(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が複数個並べられた画素アレイ部と、色成分の異なる複数の光源を備え、前記光源からの光を変調することによって表示輝度を調整できるように構成され、かつ、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現する表示装置用の表示信号発生器であって、
入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求めるとともに、前記画素アレイ部の応答特性に応じて、前記目標時間開口率の組合せから、実際に表示色を再現するときでの前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せを設定し、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を前記表示装置に出力し、
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ１、Ａ２、及びＡ３とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ１、Ｓ２、及びＳ３としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ１、Ｔ２に対して、下記不等式（１）を満足しているとき、
Ａ１≧Ｔ２＞Ｔ１≧Ａ２≧Ａ３                    ―――（１）
変調信号は、下記不等式（２）
Ｓ２＜Ｓ３                                      ―――（２）
を満足している、
ことを特徴とする表示信号発生器。
【請求項２】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色の色相が、入力された画像信号に対応する入力画像の色相に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項３】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項４】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項５】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項６】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項７】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項８】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項９】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ４、Ａ５、及びＡ６とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ４、Ｓ５、及びＳ６としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ３、Ｔ４に対して、下記不等式（３）を満足しているとき、
Ａ４≦Ｔ３＜Ｔ４≦Ａ５≦Ａ６                    ―――（３）
変調信号は、下記不等式（４）
Ｓ５＞Ｓ６                                      ―――（４）
を満足している請求項１に記載の表示信号発生器。
【請求項１０】
入力された画像信号に応じて、前記光源の点灯強度を調整して光源制御信号を前記表示装置に出力する請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示信号発生器。
【請求項１１】
前記光源制御信号は、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を前記光源に行わせる複数のパルス状の信号である請求項１０に記載の表示信号発生器。
【請求項１２】
前記ひとつのサブフレームフェーズにおける、前記複数回の各点灯動作での発光期間および消灯期間を各々均等もしくは均等に近づけている請求項１１に記載の表示信号発生器。
【請求項１３】
前記Ｎ個の各サブフレームフェーズのうち、少なくとも１つのサブフレームフェーズにおいて、前記複数の光源のうち、２色以上の光源を点灯させる光源制御信号を前記表示装置に出力する請求項１０に記載の表示信号発生器。
【請求項１４】
光源毎に各画素へ到達する光量が各々異なっているような複数の光源からなる光源アレイ部に対して、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力する請求項１０に記載の表示信号発生器。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の表示信号発生器を用いたことを特徴とする表示装置。
【請求項１６】
画素が複数個並べられた画素アレイ部と、色成分の異なる複数の光源を備え、前記光源からの光を変調することによって表示輝度を調整できるように構成され、かつ、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現する表示装置用の画像表示方法であって、
入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求め、
前記画素アレイ部の応答特性に応じて、前記目標時間開口率の組合せから、実際に表示色を再現するときでの前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せを設定し、
設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力するとともに、
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ１、Ａ２、及びＡ３とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ１、Ｓ２、及びＳ３としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ１、Ｔ２に対して、下記不等式（１）を満足しているとき、
Ａ１≧Ｔ２＞Ｔ１≧Ａ２≧Ａ３                    ―――（１）
変調信号は、下記不等式（２）
Ｓ２＜Ｓ３                                      ―――（２）
を満足している、
ことを特徴とする画像表示方法。
【請求項１７】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色の色相が、入力された画像信号に対応する入力画像の色相に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項１８】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項１９】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２０】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２１】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２２】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２３】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力する請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２４】
前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ４、Ａ５、及びＡ６とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ４、Ｓ５、及びＳ６としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ３、Ｔ４に対して、下記不等式（３）を満足しているとき、
Ａ４≦Ｔ３＜Ｔ４≦Ａ５≦Ａ６                    ―――（３）
変調信号は、下記不等式（４）
Ｓ５＞Ｓ６                                      ―――（４）
を満足している請求項１６に記載の画像表示方法。
【請求項２５】
入力された画像信号に応じて、前記光源の点灯強度を調整して光源制御信号を出力する請求項１６〜２４のいずれか１項に記載の画像表示方法。
【請求項２６】
前記光源制御信号は、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を前記光源に行わせる複数のパルス状の信号である請求項２５に記載の画像表示方法。
【請求項２７】
前記ひとつのサブフレームフェーズにおける、前記複数回の各点灯動作での発光期間および消灯期間を各々均等もしくは均等に近づけている請求項２６に記載の画像表示方法。
【請求項２８】
前記Ｎ個の各サブフレームフェーズのうち、少なくとも１つのサブフレームフェーズにおいて、前記複数の光源のうち、２色以上の光源を点灯させる光源制御信号を出力する請求項２５に記載の画像表示方法。
【請求項２９】
光源毎に各画素へ到達する光量が各々異なっているような複数の光源からなる光源アレイ部に対して、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力する請求項２５に記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示を行うための表示信号を発生する表示信号発生器、及びそれを用いた表示装置、並びに画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば液晶表示装置は、在来のブラウン管に比べて薄型、軽量などの特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに幅広く利用されている。このような液晶表示装置には、光を発光する照明装置（バックライト）と、複数の画素を有するとともに、照明装置に設けられた光源からの光に対しシャッターの役割を果たすことで所望画像を表示する液晶パネルとが含まれている。また、このような液晶表示装置では、表示信号発生器が用いられており、この表示信号発生器が入力された画像信号を基に画像表示を行うための表示信号を発生して、照明装置（光源）及び液晶パネル（画素アレイ部）への各指示信号として出力するようになっている。これにより、液晶表示装置では、入力された画像信号に対応した入力画像の表示が行われる。【０００３】
