JP2006349952A - 画像表示装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶ディスプレイの視野角特性を改善するとともに、動画の表示特性を改善する。
【解決手段】画像表示装置１０は、画面レートをアップコンバートする補間部１１と、オーバードライブ部１２と、入力映像信号の一つの階調を時間的に連続する複数のフィールドの液晶濃度の合成により表現した映像信号に変換する視野角改善処理部１３と、液晶表示パネル１６を駆動するソースドライバ１５とを備えている。視野角改善処理部１３は、入力映像信号を、高い階調に対応する信号値に設定された第１フィールド及び低い階調に対応する信号値に設定された第２フィールドからなる映像信号に変換する。オーバードライブ部１２は、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して液晶の応答に応じたレベル修正をする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示面を介して出力画像を表示する画像表示装置及び方法に関する。

直視型の液晶ディスプレイでは、視野角（ディスプレイを視認する方向の角度）に応じて画像複屈折位相差(リタデーション)に差ができてしまい、ディスプレイ上に表示される画像の色が変わって見えてしまう。通常、光学補償板を偏光板と液晶層との間に挿入して、画像複屈折位相差を改善している。

しかしながら、黒（最低輝度）又は白（最高輝度）を表示する場合には充分な改善がなされるが、中間輝度を表示する場合には、充分な改善がなされない。例えば、図３０に示すように、視野角０°の場合（ディスプレイを正面から視認した場合）の入力階調-輝度特性が所定のγ特性であっても、例えば視野角６０°（ディスプレイを６０°の角度から視認した場合）の入力階調-輝度特性は、当該γ特性から離れた特性となってしまう。

また、直視型の液晶ディスプレイでは、いわゆるオーバードライブ処理及び黒挿入処理と呼ばれる動画表示特性の改善処理が行われている。オーバードライブ処理は、映像が変化する場合に、液晶の駆動電圧を少し上昇させることにより液晶の追従特性を向上させる技術である。また、黒挿入処理は、映像が次の画面に移る前に黒画面を表示して、人間の網膜の残像による画像ボケを解消する処理である。

本発明の目的は、液晶ディスプレイの視野角特性を改善するとともに、動画の表示特性を改善した画像表示装置及び方法を提供することにある。

本発明に係る画像表示装置は、入力映像信号に対応した画像を、液晶表示面を介して表示する画像表示装置において、前記入力映像信号の一つの階調を、時間的に連続する複数の画面（フィールド）の液晶透過率の合成により表現するための複数の補正レベルに変換する変換部と、前記入力信号に基づき駆動レベルの修正をする駆動レベル修正部と、前記駆動レベル修正部により修正された駆動レベルにより前記液晶表示面を駆動する駆動部とを備え、前記変換部は、入力映像信号の一枚の画面に対して、入力映像信号の階調に対して正の補正値を加算した透過率に変換される第１フィールド、及び、入力映像信号の階調に対して負の補正値を加算した透過率に変換される第２フィールドを、少なくとも含むように補正レベルを生成し、前記駆動レベル修正部は、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、前記第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して、液晶の実効応答特性に応じたレベル修正をすることを特徴とする。

本発明に係る画像表示方法は、入力映像信号に対応した画像を、液晶表示面を介して表示する画像表示方法において、前記入力映像信号の一つの階調を、時間的に連続する複数の画面（フィールド）の液晶透過率の合成により表現するための複数の補正レベルに変換する変換ステップと、前記入力信号に基づき駆動レベルの修正をする駆動レベル修正ステップと、前記駆動レベル修正ステップにより修正された駆動レベルにより前記液晶表示面を駆動する駆動ステップとを有し、前記変換ステップでは、入力映像信号の一枚の画面に対して、入力映像信号の階調に対して正の補正値を加算した透過率に変換される第１フィールド、及び、入力映像信号の階調に対して負の補正値を加算した透過率に変換される第２フィールドを、少なくとも含むように補正レベルを生成し、前記駆動レベル修正ステップでは、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、前記第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して、液晶の実効応答特性に応じたレベル修正をすることを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置及び方法では、入力映像信号の一つの階調を、時間的に連続する複数フィールドの液晶濃度の合成により表現した補正映像信号に変換する。前記補正映像信号は、入力映像信号の一枚の画面に対して、入力映像信号の階調より高い階調に対応する透過率に設定された第１フィールド、及び、入力映像信号の階調より低い階調に対応する透過率に設定された第２フィールドを、少なくとも含んでいる。そして、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、前記第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して液晶の応答速度に応じたレベル修正をしている。

このことにより、本発明に係る画像表示装置及び方法では、視野角特性が改善されるとともに、応答特性に対応して適切に動画像のボケを無くすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、入力された映像信号を液晶表示パネルに表示する画像表示装置について説明をする。

全体構成
図１に、本発明を実施するための最良の形態の画像表示装置１０のブロック構成図を示す。

画像表示装置１０は、図１に示すように、補間部１１と、オーバードライブ部１２と、視野角改善処理部１３と、交流化部１４と、ソースドライバ１５と、液晶表示パネル１６とを備えている。

画像表示装置１０には、例えば画面レートが６０Ｈｚのデジタルの映像信号Ｈが、外部から入力される。

補間部１１には、外部から供給された画面レートが６０Ｈｚのデジタルの映像信号Ｈが入力される。補間部１１は、６０Ｈｚの映像信号の画面レートを２倍の１２０Ｈｚにレートコンバートする。この際、補間部１１は、レートを２倍にするにあたり足りない画面については、前後の画面等から補間処理をして生成する。その補間処理の方法は、どのような方法であってもよい。なお、このようにレートをアップコンバートすることによって、動く物体を追従して視認したときに生じる二重像等のボケを解消することが可能となる。

補間部１１から出力された画面レートが１２０Ｈｚの映像信号は、オーバードライブ部１２に供給される。

オーバードライブ部１２は、入力された映像信号にレベル変化がある場合に、液晶の応答特性に合わせた最適な駆動信号のレベル修正を行う。オーバードライブ部１２の具体的な処理内容についての詳細な説明は後述する。

視野角改善処理部１３は、画面レートが１２０Ｈｚにアップコンバートされた映像信号の時間方向に並ぶ連続した２つの画面（フィールド）により、元の６０Ｈｚの映像信号の１つの階調を表現することにより視野角特性を改善する。視野角改善処理部１３の具体的な処理についての説明は後述する。

交流化部１４は、視野角改善処理部１３から供給された画面レートが１２０Ｈｚの映像信号が入力される。交流化部１４は、液晶の駆動の極性を交流化する回路である。液晶分子は、印加される電界のベクトルの方向と大きさが同じであれば、その極性が１８０°異なっていても、同じ方向を向く。そのため、液晶の駆動を行う場合、一般に、ＤＣバランスをとるために一定周期毎に駆動信号の極性を反転して、駆動信号を交流化している。交流化部１４は、駆動信号に対してその交流化を行う回路である。

ここで、交流化部１４は、入力された１２０Ｈｚの映像信号に対して、６０Ｈｚで液晶の駆動の極性を交流化するように駆動信号の極性の反転処理を行う。このように、フィールドのレートが１２０Ｈｚであるにも関わらず、６０Ｈｚで駆動信号の極性を反転するのは、前記の視野角改善処理部１３で、時間方向に並ぶ連続した２つの画面（フィールド）で１つの階調を表現するように処理がなされているため、１２０Ｈｚで交流化をするとＤＣバランスが取れないためである。

