(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成するｍ個のサブピクセルにそれぞれ装着された光透過率が異なるｍ個のＮＤフィルタであって、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値の割合で光をそれぞれ透過するｍ個のＮＤフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記ｍ個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するｍ個のサブピクセル輝度制御回路と、
これらｍ個のサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能なｍ個のルックアップテーブル回路と、
これらｍ個のルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記ｍ個のサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項２】
各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成するｍ個のサブピクセルにそれぞれ装着された、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するｍ個のマスクフィルタであって、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有するｍ個のマスクフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記ｍ個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するｍ個のサブピクセル輝度制御回路と、
これらｍ個のサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能なｍ個のルックアップテーブル回路と、
これらｍ個のルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記ｍ個のサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項３】
各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成するｍ個のサブピクセルの面積が、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値の割合にそれぞれ設定されているｍ個のサブピクセルと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記ｍ個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するｍ個のサブピクセル輝度制御回路と、
これらｍ個のサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能なｍ個のルックアップテーブル回路と、
これらｍ個のルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記ｍ個のサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項４】
各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成するｍ個のサブピクセルのうちの（ｍ−１）個のサブピクセルにそれぞれ装着された光透過率が異なる（ｍ−１）個のＮＤフィルタであって、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値の割合で光をそれぞれ透過する（ｍ−１）個のＮＤフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記ｍ個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するｍ個のサブピクセル輝度制御回路と、
これらｍ個のサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能なｍ個のルックアップテーブル回路と、
これらｍ個のルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記ｍ個のサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項５】
各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成するｍ個のサブピクセルのうちの（ｍ−１）個のサブピクセルにそれぞれ装着された、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有する（ｍ−１）個のマスクフィルタであって、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有する（ｍ−１）個のマスクフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記ｍ個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するｍ個のサブピクセル輝度制御回路と、
これらｍ個のサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能なｍ個のルックアップテーブル回路と、
これらｍ個のルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記ｍ個のサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項６】
ビット面表示装置が液晶表示装置であり、かつｍ＝３である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項７】
各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成する３個のサブピクセルにそれぞれ装着された、１００％、１００％、５０％の割合で光を透過する、或いは１００％、５０％、５０％の割合で光を透過する３個のＮＤフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記３個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力する３つのサブピクセル輝度制御回路と、
これら３つのサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能な３つのルックアップテーブル回路と、
これら３つのルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記３つのサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項８】
各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成する３個のサブピクセルにそれぞれ装着された、１００％、１００％、５０％の割合で光を通過させる、或いは１００％、５０％、５０％の割合で光を通過させる開口を有する３個のマスクフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記３個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力する３つのサブピクセル輝度制御回路と、
これら３つのサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能な３つのルックアップテーブル回路と、
これら３つのルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記３つのサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項９】
各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成する３個のサブピクセルの面積が、１００％、１００％、５０％の割合に、或いは１００％：５０％：５０％の割合にそれぞれ設定されている３個のサブピクセルと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記３個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力する３つのサブピクセル輝度制御回路と、
これら３つのサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能な３つのルックアップテーブル回路と、
これら３つのルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記３つのサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項１０】
各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成する３個のサブピクセルのうちの１個又は２個のサブピクセルに装着された、５０％の光を透過する１個又は２個のＮＤフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記３個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力する３つのサブピクセル輝度制御回路と、
これら３つのサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能な３つのルックアップテーブル回路と、
これら３つのルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記３つのサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項１１】
各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、
各画素を構成する３個のサブピクセルのうちの１個又は２個のサブピクセルに装着された、５０％の光を通過させる開口を有する１個又は２個のマスクフィルタと、
外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路と、
上記３個のサブピクセルの輝度をそれぞれ制御するための複数ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力する３つのサブピクセル輝度制御回路と、
これら３つのサブピクセル輝度制御回路の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応するサブピクセル輝度制御回路にそれぞれ与える、書き換え可能な３つのルックアップテーブル回路と、
これら３つのルックアップテーブル回路に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路と、
上記３つのサブピクセル輝度制御回路からそれぞれ出力される複数ビットの輝度制御信号に基づいて上記ビット面の輝度を制御する制御回路
とを具備することを特徴とする２次元モノクロビット面表示装置。
【請求項１２】
ビット面表示装置が液晶表示装置である