また、上記のような液晶表示装置には、カラーフィルタが設けられていない液晶パネルに対して、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用い、各色のＬＥＤを順次点滅させることにより、１つのフレームを３個のサブフレームフェーズに分割し、これら連続する３個のサブフレームフェーズにおいて赤色のみの画像、緑色のみの画像、青色のみの画像を順に表示して、これらサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現する駆動方式、いわゆるフィールドシーケンシャル駆動方式と呼ばれる方法が知られている。【０００４】
フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、液晶の応答速度が遅いため、適正な各色のサブフレームフェーズの表示強度が実現できず、各サブフレームフェーズの重ね合せで表現される画像の表示色が入力画像と大きく異なってしまうという問題がある。【０００５】
このような問題を解決するために、例えば下記特許文献１に記載されているように、ひとつ前の色サブフレームフェーズ信号を参照して次の色サブフレームフェーズ信号を補正する方法が提案されている。つまり、この従来の表示信号発生器及び画像表示方法では、上述の各サブフレームフェーズにおいて、入力された画像信号に応じた画素の階調信号よりも大きいまたは小さい、強調された階調信号に対応する電圧が当該画素に供給されるように、液晶パネルへの指示信号を生成し出力することで液晶パネルの応答不足を補償し、応答特性に起因する画素の色純度の低下を補償して、液晶表示装置の表示品位を向上可能とされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，４９２，９６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の表示信号発生器及び画像表示方法では、色サブフレームフェーズの重ね合せである表示画像に寄与する各色サブフレームフェーズの時間積分輝度を適正に制御できず、入力信号が想定する画像を適正に再現できないために表示品位が低くなるという問題があった。【０００８】
上記の課題を鑑み、本発明は、カラーフィルタを備えず、応答速度が遅い画素アレイ部と、光源を用いてカラー表示を行う場合の表示品位を向上させることができる表示信号発生器、及びそれを用いた表示装置、並びに画像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明にかかる表示信号発生器は、画素が複数個並べられた画素アレイ部と、色成分の異なる複数の光源を備え、前記光源からの光を変調することによって表示輝度を調整できるように構成され、かつ、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現する表示装置用の表示信号発生器であって、
入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求めるとともに、前記画素アレイ部の応答特性に応じて、前記目標時間開口率の組合せから、実際に表示色を再現するときでの前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せを設定し、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を前記表示装置に出力することを特徴とするものである。【００１０】
上記のように構成された表示信号発生器では、入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せが画素毎に求められる。また、Ｎ個のサブフレームフェーズにおける上記表示時間開口率の組合せが、画素アレイ部の応答特性に応じて、目標時間開口率の組合せから設定されるとともに、設定された表示時間開口率の組合せを実現する変調信号が表示装置に出力されている。これにより、上記従来例と異なり、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００１１】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色の色相が、入力された画像信号に対応する入力画像の色相に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００１２】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、実際に表示される表示色の色相が上記入力画像の色相に近づけられることとなり、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００１３】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００１４】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００１５】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００１６】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００１７】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００１８】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００１９】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００２０】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率と２番目に大きい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００２１】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００２２】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００２３】
また、上記表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００２４】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率と２番目に小さい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００２５】
また、本発明の表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ１、Ａ２、及びＡ３とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ１、Ｓ２、及びＳ３としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ１、Ｔ２に対して、下記不等式（１）を満足しているとき、
Ａ１≧Ｔ２＞Ｔ１≧Ａ２≧Ａ３                      ―――（１）
変調信号は、下記不等式（２）
Ｓ２＜Ｓ３                                        ―――（２）
を満足してもよい。【００２６】
この場合、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ１、Ａ２、及びＡ３が上記閾値Ｔ１、Ｔ２を含んだ不等式（１）を満足しているときに、画素アレイ部の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ２、Ｓ３を適切に決定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００２７】
また、本発明の表示信号発生器において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ４、Ａ５、及びＡ６とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ４、Ｓ５、及びＳ６としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ３、Ｔ４に対して、下記不等式（３）を満足しているとき、
Ａ４≦Ｔ３＜Ｔ４≦Ａ５≦Ａ６                      ―――（３）
変調信号は、下記不等式（４）
Ｓ５＞Ｓ６                                        ―――（４）
を満足してもよい。【００２８】
この場合、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ４、Ａ５、及びＡ６が上記閾値Ｔ３、Ｔ４を含んだ不等式（３）を満足しているときに、画素アレイ部の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ５、Ｓ６を適切に決定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００２９】
また、本発明の表示信号発生器において、入力された画像信号に応じて、前記光源の点灯強度を調整して光源制御信号を前記表示装置に出力することが好ましい。【００３０】
この場合、入力された画像信号に応じて、光源が点灯駆動されるので、表示装置の消費電力を低減することができる。【００３１】
また、本発明の表示信号発生器において、前記光源制御信号は、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を前記光源に行わせる複数のパルス状の信号であってもよい。【００３２】
この場合、上記複数のパルス状の信号を用いて、光源を点灯駆動することにより、電流量の大小によって発光スペクトルが変異するような光源デバイスを使用する場合でも、発光強度の大小による色シフトの発生を抑えることができる。【００３３】
また、本発明の表示信号発生器において、前記ひとつのサブフレームフェーズにおける、前記複数回の各点灯動作での発光期間および消灯期間を各々均等もしくは均等に近づけてもよい。【００３４】
この場合、上記光源デバイスを使用する場合でも、発光強度の大小による色シフトの発生を確実に抑えることができる。【００３５】
また、上記表示信号発生器では、前記Ｎ個の各サブフレームフェーズのうち、少なくとも１つのサブフレームフェーズにおいて、前記複数の光源のうち、２色以上の光源を点灯させる光源制御信号を前記表示装置に出力してもよい。【００３６】
この場合、表示輝度を特定のサブフレームフェーズに集中させる効果を得て、色割れ（カラーブレーキング）の発生を防止もしくは抑制することができる。【００３７】
また、上記表示信号発生器において、光源毎に各画素へ到達する光量が各々異なっているような複数の光源からなる光源アレイ部に対して、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力してもよい。【００３８】
この場合、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に点灯駆動が行われるので、表示装置の消費電力を容易に低減することができる。【００３９】
また、本発明の表示装置は、上記いずれかに記載の表示信号発生器を用いたことを特徴とするものである。【００４０】
