JP2006292972A - 表示装置の駆動装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶表示装置等の表示装置において、表示品位を落とすことなく動画ボケや白浮きを防止する。
【解決手段】 １フレームを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの表示の総和によって入力映像データの表示を行う表示装置であって、各サブフレームに対応するサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部２２と、該サブフレームデータ生成部の前段あるいは後段に設けられた多階調処理部２１とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１フレームを複数のサブフレームに分割して表示する（時分割表示）表示装置（例えば、液晶表示装置）の駆動装置に関する。

省電力駆動が可能な液晶表示装置は、携帯機器のみならず、据え置き型の機器の映像表示装置としても、広く使用されている。液晶表示装置では、表示パネルの各画素の階調に対応したデジタルデータがデータ信号線駆動回路に入力され、このデータ信号線駆動回路が当該デジタルデータの値に対応するアナログの信号電位をデータ信号線に印加することによって、各画素の輝度が制御される。

液晶表示装置では、１フレーム期間に１回だけ書き込みを行い（すなわち、１フレーム期間に全ゲートラインを１回だけＯＮする）、その状態を次のフレームまで維持するホールド表示が一般的である。しかし、このようなホールド表示には動画ぼけが発生し易いという問題がある。この問題の解決策として、１フレームを分割し、１フレーム期間に各画素に複数回信号電位の書込みを行う手法がある（時分割表示、例えば、下記特許文献１・２参照）。
特開平５−６８２２１号公報（発行日；１９９３年３月１９日） 特開２００１−２９６８４１号公報（公開日；２００１年１０月２６日）

このような複数表示の時間的輝度総和によって各フレームを表現する時分割表示においては、擬似輪郭の低減等の高表示品位化を実現するために、ホールド表示の場合とは異なる表示輝度（入力階調）制御が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高表示品位と動画ボケ抑制の双方を実現しうる表示装置の駆動装置を提供する点にある。

本発明の表示装置の駆動装置は、上記課題を解決するために、１フレームを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの表示の総和によって入力映像データの表示を行う表示装置を駆動する、表示装置の駆動装置であって、各サブフレームに対応するサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部と、該サブフレームデータ生成部の前段あるいは後段に設けられた多階調処理部と、を備えていることを特徴している。

１フレームを分割した各サブフレームの表示の総和によって入力映像データの表示を行う時分割表示は、動画ボケの低減等多くの高画質効果が認められている。一方で、この時分割表示にいは、ホールド表示とは異なる表表示階調の制御（表示データの生成手法）が求められる。そこで、上記構成では、サブフレームデータ生成部の前段あるいは後段に、例えば、ノイズ処理や階調変換（ビット幅拡張）処理を行う、時分割駆動用の多階調処理部（擬似多階調処理部）を設けている。

これにより、時分割駆動に最適な表示データ（表示階調）を生成することができ、本駆動装置を備えた表示装置において、高表示品位と動画ボケ抑制の双方が実現される。

上記表示装置の駆動装置においては、入力映像データにγ変換処理を施すγ変換部が設けられ、上記多階調処理部は、このγ変換部で得られるデータにノイズ処理を施してサブフレームデータ生成部に出力するものであっても良い。当該構成によれば、ノイズ処理によって擬似輪郭の発生を抑え、高画質化を実現できる。また、γ変換処理後に多階調処理を行う多階調処理部の後段にサブフレームデータ生成部を追加するものであるため、従前のγ変換用の回路やテーブル等をそのまま用いることができ、低コスト化に資する。なお、上記γ変換処理がビット幅を拡張してγ変換を行うものであれば、より高画質化を実現できる。

また、上記表示装置の駆動装置においては、上記サブフレームデータ生成部は、入力映像データに基づいて、γ変換処理を含んで各サブフレームデータの生成を行い、多階調処理部は、このサブフレームデータ生成部で得られる各サブフレームデータにノイズ処理を施すものであっても構わない。上記構成によれば、サブフレームデータ生成部を多階調処理部の前段におくことで、ノイズ処理を各サブフレームデータに行うことができる。これにより、サブフレームデータごとに自由にノイズ処理内容を調整でき、擬似輪郭の発生をより効果的に抑えることができる。なお、上記γ変換処理をビット幅を拡張して行うものとしたり、あるいは、サブフレームデータ生成部にてγ変換処理とともに下位ビット付加処理を行うことで、さらなる高画質化を図ることもできる。

また、上記表示装置の駆動装置においては、上記ノイズ処理は、各サブフレームデータにノイズを加算するものであり、このノイズの最大値を示すノイズレベルを各サブフレームデータ間で異ならせることが好ましい。時分割駆動においては各サブフレームデータ間の平均階調の差が大きい。そこで、各サブフレームデータごとにノイズレベルを異ならせることで、各サブフレームに適したノイズ処理（擬似輪郭の低減）を行うことができるとともに、ノイズ自体が視認されるおそれをなくすことができる。

また、上記表示装置の駆動装置においては、１フレームを２つのサブフレームに分割する上記表示装置であって、上記サブフレームデータ生成部は第１および第２サブフレームに対応する第１および第２サブフレームデータを生成する際に、低輝度表示に対しては（低階調の入力映像データを表示するときには）第１サブフレームデータの階調を変化させる一方で第２サブフレームデータの階調を最小値近傍とし、高輝度表示に対しては（高階調の入力映像データを表示するときには）第１サブフレームデータの階調を最大値近傍にする一方で第２サブフレームデータの階調を変化させるものであることが好ましい。

上記構成によれば、第１サブフレームが暗表示フレーム、第２サブフレームが明表示フレームとなるが、各サブフレームにおいて最小・最大階調近傍の階調を最大限用いて時分割表示を行うことができる。これにより、動画ボケや所定の階調領域での白浮き現象を効果的に低減することができる。

また、上記表示装置の駆動装置においては、第１および第２サブフレームデータに加算する第１および第２ノイズは複数の画素を含む所定領域ごとに空間的ランダムさをもって与えられるものであり、各領域のノイズレベルは、そこに含まれる全画素（サブ画素）の平均の入力階調に基づいたものであっても良い。また、第１および第２サブフレームデータに加算する第１および第２ノイズは各画素に時間的ランダムさをもって与えられるものであり、各画素に与えるノイズレベルは当該画素の入力階調に基づいたものであっても良い。

また、上記表示装置の駆動装置においては、第１ノイズのノイズレベルを、第２ノイズのノイズレベルより低く設定することが好ましい。上記構成によれば、暗表示フレームではノイズレベルを小さく、明表示フレームではノイズレベルを大きくできるため、各サブフレームの表示輝度に応じた適切なノイズ処理を行うことができる。

また、上記表示装置の駆動装置においては、上記入力階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを一定の第１レベルに、第２ノイズをこれより高い一定の第２レベルにする一方で、上記入力階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを第１レベルから増加させる一方、第２ノイズを上記第１レベルに保つことが好ましい。また、上記入力階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを０レベル近傍に保ち、第２ノイズを０以上の第３レベルから逓増させる一方で、上記入力階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを０レベル近傍から増加させる一方、第２ノイズを引続き逓増させても構わない。また、上記入力階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを所定階調まで０レベル近傍に保った後に徐々に増加させ、第２ノイズを０以上の第４レベルから増加させる一方で、上記入力階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを引続き増加させる一方、第２ノイズを０レベル近傍まで急減させても構わない。
。

上記構成によれば、中間階調近傍の入力階調に発生し易い不自然な輝度（明度）変化や白浮き現象を効果的に抑制することができる。

また、本発明の液晶表示装置は、上記した各表示装置の駆動装置を備えることを特徴としている。

また、本発明の表示装置は、上記の表示装置の駆動装置と、当該駆動装置によって駆動される画素を含む表示部とを備えていることを特徴としている。

また、本発明の表示装置は、テレビジョン放送を受信し、当該テレビジョン放送によって伝送された映像を示す映像信号を上記表示装置の駆動装置へ入力する受像手段を備えていると共に、上記表示部は、液晶表示パネルであり、液晶テレビジョン受像機として動作することを特徴としている。

また、本発明の表示装置は、上記表示部は、液晶表示パネルであり、上記表示装置の駆動装置には、外部から映像信号が入力されていると共に、当該映像信号を示す映像を表示する液晶モニタ装置として動作することを特徴としている。

以上のように、本発明の表示装置の駆動装置では、各サブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部の前段あるいは後段に、時分割駆動（表示）用の多階調処理部を設けている。これにより、時分割駆動に最適な表示データ（表示階調）を生成することができ、本駆動装置を備えた表示装置において、高表示品位と動画ボケ抑制の双方を実現できる。