なお、極性反転の周波数は、６０Ｈｚに限らず、１つの階調を表現するために必要な周期の倍数で極性反転するのであればよい。例えば１つの階調を２４０Ｈｚの映像信号に対して１２０Ｈｚとしてもよい。

ソースドライバ１５には、交流化部１４により極性反転処理がされた信号が入力される。ソースドライバ１５は、入力された信号に応じて、液晶表示パネル１６に駆動電圧を印加し、各画素単位で液晶を駆動する。

液晶表示パネル１６は、ソースドライバ１５により駆動されることにより、入力された映像信号に応じた動画像をパネル上に表示する。液晶表示パネル１６は、ネマティック液晶を用いたツイストネマティックモードや垂直配向モード等の比較的に液晶の応答速度が遅く、複数のフィールド間で液晶に印加電圧の実効値（二乗平均）に応じた透過率となるいわゆる実効値応答の液晶を用いたパネルである。

視野角改善処理
つぎに、視野角改善処理部１３についてさらに具体的に説明をする。

なお、以下、画面表示レートを１２０Ｈｚにアップコンバートした後の映像信号の１枚１枚の画面のことを、フィールドと呼ぶ。もっとも、フィールドと呼んでいるが、飛び越し走査のフィールドとは関係がない。

視野角改善処理部１３は、図１に示すように、第１フィールド-ガンマ変換部２１と、第２フィールド-ガンマ変換部２２と、切換出力部２３とを備えている。

第１フィールド-ガンマ変換部２１及び第２フィールド-ガンマ変換部２２のそれぞれには、オーバードライブ部１２から出力された１２０Ｈｚの映像信号が入力される。

第１フィールド-ガンマ変換部２１は、入力された映像信号のレベルをプラス側に補正する。また、第２フィールド-ガンマ変換部２２は、入力された映像信号のレベルをマイナス側に補正する。

なお、プラス側にレベル補正がされたフィールドのことを「第１フィールド」、マイナス側にレベル補正がされたフィールドのことを「第２フィールド」と呼ぶものとする。

切換出力部２３は、第１フィールド-ガンマ変換部２１から出力された映像信号と、第２フィールドレベル変換部２１から出力された映像信号とを、１フィールド毎、すなわち、１２０Ｈｚで交互に選択して出力する。

このような視野角改善処理部１３では、プラス側にレベルが補正されたフィールド（第１フィールド）と、マイナス側にレベルが補正されたフィールドとが交互に繰り返される映像信号を出力する。

第１フィールド-ガンマ変換部２１及び第２フィールド-ガンマ変換部２２では、第１フィールドと第２フィールドとを平均化したときに、６０Ｈｚで入力された映像信号（入力映像信号）のレベルと同じ映像信号となるように、第１フィールド及び第２フィールドのレベル変換をしている。

ここで、映像信号のレベルをフィールドごとに補正する代わりに、液晶表示パネルのソースドライバーに入力する基準電圧パターンをフィールドごとに切り替えても良い。基準電圧とはソースドライバーへの入力データに対して選択される液晶印加電圧を指す。その場合には信号はソースドライバーに補正されずに入力され、信号レベルに応じた液晶印加電圧がフィールドごとに切り替わる。

ここで、人間の目の視覚の特性は、時間方向に対する積分特性があるため、プラス側に補正されたフィールド（第１フィールド）とマイナス側に補正されたフィールド（第２フィールド）とが交互に表示された場合には、表示されている画像はその平均値のレベルの画像であると認識する。そのため、液晶表示パネル１６に表示された映像を見たユーザは、第１フィールドと第２のフィールドとの平均のレベルで表された映像信号を擬似的に見ていることとなる。

このため、ユーザは、第１フィールド-ガンマ変換部２１及び第２フィールド-ガンマ変換部２２でレベル変換がされたとしても、６０Ｈｚの入力映像信号を表示しているのと同じ画面を見ていると認識することとなる。

例えば、図２に示すような、画面上半分の領域が５０％の透過率の階調で表示される領域であり、画面下半分の領域が１００％の透過率の階調で表示される領域の画面Ｗ１が、入力映像信号として入力された場合を考える。

この場合、図３に示すように、第１フィールドは、全面が１００％の透過率の階調で表示される画像となる。また、第２のフィールドは、画面上半分の領域が０％の透過率の階調で表示され、画面下半分の領域が１００％の透過率の階調で表示される画像となる。画像表示装置１０では、このような第１フィールド及び第２フィールドを交互に表示するため、上半分の領域の透過率が擬似的に０％と１００％との合成の濃度（５０％）として視認される画像を表示することができる。実際には各フィールドにサンプルホールドされた電圧の実効値に対応した透過率となるが原理をわかりやすく表現するため以上の記述をした。

なお、図３に示した表現は、フィールドの全ての画素に対する印加電圧の切り換えが同時に行われているように見える。しかしながら、ソースドライバ１５による実際の液晶の駆動タイミングは、垂直位置に応じて駆動タイミングがずれてゆく、いわゆる線順次の駆動となっている。例えば、図４に示すように表現される画面Ｗ１におけるある垂直方向の画素列ｗの実際の液晶の駆動のタイミングは、全ての垂直位置で同時ではない。

また、図５に示すように垂直隣接画素を順に選択する線順次駆動ではなく、垂直方向の隣接しない位置の画素を交互に選択しながら走査する駆動も可能である。この駆動方法の場合には交互に選択する垂直方向画素位置を変えることによりプラス側にレベル補正がされたフィールド、マイナス側にレベル補正がされたフィールドの時間幅を等幅ではなく、任意の比率に設定できる。フィールド１、フィールド２の時間幅を変えることにより、視野角特性を変えることができる。例えば、プラス側にレベル補正がされたフィールドの時間幅をマイナス側にレベル補正がされたフィールドの時間幅より短くすることで低い階調の視野角改善効果を上げることができる。

つぎに、具体的に、第１フィールド及び第２フィールドに対してどのように補正（レベル変換）が行われているかについて説明をする。

図６は、入力された映像信号の階調（８ビット表記）に対する第１フィールドに印加する印加電圧の関係を示す曲線Ａと、入力された映像信号の階調（８ビット表記）に対する第２フィールドに印加する印加電圧の関係を示す曲線Ｂとを示した図である。

第１フィールド-ガンマ変換部２１では、図６のＡに示す曲線に従い印加電圧を算出し、算出した印加電圧に応じた信号を発生する。第２フィールドレベル変換部２１では、図６のＢに示す曲線に従い印加電圧を算出し、算出した印加電圧に応じた信号を発生する。

なお、液晶表示パネル１６は、０ボルト以上４ボルト以下の印加電圧（絶対値）が入力可能であるとする。液晶表示パネル１６は、４ボルトを印加したときにその濃度が１００％透過（白表示）となる。液晶表示パネル１６は、４ボルトから印加電圧を下げていくにつれて、その濃度（透過率）が小さくなっていき、１．５ボルトでその濃度が０％透過（黒表示）となる。なお、０ボルトから１．５ボルトまでの印加電圧の範囲は、いわゆる不感領域であり、どのような電圧を印加しても０％透過（黒表示）となる。

