(57)【要約】【課題】液晶パネルなどのホールド型の表示パネルで動画表示を行う場合の画質を改善する。【解決手段】映像入力信号ＶＤに基づいて、表示明るさ抽出部１１により、各表示画面の階調に対応した表示階調特徴量ｃが抽出される。表示明るさ抽出部１１で抽出された表示階調特徴量ｃに基づいて、黒挿入信号演算部１２により、黒画面の階調を設定するための黒挿入信号ｄが算出される。映像入力信号ＶＤに基づいて、黒挿入駆動制御部１３により、ソースドライバ１４に制御信号ａが送出されると共にゲートドライバ１５に制御信号ｂが送出され、液晶パネル１６に対して、黒挿入信号演算部１２で算出された黒挿入信号ｄに基づいて、動画を構成する各表示画面の間に挿入される黒画面の階調が設定される。【選択図】図１
2007155840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置であって、
前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させる黒フレーム階調制御手段が設けられていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記黒フレーム階調制御手段は、
前記動画を構成する各フレームの階調に対応した表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、
前記表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記表示階調特徴量抽出手段は、
前記動画を構成する各フレームの１フレーム空間内で当該フレームの階調の頻度を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する構成とされ、
前記黒挿入信号算出手段は、
該表示階調特徴量に対応したレベルの前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記黒挿入信号算出手段は、
前記表示階調特徴量抽出手段で抽出された前記表示階調特徴量に基づいて、当該フレームの階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルを検出し、所定数の前記フレームについて前記最小の階調のレベルを平滑化することにより前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記黒フレーム階調制御手段は、
前記動画を構成する各フレームをマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該フレームの前記各ブロックの階調に対応した表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、
前記各表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を前記各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号を算出し、かつ、前記各ブロック黒挿入信号を当該各ブロックの境界で空間補間することにより、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記表示階調特徴量抽出手段は、
当該フレームの前記各ブロック毎の階調の頻度に基づいて前記表示階調特徴量を抽出する構成とされ、
前記黒挿入信号算出手段は、
前記表示階調特徴量に基づいて、当該フレームの各ブロックの階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルを検出し、所定数の前記フレームについて前記最小の階調のレベルを平滑化することにより前記黒挿入信号を算出する構成とされているていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記黒フレーム階調制御手段は、
前記動画を構成する各フレームの１フレーム空間内で当該フレームを構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、
前記表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記黒挿入信号算出手段は、
前記表示階調特徴量抽出手段で抽出された前記表示階調特徴量に対して所定の変換を行うことにより前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記黒フレーム階調制御手段は、
前記動画を構成する各フレームをマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該フレームの前記各ブロックを構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、
前記各表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を前記各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号を算出し、かつ、前記各ブロック黒挿入信号を当該各ブロックの境界で空間補間することにより、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
【請求項１０】
動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置に用いられ、
