(57)【要約】【課題】ホールド型表示装置において、動画ぼやけを少なくすると共に、ＲＧＢのぼやけ位置が異なることで発生する色ずれを目立たなくする。【解決手段】ＲＧＢ三原色から構成される映像データのうち、１色又は２色の映像データの相対輝度が、前フレームにおいて０以上０．５以下から現フレームにおいて０以上０．５以下に変化し、かつ、３色の相対輝度が共に高い方向に変化する場合に、１色又は２色の映像データを１フレーム遅延させて表示する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム期間におけるカラー映像データを、１フレーム期間を分割した第１フィールド期間と第２フィールド期間とにおいて表示するホールド型表示装置において、
現フレーム期間における３色の映像データの相対輝度が共に、１フレーム期間遅延した前フレーム期間における３色の映像データの相対輝度より高い場合に、多くても２色の映像データの相対輝度が、相対輝度の最小値を０、最大値を１として、前フレーム期間において０以上０．５以下の範囲から現フレーム期間において０以上０．５以下の範囲であると判定したときには、現フレーム期間において、前フレーム期間における多くても２色の映像データを選択する演算回路を備えていることを特徴とするホールド型表示装置
【請求項２】
前記演算回路は、現フレーム期間における３色の映像データと前フレーム期間における３色の映像データとを比較・判定する３色の判定回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載のホールド型表示装置
【請求項３】
前記現フレーム期間における映像データと前フレーム期間における映像データは、入力映像データを倍速化してフレームメモリに書き込み、このフレームメモリから倍速化された映像データを読み出す倍速化回路から出力されることを特徴とする請求項１に記載のホールド型表示装置
【請求項４】
前記演算回路により選択された映像データの第１フィールド期間おける相対輝度を高く変換し、第２フィールド期間おける相対輝度を低く変換するデータ変換回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載のホールド型表示装置
【請求項５】
前記データ変換回路で変換された出力映像データを表示パネルに表示することを特徴とする請求項４に記載のホールド型表示装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂黒挿入駆動において、画像がスクロールした場合に画像のエッジ領域に発生する着色現象を目立たなくし、動画品質に優れた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表示ディスプレイを特に動画表示の観点で分類した場合、インパルス型ディスプレイとホールド型ディスプレイに大別される。インパルス型ディスプレイとは、ブラウン管の残光特性のように、輝度応答が走査直後から低下するタイプであり、ホールド型ディスプレイとは、液晶ディスプレイのように、表示データに基づく輝度を次の走査まで保持し続けるタイプである。
【０００３】
ホールド型ディスプレイの特徴として、静止画の場合には、ちらつきのない良好な表示品質を得ることができるが、動画の場合には、移動する物体のエッジ部分がぼやけて見える、所謂動画ぼやけが発生し、著しく表示品質が低下する。
【０００４】
この動画ぼやけの発生要因は、物体の移動に伴い視線を移動する際、輝度がホールドされた表示画像に対して移動前後の表示イメージを観測者が補間する、所謂網膜残像に起因するため、表示ディスプレイの応答速度をどれだけ向上させても動画ぼやけは完全に解消しないことが知られており、これを解消するためには、より短い周波数で表示画像を更新するか、黒画面の挿入によって一旦網膜残像をキャンセルすることで、インパルス型ディスプレイに近づける方法が有効であることが知られている（非特許文献１）。
【０００５】
一方、動画が求められるディスプレイとしては、テレビ受像機が代表的なものであり、その走査周波数は例えばＮＴＳＣ信号では６０Ｈｚの飛び越し走査、ＰＡＬ信号では５０Ｈｚの順次走査といったように規格化された信号であり、この周波数に基づき生成した表示画像のフレーム周波数を６０Ｈｚ乃至５０Ｈｚとした場合、周波数は十分高くないために動画ぼやけを生じてしまう。
【０００６】
この動画ぼやけを改善するための手段の一つとして、一映像信号を二倍以上のフレーム周波数で駆動すると共に、複数フレームの輝度を合成して所望の輝度を得ることによって、輝度の低下を生じることなく黒挿入の効果を実現する駆動方式が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２４０３１７号公報