図６のＡの曲線（第１フィールドの入力階調-印加電圧曲線）は、入力された映像信号の階調が０（８ビット）≦１６６（８ビット）の間では、単調に印加電圧が増加しており、１６６（８ビット）≦２５５（８ビット）の間では、印加電圧が最大値（４ボルト）で固定となっている。

図６のＢの曲線（第２フィールドの入力階調-印加電圧曲線）は、入力された映像信号の階調が０（８ビット）≦１６６（８ビット）の間では、印加電圧が最小値（０ボルト）で固定となっており、１６６（８ビット）≦２５５（８ビット）の間では、単調に印加電圧が増加している。入力階調に対する各フィールドでの液晶に印加する電圧値は各フィールドの電圧値が交互に液晶層に印加され、各画素では各フィールド時間サンプルホールドされる。ホールドされる電圧は液晶のダイレクタ変化に伴う容量変化、ＴＦＴ、液晶層のリーク等で選択された時点から変化する。入力階調に対する各フィールドでの液晶に印加する電圧値はこれらの影響を考慮した実効値が入力の階調に対応する所定の透過率になるように設定する。

また、図６のＡ及びＢの曲線は、０以上２５５（８ビット）以下の全ての階調において、第１フィールドに最大の電圧が印加されているか、又は、第２フィールドに最小の電圧が印加されているか、いずれかとなっている。つまり、常時、少なくとも一方のフィールドについては、最高の透過率又は最低の透過率の状態となっている。

このように、画像表示装置１０では、第１フィールドと第２フィールドとで階調を表現し、いずれか一方のフィールドの透過率を最小（透過率０％）又は最大（透過率１００％）に固定している。液晶パネルは、透過率０％並びに透過率１００％の場合は、ともに視野角特性が良好である。

従って、いずれか一方のフィールドの透過率を最小又は最大とすることで、その分視野角特性を改善することが可能となる。

具体的に、当該画像表示装置１０での０°と６０°との視野角特性図を、図７に示す。

この図７と、従来例で示した図３０とを比較してもわかるように、６０°の場合の視野角特性が向上している。

オーバードライブ処理
つぎに、オーバードライブ部１２によるオーバードライブ処理について説明する。

オーバードライブとは、ある空間位置において、暗い画像から明るい画像に変化する場合（又は明るい画像から暗い画像に変換する場合）、液晶の駆動電圧を少し上昇（又は下降）させることにより、液晶の追従特性を向上させ、動画ボケを解消する技術である。
従来の液晶駆動装置では、暗い階調から明るい階調に変化が発生した場合、単に暗い階調側の駆動電圧に少し電圧を加算すれば、応答特性が理想の特性に近づき動画ボケがなくなる。

しかしながら、本発明が適用された画像表示装置１０では、視野角改善処理部１３により、２倍の画面レートにアップコンバートして、元々一つの画像を明るい階調の第１フィールドと暗い階調の第２フィールドとで表現している。そのため、従来の処理どおりにオーバードライブをすることはできない。従って、本発明が適用された画像表示装置１０に対してオーバードライブ処理を適用しようとすると、工夫が必要となる。

図８は各フィールドでさまざまな電圧を組み合わせた時の液晶透過率時間変化を重ねて表示した図であり、所定の階調を表現するために、第１フィールド及び第２フィールドに対してそれぞれ電圧を印加した場合の、液晶表示パネル１６の透過率の変化を示したグラフである。

図８の曲線ａは、第１フィールドに３．０Ｖ、第２フィールドに０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。 図８の曲線ｂは、第１フィールドに３．４Ｖ、第２フィールドに０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。 図８の曲線ｃは、第１フィールドに３．６Ｖ、第２フィールドに０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。 図８の曲線ｄは、第１フィールドに３．８Ｖ、第２フィールドに０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。 図８の曲線ｅは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。図８の曲線ｆは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに１．９Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。図８の曲線ｇは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに２．４Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。図８の曲線ｈは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに２．８Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。図８の曲線ｉは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに３．５Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。図８の曲線ｈは、第１フィールドに４．０Ｖ、第２フィールドに４．０Ｖを繰り返して印加したときの透過率変化を示している。このような図８において、第１フィールドでは、徐々に透過率が大きくなり、第２フィールドでは徐々に透過率が小さくなっていくのは、液晶表示パネル１６の液晶分子が印加電圧の実効値に対して応答をする特性を有しているからである。人間の目は、このような透過率の平均値を輝度として認識する。

以上の図８に示す透過率の変化が、階調変化が生じていない場合における液晶表示パネル１６における理想的な応答特性である。

図９（Ａ）及び図１０（Ａ）は、黒の画像（ハッチング部分）と白い画像との境界部分が時間とともに移動する場合における、各空間位置での透過率（Ｔ）の時間変化を示した図である。なお、図９（Ａ）の場合は、入力された映像信号の階調が１６６より小さい場合であり、図１０（Ａ）の場合は、入力された映像信号の階調が１６６以上の場合である。

図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）は、人間の目が動画に追従して、当該黒画像と白画像との境界部分を見たときの、各境界の位置（Ｐ１〜Ｐ４）の輝度の特性である。

動画に追従しながら境界の各位置（Ｐ１〜Ｐ４）を見たときには、図９及び図１０の斜めの点線で示す方向の透過率の変化を認識することとなる。従って、図９（Ａ）の場合であれば、各位置Ｐ１〜Ｐ４の透過率変化は図１１の（Ａ）〜（Ｄ）に示すようになり、図１０（Ａ）の場合であれば、各位置Ｐ１〜Ｐ４の透過率変化は図１２の（Ａ）〜（Ｄ）に示すようになる。

人間の目は、各位置Ｐ１〜Ｐ４の平均の輝度を認識するわけであるから、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、各位置Ｐ１〜Ｐ４の輝度は、点線に示すようにくっきりとならず、実線に示すように鈍ったものとなる。

これを、くっきりとさせるには、斜めの点線で示す方向の透過率の変化を、階調変化が生じていない場合の透過率特性（図８）に近づくように補正をすればよい。つまり、オーバードライブ部１２では、入力された映像信号の階調変化が生じても、図８に示すような透過率変化に近づくように、印加電圧を修正すればよいわけである。

以下、具体的に、視野角改善処理を行う場合に、図８に示すような液晶の理想特性に近づけることができるオーバードライブ処理について説明をする。

なお、以下の説明にあたり、便宜的に、本来の信号レベルを増加させる方向にレベル修正することにより、液晶に対する印加電圧をプラス側（絶対値が増加する方向）に補正することをオーバードライブといい、その増加量をオーバードライブ量という。また、本来の信号レベルを減少させる方向にレベル修正することにより、液晶に対する印加電圧をマイナス側（絶対値が減少する方向）に補正することをアンダードライブといい、その減少量をアンダードライブ量という。

