表示装置の内部構成を示すブロック図である。

[図 3(a)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 3(b)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 3(c)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 3(d)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

圆 3(e)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

圆 3(£)]本発明の比較例を示すものであり、時分割駆動を行う表示装置のフレームにぉ、て、輝度の高、サブフレームをフレームの後ろから埋めて!/、つた場合の例を示す図である。

[図 4(a)]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 ： 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 4(b)]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 ： 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 4(c)]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 ： 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 4(d)]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 ： 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 4(e)]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 ： 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 4(D]時分割駆動を行う表示装置のフレームにおいて、サブフレームの分割比を 2 : 1とした場合の例を説明するための図である。

[図 5]プラズマディスプレイパネルの駆動方法の一例を示す図である。

[図 6]プラズマディスプレイパネルの駆動方法の他の例を示す図である。

圆 7]表示装置において、入力画像信号のフォーマット変換を行う手段の構成例を示すブロック図である。

圆 8]上記フォーマット変換時において、垂直同期信号の同期ずれが発生する原理を説明するためのタイミングチャートである。

圆 9]フォーマット変換後の画像信号で垂直同期期間に誤差を含んだフレームが生じる場合、この誤差を含んだフレームを示す図である。

発明を実施するための最良の形態 [0036] 〔実施の形態 1〕

本発明の一実施形態について図 1 (a)ないし図 1 (d)、図 2、図 3 (a)ないし図 4 (f)、図 5および図 6に基づいて説明すると以下の通りである。尚、本実施の形態にかかる表示装置は、複数のドメインに分割された垂直配向（VA)モードの液晶パネルを有するものである。そして、本表示装置は、外部から入力された画像信号を液晶パネルに表示する液晶モニターとして機能するものである。

[0037] 図 2は、本表示装置の内部構成を示すブロック図である。この図に示すように、本表示装置は、フレームメモリ（F. M. ) 11、前段 LUT12、後段 LUTl 3、表示部 14、制御部 15、フォーマット変換部 16および AZDコンバータ 17を備えている。

[0038] フレームメモリ 11は、フォーマット変換部 16を介して外部の信号源力も入力される画像信号 (RGB信号)を 1フレーム分蓄積するものである。前段 LUT (look-up table) 12および後段 LUT13は、外部から入力される画像信号と、表示部 14に出力する表示信号との対応表 (変換表)である。

[0039] なお、本表示装置は、時分割駆動、すなわちサブフレーム表示を行うようになっている。ここで、サブフレーム表示とは、 1つのフレームを複数のサブフレームに分けて表示を行う方法である。

[0040] 本表示装置は、 1フレーム期間に入力される 1フレーム分の画像信号に基づいて、その 2倍の周波数で、サイズ (期間）の等しい 2つのサブフレームによって表示を行うように設計されている。すなわち、サブフレームの分割比は 1 : 1となっている。

[0041] そして、前段 LUT12は、前半サブフレームにおいて出力される表示信号 (前段表示信号;第 2表示信号)のための対応表である。一方、後段 LUT13は、後半サブフレームにおいて出力される表示信号 (後段表示信号;第 1表示信号)のための対応表である。尚、前段 LUT12および後段 LUT13において格納されているデータは、予め演算された結果に基づくものである力本発明の表示装置は必ずしも前段 LUT1 2および後段 LUT13を備えている必要は無ぐ表示部 15が演算によって各サブフレームに出力する表示信号を求めるものであっても良い。但し、前段 LUT12および後段 LUT13を備えて、表示部 15が各サブフレームに出力する表示信号をこれらの L UTから読み出すようにすることにより、表示部 15の負担を低減できる。 [0042] 表示部 14は、図 2に示すように、液晶パネル 21、ゲートドライバー 22、ソースドライバー 23を備えており、入力される表示信号に基づいて画像表示を行うものである。ここで、液晶パネル 21は、 AVモードのアクティブマトリックス（TFT)液晶パネルである