本発明の実施の一形態について図１〜図１４に基づいて説明すれば以下の通りである。

本液晶表示装置１（表示装置）は、図１３に示されるように、パネル１１と、信号処理部５（表示装置の駆動装置）と、ドライバ制御回路７と、電源１３とを備える。パネル１１は、マトリクス状に配されたサブ画素ＳＰＩＸ(１，１)〜ＳＰＩＸ(ｎ，ｍ)を有する画素アレイ２と、データ信号線駆動回路３と、走査信号線駆動回路４とを備える。

信号処理部５は、映像信号源ＶＳからの入力映像データに基づいて第１および第２サブフレームの表示データＤＡＴ１およびＤＡＴ２を生成し、これをドライバ制御回路７に出力する。この表示データＤＡＴ１・２は、処理後の各サブ画素への表示データから構成されており、あるフレームにおける各サブ画素への表示データは、各サブフレームにおける各サブ画素への表示データの組み合わせとして与えられている。また、本実施形態では、表示データＤＡＴ１・２を構成する各映像データも時分割で伝送している。

より詳細に説明すると、信号処理部５は、表示データＤＡＴ１・２を伝送する際、あるフレーム用の表示データＤＡＴ１・２を全て伝送した後に、次のフレーム用の表示データＤＡＴ１・２を伝送するなどして、各フレーム用の表示データを時分割伝送している。また、当該各フレームは、２つのサブフレーム（第１および第２サブフレーム）から構成されており、信号処理部５は、例えば、第１サブフレーム用の表示データＤＡＴ１を全て伝送した後で、次に伝送する第２サブフレーム用の表示データＤＡＴを伝送するなどして、各サブフレーム用の映像データを時分割で伝送している。

ここで、上記映像信号源ＶＳは、入力映像データを生成できれば、どのような装置であってもよい。図１８（ａ）に示すように、液晶表示装置１を含むテレビジョン受像機１００ａは、映像信号源ＶＳと液晶表示装置１とを備え、当該映像信号源ＶＳには、例えば、テレビ放送信号が入力される。さらに、当該映像信号源ＶＳは、当該テレビ放送信号からのチャネルを選択し、選択されたチャネルのテレビ映像信号を、入力映像データとしてコントローラ２へ出力するチューナ部ＴＳを備える。

また、図１８（ｂ）に示すように、液晶表示装置１を含む液晶モニタ装置１００ｂは、例えば、パーソナルコンピュータなどからの映像のモニタ信号をパネル１１への映像信号として出力するモニタ信号処理部１６１を備える。なお、当該モニタ信号処理部１６１は信号処理部５を含むものであってもよいし、その前段または後段に設けられる回路であってもよい。

また、映像信号源ＶＳから信号処理部５へ与えられる入力映像データは、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよい。また、フレーム単位（画面全体単位）で伝送されていてもよいし、１フレームを複数のフィールドに分割すると共に、当該フィールド単位で伝送（インタレース伝送）されていてもよいが、以下では、デジタルの入力映像データがフレーム単位で伝送される場合を前提とする。すなわち、本実施の形態に係る映像信号源ＶＳは、映像信号線を介して液晶映像表示装置１の信号処理部５に入力映像データを伝送する際、あるフレーム用の映像データを全て伝送した後に、次のフレーム用の映像データを伝送するなどして、各フレーム用の映像データを時分割伝送している。

パネル１１は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を表示可能なサブ画素から１つの画素を構成し、各サブ画素の輝度を制御することによって、カラー表示可能なパネルである。画素アレイ２には、図１３に示すように、走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍおよびデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎが設けられ、両者の交点近傍には、サブ画素ＳＰＩＸ(１，１)〜ＳＰＩＸ(ｎ，ｍ)がマトリクス状に配されている。ここで、データ信号線駆動回路３はデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎを駆動する。また、走査信号線駆動回路４は走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍを駆動する。

なお、上記各部および各回路は、電源１３からの電力供給によって動作する。また、本実施形態では、走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍに沿った方向に隣接する３つのサブ画素ＳＰＩＸから、１つの画素ＰＩＸが構成されている。

まず、液晶表示装置１全体の概略構成および動作を説明する。説明の便宜上、例えば、ｉ番目のデータ信号線ＳＬｉのように、位置を特定する必要がある場合にのみ、位置を示す数字または英字を付して参照し、位置を特定する必要がない場合や総称する場合には、位置を示す文字を省略して参照する。

上記画素アレイ２は、複数（この場合は、ｎ本）のデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎと、各データ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎに、それぞれ交差する複数（この場合は、ｍ本）の走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍとを備えており、１からｎまでの任意の整数をｉ、および１からｍまでの任意の整数をｊとすると、データ信号線ＳＬｉおよび走査信号線ＧＬｊの組み合わせ毎に、サブ画素ＳＰＩＸ(ｉ，ｊ) が設けられている。

本実施形態の場合、図１３・１４に示されるように、各サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）は、隣接する２本のデータ信号線ＳＬ（ｉ−１）・ＳＬｉと、隣接する２本の走査信号線ＧＬ（ｊ−１）・ＧＬｊとで囲まれた部分に配されている。サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）は、スイッチング素子として、ゲートが走査信号線ＧＬｊへ、ドレインがデータ信号線ＳＬｉに接続された電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）と、当該電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）のソースに、一方電極が接続された画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）とを備えている。また、画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）の他端は、全サブ画素ＳＰＩＸ…に共通の共通電極線に接続されている。上記画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）は、液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）と、必要に応じて付加される補助容量Ｃｓ（ｉ，ｊ）とから構成されている。

上記サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）において、走査信号線ＧＬｊが選択されると、電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）が導通し、データ信号線ＳＬｉに印加された電圧が画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）へ印加される。一方、当該走査信号線ＧＬｊの選択期間が終了して、電界効果トランジスタＳＷ（ｉ，ｊ）が遮断されている間、画素容量Ｃｐ（ｉ，ｊ）は、遮断時の電圧を保持し続ける。ここで、液晶の透過率あるいは反射率は、液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）に印加される電圧によって変化する。したがって、走査信号線ＧＬｊを選択し、当該サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）への表示データＤＡＴ（ｉ，ｊ，ｋ）に応じた電圧をデータ信号線ＳＬｉへ印加すれば、当該サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）の表示状態を、表示データＤＡＴ（ｉ，ｊ，ｋ）に合わせて変化させることができる。

本実施形態に係る上記液晶表示装置は、液晶セルとして、垂直配向モードの液晶セル、すなわち、電圧無印加時には、液晶分子が基板に対して略垂直に配向し、サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）の液晶容量ＣＬ（ｉ，ｊ）への印加電圧に応じて、液晶分子が垂直配向状態から傾斜する液晶セルを採用しており、当該液晶セルをノーマリブラックモード（電圧無印加時には、黒表示となるモード）で使用している。

上記構成において、図１３に示す走査信号線駆動回路４は、各走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍへ、例えば、電圧信号など、選択期間か否かを示す信号を出力している。また、走査信号線駆動回路４は、選択期間を示す信号を出力する走査信号線ＧＬｊを、例えば、ドライバ制御回路７から与えられるクロック信号ＧＣＫやスタートパルス信号ＧＳＰなどのタイミング信号に基づいて変更している。これにより、各走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍは、予め定められたタイミングで、順次選択される。

さらに、データ信号線駆動回路３は、走査信号線駆動回路４が選択中の走査信号線ＧＬｊに対応する各サブ画素ＳＰＩＸ（１，ｊ）〜ＳＰＩＸ（ｎ，ｊ）へ、各データ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎを介して、それぞれへの表示データに応じた信号を出力する。ここでは、データ信号線駆動回路３は、ドライバ制御回路７から出力された表示データをＤＡ変換し、各データ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎにアナログの信号電位を書き込んでいくことになる。

なお、データ信号線駆動回路３は、ドライバ制御回路７から入力される、クロック信号ＳＣＫおよびスタートパルス信号ＳＳＰなどのタイミング信号に基づいて、上記サンプリングタイミングや出力信号の出力タイミングを決定している。

一方、各サブ画素ＳＰＩＸ（１，ｊ）〜ＳＰＩＸ（ｎ，ｊ）は、自らに対応する走査信号線ＧＬｊが選択されている間に、自らに対応するデータ信号線ＳＬ１〜ＳＬｎに与えられた信号に応じて、発光する際の輝度や透過率などを調整して、自らの明るさを決定する。

ここで、走査信号線駆動回路４は、走査信号線ＧＬ１〜ＧＬｍを順次選択している。したがって、画素アレイ２の全画素を構成するサブ画素ＳＰＩＸ（１，１）〜ＳＰＩＸ（ｎ，ｍ）を、それぞれへのデータが示す明るさ（階調）に設定でき、画素アレイ２へ表示される映像を更新できる。

