(57)【要約】【課題】ホールド型の映像表示装置において、表示素子の応答速度を速めるように黒データを挿入し、且つ実質的なフレームレートをフレーム補間処理の効果以上に上げて高画質で表示させる。【解決手段】液晶表示装置１は、倍速補間部１１で例示するフレーム補間部と、黒データ挿入部１２で例示する、黒データ書込部及び位置入替部を備える。フレーム補間部は、映像フレームに対してフレーム間を補間する補間処理を施し、これによりフレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にする。黒データ書込部は、フレーム補間部で補間処理後のフレームの略半分の画素に黒データを書き込む。位置入替部は、黒データ書込部で黒データを書き込む画素の位置と映像データが書き込まれたままの画素の位置とを１フレーム毎に入れ替える。【選択図】図１
2011197389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像データを表示するためのホールド型の映像表示装置であって、該映像データに対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部と、該フレーム補間部で補間処理後のフレームの略半分の画素に黒データを書き込む黒データ書込部と、該黒データ書込部において黒データを書き込む画素の位置と映像データが書き込まれたままの画素の位置とを１フレーム毎に入れ替える位置入替部と、を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項２】
前記黒データ書込部は、前記フレーム補間部で補間処理後のフレームに対して、縞パターンで黒データを書き込むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記黒データ書込部は、前記フレーム補間部で補間処理後のフレームに対して、チェッカーパターンで黒データを書き込むことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記黒データ書込部は、黒データの書き込む時のデータ電圧極性を、補間前のフレームのフレーム周波数と同じ周波数で、若しくは１フレーム毎に交番させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールド型の映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホールド型の映像表示装置は、有限の応答速度をもっており、黒データを挿入することで応答速度を速めて視聴者に視認させて動画質を改善する技術が提案されている。
例えば、線順次に黒データの書き込みを行うことにより画面全体を黒く表示するフレームと画像データを線順次に書き込むフレームを交互に表示することにより、動画質を改善している。
また、特許文献１に記載の液晶表示装置では、画像データとブランキングデータを交互に書き込むことにより黒データを挿入し、動画質を改善している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３６０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この方法ではフリッカが視認されてしまうという課題があるだけでなく、例えば６０Ｈｚのフレーム周期をもった映像データを１２０Ｈｚのフレーム周期で画像データと黒データを交互に表示する場合など、フレームレートを上げて表示する場合に適用すると、動画質改善効果は不十分であった。
【０００５】
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホールド型の映像表示装置において、表示素子の応答速度を速めるように黒データを挿入し、且つ実質的なフレームレートをフレーム補間処理の効果以上に上げて高画質で表示させることにある。
また、本発明の他の目的は、ホールド型の映像表示装置において、フリッカを抑えながら表示素子の応答速度を速めるように黒データを挿入し、且つ実質的なフレームレートをフレーム補間処理の効果以上に上げて高画質で表示させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、映像データを表示するためのホールド型の映像表示装置であって、該映像データに対してフレーム間を補間して、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にするフレーム補間部と、該フレーム補間部で補間処理後のフレームの略半分の画素に黒データを書き込む黒データ書込部と、該黒データ書込部において黒データを書き込む画素の位置と映像データが書き込まれたままの画素の位置とを１フレーム毎に入れ替える位置入替部と、を備えたことを特徴としたものである。