図１３は、オーバードライブ部１２のブロック構成図である。

オーバードライブ部１２は、演算制御部３１と、フィールドメモリ３２と、ルックアップメモリ（ＬＵＴメモリ）３３とを備えている。

演算制御部３１は、１２０Ｈｚの映像信号が入力される。演算処理部３１は、オーバードライブの演算処理を行うとともに、フィールドメモリ３２に対する映像信号の入出力制御及び後段の視野角改善処理部１３への出力制御を行う。

フィールドメモリ３２は、連続した３つフィールドのデータを格納し、１２０Ｈｚのタイミングで内部のフィールドのデータが順次更新されていく。

フィールドメモリ３２に格納されている連続した３つのフィールドのうち、最初のテーブルのことを「フィールドＳｎ」と呼び、２番目のフィールドのことを「フィールドＳｎ+１」と呼び、３番目のフィールドのことを「フィールドＳｎ+２」と呼ぶ。

なお、フィールドメモリ３２に格納されている３つのフィールドデータは、２フィールド毎（すなわち、６０Ｈｚ毎）で更新される。従って、前の時間帯の「フィールドＳｎ+２」が次の時間帯では「フィールドＳｎ」となる。

ＬＵＴメモリ３３は、オーバードライブ又はアンダードライブのための元の信号レベルに加算（又は減算）をするオーバードライブ量（アンダードライブ量）が格納されたテーブルが格納されている。なお、ＬＵＴメモリ３３には、第１テーブル、第２テーブル、第３テーブルの３つのテーブルが格納されている。

第１テーブルには、図１４に示すように、フィールドＳｎの階調（８ビット）及びフィールドＳｎ+２の階調（８ビット）に対する、フィールドＳｎ+１及びフィールドＳｎ+２、さらにフィールドＳｎ+２´（ 次の時間帯で用いるフィールドＳｎ）に与えるオーバードライブ量（アンダードライブ量）が格納されている。

第２テーブルには、図１５に示すように、フィールドＳｎの階調（８ビット）及びフィールドＳｎ+１の階調（８ビット）に対する、フィールドＳｎ+１及びフィールドＳｎ+２、さらにフィールドＳｎ+２´（ 次の時間帯で用いるフィールドＳｎ）に与えるオーバードライブ量（アンダードライブ量）が格納されている。

第３テーブルには、図１６に示すように、フィールドＳｎ+１の階調（８ビット）及びフィールドＳｎ+２の階調（８ビット）に対する、フィールドＳｎ+１及びフィールドＳｎ+２、さらにフィールドＳｎ+２´（ 次の時間帯で用いるフィールドＳｎ）に与えるオーバードライブ量（アンダードライブ量）が格納されている。

なお、図１４、図１５及び図１６には値が記述されていないが、各テーブルに格納されているオーバードライブ量（アンダードライブ量）は、印加電圧が変化したときの液晶の応答特性に基づき、予め実験値を参照して求めて設定がされている。また、第１テーブルには、０〜１６６（８ビット）の階調しか示していないが、これは１６７（８ビット）以上の階調については参照がされないためである。

このようなオーバードライブ部１２では、演算制御部３１が、フィールドメモリ３２に格納されている３つのフィールドを参照し、各フィールドの同じ空間位置の画素の信号レベルを読み出して、値の比較を行う。

その比較の結果、１又は２つの必要なテーブルを特定し、特定したテーブルに格納されている対応する階調のオーバードライブ量（アンダードライブ量）を読み出し（さらに、必要であればそのオーバードライブ量（アンダードライブ量）を更に補正し）、その空間位置に対する画素の信号レベルに加算又は減算する。

オーバードライブシーケンス
つぎに、具体的なオーバードライブ処理のシーケンスについて説明をする。

オーバードライブ部１２では、フィールドＳｎ、フィールドＳｎ+１及びフィールドＳｎ+２の同じ空間位置における信号レベルを参照し、その信号レベルの大小関係に基づき、どのフィールドにオーバードライブ量を加算（又はアンダードライブ量を減算）するかを算出する。

まず、大きくは、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２の全てのフィールドの階調が中間階調１６６（８ビット）より小さいか、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２のいずれか一つのフィールドの階調が中間階調１６６（８ビット）以上であるかにより、場合分けをする。

なお、階調が１６６（８ビット）というのは、第１フィールドに印加する電圧が最大値（透過率が１００％となる。）となり、且つ、第２フィールドに印加する電圧が最小値（透過率が０％）となる値である（例えば図６参照。）。

（Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２＜１６６の場合）
入力された映像信号の明るさの変化前後の階調が、変化前及び変化後とも低い階調（１６６より小さい階調）においては、第２フィールドには０ボルトを印加することとなるので、当該第２フィールドの映像信号は、第１および第２フィールドが合成して得られるレベルに対して、あまり影響を与えない。しかしながら、いわゆる黒挿入がされている状態と同じとなるので、インパルス的な光学応答となり、動画ボケに対してはボケの少ない状態が可能である。

また、垂直配向モードで黒レベル閾値近傍から中間調に切り替る場合、切り替った後のフィールドに定常状態（静止画表示）より高い電圧を印加するより、切り替る前のフィールドに定常状態より高い電圧を印加する方が立ち上がり光学応答波形の定常状態からのズレが少ない。

このことから、図１７に示すように、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２の全てのフィールドの階調が１６６（８ビット）より小さい場合であり、入力映像信号が暗い状態（低い階調）から明るい状態（高い階調）に切り替る場合、Ｓｎ+１（第２フィールド）に、本来の印加電圧に対してオーバードライブ値を加えた電圧を印加する。

もっとも、この場合、第２フィールドのみに印加すると液晶のバックフォローの影響でやはり立ち上がり光学応答波形が定常状態からズレてくることと切り替る手前にボケが出てくることがあるため、切り替った後のＳｎ＋２（第１フィールド）にも、本来の印加電圧に対して適当なオーバードライブ値を加えた電圧を印加する。

また、図１８に示すように、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２の全てのフィールドの階調が１６６（８ビット）より小さい場合であり、入力映像信号が明るい状態（高い階調）から暗い状態（低い階調）に切り替る場合、切り替った後のＳｎ+２（第１フィールド）に、本来の印加電圧に対してアンダードライブ値を減算した電圧を印加する。

なお、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２の全てのフィールドの階調が１６６（８ビット）より小さい場合におけるオーバードライブ値及びアンダードライブ値は、演算制御部３１が第１テーブルを参照して算出する。さらに必要に応じて第１テーブルのフィールドＳｎ+２´に対応するデータを用いて次の時間帯で用いるフィールドＳｎのオーバードライブ量とする。

（Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２≧１６６の場合）
つぎに、連続するＳｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２のいずれかが、上述した中間階調１６６（８ビット）以上の場合について説明する。

中間階調１６６以上のときには、さらに、Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が増加する場合、Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に減少する場合、Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで高い場合、Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで低い場合の４つの場合に分けて、オーバードライブシーケンスが決定される。

--Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が増加する場合--
Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が増加する場合は、図１９及び図２０に示すように、Ｓｎ+１にオーバードライブをかける。

この理由は、Ｓｎ+２が一番値が大きいため、Ｓｎ+２に第１フィールドのγを当てはめると液晶には最大電圧が印加されることになり、オーバードライブ量を追加する余裕がない可能性があるためである。