ことを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１つに記載の２次元モノクロビット面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各画素の輝度が所定ビットのディジタル信号によって制御されることによりモノクロ画像を表示する２次元モノクロビット面表示装置に関し、詳しくいうと、陰極線管（ＣＲＴ）を使用するモノクロ画像表示装置と同程度又はそれ以上の輝度分解能を有する２次元モノクロビット面表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各画素の輝度を所定ビットのディジタル信号によって制御してモノクロ画像を表示する２次元モノクロビット面表示装置は小型、軽量、低消費電力等の利点を有するが、ＣＲＴを使用するモノクロ画像表示装置（以下、ＣＲＴモニタと称す）と比較すると、その輝度分解能が低い。このため、２次元モノクロビット面表示装置の輝度分解能を高める必要があり、従来より種々の方法が提案されている。例えば２次元モノクロビット面表示装置の一例である液晶表示装置（ＬＣＤ）の場合には、輝度分解能を高める方法として、
（１）空間変調ディザ方法
（２）時間変調（フレームレートコントロール）方法
の２つが従来よりよく知られている。
【０００３】
上記空間変調ディザ方法とは、液晶表示面を構成する多数個の画素の１つ１つを複数のサブピクセルにより構成し、各サブピクセルについて輝度制御を実施して輝度分解能を高める方法である。この方法の一具体例として、カラー液晶表示装置の各画素を構成する３個のサブピクセルに装着されているＲＧＢの色フィルタを取り外し、各サブピクセルの輝度値を個々に制御する方法が知られている。これら３個のサブピクセルによってモノクロ画像の１画素を構成することにより、２次元モノクロビット面表示装置として動作する際の輝度分解能を高めることができる。
【０００４】
この方法は、各サブピクセルの輝度が電子的にそれぞれ０から２５５までの２５６階調に亘って制御されるものとすると、３個のサブピクセルによって１画素が構成されているので、液晶表示装置の輝度分解能を理論的には７６８階調（３つある輝度値０が１つになるので実際には７６６階調）まで高めることができる。上記構成の液晶表示装置の１画素の合成輝度値と３つのサブピクセル１、２、３の輝度値を次の表１に示す。
なお、合成輝度値＝サブピクセル１の輝度値＋サブピクセル２の輝度値＋サブピクセル３の輝度値
となる。
0003740085.tif 000002
次に、上記時間変調（フレームレートコントロール）方法とは、１フレームの画像を時分割して複数のサブフレームよりなる画像に変換し、これら複数のサブフレームの各画素の輝度を調整することによって輝度分解能を高める方法である。この時間変調方法はサブフレームの数を多くするとフリッカーの問題が発生するので、１フレームの画像を４つのサブフレーム程度で構成する場合が多い。４つのサブフレームで１フレームの画像を構成した場合、各サブフレームの画素の輝度を電子的にそれぞれ０から２５５までの２５６階調に亘って制御するものとすると、液晶表示装置の輝度分解能を理論的には１０２４階調（４つある輝度値０が１つになるので実際には１０２１階調）まで高めることができる。上記４サブフレーム構成の液晶表示装置の１画素の合成輝度値と各サブフレームの画素の輝度値を次の表２に示す。
【０００５】
なお、合成輝度値＝１番目のサブフレームの画素の輝度値＋２番目のサブフレームの画素の輝度値＋３番目のサブフレームの画素の輝度値＋４番目のサブフレームの画素の輝度値
となる。
0003740085.tif 000003
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記時間変調方法はフレーム数を４以上にすれば、先の３個のサブピクセルによって１画素を構成する空間変調ディザ方法と比較して、同じ輝度制御の条件のもとにおいて輝度分解能が高くなるが、フリッカーの問題及び動画再生が殆ど不可能であるという基本的な問題を抱えている。
ところで、ＰＡＣＳ（医用画像保管管理システム：Picture Archiving and Communication System）（Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）、磁気共鳴断層撮影装置（ＭＲＩ）等の医療画像診断装置からの検査画像や、胸部Ｘ線画像、その他の医用画像を電子的に保管すると共に、必要な画像を検索して読み出し、表示するシステム）の表示装置（モニタ）は、１０２４階調以上の輝度分解能を有さないと表示された医用画像から高精度の診断を行なうことが困難であるという報告が複数ある。このため、大型でかつ重量があるが、１０２４階調以上の輝度分解能を有し、高精度の診断が可能なＣＲＴモニタが医療画像診断装置等のモニタとして現在においても使用されているのが実情である。しかしながら、医療現場には各種の医用電子機器が設置されているために医療用のスペースは大変狭い環境にあり、従って、医療現場からはＣＲＴモニタの代わりに液晶表示装置のような小型、軽量なモニタの開発が強く要請されている。
【０００７】
上述したように、先行技術の液晶表示装置は、理論的には、空間変調ディザ方法によって７６６階調の、或いは動画の表示に難点のある時間変調方法によって１０２１階調のモノクロ画像を表示できることになる。しかしながら、液晶表示装置は輝度（上記表１及び表２における階調番号）が低くなると再現性が悪くなるという固有の性質を有しているから、その補正を行なうことにより、理論的に１０２１階調のモノクロ画像を表示することができる液晶表示装置であっても概ね１０％又はそれ以上の階調段数が失われ、黒から白まで実質的に９００階調程度しか表示することができない。換言すると、液晶表示装置は光透過量を０％の黒から１００％の白まで変化させることができれば好適であるが、現実には黒とは言っても光透過量が０％の真の黒ではなく、光透過量が１０％程度の黒しか表示できない。
【０００８】
この発明の１つの目的は、ＣＲＴモニタと同等或いはそれ以上の輝度分解能を有する２次元モノクロビット面表示装置を提供することである。
この発明の他の目的は、１０２１階調以上の高い輝度分解能を有し、かつ動画の再生が可能な２次元モノクロビット面表示装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の第１の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１０】
この発明の第３の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第５の実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成するｍ個のサブピクセルの面積を、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１１】
この発明の第１の変形実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する（ｍ−１）個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第２の変形実施形態においては、各画素がｍ個（ｍは３以上の整数）のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する（ｍ−１）個のサブピクセルに、２のｎ乗分の１（ｎは０からｍまでの整数）のべき級数の第２項以降の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値の割合で光をそれぞれ通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１２】
好ましい具体例においては、ビット面表示装置は液晶表示装置であり、かつｍ＝３である。
この発明の第６の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、１００％、５０％の割合で光を透過するＮＤフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第８の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、１００％、５０％の割合で光を通過させる開口を有するマスクフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１３】
この発明の第１０の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルの面積を、１００％、１００％、５０％の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第１１の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、５０％、５０％の割合で光を透過するＮＤフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１４】
この発明の第１３の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルに、１００％、５０％、５０％の割合で光を通過させる開口を有するマスクフィルタをそれぞれ装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第３の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する１個のサブピクセルに５０％の光を透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１５】
この発明の第４の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する２個のサブピクセルに５０％の光を透過するＮＤフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明の第５の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する１個のサブピクセルに５０％の光を通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
【００１６】
この発明の第６の変形実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する２個のサブピクセルに５０％の光を通過させる開口を有するマスクフィルタを装着し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
好ましい具体例においては、ビット面表示装置は液晶表示装置である。
この発明の第２、第４、第７、第９、第１２及び第１４の実施形態においては、第１、第３、第６、第８、第１１及び第１３の実施形態においてそれぞれ各サブピクセルの輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして電子制御することにより輝度分解能を更に高めている。
【００１７】
この発明の第１５の実施形態においては、各画素が３個のサブピクセルによって構成されているビット面を備えた２次元モノクロビット面表示装置において、各画素を構成する３個のサブピクセルの面積を、１００％：５０％：５０％の割合にそれぞれ設定し、各サブピクセルの輝度を電子制御して輝度分解能を高める２次元モノクロビット面表示装置が提供される。