[0043] 制御部 15は、本表示装置における全動作を制御する、本表示装置の中枢部である。そして、制御部 15は、上記した前段 LUT12、後段 LUT13を用いて、フレームメモリ 11に蓄積された画像信号力も表示信号を生成し、表示部 14に出力するものである。

[0044] すなわち、制御部 15は、通常の出力周波数 (通常クロック；例えば 25MHz)で送られてくる表示信号をフレームメモリ 11に蓄える。そして、制御部 15は、この表示信号を、通常クロックの 2倍の周波数を有するクロック（倍クロック； 50MHz)により、フレームメモリ 11から 2回出力する。

[0045] そして、制御部 15は、 1回目に出力する画像信号に基づいて、前段 LUT12を用いて前段表示信号を生成する。その後、 2回目に出力する画像信号に基づいて、後段 LUT13を用いて後段表示信号を生成する。そして、これらの表示信号を、倍クロックで順次的に表示部 14に出力する。

[0046] これにより、表示部 14が、順に入力される 2つの表示信号に基づいて、 1フレーム期間に、互いに異なる画像を 1回づっ表示する（両サブフレーム期間で、液晶パネル 21の全ゲートラインを 1回づっ ONとする）。なお、表示信号の出力動作については、後により詳細に説明する。

[0047] また、フォーマット変換部 16および AZDコンバータ 17は、外部から入力された画像信号力表示部 14で表示可能なフォーマットとは異なるフォーマットであった場合に該画像信号を表示部 14で表示可能なフォーマットとなるようにフォーマット変換を行うものである。外部力も入力された画像信号がデジタル信号である場合には、該画像信号はフォーマツト変換部 16に直接入力されてフォーマツト変換が行われるが、外部から入力された画像信号がアナログ信号である場合には、該画像信号は AZDコンバータ 17によってデジタル信号へ変換されて力フォーマット変換部 16に入力される。 [0048] ここで、制御部 15による、前段表示信号および後段表示信号の生成について説明する。まず、液晶パネルに関する一般的な表示輝度 (パネルによって表示される画像の輝度）について説明する。

[0049] 通常の 8ビットデータを、サブフレームを用いずに 1フレームで画像を表示する場合

(1フレーム期間で、液晶パネルの全ゲートラインを 1回だけ ONとする、通常ホールド表示する場合)、表示信号の階調データ (信号階調)は、 0〜255までの段階となる。

[0050] そして、液晶パネルにおける信号階調と表示輝度とは、以下の（1)式によって近似的に表現される。

( (T-T0) / (Tmax-TO) ) = (L/Lmax) " γ - - - (1)

ここで、 Lは 1フレームで画像を表示する場合 (通常ホールド表示で画像を表示する場合)の信号階調 (フレーム階調）、 Lmaxは最大の輝度階調 (255)、 Tは表示輝度、 Tmaxは最大輝度（L = Lmax = 255のときの輝度；白）、 TOは最小輝度（L = 0のときの輝度；黒）、 γは補正値 (通常 2. 2)である。

なお、実際の液晶パネル 21では、 ΤΟ = 0ではない。しかしながら、説明を簡略化するため、以下では、 TO = 0とする。

[0051] 次に、本表示装置における表示輝度について説明する。本表示装置では、制御部 15が、

(a)「前半サブフレームおよび後半サブフレームのそれぞれにおいて表示部 14によつて表示される画像の輝度 (表示輝度）の総和（1フレームにおける積分輝度）を、通常ホールド表示を行う場合の 1フレームの表示輝度と等しくする」

(b)「一方のサブフレームを黒 (最小輝度）、または白（最大輝度）にする」を満たすように階調表現を行うように設計されて!ヽる。

[0052] このために、本表示装置では、制御部 15が、フレームを 2つのサブフレームに均等に分割し、 1つのサブフレームによって最大輝度の半分までの輝度を表示するように設計されている。