〔実施の形態１〕
本発明の実施の形態１を図１〜図１３に基づいて説明すれば以下のとおりである。

図１・１３および図２に示されるように、本液晶映像表示装置１の信号処理部５は、制御部２および記憶部６を備え、該制御部２は、γ変換部１７と、ノイズ付加部３４および丸め処理部３６並びにアドレスカウンタ３５を含む多階調処理部２１と、該多階調処理部２１の後段に設けられたサブフレームデータ生成部２２と、セレクタ部２４とを備える。

記憶部６にはγ変換テーブル１２、ノイズデータ１３、第１サブフレームデータ用ＬＵＴ１８および第２サブフレームデータ用ＬＵＴ１９等が格納されている。また、記憶部６のフレームメモリ２０にはフレーム単位でデータＤ２が格納され、順次サブフレームデータ生成部２２に読み出される。

γ変換部１７には図１に示すように、外部の映像信号源ＶＳからの入力映像データ（例えば、８ビットのデジタルデータ）が入力される。

γ変換部１７は、入力映像データのγ（例えば２．２）を適切なγ（例えば、１．０）に変換するものであり、８ビットの入力映像データと、記憶部６のγ変換テーブル１２とに基づいて、１０ビットのγ変換済のデータＤ１を生成する。このように、ビット幅を拡張（２５６階調⇒１０２４階調）してγ変換を行うことで、高精度（高自由度）のγ変換を行うことができる。もっとも、通常の（ビット幅拡張を行わない）８ビット→８ビットγ変換を行っても構わない。

多階調処理部２１は、図１・図２に示されるように、ノイズ付加部３４と、丸め処理部３６と、アドレスカウンタ３５とを備え、１０ビットデータに対する高精度ノイズ処理を行うことで擬似輪郭の発生を大幅に抑制するとともに丸め処理によってビット縮小を行う。

まず、ノイズ付加部３４は、アドレスカウンタ３５を参照しつつ記憶部６から所定のノイズデータ１３を読み出し、これを（γ変換済）データＤ１に加算する。

このノイズデータ１３は、画素アレイ２の各サブ画素に与えられるランダムな数値を示すものであり、このランダムな数値は空間的平均値（空間ノイズの場合）あるいは時間的平均値（時間ノイズの場合）がほぼ０となっている。

なお、空間ノイズは、図８（ａ）に模式的に示されるように、任意フレームにおいて各分割表示領域（全表示領域含む）でその平均値が０となるように各サブ画素に与えられる空間的にランダムな数値である。また、時間ノイズは、図８（ｂ）に模式的示されるように、任意サブ画素において、所定時間（フレーム）の平均値が０となるように該サブ画素に与えられる時間的にランダムな数値である。

ここで、図８（ａ）（ｂ）に示すように、このランダムな数値の絶対値（ノイズ量）の最大値をノイズレベルとする。このノイズレベルはノイズデータの最大ビット幅に対応する。ここで、ノイズレベルが高すぎると、ノイズがパターンとして液晶表示装置のユーザに認識されるおそれがある。よってノイズレベルはノイズパターンがユーザに認識されない範囲に設定する。本実施の形態では、このノイズレベルを１０ビットデータにおける下位６ビットとしている（後に詳述）。すなわち、ノイズ付加部３４は、各サブ画素に対してランダムに、−６４〜＋６４階調（１０ビット１０２４階調表現）の調整（増減）を行うことで１０ビットの（ノイズ付加後）データＤ１’を生成する。

空間ノイズの場合、１６×１６あるいは３２×３２など、予め定められたブロック（分割表示領域）分のノイズデータが記憶部６に記録されている。空間ノイズを各フレームで変化させることなく付加する場合、ノイズ付加部３４は、各フレームに渡って、同一サブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）には同じ量（値）のノイズが付加されるようにアドレスカウンタ３５をリセットする。すなわち、映像信号源ＶＳから入力映像データと共に伝送される水平同期信号および垂直同期信号の少なくとも一方に同期してアドレスカウンタ３５をリセットする。こうすれば、液晶表示装置１が画素アレイ２に静止画を表示する場合に、チラツキやノイズ感が低減される。また、空間ノイズを所定フレームごとに変化させる場合、ノイズ付加部３４は、アドレスカウンタ３５のリセットタイミングと各フレームの最初のデータとの位相差をフレーム毎に変更する。例えば、あるフレームにおいて最初のデータを読み出した時点でアドレスカウンタをリセットするとともにノイズメモリの最初のアドレスに記憶されたノイズデータを上記最初のデータに付加する。そして、続く次フレームでは、アドレスカウンタのリセットタイミングを１データ分早く設定するとともにノイズメモリの２番目のアドレスに記憶されたノイズデータを最初のデータに付加する。

ここで、画素アレイ２の空間分解能および輝度分解能が人間の視覚の限界に近いか、限界以上に高い範囲に設定されている場合、同一の空間ノイズを各サブフレームに付加しても、ノイズパターンが液晶表示装置１のユーザに視認されるおそれはない。しかしながら、画素アレイ２の空間分解能および輝度分解能が人間の視覚の限界を大幅に下回り、１つ１つのサブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）が視認可能な場合（例えば、２０インチのＶＧＡディスプレイや４０インチのＸＧＡディスプレイ）、このような固定ノイズを付加すると、ノイズパターンとしてユーザに認識されるおそれが高い。そこで、２０インチのＶＧＡディスプレイや４０インチのＸＧＡディスプレイに適用する場合を含む、ノイズパターンが視認されやすい場合には、空間ノイズを所定のフレームごとに変化させるかあるいは時間ノイズを与えることが好ましい。これにより、ユーザによるノイズパターンの視認を回避でき、表示品質を向上することができる。

さらに、ノイズパターンが視認されにくくするために、ノイズレベルを変化させることもできる。例えば、図３に示すように、多階調処理部２１にノイズレベル調整部３０を設ける。このノイズレベル調整部３０は、記憶部６から読み出したノイズデータ１３のノイズレベルをデータＤ１に基づいて調整し、これをノイズ付加部３４に出力する。

例えば、ノイズデータ１３が空間ノイズであれば、ノイズレベル調整部３０は、データＤ１から、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）ブロック等の分割表示領域に含まれるサブ画素ＳＰＩＸへの平均入力階調を算出し、この平均入力階調が高い領域は高ノイズレベルとなるように、低い領域は低ノイズレベルとなるように、記憶部６から読み出した各サブ画素へのノイズ（量）を調整（例えば、定数倍）する。平均入力階調が高いブロック（分割表示領域）ではノイズが相対的に小さくなるためユーザにノイズパターンが認識されにくい。そこで、ノイズレベルを高く設定する。一方、平均入力階調が低いブロック（分割表示領域）ではノイズが相対的に大きくなるためユーザにノイズパターンが認識やすい。そこで、ノイズレベルを低く設定する。この結果、データＤ１（各サブ画素への入力階調）に応じた適切なノイズレベルを設定でき、ノイズレベルを固定した場合よりも表示品質を向上させることができる。

なお、平均入力階調を算出するブロックは任意の大きさの分割表示領域であればサイズは何でも構わない。ただし、ＭＰＥＧ映像のように、所定のブロック単位で符号化された映像を表示する場合には、分割表示領域のサイズを符号化のブロックサイズに一致させることが望ましい。上記では、分割表示領域に含まれる全てのサブ画素ＳＰＩＸの入力階調を平均する場合を例にして説明したが、これに限るものではない。例えば、ブロック内のある走査信号線ＧＬに対応するサブ画素ＳＰＩＸ（ｉ，ｊ）など、ブロック内の一定数のサブ画素ＳＰＩＸへの入力階調を平均化する構成であれば、周囲と大幅に異なる階調のサブ画素を基準にしてしまうことでノイズレベルを不適切な値に設定してしまうという不具合を回避できる。

さらに、ノイズデータ１３が時間ノイズであれば、ノイズレベル調整部３０は、データＤ１に基づいて、入力階調が高いサブ画素ＳＰＩＸへのノイズは高ノイズレベルとなるように、低いサブ画素ＳＰＩＸへのノイズは低ノイズレベルとなるように、記憶部６から読み出した各サブ画素へのノイズ（量）を調整（例えば、定数倍）する。

ここで、ノイズレベルの具体的な数値について説明を追加する。

ノイズ付加部３４で付加されるノイズは、液晶表示装置１のユーザによって観察している階調が周囲のサブ画素とどの程度異なっているか（変動率）、および目指す輝度とどの程度異なっているか（誤差）として認識される。一般に、液晶表示装置のように、１００ｐｐｉを基準にして絵作りする分野では、上記誤差の許容限界は、白輝度の５％程度であり、上記変動率の許容限界は、表示階調の５％程度であることが知られている。

