(57)【要約】【課題】ＦＲＣを用いて擬似階調表現を行うに際し、階調再現性を向上させることが可能な表示装置を提供する。【解決手段】所定のフレームパターンを時系列的に組み合わせて中間階調を再現するフレームレートコントロールを用いて、映像信号に基づく映像を出力する表示装置において、映像信号の階調値を検出する階調値検出手段と、前記検出された階調値が高階調域に対応するものである場合は、前記フレームレートコントロールにより再現される擬似階調の数が前記映像信号が指定する階調数に一致するよう、所定階調域における前記中間階調の分割数を変更した擬似階調データーを生成する擬似階調データー作成手段と、前記生成された擬似階調データーを用いて映像を表示する表示手段と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のフレームパターンを時系列的に組み合わせて中間階調を再現するフレームレートコントロールを用いて、映像信号に基づく映像を出力する表示装置において、
映像信号の階調値を検出する階調値検出手段と、
前記検出された階調値が高階調域に対応するものである場合は、前記フレームレートコントロールにより再現される擬似階調の数が前記映像信号が指定する階調数に一致するよう、所定階調域における階調間の分割数を変更した擬似階調データーを作成する擬似階調データー作成手段と、
前記作成された擬似階調データーを用いて映像を表示する表示手段と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記擬似階調データー作成手段は、高階調域における階調間の分割数を増加させる擬似階調データーを作成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記階調値検出手段と、前記擬似階調データー作成手段と、はタイミングコントローラー内に実装されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記擬似階調データー作成手段は、高階調域における階調間の分割数を増加させる擬似階調データーを作成し、
前記階調値検出手段と、前記擬似階調データー作成手段と、はタイミングコントローラー内に実装されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、特に、フレームレートコントロールにより擬似階調を表現可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置は、映像を構成する複数のフレームを所定周期で表示することで動画又は静止画を表示している。例えば、表示装置は、画面に表示される各フレームを６０Ｈｚ毎に変化させることで動画（静止画）を表示している。
【０００３】
また、表示装置において、処理対象信号のビット数を所望とする階調数より低い値に設定し、不足する階調数をフレーム間引き制御により擬似的に表現するフレームレートコントロール（FRC:Frame Rate Control）が知られている。このＦＲＣでは階調値として特定の擬似階調パターン（例えばディザパターン）を用いた中間階調パターンを複数用意しておき、この中間階調パターンを組み合わせることで所望とする階調表現を行う（例えば、特許文献１−６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１０５９９号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５７６号公報
【特許文献３】特開２００４−２９６３９号公報
【特許文献４】特開２００４−１３８７８３号公報
【特許文献５】特開２００８−６７３４３号公報
【特許文献６】特開２００９−２６５２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したＦＲＣにおいては、所定の階調域において所望とする階調を再現するのが難しい場合があった。図６は、従来のＦＲＣにおける、２５６階調（８ビット）を表現する擬似階調データーの値を示す図である。この擬似階調データーでは、上記６ビットで６４階調を示すとともに、下位２ビットで上記６ビットで示された階調間を４つに分割して中間階調を表現する。
【０００６】
ここで、上記した中間階調の表現は上位６ビットで指定されるフレーム間に下位２ビットで指定される任意のパターンを備えた中間フレームを時系列的に挿入することで実現される。しかしながら、図６に示すように、上位６ビットでは６４階調（ビット表示で１１１１１０）以上の値を指定できないため、元データーの２５２階調以上では中間階調を再現することができない。そのため、２５２階調以上では同一の階調値となり、２５３（２５６−３）階調しか再現できず、階調再現性が悪かった
【０００７】