【０００７】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記黒データ書込部は、前記フレーム補間部で補間処理後のフレームに対して、縞パターンで黒データを書き込むことを特徴としたものである。
【０００８】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記黒データ書込部は、前記フレーム補間部で補間処理後のフレームに対して、チェッカーパターンで黒データを書き込むことを特徴としたものである。
【０００９】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段において、前記黒データ書込部は、黒データの書き込む時のデータ電圧極性を、補間前のフレームのフレーム周波数と同じ周波数で、若しくは１フレーム毎に交番させることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一形態によれば、ホールド型の映像表示装置において、表示素子の応答速度を速めるように黒データを挿入し、且つ実質的なフレームレートをフレーム補間処理の効果以上に上げて高画質で表示させることが可能になる。
また、本発明の他の形態によれば、フリッカを抑えながらこのような表示を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の液晶表示装置における処理例を示す模式図である。
【図３】図２の処理例を従来の処理例と比較するための模式図である。
【図４】図１の液晶表示装置における他の処理例を示す模式図である。
【図５】図２又は図４の処理例において好ましい電圧交番の周波数を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る映像表示装置は、印加電圧を一定に保つホールド型表示を行う映像表示装置である。以下、ホールド型の映像表示装置として液晶表示装置を例を挙げて説明するが、本発明は、有機ＥＬ（Electroluminescence）など他のホールド型の映像表示装置に適用することもできる。
【００１３】
図１は、本発明に係る液晶表示装置の一構成例を示すブロック図で、図中、１は液晶表示装置である。液晶表示装置１は、映像データを表示する制御部及び表示部の例として、タイミング制御回路１３、ソースドライバ１４、ゲートドライバ１５、及び液晶パネル１６を備える。タイミング制御回路１３は、ソースドライバ１４及びゲートドライバ１５のそれぞれに印加する電圧のタイミングを制御する回路である。
【００１４】
さらに液晶表示装置１は、倍速補間部１１で例示するフレーム補間部を備える。フレーム補間部は、映像データに対してフレーム間を補間する補間処理を施し、これにより、フレーム周波数を補間前のｎ（ｎは２以上の自然数）倍にする。倍速補間部１１はｎ＝２の場合の構成例である。以下、ｎ＝２の場合を例に挙げて説明するが、基本的にこの説明はｎが３以上であっても同様である。
【００１５】
また、補間元となる映像フレームとしては、必要に応じてフレーム内補間が施された後の画像のフレームや、液晶表示装置１への入力がインターレースの映像データであればフィールド間補間が施された後の画像のフレームなどが該当し、倍速補間部１１に入力される段階では各フレームについて表示範囲全域に映像を示す画素値のデータが存在している。
【００１６】
本発明の主たる特徴として、液晶表示装置１は、次の黒データ書込部及び位置入替部を備える。黒データ書込部は、倍速補間部１１で補間処理後のフレームの略半分の画素に黒データを書き込む。黒データ書き込みは、対象となる画素の画素値を黒を示す画素値で書き替えればよい。若しくはブランクデータを書き込むか、若しくは最終的に黒データ書き込む位置のゲイン係数を０にするなどしてもよい。なお、黒データ書き込み対象は、ｎの値とは関係無く、補間処理後のフレームの略半分とする。補間処理後のフレームとは、補間フレーム挿入後の一連のフレームを指し、各フレームについて略半分の画素に黒データが書き込まれる。無論、補間処理後のフレームの１／２の画素であることが好ましく、以下、この理想的な例を挙げて説明する。
【００１７】
位置入替部は、黒データ書込部において黒データを書き込む画素の位置と、映像データが書き込まれたままの画素の位置とを、１フレーム毎に交互に入れ替える。このように位置入替部は黒データ書込部での書込位置の制御を行う。図１において、黒データ書込部及び位置入替部は、位置を入れ替えながら黒データを書き込む黒データ挿入部１２で主に例示しており、以下、主な制御については黒データ挿入部１２で行うものと説明する。
