(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する画像表示方法であって、
上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、
上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度を入力信号によって指示される画素のフレーム積算輝度より明るく設定し、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より暗く設定する時分割駆動工程を含み、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比は、上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2〕のとき５０以下かつ１．５以上であり、上記フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき３．５以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき２．２以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．８以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．５であり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応するコントラスト比の間を単調に変化するように設定されており、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第２サブフレーム期間の輝度は、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されており、上記時分割駆動工程における上記第１サブフレーム期間の輝度は、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定されており、
上記フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以上の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第１サブフレーム期間の輝度は、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されており、上記時分割駆動工程における上記第２サブフレーム期間の輝度は、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定されている、画像表示方法。
【請求項２】
１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する画像表示方法であって、
上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、
上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度を入力信号によって指示される画素のフレーム積算輝度より明るく設定し、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より暗く設定する時分割駆動工程を含み、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比は、１．５以上に設定されていると共に、
当該時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差は、フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が２３０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１９０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１６０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕となり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応する輝度差の間を単調に変化するように設定されており、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第２サブフレーム期間の輝度は、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されており、上記時分割駆動工程における上記第１サブフレーム期間の輝度は、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定されており、
上記フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以上の範囲では、上記時分割駆動工程における上記第１サブフレーム期間の輝度は、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されており、上記時分割駆動工程における上記第２サブフレーム期間の輝度は、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定されている、画像表示方法。
【請求項３】
上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差が、少なくとも積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ2〕の領域で、１００〜２００〔ｃｄ／ｍ2〕の範囲内である、請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項４】
サブフレームの数をｎとするとき、上記時分割駆動工程における各サブフレーム期間の輝度の最大値はフレーム積算輝度×ｎである、請求項２に記載の画像表示方法。
【請求項５】
１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する駆動手段を備えている画像表示装置であって、
上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、
上記駆動手段は、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度が入力信号によって指示される画素のフレーム積算輝度より明るくなり、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より暗くなるように、上記複数のサブフレーム期間の輝度を制御すると共に、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記駆動手段は、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比を、上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき５０以下かつ１．５以上であり、上記フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき３．５以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき２．２以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．８以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．５であり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応するコントラスト比の間を単調に変化するように設定し、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の範囲では、上記駆動手段は、上記第２サブフレーム期間の輝度を、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定し、上記第１サブフレーム期間の輝度を、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定し、
上記フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以上の範囲では、上記駆動手段は、上記第１サブフレーム期間の輝度を、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定し、上記第２サブフレーム期間の輝度を、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定する、画像表示装置。
【請求項６】
１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する駆動手段を備えている画像表示装置であって、
上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、