【非特許文献１】Moving Picture Quality Improvement for Hold-type AM-LCDs, Taiichiro kurita, SID 01 DIGEST
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の技術を適用した場合、移動する物体と背景の色に応じて動画ぼやけ生じる位置が異なるため、移動する物体のエッジ領域と背景領域とが共に異なる色に着色して観測されてしまう場合があった。
【０００８】
この着色メカニズムを図９〜１１を用いて説明する。図９（Ａ）は、横軸にフレーム時間ｔ、縦軸に最大値を１、最小値を０とする相対輝度ｂ（ｔ）を示した瞬間的な輝度応答波形である。本説明では話を簡単にするため、ディスプレイの応答速度を０と仮定し、フレーム時間ｔが０の前後で表示輝度が変化するものとする。この場合、相対輝度ｂ（ｔ）は下記式（１）で表せる。なお、Ｔは一般に１６．６ｍｓである１フレーム期間を示す。
【数１】
2008107707.tif 000003
【０００９】
これに対して、図９（Ｂ）は、人間が網膜残像を考慮して観測される目視輝度Ｂ（ｔ）を示す。Ｂ（ｔ）は１フレーム期間分の輝度が積分された輝度となるため、下記式（２）で表せる。
【数２】
2008107707.tif 000004
【００１０】
その結果、図９（Ｂ）に示すように、フレーム時間０、０．５Ｔ、１．０Ｔで得られる輝度を直線で結んだ輝度特性となる。
【００１１】
図９（Ｂ）において、目視輝度が変化するフレーム時間０の輝度を０、十分時間が経過した場合の輝度を１と置き直した場合、フレーム時間０から相対輝度が０．１となるまでの時間を動画ぼやけオフセット期間Ｔａ、相対輝度が０．１から０．９までの時間を動画ぼやけ時間Ｔｂと定義する。動画ぼやけオフセット期間Ｔａは画像が動いた場合に輝度変化の位置に対応し、動画ぼやけ時間Ｔｂは実際にぼやけて見える幅に対応する。なお、Ｔｂの値は一般にＭＰＲＴ（Moving Picture Response Time）として定義されている値である。
【００１２】
フレーム時間０以前の輝度を前フレーム相対輝度、フレーム時間０以降の輝度を現フレーム相対輝度と定義する場合、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂの関係は図１０（Ａ）（Ｂ）に示す特性となり、映像データの輝度変化に応じて、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂが変化する。
【００１３】
図１０（Ａ）（Ｂ）において、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂは共に小さな方が好ましいが、無彩色で輝度のみが変化する場合、Ｔａの遅れが観測者に認識されることはなく、また、Ｔｂは、所謂従来型のホールド型ディスプレイよりも小さな値であるために改善しているといえる。
【００１４】
しかしながら、表示装置は一般にＲＧＢ（赤青緑）の３原色を同時に表示して、求める色を描画している。したがって、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂの値がＲＧＢ毎に異なる場合、前フレームから現フレームに変化する画像のエッジ部分が異なる色となって見える恐れがある。
【００１５】
ここで、前フレームと現フレームの色が全く異なる場合には、エッジの着色は目立たないものの、同一系統の色で、彩度（輝度）のみが変化するような場合には、エッジの部分が前フレーム、現フレームとは共に異なる色に着色してしまい、この場合は目立ちやすいために違和感を覚えやすい。
【００１６】
図１１（Ａ）（Ｂ）に、その例を示す。画面に対して、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の輝度相対値で（０．０８，０．０２，０．００）とした背景領域に対し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の輝度相対値で（０．９６，０．３１，０．２３）としたボックス状の表示を行い、このボックス領域を画面右から左にスクロールした場合を考える。ここで、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０．０８，０．０２，０．００）は、こげ茶色に相当し、（０．９６，０．３１，０．２３）は、肌色に相当する。
【００１７】