Ｓｎ+１に対するオーバードライブ量は、次の方法で求める。

第２テーブルには、Ｓｎ＜（Ｓｎ+１=Ｓｎ+２）の場合のオーバードライブ量を格納している。第３テーブルには、（Ｓｎ=Ｓｎ+１）＜Ｓｎ+２の場合のオーバードライブ量を格納している。

Ｓｎ+１がとり得る値は、この２つの条件の間に存在する。このため、最適なオーバードライブ値もこの間の値となる。従って、Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が増加する場合は、オーバードライブ量を、第２テーブルの値と第３テーブルの値とを補間して求める。

例えば、演算制御部３１は、下記式（１）に従い、フィールドＳｎ+１およびフィールドＳｎ+２におけるオーバードライブ量ＯＤの算出を行う。なお、ＯＤ２は第２テーブルに記述されているオーバードライブ量であり、ＯＤ３は第３テーブルに記述されているオーバードライブ量である。

式（１）は線形補間をして算出するものであるが、必ずしもこのような補間方法に限られない。

ところで、Ｓｎ+１にオーバードライブをかけたとしても、ソースドライバの電源電圧の制約等から、切り替った後の状態が定常状態に満たない場合があり得る。その場合、次のフィールドに与えるオーバードライブ（又はアンダードライブ）量が最適値からずれることになる。そのため、演算制御部３１では、このようなずれを避けるために、オーバードライブをかけたことにより予想される液晶のダイレクタ状態を反映した映像信号の予測値を算出し、その算出したフィールドデータを、次の時間帯での演算量としてフィールドメモリ３２に受け渡しを行う。

すなわち、図１９及び図２０に示すように、フィールドＳｎ+２のデータを修正してＳｎ+２´を算出し、算出したＳｎ+２´を次の時間帯で用いるＳｎのデータとする。Ｓｎ+２´は、例えば下記式（２）により算出できる。式中のSn+2´（table2）はテーブル２のＳｎ+２´の列のデータ、Sn+2´（table3）はテーブル３のＳｎ+２´の列のデータを示す。

--Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が減少する場合--
Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が減少する場合は、図２１及び図２２に示すように、Ｓｎ+２にアンダードライブをかける。

Ｓｎ+２に対するアンダードライブ量は、次の方法で求める。

第２テーブルには、Ｓｎ＞（Ｓｎ+１=Ｓｎ+２）の場合のアンダードライブ量を格納している。第３テーブルには、（Ｓｎ=Ｓｎ+１）＞Ｓｎ+２の場合のアンダードライブ量を格納している。

Ｓｎ+２がとり得る値は、この２つの条件の間に存在する。このため、最適なアンダードライブ値もこの間の値となる。従って、Ｓｎ、Ｓｎ+１、Ｓｎ+２の順に単調に階調が減少する場合は、アンダードライブ量を、第２テーブルと第３テーブルの値とを補間して求める。

例えば、演算制御部３１は、下記式（３）に従い、フィールドＳｎ+１およびフィールドＳｎ+２におけるアンダードライブ量ＵＤの算出を行う。なお、ＵＤ２は第２テーブルに記述されているアンダードライブ量であり、ＵＤ３は第３テーブルに記述されているアンダードライブ量である。

式（３）は線形補間をして算出するものであるが、必ずしもこのような補間方法に限られない。

ところで、Ｓｎ+２にアンダードライブをかけたとしても、液晶に与える電圧値として０Ｖ 以下にできないため切り替った後の状態が定常状態に満たない場合があり得る。その場合、次のフィールドに与えるオーバードライブ（又はアンダードライブ）量が最適値からずれることになる。演算制御部３１では、このようなずれを避けるために、アンダードライブをかけたことにより予想される液晶のダイレクタ状態を反映した映像信号の予測値を算出し、その算出したフィールドデータを、次の時間帯での演算量としてフィールドメモリ３２に受け渡しを行う。

すなわち、図２１及び図２２に示すように、フィールドＳｎ+２のデータを修正してＳｎ+２´を算出し、算出したＳｎ+２´を次の時間帯で用いるＳｎのデータとする。Ｓｎ+２´は、例えば下記式（４）により算出できる。

--Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで高い場合--
Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで高い場合には、図２３に示すように、まず、Ｓｎ+１にオーバードライブをかけ、続いて、Ｓｎ+２にアンダードライブをかける。

Ｓｎ+１に対するオーバードライブ量は、第２テーブルを参照して算出する。

Ｓｎ+２に対するアンダードライブ量は、第３テーブルを参照して算出する。

ここで、オーバードライブ値を加えた後のＳｎ+１に印加した電圧が、定常状態に満たない可能性がある。このため、定常状態に満たないことを考慮した予測値Ｓｎ+１´を第２テーブルを参照して算出し、そのＳｎ+１´を次のＳｎ+２に対するアンダードライブ量を決定するためのＳｎ+１として置き換える。

また、演算制御部３１では、アンダードライブをかけたことにより予想される液晶のダイレクタ状態を反映した映像信号の予測値を算出し、その算出したフィールドデータを、次の時間帯での演算量としてフィールドメモリ３２に受け渡しを行う。すなわち、フィールドＳｎ+２のデータを第３テーブルを参照して修正してＳｎ+２´を算出し、算出したＳｎ+２´を次の時間帯で用いるＳｎのデータとする。

--Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで低い場合--
Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで低い場合には、図２４に示すように、Ｓｎ+２にアンダードライブをかける。なお、さらに、Ｓｎ+２の次のフィールドにオーバードライブをかけるようにしてもよい。

第２テーブルには、Ｓｎ＞（Ｓｎ+１=Ｓｎ+２）の場合のアンダードライブ量を格納している。また、Ｓｎ+１は最大値で固定されている。

Ｓｎ+２がとり得る値は、この２つの条件の間に存在する。このため、最適なアンダードライブ値もこの間の値となる。従って、Ｓｎ+１が３枚のフィールドのうちで低い場合は、アンダードライブ量を、第２テーブルの値と、最大可能印加電圧（Ｈｉ）との間の値を補間して求める。

例えば、演算制御部３１は、下記式（５）に従い、アンダードライブ量ＵＤの算出を行う。

また、演算制御部３１では、アンダードライブをかけたことにより予想される液晶のダイレクタ状態を反映した映像信号の予測値を算出し、その算出したフィールドデータを、次の時間帯での演算量としてフィールドメモリ３２に受け渡しを行う。すなわち、フィールドＳｎ+２のデータを修正してＳｎ+２´を算出し、算出したＳｎ+２´を次の時間帯で用いるＳｎのデータとする。

すなわち、フィールドＳｎ+２のデータを修正してＳｎ+２´を算出し、算出したＳｎ+２´を次の時間帯で用いるＳｎのデータとする。Ｓｎ+２´は、例えば下記式（６）により算出できる。

--処理フロー--
つぎに、以上のオーバードライブ処理のシーケンスに従った処理フローを、図２５に示す。

演算制御部３１は、まず、ステップＳ１において、Ｓｎ,Ｓｎ+１,Ｓｎ+２の全てのフィールドの階調が中間階調１６６（８ビット）より小さいか、を判断する。小さい場合にはステップＳ２に進み、小さくない場合には、ステップＳ１０に進む。