前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させる黒フレーム階調制御手段を有することを特徴とする駆動回路。
【請求項１１】
動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置に用いられ、
前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させることを特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像表示装置、該画像表示装置に用いられる駆動回路及び駆動方法に係り、特に、液晶パネルなどのように、現フレームが後続フレームに対応する表示データが供給されるまで保持されるホールド型の表示パネルで動画表示を行う場合に、連続する各フレームの間に黒フレームを挿入する黒挿入駆動が行われる画像表示装置、該画像表示装置に用いられる駆動回路及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、現フレームが後続フレームに対応する表示データが供給されるまで保持されるホールド型の構成となっている。このため、原理的にちらつきがなく、目に優しいということになっている。この場合、たとえばパソコンなど、主に静止画を表示する装置では、特に問題は発生しないが、液晶テレビなどのように動画を表示する装置では、現在の画像がユーザの意識の中に残ったまま次の画像が表示されるため、ユーザには残像として感じられる。一方、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）表示装置は、インパルス型と呼ばれる表示装置であり、一瞬強く発光した後、直ちに消えてしまい、次の表示が行われるまでは、何も表示されない。この動作が、たとえば毎秒６０回の頻度で繰り返される。このように、前の表示が消えてから次の表示が行われるため、動画表示を行う場合でも、ユーザは残像を感じにくくなる。このため、液晶表示装置でも、動画表示を行う液晶テレビなどでは、インパルス型の表示に近付けるため、連続する各フレームの間に黒フレームを挿入することにより残像を減らす構成になっているものが製作されている。
【０００３】
この種の液晶表示装置は、従来では、たとえば図１１に示すように、黒挿入駆動制御部１と、ソースドライバ２と、ゲートドライバ３と、液晶パネル４とから構成されている。液晶パネル４は、図示しないデータ電極、走査電極及び液晶セルを有し、同走査電極に走査信号ＯＵＴが順次印加されると共に同データ電極に該当する画素データＤが印加されることにより、同液晶セルに当該の画素データＤが印加され、図示しないバックライトから与えられる光に対して表示画像に対応した変調を行う。ソースドライバ２は、黒挿入駆動制御部１からの制御信号ａに基づいて、映像入力信号ＶＤに対応する画素データＤに応じた電圧を液晶パネル４の各データ電極に印加する。ゲートドライバ３は、黒挿入駆動制御部１からの制御信号ｂに基づいて、走査信号ＯＵＴを液晶パネル４の各走査電極に線順次に印加する。黒挿入駆動制御部１は、映像入力信号ＶＤに基づいて、ソースドライバ２に制御信号ａを送出すると共にゲートドライバ３に制御信号ｂを送出し、液晶パネル４に対して、連続する各フレームの間に階調レベルがたとえば０の黒フレームが一律に挿入される黒挿入駆動を行う。
【０００４】
上記の液晶表示装置の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されたものがある。
特許文献１に記載された液晶表示装置では、各フレーム毎にデータ画面と黒フレームとが通常の２倍速以上で交互に繰り返される。特に、隣接フレームにおける画像表示において、黒表示領域とデータ表示領域とが交互に入れ替わるように駆動される。これにより、動画表示の際、応答速度の速い部分と遅い部分が混在することによる画像歪と残像感が抑制される。
【０００５】
非特許文献１に記載されたフレーム補間技術では、２枚の原画フレームに基づいて動き推定が行われ、補間フレームが作成されて１フレーム期間内に挿入される。このため、フレームは、明るさを維持しつつ残像が減少する。
【特許文献１】特開２００３−１８６４５６号公報（要約書、図１）
【非特許文献１】伊藤  剛、「動画をより自然に表現するフレーム補間技術」、ホームページ「Ｒ＆Ｄ最前線」、東芝レビュー、Ｖｏｌ．５９、Ｎｏ．１２（２００４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の液晶表示装置では、次のような問題点があった。
すなわち、図１１の液晶表示装置では、各フレームの階調に関わらず、黒フレームが一律に挿入されるため、動画表示時の残像が減少する効果は得られるが、各フレームの階調及びコントラストが低下するため、十分な動画改善効果が得られないという問題点がある。また、この場合、動画改善効果と、階調及びコントラストの向上とを両立させるためには、バックライトの輝度を大幅に増加させる必要があり、同バックライトの製作費用及び消費電力が増大するという問題点もある。
【０００７】
また、特許文献１に記載された液晶表示装置は、データ画面と黒フレームとが通常の２倍速以上で交互に繰り返され、画像歪と残像感が抑制されるものであり、この発明と目的は類似しているが、構成が異なっている。
【０００８】
非特許文献１に記載されたフレーム補間技術では、この発明と目的は類似しているが、動き推定を行うための装置が必要となるため、装置のハード構成が複雑になるという問題点がある。