上記駆動手段は、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度が入力信号によって指示される画素のフレーム積算輝度より明るくなり、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より暗くなるように、上記複数のサブフレーム期間の輝度を制御すると共に、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記駆動手段は、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比を１．５以上に設定すると共に、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差を、フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が２３０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１９０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１６０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕となり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応する輝度差の間を単調に変化するように設定し、
上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の範囲では、上記駆動手段は、上記第２サブフレーム期間の輝度を、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定し、上記第１サブフレーム期間の輝度を、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定し、
上記フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以上の範囲では、上記駆動手段は、上記第１サブフレーム期間の輝度を、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定し、上記第２サブフレーム期間の輝度を、上記１フレーム期間における上記画素の輝度の時間積分値の総和が、上記入力信号によって指示される上記画素のフレーム積算輝度を再現するように設定する、画像表示装置。
【請求項７】
上記駆動手段は、上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差を、少なくとも積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ2〕の領域で、１００〜２００〔ｃｄ／ｍ2〕の範囲内となるように設定する、請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
上記駆動手段は、サブフレームの数をｎとするとき、各サブフレーム期間の輝度の最大値をフレーム積算輝度×ｎに設定する、請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
請求項５または６記載の画像表示装置と、
外部から入力された画像信号を上記画像表示装置に伝達するための信号入力部とを備えている、画像表示モニター。
【請求項１０】
テレビジョン放送を受信する受信装置と、
請求項５または６記載の画像表示装置とを備え、
当該画像表示装置は、上記受信装置が受信したテレビジョン放送の示す映像を表示する、テレビジョン受像機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子やＥＬ（Electro Luminescence）表示素子などのホールド型表示素子を用いた画像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、種々の表示が開発され商品化されている。【０００３】
ここで、ＣＲＴ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、非選択期間の画素は黒表示となる。これに対し、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）装置では、非選択期間の画素において前回書き込まれた表示内容が維持される（ホールド型表示装置における通常表示）。【０００４】
そして、このようなホールド型表示装置の通常表示では、動画表示を行う場合に動画ボケの問題が生じる。上記動画ボケの問題は、ホールド型表示装置の画素において、その非選択期間にも表示内容が保持されることに起因するものであり、画素の応答速度を向上させたとしても解決されるものではない。【０００５】
ホールド型表示装置において、動画ボケを防止する方法として、時分割駆動を行うものがある。なお、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。【０００６】
すなわち、ホールド型表示装置においても、時分割駆動を行ってサブフレームの少なくとも一つで低輝度の表示（黒表示に近い表示）を行えば、擬似的にインパルス型表示に近い表示を行うことができ、動画ボケの防止に効果がある。【０００７】
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（日本国公開特許公報：特開２００１−２９６８４１号（公開日；２００１年１０月２６日））が挙げられる。【０００８】
また、特許文献２（日本国公開特許公報：特開２００１−１８４０３４号（公開日；２００１年７月６日））には、１画面を表示する１フレームの期間に２回活性化するインパルス駆動を行う液晶表示装置が開示されている。また、特許文献３（日本国公開特許公報：特開２００３−２６２８４６号（公開日；２００３年９月１９日））にもインパルス型表示方式を採用した表示装置が開示されている。【０００９】
しかしながら、ホールド型表示素子を用いた表示装置において、動画性能を向上させるために上述のような擬似インパルス駆動を行うと、近年の表示装置の高輝度大画面化にも伴い、フリッカを発生しやすくなるといった問題がある。このフリッカは、フレーム周波数が低い場合や表示輝度が高い場合等に特に顕著となり、ユーザの目を疲れさせる。【００１０】
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、フリッカが視認されることを防止しながら、動画ボケを抑制でき、高品質な動画表示が可能な画像表示装置を実現することにある。
【発明の開示】
【００１１】
本発明に係る画像表示方法は、上記課題を解決するために、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する画像表示方法であって、上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、上記入力信号によって指示される、画素のフレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕（ｎｉｔ）〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より明るく設定し、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より暗く設定する時分割駆動工程を含み、上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比は、上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき５０以下かつ１．５以上であり、上記フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき３．５以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき２．２以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．８以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．５であり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応するコントラスト比の間を単調に変化するように設定されている。
【００１２】
また、本発明に係る画像表示装置は、上記課題を解決するために、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する駆動手段を備えている画像表示装置であって、上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、上記駆動手段は、上記入力信号によって指示される、画素のフレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より明るくなり、、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より暗くなるように、上記複数のサブフレーム期間の輝度を制御すると共に、上記駆動手段は、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比を、上記フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき５０以下かつ１．５以上であり、上記フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき３．５以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき２．２以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．８以下かつ１．５以上であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき１．５であり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応するコントラスト比の間を単調に変化するように設定するものである。
【００１３】