サブ画素ＳＰＩＸへの階調をｘ階調だけ増加したときに、画素の透過率が、周囲の輝度（階調を増加する前の透過率）を基準に何％だけ増加するかを計算したところ、画素アレイのγ特性がγ＝２．８であり、データＤ１が１０ビットで表現される場合、ｘが３２〜４８階調以内であれば、殆どの階調で上記変動率が上記許容限界に収まることが確認できた。この結果、３２〜４８階調（１０ビット１０２４階調表現）のノイズであれば、殆どの階調で上記許容限界を下回り、ユーザに見かけ上表示品質が劣化していないと感じさせることができる。

したがって、１つの画素を単独で視認できない距離で見ることが想定されている場合、２〜３画素（６〜９サブ画素）の間で、上記変動率および誤差が５％を下回るように設定すればよい。ここで、上記ノイズデータが略正規分布であるとすると、３２〜４８〔階調〕×６^1/2〜９^1/2＝８０〜１４４〔階調〕となる。したがって、７ビット程度、すなわち、データＤ１よりも３ビット程度少ないビット幅で時間的に固定のノイズを付加しても、ノイズパターンが映像表示装置のユーザに視認されるおそれはほぼないといえる。ただし、画素サイズが大きくなっても観察距離はそれに比例する程には増大しないため、画素サイズが大きくなる程ノイズデータの許容レベルが小さくなる。これに鑑みると、１４４階調（１０ビットデータの下位７ビット）以内という数値範囲の中でも、上記ノイズレベルとして多くの液晶表示装置で好適な数値は８０階調以内であり、さらに好ましくは、６４階調（１０ビットデータの下位６ビット）以内である。

丸め処理部３６は、図３に示すように、ノイズ付加部３４から出力されるデータＤ１’（１０ビット）から８ビットの（下位ビット切捨て後）データＤ２を生成する。すなわち、１０ビットデータＤ１’の下位２ビットを切り捨てることで８ビットのデータＤ２とする。さらに、丸め処理部３６は、生成したこのデータＤ２をフレームメモリ２０に書き込む。

このような多階調処理部２１の各部の処理により、液晶パネル１１全体でみれば、γ変換後の１０ビットデータ（データＤ１）の情報量をほぼそのままに、それ以降の処理を８ビットデータで行うことができる。すなわち、本実施形態では、γ変換部１７から出力されるデータＤ１のビット幅が１０ビットであるが、フレームメモリ２０に格納されるデータのビット幅は８ビットにまで削減されている。これにより、フレームメモリ２０に必要なメモリ容量を削減できる。また、丸め処理部３６以降の回路において、データのビット幅が１０ビットから８ビットに削減されているので、それぞれを接続するための配線の数および占有面積も４／５に削減でき、それらの回路での演算量も削減できる。

なお、映像データは高速伝送する必要があるため、伝送速度の遅い回路によって映像データを伝送するためには、複数の回路を並列に設けて交互に動作させる必要がある。すなわち、データのビット数が増大すると、回路の占有面積が増大してしまう。この点、本実施の形態ではビット幅が４／５に削減されているので、並列に動作する回路を設ける場合であっても、多階調処理部２１を設けず１０ビットのままで処理する場合に比較して回路面積の増大を抑制することができる。

サブフレームデータ生成部２２は、図１に示すように、フレームメモリ２０に書き込まれたデータＤ２を倍速（倍クロック）で２回読み出し、データＤ２ａおよびＤ２ｂを取得する。ここで、サブフレームデータ生成部２２は、１回目に読み出したデータＤ２ａと第１サブフレームデータ用ＬＵＴ１８とに基づいて、第１サブフレームデータＤ３ａを生成し、続いて、２回目に読み出した第２データＤ２ｂと、第２サブフレームデータ用ＬＵＴ１９とに基づいて、第２サブフレームデータＤ３ｂを生成する。

この第１サブフレームデータ用ＬＵＴ１８および第２サブフレームデータ用ＬＵＴ１９は、それぞれ第１および第２サブフレームに対応して設けられており、図１０（ａ）に示すように、データＤ２ａ（Ｄ２ｂ）の階調（入力階調、８ビット）とデータＤ３ａ（Ｄ３ｂ）の階調（出力階調、８ビット）を組み合わせた対応表である。

ここで、図１０（ａ）に示されるように、第１サブフレームデータ用ＬＵＴ１８では、最小輝度０から第１中間輝度Ｌ１を経た第２中間輝度Ｌ２までの入力階調に対して出力階調がＧｍｉｎ（０階調あるいはその近傍）とされる一方、該第２中間輝度Ｌ２から第３中間輝度Ｌ３を経た最大輝度（２５５階調）までの入力階調に対して出力階調がＧｍｉｎ〜Ｇｍａｘまで増加させられている。

また、第２サブフレームデータ用ＬＵＴ１９では、最小輝度０から第１中間輝度Ｌ１を経た第２中間輝度Ｌ２までの入力階調に対して出力階調がＧｍｉｎからＧｍａｘまで増加させられる一方、該第２中間輝度Ｌ２から第３中間輝度Ｌ３を経た最大輝度（２５５階調）までの入力階調に対して出力階調がＧｍａｘ（最大近傍）とされている。

例えば、あるサブ画素に関するデータＤ２ａ・Ｄ２ｂ（入力階調）がＧｘであれば、第１サブフレームの表示データＤ３ａがＧｐ、第２サブフレームの表示データＤ３ｂがＧｑとなり、ＧｐとＧｑによる表示輝度の時間的総和（時間的積分値）がＧｘに対応する表示輝度となる。これにより、第１サブフレームが暗表示、第２サブフレームが明表示となる。

本実施の形態に係るサブフレームデータ生成部２２の作用および効果についてより詳細に説明すれば以下のとおりである。

サブフレームデータ生成部２２は、各フレーム毎にサブフレームの個数（この場合は、２回）ずつ、当該フレームメモリ２０から、データＤ２ａ・Ｄ２ｂを読み出す。また、第１サブフレームデータ用ＬＵＴ１８（以下、ＬＵＴ１８）には、読み出したデータＤ２ａが取り得る値のそれぞれに関連付けて、その値を取った場合に出力すべきデータＤ３ａを示す値が記憶されている。同様に、第２サブフレームデータ用ＬＵＴ１９（以下、ＬＵＴ１９）には、上記取り得る値のそれぞれに関連付けて、その値を取った場合に出力すべきデータＤ３ｂを示す値が記憶されている。さらに、サブフレームデータ生成部２２は、第ＬＵＴ１８を参照して、読み出したＤ２ａに対応するデータＤ３ａを出力すると共に、ＬＵＴ１９を参照して、上記読み出したＤ２ｂに対応するデータＤ３ｂを出力することができる。なお、ＬＵＴ１８・１９に記憶されている値は、出力するデータＤ３ａ・Ｄ３ｂを特定できれば、例えば、上記取り得る値との差などであってもよいが、本実施形態では、データＤ３ａ・Ｄ３ｂの値自体が格納されており、サブフレームデータ生成部２２は、各ＬＵＴ１８・１９から読み出した値を、データＤ３ａ・Ｄ３ｂとして出力している。ＬＵＴ１８・１９に格納されている値は、上記各取り得る値をｇ、当該値ｇに対応して、それぞれに格納されている値を、Ｐ１、Ｐ２とするとき、以下のように設定されている。なお、第１サブフレームのデータＤ３ａの方が高い輝度を示すように設定してもよいが、以下では、第２サブフレームのデータＤ３ｂが、第１サブフレームのデータＤ３ａ以上の輝度を示すように設定されている場合について説明する。すなわち、ｇが予め定められた閾値以下の階調（閾値の示す輝度と同じかより低い輝度）を示している場合、値Ｐ１は、暗表示用に定められた範囲内の値に設定され、値Ｐ２は、当該値Ｐ１と上記値ｇとに応じた値に設定されている。なお、暗表示用の範囲は、暗表示用に予め定められた階調以下の階調であり、当該暗表示用に予め定められた階調が最低輝度を示している場合は、最低輝度を示す階調（黒）である。また、当該暗表示用に予め定められた階調は、後述する白浮きの量を所望の量以下に抑制可能な値に設定することが望ましい。これとは逆に、ｇが予め定められた閾値よりも明るい階調（閾値の示す輝度よりも高い輝度）を示している場合、値Ｐ２は、明表示用に定められた範囲内の値に設定され、値Ｐ１は、当該値Ｐ２と上記値ｇとに応じた値に設定されている。なお、明表示用の範囲は、明表示用に予め定められた階調以上の階調であり、当該明表示用に予め定められた階調が最高輝度を示している場合は、最高輝度を示す階調（白）である。また、当該明表示用に予め定められた階調は、後述する白浮きの量を所望の量以下に抑制可能な値に設定することが望ましい。この結果、あるフレームにおける、サブ画素ＳＰＩＸへのデータＤ２（入力階調）が、上記閾値以下の階調を示している場合、すなわち、低輝度領域では、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの輝度の高低は、主として、値Ｐ２の大小によって制御される。したがって、サブ画素ＳＰＩＸの表示状態を、フレームのうち、少なくともサブフレームの期間には、暗表示状態にすることができる。これにより、あるフレームにおけるデータＤ２が低輝度領域の階調を示しているときに、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの発光状態を、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）のようなインパルス型発光に近づけることができ、画素アレイ２に動画表示する際の画質を向上できる。また、あるフレームにおける、サブ画素ＳＰＩＸへのデータＤ２（入力階調）が、上記閾値よりも高い階調を示している場合、すなわち、高輝度領域では、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの輝度の高低は、主として、値Ｐ１の大小によって制御される。したがって、両サブフレームの輝度を略等分に割り振る構成と比較して、サブ画素の、第１サブフレームにおける輝度と、第２サブフレームにおける輝度との差を大きく設定できる。この結果、あるフレームにおけるデータＤ２が高輝度領域の階調を示しているときにも、殆どの場合で、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの発光状態をインパルス型発光に近づけることができ、画素アレイ２に動画表示する際の画質を向上できる。さらに、上記構成では、データＤ２が高輝度領域の階調を示しているとき、第２サブフレームデータＤ３ｂは、明表示用に定められた範囲内の値になり、データＤ２の示す輝度が高くなるに従って、第１サブフレームデータＤ３ａが大きくなる。したがって、白表示が指示された場合にも暗表示する期間を必ず設ける構成と比較して、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの輝度を高くすることができる。この結果、サブ画素ＳＰＩＸの発光状態を上記インパルス型に近づけることによって、動画表示時の画質を向上しているにも拘わらず、サブ画素ＳＰＩＸの輝度の最高値を大幅に増大させることができ、より明るい液晶画像表示装置１を実現できる。ここで、広視野角といわれているＶＡパネルでも、視野角度による階調特性の変化を完全になくすことはできず、例えば左右方向の視野角度が大きくなると階調特性が悪化してしまう。例えば、視野角度が６０度となると、正面からパネルを望む場合（視野角度０度）に対し、階調γ特性が変わり、中間調の輝度が明るくなる白浮き現象が起こってしまう。また、ＩＰＳモードの液晶表示パネルに関しても、光学フィルムなどの光学特性の設計にもよるが、程度の大小はあれ、視野角度の増加に応じて階調特性の変化が起こってしまう。これに対して、上記構成では、データＤ２が高輝度領域の階調と低輝度領域の階調とのいずれを示しているときであっても、サブフレームデータＤ３ａおよびＤ３ｂの一方は、明表示用に定められた範囲内の値、あるいは、暗表示用に定められた範囲内の値に設定されており、当該フレームにおけるサブ画素ＳＰＩＸの輝度の高低は、主として、他方の大小によって制御される。ここで、上記白浮きの量（想定している輝度とのズレ）は、中間階調の場合で最も大きくなり、充分に低い輝度の場合、および、充分に高い輝度の場合には、比較的少ない値に留められている。したがって、各サブフレームの双方を同程度に増減して上記輝度の高低を制御する構成（双方が中間調になる構成）、あるいは、フレーム分割せずに表示する構成と比較して、発生する白浮きの総量を大幅に抑えることができ、液晶画像表示装置１の視野角特性を大幅に向上できる。