【０００９】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、比較的簡単な構成で、動画改善効果、階調及びコントラストの向上効果が得られる画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置に係り、前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させる黒フレーム階調制御手段が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像表示装置に係り、前記黒フレーム階調制御手段は、前記動画を構成する各フレームの階調に対応した表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、前記表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像表示装置に係り、前記表示階調特徴量抽出手段は、前記動画を構成する各フレームの１フレーム空間内で当該フレームの階調の頻度を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する構成とされ、前記黒挿入信号算出手段は、該表示階調特徴量に対応したレベルの前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像表示装置に係り、前記黒挿入信号算出手段は、前記表示階調特徴量抽出手段で抽出された前記表示階調特徴量に基づいて、当該フレームの階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルを検出し、所定数の前記フレームについて前記最小の階調のレベルを平滑化することにより前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像表示装置に係り、前記黒フレーム階調制御手段は、前記動画を構成する各フレームをマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該フレームの前記各ブロックの階調に対応した表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、前記各表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を前記各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号を算出し、かつ、前記各ブロック黒挿入信号を当該各ブロックの境界で空間補間することにより、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像表示装置に係り、前記表示階調特徴量抽出手段は、当該フレームの前記各ブロック毎の階調の頻度に基づいて前記表示階調特徴量を抽出する構成とされ、前記黒挿入信号算出手段は、前記表示階調特徴量に基づいて、当該フレームの各ブロックの階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルを検出し、所定数の前記フレームについて前記最小の階調のレベルを平滑化することにより前記黒挿入信号を算出する構成とされているていることを特徴としている。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項２記載の画像表示装置に係り、前記黒フレーム階調制御手段は、前記動画を構成する各フレームの１フレーム空間内で当該フレームを構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、前記表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像表示装置に係り、前記黒挿入信号算出手段は、前記表示階調特徴量抽出手段で抽出された前記表示階調特徴量に対して所定の変換を行うことにより前記黒挿入信号を算出する構成とされていることを特徴としている。
【００１８】
請求項９記載の発明は、請求項５記載の画像表示装置に係り、前記黒フレーム階調制御手段は、前記動画を構成する各フレームをマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該フレームの前記各ブロックを構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより前記表示階調特徴量を抽出する表示階調特徴量抽出手段と、前記各表示階調特徴量に基づいて、前記黒フレームの階調を前記各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号を算出し、かつ、前記各ブロック黒挿入信号を当該各ブロックの境界で空間補間することにより、前記黒フレームの階調を設定するための黒挿入信号を算出する黒挿入信号算出手段とから構成されていることを特徴としている。
【００１９】