上記構成によれば、上記１フレーム期間の周波数が５０〜７０Ｈｚである画像表示装置に画像を表示する際、上記範囲では、第１および第２サブフレーム期間の輝度が互いに異なるように設定されており、上記範囲における第１および第２サブフレーム期間同士のコントラスト比が上述のように設定されている。この結果、フリッカが視認されない程度に、上記第１および第２サブフレーム間に輝度差を設けることができる。この結果、フリッカが視認されることを防止しながら、動画ボケを抑制でき、高品質な動画表示を実現できる。
【００１４】
また、本発明の画像表示方法は、さらに、上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差が少なくとも積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ２〕の領域で、１００〜２００〔ｃｄ／ｍ２〕の範囲内であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の画像表示装置では、上記の構成に加えて、上記駆動手段は、上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差を、少なくとも積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ２〕の領域で、１００〜２００〔ｃｄ／ｍ２〕の範囲内となるように設定することが好ましい。
【００１６】
上記の構成によれば、特にテレビ用途などの多くの輝度が混在する映像を見る状況において画像のざらつき、ノイズを防止できる。
【００１７】
一方、本発明に係る画像表示方法は、上記課題を解決するために、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する画像表示方法であって、上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、上記入力信号によって指示される、画素のフレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より明るく設定し、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度を上記フレーム積算輝度より暗く設定する時分割駆動工程を含み、上記時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比は、１．５以上に設定されていると共に、当該時分割駆動工程における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差は、フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が２３０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１９０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１６０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕となり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応する輝度差の間を単調に変化するように設定されている。
【００１８】
また、本発明に係る画像表示装置は、上記課題を解決するために、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して画像表示する駆動手段を備えている画像表示装置であって、上記１フレーム期間の周波数は、５０〜７０Ｈｚであり、上記駆動手段は、上記入力信号によって指示される、画素のフレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の範囲では、上記サブフレーム期間のうちの少なくとも一つである第１サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より明るくなり、上記サブフレーム期間のうちの別の少なくとも一つである第２サブフレーム期間の輝度が上記フレーム積算輝度より暗くなるように、上記複数のサブフレーム期間の輝度を制御すると共に、上記駆動手段は、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間のコントラスト比を１．５以上に設定すると共に、上記範囲における上記第１および第２サブフレーム期間の輝度差を、フレーム積算輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が２３０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１９０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１６０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、フレーム積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき上記輝度差が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕となり、上記範囲のうち、上記各フレーム積算輝度以外のフレーム積算輝度では、上記各フレーム積算輝度に対応する輝度差の間を単調に変化するように設定するものである。
【００１９】
上記構成によれば、上記１フレーム期間の周波数が５０〜７０Ｈｚである画像表示装置に画像を表示する際、上記範囲では、第１および第２サブフレーム期間の輝度が互いに異なるように設定されており、上記範囲における第１および第２サブフレーム期間同士のコントラスト比および輝度差が上述のように設定されている。この結果、フリッカが視認されない程度に、上記第１および第２サブフレーム間に輝度差を設けることができる。この結果、フリッカが視認されることを防止しながら、動画ボケを抑制でき、高品質な動画表示を実現できる。
【００２０】
また、本発明の画像表示方法は、さらに、サブフレームの数をｎとするとき、上記時分割駆動工程における各サブフレーム期間の輝度の最大値はフレーム積算輝度×ｎであることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の画像表示装置では、上記の構成に加えて、上記駆動手段は、サブフレームの数をｎとするとき、各サブフレーム期間の輝度の最大値をフレーム積算輝度×ｎに設定することが好ましい。
【００２２】
これにより、コントラスト比および輝度差が上記のような範囲内となるようにサブフレームの数を制限することができる。具体的には、このようなサブフレームの数は、３以下である。
【００２３】
また、本発明に係る画像表示モニターは、上記のいずれかの画像表示装置と、外部から入力された画像信号を上記画像表示装置に伝達するための信号入力部とを備えているものである。さらに、本発明に係るテレビジョン受像機は、テレビジョン放送を受信する受信装置と、上記のいずれかの画像表示装置とを備え、当該画像表示装置は、上記受信装置が受信したテレビジョン放送の示す映像を表示するものである。ここで、上述したように、上記画像表示装置は、高品質な動画表示が可能である。したがって、画像表示モニターあるいはテレビジョン受像機として好適に使用できる。
【００２４】
ところで、上記画像表示装置は、ハードウェアで実現してもよいし、プログラムをコンピュータに実行させることによって実現してもよい。具体的には、本発明に係るプログラムは、上記画像表示装置の駆動手段としてコンピュータを動作させるプログラムであり、本発明に係る記録媒体には、当該プログラムが記録されている。
【００２５】
例えば、上記記録媒体をコンピュータが読み取るなどして、これらのプログラムがコンピュータによって実行されると、当該コンピュータは、上記画像表示装置として動作する。したがって、上記画像表示装置と同様に、高品質な動画表示を実現できる。
【００２６】
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かるであろう。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】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、画像表示装置に設けられたコントロールＬＳＩの要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記画像表示装置の要部構成を示すブロック図である。
【図３】上記画像表示装置の動作を示す図である。
【図４】フリッカの認知限界と駆動周波数との関係を示すグラフである。
【図５】リフレッシュレートが６０〔Ｈｚ〕の場合の輝度とフリッカ検知限界コントラストとの関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る画像表示装置と比較例とにおける表示輝度−輝度差特性を示すグラフである。
【図７】本実施形態に係る画像表示装置と比較例とにおける表示輝度−コントラスト比特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１    画像表示装置
１１ａ  表示素子（画素）
３０    コントロールＬＳＩ（駆動手段）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の一実施形態について図１ないし図７に基づいて説明すると以下の通りである。先ずは、本実施の形態に係る画像表示装置の概略構成を、図２を参照して以下に説明する。図２において、画像表示装置１は、表示パネル１０と、フレームメモリ２０と、コントロールＬＳＩ３０とを備えており、信号源５０から与えられる入力画像信号の示す映像を表示パネル１０に表示できる。なお、一例として、画像表示装置１を含む装置が画像表示モニターである場合、信号源５０は、外部から入力された画像信号を上記画像表示装置１に伝達する信号入力部として機能する。一方、画像表示装置１を含む装置がテレビジョン受像機である場合、信号源５０として、テレビジョン放送を受信する受信装置が用いられ、当該画像表示装置１は、上記受信装置が受信したテレビジョン放送の示す映像を表示する。【００３０】