【００１８】
このように、液晶表示装置１では、例えばフレーム周波数が６０Ｈｚの映像フレームを１２０Ｈｚへと倍速映像補間し、その補間処理後に、画面（に対応するフレーム）の１／２の画素に黒データを書き込み、補間処理後の１フレーム（１２０Ｈｚ）毎に黒データ書き込み画素と映像データ書き込み画素を入れ替えている。フレーム補間前の映像データではなくフレーム補間処理後の映像データに対して黒挿入（挿入位置をフレーム毎に切り替えながらの黒データ挿入）を行っているため、液晶表示装置１では、表示素子の応答速度を速めて実質的なフレームレートをフレーム補間の効果以上に上げることが可能になるだけでなく、高画質で表示させることが可能になる。
【００１９】
また、フレームの１／２の画素に黒データを挿入しているが、黒データと映像データとの入れ替えを行っているため、例えば、単純に画面の上側半分を黒データで下側半分を画像データ、次のフレームでは画面の上側半分を画像データ、下側半分を黒データとなるように表示した場合、フリッカが視認される。従って、フリッカ対策をとることが好ましく、特に本発明では黒データの書き込みを行っているため、それを利用し、黒データ書き込み位置のパターンを細かくするといった対策を施すことが好ましい。そのような対策を施した例を図２及び図３を参照しながら、また図４を参照しながら説明する。
【００２０】
図２は、図１の液晶表示装置における処理例を示す模式図、図３は、図２の処理例を従来の処理例と比較するための模式図である。黒データ挿入部１２は、補間処理後のフレームに対して、縞パターンで黒データを書き込むことが好ましい。縞パターンとしては、所定サイズの高さ又は幅をもったものであればよく、ｍラインでなるラインブロック毎に黒データと画像データとが交番するパターンか、若しくはｌコラムでなるコラムブロック毎に黒データと画像データとが交番するパターンが挙げられる。より好ましい前者（横の縞パターン）を例に挙げて説明する。ここで、ｍは１以上の自然数とする。特に、細かく黒データと画像データとを交番させることが好ましいため、ｍは小さいほど好ましく、１ライン毎（インターレース的）に交番させることがこの形態の中で最も好ましい。
【００２１】
図２で１ライン毎に交番させた例を挙げる。まず、映像のフレーム２１，２２に対して倍速補間部１１により補間フレーム２３が生成される。補間は例えば内挿法を用いて行えばよく、無論、２フレームからそれらの間のフレームを生成するに限らず、外挿法を用いるなどしてもよい。
【００２２】
そして、黒データ挿入部１２は、補間処理後のフレーム２１，２２，２３に対して黒データの挿入を行うが、フレーム２１については奇数ラインに黒データを挿入してフレーム２４とし、フレーム２３については偶数ラインに黒データを挿入してフレーム２６とし、フレーム２２については奇数ラインに黒データを挿入してフレーム２５とする。フレーム２４では奇数ライン２４ｂに黒データが偶数ライン２４ａに元の画像データが存在し、フレーム２６では偶数ライン２６ｂに黒データが奇数ライン２６ａに元の画像データが存在し、フレーム２５では奇数ライン２５ｂに黒データが偶数ライン２５ａに元の画像データが存在する例を挙げたが、逆であってもよい。つまり、フレーム２１については偶数ラインに黒データを挿入し、フレーム２３については奇数ラインに黒データを挿入し、フレーム２２については偶数ラインに黒データを挿入してもよい。このように図２の例では、黒データ挿入部１２は、１ライン毎に黒データを挿入すると共に、フレーム毎に黒データの書き込み位置を入れ替えている。
【００２３】
このように、液晶表示装置１では、例えばフレーム周波数が６０Ｈｚの映像フレームを１２０Ｈｚへと倍速映像補間し、その補間処理後に、画面の１／２の画素であって縞パターンで黒データを書き込み、補間処理後の１フレーム（１２０Ｈｚ）毎に黒データ書き込み画素と映像データ書き込み画素を入れ替えている。この効果について、図３を参照しながら説明する。本発明に係る液晶表示装置１では、図２で説明し図３（Ａ）で再度例示するように、６０Ｈｚのフレーム２４，２５から１２０Ｈｚへのフレーム補間処理を施し、その補間処理がなされた後の、フレーム２４，２６，２５と続く映像データに対して黒挿入を行っている。
【００２４】