上記のように構成された表示装置では、カラーフィルタを備えず、応答速度が遅い画素アレイ部と、光源を用いてカラー表示を行う場合の表示品位を向上させることができる表示信号発生器が用いられているので、カラーフィルタを備えず、応答速度が遅い画素アレイ部と、光源を用いてカラー表示を行う場合にも、入力信号が想定する画像を適正に再現する表示装置を容易に構成することができる。【００４１】
また、本発明の画像表示方法は、画素が複数個並べられた画素アレイ部と、色成分の異なる複数の光源を備え、前記光源からの光を変調することによって表示輝度を調整できるように構成され、かつ、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現する表示装置用の画像表示方法であって、
入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求め、
前記画素アレイ部の応答特性に応じて、前記目標時間開口率の組合せから、実際に表示色を再現するときでの前記Ｎ個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せを設定し、
設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力することが好ましい。【００４２】
上記のように構成された画像表示方法では、入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、Ｎ個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求められる。また、画素アレイ部の応答特性に応じて、目標時間開口率の組合せからＮ個のサブフレームフェーズにおける上記表示時間開口率の組合せを設定するとともに、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力している。これにより、上記従来例と異なり、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００４３】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色の色相が、入力された画像信号に対応する入力画像の色相に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００４４】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、実際に表示される表示色の色相が上記入力画像の色相に近づけられることとなり、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００４５】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００４６】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００４７】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力してもよい。【００４８】
この場合、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００４９】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００５０】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００５１】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００５２】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率と２番目に大きい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００５３】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００５４】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００５５】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力してもよい。【００５６】
この場合、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率と２番目に小さい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００５７】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ１、Ａ２、及びＡ３とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ１、Ｓ２、及びＳ３としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ１、Ｔ２に対して、下記不等式（１）を満足しているとき、
Ａ１≧Ｔ２＞Ｔ１≧Ａ２≧Ａ３                      ―――（１）
変調信号は、下記不等式（２）
Ｓ２＜Ｓ３                                        ―――（２）
を満足してもよい。【００５８】
この場合、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ１、Ａ２、及びＡ３が上記閾値Ｔ１、Ｔ２を含んだ不等式（１）を満足しているときに、画素アレイ部の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ２、Ｓ３を適切に決定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００５９】
また、上記画像表示方法において、前記Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられ、
前記３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ４、Ａ５、及びＡ６とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ４、Ｓ５、及びＳ６としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ３、Ｔ４に対して、下記不等式（３）を満足しているとき、
Ａ４≦Ｔ３＜Ｔ４≦Ａ５≦Ａ６                      ―――（３）
変調信号は、下記不等式（４）
Ｓ５＞Ｓ６                                        ―――（４）
を満足してもよい。【００６０】
この場合、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ４、Ａ５、及びＡ６が上記閾値Ｔ３、Ｔ４を含んだ不等式（３）を満足しているときに、画素アレイ部の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ５、Ｓ６を適切に決定することができる。この結果、画素アレイ部の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、入力信号が想定する画像を適正に再現することができる。【００６１】
また、上記画像表示方法において、入力された画像信号に応じて、前記光源の点灯強度を調整して光源制御信号を出力することが好ましい。【００６２】
この場合、入力された画像信号に応じて、光源が点灯駆動されるので、表示装置の消費電力を低減することができる。【００６３】
また、上記画像表示方法において、前記光源制御信号は、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を前記光源に行わせる複数のパルス状の信号であってもよい。【００６４】
この場合、上記複数のパルス状の信号を用いて、光源を点灯駆動することにより、電流量の大小によって発光スペクトルが変異するような光源デバイスを使用する場合でも、発光強度の大小による色シフトの発生を抑えることができる。【００６５】
また、上記画像表示方法において、前記ひとつのサブフレームフェーズにおける、前記複数回の各点灯動作での発光期間および消灯期間を各々均等もしくは均等に近づけてもよい。【００６６】
この場合、上記光源デバイスを使用する場合でも、発光強度の大小による色シフトの発生を確実に抑えることができる。【００６７】
また、上記画像表示方法では、前記Ｎ個の各サブフレームフェーズのうち、少なくとも１つのサブフレームフェーズにおいて、前記複数の光源のうち、２色以上の光源を点灯させる光源制御信号を出力してもよい。【００６８】
この場合、表示輝度を特定のサブフレームフェーズに集中させる効果を得て、色割れ（カラーブレーキング）の発生を防止もしくは抑制することができる。【００６９】
また、上記画像表示方法において、光源毎に各画素へ到達する光量が各々異なっているような複数の光源からなる光源アレイ部に対して、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力してもよい。【００７０】
この場合、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に点灯駆動が行われるので、表示装置の消費電力を容易に低減することができる。
【発明の効果】
【００７１】
本発明によれば、表示品位を向上させることができる表示信号発生器、及びそれを用いた表示装置、並びに画像表示方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。
【図２】図２は、図１に示した画素アレイ部の具体的な構成を説明する図である。
【図３】図３は、図１に示した光源アレイ部の具体的な構成を説明する図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）は、それぞれ変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。
【図５】図５は、図１に示した変調信号選択部で用いられる変調信号変換テーブルの具体例を示す図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ比較品における変調信号及び表示時間開口率の具体的な波形例を示すグラフであり、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、それぞれ本実施形態品における変調信号及び表示時間開口率の具体的な波形例を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ比較品における変調信号及び表示時間開口率の別の具体的な波形例を示すグラフであり、図７（ｃ）及び図７（ｄ）は、それぞれ本実施形態品における変調信号及び表示時間開口率の別の具体的な波形例を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）は、それぞれ図８に示した表示装置における、変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第３の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）、及び図１１（ｃ）は、それぞれ図１０に示した表示装置における、変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の第４の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（ｅ）、図１３（ｆ）、及び図１３（ｇ）は、それぞれ図１２に示した表示装置における、変調度波形の光源点灯期間での積分値である表示時間開口率、赤色光源発光率、緑色光源発光率、青色光源発光率、赤色積分輝度率、緑色積分輝度率、及び青色積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の第５の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。