この発明によれば、簡単な構成によって液晶表示装置のような２次元モノクロビット面表示装置の輝度分解能をＣＲＴモニタと同等又はそれ以上に高めることができる。よって、各種の医用電子機器のモノクロ画像表示装置としても好便に使用することができる。また、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。しかしながら、この発明は多くの異なる形態で実施可能であるから、以下に述べる実施形態にこの発明が限定されると解釈するべきではない。後述の実施形態は、以下の開示が十分で、完全なものであり、この発明の範囲をこの分野の技術者に十分に知らせるために提供されるものである。
まず、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１Ｂは図１Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００２０】
この第１実施形態の表示装置は上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光透過率が異なるＮＤ（neutral density）フィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２に５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを、サブピクセル３に２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆをそれぞれ装着する。周知慣用のカラー液晶表示装置においてはガラス基板と透明電極との間にＲＧＢフィルタが成膜形成されるが、この第１の実施形態においてはＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆ、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆ、及び２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを形成する。このＮＤフィルタの装着方法はＲＧＢフィルタの代わりにＮＤフィルタを形成するものであるから、最も好都合な装着方法であると言うことができる。
【００２１】
図１Ｂに示すように、制御ユニット６は、液晶パネル４の各画素のサブピクセル１の輝度を制御するサブピクセル１輝度制御回路６４１と、各画素のサブピクセル２の輝度を制御するサブピクセル２輝度制御回路６４２と、各画素のサブピクセル３の輝度を制御するサブピクセル３輝度制御回路６４３と、これら輝度制御回路６４１、６４２及び６４３の入力側にそれぞれ設けられ、所定の輝度情報を対応する輝度制御回路に与える第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３と、入力回路６２から供給される映像信号の輝度カーブを任意に変更することができる第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０と、これら４つのルックアップテーブル回路ＬＵＴ０〜ＬＵＴ３に対してルックアップテーブルの書き込み、変更、削除等の制御を行なうルックアップテーブル制御回路（以下、ＬＵＴ制御回路と称す）６３と、サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３から出力される輝度制御信号に基づいて液晶表示ユニット４０の液晶パネル４の輝度を制御する液晶表示制御回路６５とを備えている。
【００２２】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２、サブピクセル３輝度制御回路６４３は、この実施形態では、２５６段の階調を表示するための８ビットの輝度制御信号をそれぞれ出力するように構成されており、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３はそれぞれ、１１ビット入力／８ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路である。第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０はこの発明の必須の構成要件ではないが、コンピュータその他の外部回路から送られてくるモノクロ映像信号の輝度カーブを自由に変更できる回路装置として使用されている。この実施形態では、１１ビット入力／１１ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として説明する。
【００２３】
コンピュータその他の外部回路から送られてくるモノクロ映像信号は入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴで受信され、この映像信号は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に入力される。また、コンピュータその他の外部回路から送られてくる制御指令は入力回路６２の制御指令入力端子ＣＭＴで受信され、ＬＵＴ制御回路６３に送られる。
ＬＵＴ制御回路６３は、輝度測定ユニット７から入力される情報を必要に応じて参照し、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３にそれぞれ最適なルックアップテーブルを書き込む。また、ＬＵＴ制御回路６３は、入力回路６２の制御指令入力端子ＣＭＴから供給される制御指令、或いは操作ボタン６１を介して入力される指令に基づいて、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０にＤＩＣＯＭスタンダードカーブ、指数カーブ、リニアカーブ、その他のデータを予め書き込む。
【００２４】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２、サブピクセル３輝度制御回路６４３及び液晶表示制御回路６５として、一般に使用されているカラー液晶表示装置におけるＲＧＢの各色毎の輝度制御回路及び液晶表示制御回路と同様の構成の回路を使用することができる。
コンピュータその他の外部回路からはディジタルの１１ビットのモノクロ映像信号が入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴに入力される。この１１ビットのモノクロ映像信号は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に供給され、ここで指定された輝度カーブのデータに変換される。第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０において指定された輝度カーブのデータに変換された１１ビットのモノクロ映像信号は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３にそれぞれ供給される。これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は予め書き込まれているルックアップテーブルによって対応するサブピクセル１、２及び３の階調値を８ビットのデータとして出力する。サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３のそれぞれは、対応するルックアップテーブル回路回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３から入力された８ビットのデータに従って対応するサブピクセルの輝度を２５６階調に亘って制御するための輝度制御信号を液晶表示制御回路６５へ出力する。
【００２５】
このように、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、１画素の輝度分解能は下記の表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００２６】
上記第１の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（１）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３  ・・・（１）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として表３に示すように単調増加する。
0003740085.tif 000004
ここで、１７８６段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表４の通りの増加方法を取ることができる。
0003740085.tif 000005
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第２の実施形態について図２を参照して詳細に説明する。この第２の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第２の実施形態では、上記第１の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１フレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００２７】
図２Ａに示すように、第２の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１の実施形態と同じであるが、図２Ｂに示すように、第２の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路６６が制御ユニット６に付加されている。その他の構成は上記第１の実施形態と実質的に同じであるので、図１と対応する部分や素子には同一符号を付けて示し、必要のない限りそれらの説明を省略する。時間軸変調を行なう方法はいくつかあるが、第２の実施形態ではコンピュータ等から送られてくる映像信号のフレーム数と液晶表示装置において再生される画像のフレーム数が同じであり、かつ１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換する場合について説明する。なお、この第２の実施形態では第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３はそれぞれ、１３ビット入力／８ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０は１２ビット入力／１２ビット出力の書き換え可能なルックアップテーブル回路として使用される。
【００２８】
フレーム制御回路６６２は、コンピュータ等から送られてきた映像信号のフレームが現在何番目のフレームであるかを、映像信号の１つである垂直同期信号を監視することによって検出する。入力回路６２の映像入力端子ＩＭＴからフレーム制御回路６６２に供給された映像信号から、フレーム制御回路６６２がＮ番目のフレームの映像信号であると判断すると、フレーム制御回路６６２は制御信号をフレームメモリ６６１、マルチプレクサ６６３、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に送る。
マルチプレクサ６６３は、フレーム制御回路６６２からの制御信号によって、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子に接続し、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される１２ビットの映像信号を第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に供給する。マルチプレクサ６６３から出力される１２ビットの映像信号は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力に与えられる。フレームメモリ６６１は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給されるＮ番目のフレームの１２ビット映像信号を格納する。また、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対してはそれらの最上位ビットに制御信号を与え、現在はＮ番目のフレームであるということを直接指示する。