この場合、理想的には、図１１（Ａ）に示すように、ボックス表示と背景領域のエッジ部分がぼやけないことが理想であるが、実際の映像では、図１１（Ｂ）に示すように、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間ＴｂのＲＧＢによる違いから、左側のエッジが灰色に、右側のエッジが赤色に着色して観測される。
【００１８】
ここで、背景領域とボックス領域が共に赤みがかった色であるため、右側のエッジは目立たないが、左側のエッジは背景領域とボックス領域に対して彩度がなくなるように見えるために補色の如く着色して観測され、目立ちやすい。なお、スクロール方向が左から右の場合や上下方向の場合も同様である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
エッジでの着色が目立つのは、前フレームから現フレームに変化する場合に、同系統の色で輝度が変化する場合に、エッジ領域が補色の如く観測される場合である。本発明ではこのような場合に、特定の色の映像データのみを１フレーム時間遅延させる。その結果、エッジ領域は同系色のまま彩度が上がったかの如く表示することができ、これによってエッジの着色を目立たなくする。
【発明の効果】
【００２０】
ホールド型表示装置において、動画ぼやけを減らすことでき、かつ、動画ぼやけのエッジ部分が補色の如く着色することがなくなり、違和感のない動画表示を実現できる。
【００２１】
特に、液晶表示装置のようなホールド型表示装置において、ＲＧＢ毎の動画エッジの部分を補正することによって、同系統のエッジが異なる色に着色される現象を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係るホールド型表示装置は、一画面分の映像データを１フレーム期間保持するフレームメモリを有し、１フレーム遅延させた映像データと現フレームの映像データとを比較する演算回路を有する。演算回路での比較結果に基づいて、光の三原色が共に明るくなる方向に変化し、かつ、一色又は二色の映像データの相対輝度が、０以上０．５以下の範囲から０以上０．５以下の範囲に変化する場合において、一色又は二色の映像データを１フレーム期間遅延させて表示させる。
【００２３】
以下、図１〜８を用いて、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本実施例の構成を示す図であり、本実施例において、フレーム周波数は６０Ｈｚ（＝１６．６ｍｓ）で入力されるものとする。４０１は外部システムからの入力映像データ、４０２は倍速化回路、４０３はフレームメモリ、４０４は倍速化回路４０２とフレームメモリ４０３との間で、倍速化された映像データのリード・ライト処理を行うインターフェースバスである。４０５はフレーム周波数が２倍となった現フレーム映像データであり、４０６は現フレーム映像データ４０５に対して１フレーム時間遅延した映像データである前フレーム映像データ、４０７は演算回路、４０８は演算回路で生成された映像データ、４０９はデータ変換回路、４１０はデータ変換回路で変換された出力映像データ、４１１はホールド型の表示パネルである。
【００２５】
図２は、入力映像データ４０１と現フレーム映像データ４０５、前フレーム映像データ４０６の関係を示すタイミング図である。
【００２６】
図３は、演算回路４０７の構成を示す図であり、以下、添字のＲＧＢは、それぞれ赤緑青の各色を意味し、４０５−Ｒ〜Ｂ、４０６−Ｒ〜Ｂ、４０８−Ｒ〜Ｂは、それぞれ現フレーム映像データ４０５、前フレーム映像データ４０６、映像データ４０８の構成要素である。６０１−Ｒ〜Ｂは、色毎の判定回路、６０２−Ｒ〜Ｂは、色毎の判定信号である。以下、添字のＸはＲＧＢの各色を示し、現フレーム映像データ４０５をＤｎｗＸ、前フレーム映像データ４０６をＤｐｒＸ、映像データ４０８をＤｃｈＸ、判定信号６０２をｄｉｇＸと呼ぶ。
【００２７】
図４(Ａ)は、図１０に示した、動画ぼやけオフセット期間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂを３つの領域に分けられることを示す動画ぼやけ領域Ａ，Ｂ，Ｃを示す図であり、図４(Ｂ)は、現フレーム相対輝度が前フレーム相対輝度よりも高くなる（明るくなる）場合の各領域Ａ，Ｂ，Ｃの目視輝度の時間変化を示す図である。
【００２８】
図５(Ａ)は、演算回路４０７において、現フレーム映像データＤｎｗＸの相対輝度が前フレーム映像データＤｐｒＸの相対輝度が高い場合に、自色、他色１及び他色２の状態に応じて、自色が選択する現フレーム映像データＤｎｗＸ又は前フレーム映像データＤｐｒＸを示す。図５(Ｂ)は、図５(Ａ)の場合以外であって、自色は、現フレーム映像データＤｎｗＸを選択する場合を示す。