【図１５】図１５は、図１４に示した表示装置における、光源アレイ部に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、本発明の表示信号発生器、表示装置、及び画像表示方法を示す好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合を例示して説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００７４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。図１において、本実施形態の表示装置１は、画像信号が外部から入力される画像制御部２と、この画像制御部２からの制御信号（指示信号）に基づいて、実質的に画像表示を行う画像表示部３を備えている。画像制御部２には、フレームレート変換部４、目標時間開口率演算部５、変調信号選択部６、及び光源駆動部７が設けられている。また、画像表示部３は、後に詳述するように、画素が複数個並べられた画素アレイ部８と、色成分の異なる複数の光源を有する光源アレイ部９を備えている。そして、本実施形態の表示装置１では、光源からの光を変調することによって表示輝度を調整できるように構成され、かつ、Ｎ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって、入力された画像信号に対応する入力画像の表示色を画素毎に再現するように構成されている。
【００７５】
ここで、図２及び図３をそれぞれ参照して、画素アレイ部８及び光源アレイ部９について具体的に説明する。
【００７６】
図２は、図１に示した画素アレイ部の具体的な構成を説明する図である。図３は、図１に示した光源アレイ部の具体的な構成を説明する図である。
【００７７】
図２において、画素アレイ部８には、例えば液晶パネルが用いられており、画素アレイ部８は、ソースドライバ１０及びゲートドライバ１１を備えている。これらのソースドライバ１０及びゲートドライバ１１は、画素アレイ部８に設けられた複数の画素Ｐを画素単位に駆動する駆動回路であり、ソースドライバ１０及びゲートドライバ１１には、複数のデータ線Ｄ１〜ＤＭ（Ｍは、２以上の整数）及び複数のゲート線Ｇ１〜ＧＮ（Ｎは、２以上の整数）がそれぞれ接続されている。これらのデータ線Ｄ１〜ＤＭ及びゲート線Ｇ１〜ＧＮは、マトリクス状に配列されており、当該マトリクス状に区画された各領域には、上記複数の各画素Ｐの領域が形成されている。
【００７８】
また、この画素アレイ部８には、カラーフィルタが設けられておらず、光源アレイ部９に設けられた赤緑青（ＲＧＢ）の光源が順次点灯駆動されることにより、各画素Ｐは、光源からの光を変調する光変調を行って、赤色、緑色、及び青色の画素として機能するようになっている。また、本実施形態の画素アレイ部８では、後に詳述するように、例えば画像信号の１フレームに対して、Ｎ個、例えば３個のサブフレームフェーズが設定されるとともに、これら３個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって、入力された画像信号に対応する入力画像の表示色を画素毎に再現するようになっている。
【００７９】
また、各ゲート線Ｇ１〜ＧＮには、画素Ｐ毎に設けられるとともに、例えば薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を用いたスイッチング素子１２のゲートが接続されている。一方、各データ線Ｄ１〜ＤＭには、スイッチング素子１２のソースが接続されている。また、各スイッチング素子１２のドレインには、画素Ｐ毎に設けられた画素電極１３が接続されている。また、各画素Ｐでは、共通電極１４が画素アレイ部８に設けられた液晶層（図示せず）を間に挟んだ状態で画素電極１３に対向するよう構成されている。
【００８０】
また、画素アレイ部８では、ソースドライバ１０に対して、上記変調信号選択部６から後述の変調信号が入力されるようになっている。そして、ソースドライバ１０は、入力した変調信号に応じた電圧信号をデータ線Ｄ１〜ＤＭに対して適宜出力する。また、ゲートドライバ１１は、画像制御部２からの指示信号を基にゲート線Ｇ１〜ＧＮに対して、対応するスイッチング素子１２のゲートをオン状態にするゲート信号を順次出力する。これにより、画素アレイ部８では、入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、画素Ｐ毎に変調度（透過率や反射率）が変更され、当該入力画像が表示される。
【００８１】
また、図３に例示するように、光源アレイ部９では、画素アレイ部９の表示面での横方向及び縦方向にそれぞれ平行に設けられる１０行及び１０列、合計１００個の光源１５が使用されている。また、複数の各光源１５には、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）の光をそれぞれ発光する赤色、緑色、及び青色の光源１５ｒ、１５ｇ、１５ｂを一体的に構成した、いわゆるスリーインワン（３ｉｎ１）タイプの発光ダイオードが使用されている。
【００８２】
また、本実施形態の光源アレイ部９では、上記光源駆動部７から光源制御信号が入力されるようになっている。そして、本実施形態の光源アレイ部９では、後に詳述するように、３個のサブフレームフェーズにおいて、赤色、緑色、及び青色の光源１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが各色毎に一定の点灯率（例えば赤、緑、青のいずれも１００％の点灯率）で順次点灯動作を行うようになっている。
【００８３】
なお、入力される画像信号のフレームタイミングと、表示色を構成するサブフレームフェーズのフェーズ数とは必ずしも同期する必要はない。例えば、入力される画像信号のフレームレート(例えば、６０Ｈｚ)に対して、表示フレームレートを３（サブフレームフェーズのフェーズ数）倍とすると、１個のサブフレームフェーズのみで点灯するような画像の場合に点灯消灯周期が６０Ｈｚとなり観察者がフリッカを感じる場合があるため、本実施形態では入力される画像信号のフレームレート(例えば、６０Ｈｚ)に対して、表示フレームレートを４倍(例えば、２４０Ｈｚ)とし、上述の画像での点灯消灯周期を８０Ｈｚに上げる事でフリッカを抑制する事ができる。
【００８４】
図１に戻って、フレームレート変換部４は、入力された画像信号のフレームレートを所定の表示フレームレートに変換する。具体的には、静止画の表示が殆どである場合は、単純に入力された画像信号に対応する入力画像を４回出力するような仕様でも構わないし、動画を表示する場合には過去と最新の入力フレーム画像間で動き補償処理を行ったフレームレート変換等でも構わず、フレームレート変換部４におけるフレームレート変換の方法は何等限定されない。また、フレームレート変換部４は、変換した画像信号を目標時間開口率演算部５に出力するとともに、サブフレームフェーズのフェーズを指定するフェーズ指定信号を変調信号選択部６及び光源駆動部７に出力する。
【００８５】
光源駆動部７は、フレームレート変換部４からのフェーズ指定信号に基づいて、３個のサブフレームフェーズにおいて、赤色、緑色、及び青色の光源１５ｒ、１５ｇ、１５ｂが１００％の光源発光率で順次点灯動作が行われるように、光源制御信号を光源アレイ部９に出力する。これにより、光源アレイ部９では、３個のサブフレームフェーズのうち、例えば第１サブフレームフェーズでは赤色の光源１５ｒが１００％の点灯率で点灯され、第２サブフレームフェーズでは緑色の光源１５ｇが１００％の点灯率で点灯され、第３サブフレームフェーズでは青色の光源１５ｂが１００％の点灯率で点灯される。
【００８６】
目標時間開口率演算部５は、光源アレイ部９の点灯光と組合せて、入力される画像信号に対応する各色毎の積分輝度を再現するために、画素アレイ部８の各画素における目標時間開口率を、３個のサブフレームフェーズに関して演算する。すなわち、目標時間開口率演算部５は、入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素毎に求めるようになっており、求めた目標時間開口率の組合せを変調信号選択部６に出力する。
【００８７】
変調信号選択部６は、画素アレイ部８の応答特性に応じて、目標時間開口率演算部５からの目標時間開口率の組合せから、実際に表示色を再現するときでの３個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せを設定するとともに、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を画素アレイ部８（表示装置１）に出力する。
【００８８】
また、この変調信号選択部６は、画素アレイ部８の応答特性を踏まえて、演算回路やソフトウェアプログラムを実行する演算プロセッサとして構成してもよいし、もしくは表示装置１の設計段階において輝度測定器等によって輝度測定を実施し、変調信号選択部６の内部に、目標時間開口率と変調信号の関係をルックアップテーブルとして保持しておいてもよい。また、画素アレイ部８の応答速度に温度依存性がある場合には、温度検出装置を設けて、変調信号選択部６が検出温度によってルックアップテーブルの選択を変更したり、上記演算回路や演算プロセッサでの関数のパラメータ値を変更することによって、温度によらず適正な変調信号を選択したりすることが好ましい。
【００８９】
また、上記目標時間開口率演算部５、変調信号選択部６、及び光源駆動部７が、本実施形態の表示信号発生器を構成している。そして、本実施形態の表示信号発生器では、１つの表示色を表現するのに使用するサブフレームフェーズの数（フェーズ数）がＮ個である場合、Ｎ個のサブフレームフェーズの各々における目標時間開口率の組合せに対応する変調信号の組合せを選択する構成とされており、適正な画像表示を行えるようになっている（後掲の各実施形態においても同様。）。
【００９０】
さらに、液晶のように応答速度が遅く変調信号を供給してから変調度（例えば透過率や反射率等）の変化が遅い物質を画素アレイ部８に使用する場合において、目標時間開口率に応じた表示時間開口率を得ることが困難な場合がある。しかしながら、本実施形態の表示信号発生器では、このような場合でも可能な範囲において最適な表示時間開口率を実現できる変調信号を選択するようになっている（詳細は後述。）。