【００２９】
フレーム制御回路６６２は極く僅かな時間が経過した時点で、この実施形態では次の（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号が入力回路６２に送られて来た時点で、制御信号をフレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３に送り、フレームメモリ６６１に対してはそこに格納されている先のＮ番目のフレームの１２ビット映像信号をマルチプレクサ６６３に出力するように指示し、マルチプレクサ６６３に対しては第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子から切り離し、フレームメモリ６６１に接続された入力端子をその出力端子に接続するように指示する。これによってフレームメモリ６６１に格納されていたＮ番目のフレームの１２ビット映像信号がマルチプレクサ６６３から第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力に供給される。
【００３０】
フレーム制御回路６６２によってフレームメモリ６６１はそこに格納されているＮ番目のフレームの映像信号を出力するように指示されているので、次の（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号はフレームメモリ６６１には格納されず、また、マルチプレクサ６６３の出力端子に接続されているのは第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子ではないので、マルチプレクサ６６３は（Ｎ＋１）番目のフレームの映像信号を出力しない。つまり、フレーム制御回路６６２は（Ｎ＋１）番目のフレームの代わりにフレームメモリ６６１に格納されているＮ番目のフレームを第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に出力させるように制御する。ただし、フレーム制御回路６６２は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対して現在は（Ｎ＋１）番目のフレームであることを指示しているので、これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は（Ｎ＋１）番目のフレームのサブピクセル１、２及び３の階調値を指示する８ビットのデータをそれぞれ出力する。
【００３１】
次の（Ｎ＋２）番目のフレームの映像信号が入力回路６２に送られてくると、フレーム制御回路６６２は制御信号をフレームメモリ６６１、マルチプレクサ６６３、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に送る。これによってマルチプレクサ６６３は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０に接続された入力端子をその出力端子に接続し、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビットの映像信号を第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に供給する。また、フレームメモリ６６１は第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０から供給される（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビット映像信号を格納する。第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３に対してはそれらの最上位ビットに制御信号を与え、現在は（Ｎ＋２）番目のフレームであることを直接指示する。以後、上述したのと同様の制御及び動作が繰り返される。
【００３２】
上述のフレーム制御回路６６２の制御により、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３の下位１２ビットの入力にはＮ番目のフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力され、続いて（Ｎ＋２）番目のフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力され、以下同様にして１つ置きのフレームの１２ビットの映像信号が連続的に２回入力されることになる。これらルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は予め書き込まれているルックアップテーブルによって対応するサブピクセル１、２及び３の階調値を８ビットのデータとして出力するから、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０からマルチプレクサ６６３を通じて直接入力されたＮ番目のフレームの映像信号をフレームＮの第１の映像信号、フレームメモリ６６１からマルチプレクサ６６３を通じて入力されたＮ番目のフレームの映像信号をフレームＮの第２の映像信号と定義すると、第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３は、フレームＮの第１の映像信号に関して、Ｎ番目のフレームのサブピクセル１、２及び３に対する階調値を指示する８ビットのデータを出力し、フレームＮの第２の映像信号に関して、（Ｎ＋１）番目のフレームのサブピクセル１、２及び３に対する階調値を指示する８ビットのデータを出力することになる。
【００３３】
サブピクセル１輝度制御回路６４１、サブピクセル２輝度制御回路６４２及びサブピクセル３輝度制御回路６４３のそれぞれは、対応するルックアップテーブル回路回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３から入力された８ビットのデータに従って対応するサブピクセルの輝度を２５６階調に亘って制御するための８ビットの輝度制御信号を順次に液晶表示制御回路６５へ出力する。
このように、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に順次に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。
【００３４】
液晶パネル４に極く僅かの時間差（通常、フレーム数は毎秒３０枚程度であるから、時間差は感知できない程度である）を持って表示される画像は、網膜の特性に起因して階調の差として認識される。よって、この第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様に、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１７８６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１７８６階調の合計３５７２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には３５７１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００３５】
具体的に説明すると、上記第２の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、２５％の光透過率のＮＤフィルタ３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（２）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(2)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として次の表５に示すように単調増加し、３５７１段階の輝度値になる。
0003740085.tif 000006
かくして、３５７１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第２の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、３５７１段階の輝度値の選び方は上記第１の実施形態と同様に複数通りある。
【００３６】
上記第１及び第２の実施形態では１つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルに５０％の光透過率のＮＤフィルタと２５％の光透過率のＮＤフィルタをそれぞれ装着しても同じ結果が得られる。
なお、第２の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００３７】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態について図３を参照して詳細に説明する。
図３Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図３Ｂは図３Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００３８】
この第３実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図３Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図３Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体、即ち、面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを、サブピクセル３にその面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆをそれぞれ装着する。
【００３９】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び２５％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図３Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図３Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第３の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１の実施形態と同様に、１画素の輝度分解能は既に記載した表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００４０】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第４の実施形態について図４を参照して詳細に説明する。この第４の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第４の実施形態では、上記第３の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