モード切替スイッチ６０は、ユーザの指示によって表示モードを切り替え可能とするために、ユーザの操作によってモード切替信号をコントロールＬＳＩ３０に出力するものである。すなわち、ユーザが表示モードの切り替えを行うためにモード切替スイッチ６０を操作すると、モード切替信号がモード切替スイッチ６０からコントロールＬＳＩ３０に入力され、コントロールＬＳＩ３０において表示モードの切替制御が行われる。【００３１】
表示パネル１０は、画像表示手段を構成し、表示素子アレイ１１、ＴＦＴ基板１２、ソースドライバ１３ａ〜１３ｄ、およびゲートドライバ１４ａ〜１４ｄを有している。また、有機ＥＬ部材を用いてもよいが、本実施形態に係る表示素子アレイ１１には、液晶材料を用いた複数の表示素子１１ａ（画素部）がマトリクス状に配置されている。【００３２】
ＴＦＴ基板１２の表示領域には、これらの表示素子１１ａを駆動する画素電極１２ａと、画素電極１２ａへの電荷供給（表示電圧）をオン・オフするスイッチング素子としてのＴＦＴ１２ｂとが各表示素子１１ａに対応してマトリクス状にそれぞれ配置されている。これらの表示素子アレイ１１およびＴＦＴ基板１２の表示領域の周辺部には、各ＴＦＴ１２ｂをそれぞれ介して画素電極１２ａおよび表示素子１１ａを表示駆動するためのソースドライバとゲートドライバとが配置されている。ソースドライバに関しては、第１〜第４ソースドライバ１３ａ〜１３ｄをカスケード接続した構成が例示されており、ゲートドライバに関しては、第１〜第４ゲートドライバ１４ａ〜１４ｄをカスケード接続した構成が例示されている。【００３３】
ＴＦＴ基板１２の表示領域において、ソースドライバに接続されてソース電圧（表示電圧）が供給される複数のソース電圧ラインと、ゲートドライバに接続されてゲート電圧（走査信号電圧）が供給される複数のゲート電圧ラインとが互いに交差して設けられている。その交差部近傍毎に、画素電極１２ａおよびＴＦＴ１２ｂが設けられている。【００３４】
ＴＦＴ１２ｂのゲート電極は、対応するゲート電圧ライン（その交差部のゲート電圧ライン）に接続され、ＴＦＴ１２ｂのソース電極は、対応するソース電圧ライン（その交差部のソース電圧ライン）に接続され、ＴＦＴ１２ｂのドレイン電極は画素電極１２ａに接続されている。【００３５】
フレームメモリ２０は、表示パネル１０に表示される画像信号を１フレーム分蓄積するものである。コントロールＬＳＩ３０は、各部を制御する表示制御手段である。なお、コントロールＬＳＩ３０の構成については、後で詳細に説明する。【００３６】
上記構成の画像表示装置１において、その基本的な画像表示方法について説明すれば以下の通りである。【００３７】
先ず、コントロールＬＳＩ３０からは、１水平ライン分の各画素部に表示されるパネル画像信号が、クロック信号に同期して順次、第１ソースドライバ１３ａに転送される。第１〜第４ソースドライバ１３ａ〜１３ｄは図２に示すようにカスケード接続されているので、１水平画素数分のクロック信号のパルスによって、第１〜第４ソースドライバ１３ａ〜１３ｄに１水平画素数分のパネル画像信号が一旦保持される。この状態で、コントロールＬＳＩ３０から第１〜第４ソースドライバ１３ａ〜１３ｄにラッチパルス信号が出力されると、各ソースドライバ１３ａ〜１３ｄから各画素部の画像信号に対応した表示電圧レベルが１水平画素数分のソース電圧ラインに出力される。【００３８】
また、コントロールＬＳＩ３０は、各ゲートドライバ１４ａ〜１４ｄのそれぞれへの制御信号として、イネーブル信号、スタートパルス信号および垂直シフトクロック信号を出力する。イネーブル信号がローレベルの間、ゲート電圧ラインは、オフ状態となる。また、イネーブル信号がハイレベルであり、かつ、スタートパルス信号が入力されている時には、該当するゲートドライバの最初のゲート電圧ラインが、垂直シフトクロック信号の立ち上がりエッジのタイミングでオン状態となる。また、イネーブル信号がハイレベルであり、かつ、スタートパルス信号が入力されていない時には、前回オン状態となったゲート電圧ラインの次のゲート電圧ラインが、垂直シフトクロック信号の立ち上がりエッジのタイミングでオン状態となる。【００３９】
上記ソース電圧ラインに１水平画素数分の表示電圧が出力されている期間に１本のゲート電圧ラインがオン状態となることによって、このゲート電圧ラインに接続されている１水平画素数分の各ＴＦＴ１２ｂがオン状態となる。これにより、１水平画素数分の各画素電極１２ａに各ソース電圧ラインからの電荷（表示電圧）がそれぞれ供給され、これによって、表示素子１１ａの状態が変化して画像表示が行われる。以上のような表示制御が各水平ラインについて繰り返し行われることによって、表示画面全体に画像表示が行われる。【００４０】
さらに、画像表示装置１は、動画ボケを抑制する擬似インパルス表示を行うために、時分割駆動を行う構成、すなわち、１つのフレームを複数のサブフレームに分けて表示パネル１０の駆動を行う構成となっている。より詳細には、時分割駆動では、各サブフレームの表示輝度の時間積分値が入力画像信号に基づく１フレーム期間内の階調輝度特性を再現するように、各サブフレームへ表示輝度が配分される。【００４１】
なお、フレーム輝度と入力画像信号の階調レベルとの関係は、以下の（１）式を満たす。ここで、（１）式においては、γ（ガンマ特性）＝２．２の時に、実際の表示と近い特性が得られることが知られている。【００４２】
【数１】
0004722942.tif 000002
【００４３】
以下では、各サブフレームへの表示輝度配分の具体例について説明する前に、時分割駆動を行うための、コントロールＬＳＩ３０の構成について図１を参照して説明する。【００４４】
コントロールＬＳＩ３０は、図１に示すように、ラインバッファ３１、タイミングコントローラ３２、フレームメモリデータセレクタ３３、第１階調変換回路３４、第２階調変換回路３５、出力データセレクタ３６、第１ＬＵＴ（Look Up Table）３７、第２ＬＵＴ３８を備えて構成されている。【００４５】
ラインバッファ３１では、入力された入力画像信号が１水平ラインずつ受信されて一旦保持される。ラインバッファ３１は、受信ポートと送信ポートとを独立して備えており、入力画像信号の受信および送信を同時に行うことができる。【００４６】
タイミングコントローラ３２は、フレームメモリデータセレクタ３３に対して、フレームメモリ２０へのデータ転送と、フレームメモリ２０からのデータ読出しとのタイミングを交互に切り替えて制御する。また、タイミングコントローラ３２は、出力データセレクタ３６に対して、第１階調変換回路３４および第２階調変換回路３５からの各出力タイミングを交互に選択制御する。すなわち、タイミングコントローラ３２は、出力データセレクタ３６に対して前半サブフレーム期間と後半サブフレーム期間との切替えを行う。さらに、タイミングコントローラ３２は、入力同期信号に基づき生成したクロック信号、ラッチパルス信号、イネーブル信号、スタートパルス信号、および垂直シフトクロック信号を所定のタイミングで出力する。【００４７】
フレームメモリデータセレクタ３３は、タイミングコントローラ３２によって制御され、ラインバッファ３１に保持された入力画像信号を１水平ライン分ずつフレームメモリ２０にデータ転送する動作と、１フレーム前に入力されてフレームメモリ２０に保存されている画像信号を１水平ライン分ずつ読み出す動作とを交互に選択する。また、フレームメモリデータセレクタ３３は、フレームメモリ２０から読み出した画像データを第２階調変換回路３５に転送する。【００４８】
第１階調変換回路３４は、前半サブフレームの階調レベルを決定するためのものであって、ラインバッファ３１から入力画像信号の供給を受け、その入力画像信号の階調レベルを、時分割駆動を行うための前半サブフレームの階調レベルに変換して出力する。ここで、第１ＬＵＴ３７には、前半サブフレームの階調レベルが、入力画像信号の階調レベルに対応付けられて格納されており、上記第１階調変換回路３４がこの階調レベルの変換を行うにあたっては、当該第１ＬＵＴ３７が参照される。【００４９】
一方、第２階調変換回路３５は、後半サブフレームの階調レベルを決定するためのものであって、フレームメモリデータセレクタ３３を介してフレームメモリ２０から入力画像信号の供給を受け、その入力画像信号の階調レベルを、時分割駆動を行うための後半サブフレームの階調レベルに変換して出力する。ここで、第２ＬＵＴ３８には、後半サブフレームの階調レベルが、入力画像信号の階調レベルに対応付けられて格納されており、上記第２階調変換回路３５がこの階調レベルの変換を行うにあたっては、当該第２ＬＵＴ３８が参照される。なお、第１および第２ＬＵＴ３７・３８に格納されている階調レベルは、詳細は後述するように、各サブフレームに配分される表示輝度に応じて設定されている。【００５０】
出力データセレクタ３６は、タイミングコントローラ３２によって制御され、第１階調変換回路３４から出力される画像信号と、第２階調変換回路３５から出力される画像信号とを切り替え、パネル画像信号として出力する。すなわち、出力データセレクタ３６は、前半サブフレーム期間には第１階調変換回路３４から出力される画像信号をパネル画像信号として出力させ、後半サブフレーム期間には第２階調変換回路３５から出力される画像信号をパネル画像信号として出力させる。【００５１】
ここで、上記構成のコントロールＬＳＩ３０を用いた画像表示装置１の動作について図３を参照して説明する。図３は、本実施の形態の画像表示装置における水平期間毎の画像信号の流れを示す図である。ここでは、第Ｎ番目のフレームの１ライン目から３ライン目の画像入力信号が入力される期間を示している。【００５２】
なお、図３では、括弧［］内は、それぞれ１水平ライン分の画像信号の転送期間を示している。例えば、［Ｎ，１］は、第Ｎフレームの水平第１ラインに入力された入力画像信号が転送されていることを示している。また、Ｍライン目は画面の中間ラインを示しており、本実施の形態では第３ゲートドライバ１４ｃの第１ゲート電圧ラインによって駆動される水平ラインである。【００５３】