従来の一方式では、図３（Ｂ）に例示するように、６０Ｈｚのままインターレース化すると、フレーム３０，３１が第１フィールド、フレーム３２，３３が第２フィールドとなって、第１フィールドと第２フィールドとで黒データ挿入位置或いはブランクデータ挿入位置が交番する。フレーム３１はフレーム３０と同じフレームであり、フレーム３２との映像（この例では自動車）の位置の差が図３（Ａ）に比べて大きいため、図３（Ｂ）の方式では滑らかな動画表現ができないし、黒データ挿入位置の切り替えが６０Ｈｚ毎であるためフリッカもやや目立つ。
【００２５】
また、図３（Ｃ）に例示するように、フレーム３４，３６を６０Ｈｚでインターレース化によってそれぞれ第１，第２フィールドとした後、フレーム３４，３６から内挿画像のフレーム３５を生成した場合、そのフレーム３５は黒データ又はブランキングデータの影響を受けてフレーム３４，３６の元の絵とはかけ離れた輝度値のフレームとなってしまい、映像が破綻してしまうし、黒データ挿入位置の切り替えが６０Ｈｚ毎であるためフリッカもやや目立つ。一方で、図３（Ａ）の例ではフレーム補間後に黒データ挿入を行っているため、そのような心配はない。
【００２６】
また、図３（Ｄ）で例示するように、フレーム補間を行わずに６０Ｈｚのままインターレース表示すると、第１映像の第１フィールド３７、第１映像の第２フィールド３８、第２映像の第１フィールド３９、第２映像の第２フィールド４０のようになる。第２フィールド３８，４０についてはそれぞれ第１フィールド３７，３９に比べて自動車の位置が移動していないのに対し、本来次の画像では位置が前（図３の右側）へ移動していないといけないため、逆に自動車がバックしたように見えてしまい、ボケ感が強まってしまう。一方で、図３（Ａ）の例ではフレーム補間後に黒データ挿入を行っているため、そのような心配はない。
【００２７】
このように、液晶表示装置１では、従来の処理例に比べて、表示素子の応答速度を速めて実質的なフレームレートをフレーム補間の効果以上（図２の例では２４０Ｈｚ相当）に上げることが可能になるだけでなく、高画質で表示させることが可能になる。そして、図２で説明したように黒データと画像データとをライン周期となるように配置することにより、特にフリッカ対策を施さない場合に比べてフリッカを抑えながら表示素子の応答速度を速めることができ、フリッカが視認されなくなり、顕著な動画質向上効果が得られる。
【００２８】
図４は、図１の液晶表示装置における他の処理例を示す模式図である。図２及び図３を参照しながらｍラインでなるラインブロック毎に黒データを書き込む例を挙げたが、黒データ挿入部１２は、フレーム補間部で補間処理後のフレームに対して、チェッカーパターンで黒データを書き込むようにしてもよい。ここで、チェッカーパターンの一マスは所定のサイズであればよく、この１マスはＬ画素×Ｌ画素のサイズのように画面に対して小さな正方形であることが好ましいが、これに限ったものではなく、また長方形であってもよい。ここで、Ｌは１以上の自然数で、好ましくはＬ＝１である。
【００２９】
図４の例は、１マスが正方形のチェッカーパターンの例であり、フレーム４１，４３の元の映像データに対して補間フレーム４３を生成した後、黒データ挿入部１２が黒データを挿入している。フレーム４１は、奇数ライン且つ奇数列（奇数コラム）に黒データが挿入され、奇数ライン且つ偶数列４１ａはそのままにし、偶数ライン且つ奇数列もそのままにし、偶数ライン且つ偶数列４１ｂに黒データが挿入されている。一方、フレーム４３は、奇数ライン且つ奇数列はそのままにし、奇数ライン且つ偶数列４３ｂに黒データが挿入され、偶数ライン且つ奇数列にも黒データが挿入され、偶数ライン且つ偶数列４３ａはそのままにしている。また、フレーム４２は、奇数ライン且つ奇数列に黒データが挿入され、奇数ライン且つ偶数列４２ａはそのままにし、偶数ライン且つ奇数列もそのままにし、偶数ライン且つ偶数列４２ｂに黒データが挿入されている。無論、チェッカーパターンにおける黒の位置は逆であってもよい。このように、黒データ挿入部１２は、図４の例では、１マス毎に黒データを挿入させることで、画面の１／２の画素に黒データを書き込む方法をチェッカーパターン的に、つまり黒挿入パターンをチェッカーパターン（千鳥格子状）にすると共に、フレーム毎に黒データの書き込み位置を入れ替えている。
【００３０】
このように、液晶表示装置１では、例えばフレーム周波数が６０Ｈｚの映像フレームを１２０Ｈｚへと倍速映像補間し、その補間処理後に、画面の１／２の画素であって所定のチェッカーパターンで黒データを書き込み、補間処理後の１フレーム（１２０Ｈｚ）毎に黒データ書き込み画素と映像データ書き込み画素を入れ替えている。フレーム補間処理後の映像データに黒挿入を行っているため、液晶表示装置１では、表示素子の応答速度を速めて実質的なフレームレートをフレーム補間の効果以上に上げることが可能になるだけでなく、高画質で表示させることが可能になる。そして、図４で説明したように黒データと画像データとを所定画素群の周期（１マス周期）となるように配置することにより、特にフリッカ対策を施さない場合に比べてフリッカを抑えながら表示素子の応答速度を速めることができ、フリッカが視認されなくなり、顕著な動画質向上効果が得られる。また、Ｌやｍの値にもよるが、図４の例は、図２の例に比べても細かく黒／画像を分けているため、フリッカがより視認されなくなる。