【００９１】
以下、上記のように構成された本実施形態の液晶表示装置１の動作について、図４〜図７を用いて具体的に説明する。
【００９２】
図４（ａ）、図４（ｂ）、及び図４（ｃ）は、それぞれ変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。図５は、図１に示した変調信号選択部で用いられる変調信号変換テーブルの具体例を示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、それぞれ比較品における変調信号及び表示時間開口率の具体的な波形例を示すグラフであり、図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、それぞれ本実施形態品における変調信号及び表示時間開口率の具体的な波形例を示すグラフである。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ比較品における変調信号及び表示時間開口率の別の具体的な波形例を示すグラフであり、図７（ｃ）及び図７（ｄ）は、それぞれ本実施形態品における変調信号及び表示時間開口率の別の具体的な波形例を示すグラフである。
【００９３】
まず図４及び図５を参照して、本実施形態の表示装置１の基本的な動作について説明する。
【００９４】
図４において、表示装置１の動作時では、フレームレート変換部４によって変換された表示フレームレートでの画像信号に応じて、画像表示部３で表示される積分輝度を実現するための、画素アレイ部８での変調度波形と光源アレイ部９での発光波形との重ね合わせをそれぞれ変調信号選択部６及び光源駆動部７で設定する。つまり、ある画素のあるサブフレームフェーズにおいて表示される積分輝度は、そのサブフレームフェーズにおいて、変調信号選択部６からの変調信号に基づいて応答変化する画素アレイ部８での変調度波形と、光源駆動部７からの光源制御信号に基づいて発光する光源１５の発光輝度波形との積算によって定まる。光源発光期間における変調度波形の積分値の最大値を１として正規化した値を画素アレイ部８の表示時間開口率とし、光源発光期間における輝度積分の最大値を１として正規化した値を発光率とすれば、ある画素のあるサブフレームフェーズに表示される積分輝度は表示時間開口率と点灯率の積算で定められる。
【００９５】
具体的には、本実施形態の表示装置１では、１個のサブフレームフェーズの期間Ａの後半の約５０％の期間に光源アレイ部９の光源１５の点灯期間が設定されている。そして、目標時間開口率演算部５が、入力された画像信号に基づいて、画素毎に３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率の組合せを求め、求めた目標時間開口率の組合せを変調信号選択部６に出力する。
【００９６】
変調信号選択部６は、例えば図５に例示するテーブルを用いて、目標時間開口率演算部５からの目標時間開口率の組合せから上記表示時間開口率の組合せを実現する変調信号の組合せを選択して、変調信号として画素アレイ部８に出力する。これにより、画素アレイ部８では、図４（ａ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでの表示時間開口率が、例えば０．２、０．９、及び０．６とされる。尚、図４（ａ）に示す表示時間開口率は、例えば最大値を１、最小値を０に正規化した値で表現されている。
【００９７】
また、光源駆動部７が、光源アレイ部９に光源制御信号を出力することにより、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでは、図４（ｂ）に例示するように、それぞれ赤色、緑色、及び青色が１．０の光源発光率（すなわち、１００％の点灯率）で点灯する。また、図４（ｂ）に示すように、光源１５の発光が急峻に立ち上がり、その点灯期間内の輝度が一定で、さらに急峻に立ち下がる場合、表示積分輝度は、表示時間開口率と光源発光率の積算で近似することができる。この結果、画像表示部３では、積分輝度率が、図４（ｃ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０．２、０．９、及び０．６となる。尚、図４（ｃ）に示す積分輝度率は、例えば最大値を１、最小値を０に正規化した値で表現されている。
【００９８】
また、変調信号選択部６において、目標時間開口率から変調信号を選択する場合、入力された画像信号が変化しないときは、上述３個の各サブフレームフェーズの変調信号の組合せが変化しないことにより、表示装置１では、表示画像が安定し、入力された画像信号のフレームレートより遅い周波数での輝度変化の交流成分を生じないため、そのような遅い周波数のフリッカ等を発生しない。
【００９９】
また、本実施形態の上記表示信号発生器では、画素アレイ部８の応答速度が充分で各サブフレームフェーズの目標時間開口率が実現できる場合は入力された画像信号の画像を再現できる。一方、画素アレイ部８の応答速度が遅いために各サブフレームフェーズの目標時間開口率が実現できないような場合においては、３個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色の色相が、入力された画像信号に対応する入力画像の色相に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号が出力されるようになっている。これにより、実際に表示される表示色の色相が上記入力画像の色相に近づけられることとなり、表示装置１での表示品位を向上させることができる。
【０１００】
次に、図６及び図７を用いて、目標時間開口率に応じた表示時間開口率を得ることが困難な場合での表示装置１の動作例について説明する。
【０１０１】
まず図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて、比較品での動作例について説明する。この比較品では、本実施形態品と異なり、表示信号発生器が画素アレイ部８の応答特性に応じて、目標時間開口率の組合せから表示時間開口率の組合せを設定せずに、目標時間開口率に応じた変調信号を出力するだけの構成とされている。
【０１０２】
つまり、例えば第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの目標時間開口率がそれぞれ１００％、１０％、及び０％である場合、上記比較品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでそれぞれ供給される変調信号は、図６（ａ）に例示するように、１００％、１０％、及び０％となる。このような組合せの変調信号を繰り返す静止画表示を行った場合、比較品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの表示時間開口率は、画素アレイ部の応答速度が遅いためにそれぞれ図６（ｂ）に示すように、例えば７０％、４０％、及び１５％となる。
【０１０３】
これに対して、本実施形態品では、その表示信号発生器が画素アレイ部８の応答特性に応じて、目標時間開口率の組合せから表示時間開口率の組合せを設定し、かつ、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態品では、入力された画像信号の要求に比較的近い色表示を行えるように構成されている。
【０１０４】
具体的にいえば、本実施形態の表示信号発生器では、Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられている場合において、３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態では、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部８の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１０５】
また、本実施形態の表示信号発生器では、３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態では、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より大きい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も大きい目標時間開口率と２番目に大きい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、画素アレイ部８の応答速度不足に起因する表示画像の色変異を最小限に抑えて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１０６】
さらに、本実施形態の表示信号発生器では、３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ１、Ａ２、及びＡ３とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ１、Ｓ２、及びＳ３としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ１、Ｔ２に対して、下記不等式（１）を満足しているとき、
Ａ１≧Ｔ２＞Ｔ１≧Ａ２≧Ａ３                      ―――（１）
変調信号は、下記不等式（２）
Ｓ２＜Ｓ３                                        ―――（２）
を満足するようになっている。これにより、本実施形態では、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ１、Ａ２、及びＡ３が上記閾値Ｔ１、Ｔ２を含んだ不等式（１）を満足しているときに、画素アレイ部８の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ２、Ｓ３を適切に決定することができる。この結果、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１０７】
より具体的にいえば、本実施形態品では、例えば第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの目標時間開口率がそれぞれ１００％、１０％、及び０％である場合、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでそれぞれ供給される変調信号は、図６（ｃ）に例示するように、１００％、０％、及び１０％とされている。このような組合せの変調信号を繰り返す静止画表示を行った場合、本実施形態品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの表示時間開口率は、それぞれ図６（ｄ）に示すように、例えば７５％、３５％、及び２０％となる。
【０１０８】