また、Ｃ１は、その後の［］内に示すフレームおよび水平ラインの入力画像信号をソースとして第１階調変換回路３４にて変換された画像信号が転送されることを示している。Ｃ２は、その後の［］内に示すフレームおよび水平ラインの入力画像信号をソースとして第２階調変換回路３５にて変換された画像信号が転送されることを示している。【００５４】
先ず、図３の矢印Ｄ１に示すように、入力された入力画像信号は、ラインバッファ３１で受信される。次に、矢印Ｄ２に示すように、１ライン分の画像信号が受信されている途中から、ラインバッファ３１からフレームメモリデータセレクタ３３を介してフレームメモリ２０への書き込みと、ラインバッファ３１から第１階調変換回路３４への転送が行われる。第１階調変換回路３４からは変換された画像信号がパネル画像信号として出力される。【００５５】
また、矢印Ｄ３に示すように、フレームメモリ２０への書き込みと交互に、書き込まれる画像信号のラインから半フレーム分だけ過去の水平ラインの画像信号が、フレームメモリ２０から１ラインずつ読み出される。フレームメモリ２０から読み出された画像信号は、フレームメモリデータセレクタ３３を介して第２階調変換回路３５へ転送され、第２階調変換回路３５からは変換された画像信号がパネル画像信号として出力される。【００５６】
さらに、コントロールＬＳＩ３０から出力された１水平ライン分のパネル画像信号がクロック信号によって第１〜第４のソースドライバへ転送された後、ラッチパルス信号を与えると、各ソース電圧ラインから各画素部の表示輝度に対応して表示電圧が出力される。この時、ソース電圧ライン上の電荷（表示電圧）を供給して画像表示させたいラインに該当するゲートドライバには、必要に応じて垂直シフトクロック信号やゲートスタートパルス信号が与えられて、該当するゲート電圧ラインの走査信号がオン状態とされる。一方、画像表示させないゲートドライバでは、イネーブル信号がローレベルとされて、ゲート電圧ラインの走査信号がオフ状態とされている。【００５７】
図３の例では、矢印Ｄ４に示すように、第Ｎ−１フレームの第Ｍラインの１水平ライン分の画像信号がソースドライバへ転送された後、コントロールＬＳＩ３０から、矢印Ｄ５に示すように、第３ゲートドライバ１４ｃへのイネーブル信号がハイレベルとされ、矢印Ｄ６およびＤ７に示すように、第３ゲートドライバ１４ｃへのスタートパルス信号と垂直シフトクロック信号とが供給される。これにより、矢印Ｄ８に示すように、表示位置が画面の第Ｍラインに該当する第３ゲートドライバ１４ｃの第１ゲート電圧ラインに接続されたＴＦＴ１２ｂがオン状態とされ、画像が表示される。この時、表示位置に該当しない第１、第２および第４ゲートドライバ１４ａ，１４ｂ，１４ｃへのイネーブル信号はローレベルとされており、これらのゲートドライバのゲート電圧ラインに接続されたＴＦＴ１２ｂはオフ状態とされている。【００５８】
次に、矢印Ｄ９に示すように、第Ｎフレームの第１ラインの１水平ライン分の画像信号がソースドライバに転送された後、コントロールＬＳＩ３０から、矢印Ｄ１０に示すように、第１ゲートドライバ１４ａへのイネーブル信号がハイレベルとされる。このとき、矢印Ｄ１１およびＤ１２に示すように、第１ゲートドライバ１４ａへのスタートパルス信号と垂直シフトクロック信号とが供給される。これにより、矢印Ｄ１３に示すように、表示位置が画面の第１ラインに該当する第１ゲートドライバ１４ａの第１ゲート電圧ラインに接続されたＴＦＴ１２ｂがオン状態とされ、画像が表示される。この時、表示位置に該当しない第２〜第４ゲートドライバ１４ｂ〜１４ｃへのイネーブル信号はローレベルとされ、これらのゲートドライバのゲート電圧ラインに接続されたＴＦＴ１２ｂはオフ状態とされている。【００５９】
このように、上記構成では、各画素部を駆動する際、１フレーム期間が前半および後半のサブフレーム期間に分割され、各画素部は、前半サブフレーム期間中は、第１ＬＵＴ３７に格納された値に応じてレベルが決定された画像信号によって駆動され、後半サブフレーム期間中は、第２ＬＵＴ３８に格納された値に応じてレベルが決定された画像信号によって駆動される。【００６０】
ここで、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の値は、各サブフレームの表示輝度の時間積分値が入力画像信号に基づく１フレーム期間内の階調輝度特性を再現可能なように設定されている。これにより、１フレーム期間における、上記画素部の輝度の時間積分値の総和は、上記入力画像信号に基づく１フレーム期間内の輝度を再現するように制御される。【００６１】
また、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の一方（例えば、第２ＬＵＴ３８）に格納されている値のうち、画素部の輝度が予め定められた高輝度領域内の輝度であることを上記入力画像信号が示している場合に参照される値は、それを参照して決定される画素部の輝度が、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されている。一方、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の他方（この場合は、第１ＬＵＴ３７）に格納されている値のうち、上記画素部の輝度が高輝度領域内の輝度であることを示している場合に参照される値は、それを参照して決定される画素部の輝度によって、１フレーム期間における、上記画素部の輝度の時間積分値の総和が上記入力画像信号に基づく１フレーム期間内の輝度を再現するように設定されている。【００６２】
これにより、高輝度領域内の輝度を示している場合、画素部の輝度は、後半サブフレーム期間中、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持され、１フレーム期間における、上記画素部の輝度は、前半サブフレーム期間の輝度によって、入力画像信号の示す輝度になるように制御される。なお、本実施形態では、一例として、明表示用に予め定められた範囲の輝度は、例えば、白を示す輝度に設定されている。【００６３】
一方、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の一方（例えば、第１ＬＵＴ３７）に格納されている値のうち、画素部の輝度が予め定められた低輝度領域内の輝度であることを上記入力画像信号が示している場合に参照される値は、それを参照して決定される画素部の輝度が、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持されるように設定されている。一方、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の他方（この場合は、第２ＬＵＴ３８）に格納されている値のうち、上記画素部の輝度が低輝度領域内の輝度であることを示している場合に参照される値は、それを参照して決定される画素部の輝度によって、１フレーム期間における、上記画素部の輝度の時間積分値の総和が上記入力画像信号に基づく１フレーム期間内の輝度を再現するように設定されている。【００６４】
これにより、低輝度領域内の輝度を示している場合、画素部の輝度は、前半サブフレーム期間中、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持され、１フレーム期間における、上記画素部の輝度は、後半サブフレーム期間の輝度によって、入力画像信号の示す輝度になるように制御される。【００６５】
なお、本実施形態では、一例として、低輝度領域は、例えば、１０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の輝度領域として設定され、暗表示用に予め定められた範囲の輝度は、例えば、黒を示す輝度に設定されている。【００６６】
さらに、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の値のうち、画素部の輝度が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕から３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕までの中間輝度領域内の輝度であることを上記入力画像信号が示している場合に参照される値は、表示輝度１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、上記両サブフレーム間のコントラスト比が５０以下かつ１．５以上であり、表示輝度２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、上記両サブフレーム間のコントラスト比が３．５以下かつ１．５以上であり、表示輝度２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、上記両サブフレーム間のコントラスト比が２．２以下かつ１．５以上であり、表示輝度３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、上記両サブフレーム間のコントラスト比が１．８以下かつ１．５以上であり、表示輝度３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、上記両サブフレーム間のコントラスト比が１．５であり、それ以外の輝度においては、上記の各表示輝度におけるコントラスト比の間で単調に変化するように設定されている。「各表示輝度におけるコントラスト比の間で単調に変化する」とは、上記各表示輝度のうちの隣接する２点間のコントラスト比が単純に増加または減少することを意味し、例えば、図５のグラフに示す各点を結ぶような曲線状に変化することをいう。【００６７】