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、ＦＲＣを用いて擬似階調表現を行うに際し、階調再現性を向上させることが可能な表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、所定のフレームパターンを時系列的に組み合わせて中間階調を再現するフレームレートコントロールを用いて、映像信号に基づく映像を出力する表示装置において、映像信号の階調値を検出する階調値検出手段と、前記検出された階調値が高階調域に対応するものである場合は、前記フレームレートコントロールにより再現される擬似階調の数が前記映像信号が指定する階調数に一致するよう、所定階調域における階調間の分割数を変更した擬似階調データーを作成する擬似階調データー作成手段と、前記作成された擬似階調データーを用いて映像を表示する表示手段と、を有する構成としてある。
【０００９】
上記のように構成された発明では、擬似階調データー作成手段は、階調間の分割数が異なる複数のフレームレートコントロールに対応している。また、階調値検出手段が入力映像信号の階調値が高階調域に対応するものである場合は、擬似階調データー作成手段は、このフレームレートコントロールにより再現される擬似階調の数が映像信号が指定する階調数に一致するよう、所定階調域における階調間の分割数を変更した擬似階調データーを作成する。そして、表示手段は、作成された擬似階調データーを用いて映像を表示する。
【００１０】
そのため、高階調域において映像信号の階調値に応じたフレームレートコントロールを実行することができ、高階調域の階調再現性を向上させることができる。
【００１１】
また、前記擬似階調データー作成手段は、高階調域における階調間の分割数を増加させる擬似階調データーを作成する構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、分割数の変化が視認性に顕著な影響を与えない高階調域において階調間の分割数を増加させて階調再現性を高めることができる。
【００１２】
また、前記階調値検出手段と、前記擬似階調データー作成手段と、はタイミングコントローラー内に実装される構成としてもよい。
【００１３】
そして、本発明の他の局面として、前記擬似階調データー作成手段は、高階調域における階調間の分割数を増加させる擬似階調データーを作成し、前記階調値検出手段と、前記擬似階調データー作成手段と、はタイミングコントローラー内に実装される構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、映像信号の階調数に応じた擬似階調を表現することができ、階調再現性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示装置１００の構成を説明するためのブロック構成図である。
【図２】擬似階調データー作成部８２により作成される擬似階調データーを説明するための図である。
【図３】第１のＦＲＣ実行部８２ａにより作成された擬似階調データーをもとに実行されるＦＲＣを説明する図である。
【図４】第２のＦＲＣ実行部８２ｂにより作成された擬似階調データーをもとに実行されるＦＲＣを説明する図である。
【図５】表示装置１００における擬似的な階調を備える映像を表示する流れを説明するためのフローチャートである。
【図６】従来のＦＲＣにおける、２５６階調（８ビット）を表現する擬似階調データーの値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
１．第１の実施形態：
２．その他の実施形態：
【００１７】
１．第１の実施形態： 
以下、図１から図５を参照して、この発明に係る表示装を具体化した第１の実施の形態について説明する。
【００１８】
（１）表示装置の構成：
図１は、表示装置１００の構成を説明するためのブロック構成図である。
【００１９】
本実施形態にかかる表示装置１００は液晶型の表示装置であり、図示しない入力Ｉ／Ｆを通じて取得された映像信号をもとに、各画素を駆動させて映像を表示する装置である。そのため、表示装置１００は、ビデオプロセッサー９０と、タイミングコントローラー８０と、制御部７０と、ドライバー回路６０、表示パネル５０と、を備えて構成されている。
【００２０】
ビデオプロセッサー９０は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路により構成され、入力Ｉ／Ｆを通じて取得された映像信号に対してプログレッシブ変換や解像度変換等の画像処理を行なう。本実施形態では、ビデオプロセッサー９０は、８ビットの階調数（２５６階調）を有する映像信号を入力可能である。
【００２１】
制御部７０は、演算部としてのＣＰＵや、このＣＰＵが処理を実行するためのプログラム及びデーターを記録するＲＯＭ、及びＲＡＭを備えて構成され、表示装置１００における統合的な駆動の制御を行う。
【００２２】