演算制御部３１は、ステップＳ２において、Ｓｎ≦Ｓｎ+２であるかを判断する。つまり、暗い階調から明るい階調に切り替っているかを判断する。

暗い階調から明るい階調に切り替っている場合には、演算制御部３１は、ステップＳ３において第１テーブルを参照してＳｎ+１にオーバードライブをかけ、続いて、ステップＳ４において第１テーブルを参照してＳｎ+２にオーバードライブをかけ、処理を終了する。

明るい階調から暗い階調に切り替っている場合には、演算制御部３１は、ステップＳ５においてＳｎ+１をロードライブ（最低電圧での駆動）とし、続いて、ステップＳ６において第１テーブルを参照してＳｎ+２にアンダードライブをかけ、処理を終了する。

一方、演算制御部３１は、ステップＳ１０において、（Ｓｎ≦Ｓｎ+２ and Ｓｎ≦Ｓｎ+１≦Ｓｎ+２）であるかを判断する。つまり、単調に増加しているかを判断する。単調に増加している場合には、ステップＳ１１に進み、単調に増加していない場合にはステップＳ１４に進む。

演算制御部３１は、ステップＳ１１において式（１）を参照してＳｎ+１にオーバードライブをかけ、続いて、ステップＳ１２においてＳｎ+２をハイドライブ（最高電圧での駆動）とし、続いて、ステップＳ１３において式（２）を参照してＳｎ+２の値を修正し、処理を終了する。

また、演算制御部３１は、ステップＳ１４において、（Ｓｎ＞Ｓｎ+２ and Ｓｎ≧Ｓｎ+１≧Ｓｎ+２）であるかを判断する。つまり、単調に減少しているかを判断する。単調に減少している場合には、ステップＳ１５に進み、単調に減少していない場合にはステップＳ１８に進む。

演算制御部３１は、ステップＳ１５においてＳｎ+１をロードライブ（最低電圧での駆動）とし、続いて、ステップＳ１６において式（３）を参照してＳｎ+２にアンダードライブをかけ、続いて、ステップＳ１７において式（４）を参照してＳｎ+２の値を修正し、処理を終了する。

また、演算制御部３１は、ステップＳ１８において、（Ｓｎ＜Ｓｎ+１＞Ｓｎ+２）であるかを判断する。つまり、Ｓｎ+１が一番大きいかを判断する。Ｓｎ+１が一番大きい場合には、ステップＳ１９に進み、Ｓｎ+１が一番大きくない場合にはステップＳ２３に進む。

演算制御部３１は、ステップＳ１９において第２テーブルを参照してＳｎ+１にオーバードライブをかけ、続いて、ステップＳ２０において第２テーブルを参照してＳｎ+１の値を修正し、続いて、ステップＳ２１において第３テーブルを参照してＳｎ+２にアンダードライブをかけ、続いて、ステップＳ２２において第３テーブルを参照してＳｎ+２の値を修正し、処理を終了する。

演算制御部３１は、ステップＳ２３においてＳｎ+１をロードライブ（最低電圧での駆動）とし、続いて、ステップＳ２４において式（５）を参照してＳｎ+２にアンダードライブをかけ、続いて、ステップＳ２５において式（６）を参照してＳｎ+２の値を修正し、処理を終了する。

上記の構成は連続するフレーム映像信号を複数のフレームメモリに格納し、それを参照、適切なオーバードライブ量を入力された映像信号の階調に対して正の補正値を加算した透過率に変換されるフィールド（フィールド１）、並びに負の補正値を加算した透過率に変換されるフィールド（フィールド２）について決める構成であった。具体的構成はこれに限らない。過去及び未来の映像信号をフレームメモリに格納する代わりに各画素の動きベクトルから同一フレームにおいて過去、未来における対応画素を求め、その画素情報から最適オーバードライブ量を算出してもよい。

また、一般的に入力データに対しての出力のγ特性は、赤（R）、緑（G）、および青（B）の各色によって異なる。R、G、B各色用のテーブルを参照する構成、前もってR、G、B各色のγ特性を補正したデータに変換後、一つのオーバードライブテーブルを参照する構成、γ変換部にてR、G、B各色のγ特性を補正する構成が可能である。

他の例
つぎに、他の例を説明する。

図２６は、変形例に係る液晶表示装置５０のブロック構成図である。なお、上述した液晶表示装置１０で用いられていた構成要素と同一の機能の構成要素については、同一の符号を付けるか、同一の符号に枝番号を加えた符号を付け、その詳細な説明を省略する。

液晶表示装置５０は、図２６に示すように、液晶表示パネル５１と、補間部１１と、第１サブピクセル処理部５２-１と、第２サブピクセル処理部５２-２とを備えている。

液晶表示パネル５１は、ネマティック液晶を用いたツイストネマティックモードや垂直配向モード等の比較的に液晶の応答速度が遅く、複数のフィールド間で液晶に印加電圧の実効値（二乗平均）に応じた透過率となるいわゆる実効値応答の液晶を用いたパネルである。

図２７は、液晶表示パネル５１の模式的な構成を示した図である。

液晶表示パネル５１は、１つの画素（例えば、Ｒを表示する１つの画素）が、空間的に隣接した領域の２つのサブピクセル（第１サブピクセルＳＰ１及び第２サブピクセルＳＰ２により表現されるようになっている。すなわち、液晶表示パネル５１は、隣接する２つのサブピクセルにより、１つの画素を表現する機能を備えている。

また、液晶表示パネル５１は、第１サブピクセルＳＰ１に対応した空間位置の液晶、及び、第２サブピクセルＳＰ２に対応した空間位置の液晶には、それぞれ別々に電極が設けられており、それぞれ独立に駆動がされる。

補間部１１には、外部から供給された画面レートが６０Ｈｚのデジタルの映像信号Ｈが入力される。補間部１１は、６０Ｈｚの映像信号の画面レートを２倍の１２０Ｈｚにレートコンバートする。

補間部１１から出力された画面レートが１２０Ｈｚの映像信号は、第１サブピクセル処理部５２-１及び第２サブピクセル処理部５２-２に供給される。

第１サブピクセル処理部５２-１及び第２サブピクセル処理部５２-２は、同一の内部構成になっており、それぞれ、オーバードライブ部１２-１,１２-２と、視野角改善処理部１３-１,１３-２、交流化部１４-１,１４-２と、ソースドライバ１５-１,１５-２とを備えている。

第１サブピクセル処理部５２-１は、入力された映像信号に基づき、液晶表示パネル５１の第１サブピクセルを駆動するための駆動信号を生成する回路である。第２サブピクセル処理部５２-２は、入力された映像信号に基づき、液晶表示パネル５１の第２サブピクセルを駆動するための駆動信号を生成する回路である。

第１サブピクセル処理部５２-１から出力される信号は、第１サブピクセルを駆動する信号として、液晶表示パネル５１に供給される。第２サブピクセル処理部５２-２から出力される信号は、第２サブピクセルを駆動する信号として、液晶表示パネル５１に供給される。