なお、第１および第２ＬＵＴ３７・３８の値のうち、上記低輝度領域、高輝度領域および中間輝度領域のいずれでもない場合に参照される値は、各サブフレームの表示輝度の時間積分値が入力画像信号に基づく１フレーム期間内の階調−輝度特性を再現可能なように、しかも、その階調−輝度特性が、上記低輝度領域、高輝度領域および中間輝度領域のうち、隣接する領域の階調−輝度特性になだらかにつながるように設定されている。【００６８】
上記構成では、最大輝度に近い高輝度領域（白輝度に近い輝度領域）において、各サブフレーム期間の輝度が明輝度、あるいは、明輝度に近い輝度に設定されるので、必ず暗表示期間を設ける構成と比較して、最大輝度を向上できる。【００６９】
また、上記構成では、最低輝度に近い低輝度領域（黒輝度に近い輝度領域）において、各サブフレーム期間のうちの少なくとも１つ（この例では、前半サブフレーム期間）で、画素部の輝度が暗輝度に設定され、高輝度領域では、各サブフレーム期間のうちの少なくとも１つ（この例では、後半サブフレーム期間）で、画素部の輝度が明輝度に設定される。【００７０】
ここで、例えば、ＭＶＡ液晶においては斜めから液晶パネルを見た場合に白浮きを生じるといった視野角特性に関する課題があるが、白浮きは、画素部の輝度が、黒に近い輝度または白に近い輝度に設定されている場合に発生しにくく、その中間の輝度に設定されている場合に強く発生する。したがって、上記構成のように、各サブフレーム期間の輝度を暗輝度あるいは明輝度に設定し、画素部が白浮きの発生しにくい輝度に設定されている期間を短縮することによって、この視野角特性も改善できる。【００７１】
さらに、上記構成では、最大輝度および最低輝度のいずれからも離れた輝度領域では、各サブフレーム期間の輝度同士に差を発生させることができる。ここで、動画を表示している際、ユーザの視線が動画のエッジを追跡することが多い。この場合、画素部がホールド型の表示素子によって実現されていると、視線追跡による誤差が発生して、動画ボケが発生してしまう。ところが、上記構成では、各サブフレーム期間の輝度同士に差があるので、ホールド型の表示素子を用いた場合であっても、インパルス駆動に近い駆動を実現でき、動画ボケの発生を防止できる。【００７２】
ここで、時分割駆動表示する際、高輝度のサブフレームと低輝度のサブフレームとが発生するように、各サブフレームへの表示輝度を配分すれば、擬似インパルス表示を実現でき、動画ボケに効果を発揮する。ただし、その効果の度合いは、輝度配分比率によって変化する。つまり、サブフレーム間の輝度差が大きい配分比率とすれば、動画ボケの効果は大きくなり、サブフレーム間の輝度差が小さい配分比率とすれば、動画ボケの効果は小さくなる。【００７３】
ただし、互いに同じ程度のぼやけ幅の画像を表示した場合であっても、明るい映像を表示したときには、暗い映像を表示するときよりも視認性がよいため、表示する映像が明るくなればなる程、インパルス効果を必要としなくなる。【００７４】
一方で、時分割駆動を行う場合には、動画ボケの抑制効果が得られる反面、同時にフリッカが生じやすいといった問題も生じる。そして、フリッカの生じやすさは、サブフレーム間の輝度差を大きい配分比率とした場合に大きく、サブフレーム間の輝度差を小さい配分比率とした場合に小さくなる。【００７５】
ここで、ある輝度Ｘを示す期間Ａと輝度０を示す期間Ｂとがある場合、両期間の輝度が互いに同じ輝度として認識されるときと、両期間の輝度が互いに異なっていると認識されてフリッカとして視認されるときとがあり、いずれになるかを決定する周波数があることが知られている。当該周波数は、ＣＦＦ（臨界有効頻度）などと呼ばれており、一般に、この周波数は、輝度の対数に比例して増加すると言われている。なお、両期間の輝度が互いに同じ輝度として認識される場合、その輝度は、上記両期間の長さを、それぞれＡ、Ｂとするとき、Ｘ・Ａ／（Ａ＋Ｂ）になる。【００７６】
ここで、医学生理学関係の報告では、上記周波数は、普通の明るさで１０〜２０Ｈｚ程度、明るいときで、５０Ｈｚ程度に達すると言われている。【００７７】
ただし、上記報告は、暗い部屋において特殊なランプを注目しながら行われた実験に基づくことが多いため、以下の状況、すなわち、画像表示装置のように、広い部屋で、しかも、ある程度、広い画面を見る状況とは大きく異なっている。【００７８】
より詳細には、上記報告では、せいぜい、１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕までの暗い領域での研究に集中しているのに対して、画像表示装置の輝度は、４００〜６００〔ｃｄ／ｍ2 〕に及ぶことがある。【００７９】
また、上記報告では、ランプを注目していることが多いが、画像表示装置が表示する画面には、明るい部分と暗い部分とが混在している。この場合、ユーザの視覚は、各部分を見るタイミングとユーザが注目するポイントとによって、互いに異なった順応を行って、互いに異なった感度へと変化してしまう。この結果、よりフリッカが見えるように順応した場合に備えた設定が必要になる。【００８０】
また、多くの医学実験では、ランプを注目する場合のように、基本的に、ユーザの視野の中央で見ることを前提としており、その刺激は、錐体で認識されているのに対して、画像表示装置の場合は、その画像表示装置の大画面化に伴なって、画面のうち、ユーザがどこを観察するかによって、ユーザが、視野のうちのどの部分で、画面上の各部位を把握するかが変化する。この場合、桿体による認識と錐体による認識とが混じってしまうので、よりフリッカを視認しやすくなる。【００８１】
なお、画像表示装置は、ハイビジョン放送に対応した画像表示装置をはじめとして、高精細化を続けており、ノイズがなければ、よりきれいな映像を表示できるようになっている。このように、元々の映像がよりきれいになった結果、より軽微なノイズも、ノイズと感じやすくなり、ノイズによる妨害に弱くなっている。【００８２】
これらの条件を踏まえ、発明者が画像表示装置における臨界有効頻度を主観評価した結果、図４の結果が得られた。図４に示すように、フリッカの認知限界は、２００〔ｃｄ／ｍ2 〕で、既に、６０〔Ｈｚ〕に到達している。したがって、ＣＲＴのように、最大輝度が２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕程度であれば、６０〔Ｈｚ〕程度のフリッカを許容できたとしても、液晶表示装置をはじめとして、最大輝度が５００〜６００〔ｃｄ／ｍ2 〕にまで到達するような画像表示装置では、フリッカによる映像妨害が表示品質を許容できない程度に大きく低下させてしまう。【００８３】
なお、フリッカは、明／暗を繰り返す輝度変化なので、ユーザに、より認識されやすくなっている。また、一般には、人間の視覚では、輝度の判定が指数圧縮されることが知られている。ところが、これは、安定輝度における評価であり、フリッカのように、順応の余地がない時間で変化する輝度変化の場合は、より認識されやすくなる傾向にある。【００８４】
ここで、発明者は、ＮＴＳＣ方式の画像表示装置のように、入力画像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚの画像表示装置、すなわち、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置において、１フレーム間の表示輝度（表示輝度）とフリッカ検知限界コントラストとを主観評価する実験を行い、その結果、図５に示す結果が得られた。【００８５】
さらに、発明者は、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置において、１フレーム間の表示輝度の値とコントラスト比の値との組み合わせのそれぞれについて、一方のサブフレーム期間における輝度を変更しながら、上記被験者にフリッカが認識されるか否かを評価させたところ、各サブフレーム期間における輝度に関係なく、１フレーム間の表示輝度の値とコントラスト比の値との組み合わせよって、フリッカを視認できるか否かが決定されること、すなわち、各サブフレーム期間における輝度に関係なく、あるコントラスト比においてフリッカを視認できる表示輝度が規定されることが判明した。【００８６】
ここで、図５に示すように、被験者は、１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であれば、コントラスト比をいずれの値に設定しても、フリッカが認識されず、１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕を超えると、表示輝度によっては、フリッカが認識されると評価した。【００８７】
また、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置では、被験者は、表示輝度１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が５０以下であり、表示輝度２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が３．５以下であり、表示輝度２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が２．２以下であり、表示輝度３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が１．８以下であり、表示輝度３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が１．５以下であり、それ以外の表示輝度においては、上記の各表示輝度におけるコントラスト比の間で単調に変化するように設定されていれば、フリッカが視認されず、各表示輝度において、上記のコントラスト比を超えていれば、フリッカが認識されると評価した。【００８８】
一方で、発明者は、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置において、両サブフレーム間のコントラスト比を変更しながら、被験者の主観評価によって動画ボケが発生しているか否かを評価する実験を行ったところ、コントラスト比が３．０以上であれば、動画ボケを大幅に抑制でき、また、コントラスト比が１．５以上であれば、動画ボケの抑制効果が得られるという結果が得られた。【００８９】