請求項１０記載の発明は、駆動回路に係り、動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置に用いられ、前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させる黒フレーム階調制御手段を有することを特徴としている。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、駆動方法に係り、動画を構成するフレームと次のフレームとの間に黒フレームが挿入される画像表示装置に用いられ、前記動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される前記黒フレームの階調を変化させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の構成によれば、動画を構成する各フレームの階調に基づいて、当該フレームの直後に挿入される黒フレームの階調を変化させる黒フレーム階調制御手段が設けられているので、同フレームが明るい場合には同黒フレームが明るくなって中間調画面となり、同フレームが暗い場合には同黒フレームが暗くなり、黒挿入駆動による動画改善効果はそのままに、白輝度及びコントラストの低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
動画を構成する各フレームの階調に基づいて当該フレームの直後に挿入される黒フレームの階調が変化し、同フレームが明るい場合には同黒フレームが明るくなり、同フレームが暗い場合には同黒フレームが暗くなる画像表示装置を提供する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、この発明の第１の実施例である画像表示装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の画像表示装置は、同図に示すように、液晶表示装置であり、表示明るさ抽出部１１と、黒挿入信号演算部１２と、黒挿入駆動制御部１３と、ソースドライバ１４と、ゲートドライバ１５と、液晶パネル１６とから構成されている。表示明るさ抽出部１１は、映像入力信号ＶＤに基づいて、動画を構成する各表示画面（フレーム）の階調に対応した表示階調特徴量ｃを抽出する。黒挿入信号演算部１２は、表示明るさ抽出部１１で抽出された表示階調特徴量ｃに基づいて黒画面（黒フレーム）の階調を設定するための黒挿入信号ｄを算出する。
【００２４】
液晶パネル１６は、図示しないデータ電極、走査電極及び液晶セルを有し、同走査電極に走査信号ＯＵＴが順次印加されると共に同データ電極に該当する画素データＤが印加されることにより、同液晶セルに当該の画素データＤが印加され、図示しないバックライトから与えられる光に対して表示画像に対応した変調を行い、現フレームが後続フレームに対応する表示データが供給されるまで保持される。ソースドライバ１４は、黒挿入駆動制御部１３からの制御信号ａに基づいて、映像入力信号ＶＤに対応する画素データＤに応じた電圧を液晶パネル１６の各データ電極に印加する。
【００２５】
ゲートドライバ１５は、黒挿入駆動制御部１３からの制御信号ｂに基づいて、走査信号ＯＵＴを液晶パネル１６の各走査電極に線順次に印加する。黒挿入駆動制御部１３は、映像入力信号ＶＤに基づいて、ソースドライバ１４に制御信号ａを送出すると共にゲートドライバ１５に制御信号ｂを送出し、液晶パネル１６に対して、黒挿入信号演算部１２で算出された黒挿入信号ｄに基づいて、動画を構成する各表示画面の間に挿入される黒画面の階調を設定する。上記表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２により、各表示画面の階調に基づいて当該表示画面の直後に挿入される黒画面の階調を変化させる黒画面階調制御手段が構成されている。また、上記表示明るさ抽出部１１、黒挿入信号演算部１２、黒挿入駆動制御部１３、ソースドライバ１４及びゲートドライバ１５により、駆動回路が構成されている。
【００２６】
図２は、図１中の表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この表示明るさ抽出部１１は、同図２に示すように、１フレーム階調頻度検出部１１ａを有している。１フレーム階調頻度検出部１１ａは、映像入力信号ＶＤに基づいて、各表示画面の１フレーム空間内で当該表示画面の階調の頻度を検出することにより表示階調特徴量ｃを抽出する。この場合、頻度が検出される階調は、たとえば１階調おきや１６階調おきなどに設定され、特に限定されない。
【００２７】
また、黒挿入信号演算部１２は、挿入信号演算部１２ａと、フレーム間時間平滑部１２ｂとから構成されている。挿入信号演算部１２ａは、表示明るさ抽出部１１の１フレーム階調頻度検出部１１ａで抽出された表示階調特徴量ｃに基づいて、当該表示画面の階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルｍを検出する。フレーム間時間平滑部１２ｂは、所定数（たとえば、数フレーム〜数１０フレーム）の表示画面について最小の階調のレベルｍを平滑化することにより黒挿入信号ｄを算出する。この平滑化は、たとえばローパスフィルタや移動平均などを用いることにより、一般的な平滑化演算により行われる。
【００２８】
図３は、表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２の動作を説明する図、図４は、黒挿入駆動を説明する模式図、及び図５が、黒挿入及び中間調挿入での液晶パネルの応答と、人間の認識する動画応答との関係を表す図である。また、図６は、黒挿入及び中間調挿入での白輝度と黒輝度との関係を表す図であり、横軸には、映像に対する黒表示の時間割合である黒挿入率、及び、縦軸には、動画応答波形の立上がりの時間幅である動画応答時間及び同動画応答時間に対応する白輝度及び黒輝度がとられている。
これらの図を参照して、この例の液晶表示装置に用いられる駆動方法の処理内容について説明する。