図１・２に戻り、セレクタ部２４は、上記のように（サブフレームデータ生成部２２で）生成された第１サブフレームデータＤ３ａおよび第２サブフレームデータＤ３ｂを順次切り替え、これらを第１サブフレームの表示データＤＡＴ１および第２サブフレームの表示データＤＡＴ２としてデドライバ制御回路７に出力する。

〔実施の形態２〕
本発明の実施の他の形態について図４〜図１３に基づいて説明すれば以下の通りである。

図４に示されるように、本実施の形態における信号処理部１０５は制御部１０２および記憶部１０６を備え、この制御部１０２は、サブフレームデータ生成部１２２と、補完ビット付加部４７ａ・４７ｂおよびノイズ付加部４４ａ・４４ｂ並びに丸め処理部４６ａ・４６ｂを含む多階調処理部１２１と、セレクタ部２４とを備え、映像信号源ＶＳからの入力映像データに基づいて第１および第２サブフレームの表示データＤＡＴ１およびＤＡＴ２を生成し、これをドライバ制御回路７に出力する。本実施の形態ではサブフレームデータ生成部１２２を多階調処理部１２１の前段に設ける。

記憶部１０６には、第１ノイズデータ１１３、第２ノイズデータ１１４、第１サブフレームデータ用ＬＵＴ２８および第２サブフレームデータ用ＬＵＴ２９等が格納されている。また、記憶部１０６のフレームメモリ２０には入力映像データが格納され、順次サブフレームデータ生成部１２２に読み出される。

サブフレームデータ生成部１２２は、図４に示すように、フレームメモリ２０に書き込まれた入力映像データを倍速（倍クロック）で２回読み出し、Ｄ４ａおよびＤ４ｂを取得する。ついで、サブフレームデータ生成部２２は、１回目に読み出したデータＤ４ａと第１サブフレームデータ用ＬＵＴ２８とに基づいて、第１サブフレームデータＤ５ａを生成し、続いて、２回目に読み出したＤ４ｂと、第２サブフレームデータ用ＬＵＴ２９とに基づいて、第２サブフレームデータＤ５ｂを生成する。

この第１サブフレームデータ用ＬＵＴ２８および第２サブフレームデータ用ＬＵＴ２９は、それぞれ第１および第２サブフレームに対応して設けられており、図１０（ｂ）に示すように、Ｄ４ａ（Ｄ４ｂ）の階調（入力階調、８ビット）とＤ５ａ（Ｄ５ｂ）の階調（出力階調、８ビット）を組み合わせた対応表である。

ここで、図１０（ｂ）に示されるように、第１サブフレームデータ用ＬＵＴ２８では、最小輝度０から第１中間輝度Ｌ’１を経た第２中間輝度Ｌ’２までの入力階調に対して出力階調がＧ’ｍｉｎ（０階調あるいはその近傍）とされる一方、該第２中間輝度Ｌ’２から第３中間輝度Ｌ’３を経た最大輝度（２５５階調近傍）の入力階調に対して出力階調がＧ’ｍｉｎ（０階調あるいはその近傍）〜最大輝度（２５５階調近傍）まで増加している。

また、第２サブフレームデータ用ＬＵＴ２９では、最小輝度０から第１中間輝度Ｌ’１を経た第２中間輝度Ｌ’２までの入力階調に対して輝度階調がＧ’ｍｉｎ〜Ｇ’ｍａｘまで増加させられる一方、該第２中間輝度Ｌ’２から第３中間輝度Ｌ’３を経た最大輝度（２５５階調）までの入力階調に対して出力階調がＧ’ｍａｘ（最大値近傍）とされている。

例えば、あるサブ画素に関するデータＤ４ａ・Ｄ４ｂ（入力階調）がＧ’ｘであれば、第１サブフレームの表示データＤ５ａがＧ’ｐ、第２サブフレームの表示データＤ５ｂがＧ’ｑとなり、Ｇ’ｐとＧ’ｑによる表示輝度の時間的総和（時間的積分値）がＧ’ｘに対応する表示輝度となる。なお、第１サブフレームが暗表示、第２サブフレームが明表示である。

なお、本実施の形態に係るサブフレームデータ生成部１２２の作用および効果は、上述しらサブフレームデータ生成部２２と同様（ただし、ＬＵＴ１８をＬＵＴ２８に、ＬＵＴ１９をＬＵＴ２９に、データＤ２をデータＤ４に、データＤ３をデータＤ５に読み替えるものとする）である。

本実施の形態では、図５に示すように、この第１サブフレームデータ用ＬＵＴ２８及び第２サブフレームデータ用ＬＵＴ２９の設計値にあらかじめγ変換（８ビット→８ビット）を反映させておくことができる。これにより、γ変換テーブルやγ変換部を設ける必要がなく、信号処理部１０５の低コスト化が可能である。

多階調処理部２１は、図４・５に示されるように、補完ビット付加部４７ａ・４７ｂと、ノイズ付加部４４ａ・４４ｂと、丸め処理部４６ａ・４６ｂと、アドレスカウンタ４５とを備え、８ビットデータＤ５ａ・Ｄ５ｂにビット幅拡張処理を行った後にノイズ処理を行うことで擬似輪郭を大幅に抑制し、かつ丸め処理によってビット幅縮小を行い、８ビットのデータＤ７ａ・Ｄ７ｂを出力する。

まず、補完ビット付加部４７ａは、データＤ５ａに補完ビットとして、下位２ビットを付加し、１０ビットのデータＤ６ａを生成する。同様に、補完ビット付加部４７ｂはデータＤ５ｂに補完ビットとして、下位２ビットを付加し、１０ビットのデータＤ６ｂを生成する。この補完ビット付加部４７ａ・４７ｂによるビット幅拡張（階調変換）処理によって、γ変換の精度あるいは自由度を高めることができる。