[0053] すなわち、最大輝度の半分（閾輝度; TmaxZ2)までの輝度を 1フレームで出力する場合 (低輝度の場合）、制御部 15は、前半サブフレームおよび後半サブフレームの一方を最小輝度 (黒)とし、他方のサブフレームの表示輝度のみを変化させて階調表現を行う（一方のサブフレームのみを用いて階調表現を行う）。この場合、 1フレームにおける積分輝度は『 (最小輝度 + (サブフレームの輝度) /2』の輝度となる。

[0054] また、上記の閾輝度より高い輝度を出力する場合 (高輝度の場合）、制御部 15は、前半サブフレームおよび後半サブフレームの一方を最大輝度（白）とし、他方のサブフレームの表示輝度を変化させて階調表現を行う。この場合、 1フレームにおける積分輝度は『 (サブフレームの輝度 +最大輝度) /2』の輝度となる。

[0055] 次に、このような表示輝度を得るための表示信号 (前段表示信号および後段表示信号)の信号階調設定について具体的に説明する。なお、信号階調設定については、図 2に示した制御部 15が行う。

[0056] 制御部 15は、上記した（1)式を用いて、上記した閾輝度 (TmaxZ2)に対応するフレーム階調をあら力じめ算出しておく。

[0057] すなわち、このような表示輝度に応じたフレーム階調（閾輝度階調; Lt)は、（1)式より、

Lt = 0. 5" (ΐ/ γ ) X Lmax …（2)

7こ 7こし、 Lmax=l max y · · · (2a)

となる。

[0058] そして、制御部 15は、画像を表示する際、フレームメモリ 11から出力された画像信号に基づいて、フレーム階調 Lを求める。この Lが Lt以下の場合、一方のサブフレームの表示信号の階調データ (Fとする）を最小 (0)とし、他方のサブフレームの表示信号の階調データ (Rとする）を、（1)式に基づいて、

R = 0. 5" (ΐ/ γ ) X L …（3)

とするように、制御部 15は、前段 LUT12および後段 LUT13を用いて前段表示信号および後段表示信号を設定する。

[0059] また、フレーム階調 Lが Ltより大きい場合、制御部 15は、一方のサブフレームの表示信号の階調データ Rを最大（255)とし、他方のサブフレームの階調データ Fを、 (1 )式に基づいて、

F= (L" γ -0. 5 X Lmax" γ ) " (1/ γ ) · · · (4)

とする。 [0060] 次に、本表示装置における表示信号の出力動作について、より詳細に説明する。なお、以下では、液晶パネル 21の画素数を a X bとする。この場合、制御部 15は、ソースドライバー 23に対し、倍クロックで、 1番目のゲートラインの画素（a個）の前段表示信号を蓄積する。

[0061] そして、制御部 15は、ゲートドライバー 22によって、 1番目のゲートラインを ONとし、このゲートラインの画素に対して、前段 LUT12から読み出された前段表示信号を書き込む。その後、制御部 15は、ソースドライバー 23に蓄積する前段表示信号を変えながら、同様に、 2〜b番目のゲートラインを倍クロックで ONしてゆく。これにより、 1 フレームの半分の期間（1Z2フレーム期間)で、全ての画素に前段表示信号を書き込める。

[0062] さらに、制御部 15は、同様の動作を行って、残りの 1Z2フレーム期間で、全ゲートラインの画素に後段表示信号の書き込みを行う。これにより、各画素には、前段表示信号と後段表示信号とが、それぞれ均等の時間（1Z2フレーム期間)ずつ書き込まれること〖こなる。

[0063] 尚、上記説明の時分割駆動にお!、て、各サブフレームの表示輝度の決定方法は、あくまで一例に過ぎず、本発明においてサブフレームの表示輝度の決定方法は特に限定されるものではない。すなわち、本発明における時分割駆動は、複数のサブフレームを有し、各サブフレームのそれぞれにおいて表示部に表示される画像の輝度（表示輝度）の総和（1フレームにおける積分輝度）を、通常ホールド表示を行う場合の 1フレームの表示輝度と等しくする表示方法として定義される。