この液晶表示装置では、動画を構成する各表示画面の階調に基づいて当該表示画面の直後に挿入される黒画面の階調が変化し、同表示画面が明るい場合には同黒画面が明るくなり、同表示画面が暗い場合には同黒画面が暗くなる。
【００２９】
すなわち、映像入力信号ＶＤは、表示明るさ抽出部１１の１フレーム階調頻度検出部１１ａにより、各表示画面の１フレーム空間内で当該表示画面の階調の頻度が検出され、同１フレーム階調頻度検出部１１ａから表示階調特徴量ｃが抽出される。この表示階調特徴量ｃ（すなわち、表示画面の階調の頻度）は、図３（ａ）に示すように、表示画面が明るい場合、階調値が、たとえば０乃至２５５の間で比較的大きい領域に偏って分布する。表示階調特徴量ｃは、黒挿入信号演算部１２の挿入信号演算部１２ａにより、当該表示画面の階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルｍが検出される。この場合、検出される最小の階調のレベルｍは、やや明るい中間階調に対応する。このレベルｍは、フレーム間時間平滑部１２ｂにより、所定数の表示画面について平滑化され、同フレーム間時間平滑部１２ｂから中間階調に対応した黒挿入信号ｄが出力される。
【００３０】
一方、表示階調特徴量ｃは、図３（ｂ）に示すように、表示画面が暗い場合、階調値が、０乃至２５５の間で比較的小さい領域に偏って分布する。この場合、挿入信号演算部１２ａにより検出される最小の階調のレベルｍは、暗い階調に対応する。このレベルｍは、フレーム間時間平滑部１２ｂにより、所定数の表示画面について平滑化され、同フレーム間時間平滑部１２ｂから階調値がほぼ０に対応した黒挿入信号ｄが出力される。
【００３１】
このように、動画を構成する各表示画面の明るさに基づいて黒挿入信号ｄが連続的に算出されて黒挿入駆動が行われ、図４（ａ）に示すように、表示画面が明るい場合には中間調画面が挿入され、また、図４（ｂ）に示すように、表示画面が暗い場合には黒画面が挿入される。また、明るい表示画面から暗い表示画面に変化した場合、及び暗い表示画面から明るい表示画面に変化した場合でも、そのときの表示画面の明るさに応じた黒挿入信号ｄが算出されるため、同表示画面の明るさの変化に追従した黒挿入が行われる。
【００３２】
ここで、液晶パネルのようなホールド型の表示パネルの表示画面に対して、人間は、追従視と視覚的積分効果（目の残像現象）により、液晶パネルの応答以上に動画のボケを感じてしまう。このボケ量は、液晶パネルの応答から近似的に解析され、図５に示すようになる。すなわち、液晶パネルの応答及び人間の認識する動画応答は、表示画面に黒画面を一定割合で挿入した場合では、図５（ａ）に示す波形のようになり、表示画面に中間調画面を一定割合で挿入した場合では、図５（ｂ）に示す波形のようになる。図５（ａ），（ｂ）中の動画応答波形を比較すると、挿入される画面が黒画面から中間調画面に変わっても、これらの動画応答波形の立上がりにかかる時間は同じであり、動画ボケに対しては影響がないことがわかる。
【００３３】
また、図６（ａ）に示すように、一般的な黒挿入の場合、黒挿入率が増加すると、動画応答時間が短くなり、動画ボケが改善されるが、これに伴い、白輝度が低下するため、動画ボケが十分には改善されない。また、図６（ｂ）に示すように、中間調挿入の場合、動画応答時間は、図６（ａ）の一般的な黒挿入の場合と同じであるのに対し、白輝度は、挿入画面の明るさに比例して上昇する。このため、黒挿入に代えて中間調挿入を行うことにより、白輝度の低下が防止されることがわかる。一方、単に一律の中間調挿入を行うと、黒輝度の上昇により、コントラストが低下するため、この実施例では、表示画面が明るい場合には、中間調挿入を行うことにより白輝度を増加させ、また、表示画面が暗い場合には、黒挿入を行うことによりコントラストの低下を防止する。
【００３４】
以上のように、この第１の実施例では、動画を構成する各表示画面の階調に基づいて当該表示画面の直後に挿入される黒画面の階調が変化し、同表示画面が明るい場合には同黒画面が明るくなって中間調画面となり、同表示画面が暗い場合には同黒画面が暗くなるので、黒挿入駆動による動画改善効果はそのままに、白輝度及びコントラストの低下が防止される。
【実施例２】
【００３５】
図７は、この発明の第２の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図２中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の駆動回路は、同図７に示すように、表示明るさ抽出部１１Ａと、黒挿入信号演算部１２Ａとから構成され、図１中の表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２に代えて設けられるものである。表示明るさ抽出部１１Ａは、マトリクス階調頻度検出部１１ｂを有している。マトリクス階調頻度検出部１１ｂは、映像入力信号ＶＤに基づいて、各表示画面をマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該表示画面の同各ブロックの階調に対応した表示階調特徴量ｃを同各ブロック毎に抽出する。特に、この実施例では、マトリクス階調頻度検出部１１ｂは、当該フレームの各ブロック毎の階調の頻度に基づいて表示階調特徴量ｃを抽出する。
【００３６】