以上のような構成の液晶表示装置５０では、第１サブピクセル及び第２サブピクセルを用いた空間的な変調を施すことにより視野角を改善する。すなわち、第１サブピクセルを本来の階調よりも高い階調で表示し、第２サブピクセルを本来の階調よりも低い階調で表示する。空間的に連続した画素を人間が見た場合、その輝度は平均化されて認識されるので、このように変調することにより、人間は本来の映像と同じ映像を見ていると認識する。さらに、このように階調の変調を行うと、視野角の改善がなされるのは、上述した時間方向の連続画素により視野角改善する原理と同様である。

さらに、液晶表示装置５０では、このような空間の変調と同時に、映像信号に対して１２０Ｈｚの補間を行って時間的な変調を行い、視野角も改善している。

図２８及び図２９に、視野角改善処理部１３内のガンマ変換部のパターンを示す。

空間的変調と時間的変調を組み合わせて一つの階調を表現するためのそれぞれのサブピクセル、２枚のフィールドに与えるγのパターンは大きく分けて次の２通りある。

--第１のγパターン（図２８）--
第１サブピクセルで全体の中での中間階調以下を２枚のフィールドで表現し、その場合第２サブピクセルの各フィールドは黒レベルもしくは黒レベルに近い電圧をとする。中間階調以上では第１サブピクセルの各フィールドは白レベルもしくは白レベルに近い階調とし、第２サブピクセルにおいて２枚のフィールドで主に階調差を表現する。

--第２のγパターン（図２９）--
第１フィールドの期間の２個のサブピクセルで中間階調以下を表現し、その場合第２フィールドは黒レベルもしくはそれに近い電圧を印加、中間階調以上では第１フィールドは白レベルもしくはそれに近い電圧を印加、第２フィールドの期間２個のサブピクセルで主に階調差を表現する。

なお、液晶表示装置５０でもオーバーライブ処理は行われる。オーバードライブ処理部については実施例１同様の場合わけをそれぞれのサブピクセルに最適な値にすることで実現できる。

本発明を実施するための最良の形態の画像表示装置のブロック構成図である。 画面上半分の領域が５０％の透過率の階調で表示される領域であり、画面下半分の領域が１００％の透過率の階調で表示される領域の画面を示す図である。 図２の画像を階調改善した場合の第１フィールド及び第２フィールドの画像を示す図である。 ある画面Ｗ１におけるある垂直方向の画素列ｗを示す図である。 図４の画素列ｗを駆動する場合の駆動例を示す図である。 入力された映像信号の階調に対する第１フィールドに印加する印加電圧の関係、及び、入力された映像信号の階調に対する第２フィールドに印加する印加電圧の関係を示す図である。 本発明が適用された画像表示装置の液晶表示パネルの視野角０°のときの入出力特性と視野角６０°のときの入出力特性とを示した図である。 各階調での液晶表示パネルの透過率の変化を示した図である。 黒の画像と白い画像との境界部分が時間とともに移動する場合の各空間位置での透過率の時間変化を示した図であり、入力された映像信号の階調が１６６より小さい場合の図である。 黒の画像と白い画像との境界部分が時間とともに移動する場合の各空間位置での透過率の時間変化を示した図であり、入力された映像信号の階調が１６６以上の場合の図である。 図９の境界位置Ｐ１〜Ｐ４での透過率変化を示した図である。 図９の境界位置Ｐ１〜Ｐ４での透過率変化を示した図である。 オーバードライブ部のブロック構成図である。 第１テーブルを示した図である。 第２テーブルを示した図である。 第３テーブルを示した図である。 フィールドの階調が１６６より小さく且つ入力映像信号が暗い状態から明るい状態に切り替る場合の、透過率の変化を示した図である。 フィールドの階調が１６６より小さく且つ入力映像信号が明るい状態から暗い状態に切り替る場合の、透過率の変化を示した図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つ単調に階調が増加する場合の、透過率の変化の第１例を示す図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つ単調に階調が増加する場合の、透過率の変化の第２例を示す図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つ単調に階調が減少する場合の、透過率の変化の第１例を示す図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つ単調に階調が減少する場合の、透過率の変化の第２例を示す図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つＳｎ+１が３枚のフィールドのうちで高い場合の、透過率の変化を示す図である。 フィールドの階調が１６６以上であり且つＳｎ+１が３枚のフィールドのうちで低い場合の、透過率の変化を示す図である。 オーバードライブ及びアンダードライブのシーケンスを示すフローチャートである。 第２の実施形態の画像表示装置のブロック構成図である。 第２の実施形態の画像表示装置で用いられる液晶表示パネルの構成を示す図である。 第２の実施形態の画像表示装置の第１のガンマパターンを示した図である。 第２の実施形態の画像表示装置の第２のガンマパターンを示した図である。 従来の液晶表示パネルの視野角０°のときの入出力特性と視野角６０°のときの入出力特性とを示した図である。

符号の説明

１０ 画像表示装置、１１ 補間部、１２ オーバードライブ部、１３ 視野角改善処理部、１４ 交流化部、１５ ソースドライバ、１６ 液晶表示パネル

Claims (28)