[0064] ここで、上述のような時分割駆動を行う表示装置においては、フレームに誤差が発生せず、各フレームの垂直同期期間が一定であれば特に問題は無い。しかしながら、フレームに誤差が含まれた場合には、サブフレームの分割比が所望の値とならず、階調表示に悪影響を与えることは従来技術の課題として述べたとおりである。

[0065] そして、本表示装置においては、外部から入力される画像信号を表示部 14で表示可能となるようにフォーマット変換部 16にてフォーマット変換を行う機能を有しており、このフォーマット変換の際に、フレームに誤差が含まれることが起こり得る。

[0066] フレームに誤差が含まれることによって表示階調に影響が生じる場合、その影響の大小は、各サブフレームの輝度の埋め方によって変化する。すなわち、輝度の小さいサブフレームを、フレームの前半におくの力、あるいはフレームの後半におくのかで表示階調への影響が異なってくる。このため、本発明の表示装置は、サブフレームの輝度の埋め方を規定することで、フレームに誤差が含まれる場合の表示階調への影響を低減することを特徴としている。以下、この特徴点について詳細に説明する。

[0067] 先ず、図 3 (a)ないし図 3 (f)は本発明との比較のために示した図であり、輝度の高 V、サブフレームをフレームの後ろから埋めて、つた場合の例である。

[0068] 図 3 (a)および図 3 (b)は、通常のホールド表示において、輝度 1 4 (最大輝度の 1 /4の輝度）および輝度 3/4の表示を行う場合を示している。この場合、 1フレーム期間の全体において、輝度 1Z4または輝度 3Z4の表示が行われる力これらのフレームにおいて Atの時間の誤差が含まれている場合、 1Z4 X Atおよび 3Z4 X Δ tの積分輝度が誤差として発生して、る。

[0069] そして、図 3 (c)及び図 3 (d)は、 1フレームを 2つのサブフレームに分割（分割比を 1 ： 1とした 2分割、リフレッシュレートはホールド表示時の 2倍)した場合の、輝度 1Z4 ( 最大輝度の 1Z4の輝度）および輝度 3Z4 (最大輝度の 3Z4の輝度）の表示を示している。輝度 1Z4の表示を行う図 3その場合には、前半サブフレームでは最小輝度の表示となり、後半サブフレームでは 1Z2の輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて!、る場合、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため 1/2 X Δ tの積分輝度が誤差として発生する。

[0070] また、輝度 3Z4の表示を行う図 3 (その場合には、前半サブフレームでは 1Z2の輝度での表示となり、後半サブフレームでは最大輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて!、る場合、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため 1 X Atの積分輝度が誤差として発生する。

[0071] さらに、図 3 (e)および図 3 (f)は、 1フレームを 4つのサブフレームに分割（分割比を 1 : 1 : 1 : 1とした 4分割、リフレッシュレートはホールド表示時の 4倍)した場合の、輝度 1Z4および輝度 3Z4の表示を示している。輝度 1Z4の表示を行う図 3 (e)の場合には、前の 3つのサブフレームでは最小輝度の表示となり、最後のサブフレームで最大輝度での表示となる。尚、最後のサブフレームとは、複数のサブフレームに分割された 1フレーム期間中の最後のサブフレームを意味する。そして、このフレームにおいて A tの時間の誤差が含まれている場合、この誤差は最後のサブフレームのみに含まれるため I X A tの積分輝度が誤差として発生する。

[0072] また、輝度 3Z4の表示を行う図 3 (f)の場合には、最初のサブフレームでは最小輝度での表示となり、後ろの 3つのサブフレームでは最大輝度での表示となる。そして、このフレームにおいて A tの時間の誤差が含まれている場合にも、 I X A tの積分輝度が誤差として発生する。

[0073] すなわち、図 3 (a)ないし図 3 (f)の比較より、時分割駆動を行い、かつ、輝度の高いサブフレームをフレームの後ろ力も埋めていった場合では、通常のホールド表示に比ベて表示階調に影響を与える誤差 (積分輝度)が大きくなつている。さらに、この誤差は、 2分割の場合よりも 4分割の場合の方が大きくなつており、つまり分割数が多くなるほど大きくなつてヽることがゎカゝる。