なお、図５において補完ビット付加部４７ａ・４７ｂを設けず（ビット幅拡張を行わず）サブフレームデータ生成部１２２からの８ビットデータＤ５ａ・Ｄ５ｂをそのまま多階調処理部１２１（ノイズ付加部４４ａ・４４ｂ）に出力しても構わない。

また、上記図５の構成では、サブフレームデータ生成部１２２および補完ビット付加部４７ａ・４７ｂによって８→１０ビットγ変換を行っているが、図７に示すように、設計値にあらかじめγ変換（８ビット→１０ビット）を反映させた、第１および第２サブフレームデータ用ＬＵＴ３８・３９を用意しておくこともできる。すなわち、サブフレームデータ生成部２２２は、フレームメモリ２０から読み出したデータＤ４ａと第１サブフレームデータ用ＬＵＴ３８（１０ビット）とに基づいて、第１サブフレームデータＤ６ａ（１０ビット）を生成し、多階調処理部１２１へ出力する。同様に、サブフレームデデータＤ４ｂと第１サブフレームデータ用ＬＵＴ３９（１０ビット）とに基づいて、第１サブフレームデータＤ６ｂ（１０ビット）を生成し、多階調処理部１２１へ出力する。こうすれば、補完ビット付加部４７ａ・４７ｂを設ける必要がなくなり、信号処理部１０５の小型化・低コスト化が可能である。ただし、これらビット幅拡張処理回路をサブフレームデータ生成回路と一体回路にするか、別回路構成にするかは利用者の都合により適宜選択される。本発明の表示装置がテレビなどの部品として供給される場合、利用者は、指示どおりに表示する滑らかなガンマを求めることが多く、ビット拡張処理がデバイス特性の補正という側面で用いられることになるため、一体回路の方が都合が良い。一方で、この表示装置が最終商品に近い状態で供給される場合、利用者は自由に階調特性を指定できることを望むことが多く、したがって別回路構成の方が都合が良い。

図４・５に戻って、ノイズ付加部４４ａは、アドレスカウンタ４５ａを参照しつつ（γ変換済）データＤ６ａに第１ノイズデータ１１３を付加し、１０ビットのデータＤ６ａ’を生成する。同様に、ノイズ付加部４４ｂは、アドレスカウンタ４５ｂを参照しつつ（γ変換済）データＤ６ｂａに第２ノイズデータ１１４を付加し、１０ビットのデータＤ６ｂ’を生成する。

この第１ノイズデータ１１３はおよび第２ノイズデータ１１４は、空間ノイズ（図８（ａ）参照）であっても時間ノイズ（図８（ｂ）参照）であっても良い。ただし、そのノイズレベルが高すぎると、ノイズがパターンとして液晶表示装置１０１のユーザに認識されるおそれがある。よってノイズレベルはノイズパターンがユーザに認識されない範囲に設定する。

なお、本実施の形態の場合、暗表示の第１サブフレームではノイズが相対的に大きくなるためユーザにノイズパターンが認識されやすい。よって、第１ノイズデータ１１３のノイズレベルを低く設定する。一方、明表示の第２サブフレームではノイズが相対的に小さくなるためユーザにノイズパターンが認識されにくい。よって、第２ノイズデータ１１４のノイズレベルを（第１ノイズデータ１１３より）高く設定する。

例えば、暗表示側の第１サブフレームのノイズレベルを、明表示側の第２サブフレームの１／２程度とする。具体的には、第１サブフレームに与える第１ノイズデータ１１３のノイズレベルを３ビット（１０２４階調表示で８階調）以内、第２サブフレームに与える第２ノイズデータ１１４のノイズレベルを４ビット（１０２４階調表示で１６階調）以内とする。

このようにすることで、実施の形態１と比較して、図１０（ｂ）の破線で囲んだ部分（入力階調がＬ’１〜Ｌ’３の領域）で発生する急激な輝度変化や白浮きを抑えることができる。この点をより詳細にすれば以下のとおりである。

図１５のグラフａ１・ａ２は第１（暗表示）および第２（明表示）サブフレームデータ用のＬＵＴの具体例を示している。ただし、入力階調は５１２階調表現、出力階調はフーム積算輝度を８ｂｉｔガンマ変換したものであり、元々の表示ガンマを２．２とする。また、第１および第２サブフレームデータ用のＬＵＴを図１５のグラフａ１・ａ２のように設定したときの各サブフレームの表示階調を図１５グラフｂ〜ｄに示す。ただし、グラフｂはライズとディケイの応答速度比率（ｔｄ／ｔｒ）を一定値４と仮定したの表示階調を示し、グラフｃは（ｔｄ／ｔｒ）を一定値２と仮定した場合の表示階調を示し、グラフｄは（ｔｄ／ｔｒ）を一定値１と仮定した場合の表示階調を示している。ディケイに対するライズの応答速度が遅くなるほど、第１→２サブフレームでの階調遷移（ライズ応答）がずれる。グラフｄでは、入力階調が２５６階調（／５１２階調）のときに（第１サブフレームは０階調）、第２サブフレームは１９０階調（／２５６階調）程度までしか上昇しない。

ところで、実際の表示では、ライズとディケイの応答速度比率（ｔｄ／ｔｒ）がグラフｂ〜ｄの仮定（一定）のようにはならず、入力階調によって変化する。すなわち、液晶の応答速度は有限であるため、ノーマリーブラックの垂直配向（ＶＡモード）であれば、暗表示期間が０近傍から上昇すると急激にライズ応答時間が早くなり、階調による応答時間が比較的変化の少ないディケイ応答とあわせてフレーム間の積算輝度は急激に上昇する。図１５でこの応答速度比率の変化を考慮すると、中間階調を過ぎた付近でライズの応答速度が急激にアップすることで、例えばグラフｄは中間の２５６階調（５１２階調表現）を過ぎた付近で曲線ｒを介してグラフｂに移行する。このように、暗表示のサブフレームへのノイズ付加は、周辺階調が暗いこととに加えて応答速度に対する影響が大きく、結果的に、フレーム積算輝度を大きく変動させるおそれがある。したがって、サブフレームデータは、暗表示期間の輝度変動が全体輝度に大きく影響しないように選定するとともに、それにあわせてノイズレベルが暗表示のサブフレームと明表示のサブフレームとで異ならせることが好ましい。

さて、多階調処理部側でノイズレベルを調整させることも可能である。例えば、図６に示すように、多階調処理部２２１にノイズレベル調整部１５０ａ・１５０ｂを設ける。このノイズレベル調整部１５０ａは、読み出したノイズデータ１１５のノイズレベルをデータＤ４ａの階調（入力階調）に応じて調整し、これをノイズ付加部４４ａに出力する。同様に、ノイズレベル調整部１５０ｂは、読み出したノイズデータ１１５のノイズレベルをデータＤ４ｂの階調に応じて調整し、これをノイズ付加部４４ｂに出力する。なお、ノイズレベル調整部１５０ａ・１５０ｂが、Ｄ６ａ・Ｄ６ｂの階調に基づいてノイズデータ１１５のノイズレベルを調整し、これをノイズ付加部４４ａ・４４ｂに出力する構成をとることも可能である。

このようにすることで、実施の形態１と比較して、図１０（ｂ）の破線で囲んだ部分（入力階調がＬ’１〜Ｌ’３の領域）で発生する急激な輝度変化や白浮きを抑えることができる。

ここで、ノイズデータ１１５が空間ノイズであれば、ノイズレベル調整部１５０ａは、データＤ４ａから、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）ブロック等の分割表示領域に含まれるサブ画素ＳＰＩＸへの平均入力階調を算出し、この平均入力階調が高い領域は高ノイズレベルとなるように、低い領域は低ノイズレベルとなるように、読み出した各サブ画素へのノイズ（量）を調整（例えば、定数倍）する。同様に、ノイズレベル調整部１５０ｂは、データＤ４ｂから、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）ブロック等の分割表示領域に含まれるサブ画素ＳＰＩＸへの平均入力階調を算出し、この平均入力階調が高い領域は高ノイズレベルとなるように、低い領域は低ノイズレベルとなるように、記憶部１０６から読み出した各サブ画素へのノイズ（量）を調整（例えば、定数倍）する。

さらに、ノイズデータ１１５が時間ノイズであれば、ノイズレベル調整部１５０は、データＤ４ａ・Ｄ４ｂに基づいて、入力階調が高い各サブ画素ＳＰＩＸへは高ノイズレベルとなるように、低いサブ画素ＳＰＩＸには低ノイズレベルとなるように、各サブ画素へのノイズ（量）を調整（例えば、定数倍）する（図９参照）。

