JP2005241787A - 画像表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 明るさの低下を極力抑えつつ、動画ぼやけを低減することができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】 中間値信号検出回路１２は、第１のフレーム周波数（６０Ｈｚ）を有する映像信号における隣接する２フレームの中間値信号を検出する。乗算器１３は中間値信号に１未満の係数を乗算する。内挿回路１５は、隣接する２フレーム間にその係数が乗算された中間値信号を隣接する２フレーム間に内挿して、第２のフレーム周波数（１２０Ｈｚ）を有する映像信号を出力する。第２のフレーム周波数を有する映像信号は、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を各画素毎に所定時間保持して表示するホールド型の表示パネルに表示される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶表示装置や有機エレクトロルミネセンス表示装置に代表されるホールド型の画像表示装置に係り、動画像のぼやけ感を低減することができる画像表示装置に関する。
画像表示装置には、陰極線管（ＣＲＴ）を用いた表示装置のように画像の書き込みの瞬間に強く発光するインパルス型表示装置と、各画素毎にメモリ機能を持ったアクティブマトリクス型表示装置のように画像が書き込まれてから次のフレームの画像が書き込まれるまで表示を保持しているホールド型表示装置とがある。アクティブマトリクス型表示装置としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた液晶表示装置がある。液晶表示装置では、画素毎に配置されたＴＦＴとコンデンサとによって画素に書き込まれた画像を一定時間保持する。
ホールド型表示装置の欠点の１つは、動画像にぼやけ感（以下、動画ぼやけ）が発生することである。従来、液晶表示装置の動画ぼやけは液晶の応答速度が原因とされていたが、液晶の応答速度をいくら高速にしてもホールド表示そのもにに起因する動画ぼやけを解決することはできない。この問題点及びその解決策が下記の非特許文献１に記載されている。なお、動画ぼやけは液晶表示装置のみならず、有機エレクトロルミネセンス表示装置であってもアクティブマトリクス型の場合には同様に発生する。非特許文献１には動画ぼやけの解決策として、ホールド時間を短くしてインパルス型の表示に近づける方法が記載されている。
栗田泰市郎，「液晶ディスプレイで生じる原理的な動画質劣化とその改善法」，信学技報ＥＩＤ２０００−４７（２０００−０９），ｐ．１３−１８
上記非特許文献１に記載の方法においては、映像信号と同期させてバックライトをシャッタする手段が必要となると共に、ホールド型表示の利点であるちらつきのない表示が損なわれてしまうという欠点がある。また、表示素子が発光している時間が短くなるため画面全体の明るさが低下するという欠点もある。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、ちらつきのない表示を行うことができるというホールド型表示の利点を損なうことなく、明るさの低下を極力抑えつつ、動画ぼやけを低減することができる画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を各画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネル（３）を用いた画像表示装置において、第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号をフレームレート変換して前記第１のフレーム周波数より周波数の高い第２のフレーム周波数を有する第２の映像信号として出力するフレームレート変換回路（１）と、前記第２の映像信号を前記アクティブマトリクス型表示パネルに表示する駆動回路（２）とを備え、前記フレームレート変換回路は、前記第１の映像信号における複数フレームを用いて補間フレーム信号を生成する補間フレーム生成手段（１２）と、前記補間フレーム信号に１未満の係数を乗算する乗算手段（１３）と、前記乗算手段によって前記係数を乗算した補間フレーム信号を前記第１の映像信号に内挿して前記第２の映像信号を生成する内挿手段（１５）とを有することを特徴とする画像表示装置を提供するものである。
本発明によれば、ちらつきのない表示を行うことができるというホールド型表示の利点を損なうことなく、明るさの低下を極力抑えつつ、動画ぼやけを低減することができる。また、バックライトをシャッタする等の特別な回路を必要としないので、コストアップも少ない。
以下、本発明の画像表示装置について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の画像表示装置の一実施形態を示すブロック図、図２は図１中のフレームレート変換回路１の具体的構成例を示すブロック図、図３は図１中のフレームレート変換回路１の動作を説明するための図、図４は一実施形態による作用を説明するための図である。
図１において、フレームレート変換回路１にはフレーム周波数６０Ｈｚの順次走査信号である映像信号が入力される。フレームレート変換回路１は入力映像信号のフレーム周波数を２倍、即ち、１２０Ｈｚに変換して出力する。本発明の画像表示装置の特徴はフレームレート変換回路１におけるフレームレート変換方法にあり、これについては後述する。フレーム周波数１２０Ｈｚの映像信号は駆動回路２に入力され、駆動回路２はホールド型表示装置（表示パネル）の一例としての液晶パネル３を駆動してフレーム周波数１２０Ｈｚの映像信号を表示する。表示パネルは液晶パネルに限定されることはなく、マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を各画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルであればよい。