[0074] これに対し、図 1 (a)ないし図 1 (d)は本実施の形態に係る例を示すものであり、輝度の高いサブフレームをフレームの前から埋めていった場合の例である。尚、このように、輝度の高いサブフレームをフレームの前から埋めていくためには、図 2に示す本表示装置の構成において、前段 LUT12および後段 LUT13の格納データがそのように設定されて、れば良ぐ表示装置にぉ、て特別な手段は必要としな、。

[0075] 図 1 (a)および図 1 (b)は、 1フレームを 2つのサブフレームに分割（分割比を 1 : 1とした 2分割、リフレッシュレートはホールド表示時の 2倍)した場合の、輝度 1Z4および輝度 3Z4の表示を示している。輝度 1Z4の表示を行う図 1 (a)の場合には、前半サブフレームでは 1Z2の輝度の表示となり、後半サブフレームでは最小輝度での表示となる。そして、このフレームにおいて A tの時間の誤差が含まれたとしても、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため、誤差となる積分輝度は発生しない。

[0076] また、輝度 3Z4の表示を行う図 1 (b)の場合には、前半サブフレームでは最大輝度での表示となり、後半サブフレームでは 1Z2の輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて!、る場合、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため 1/2 X A tの積分輝度が誤差として発生するが、この誤差はホ一ルド表示にて輝度 3Z4の表示を行う場合（図 3 (b)の場合)の誤差よりも小さ!/、ものとなっている。

[0077] さらに、図 1 (c)および図 1 (d)は、 1フレームを 4つのサブフレームに分割（分割比を 1 : 1 : 1 : 1とした 4分割、リフレッシュレートはホールド表示時の 4倍)した場合の、輝度 1Z4および輝度 3Z4の表示を示している。輝度 1Z4の表示を行う図 1 (c)の場合には、最初のサブフレームでは最大輝度の表示となり、後ろの 3つのサブフレームで最小輝度での表示となる。そして、このフレームにおいて Atの時間の誤差が含まれて V、たとしても誤差となる積分輝度は発生しな!、。

[0078] また、輝度 3Z4の表示を行う図 1 (その場合には、前の 3つのサブフレームでは最大輝度での表示となり、最後のサブフレームでは最小輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて、る場合にも、誤差となる積分輝度は発生しない。

[0079] すなわち、図 1 (a)ないし図 1 (d)の比較より、時分割駆動を行い、かつ、輝度の高いサブフレームをフレームの前から埋めていった場合では、通常のホールド表示に比べて表示階調に影響を与える誤差 (積分輝度)が小さくなつており、フレームに誤差が含まれることによって生じる表示階調への影響を低減できる。さらに、この誤差は、 2分割の場合よりも 4分割の場合の方が小さくなつており、つまり分割数が多くなるほど小さくなつていることがわかる。

[0080] 尚、上記説明では、表示階調への影響を低減できる場合を、輝度の高!ヽサブフレームをフレームの前力も埋めていった場合として説明している。しかしながら、実際には、上記誤差は最後のサブフレームのみに含まれるものであることから、最後のサブフレームにおける輝度を最後に埋めるようにすれば、それ以外のサブフレームにおいて、輝度の埋め方は全くの自由である。例えば、 1フレームを 4分割して時分割表示を行う場合、輝度 3Z4の表示までは、前の 3つのサブフレームのみを用いて表示を行い（この間、最後のサブフレームの輝度は最小輝度とする）、輝度 3Z4を超える表示を行う場合に、最後のサブフレームを用いればよい。このとき、輝度 3Z4までは、前の 3つのサブフレームにおける輝度の設定は任意とすることができる。

[0081] また、本実施の形態では、本表示装置のサブフレーム表示を、フレームを 2つまたは 4つのサブフレームに分割して行う表示で説明している。しかしながら、フレームの分割数はこれに限らず、本表示装置を、フレームを 3つ以上のサブフレームに分割したサブフレーム表示を行うように設計してもよい。