【００３１】
また、以上説明した例では画像データ書き込みによる焼き付き（残像感）については考慮していないが、焼き付き防止策を施すことが好ましく、その例を図５を参照しながら説明する。図５は、図２又は図４の処理例において好ましい電圧交番の周波数を説明するための模式図である。
【００３２】
ある画素に注目した際のデータ極性を見ると、図５（Ｂ）に例示するようにフレーム毎にデータ極性を反転させる通常駆動の場合、常に同一極性の画像データが書き込まれてしまい、焼き付きが発生してしまう。
【００３３】
従って、黒データ書込部は、液晶パネル１６に対して黒データを書き込む時（つまり黒データや画像データを書き込む時）のデータ電圧極性を、フレーム補間処理前のフレームのフレーム周波数と同じ周波数か、若しくは１フレーム毎で交番させることが好ましい。なお、このようなデータ極性の交番は、例えばタイミング制御回路１３でソースドライバ１４及びゲートドライバ１５を制御することで行えばよい。ここで、同じ周波数とは、フレーム補間処理後のフレーム周波数の１／ｎ倍毎に交番させることを意味する。例えば、フレーム補間処理前のフレーム周波数が６０Ｈｚの場合、書き込み時のデータ電圧極性も６０Ｈｚ毎に交番（反転）する。つまり、この例では６０Ｈｚのフレームに対して補間処理を施して倍フレームレート化し、黒データを挿入してライン順次に書き込みを行うが、そのとき、一つの画素単位で見るとフレーム単位（１２０Ｈｚ）で黒データと画素データが交番するだけでなく、さらに各画素のデータ電位極性（換言すると黒データの電位極性）を６０Ｈｚ周期で反転させる。
【００３４】
このように、書き込み時のデータ電圧の極性を、フレーム補間処理前のフレームのフレーム周波数と同じ周波数である６０Ｈｚ毎に交番するように駆動することで、図５（Ａ）に示すように画像データの極性がフレーム毎に反転するため、焼き付きが発生しなくなる。また、本発明では１フレーム毎に黒データの書き込み位置を変えているため、書き込み時のデータ電圧の極性も１フレーム毎に交番させてもよい。なお、この場合も図５（Ａ）の例が適用でき、焼き付きが防止できる。
【００３５】
また、図５を参照して説明した例は、図２の処理例、図４の処理例のいずれに対しても適用でき、同様に電圧交番を実行すればよい。また、フレーム補間処理前のフレームのフレーム周波数と同じ周波数で電圧交番させる例では、フレーム補間処理が３倍速以上（ｎが３以上）であって且つｎが奇数の場合にも、画像を書き込む位置の極性が同じで続く期間が短くなるため、このような電圧交番はある程度の効果を奏する。
【００３６】
以上、液晶表示装置１を例に挙げて本発明に係る映像表示装置について説明したが、液晶表示装置については、映像信号に対する液晶の応答速度を改善するために、オーバードライブを適用する技術が知られている。詳細は説明しないが、本発明に係る液晶表示装置においても、フレームレートを上げているため液晶の応答を追随させるためにオーバードライブを適用することが好ましい。
【００３７】
また、本発明に係る映像表示装置は、非自発光型の映像表示装置の場合にはバックライトとしてエッジライト方式を採用した装置に特に有益となる。これは、エッジライト方式を採用した装置はバックライトの領域毎の調光ができない装置であって、バックライトスキャン技術による擬似的なインパルス駆動を領域毎に実現して動画性能を向上させることができず、動画性能を向上させるために本発明が好適に利用できるからである。無論、エッジライト方式以外を採用した装置であっても、同様の動画性能の向上が可能である。単に、非自発光型且つ非エッジライト方式である場合にはバックライトスキャン技術で動画性能の代用ができる点が異なるだけである。
【符号の説明】
【００３８】
１…液晶表示装置、１１…倍速補間部、１２…黒データ挿入部、１３…タイミング制御回路、１４…ソースドライバ、１５…ゲートドライバ、１６…液晶パネル。
【図１】
2011197389.tif 000003
【図２】
2011197389.tif 000004
【図３】
2011197389.tif 000005
【図４】
2011197389.tif 000006
【図５】
2011197389.tif 000007