1. 入力映像信号に対応した画像を、液晶表示面を介して表示する画像表示装置において、
   前記入力映像信号の一つの階調を、時間的に連続する複数の画面（フィールド）の液晶透過率の合成により表現するための複数の補正レベルに変換する変換部と、
   前記入力信号に基づき駆動レベルの修正をする駆動レベル修正部と、
   前記駆動レベル修正部により修正された駆動レベルにより前記液晶表示面を駆動する駆動部とを備え、
   前記変換部は、入力映像信号の一枚の画面に対して、入力映像信号の階調に対して正の補正値を加算した透過率に変換される第１フィールド、及び、入力映像信号の階調に対して負の補正値を加算した透過率に変換される第２フィールドを、少なくとも含むように補正レベルを生成し、
   前記駆動レベル修正部は、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、前記第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して、液晶の実効応答特性に応じたレベル修正をすること
   を特徴とする画像表示装置。
2. 前記駆動レベル修正部は、同じ空間位置において暗い階調から明るい階調に変化した場合には、その空間位置における少なくとも負の補正値を加算した透過率に変換されるフィールドの信号値を、明るい階調側にレベル修正すること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記駆動レベル修正部は、同じ空間位置において明るい階調から暗い階調に変化した場合には、その空間位置における少なくとも正の補正値を加算した透過率に変換されるフィールドの信号値を、暗い階調側にレベル修正すること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
4. 前記駆動レベル修正部は、ある空間位置の１つの階調を表現する複数のフィールドの各信号値、並びに、同じ空間位置の次の階調を表現する複数のフィールドの最初のフィールドの信号値を少なくとも参照して、駆動レベルの修正値を算出すること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
5. 前記変換部は、各空間位置において、１つの階調を表現する複数のフィールドのうち、少なくとも一つのフィールドが最高濃度又は最低濃度となるような補正映像信号を生成すること
   を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
6. 前記駆動レベル修正部は、同じ空間位置において連続する２つ以上の階調の大きさ、並びに、連続する２つ以上の階調を表現する各フィールドの信号値の大小関係に基づき、当該各フィールドに対する駆動レベルの修正値を算出すること
   を特徴とする請求項５記載の画像表示装置。
7. 前記駆動レベル修正部は、同じ空間位置において連続する２つの階調がともに前記最高濃度と前記最低濃度との中間濃度以下の場合には、先の階調を表現する複数のフィールドのうちの第１フィールドの信号値と、後の階調を表現する複数のフィールドのうちの第１フィールドの信号値とを比較して、駆動レベルの修正値を算出すること
   を特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
8. 前記駆動レベル修正部は、同じ空間位置において１つの階調を表現する複数のフィールドの各信号値、並びに、同じ空間位置の次の階調を表現する複数のフィールドの最初のフィールドの信号値の少なくとも１つが前記最高濃度と前記最低濃度との中間濃度以上の場合には、少なくとも連続する３つの階調の各フィールドの信号値が、単調に増加するか、単調に減少するか、中間のフィールドの信号値が高いか、中間のフィールドの信号値が低いかに応じて、駆動レベルの修正値を算出すること
   を特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
9. 前記駆動レベル修正部は、各フィールドの各信号値に対する駆動レベルの修正値を格納したルックアップテーブルを有し、当該ルックアップテーブルを参照して修正値を算出すること
   を特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
10. 前記駆動レベル修正部は、連続する２つの階調を表現する各フィールドの信号値の大小関係を比較する際に、その空間位置において過去に駆動レベルの修正がされていた場合には、修正後到達する透過率に相等する信号レベルを参照して、当該各フィールドに対する駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項６記載の画像表示装置。
11. 前記変換部は、前記入力映像信号の一つの階調を、液晶表示面上で空間方向に隣接する複数のピクセルもしくはひとつのピクセルを複数のサブピクセルで構成し、その液晶透過率及び時間的に連続する複数のフィールドの液晶透過率の合成により表現するように変換すること
    を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
12. 前記駆動部は、液晶表示面の液晶に与える電界の極性を反転させるために駆動信号の極性を反転させる極性反転部を有し、
    前記極性反転部は、１つの階調を表現するための複数のフィールドのｎ倍の周期（ｎは１以上の整数）で極性を反転させること
    を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
13. 前記変換部は、時間的に連続する複数のフィールドの液晶透過率を合成した場合に、合成された前記液晶透過率の平均が入力映像信号のレベルに応じた前記液晶表示面のガンマ特性となっていること
    を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
14. 前記入力映像信号の画面レートを増加させるとともに、レート増加分の画面を補間生成する補間部を、さらに備え、
    前記変換部は、前記補間部により画面レートが増加された入力映像信号に対して処理を行うこと
    を特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
15. 入力映像信号に対応した画像を、液晶表示面を介して表示する画像表示方法において、
    前記入力映像信号の一つの階調を、時間的に連続する複数の画面（フィールド）の液晶透過率の合成により表現するための複数の補正レベルに変換する変換ステップと、
    前記入力信号に基づき駆動レベルの修正をする駆動レベル修正ステップと、
    前記駆動レベル修正ステップにより修正された駆動レベルにより前記液晶表示面を駆動する駆動ステップとを有し、
    前記変換ステップでは、入力映像信号の一枚の画面に対して、入力映像信号の階調に対して正の補正値を加算した透過率に変換される第１フィールド、及び、入力映像信号の階調に対して負の補正値を加算した透過率に変換される第２フィールドを、少なくとも含むように補正レベルを生成し、
    前記駆動レベル修正ステップでは、入力映像信号に同じ空間位置において階調の時間変化が生じた場合には、前記第１フィールド又は第２フィールドのいずれか一方又は両方の信号値に対して、液晶の実効応答特性に応じたレベル修正をすること
    を特徴とする画像表示方法。
16. 前記駆動レベル修正ステップでは、同じ空間位置において暗い階調から明るい階調に変化した場合には、その空間位置における少なくとも負の補正値を加算した透過率に変換されるフィールドの信号値を、明るい階調側にレベル修正すること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
17. 前記駆動レベル修正ステップでは、同じ空間位置において明るい階調から暗い階調に変化した場合には、その空間位置における少なくとも正の補正値を加算した透過率に変換されるフィールドの信号値を、暗い階調側にレベル修正すること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
18. 前記駆動レベル修正ステップでは、ある空間位置の１つの階調を表現する複数のフィールドの各信号値、並びに、同じ空間位置の次の階調を表現する複数のフィールドの最初のフィールドの信号値を少なくとも参照して、駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
19. 前記変換ステップでは、各空間位置において、１つの階調を表現する複数のフィールドのうち、少なくとも一つのフィールドが最高濃度又は最低濃度となるような補正映像信号を生成すること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
20. 前記駆動レベル修正ステップでは、同じ空間位置において連続する以上の２つの階調の大きさ、並びに、連続する２つ以上の階調を表現する各フィールドの信号値の大小関係に基づき、当該各フィールドに対する駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項１９記載の画像表示方法。
21. 前記駆動レベル修正ステップでは、同じ空間位置において連続する２つの階調がともに前記最高濃度と前記最低濃度との中間濃度以下の場合には、先の階調を表現する複数のフィールドのうちの第１フィールドの信号値と、後の階調を表現する複数のフィールドのうちの第１フィールドの信号値とを比較して、駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
22. 前記駆動レベル修正ステップでは、同じ空間位置において１つの階調を表現する複数のフィールドの各信号値、並びに、同じ空間位置の次の階調を表現する複数のフィールドの最初のフィールドの信号値の少なくとも１つが前記最高濃度と前記最低濃度との中間濃度以上の場合には、少なくとも連続する３つの階調の各フィールドの信号値が、単調に増加するか、単調に減少するか、中間のフィールドの信号値が高いか、中間のフィールドの信号値が低いかに応じて、駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
23. 前記駆動レベル修正ステップでは、各フィールドの各信号値に対する駆動レベルの修正値を格納したルックアップテーブルを有し、当該ルックアップテーブルを参照して修正値を算出すること
    を特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
24. 前記駆動レベル修正ステップでは、連続する２つの階調を表現する各フィールドの信号値の大小関係を比較する際に、その空間位置において過去に駆動レベルの修正がされていた場合には、修正後到達する透過率に相等する信号レベルを参照して、当該各フィールドに対する駆動レベルの修正値を算出すること
    を特徴とする請求項２０記載の画像表示方法。
25. 前記変換ステップでは、前記入力映像信号の一つの階調を、液晶表示面上で空間方向に隣接する複数のピクセルもしくはひとつのピクセルを複数のサブピクセルで構成し、その液晶透過率及び時間的に連続する複数のフィールドの液晶透過率の合成により表現するように変換すること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
26. 前記駆動レベル修正ステップでは、液晶表示面の液晶に与える電界の極性を反転させるために駆動信号の極性を反転させる極性反転処理を行い、
    前記極性反転処理では、１つの階調を表現するための複数のフィールドのｎ倍の周期（ｎは１以上の整数）で極性を反転させること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
27. 前記変換ステップでは、時間的に連続する複数のフィールドの液晶透過率を合成した場合に、合成された前記液晶透過率の平均が入力映像信号のレベルに応じた前記液晶表示面のガンマ特性となっていること
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。
28. 前記入力映像信号の画面レートを増加させるとともに、レート増加分の画面を補間生成する補間ステップを、さらに有し、
    前記変換ステップでは、前記補間部により画面レートが増加された入力映像信号に対して処理を行うこと
    を特徴とする請求項１５記載の画像表示方法。

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