つまり、本実施形態品では、第２サブフレームフェーズの表示時間開口率が比較品の４０％より下げられ、また第３サブフレームフェーズの表示時間開口率が比較品での１５％より少し上げられて、当該第３サブフレームフェーズの終了時の応答到達レベルが少し上がることによって次の第１サブフレームフェーズの表示時間開口率を上げることができる。これにより、２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと３番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（１５％＝３５％−２０％）を、対応するサブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差（１０％＝１０％−０％）に近づけることができる。すなわち、本実施形態品では、比較品での２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと３番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（２５％＝４０％−１５％）に比べて、上記目標時間開口率の差、１０％に近づけることができる。
【０１０９】
また、本実施形態品では、最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差（４０％＝７５％−３５％）を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差（９０％＝１００％−１０％）に近づけることができる。すなわち、本実施形態品では、比較品での最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（３０％＝７０−４０％）に比べて、上記目標時間開口率の差、９０％に近づけることができる。以上の構成により、本実施形態品では、比較品に比べて、入力された画像信号の要求に比較的近い色表示を行うことができる。
【０１１０】
ここで、第３サブフレームフェーズの表示時間開口率に注目すると、本実施形態品では、２０％と、比較品での１５％よりも、目標時間開口率、０％より遠くなっており、本実施形態品は、単純に各サブフレームフェーズの開口率を目標に近づけるオーバーシュート駆動とは異なる特長を有している。
【０１１１】
また、本実施形態品では、図４（ｂ）に例示したように、第１〜第３サブフレームフェーズにおいて、赤緑青の発光ダイオード（光源）１５が互いに独立して点灯駆動されるようになっている。それ故、本実施形態の表示信号発生器では、Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番小さい原色成分と２番目に小さい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力するようになっている（後掲の図７に示す場合においても同様。）。これにより、本実施形態では、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１１２】
さらに、本実施形態の表示信号発生器では、Ｎ個のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって表示される表示色を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差が、入力された画像信号に対応する入力画像を赤青緑の３原色で表現した場合での１番大きい原色成分と２番目に大きい原色成分の差に近づくように、表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力するようになっている（後掲の図７に示す場合においても同様。）。これにより、本実施形態では、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１１３】
また図７（ａ）及び図７（ｂ）を用いて、上記比較品での別の動作例について説明する。
【０１１４】
つまり、例えば第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの目標時間開口率がそれぞれ０％、９０％、及び１００％である場合、上記比較品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでそれぞれ供給される変調信号は、図７（ａ）に例示するように、０％、９０％、及び１００％となる。このような組合せの変調信号を繰り返す静止画表示を行った場合、比較品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの表示時間開口率は、それぞれ図７（ｂ）に示すように、例えば３０％、６０％、及び８５％となる。
【０１１５】
これに対して、本実施形態品では、その表示信号発生器が画素アレイ部８の応答特性に応じて、目標時間開口率の組合せから表示時間開口率の組合せを設定し、かつ、設定した表示時間開口率の組合せを実現する変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態品では、入力された画像信号の要求に比較的近い色表示を行えるように構成されている。
【０１１６】
具体的にいえば、本実施形態の表示信号発生器では、Ｎ個のサブフレームフェーズとして、３個以上のサブフレームフェーズが用いられている場合において、３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズから最も大きい目標時間開口率のサブフレームフェーズまでの各サブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、対応する各サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態では、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、残りのサブフレームフェーズでの各目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１１７】
また、本実施形態の表示信号発生器では、３個以上のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差に近づける変調信号を出力するようになっている。これにより、本実施形態では、３個以上のサブフレームフェーズにおいて、目標時間開口率の平均値より小さい目標時間開口率を有するサブフレームフェーズがひとつである場合に、最も小さい目標時間開口率と２番目に小さい目標時間開口率に応じて、対応する各表示時間開口率を適切に設定することができる。この結果、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１１８】
さらに、本実施形態の表示信号発生器では、３個以上のサブフレームフェーズのうち、連続する３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率をそれぞれＡ４、Ａ５、及びＡ６とし、かつ、当該連続する３個のサブフレームフェーズにおける変調信号をそれぞれＳ４、Ｓ５、及びＳ６としたときに、前記画素アレイ部の応答特性によって規定される閾値Ｔ３、Ｔ４に対して、下記不等式（３）を満足しているとき、
Ａ４≦Ｔ３＜Ｔ４≦Ａ５≦Ａ６                      ―――（３）
変調信号は、下記不等式（４）
Ｓ５＞Ｓ６                                        ―――（４）
を満足するようになっている。これにより、本実施形態では、連続する３個のサブフレームフェーズでの目標時間開口率Ａ４、Ａ５、及びＡ６が上記閾値Ｔ３、Ｔ４を含んだ不等式（３）を満足しているときに、画素アレイ部８の応答特性を考慮して、変調信号Ｓ５、Ｓ６を適切に決定することができる。この結果、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際に表示される表示画像の表示色をより近づけることができ、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１１９】
より具体的にいえば、本実施形態品では、例えば第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの目標時間開口率がそれぞれ０％、９０％、及び１００％である場合、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでそれぞれ供給される変調信号は、図７（ｃ）に例示するように、０％、１００％、及び９０％とされている。このような組合せの変調信号を繰り返す静止画表示を行った場合、本実施形態品では、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズの表示時間開口率は、それぞれ図７（ｄ）に示すように、例えば２５％、６５％、及び８０％となる。
【０１２０】
つまり、本実施形態品では、第２サブフレームフェーズの表示時間開口率が比較品の６０％より上げられ、また第３サブフレームフェーズの表示時間開口率が比較品での８５％より少し下げられて、当該第３サブフレームフェーズの終了時の応答到達レベルが少し下がることによって次の第１サブフレームフェーズの表示時間開口率を上げることができる。これにより、２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと３番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（１５％＝８０％−６５％）を、対応するサブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差（１０％＝１００％−９０％）に近づけることができる。すなわち、本実施形態品では、比較品での２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと３番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（２５％＝８５％−６０％）に比べて、上記目標時間開口率の差、１０％に近づけることができる。
【０１２１】
また、本実施形態品では、最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズ間の表示時間開口率の差（４０％＝６５％−２５％）を、両サブフレームフェーズ間の目標時間開口率の差（９０％＝１００％−１０％）に近づけることができる。すなわち、本実施形態品では、比較品での最も小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズと２番目に小さい目標時間開口率のサブフレームフェーズとの間の表示時間開口率の差（３０％＝６０％−３０％）に比べて、上記目標時間開口率の差、９０％に近づけることができる。以上の構成により、本実施形態品では、比較品に比べて、入力された画像信号の要求に比較的近い色表示を行うことができる。
【０１２２】
ここで、第３サブフレームフェーズの表示時間開口率に注目すると、本実施形態品では、８０％と、比較品での８５％よりも、目標時間開口率、１００％より遠くなっており、本実施形態品は、単純に各サブフレームフェーズの開口率を目標に近づけるオーバーシュート駆動とは異なる特長を有している。
【０１２３】