図４Ａに示すように、第４の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第３の実施形態と同じであるが、図４Ｂに示すように、第４の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図４Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００４１】
この第４の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１７８６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１７８６階調の合計３５７２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には３５７１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００４２】
具体的に説明すると、上記第４の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、面積の２５％に光を透過させるマスクフィルタ１３Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（３）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(3)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．２５を最小単位として次の表６に示すように単調増加し、３５７１段階の輝度値になる。なお、表６は表５と同じになる。
0003740085.tif 000007
かくして、３５７１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第４の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第３の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第３の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、３５７１段階の輝度値の選び方は上記第１の実施形態と同様に複数通りある。
【００４３】
上記第３及び第４の実施形態では１つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルに光透過量が５０％のマスクフィルタと２５％のマスクフィルタをそれぞれ装着しても同じ結果が得られる。
なお、第４の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第３の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００４４】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態について図５を参照して詳細に説明する。
図５はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００４５】
この第５実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図５に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図５に示すように、各画素のサブピクセル１の面積は通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル２の面積はサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造し、サブピクセル３の面積はサブピクセル１の面積の２５％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量は５０％となり、サブピクセル３を透過する光量は２５％となる。
【００４６】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第５の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１の実施形態又は第３の実施形態と同様に、１画素の輝度分解能は既に記載した表３に示すように１７８６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１７８６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００４７】
上記第５の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、上記第２の実施形態又は第４の実施形態と同様に、３５７１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。
上記第１乃至第５の各実施形態においては、液晶パネル４の各画素が３つのサブピクセルによって構成されている場合について説明したが、これは一般に使用されているカラー液晶表示装置の液晶表示ユニット及びその制御回路を若干変更するだけで利用できるためであり、１画素を４つ又はそれ以上のサブピクセルより構成してもよい。この場合には、１画素を構成するサブピクセルの個数をｍ（ただし、ｍは３以上の整数）とすると、ｍ個のサブピクセルの透過光量を、２のｎ乗分の１（１／２n）のべき級数（ただし、ｎは０からｍ−１までの整数）の各項の値をパーセントで表わした値にそれぞれ設定する。例えば、１画素を４つのサブピクセルによって構成する場合には、第１のサブピクセルの透過光量を１００％、第２のサブピクセルの透過光量を５０％、第３のサブピクセルの透過光量を２５％、第４のサブピクセルの透過光量を１２．５％の割合に設定する。これら透過光量値は正確に１００％、５０％、２５％、１２．５％に設定する必要はなく、それらの近傍の値でもよい。
【００４８】
また、上述した第１乃至第５の各実施形態においては、１画素を構成する３つ以上のサブピクセルの透過光量を２のｎ乗分の１のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値に設定したが、１画素を構成するサブピクセルの透過光量は必ずしも２のｎ乗分の１のべき級数の各項の値をパーセントで表わした値又はその近傍の値に設定する必要はない。
図６Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第６の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図６Ｂは図６Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００４９】
この第６実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図６Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、濃度を異にするＮＤフィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２にも１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル３に５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆをそれぞれ装着する。
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したＮＤフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、１００％及び５０％のＮＤフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
【００５０】
制御ユニット６は、図６Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図６Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第６の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、１画素の輝度分解能は下記の表７に示すように１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。
具体的に説明すると、上記第６の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（４）によって求まる。
【００５１】
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３  ・・・（４）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表７に示すように単調増加し、１２７６段階の輝度値になる。
0003740085.tif 000008
ここで、１２７６段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表８の通りの増加方法を取ることができる。
0003740085.tif 000009
かくして、１２７６階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００５２】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第７の実施形態について図７を参照して詳細に説明する。この第７の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第７の実施形態では、上記第６の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
図７Ａに示すように、第７の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第６の実施形態と同じであるが、図７Ｂに示すように、第７の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図７Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００５３】
この第７の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１２７６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１２７６階調の合計２５５２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２５５１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００５４】
具体的に説明すると、上記第７の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（５）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(5)
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表９に示すように単調増加し、２５５１段階の輝度値になる。
0003740085.tif 000010