【００２９】
図６は、データ変換回路４０９に入力する映像データ４０８と出力映像データ４１０の関係を示す図である。図６において、映像データ４０８の相対輝度が０．５の場合に、第１（１ｓｔ）フィールドであれば相対輝度が１．０となるように変換し、第２（２ｎｄ）フィールドであれば０となるように変換する。
【００３０】
図７は、図１１で示したスクロール映像に対し、左エッジ部分におけるＲＧＢ毎の目視輝度波形を、図７（Ａ）は従来の場合、図７（Ｂ）は本発明の場合を示した図である。
【００３１】
図８は、図７と同じく、図１１で示したスクロール映像に対し、右エッジ部分におけるＲＧＢ毎の目視輝度波形を、図８（Ａ）は従来の場合、図８（Ｂ）は本発明の場合を示した図である。この右エッジ部分の処理について、本発明は従来と変わらない。
【００３２】
以上の図１〜８に基づき本実施例の動作の詳細について説明する。
【００３３】
図１において、外部システムから入力される映像データ４０１は、図２に示すように、ｎフレーム目における１画面分の入力映像データ４０１をＤ（ｎ）とした場合、倍速化回路４０２及びフレームメモリ４０３によって、１フレーム分の映像データが２倍の周波数で２回出力される現フレーム映像データ４０５を生成すると共に、それよりも１フレーム時間遅延した前フレーム映像データ４０６を生成する。ここで、同一の映像データからなる２回の出力のうち、１回目の映像データを第１（１ｓｔ）フィールド、２回目の映像データを第２（２ｎｄ）フィールドとする。
【００３４】
このように生成された現フレーム映像データ４０５及び前フレーム映像データ４０６は演算回路４０７に入力される。演算回路４０７は、図３に示すように、判定回路６０１において、ＲＧＢ毎の現フレーム映像データ４０５と前フレーム映像データ４０６とを比較すると共に、自色と他色を含めた判定信号６０２に基づいて、現フレーム映像データ４０５又は前フレーム映像データ４０６が選択され、映像データ４０８として出力する。
【００３５】
ここで、判定条件について説明する。図１０で示した動画ぼやけオフセット時間Ｔａ及び動画ぼやけ時間Ｔｂは、その組み合わせから、図４（Ａ）に示すように、領域ＡをＴａが０．５以下でＴｂが０．５以下となる範囲、領域ＢをＴａが０．５以下でＴｂが０．５を超える範囲、領域ＣをＴａが０．５を超えてＴｂが０．５以下となる範囲で定義する。
【００３６】
したがって、図４（Ａ）において、領域Ａは、前フレーム相対輝度が０以上０．５以下で現フレーム相対輝度が０以上０．５以下の領域であり、領域Ｂは、前フレーム相対輝度が０以上０．５以下で現フレーム相対輝度が０．５を越えて１以下の領域又は前フレーム相対輝度が０．５を越えて１以下で現フレーム相対輝度が０以上０．５以下の領域であり、領域Ｃは、前フレーム相対輝度が０．５を越えて１以下で現フレーム相対輝度が０．５を越えて１以下の領域である。
【００３７】
一方、ＲＧＢの映像データの相対輝度が高くなる方向に輝度変化する場合の組み合わせは、図５（Ａ）に示すように、Ｎｏ．１からＮｏ．１０の１０種類の組み合わせとなる。
【００３８】
図５（Ａ）において、Ｎｏ．１の場合は、自色、他色１及び他色２の３色のＲＧＢが共に領域Ａの範囲である場合を示す。この場合の判定は、自色に対応する判定回路６０１を、例えば、判定回路６０１−Ｒとすると、自色の判定回路６０１−Ｒの判定信号６０２−Ｒが領域Ａであることを示し、他色１，２の判定回路６０１−Ｇ，６０１−Ｂの判定信号６０２−Ｇ，６０２−Ｂも領域Ａであることを示すので、出力する画像データＤｃｈＲとして現フレーム映像データＤｎｗＲを選択する。
【００３９】
また、Ｎｏ．２からＮｏ．６の場合は、３色のＲＧＢのうちの自色と他色の多くても２色が領域Ａの範囲であり、残りの他色が領域Ａでない領域Ｂ又は領域Ｃの範囲である場合を示す。この場合の判定は、自色に対応する判定回路６０１を、例えば、判定回路６０１−Ｒとすると、自色の判定回路６０１−Ｒの判定信号６０２−Ｒが領域Ａであることを示し、少なくとも他色１，２の判定回路６０１−Ｇ，６０１−Ｂの判定信号６０２−Ｇ，６０２−Ｂの１つが領域Ａでないことを示すので、出力する画像データＤｃｈＲとして前フレーム映像データＤｐｒＲを選択する。
【００４０】
また、Ｎｏ．７からＮｏ．１０の場合は、３色のＲＧＢが共に領域Ａの範囲でない場合を示す。この場合の判定は、自色に対応する判定回路６０１を、例えば、判定回路６０１−Ｒとすると、自色の判定回路６０１−Ｒの判定信号６０２−Ｒが領域Ａでないことを示し、他色１，２の判定回路６０１−Ｇ，６０１−Ｂの判定信号６０２−Ｇ，６０２−Ｂも領域Ａでないことを示すので、出力する画像データＤｃｈＲとして現フレーム映像データＤｎｗＲを選択する。