以上のように構成された本実施形態では、入力された画像信号に対応する入力画像の表示を行うために、３個のサブフレームフェーズにおける目標時間開口率の組合せを画素Ｐ毎に求める。また、３個のサブフレームフェーズにおける表示時間開口率の組合せが、画素アレイ部８の応答特性に応じて、入力された画像信号に対応する入力画像に対して、実際の表示色をより近づけるように、目標時間開口率の組合せから設定されるとともに、設定された表示時間開口率の組合せを実現する変調信号が液晶表示装置１に出力されている。これにより、本実施形態では、上記従来例と異なり、表示装置１で入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる。
【０１２４】
また、本実施形態では、入力された画像信号が想定する画像を適正に再現することができる上記表示信号発生器が用いられているので、カラーフィルタを備えず、応答速度が遅い画素アレイ部と、光源を用いてカラー表示を行う場合でも優れた表示品位を有する高性能な表示装置１を容易に構成することができる。
【０１２５】
［第２の実施形態］
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。図９（ａ）、図９（ｂ）、及び図９（ｃ）は、それぞれ図８に示した表示装置における、変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。図において、本実施形態と上記第１の実施形態との主な相違点は、光源強度演算部が、入力された画像信号に応じて、光源の点灯強度を調整して光源制御信号を出力する点である。なお、上記第１の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０１２６】
つまり、図８に示すように、本実施形態では、第１の実施形態の光源駆動部に代えて、光源強度演算部１６が設けられている。この光源強度演算部１６には、フレームレート変換部４からフェーズ指定信号と変換後の画像信号が入力されるようになっている。また、この光源強度演算部１６は、目標時間開口率演算部５に接続されており、光源強度演算部１６は、画素アレイ部８の変調度と組合せて、入力された画像信号に対応する各色毎の積分輝度を再現するための、第１〜第３サブフレームフェーズにおける各点灯強度を演算して、光源アレイ部９へ点灯制御信号を出力するようになっている。つまり、光源強度演算部１６は、入力された画像信号に応じて、光源１５の点灯強度を調整して光源制御信号を出力するよう構成されている。
【０１２７】
また、上記目標時間開口率演算部５、変調信号選択部６、及び光源強度演算部１６が、本実施形態の表示信号発生器を構成している。
【０１２８】
そして、表示装置１の動作時では、フレームレート変換部４によって変換された表示フレームレートでの画像信号に応じて、画像表示部３で表示される積分輝度を実現するための、画素アレイ部８での光源点灯期間の変調度の波形と光源アレイ部９での発光波形との重ね合わせをそれぞれ変調信号選択部６及び光源強度演算部１６で設定する。つまり、ある画素のあるサブフレームフェーズにおいて表示される積分輝度は、そのサブフレームフェーズにおいて、変調信号選択部６からの変調信号に基づいて応答変化する画素アレイ部８での変調度の波形の光源点灯期間での積分値である表示時間開口率と、光源強度演算部１６からの光源制御信号に基づいて発光する光源１５の発光輝度波形の積分値である発光率との積算によって定まる。
【０１２９】
具体的にいえば、画素アレイ部８では、図９（ａ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでの表示時間開口率が、例えば０．２、０．９、及び０．６とされる。
【０１３０】
また、光源強度演算部１６が、光源アレイ部９に光源制御信号を出力することにより、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでは、図９（ｂ）に例示するように、それぞれ赤色、緑色、及び青色が１．０、０．５、及び０．３の光源発光率で点灯する。尚、図９（ｂ）に示す光源発光率は、例えば最大値を１、最小値を０に正規化した値で表現されている。この結果、画像表示部３では、積分輝度率が、図９（ｃ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０．２、０．４５、及び０．１８となる。
【０１３１】
以上の構成により、本実施形態では、上記第１の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、入力された画像信号に応じて、光源１５の点灯強度を調整して光源制御信号が出力されている。これにより、本実施形態では、入力された画像信号に応じて、光源１５が点灯駆動されることとなり、表示装置１の消費電力を低減することができる。
【０１３２】
［第３の実施形態］
図１０は、本発明の第３の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）、及び図１１（ｃ）は、それぞれ図１０に示した表示装置における、変調度とこれによって定まる表示時間開口率、光源発光率、及び積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、光源強度演算部が、光源制御信号として、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を光源に行わせる複数のパルス状の信号を出力する点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０１３３】
つまり、図１０に示すように、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、光源強度演算部１７が設けられている。この光源強度演算部１７には、フレームレート変換部４からフェーズ指定信号と変換後の画像信号が入力されるようになっている。また、この光源強度演算部１７は、目標時間開口率演算部５に接続されており、光源強度演算部１７は、画素アレイ部８の変調度と組合せて、入力された画像信号に対応する各色毎の積分輝度を再現するための、第１〜第３サブフレームフェーズにおける各点灯強度を演算して、光源アレイ部９へ点灯制御信号を出力するようになっている。つまり、光源強度演算部１７は、入力された画像信号に応じて、光源１５の点灯強度を調整して光源制御信号を出力するよう構成されている。さらに、この光源強度演算部１７は、光源制御信号として、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を光源１５に行わせる複数のパルス状の信号を出力するよう構成されている。
【０１３４】
また、上記目標時間開口率演算部５、変調信号選択部６、及び光源強度演算部１７が、本実施形態の表示信号発生器を構成している。
【０１３５】
そして、表示装置１の動作時では、フレームレート変換部４によって変換された表示フレームレートでの画像信号に応じて、画像表示部３で表示される積分輝度を実現するための、画素アレイ部８での光源点灯期間の変調度の波形と光源アレイ部９での発光波形との重ね合わせをそれぞれ変調信号選択部６及び光源強度演算部１７で設定する。つまり、ある画素のあるサブフレームフェーズにおいて表示される積分輝度は、そのサブフレームフェーズにおいて、変調信号選択部６からの変調信号に基づいて応答変化する画素アレイ部８での変調度の波形の光源点灯期間での積分値である表示時間開口率と、光源強度演算部１７からの光源制御信号に基づいて発光する光源１５の発光輝度波形の積分値である発光率との積算によって定まる。
【０１３６】
具体的にいえば、画素アレイ部８では、図１１（ａ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでの表示時間開口率が、例えば０．２、０．９、及び０．６とされる。
【０１３７】
また、光源強度演算部１７が、光源アレイ部９に光源制御信号を出力することにより、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでは、図１１（ｂ）に例示するように、それぞれ赤色、緑色、及び青色が１．０、０．５、及び０．３の光源発光率で点灯する。また、図１１（ｂ）の第２及び第３サブフレームフェーズに示すように、光源強度演算部１７は、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を緑色及び青色の光源１５ｇ、１５ｂに行わせる複数のパルス状の信号を光源制御信号として出力しており、これらの各光源１５ｇ、１５ｂにおいて、１サブフレームフェーズの光源発光期間内における各パルス、つまり上記複数回の各点灯動作での発光期間および消灯期間を各々均等もしくは均等に近づけて、なおかつ輝度ピークの高さが一定であるようなパルス状の発光を行わせるようになっている。この結果、画像表示部３では、画素アレイ部８の変調度波形の形状によって大きな誤差を生じる事なく、画素アレイ部８の表示時間開口率と光源発光率の積算によって表示される積分輝度率を近似することができ、積分輝度率が、図１１（ｃ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０．２、０．４５、及び０．１８となる。
【０１３８】
以上の構成により、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、光源制御信号として、ひとつのサブフレームフェーズの間に複数回の点灯動作を光源１５に行わせる複数のパルス状の信号が用いられている。これにより、本実施形態では、例えば発光ダイオード等、駆動電流を変化させる事によって発光輝度を調整できるが、発光スペクトルが変化してしまうような光源を用いた場合において、点灯時は常時同一の電流で発光させる事になるので、電流調光を用いた場合に比べて、光源によって点灯時の電流が異なる事に起因する色ずれが発生するのを抑えることができる。また、電流調光を行うための電流制御用アナログ回路を備える必要がなく制御回路のコスト低減が図れるという利点もある。
【０１３９】
［第４の実施形態］
図１２は、本発明の第４の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（ｅ）、図１３（ｆ）、及び図１３（ｇ）は、それぞれ図１２に示した表示装置における、変調度波形の光源点灯期間での積分値である表示時間開口率、赤色光源発光率、緑色光源発光率、青色光源発光率、赤色積分輝度率、緑色積分輝度率、及び青色積分輝度率の具体的な波形例を示すグラフである。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、光源強度演算部が、いくつかのサブフレームフェーズにおいて、複数色の光源を同時に発光させている点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０１４０】