タイミングコントローラー８０は、ＬＳＩ等の集積回路により構成され、ビデオプロセッサー９０から出力された映像信号に対してＦＲＣに基づく処理を施した擬似階調データーを作成する。そのため、タイミングコントローラー８０は、階調値検出部（階調値検出手段）８１と、擬似階調データー作成部（擬似階調データー作成手段）８２と、データー出力部８３と、を備えて構成される。
【００２３】
階調値検出部８１は、タイミングコントローラー８０に入力した映像信号が指定する階調値を検出する。
【００２４】
擬似階調データー作成部８２は、ビデオプロセッサー９０から出力された映像信号に対してＦＲＣに応じた擬似階調データーを作成する。また、擬似階調データー作成部８２は、階調間の分割数が異なるＦＲＣに応じた擬似階調データーを作成する第１のＦＲＣ実行部８２ａ及び第２のＦＲＣ実行部８２ｂとを備えて構成されている。ＦＲＣは、周知のように、所定パターンを備える中間フレームを時系列的に複数組み合わせて擬似的な中間階調を表現する手法である。例えば、擬似階調データー作成部８２は、８ビット（２５６階調）の階調数を有する映像データーから上位６ビット（６４階調）を抽出し、この６ビットで指定される階調間にパターンの異なる中間フレームを組み合わせることで不足する階調を補う。
【００２５】
図２は、擬似階調データー作成部８２により作成される擬似階調データーを説明するための図である。また、図３は、第１のＦＲＣ実行部８２ａにより作成された擬似階調データーをもとに実行されるＦＲＣを説明する図である。擬似階調データーでは、上位６ビットが元の映像信号の上位６ビットを抽出したものであり、下位２ビットは中間階調を表現するためのパターンを選択する値である。
【００２６】
第１のＦＲＣ実行部８２ａにより作成される擬似階調データーでは、上位６ビットで指定された階調間を４分割することで不足する階調数を補う。そのため、図２に示す擬似階調データーにおいて、下位２ビットが「００」の場合は、「１／４階調」を示す「パターン１」により中間階調が再現される。また、擬似階調データーにおいて下位２ビットが「０１」の場合は、「２／４階調」を示す「パターン２」により中間階調が再現される。同様に、擬似階調データーの下位２ビットが「１０」の場合は「３／４階調」を示す「パターン３」により、擬似階調データーの下位２ビットが「１１」の場合は、「４／４階調」を示す「パターン４」により、中間階調が再現される。なお、各パターンは、対応する下位２ビットの値が増加するに応じて、階調値が増加するよう設定されている。
【００２７】
ここで、各パターンにおける中間フレームを構成する画素の値は、入力された映像信号に応じて適時設定されるものである。例えば、各中間フレームをディザマスクを用いて構成する場合は、入力された映像信号に予め対応づけられた各画素の値を有するディザマスクを保持し、このディザマスクを用いて中間フレームを作成する。また、各中間フレームを誤差拡散法等を用いて構成する場合は、入力された映像信号を元に予め設定されたプログラムに応じた演算により中間フレームが構成される。また、いずれの手法により作成された中間フレームも時系列で組み合わされた際にノイズが発生しないよう各値が設定される。
【００２８】
図４は、第２のＦＲＣ実行部８２ｂにより作成された擬似階調データーをもとに実行されるＦＲＣを説明する図である。第２のＦＲＣ実行部８２ｂは、第１のＦＲＣ実行部８２ａが作成した擬似階調データーにより実行されるＦＲＣと比較して、階調間の分割数が多いＦＲＣを実行する擬似階調データーを作成する。即ち、第１のＦＲＣ実行部８２ａが作成した擬似階調データーが階調間を４分割して表現するのに対し、第２のＦＲＣ実行部８２ｂが作成した擬似階調データーは、階調間を５分割して所望の階調を表現する。
ここで、第２のＦＲＣ実行部８２ｂにより作成される擬似階調データーの構成としては、例えば、下位２ビットに１ビットを追加（８ビット＋１ビット）するなどして第１のＦＲＣ実行部８２ａが作成した擬似階調データーと区別する。
【００２９】
データー出力部８３は、作成された擬似階調データーを映像信号に含まれる同期信号（垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ）に基づいてドライバー回路６０に出力する。このとき、データー出力部８３は、擬似階調データーの下位２ビットを元に１フレームを出力するためのタイミングである垂直同期信号ＶＳＹＮＣを補正し、図３及び図４に示す中間階調のパターンに応じた擬似階調データーをドライバー回路６０に出力する。
【００３０】
ドライバー回路６０は、データー出力部８３から出力された擬似階調データーの上位６ビットを参照し、階調値に応じたアナログの階調電圧を表示パネル５０に出力する。ドライバー回路６０は、擬似階調データーの上位６ビットの階調数に応じた階調電圧を作成し、表示パネル５０の各画素に供給するソースドライバーと、表示パネル５０における走査タイミングを設定するためのゲートドライバーと、を備えて構成されている。また、ソースドライバーは６ビットの入力に対応しており、擬似階調データーの上位６ビットで表現される階調数に応じた階調電圧を出力する。