かくして、２５５１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第７の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第６の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第６の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
【００５５】
上記第６及び第７の実施形態では２つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、２つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの１つのサブピクセルに５０％の光透過率のＮＤフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
なお、第７の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第６の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００５６】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態について図８を参照して詳細に説明する。
図８Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図８Ｂは図８Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００５７】
この第８実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図８Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図８Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体に、即ち、サブピクセル１の面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル３にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆをそれぞれ装着する。
【００５８】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、１００％及び５０％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図８Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図８Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第８の実施形態の液晶表示装置において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すると、上記第６の実施形態と同様に、上記式（４）から１画素の合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として既に記載した表７に示すように単調増加し、１２７６段階の輝度値になる。即ち、１画素の輝度分解能が１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００５９】
ここで、１２７６段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りあり、既に記載した表８の通りの増加方法を使用してもよい。
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第９の実施形態について図９を参照して詳細に説明する。この第９の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第９の実施形態では、上記第８の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００６０】
図９Ａに示すように、第９の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第８の実施形態と同じであるが、図９Ｂに示すように、第９の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図９Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第９の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１２７６階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１２７６階調の合計２５５２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２５５１階調）の輝度制御を行なうことができる。かくして、２５５１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。
【００６１】
なお、１画素の合成輝度値Ｙは上記式（５）によって求まる。この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として上記した表９に示すように単調増加し、２５５１段階の輝度値になる。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
このように、第９の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第８の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第８の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。
上記第８及び第９の実施形態では２つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、２つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの１つのサブピクセルに光透過量が５０％のマスクフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
【００６２】
なお、第９の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第８の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００６３】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。
図１０はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００６４】
この第１０実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１０に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図１０に示すように、各画素のサブピクセル１及び２の面積はそれぞれ通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル３の面積はサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量も１００％となり、サブピクセル３を透過する光量は５０％となる。
【００６５】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第１０の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第６の実施形態又は第８の実施形態と同様に、上記式（４）から１画素の輝度分解能は既に記載した表７に示すように１２７６階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１２７６階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００６６】
上記第１０の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、既に記載した表９に示すように、２５５１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。なお、２５５１段階の輝度値の選び方は上記第６の実施形態と同様に複数通りある。
【００６７】
上述した第６乃至第１０の実施形態においては、１画素を構成する３つのサブピクセルの光透過量を１００％、１００％、５０％の割合としたので、その理論階調は１２７６階調或いは２５５１階調であるにも拘わらず、先行技術と同じバックライトを使用しても、輝度が僅か２５０／３００％にしか低下しない。よって、輝度の修正は３００／２５０％行なえばよいので、バックライトの寿命が長くなるという利点がさらに得られる。
図１１Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１１の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１１Ｂは図１１Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００６８】
この第１１実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１１Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、濃度を異にするＮＤフィルタを装着する。例えば、各画素のサブピクセル１に１００％の透過率のＮＤフィルタ１Ｆを、サブピクセル２に５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆを、サブピクセル３にも５０％の透過率のＮＤフィルタ２Ｆをそれぞれ装着する。
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したＮＤフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び５０％のＮＤフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
【００６９】
制御ユニット６は、図１１Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図６Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１１の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、１画素の輝度分解能は下記の表１０に示すように１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。
具体的に説明すると、上記第１１の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（６）によって求まる。
【００７０】
Ｙ＝ＳＢ１＋ＳＢ２＋ＳＢ３  ・・・（６）
この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表１０に示すように単調増加し、１０２１段階の輝度値になる。
0003740085.tif 000011
ここで、１０２１段階の輝度値の選び方は複数存在するが、例えば次の表１１の通りの増加方法を取ることができる。
0003740085.tif 000012