この結果、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置では、表示輝度１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が５０以下かつ１．５以上であり、表示輝度２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が３．５以下かつ１．５以上であり、表示輝度２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が２．２以下かつ１．５以上であり、表示輝度３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が１．８以下かつ１．５以上であり、表示輝度３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、コントラスト比が１．５であり、それ以外の輝度においては、上記の各表示輝度におけるコントラスト比の間で単調に変化するように設定されていれば、フリッカの視認を防止しつつ、動画ボケの抑制効果が得られることが判明した。なお、表示輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕を超えた領域では、フリッカを視認されないように設定すると、動画ボケの抑制効果が全く得られないことも判明した。【００９０】
また、白輝度が５００〔ｃｄ／ｍ2 〕の画像表示装置において、上記各コントラスト比の設定を輝度差で表現すると、被験者がフリッカを認識する輝度差の上限値は、表示輝度１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、サブフレーム間の輝度差が３００〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、表示輝度２００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、サブフレーム間の輝度差が２３０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、表示輝度２５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、サブフレーム間の輝度差が１９０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、表示輝度３００〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、サブフレーム間の輝度差が１６０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であり、表示輝度３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕のとき、サブフレーム間の輝度差が１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕となり、被験者は、それ以外の表示輝度においては、上記の各表示輝度における輝度差の間で単調に変化するように設定されていれば、フリッカが視認されず、各表示輝度において、サブフレーム間の輝度差が上記の輝度差を越えていれば、フリッカが認識されると評価した。「各表示輝度における輝度差の間で単調に変化する」とは、上記各表示輝度のうちの隣接する２点間の輝度差が単純に増加または減少することを意味し、例えば、図６のグラフに示す各点を結ぶような曲線状に変化することをいう。【００９１】
また、発明者は、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置での上記各実験と同様の実験を、リフレッシュレート５０〜７０〔Ｈｚ〕の画像表示装置についても行い、これらのリフレッシュレートでは、６０〔Ｈｚ〕と異なる設計が好ましいと言えるだけの相違を見出すことができないことを確認した。より詳細には、リフレッシュレート５０〜７０〔Ｈｚ〕の画像表示装置においても、「各サブフレーム期間における輝度に関係なく、あるコントラスト比においてフリッカを視認できる表示輝度が規定される」こと、「１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下であれば、コントラスト比をいずれの値に設定しても、フリッカが認識されず、１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕を超えると、表示輝度によっては、フリッカが認識される」こと、「表示輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕を超えた領域では、フリッカを視認されないように設定すると、動画ボケの抑制効果が全く得られない」こと、「リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕のときのコントラスト比の数値範囲と同じ数値範囲にコントラスト比を設定すると、フリッカが視認されず、各表示輝度において、上記のコントラスト比を超えていれば、フリッカが認識される」ことを確認した。なお、例えば、映画フィルム（２４Ｈｚ）のように、リフレッシュレートが５０〔Ｈｚ〕を下回ると、フリッカの視認性が良過ぎるために、暗表示フィールドを挿入して動画性能を改善することが有効ではない。また、リフレッシュレートが高過ぎると、事実上フリッカーレスになる。【００９２】
ところで、白輝度が５００〔ｃｄ／ｍ2 〕の画像表示装置において、フリッカについて考慮せず、輝度差ができるだけ大きくなるように配分すると、例えば、図６の破線に示すような表示輝度−輝度差特性になる。なお、この場合、図６に示すように、表示輝度の上昇に伴なって、輝度差が増大していく。ただし、後半サブフレームの輝度を白輝度に設定しても、フレーム期間の表示輝度が、指定された表示輝度にならなくなると、前半サブフレームの輝度を上昇させて、フレーム期間の表示輝度が、指定された表示輝度になるように制御するようになるため、表示輝度が、ある値を超えると、輝度差が徐々に減少していく。一方、図６では、図５に示すフリッカ検知限界コントラストを輝度差に変換したグラフ（輝度差の限界値）を一点鎖線で図示している。【００９３】
なお、図６では、本実施形態に係る画像表示装置１が行っている輝度配分の結果、得られた各サブフレームの輝度と表示輝度との関係を、サブフレーム間の輝度差と表示輝度とのグラフとして図示しているが、当該関係を、サブフレーム間のコントラスト比と表示輝度とのグラフとして図示すると、図７のようになる。なお、図７でも、図６と同様に、フリッカ検知限界コントラストを一点鎖線で図示し、輝度差ができるだけ大きくなるように配分する構成の表示輝度−コントラスト比特性を破線で示している。【００９４】
ここで、上述したように、リフレッシュレート６０〔Ｈｚ〕の画像表示装置では、フリッカの視認を防止しつつ、動画ボケの抑制効果を得るために、１５０〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕の中間輝度領域において、各サブフレーム間のコントラスト比または輝度差を上述の数値範囲に設定することが重要であり、本実施形態に係る画像表示装置１は、図６および図７の実線に示すように、中間輝度領域におけるコントラスト比および輝度差を上述した範囲に設定している。これにより、図６および図７において、破線で示す構成、すなわち、輝度差ができるだけ大きくなるように配分する構成とは異なって、フリッカの視認を防止しつつ、動画ボケの抑制効果を得ることができる。【００９５】
なお、図６に示すように、破線に示す表示輝度−輝度差特性と一点鎖線に示す限界値とは、３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕で交差しているので、白輝度が５００〔ｃｄ／ｍ2 〕の画像表示装置で、以下の駆動方法を採用する構成では、輝度差ができるだけ大きくなるように配分したとしても、３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕を超えた輝度領域において、フリッカが認識されなくなる。その駆動方法とは、高輝度領域では、後半サブフレームの輝度を明表示用の範囲の輝度に保ち、前半サブフレームの輝度を上昇させて、フレーム期間の表示輝度を、指定された表示輝度にする駆動方法である。【００９６】
さらに、本実施形態に係る画像表示装置１では、中間輝度領域における各サブフレームの輝度配分が上記のように設定されており、中間輝度領域における各サブフレームの輝度差が略一定になるように、輝度差およびコントラスト比が設定されている。この結果、表示素子アレイ１１中に、この中間輝度領域内の輝度に設定される画素部が複数存在する場合であっても、以下の不具合、すなわち、サブフレーム期間の輝度同士の差が各画素部間で大きくばらついて表示品質を低下させるという不具合の発生を抑制できる。この結果、複雑な輝度分布を示す映像を安定して表示でき、高品質な動画表示を実現できる。【００９７】
ここで、中間輝度領域において輝度差を略一定に保つことの効果について説明する。本来、フリッカの視認性試験では、暗い画面と明るい画面とが交互に提示される。この場合、輝度の判定が指数圧縮されることが知られている。しかしながら、上述の試験には、”順応”による感度の変化が予め組み込まれており、積算輝度（表示輝度）が低い領域では、視神経の働きとは別に、より感度を高める機構があり、積算輝度が高い領域ではより視覚感度が下がっている。したがって、一般のテレビ放送のような状況、すなわち、多くの輝度（階調）が混在する映像を表示する状況、大画面化に伴って中央視野と周辺視野とで異なる輝度を見る状況、あるいは、注目映像が移動する（動画）状況のように、試験とは異なった状況下で映像を見る場合には、視覚は順応の余裕がないため、上記試験とは異なった特性を示し、試験とは異なった条件で映像を見ることが多くなる。例えば、中間輝度領域のコントラストを一定に設定しているとき、暗い映像に順応した目が明るい中間調領域を見ると、輝度差（表示輝度×コントラスト）の拡大を輝度の拡大でなくコントラストの拡大と誤判定し、フリッカを認識する可能性がある。また、フリッカまでは認識しなくとも、視野の移動の繰り返しの中で、ざらつき、ノイズのように感じる虞がある。この結果、特に、テレビ用途においては、本実施形態のように、上述したコントラストの制限内で、さらに輝度差を一定にすることが好ましい。【００９８】