フレームレート変換回路１は一例として図２に示すように構成される。図２において、フレーム周波数６０Ｈｚの映像信号は画像メモリ１１に入力される。画像メモリ１１は少なくとも２フレーム分の画像データを記憶する容量を有するものであり、ここではそれぞれ１フレーム分の画像データを記憶するメモリ１１ａ，１１ｂを備える。メモリ１１ａ，１１ｂにはそれぞれ１フレーム分の画像データが書き込み周波数６０Ｈｚにて書き込まれ、入力映像信号の２倍の速度である読み出し周波数１２０Ｈｚにて同時に読み出される。画像メモリ１１より読み出された画像データは中間値検出回路１２及び内挿回路１５に入力される。
中間値検出回路１２は入力された隣接する２フレームのそれぞれの画素における中間値（ここでは中央値）を検出する。例えば、メモリ１１ａから読み出されたフレームのある画素位置における画素値が２００であり、メモリ１１ｂから読み出されたフレームのその画素位置における画素値が１００であれば、中間値は１５０となる。
中間値検出回路１２より出力された中間値信号は乗算器１３に入力される。乗算器１３は入力された中間値信号に対して例えば１／２なる係数を乗算する。１／２は好ましい係数の一例であるが、係数は１未満で０を越える数であればよい。乗算器１３の出力はリミッタ１４に入力されて所定のリミッタがかけられる。リミッタ１４の出力は内挿回路１３に入力される。内挿回路１３は、画像メモリ１１からの２フレーム分の画像データにリミッタ１４からの画像データを内挿して、フレーム周波数１２０Ｈｚの映像信号として出力する。
ここで、図３及び図４を用いてフレームレート変換回路１による動作及び作用についてさらに説明する。
画像メモリ１１に入力されるフレーム周波数６０Ｈｚの映像信号が、図３（Ａ）に示すように、それぞれ複数画素よりなる画素値２００の画素Ｐ200と画素値１００の画素Ｐ100と画素値０の画素Ｐ0とが並んだ階段状波形であるとする。そして、この階段状波形が左から右へと水平方向に平行移動したとする。この場合、図３（Ａ）に示す幅の動画ぼやけが発生する。この図３（Ａ）の画素位置Ｘにおける映像信号を、横軸を時間、縦軸を画素値としてグラフ化すると図４（Ａ）となる。表示素子の応答を考慮すると、視覚上、破線のような特性となる。
図３（Ｂ）はバックライトをシャッタしてホールド時間を短くした場合を示している。１／６０秒の１／２の時間だけバックライトをシャッタすることにより、ホールド時間を１／２としている。この場合、バックライトをシャッタしている期間は、画素値０の画素を内挿したのと同様の状態となる。この場合、動画ぼやけの幅は図３（Ａ）の場合よりも狭くなり、動画ぼやけが改善される。
図３（Ｂ）の画素位置Ｘにおける映像信号をグラフ化すると図４（Ｂ）となる。図４（Ｂ）に示すように、インパルス型の表示に近づくが、隣接するフレーム間の画素値の差が大きくなってしまうので、画面のちらつき（フリッカ）として認識されてしまう。また、破線で示す特性より分かるように、画面全体の明るさが低下してしまう。
図３（Ｃ）は本実施形態による表示状態を示している。前述のように、本実施形態では、中間値検出回路１２により検出された中間値信号に対して乗算器１３によって１／２なる係数を乗算した映像信号が内挿されるので、図示のように、例えば画素値１００の画素Ｐ100から画素値２００の画素Ｐ200へと時間的に変化する部分では、画素値７５の画素Ｐ75が内挿され、画素値０の画素Ｐ0から画素値１００の画素Ｐ100へと時間的に変化する部分では、画素値２５の画素Ｐ25が内挿される。この場合、動画ぼやけの幅は図３（Ａ）の場合よりも狭くなり、動画ぼやけが改善される。
図３（Ｃ）の画素位置Ｘにおける映像信号をグラフ化すると図４（Ｃ）となる。図４（Ｃ）に示すように、本実施形態においてはインパルス型の表示に近づくと共に、隣接するフレーム間の画素値の差が小さいので、画面のちらつきとして認識されることがない。また、破線で示す特性より分かるように、画面全体の明るさの低下が抑えられる。
以上説明した本実施形態では、フレームレート変換回路１において、中間値検出回路１２によって中間値信号を検出し、この中間値信号を補間フレーム信号としたが、補間フレーム信号の生成方法はこれに限定されるものではない。例えばマッチング法を用いる動きベクトル検出回路によって補間フレーム信号を生成してもよい。また、隣接する２フレームで補間フレーム信号を生成するのに限定されるものでもなく、例えば４フレーム等の複数フレームから補間フレーム信号を生成してもよい。本発明は、生成した補間フレーム信号をそのまま内挿するのではなく、所定の係数を乗じて画素値のレベルを低下させた状態で内挿するものであり、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
本発明の一実施形態を示すブロック図である。 図１中のフレームレート変換回路１の具体的構成例を示すブロック図である。 図１中のフレームレート変換回路１の動作を説明するための図である。 一実施形態による作用を説明するための図である。
符号の説明
１ フレームレート変換回路
２ 駆動回路
３ 液晶パネル（表示パネル）
１２ 中間値検出回路（補間フレーム生成手段）
１３ 乗算器（乗算手段）
１５ 内挿回路（内挿手段）

Claims (1)

  1. マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を各画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルを用いた画像表示装置において、
    第１のフレーム周波数を有する第１の映像信号をフレームレート変換して前記第１のフレーム周波数より周波数の高い第２のフレーム周波数を有する第２の映像信号として出力するフレームレート変換回路と、
    前記第２の映像信号を前記アクティブマトリクス型表示パネルに表示する駆動回路とを備え、
    前記フレームレート変換回路は、
    前記第１の映像信号における複数フレームを用いて補間フレーム信号を生成する補間フレーム生成手段と、
    前記補間フレーム信号に１未満の係数を乗算する乗算手段と、
    前記乗算手段によって前記係数を乗算した補間フレーム信号を前記第１の映像信号に内挿して前記第２の映像信号を生成する内挿手段とを有することを特徴とする画像表示装置。

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