【００４１】
図５（Ａ）の場合以外は、図５（Ｂ）に示すように、出力する画像データＤｃｈｘとして現フレーム映像データＤｎｗｘを選択する。
【００４２】
ここで、エッジの着色が目立つのは領域Ａが含まれる場合であって、自色が領域Ａで、他色が領域Ｂ又は領域ＣとなるＮｏ．２からＮｏ．６の場合には、出力する映像データＤｃｈｘとしては、１フレーム期間遅延している前フレーム映像データＤｐｒｘを選択し、それ以外の場合には、現フレーム映像データＤｎｗｘを選択する。
【００４３】
このように選択された映像データＤｃｈｘ（４０８）は、データ変換回路４０９において、図６に示すように、１ｓｔフィールドにおいては、低い相対輝度を伸張し、高い相対輝度を圧縮し、２ｎｄフィールドにおいては、これとは反対に、低い相対輝度を圧縮し、高い相対輝度を伸張する。このように変換された映像データ４０８は表示パネル４１１において表示される。
【００４４】
以上の動作に基づいた場合、図１１で示したスクロール画像のエッジ部分がどのように変化するかを図７及び図８で示す。図１１において、左側のエッジでは、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が（０．０８，０．０２，０．００）から（０．９６，０．３１，０．２３）に変化するため、ＲＧＢは共に輝度が立ち上がり、さらに、この（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を図４で示した領域で区分すると、（領域Ｂ，領域Ａ，領域Ａ）と変化するため、図５（Ａ）に示すＮｏ．２が該当する。
【００４５】
この場合、演算回路４０７において、ＧとＢは１フレーム遅延した信号が選択されるため、図７（Ｂ）に示すように、ＧとＢが従来と比較して動画ぼやけオフセット時間が丁度１フレーム分遅延することとなる。
【００４６】
この結果、従来、灰色に着色していたエッジでは、まずＲが変化した後、ＧとＢが変化するようになるため背景領域とスクロールするボックス領域とが同色系統の赤色に着色するため、エッジの着色が目立たなくなる。これに対して、右側のエッジではＲＧＢ全てが立ち下がるために、図５（Ｂ）の場合となり、従来と変化しないが、この場合は、元々背景領域とスクロールするボックス領域とが同色系統の赤色に着色していたため何ら問題がない。
【００４７】
なお、本発明において、データ変換回路４０９は、図６で示したように、１ｓｔフィールドが明るく、２ｎｄフィールドが暗くなるよう変換したが、１ｓｔフィールドが暗く、２ｎｄフィールドが明るくなるように変換した場合、領域Ａと領域Ｃの配置が入れ替わる。その結果、図１１のスクロール映像では、エッジの着色は左右で逆転することとなるが、その場合でも領域Ａとなる範囲、すなわち、前フレーム相対輝度が０．５以上１以下で現フレーム相対輝度が０．５以上１以下の領域が３色のＲＧＢのうち多くとも２色であり、かつ、ＲＧＢが共に立ち下がる場合に、領域Ａの範囲の映像データを１フレーム期間遅延させることで、エッジの着色を同じように抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る表示装置の構成図
【図２】入力映像データ４０１と現フレーム映像データ４０５及び前フレーム映像データ４０６の関係を示すタイミング図
【図３】図１に示す演算回路４０７の構成図
【図４】動画ぼやけ領域を示す図
【図５】演算回路４０７の選択内容を示す図
【図６】図１に示すデータ変換回路４０９の映像データの入出力関係図
【図７】図１１における左側エッジ領域の動画ぼやけを示す図
【図８】図１１における右側エッジ領域の動画ぼやけを示す図
【図９】瞬間輝度応答波形と目視輝度応答波形の関係図
【図１０】動画ぼやけオフセット時間Ｔａと動画ぼやけ時間Ｔｂを示す図
【図１１】動画エッジの着色現象を示す図
【符号の説明】
【００４９】
４０１…入力映像データ、４０２…倍速化回路、４０３…フレームメモリ、４０４…インターフェースバス、４０５…現フレーム映像データ、４０６…前フレーム映像データ、４０７…演算回路、４０８…映像データ、４０９…データ変換回路、４１０…出力映像データ、４１１…表示パネル、６０１−Ｒ〜Ｂ…判定回路、６０２−Ｒ〜Ｂ…判定信号
【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】
2008107707.tif 000013
【図１０】
2008107707.tif 000014
【図１１】
2008107707.tif 000015