黒挿入信号演算部１２Ａは、挿入信号演算部１２ｃと、フレーム間時間平滑部１２ｄと、メモリ１２ｅと、マトリクス間補間処理部１２ｆとから構成されている。挿入信号演算部１２ｃは、表示明るさ抽出部１１Ａのマトリクス階調頻度検出部１１ｂで抽出された表示階調特徴量ｃに基づいて、当該表示画面の各ブロックの階調の頻度が所定の閾値を超える最小の階調のレベルｍを同各ブロック毎に検出する。フレーム間時間平滑部１２ｄは、所定数（たとえば、数フレーム〜数１０フレーム）の表示画面について最小の階調のレベルｍを平滑化することにより、黒画面の階調を各ブロック毎に設定するためのブロック黒挿入信号ｇを算出する。メモリ１２ｅは、ブロック黒挿入信号ｇを各ブロック毎に保存する。マトリクス間補間処理部１２ｆは、メモリ１２ｅに保存されているブロック黒挿入信号ｇをブロック黒挿入信号ｈとして読み出し、同ブロック黒挿入信号ｈを当該各ブロックの境界で空間補間することにより、黒画面の階調を設定するための黒挿入信号ｄを算出する。なお、この空間補間では、各ブロックの境界で変曲及び不連続とならないものが好ましいが、デバイスの能力やコストに応じて、一般的な線形補間や、各ブロック毎に一定の値とするなど、いかなる手法でも良い。
【００３７】
図８は、マトリクス状の複数のブロックに区切られた表示画面を表す模式図である。
この図を参照して、この例の液晶表示装置に用いられる駆動方法の処理内容について説明する。
この液晶表示装置では、映像入力信号ＶＤは、表示明るさ抽出部１１のマトリクス階調頻度検出部１１ｂにより、図８に示すように、各表示画面がマトリクス状のｎ×ｍ個のブロックに区切られ、同マトリクス階調頻度検出部１１ｂから当該表示画面の同各ブロックの階調に対応した表示階調特徴量ｃが同各ブロック毎に抽出される。黒挿入信号演算部１２Ａでは、各ブロック毎の表示階調特徴量ｃに基づいて黒画面の階調を同各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号ｇが各ブロック毎に算出され、かつ、同各ブロック黒挿入信号ｇが当該各ブロックの境界で空間補間されて黒挿入信号ｄが算出される。この黒挿入信号ｄに基づいて、黒挿入駆動制御部１３により黒画面の階調が設定される。このため、表示画面の明るさが位置により偏りをもつ場合でも、この偏りに応じた黒挿入が行われ、それぞれの場所で黒画面の階調が適切に設定される。
【実施例３】
【００３８】
図９は、この発明の第３の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の駆動回路は、同図９に示すように、表示明るさ抽出部１１Ｂと、黒挿入信号演算部１２Ｂとから構成され、図１中の表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２に代えて設けられるものである。表示明るさ抽出部１１Ｂは、１フレーム空間平均部１１ｃを有している。１フレーム空間平均部１１ｃは、映像入力信号ＶＤに基づいて、各表示画面の１フレーム空間内で当該表示画面を構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより表示階調特徴量ｃを抽出する。
【００３９】
黒挿入信号演算部１２Ｂは、挿入信号演算部１２ｇと、フレーム間時間平滑部１２ｈとから構成されている。挿入信号演算部１２ｇは、表示明るさ抽出部１１Ｂの１フレーム空間平均部１１ｃで抽出された表示階調特徴量ｃに対して所定の変換を行うことにより、１フレーム空間に対応した１フレーム黒挿入信号ｕを算出する。なお、この変換は、表示階調特徴量ｃと黒挿入信号ｄとを結びつける所定の演算式やＬＵＴ（Look Up Table 、ルック・アップ・テーブル）を用いるなど、いかなる手法でも良い。フレーム間時間平滑部１２ｈは、所定数（たとえば、数フレーム〜数１０フレーム）の表示画面について１フレーム黒挿入信号ｕを平滑化することにより黒挿入信号ｄを算出する。
【００４０】
この液晶表示装置では、表示明るさ抽出部１１Ｂの１フレーム空間平均部１１ｃにより、各表示画面の１フレーム空間内で当該表示画面を構成する各画素の輝度の平均値が検出されて表示階調特徴量ｃとして抽出され、同表示階調特徴量ｃが挿入信号演算部１２ｇで所定の変換が行われて１フレーム黒挿入信号ｕが算出される。このため、比較的簡単な構成で第１の実施例と同様の利点が得られる。
【実施例４】
【００４１】
図１０は、この発明の第４の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の駆動回路は、同図１０に示すように、表示明るさ抽出部１１Ｃと、黒挿入信号演算部１２Ｃとから構成され、図１中の表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２に代えて設けられるものである。表示明るさ抽出部１１Ｃは、マトリクス空間平均部１１ｄを有している。マトリクス空間平均部１１ｄは、映像入力信号ＶＤに基づいて、各表示画面をマトリクス状の複数のブロックに区切り、当該表示画面の同各ブロックを構成する各画素の輝度の平均値を検出することにより表示階調特徴量ｃを抽出する。
【００４２】
黒挿入信号演算部１２Ｃは、挿入信号演算部１２ｊと、フレーム間時間平滑部１２ｋと、メモリ１２ｍと、マトリクス間補間処理部１２ｎとから構成されている。挿入信号演算部１２ｊは、表示明るさ抽出部１１Ｃのマトリクス空間平均部１１ｄで抽出された表示階調特徴量ｃに基づいて、当該表示画面の各ブロックを構成する各画素の輝度の平均値が所定の閾値を超える最小の階調のレベルｐを同各ブロック毎に検出する。フレーム間時間平滑部１２ｋは、所定数（たとえば、数フレーム〜数１０フレーム）の表示画面について最小の階調のレベルｐを平滑化することにより、黒画面の階調を各ブロック毎に設定するためのブロック黒挿入信号ｑを算出する。メモリ１２ｍは、ブロック黒挿入信号ｑを各ブロック毎に保存する。マトリクス間補間処理部１２ｎは、メモリ１２ｍに保存されているブロック黒挿入信号ｑをブロック黒挿入信号ｒとして読み出し、同ブロック黒挿入信号ｒを当該各ブロックの境界で空間補間することにより、黒画面の階調を設定するための黒挿入信号ｄを算出する。