かくして、１０２１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをＮＤフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００７１】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１２の実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。この第１２の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第１２の実施形態では、上記第１１の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。図１２Ａに示すように、第１２の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１１の実施形態と同じであるが、図１２Ｂに示すように、第１２の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図１２Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
【００７２】
この第１２の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１０２１階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１０２１階調の合計２０４２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２０４１階調）の輝度制御を行なうことができる。
【００７３】
具体的に説明すると、上記第１２の実施形態の液晶表示装置において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御した場合、フレームＮの第１の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ１１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ１２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ１３とし、フレームＮの第２の映像信号について１００％の光透過率のＮＤフィルタ１Ｆを装着したサブピクセル１の輝度値をＳＢ２１、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル２の輝度値をＳＢ２２、５０％の光透過率のＮＤフィルタ２Ｆを装着したサブピクセル３の輝度値をＳＢ２３とすると、１画素の合成輝度値Ｙは次の式（７）によって求まる。
Ｙ＝ＳＢ１１＋ＳＢ１２＋ＳＢ１３＋ＳＢ２１＋ＳＢ２２＋ＳＢ２３・・・(7)この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として次の表１２に示すように単調増加し、２０４１段階の輝度値になる。
0003740085.tif 000013
かくして、２０４１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。このように、第１２の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１１の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１１の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りある。
【００７４】
上記第１１及び第１２の実施形態では１つのサブピクセルに１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着したが、１００％の光透過率のＮＤフィルタを装着するということはＮＤフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはＮＤフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルにそれぞれ５０％の光透過率のＮＤフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
なお、第１２の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１１の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００７５】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態について図１３を参照して詳細に説明する。
図１３Ａはこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。図１３Ｂは図１３Ａに示した制御ユニット６の一具体例を、操作ボタン６１及び入力回路６２と共に示すブロック図である。
【００７６】
この第１３実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１３Ａに模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルにそれぞれ、光が透過するサブピクセルの面積を異ならせるための開口を有するマスクフィルタ（以下、単にマスクフィルタと称す）を装着する。例えば、図１３Ａに示すように、各画素のサブピクセル１にその面積の全体に、即ち、サブピクセル１の面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタ１１Ｆを、サブピクセル２にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆを、サブピクセル３にその面積の５０％に光を透過させるマスクフィルタ１２Ｆをそれぞれ装着する。
【００７７】
液晶パネル４のすべての画素のサブピクセルにそれぞれ上述したマスクフィルタを装着する作業は、周知慣用のカラー液晶表示装置においてＲＧＢフィルタを形成する代わりに１００％、５０％及び５０％のマスクフィルタを形成すればよいので、容易であり、製造上の問題はない。
制御ユニット６は、図１３Ｂに示すように、上記第１の実施形態と同じ構成であるので、図１３Ｂにおいて図１Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１３の実施形態の液晶表示装置において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すると、上記第１１の実施形態と同様に、上記式（６）から１画素の合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として既に記載した表１０に示すように単調増加し、１０２１段階の輝度値になる。即ち、１画素の輝度分解能が１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、カラー液晶表示装置において培われた１画素３サブピクセル構成の液晶表示ユニットのＲＧＢフィルタをマスクフィルタに置換するだけで液晶表示ユニットを製造することができるし、また、その制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００７８】
ここで、１０２１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りあり、既に記載した表１１の通りの増加方法を使用してもよい。
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１４の実施形態について図１４を参照して詳細に説明する。この第１４の実施形態もこの発明を液晶表示装置に適用したものであるが、第１４の実施形態では、上記第１３の実施形態において１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成したものである。これによって液晶表示装置の輝度分解能は更に高くなる。
【００７９】
図１４Ａに示すように、第１４の実施形態の液晶表示装置の概略の構成は上記第１３の実施形態と同じであるが、図１４Ｂに示すように、第１４の実施形態の表示装置には、フレームメモリ６６１、フレーム制御回路６６２及びマルチプレクサ６６３によって構成された時間軸制御回路が制御ユニット６に付加されている。この制御ユニット６の回路構成は上記第２の実施形態と同じであるので、図１４Ｂにおいて図２Ｂと対応する部分及び素子に同一符号を付けて示し、それらの動作説明を省略する。
この第１４の実施形態においても、フレーム制御回路６６２の制御により、フレームＮの第１の映像信号とフレームＮの第２の映像信号の２つの映像信号に基づく２つの８ビットの輝度制御信号が順次に液晶表示制御回路６５を介して液晶表示ユニット４０に供給されるから、液晶表示ユニット４０の液晶パネル４には同じＮ番目のフレームの２つの映像信号が順次に表示されることになる。よって、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって電子的に０〜２５５段階の２５６階調に亘って制御すれば、フレームＮの第１の映像信号に関して１０２１階調、フレームＮの第２の映像信号に関して１０２１階調の合計２０４２階調（２つある輝度値０が１つになるので実際には２０４１階調）の輝度制御を行なうことができる。かくして、２０４１階調の輝度分解能を有する２次元モノクロ液晶表示装置を提供することができる。
【００８０】
なお、１画素の合成輝度値Ｙは上記式（７）によって求まる。この合成輝度値Ｙはサブピクセル３の輝度値０．５を最小単位として上記した表１２に示すように単調増加し、２０４１段階の輝度値になる。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１１の実施形態と同様に複数通りある。
このように、第１４の実施形態の液晶表示装置は輝度分解能が上記第１３の実施形態のほぼ２倍になるだけでなく、上記第１３の実施形態と同様に、動画の再生が可能である、製造も容易である等の利点がある。
上記第１３及び第１４の実施形態では１つのサブピクセルにその面積の１００％に光を透過させるマスクフィルタを装着したが、光透過量が１００％のマスクフィルタを装着するということはマスクフィルタを装着しない場合と同じであるので、１つのサブピクセルにはマスクフィルタを装着せず、残りの２つのサブピクセルにそれぞれ光透過量が５０％のマスクフィルタを装着しても同じ結果が得られる。
【００８１】
なお、第１４の実施形態において、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には同一のフレームの画像を２回出力する必要がないので、送られてくる画像をフレームメモリに格納せずに直接第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３へ入力すればよい。ただし、Ｎ番目のフレームと（Ｎ＋１）番目のフレームの各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を例えば８ビットの制御信号によって制御して両フレームの合成輝度値によって各画素の輝度を表示するように制御する。よって、フレームメモリ６６１及びマルチプレクサ６６３を設ける必要がない。さらに、ＬＵＴ制御回路６３にフレーム制御回路６６２の機能を持たせれば、フレーム制御回路６６２も設ける必要がない。換言すれば、コンピュータ等から送られてくる映像信号が静止画像である場合には、時間軸制御回路６６を設けなくても輝度分解能を第１３の実施形態の輝度分解能の２倍程度に高くすることができる。