さらに、このノイズレベル調整部１５０によって、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１および第２ノイズデータのノイズレベルをデータＤ４ａ・Ｄ４ｂ（入力階調）に応じて変化させることもできる。

すなわち、図１１（ａ）のように、データＤ４ａの階調が最小輝度から第３中間輝度Ｌ’３（図１０（ｂ）参照）まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａは暗表示の第１サブフレームのノイズレベル（ＮＬ１）を一定レベルｎ（第１レベル：±１ビット程度）に保ち、ノイズレベル調整部１５０ｂは明表示の第２サブフレームのノイズレベル（ＮＬ２）をこれより高い一定のレベルＮ（第２レベル：±３ビット程度）に保つ。一方で、上記階調が第３中間輝度Ｌ’３から最大輝度まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａはＮＬ１をレベルｎから増加させ、ノイズレベル調整部１５０ｂはＮＬ２をレベルＮのままに保つ。

また、図１１（ｂ）のように、データＤ６ａの階調が最小輝度から第３中間輝度Ｌ’３まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａは暗表示の第１サブフレームのノイズレベル（ＮＬ１）を０近傍レベルに保ち、ノイズレベル調整部１５０ｂは明表示の第２サブフレームのノイズレベル（ＮＬ２）を０より高いレベルＮｐ（第３レベル）から逓増させる。一方で、上記階調が第３中間輝度Ｌ’３から最大輝度まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａはＮＬ１を０からレベルＮｑ（＞Ｎｐ）まで増加させ、ノイズレベル調整部１５０ｂはＮＬ２を引続きレベルＮｑまで逓増させる。

また、図１１（ｃ）のように、データＤ６ａの階調が最小輝度から第３中間輝度Ｌ’３まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａは暗表示の第１サブフレームのノイズレベル（ＮＬ１）を所定階調分０に保った後に徐々に増加させ、ノイズレベル調整部１５０ｂは明表示の第２サブフレームのノイズレベル（ＮＬ２）を０より高いレベルＮｘ（第４レベル）からレベルＮｙまで増加させる。一方で、上記階調が第３中間輝度Ｌ’３から最大輝度まで変化するのに従い、ノイズレベル調整部１５０ａはＮＬ１を引続き増加させてＮｃとし、ノイズレベル調整部１５０ｂはＮＬ２をレベルＮｙから０まで急減させる。

例えば、図１０（ｂ）において、Ｄ４ａ・Ｄ４ｂの入力階調がＧ’ｘであるとき、このノイズ調整に、図１１（ｂ）を適用すれば、第１サブフレームのノイズレベル（ＮＬ１）は図１２（ａ）のように、第２サブフレームのノイズレベル（ＮＬ２）は図１２（ｂ）のようになる。また、Ｄ４ａ・Ｄ４ｂの入力階調がＧ’ｙであるとき、このノイズ調整に、図１１（ｃ）を適用すれば、第１サブフレームのノイズレベル（ＮＬ１）は図１２（ｃ）のように、第２サブフレームのノイズレベル（ＮＬ２）は図１２（ｄ）のようになる。

以下に、各ノイズレベルの設定に係る一具体例を説明する。図１６のグラフａ・ｂはそれぞれ、図１５で説明した応答速度を考慮した、第１（暗表示）および第２（明表示）サブフレーム用のＬＵＴ２８・２９（図５参照）の一例を示すグラフである。また、図１７は、この図１６のグラフａ・ｂに示されるＬＵＴと組み合わせる入力階調−ノイズレベル（ただし、入力階調は８ビット２５６階調表現、ノイズレベルは１０ビット１０２４階調表現）の一設定例である。該設定は、例えば図６におけるノイズレベル調整部１５０ａ・１５０ｂで行われる。なお、グラフｃ・ｄは応答速度を考慮しない原理的なＬＵＴ（第１および第２サブフレーム用のＬＵＴ）を示す参考用のグラフである。

図１７のグラフａに示されるように、第１（暗表示）サブフレームについては、入力階調（Ｄ４ａ）が０〜７０階調（８ビット２５６階調表現）付近までそのノイズレベルがほぼ０に保たれ、入力階調（Ｄ４ａ）が９０〜２５６階調の間にそのノイズレベルがほぼ０から４５階調（１０ビット１０２４階調表現）程度まで増加させられる。また、グラフｂに示されるように、第２（明表示）サブフレームについては、入力階調（Ｄ４ｂ）が０〜２５６階調（８ビット２５６階調表現）の間にそのノイズ階調が２０（１０ビット１０２４階調表現）から６４階調（１０ビット１０２４階調表現）まで増加させられる。ここで、図１６のグラフｂの変極点（入力階調１６０階調付近、２回微分が−から＋）に対応して、第２サブフレーム（明表示）に与えるノイズのノイズレベルにも、入力階調１６０階調付近に変極点（２回微分が−から＋）をつけておくことが好ましい（図１７グラフｂ参照）。

このようにすれば、データＤ４ａ・Ｄ４ｂ（図６参照）に基づいて、暗表示サブフレームおよび明表示サブフレームそれぞれに応じた（適切な）ノイズレベルを設定でき、図１０（ｂ）の破線で囲んだ領域（入力階調がＬ’１〜Ｌ’３の領域）、より具体的には図１５の曲線ｒ近傍での急激な輝度変化や白浮きを大幅に低減することができる。

図５に戻って、丸め処理部４６ａは、ノイズ付加部４４ａから出力されるデータＤ６ａ’（１０ビット）から８ビットの（下位ビット切捨て後）データＤ７ａを生成する。すなわち、１０ビットデータＤ６ａ’の下位２ビットを切り捨てることで８ビットのデータＤ７ａとする。同様に、丸め処理部４６ｂは、図５に示すように、ノイズ付加部４４ｂから出力されるデータＤ６ｂ’（１０ビット）から８ビットの（下位ビット切捨て後）データＤ７ｂを生成する。すなわち、１０ビットデータＤ６ｂ’の下位２ビットを切り捨てることで８ビットのデータＤ７ｂとする。

なお、セレクタ部２４は、丸め処理部４６ａ・４６ｂから出力されたＤ７ａ・Ｄ７ｂを順次切り替え、第１サブフレームの表示データＤＡＴ１および第２サブフレームの表示データＤＡＴ２としてドライバ制御回路７に出力する。

なお、上記各実施形態では、制御部２（１０２）の各部または一部を、上述した機能を実現するためのプログラムと、そのプログラムを実行するハードウェア（コンピュータ）との組み合わせで実現してもよい。一例として、液晶表示装置１０１に接続されたコンピュータが、これを駆動する際に使用されるデバイスドライバとして、制御部２（１０２）を実現してもよい。また、液晶表示装置１０１に内蔵あるいは外付けされる変換基板として、制御部２（１０２）の各部が実現され、ファームウェアなどのプログラムの書き換えによって、当該制御部２（１０２）の各部を実現する回路の動作を変更できる場合には、当該ソフトウェアが記録された記録媒体を配布したり、当該ソフトウェアを通信路を介して伝送するなどして、当該ソフトウェアを配布し、上記ハードウェアに、そのソフトウェアを実行させることによって、当該ハードウェアを、上記各実施形態の制御部２（１０２）として動作させてもよい。

これらの場合は、上述した機能を実行可能なハードウェアが用意されていれば、当該ハードウェアに、上記プログラムを実行させるだけで、上記各実施形態に係る制御部２（１０２）を実現できる。

より詳細に説明すると、ソフトウェアを用いて実現する場合、ＣＰＵ、あるいは、上述した機能を実行可能なハードウェアなどからなる演算手段が、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置に格納されたプログラムコードを実行し、図示しない入出力回路などの周辺回路を制御することによって上記各実施形態に係る制御部２（１０２）を実現できる。

この場合、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。さらに、上記各部材のうち、ハードウェアとして説明した部材であっても、処理の一部を行うハードウェアと、当該ハードウェアの制御や残余の処理を行うプログラムコードを実行する上記演算手段とを組み合わせても実現することもできる。なお、上記演算手段は、単体であってもよいし、装置内部のバスや種々の通信路を介して接続された複数の演算手段が共同してプログラムコードを実行してもよい。

上記演算手段によって直接実行可能なプログラムコード自体、または、後述する解凍などの処理によってプログラムコードを生成可能なデータとしてのプログラムは、当該プログラム（プログラムコードまたは上記データ）を記録媒体に格納し、当該記録媒体を配付したり、あるいは、上記プログラムを、有線または無線の通信路を介して伝送するための通信手段で送信したりして配付され、上記演算手段で実行される。