[0082] また、サブフレームの分割比も 1： 1などの等分割である必要は無ぐ任意の分割比

(例えば 2: 1や 3 : 2)でフレーム分割を行うことができる。図 4 (a)ないし図 4 (f)に、サブフレームの分割数を 2分割とし、その分割比を 2: 1とした表示装置において、本発明を適用した場合を説明する。

[0083] 図 4 (a)および図 4 (b)は、通常のホールド表示において、輝度 1 3 (最大輝度の 1 /3の輝度）および輝度 2/3の表示を行う場合を示している。この場合、 1フレーム期間の全体において、輝度 1Z4または輝度 3Z4の表示が行われる力これらのフレームにおいて Atの時間の誤差が含まれている場合、 1Z4 X Atおよび 3Z4 X Δ tの積分輝度が誤差として発生して、る。

[0084] そして、図 4 (c)および図 4 (d)は、 1フレームを分割比 2: 1の 2つのサブフレームに分割した場合の輝度 1Z3 (最大輝度の 1Z3の輝度）および輝度 2Z3 (最大輝度の 2Z3の輝度）の表示を示しており、さらに後半フィールドから輝度を埋めた場合を示している。輝度 1Z3の表示を行う図 4その場合には、前半サブフレームでは最小輝度の表示となり、後半サブフレームでは最大輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて!、る場合、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため I X Atの積分輝度が誤差として発生する。

[0085] また、輝度 2Z3の表示を行う図 4 (その場合には、前半サブフレームでは 1Z2の輝度での表示となり、後半サブフレームでは最大輝度での表示となる。そして、このフレームにお、て Δ tの時間の誤差が含まれて!、る場合、この誤差は後半サブフレームのみに含まれるため 1 X Atの積分輝度が誤差として発生する。

[0086] ここで、図示は省略するが、サブフレームの分割比を 1： 1 (等分）とした場合には、後半フィールドから輝度を埋めて輝度 1/3の表示を行えば 2/3 X Atの積分輝度が誤差として発生し、輝度 2Z3の表示を行えば 1 X Atの積分輝度が誤差として発生する。したがって、後半フィールドから輝度を埋める場合では、フレームの分割比を非均等とすることで、誤差となる積分輝度が増カロしていることが分かる (輝度 1Z3の表示にお、て誤差が増加して、る)。 [0087] 一方、図 4 (e)および図 4 (f)は、 1フレームを分割比 2 : 1の 2つのサブフレームに分割した場合の輝度 1Z3 (最大輝度の 1Z3の輝度）および輝度 2Z3 (最大輝度の 2 Z3の輝度)の表示を示しており、さらに前半フィールドから輝度を埋めた場合を示している。輝度 1Z3の表示を行う図 4その場合には、前半サブフレームでは 1Z2の輝度での表示となり、後半サブフレームで最小輝度での表示となる。そして、この場合、後半フレームにおいて A tの時間の誤差が含まれていたとしても、誤差となる積分輝度は発生しない。

[0088] また、輝度 2Z3の表示を行う図 4 (f)の場合には、前半サブフレームでは最大輝度での表示となり、後半サブフレームでは最小輝度での表示となる。そして、この場合にも、後半フレームにおいて A tの時間の誤差が含まれていたとしても、誤差となる積分輝度は発生しない。

[0089] ここで、サブフレームの分割比を 1： 1 (等分）とした場合には、前半フィールドから輝度を埋めて輝度 1Z3の表示を行えば誤差となる積分輝度は発生せず、輝度 2Z3の表示を行えば 1Z3 X A tの積分輝度が誤差として発生する。したがって、前半フィールドから輝度を埋める場合では、フレームの分割比を非均等とすることで、誤差となる積分輝度が減少して、ることが分かる (輝度 2/3の表示にぉ、て誤差が減少して!/ヽる)。