具体的には、前半サブフレーム期間および後半サブフレーム期間の輝度差が、少なくとも積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ２〕の領域で、１００〜２００〔ｃｄ／ｍ２〕の範囲内であることが好ましい。これにより、輝度の低い領域（つまり、積算輝度１００〜３５０〔ｃｄ／ｍ２〕の領域）では、輝度差の拡大が順応によって感じられにくくなり、輝度差の影響が小さくなる。一方、輝度の高い領域（つまり、積算輝度が３５０〔ｃｄ／ｍ２〕を超える領域）では、所望とする積算輝度を実現するために輝度差にこだわるべきではない。また、輝度差が１００〔ｃｄ／ｍ２〕未満であると多くの領域で動画改善が不十分となり、輝度差が２００〔ｃｄ／ｍ２〕を超えると、多くの領域でフリッカまたはノイズが感じられてしまう。【００９９】
また、図６および図７の実線に示すように、本実施形態に係る画像表示装置１は、１０〔ｃｄ／ｍ2 〕以下の非常に輝度の低い低輝度領域では、コントラスト比を最大限確保するために、前半サブフレーム期間中、画素部の輝度を暗表示用の範囲の輝度に維持し、後半サブフレーム期間の輝度によって、１フレーム期間の表示輝度が、指示された輝度になるように制御する。この結果、コントラスト比を充分に確保でき、動画ボケの発生を効果的に抑制できる。なお、この輝度領域では、コントラスト比および輝度差が、１フレーム期間の表示輝度に応じて略単調に上昇している。【０１００】
さらに、図６および図７の実線に示すように、本実施形態に係る画像表示装置１は、非常に輝度の高い高輝度領域では、後半サブフレーム期間中、画素部の輝度を明表示用の範囲の輝度に維持し、前半サブフレーム期間の輝度によって、１フレーム期間の表示輝度が、指示された輝度になるように制御している。【０１０１】
この結果、高輝度領域では、各サブフレーム期間の輝度が明輝度、あるいは、明輝度に近い輝度に設定されるので、必ず暗表示期間を設ける構成と比較して、１フレーム期間の表示輝度の最大値を向上できる。【０１０２】
なお、本実施形態に係る画像表示装置１は、上記低輝度領域、高輝度領域および中間輝度領域のいずれでもない場合は、各サブフレームの表示輝度の時間積分値が入力画像信号に基づく１フレーム期間内の階調輝度特性を再現可能なように、しかも、その階調−輝度特性が、上記低輝度領域、高輝度領域および中間輝度領域のうち、隣接する領域の階調−輝度特性になだらかにつながるように輝度配分している。ここで、輝度領域の境目で、表示輝度−輝度差あるいは表示輝度−コントラスト比特性に変曲点を設けるなどして、輝度領域の境目で当該特性を急峻に変化させると、動画ボケがムラになるなどの不具合が発生する虞れがある。ところが、本実施形態に係る画像表示装置１では、なだらかにつながるように輝度配分しているので、上記不具合の発生を防止できる。このように、低輝度領域、高輝度領域および中間輝度領域のいずれでもない領域では、表示品位よりも、ソースドライバの電圧設定の容易さ、表示階調輝度のなめらかさなどに基づいて、各サブフレームの輝度が設定されることが多い。【０１０３】
このように、画像表示装置では、表示特性および視角特性との関わりから、フリッカを気にせずに動画性能を追求すべき領域（低輝度領域）、動画性能を気にせず表示輝度の確保に注力すべき領域（高輝度領域）、フリッカの視認および動画性能の向上が競争する領域（中間輝度領域）と、それぞれのパートをつなぐ領域とが存在する。【０１０４】
本実施形態に係る画像表示装置は、例えば、第１および第２ＬＵＴ３７・３８に設定する値を決定する場合のように、どのように輝度配分すべきかを決定する際に、画像表示装置が提供可能な輝度領域を、上記各領域に区分し、フリッカと動画性能とがトレードオフとなる中間輝度領域においては、フリッカの抑制を優先し、他の領域では、それぞれで重視すべき性能を最大限発揮し、かつ、自然に他の領域に移行できるように設定している。【０１０５】
なお、上記では、ＬＵＴを参照して、各サブフレームに輝度配分する構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、入力画像信号によって指定される、画素部の輝度が上記各輝度領域のいずれに該当するかを判定する回路を設け、当該回路が、中輝度領域と判定した場合、略一定のコントラスト比または輝度差になるように各サブフレームに輝度分配する回路とを設けてもよい。ここで、中輝度領域は、略一定にコントラスト比または輝度差が設定されるので、ＬＵＴを設けず、回路によって配分しても、回路規模を増大させることがない。【０１０６】
なお、本実施形態では、上述したように、画素の輝度が予め定められた高輝度領域内の輝度であることを上記入力画像信号が示している場合、上記複数のサブフレーム期間のうち、少なくとも１つのサブフレーム期間の輝度を、明表示用に予め定められた範囲の輝度に維持して、残余のサブフレーム期間の輝度を制御することによって、１フレーム期間における、上記画素の輝度の時間積分値の総和が上記入力画像信号に基づく１フレーム期間内の輝度を再現するように制御し、画素の輝度が予め定められた低輝度領域内の輝度であることを上記入力画像信号が示している場合、上記複数のサブフレーム期間のうち、少なくとも１つのサブフレーム期間の輝度を、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持して、残余のサブフレーム期間の輝度を制御することによって、１フレーム期間における、上記画素の輝度の時間積分値の総和が上記入力画像信号に基づく１フレーム期間内の輝度を再現するように制御しているが、これに限るものではない。１５０〔ｃｄ／ｍ2 〕から３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕までの中間輝度領域内において、各サブフレーム期間同士のコントラスト比または輝度差が上述したように設定されていれば、略同様の効果が得られる。【０１０７】
ただし、上記のように、高輝度領域内では、各サブフレーム期間の輝度を、明輝度あるいは明輝度に近い輝度に設定すれば、必ず暗表示期間を設ける構成と比較して、最大輝度を向上できる。【０１０８】
一方、低輝度領域内では、少なくとも１つのサブフレーム期間の輝度を、暗表示用に予め定められた範囲の輝度に維持することによって、この領域におけるコントラスト比を大きく設定でき、動画ボケの発生を削減できる。【０１０９】
なお、図３に基づく上記説明の動作は、画像表示装置１において時分割駆動を行うための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。【０１１０】
例えば、上記の説明では、サブフレームへの分割数が２つで、サブフレームの分割比が１：１である場合を例示しているが、フレームの分割数はこれに限らず、フレームを３つ以上のサブフレームに分割してもよい。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く、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もできる。この場合、サブフレームの数をｎとするとき、上記時分割駆動工程における各サブフレーム期間の輝度の最大値をフレーム積算輝度×ｎに設定してもよい。【０１１１】
なお、本発明の基礎となる臨界点（フリッカ視認限界）は、発明者の検討によると、サブフィールドの分割数に依存せず、例えば、リフレッシュレート６０Ｈｚのディスプレイにおいて、分割数２（暗，明）と、分割数３（暗，暗，明）（暗，明，明）と、分割数４（暗，暗，暗，明）、（暗，明，明，明）、（暗，暗，明，明）となどにおいて、表示輝度とフリッカ視認コントラストとの関係について、全く同じ議論を展開することができる。制御すべき表示輝度（１５０〜３５０〔ｃｄ／ｍ2 〕）、および、その輝度におけるコントラスト比を同様に制御することが望ましい。なお、暗輝度または明輝度が２種類以上ある場合、上記第１および第２サブフレーム期間は、フィールド内の最小および最大輝度を持ったサブフレーム期間になる。なお、分割数４以上で、例えば（暗１，明１，暗２，明２）の様に分割され、２種類の明、２種類の暗が、それぞれ同じようなレベルの場合、事実上のリフレッシュ周波数は、２倍となる。しかしながら、４分割以上の場合でも、明１が比較的暗かったり、暗２が比較的明るかったりする場合の様に、輝度変化周波数がリフレッシュ周波数と一致する場合は、その期間の最小、最大輝度を対象に、本実施形態と同様にコントラスト比を制限（輝度分割制御）すればよい。【０１１２】
また、本発明は、上記した主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるべきではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更、プロセスは、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用の可能性】
【０１１３】
液晶テレビジョン受像機、液晶モニター装置をはじめとして、ホールド型表示素子を用いた画像表示装置に広く適用できる。
【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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