なお、通信路を介して伝送する場合、通信路を構成する各伝送媒体が、プログラムを示す信号列を伝搬し合うことによって、当該通信路を介して、上記プログラムが伝送される。また、信号列を伝送する際、送信装置が、プログラムを示す信号列により搬送波を変調することによって、上記信号列を搬送波に重畳してもよい。この場合、受信装置が搬送波を復調することによって信号列が復元される。一方、上記信号列を伝送する際、送信装置が、デジタルデータ列としての信号列をパケット分割して伝送してもよい。この場合、受信装置は、受信したパケット群を連結して、上記信号列を復元する。また、送信装置が、信号列を送信する際、時分割／周波数分割／符号分割などの方法で、信号列を他の信号列と多重化して伝送してもよい。この場合、受信装置は、多重化された信号列から、個々の信号列を抽出して復元する。いずれの場合であっても、通信路を介してプログラムを伝送できれば、同様の効果が得られる。

ここで、プログラムを配付する際の記録媒体は、取外し可能である方が好ましいが、プログラムを配付した後の記録媒体は、取外し可能か否かを問わない。また、上記記録媒体は、プログラムが記憶されていれば、書換え（書き込み）可能か否か、揮発性か否か、記録方法および形状を問わない。記録媒体の一例として、磁気テープやカセットテープなどのテープ、あるいは、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクなどの磁気ディスク、または、ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク（ＭＯ）、ミニディスク（ＭＤ）やデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）などのディスクが挙げられる。また、記録媒体は、ＩＣカードや光カードのようなカード、あるいは、マスクＲＯＭやＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭなどのような半導体メモリであってもよい。あるいは、ＣＰＵなどの演算手段内に形成されたメモリであってもよい。

なお、上記プログラムコードは、上記各処理の全手順を上記演算手段へ指示するコードであってもよいし、所定の手順で呼び出すことで、上記各処理の一部または全部を実行可能な基本プログラム（例えば、オペレーティングシステムやライブラリなど）が既に存在していれば、当該基本プログラムの呼び出しを上記演算手段へ指示するコードやポインタなどで、上記全手順の一部または全部を置き換えてもよい。

また、上記記録媒体にプログラムを格納する際の形式は、例えば、実メモリに配置した状態のように、演算手段がアクセスして実行可能な格納形式であってもよいし、実メモリに配置する前で、演算手段が常時アクセス可能なローカルな記録媒体（例えば、実メモリやハードディスクなど）にインストールした後の格納形式、あるいは、ネットワークや搬送可能な記録媒体などから上記ローカルな記録媒体にインストールする前の格納形式などであってもよい。また、プログラムは、コンパイル後のオブジェクトコードに限るものではなく、ソースコードや、インタプリトまたはコンパイルの途中で生成される中間コードとして格納されていてもよい。いずれの場合であっても、圧縮された情報の解凍、符号化された情報の復号、インタプリト、コンパイル、リンク、または、実メモリへの配置などの処理、あるいは、各処理の組み合わせによって、上記演算手段が実行可能な形式に変換可能であれば、プログラムを記録媒体に格納する際の形式に拘わらず、同様の効果を得ることができる。

本発明よれば、時分割駆動に最適な表示データ（表示階調）を生成することができる。よって、テレビジョン受像機やモニタ等の種々の表示装置に適用可能である。

本発明の実施の形態１を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２の変形例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２の変形例を示すブロック図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態１・２のノイズを説明する図である。 本発明の実施の形態２の各サブフレームへのノイズを説明する図である。 （ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態１・２にかかるサブフレームデータ用ＬＵＴを説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１・２にかかるノイズレベルを説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態２にかかるノイズレベルの制御例を説明する図である。 本発明の液晶表示装置の概略構成を示す図である。 本発明の液晶表示装置の一部構成を示す図である。 第１および第２サブフレーム用のＬＵＴと実際の表示階調の関係を説明するグラフである。 第１および第２サブフレーム用のＬＵＴについて説明するグラフである。 図１６のグラフａ・ｂのＬＵＴと組み合わせるノイズレベルを示すグラフである。 （ａ）は、本液晶表示装置を備えたテレビジョン受像機の要部構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、本液晶表示装置を備えた液晶モニタ装置の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ １０１ 液晶表示装置
２ １０２ 制御部
３ データ信号線駆動回路
４ 走査信号線駆動回路
５ １０５ 信号処理部
６ １０６ 記憶部
７ ドライバ制御回路
１７ γ変換部
１８ ２８ ３８ 第１サブフレームデータ用ＬＵＴ
１９ ２９ ３９ 第２サブフレームデータ用ＬＵＴ
２１ ２２１ 多階調処理部
２２ １２２ サブフレームデータ生成部
３４ ４４ａ・４４ｂ ノイズ付加部
３６ ３６ａ・３６ｂ 丸め処理部

Claims (15)

1. １フレームを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの表示の総和によって入力映像データの表示を行う表示装置を駆動する、表示装置の駆動装置であって、
   各サブフレームに対応するサブフレームデータを生成するサブフレームデータ生成部と、
   該サブフレームデータ生成部の前段あるいは後段に設けられた多階調処理部と、を備えていることを特徴する表示装置の駆動装置。
2. 入力映像データにγ変換処理を施すγ変換部が設けられ、上記多階調処理部は、このγ変換部で得られるデータにノイズ処理を施してサブフレームデータ生成部に出力するものであることを特徴する請求項１記載の表示装置の駆動装置。
3. 上記サブフレームデータ生成部は、入力映像データに基づいて、各サブフレームデータの生成時にγ変換処理を行い、上記多階調処理部は、このサブフレームデータ生成部で得られる各サブフレームデータにノイズ処理を施すものであることを特徴する請求項１記載の表示装置の駆動装置。
4. 上記ノイズ処理は、各サブフレームデータにノイズを加算するものであり、このノイズの最大値を示すノイズレベルをサブフレームデータごとに個別設定することを特徴する請求項３記載の表示装置の駆動装置。
5. １フレームを２つのサブフレームに分割する請求項４記載の表示装置の駆動装置であって、
   上記サブフレームデータ生成部は、第１および第２サブフレームに対応する第１および第２サブフレームデータを生成する際に、低輝度表示に対しては第１サブフレームデータの階調を最小値近傍とする一方で第２サブフレームデータの階調を変化させ、高輝度表示に対しては第１サブフレームデータの階調を変化させる一方で第２サブフレームデータの階調を最大値近傍にすることを特徴する表示装置の駆動装置。
6. 第１および第２サブフレームデータに加算する第１および第２ノイズは複数の画素を含む所定領域ごとに空間的ランダムさをもって与えられるものであり、各領域のノイズレベルは、そこに含まれる全画素の平均の入力階調に基づいたものであることを特徴する請求項４記載の表示装置の駆動装置。
7. 第１および第２サブフレームデータに加算する第１および第２ノイズは各画素に時間的ランダムさをもって与えられるものであり、各画素に与えるノイズレベルは当該画素の入力階調に基づいたものであることを特徴する請求項４記載の表示装置の駆動装置。
8. 第１ノイズのノイズレベルを、第２ノイズのノイズレベルより低く設定することを特徴する請求項６または７記載の表示装置の駆動装置。
9. 上記入力階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを一定の第１レベルに、第２ノイズをこれより高い一定の第２レベルにする一方で、
   上記階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを第１レベルから増加させる一方、第２ノイズを上記第１レベルに保つことを特徴とする請求項６または７記載の表示装置の駆動装置。
10. 上記入力階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを０レベル近傍に保ち、第２ノイズを０以上の第３レベルから逓増させる一方で、
    上記入力階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを０レベル近傍から増加させる一方、第２ノイズを引続き逓増させることを特徴とする請求項６または７記載の表示装置の駆動装置。
11. 上記階調が最小階調から所定の中間階調まで変化するのに従い、第１ノイズを所定階調まで０レベル近傍に保った後に徐々に増加させ、第２ノイズを０以上の第４レベルから増加させる一方で、
    上記階調が所定の中間階調から最大階調まで変化するのに従い、第１ノイズを引続き増加させる一方、第２ノイズを０レベル近傍まで急減させることを特徴とする請求項６または７記載の表示装置の駆動装置。
12. 請求項１〜１１記載のいずれか１項に記載の表示装置の駆動装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の表示装置の駆動装置と、
    当該駆動装置によって駆動される画素を含む表示部とを備えていることを特徴とする表示装置。
14. テレビジョン放送を受信し、当該テレビジョン放送によって伝送された映像を示す映像信号を上記表示装置の駆動装置へ入力する受像手段を備えていると共に、
    上記表示部は、液晶表示パネルであり、
    液晶テレビジョン受像機として動作することを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
15. 上記表示部は、液晶表示パネルであり、
    上記表示装置の駆動装置には、外部から映像信号が入力されていると共に、
    当該映像信号を示す映像を表示する液晶モニタ装置として動作することを特徴とする請求項１３記載の表示装置。
    
    

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