【００８２】
次に、この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態について図１５を参照して詳細に説明する。
図１５はこの発明を液晶表示装置に適用した２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態を示す概略の構成図である。この表示装置は、上記第１の実施形態と同様に、多数個の画素によって構成されている液晶表示面（液晶パネル）４とバックライト５とを含む液晶表示ユニット４０と、液晶パネル４の各画素の輝度を制御する制御ユニット６と、制御ユニット６に各種の指令（コマンド）を入力するための操作ボタン６１と、外部から送られてくる映像信号及び制御指令を受信する入力回路６２と、液晶パネル４の表面の輝度を測定して制御ユニット６に入力する輝度測定ユニット７とを備えている。
【００８３】
この第１５実施形態の表示装置も上述した空間変調ディザ方法を採用しており、図１５に模型的に示すように、１つの画素１０は３つのサブピクセル１、２及び３によって構成されている。この実施形態では、液晶パネル４の各画素を構成する３つのサブピクセルの面積を異ならせ、これらサブピクセルを透過する光量を相違させるものである。例えば、図１５に示すように、各画素のサブピクセル１の面積は通常のサブピクセルの面積と同じに製造し、サブピクセル２及び３の面積はそれぞれサブピクセル１の面積の５０％の面積に製造する。これによってサブピクセル１を透過する光量を１００％とすると、サブピクセル２を透過する光量は５０％となり、サブピクセル３を透過する光量も５０％となる。
【００８４】
制御ユニット６は、上記第１の実施形態と同じ構成でよいので図示しない。また、制御ユニット６の制御動作も上記第１の実施形態と同じであるのでその説明を省略する。
この第１５の実施形態において、各画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３のそれぞれの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御すると、上記第１１の実施形態又は第１３の実施形態と同様に、上記式（６）から１画素の輝度分解能は既に記載した表１０に示すように１０２１階調となるので、液晶表示装置の輝度分解能を１０２１階調まで高くすることができる。その上、空間変調ディザ方法を採用するだけであるのでフリッカーの問題は発生せず、よって、動画の再生も可能になる。さらに、制御回路も一般に使用されているカラー液晶表示装置の制御回路を殆んどそのまま利用できるから、製造も容易であるという利点がある。
【００８５】
上記第１５の実施形態において、上記第２の実施形態と同様に、１画素を構成する３つのサブピクセル１、２、３の輝度を極く僅かに時間軸方向にずらして１つ置きのフレームの画像を２フレームの画像に変換し、これら２フレームの画素の合成輝度値によって１画素の輝度を表示するように構成してもよい。これによって液晶表示装置の輝度分解能は、既に記載した表１２に示すように、２０４１階調となる。制御ユニット６は図２Ｂに示された構成のものを使用することができる。なお、２０４１段階の輝度値の選び方は上記第１２の実施形態と同様に複数通りある。
【００８６】
上述した第１１乃至第１５の実施形態においては、１画素を構成する３つのサブピクセルの光透過量を１００％、５０％、５０％の割合としたので、その理論階調は１０２１階調或いは２０４１階調であるにも拘わらず、先行技術と同じバックライトを使用しても、輝度が２００／３００％にしか低下しない。よって、修正は３００／２００％行なえばよいので、バックライトの寿命が長くなるという利点がさらに得られる。
なお、上記第１乃至第１５の実施形態においてはこの発明を２次元モノクロビット面表示装置の代表例である液晶表示装置に適用した場合について説明したが、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を使用する２次元モノクロビット面表示装置にもこの発明が適用でき、同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００８７】
また、各サブピクセルの輝度を８ビットの制御信号によって２５６階調に亘って制御したが、これに限定されるものではなく、各サブピクセルの輝度を９ビット、１０ビット等の制御信号によって２５６階調よりさらに多くの階調に亘って制御すれば、輝度分解能は更に向上する。なお、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０の動作は第１、第２及び第３のルックアップテーブル回路ＬＵＴ１、ＬＵＴ２及びＬＵＴ３内においても同様に実行することができるので、第４のルックアップテーブル回路ＬＵＴ０は設けなくてもよい。
以上、この発明を図示した好ましい実施形態について記載したが、この発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、上述した実施形態に関して種々の変形、変更及び改良がなし得ることはこの分野の技術者には明らかであろう。従って、この発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によって定められるこの発明の範囲内に入る全てのそのような変形、変更及び改良をも包含するものであるということを理解すべきである。
【００８８】
【発明の効果】
以上の説明で明白なように、この発明によれば、簡単な構成によって２次元モノクロビット面表示装置の輝度分解能をＣＲＴモニタと同程度又はそれ以上に高めることができる。よって、各種の医用電子機器のモノクロ画像表示装置としても好便に使用することができる。また、今後医療器具業界において極めて重要視されるＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communicating System）の表示用装置としてこの発明による高輝度、高分解能で小型、軽量の２次元モノクロビット面表示装置をＣＲＴモニタに代えて使用すれば、取り扱いが容易になるだけでなく、真の医療用のスペースを広げることができるという利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１の実施形態を示し、図１Ａは第１の実施形態の概略の構成図、図１Ｂは図１Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図２】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第２の実施形態を示し、図２Ａは第２の実施形態の概略の構成図、図２Ｂは図２Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図３】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第３の実施形態を示し、図３Ａは第３の実施形態の概略の構成図、図３Ｂは図３Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図４】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第４の実施形態を示し、図４Ａは第４の実施形態の概略の構成図、図４Ｂは図４Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図５】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第５の実施形態を示す概略の構成図である。
【図６】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第６の実施形態を示し、図６Ａは第６の実施形態の概略の構成図、図６Ｂは図６Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図７】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第７の実施形態を示し、図７Ａは第７の実施形態の概略の構成図、図７Ｂは図７Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図８】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第８の実施形態を示し、図８Ａは第８の実施形態の概略の構成図、図８Ｂは図８Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図９】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第９の実施形態を示し、図９Ａは第９の実施形態の概略の構成図、図９Ｂは図９Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１０】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１０の実施形態を示す概略の構成図である。
【図１１】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１１の実施形態を示し、図１１Ａは第１１の実施形態の概略の構成図、図１１Ｂは図１１Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１２】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１２の実施形態を示し、図１２Ａは第１２の実施形態の概略の構成図、図１２Ｂは図１２Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１３】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１３の実施形態を示し、図１３Ａは第１３の実施形態の概略の構成図、図１３Ｂは図１３Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１４】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１４の実施形態を示し、図１４Ａは第１４の実施形態の概略の構成図、図１４Ｂは図１４Ａに示す制御ユニットの一具体例を示すブロック図である。
【図１５】この発明による２次元モノクロビット面表示装置の第１５の実施形態を示す概略の構成図である。
【符号の説明】
１、２、３：サブピクセル      ４：液晶表示面      ５：バックライト
６：制御ユニット      ７：輝度測定ユニット      １０：画素
４０：液晶表示ユニット      ６３：ルックアップテーブル制御回路
６５：液晶表示制御回路      ６６：時間軸制御回路
ＬＵＴ０、ＬＵＴ１、ＬＵＴ２、ＬＵＴ３：ルックアップテーブル回路
１Ｆ、２Ｆ、３Ｆ：ＮＤフィルタ
１１Ｆ、１２Ｆ、１３Ｆ：マスクフィルタ
【図１】
0003740085.tif 000014
【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】
0003740085.tif 000022
【図１０】
0003740085.tif 000023
【図１１】
0003740085.tif 000024
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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