つまり、図１２において、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、光源強度演算部１８が設けられている。この光源強度演算部１８には、フレームレート変換部４からフェーズ指定信号と変換後の画像信号が入力されるようになっている。また、この光源強度演算部１８は、目標時間開口率演算部５に接続されており、光源強度演算部１８は、画素アレイ部８の変調度と組合せて、入力された画像信号に対応する各色毎の積分輝度を再現するための、第１〜第３サブフレームフェーズにおける各点灯強度を演算して、光源アレイ部９へ点灯制御信号を出力するようになっている。つまり、光源強度演算部１８は、入力された画像信号に応じて、光源１５の点灯強度を調整して光源制御信号を出力するよう構成されている。さらに、この光源強度演算部１８は、いくつかのサブフレームフェーズにおいて、複数色の光源１５を同時に点灯させる光源制御信号を出力するよう構成されている。
【０１４１】
また、上記目標時間開口率演算部５、変調信号選択部６、及び光源強度演算部１８が、本実施形態の表示信号発生器を構成している。
【０１４２】
具体的にいえば、画素アレイ部８では、図１３（ａ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズでの表示時間開口率が、例えば０．２、０．９、及び０．６とされる。
【０１４３】
また、光源強度演算部１８が、光源アレイ部９に光源制御信号を出力することにより、赤色の光源１５ｒは、図１３（ｂ）に例示するように、第１サブフレームフェーズでは点灯動作をせず、第２及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０．５及び０．６の光源発光率で点灯する。また、緑色の光源１５ｇは、図１３（ｃ）に例示するように、第１及び第３サブフレームフェーズでは点灯動作をせず、第２サブフレームフェーズにおいて、１．０の光源発光率で点灯する。また、青色の光源１５ｂは、図１３（ｄ）に例示するように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ１．０、０．５、及び０．２の光源発光率で点灯する。
【０１４４】
この結果、画像表示部３では、赤色の積分輝度率は、図１３（ｅ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０、０．４５、及び０．３６となる。また、緑色の積分輝度率は、図１３（ｆ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０、０．９、及び０となり、青色の積分輝度率は、図１３（ｇ）に示すように、第１、第２、及び第３サブフレームフェーズにおいて、それぞれ０．２、０．４５、及び０．１２となる。そして、画像表示部３では、各サブフレームフェーズにおいて、各色成分を重ね合わせた色表示が行われる。
【０１４５】
以上の構成により、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、いくつかのサブフレームフェーズにおいて、複数色の光源１５を同時に点灯させるようになっている。これにより、本実施形態では、表示輝度を特定のサブフレームフェーズに集中させる効果を得て、色割れ（カラーブレーキング）の発生を防止もしくは抑制することができる。
【０１４６】
［第５の実施形態］
図１４は、本発明の第５の実施形態にかかる表示装置の全体構成を説明する図である。図１５は、図１４に示した表示装置における、光源アレイ部に設けられた複数の照明エリアと、これらの照明エリアから光が照射される複数の表示エリアの具体例を説明する図である。図において、本実施形態と上記第２の実施形態との主な相違点は、光源強度演算部が、光源毎に各画素へ到達する光量が各々異なっているような複数の光源からなる光源アレイ部に対して、光源毎、もしくは複数の光源の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力する点である。なお、上記第２の実施形態と共通する要素については、同じ符号を付して、その重複した説明を省略する。
【０１４７】
つまり、図１４において、本実施形態では、第２の実施形態と同様に、光源強度演算部１９が設けられている。この光源強度演算部１９には、フレームレート変換部４からフェーズ指定信号と変換後の画像信号が入力されるようになっている。また、この光源強度演算部１９は、目標時間開口率演算部５に接続されており、光源強度演算部１９は、画素アレイ部８の変調度と組合せて、入力された画像信号に対応する各色毎の積分輝度を再現するための、第１〜第３サブフレームフェーズにおける各点灯強度を演算して、光源アレイ部９へ点灯制御信号を出力するようになっている。つまり、光源強度演算部１９は、入力された画像信号に応じて、光源１５の点灯強度を調整して光源制御信号を出力するよう構成されている。
【０１４８】
さらに、この光源強度演算部１９は、光源１５毎に各画素Ｐへ到達する光量が各々異なっているような複数の光源１５からなる光源アレイ部９に対して、光源１５毎、もしくは複数の光源１５の組毎に対して独立に点灯強度を制御する光源制御信号を出力するようになっている。
【０１４９】
すなわち、本実施形態の画素アレイ部８では、その表示面において、複数の表示エリアが設定されている。また、本実施形態の光源アレイ部９では、上記複数の表示エリアに対して、光源１５の光をそれぞれ入射させる複数の照明エリアが設定されている。光源強度演算部１９は、照明エリア単位に光源１５を点灯駆動させるローカルディミング（エリアアクティブバックライト）駆動を行うようになっている。
【０１５０】
具体的にいえば、図１５に示すように、光源アレイ部９には、１００個の照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０が設定されている。各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０には、図３に示した１個の光源１５が割り当てられている。また、照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０では、画素アレイ部８の表示面上に設けられた１００個の表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対し、対応する光源１５の光をそれぞれ入射させるように構成されている。これらの各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、複数の画素Ｐが含まれている。
【０１５１】
詳細には、画素アレイ部８において、横×縦方向に、例えば１９２０×１０８０個の画素Ｐが設けられているとき、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）には、１９２×１０８個の画素Ｐが含まれている。そして、表示装置１では、照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０と表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）とが１対１の関係で設定されており、１つの表示エリアに対し、１つの照明エリアからの照明光が表示すべき情報に応じて適宜照射されるローカルディミングが構成されている。
【０１５２】
また、上記ローカルディミングでは、各照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０において、対応する光源１５に含まれた光源１５ｒ、１５ｇ、１５ｂからのＲＧＢの各色光を画素アレイ部８側に互いに独立して出射できるようになっている。これにより、表示装置１では、各表示エリア（１）、（２）、…、（９９）、（１００）に対して、表示すべき情報に応じてＲＧＢの各色光を対応する照明エリア１−１、１−２、…、１０−９、１０−１０から適切に入射させることができ、ＲＧＢの各色の再現性を容易に向上できるようになっている。
【０１５３】
尚、上記の説明に代えて、複数の光源１５からなる組を１つの照明エリアに割り当ててもよい。
【０１５４】
以上の構成により、本実施形態では、上記第２の実施形態と同様な作用・効果を奏することができる。また、本実施形態では、光源１５毎、もしくは複数の光源１５の組毎に点灯駆動が行われるので、表示装置１の消費電力を容易に低減することができる。
【０１５５】
尚、上記の実施形態はすべて例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって規定され、そこに記載された構成と均等の範囲内のすべての変更も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５６】
例えば、上記の説明では、本発明を透過型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の表示信号発生器及び画像表示方法はこれに限定されるものではなく、光源の光を利用して、情報を表示する非発光型の各種表示装置に適用することができる。具体的にいえば、半透過型の液晶表示装置、あるいは上記液晶パネルをライトバルブに用いたリアプロジェクションなどの投写型表示装置、さらには電子インクやＥＷ(エレクトロウェッティング)等、画素毎に光の変調が可能（透過率や反射率を制御できる）な画素アレイと、各々異なるカラー発光が可能な２色以上の光源を使用する画像表示を行う場合に本発明の表示装置を好適に用いることができる。
【０１５７】
また、上記の説明では、１フレームを第１〜第３サブフレームフェーズに分割した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１フレームをＮ個（Ｎは、２以上の整数）のサブフレームフェーズの時間方向の重ね合わせによって入力画像の表示色を画素毎に再現するものであれば何等限定されない。
【０１５８】
また、上記の説明では、光源としてＲＧＢの発光ダイオードを一体化した３ｉｎ１タイプの発光ダイオードを使用した場合について説明したが、本発明の光源はこれに限定されるものではなく、例えば冷陰極蛍光管や熱陰極蛍光管等の放電管、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）や無機ＥＬ素子等の発光素子、あるいはＰＤＰ（Plasma Display Panel）等の発光装置を光源に使用することもできる。
【０１５９】
但し、上記の各実施形態のように、光源に発光ダイオードを使用する場合の方が、消費電力が少なく、優れた環境性をもつ表示装置を容易に構成することができる点で好ましい。
【０１６０】
また、上記の説明以外に、第１〜第５の各実施形態を適宜組み合わせたものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、表示品位を向上させることができる表示信号発生器、及びそれを用いた表示装置、並びに画像表示方法に対して有用である。
【符号の説明】
【０１６２】
１  表示装置
５  目標時間開口率演算部（表示信号発生器）
６  変調信号選択部（表示信号発生器）
７  光源駆動部（表示信号発生器）
８  画素アレイ部
９  光源アレイ部
１５  光源
１５ｒ  赤色の光源
１５ｇ  緑色の光源
１５ｂ  青色の光源
１６、１７、１８、１９  光源強度演算部（表示信号発生器）
Ｐ  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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