[0090] すなわち、サブフレームの分割比を 1： 1などの等分割としない場合には、期間が短い方のサブフレームを後ろのサブフレームとし、かつ、輝度の高いサブフレームをフレームの前力も埋めていけば、本発明の効果がより顕著に表れる。つまり、 1フレームを前半サブフレームと後半サブフレームとの 2つのサブフレームに 2分割する場合には、前半サブフレームの期間を後半サブフレームの期間よりも長くすればよい。尚、サブフレームの分割数を 3以上とし、かつ、その分割比を等分割としない (非均等とする）場合には、最も期間が短いサブフレームを最後のサブフレームとすればよい。

[0091] また、本表示装置における液晶パネル 21は、 NB (Normally Black;ノーマリーブラック）であっても、また、 NW (Normally White ;ノーマリーホワイト）であってもよい。さらに、本表示装置では、時分割駆動を行う表示パネルであれば、液晶パネル 21に変えて、他の表示パネル (例えば有機 ELパネルやプラズマディスプレイパネル)を用いてもよい。

[0092] 例えば、プラズマディスプレイパネルの駆動方法は、図 5に示すように、一般的に各サブフレームを初期化期間、アドレス期間、表示期間に分けて駆動している (非特許文献 1参照)。このとき、フレーム中に A tの誤差が生じると、この誤差は最後のサブフレームの表示期間に含まれてしまうため、最後のサブフレームにおいて輝度表示を行うと階調表示に影響が生じることは液晶パネルの場合と同様である。したがって、プラズマディスプレイパネルにぉ、ても、最後のサブフレームはできるだけ使用しな Vヽ（できるだけ最小表示となるようにする）ように輝度表示を行うことが好ま U、。

[0093] また、プラズマディスプレイパネルにおいては、図 6に示すように、最後のサブフレーム期間を次回の VSパルス力決定するのでなぐ他のサブフィールドと同様に今回の VSパルスを基に決定することによって、誤差の階調表示に対する影響を無くすことができる。すなわち、この場合は、残りの誤差分はブランキング期間（黒表示期間 )または次フレームにおける最初のサブフレームの初期化期間にカ卩えて表示されるため、誤差による表示期間の変動が発生せず、表示階調への影響を無くすことができる。

[0094] し力しながら、液晶表示パネルでは、このような誤差分だけ黒表示期間を挿入する駆動方法は困難であり、また、プラズマディスプレイパネルのような初期化期間も無い。このため、本発明の駆動方法によって、誤差による表示階調の影響を低減することは、特に液晶表示パネルにぉ、て有効であると、える。

[0095] また、上記説明では、本表示装置における全ての処理を、制御部 15の制御により行うとしている。しかしながら、これに限らず、これらの処理を行うためのプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムを読み出すことのできる情報処理装置を、制御部 15に代えて用いるようにしてもよ!/、。

[0096] この構成では、情報処理装置の演算装置 (CPUや MPU)が、記録媒体に記録されているプログラムを読み出して処理を実行する。従って、このプログラム自体が処理を実現するといえる。

[0097] ここで、上記の情報処理装置としては、一般的なコンピューター（ワークステーションやパソコン)の他に、コンピューターに装着される、機能拡張ボードや機能拡張ュ-ットを用いることができる。

[0098] また、上記のプログラムとは、処理を実現するソフトウェアのプログラムコード (実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム等）のことである。このプログラムは、単体で使用されるものでも、他のプログラム (OS等）と組み合わせて用いられるものでもよい。また、このプログラムは、記録媒体力読み出された後、装置内のメモリ (RAM等）にいつたん記憶され、その後再び読み出されて実行されるようなものでもよい。

[0099] また、プログラムを記録させる記録媒体は、情報処理装置と容易に分離できるものでもよいし、装置に固定 (装着)されるものでもよい。さらに、外部記憶機器として装置に接続するものでもよヽ。