【００４３】
この液晶表示装置では、映像入力信号ＶＤは、表示明るさ抽出部１１Ｃのマトリクス空間平均部１１ｄにより、上記第２の実施例の図８と同様に、各表示画面がマトリクス状のｎ×ｍ個のブロックに区切られ、同マトリクス空間平均部１１ｄから当該表示画面の同各ブロックを構成する各画素の輝度の平均値に対応した表示階調特徴量ｃが同各ブロック毎に抽出される。黒挿入信号演算部１２Ｃでは、各ブロック毎の表示階調特徴量ｃに基づいて黒画面の階調を同各ブロック毎に設定するための各ブロック黒挿入信号ｑが各ブロック毎に算出され、かつ、同各ブロック黒挿入信号ｑが当該各ブロックの境界で空間補間されて黒挿入信号ｄが算出される。この黒挿入信号ｄに基づいて、黒挿入駆動制御部１３により黒画面の階調が設定される。このため、第２の実施例と同様に、表示画面の明るさが位置により偏りをもつ場合でも、この偏りに応じた黒挿入が行われ、それぞれの場所で黒画面の階調が適切に設定される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明は、現フレームが後続フレームに対応する表示データが供給されるまで保持されるホールド型の表示パネルで動画表示を行う画像表示装置全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の第１の実施例である画像表示装置の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１中の表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】表示明るさ抽出部１１及び黒挿入信号演算部１２の動作を説明する図である。
【図４】黒挿入駆動を説明する模式図である。
【図５】黒挿入及び中間調挿入での液晶パネルの応答と、人間の認識する動画応答との関係を表す図である。
【図６】黒挿入及び中間調挿入での白輝度と黒輝度との関係を表す図である。
【図７】この発明の第２の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】マトリクス状の複数のブロックに区切られた表示画面を表す模式図である。
【図９】この発明の第３の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の第４の実施例である液晶表示装置に用いられる駆動回路の要部の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の液晶表示装置の要部の電気的構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ      表示明るさ抽出部（黒フレーム階調制御手段の一部）
１１ａ      １フレーム階調頻度検出部（表示階調特徴量抽出手段）
１１ｂ      マトリクス階調頻度検出部（表示階調特徴量抽出手段）
１１ｃ      １フレーム空間平均部（表示階調特徴量抽出手段）
１１ｄ      マトリクス空間平均部（表示階調特徴量抽出手段）
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ      黒挿入信号演算部（黒挿入信号算出手段）
１２ａ      挿入信号演算部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｂ      フレーム間時間平滑部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｃ      挿入信号演算部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｄ      フレーム間時間平滑部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｅ      メモリ（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｆ      マトリクス間補間処理部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｇ      挿入信号演算部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｈ      フレーム間時間平滑部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｊ      挿入信号演算部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｋ      フレーム間時間平滑部（黒挿入信号算出手段の一部）
１２ｍ      メモリ
１２ｎ      マトリクス間補間処理部（黒挿入信号算出手段の一部）
１３      黒挿入駆動制御部（画像表示装置の一部）
１４      ソースドライバ（画像表示装置の一部）
１５      ゲートドライバ（画像表示装置の一部）
１６      液晶パネル（表示パネル、画像表示装置の一部）
【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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