【００３１】
表示パネル５０は、液晶を充填した画素を解像度の数だけ配列させた表示部を有し、上記ソースドライバー及びゲートドライバーの制御のもと図示しないバックライトから照射された光の透過率を変化させることで映像を表示する。以上の構成によりドライバー回路６０と表示パネル５０は、本発明における表示手段を実現する。
【００３２】
（２）本実施形態にかかる表示装置１００の作用：
図５は、表示装置１００における擬似的な階調を備える映像を表示する流れを説明するためのフローチャートである。以下、図５を参照しつつ本実施形態にかかる表示装置１００におけるＦＲＣを用いた映像の表示を説明する。
【００３３】
ステップＳ１において、映像信号が入力されると、ビデオプロセッサー９０はこの映像信号に対して画素数変換処理等を施す。さらに、処理後の映像信号がタイミングコントローラー８０に入力されると、ステップＳ２において、階調値検出部８１はこの映像信号の階調値を検出する。
【００３４】
ステップＳ３において、検出された階調値に応じた値Ｎｇが閾値Ｔｇ以上である場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、擬似階調データー作成部８２の第２のＦＲＣ実行部８２ｂにより閾値Ｔｇ以上の高階調域において任意の中間フレームを組み合わせて５分割された中間階調を示す擬似階調データーが作成される（ステップＳ４）。ここで、閾値Ｔｇは、高階調域に属する画素の階調値をもとに設定された値である。
【００３５】
図２に示すように、第２のＦＲＣ実行部８２ｂは、映像信号では２４１階調以上において各階調間を５分割して中間階調を表現し、２４１階調以下の階調において各階調間を４分割して中間階調を表現する。そのため、従来のＦＲＣでは階調再現ができない２５２階調以上においては、擬似的なビット数を対応付けることができるためこの階調領域における中間階調を表現することが可能となる（図２のＡの箇所）。
【００３６】
一方、ステップＳ３において、検出された階調値に応じた値Ｎｇが閾値Ｔｇ未満である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ５において、第１のＦＲＣ実行部８２ａにより擬似階調データーが作成される（ステップＳ５）。そのため、第１のＦＲＣ実行部８２ａは、階調間を４分割した中間階調で表現されたＦＲＣに対応する擬似階調データーを作成する。
【００３７】
図２に示すように、第１のＦＲＣ実行部８２ａは映像信号の上位６ビットにより指定される階調間を４分割して再現する。ここで、第１のＦＲＣ実行部８２ａが処理する映像信号においては、高階調域の画素は含まれないため階調の白つぶれ等を考慮する必要はない。
【００３８】
ステップＳ６において、データー出力部８３は作成された擬似階調データーをもとに同期タイミングを調整し、ドライバー回路６０に出力する。ドライバー回路６０は擬似階調データーをアナログの階調電圧に変換した後、各擬似階調データーにより指定されるＦＲＣに応じて階調電圧を表示パネル５０に供給する。そのため、表示パネル５０には、第１又は第２のＦＲＣ実行部８２ａ，８２ｂにより指定された擬似的な階調を有する映像が表示される。
【００３９】
上記説明したように、本実施形態にかかる表示装置１００では、中間階調の分割数が異なる複数のフレームレートコントロールに対応しており、映像信号の階調値が高階調域に対応するものである場合は、このフレームレートコントロールにより再現される擬似階調の数が映像信号が指定する階調数に一致するよう、所定階調域における中間階調の分割数を変更した擬似階調データーを作成する。そのため、高階調域において映像信号の階調値に応じてたフレームレートコントロールを実行することができ、高階調域の階調再現性を向上させることができる。
【００４０】
２．その他の実施形態：
本発明は様々な実施形態が存在する。
ＦＲＣにおけるビット数と分割数の数は上記説明したものに限定されない。
例えば、本発明を適用することにより、様々なビット数におけるＦＲＣにも対応することができる。
また、各機能を実現するブロックの位置は上記説明に限定されない。
【００４１】
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００４２】
５０…表示パネル、６０…ドライバー回路、７０…制御部、８０…タイミングコントローラー、８１…階調値検出部、８２…擬似階調データー作成部、８２ａ…第１のＦＲＣ実行部、８２ｂ…第２のＦＲＣ実行部、８３…データー出力部、９０…ビデオプロセッサー、１００…表示装置
【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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