[0100] このような記録媒体としては、ビデオテープやカセットテープ等の磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスク等の磁気ディスク、 CD、 MO、 MD、 DV D、等の光ディスク (光磁気ディスク）、 ICカード、光カード等のメモリカード、マスク R OM、 EPROM、 EEPROM、フラッシュ ROM等の半導体メモリなどを適用できる。

[0101] また、ネットワーク (イントラネット'インターネット等)を介して情報処理装置と接続されている記録媒体を用いてもよい。この場合、情報処理装置は、ネットワークを介するダウンロードによりプログラムを取得する。すなわち、上記のプログラムを、ネットワーク

(有線回線あるいは無線回線に接続されたもの）等の伝送媒体 (流動的にプログラムを保持する媒体)を介して取得するようにしてもよい。なお、ダウンロードを行うためのプログラムは、装置内（あるいは送信側装置'受信側装置内）にあらかじめ記憶されて、ることが好まし!/、。

[0102] また、本実施の形態では、本表示装置が液晶モニター等の表示モニターとして機能するとしている。し力しながら、本表示装置を、テレビジョン受像機として機能させることも可能である。このようなテレビジョン受像機は、本表示装置に、チューナ部を備えることで実現できる。このチューナ部は、テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチャネルのテレビ画像信号を、フレームメモリ 11を介して制御部 15に伝達するためのものである。この構成では、制御部 15が、このテレビ画像信号に基づいて表示信号を生成することとなる。 [0103] 発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなぐ本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

産業上の利用の可能性

[0104] 時分割駆動を行う表示装置に適用でき、フレームに誤差が含まれることによって生じる表示階調への影響を低減できる。

Claims

請求の範囲

[1] 1フレームを、複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置において入力された表示信号の階調データに基づいた輝度の画像を表示する表示部と、

1フレームに表示部から出力される輝度の総和をフレームの分割によって変えないように、各サブフレームの表示信号を生成し、表示部に出力する制御部とを備えており、

上記制御部は、 1フレーム期間中の最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号を生成することを特徴とする表示装置。

[2] 1フレームを、複数のサブフレームに時分割して画像表示を行う表示装置において入力された表示信号の階調データに基づいた輝度の画像を表示する表示部と、表示装置の外部から入力される画像信号を、上記表示部での表示が可能なフォーマットに変換するフォーマット変換部と、

上記フォーマット変換部によってフォーマット変換された画像信号に基づいて、 1フレームに表示部から出力される輝度の総和をフレームの分割によって変えないように、各サブフレームの表示信号を生成し、表示部に出力する制御部とを備えており、上記制御部は、最後のサブフレームを除いた他のサブフレームのみを用いての表示が可能な階調範囲では、最後のサブフレームの輝度が最小輝度となるように各サブフレームの表示信号を生成することを特徴とする表示装置。

[3] 上記サブフレームの分割比が非均等であり、かつ、最も期間が短いサブフレームが最後のサブフレームとなっていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の表示装置。

[4] 1フレームが、前半サブフレームと後半サブフレームとの 2つのサブフレームに分割されており、かつ、前半サブフレームの期間が後半サブフレームの期間よりも長いことを特徴とする請求項 1または 2に記載の表示装置。

[5] 上記表示部が、液晶パネルによって画像を表示するように設定されていることを特徴とする請求項 1または 2に記載の表示装置。

[6] 請求項 1に記載の表示装置と、

外部カゝら入力された画像信号を制御部に伝達するための信号入力部とを備え、表示装置の制御部が、この画像信号に基づいて表示信号を生成するように設計されて、ることを特徴とする表示モニター。

[7] 上記信号入力部は、入力される上記画像信号を、上記表示部での表示が可能なフォーマットに変換する機能を有していることを特徴とする請求項 6に記載の表示モ- ター。

[8] 請求項 1または 2に記載の表示装置と、

テレビ放送信号のチャネルを選択し、選択されたチャネルのテレビ画像信号を制御部に伝達するためのチューナ部とを備え、

表示装置の制御部が、このテレビ画像信号に基づ、て表示信号を生成するように設計されてヽることを特徴とするテレビジョン受像機。