JP4784176B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、サブフィールド法による表示駆動方法を用いた画像表示装置に係り、特にフィールド周波数の異なる複数の映像信号を切替えて表示する画像表示装置に関する。

一般に、液晶画像表示装置やプラズマ画像表示装置、デジタルミラー画像表示装置のように表示画素が点灯か非点灯かの２値表示を基本とした画像表示装置においては、中間階調を得るためにサブフィールド法と呼ばれる表示駆動方法を用いている。
このサブフィールド法は、映像信号の１フィールド期間に発光時間の相対比を異ならせた所定数のサブフィールドを用意し、表示する映像信号の階調に対応してサブフィールドを適宜選択して発光表示し、視聴者の視覚積分効果を利用して中間階調の表示を行うようにしているものである。

従来、サブフィールド法による表示駆動を行う画像表示装置においては、サブフィールドをある固定のフィールド周波数を基準として構成しているために、フィールド周波数の異なる映像信号を表示するときには基準となったフィールド周波数よりも低いフィールド周波数の映像信号は表示することが可能である。
この状態について図３を用いて説明する。

図３は、従来のサブフィールドの形態と配列状態（サブフィールドシーケンス）を説明する図で、（ａ）はフィールド周波数６０Ｈｚを基準周波数にして１２種のサブフィールドで構成したサブフィールドシーケンスである。これに対して、同図（ｃ）はフィールド周波数が５０Ｈｚの映像信号を表示するときのサブフィールドシーケンスである。
この図で示したように、（ｃ）では１フィールド期間が長くなるので、（ａ）と同一構成のサブフィールドはすべて表示することができる。このことから、フィールド周波数の異なる複数の映像信号を表示するときには、最も高いフィールド周波数を基準にサブフィールドシーケンスを構成することが行われる。

しかしながら、このように構成した場合には、低いフィールド周波数のサブフィールドシーケンスは、（ｃ）に示すように最後のサブフィールドＳＦ１２を表示した後に休止期間「Ｒ」が発生することになり、これによって点灯期間が相対的に減少するので画面の平均輝度が下がり暗くなる現象が現れる。このため、表示する映像信号のフィールド周波数の違いにより輝度レベルが異なる問題が発生する。

こうした問題に対して図３（ｄ）に示すように、低いフィールド周波数に合わせて別途「ＳＦ１３」及び「ＳＦ１４」のサブフィールドを増やし、サブフィールドシーケンスを再構成する方法がある。
又、同図（ｅ）に示すように、各サブフィールドのDrive期間（点灯期間）を一定の比率で長くすることで輝度を回復する方法がある。このとき各アドレス期間には「Idle」期間を追加して全体で１フィールド期間になるようにする。
下記特許文献１は、プラズマ画像表示装置において、各サブフィールドのDrive期間にパルス（維持パルス）を追加して輝度を回復する技術が開示されている。この方法は、上記（ｅ）に示したDrive期間を一定の比率で長くする方法に相当するものである。
特開平１０−１８７０９４号公報

しかしながら、フィールド周波数が低くなって輝度レベルが低下する問題に対する前記した従来の改善方法は、いずれも、最も高いフィールド周波数を基準にしてサブフィールドシーケンスを構成し、その構成を元に、低い周波数の映像信号を表示するときは、サブフィールドを追加したり、あるいは各サブフィールドのDrive期間を伸ばすかパルスを追加するなどにより輝度レベルが変化しないようにしているものである。

図４は、上記の従来の改善方法を有する画像表示装置におけるサブフィールドシーケンス駆動回路の構成を示すブロック図である。この図で、各フィールド周波数に対応したサブフィールドシーケンスのデータはテーブル（１）１０とテーブル（２）１１にメモリされている。もしもフィールド周波数の種類が多い場合にはテーブルが追加される。
どのテーブルのデータを使うかは、フィールド分離回路６で分離されたフィールド信号が入力され、そのフィールド周波数を弁別してテーブルを切替えるテーブルローダー９が行う。選択されたテーブルのデータは、サブフィールドシーケンステーブル５にロードされサブフィールドシーケンサー４によってこのデータに基づいたサブフィールドが構築される。

このような従来の改善方法は、フィールド周波数の異なる複数の映像信号を表示するときには、画像表示装置内に各フィールド周波数に対応する複数のサブフィールドシーケンスデータ（テーブル）を持たなければならず、複雑なテーブルを複数用意する煩雑さとそれを記憶するメモリにコストがかかる問題がある。更に、入力映像信号のフィールド周波数を検出してサブフィールドシーケンスを適宜切替える回路も必要となる。
また、このように、映像信号のフィールド周波数が変わるごとにサブフィールドシーケンスを構成しなおすことは、切替え動作が安定するのに時間がかかることになり、例えば、入力映像信号を切替えたときに数秒間は画像が出ないという極めて操作性が劣る問題をも有している。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、サブフィールド法による表示駆動を行う画像表示装置において、フィールド周波数の異なる複数の映像信号を表示するのにあたり、各フィールド周波数に対応する複数のサブフィールドシーケンスデータを備える必要がなく、入力映像信号の切替え時に出画が遅くなることのない画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決する手段として以下に記載の構成からなる。すなわち、
フィールド周波数の異なる複数の映像信号による画像を切替えて所定数のサブフィールドを用いて表示させる画像表示装置において、
前記複数の映像信号から１フィールド期間のサブフィールド映像信号データを作成するルックアップテーブル回路（２）と、
前記複数の映像信号からそれぞれの映像信号に対応したフィールド周波数を抽出し、出力するフィールド分離回路（６）と、
前記フィールド分離回路（６）から出力した前記フィールド周波数から、前記複数の映像信号のそれぞれの周波数に対応したクロック信号を発生し、出力するクロック制御回路（７）と、
アドレス期間およびドライブ期間のサブフィールドシーケンスデータである１つの表示サブフィールドシーケンスデータを格納するサブフィールドシーケンステーブル（５）と、
前記クロック制御回路（７）から前記クロック信号が出力された際に、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータを取り込み、前記サブフィールド映像信号データから前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータと前記クロック信号とに基づいてサブフィールドシーケンスを生成し、出力するサブフィールドシーケンサー部（４）と、
前記サブフィールドシーケンサー部（４）から出力した前記サブフィールドシーケンスに基づいて画像を表示する表示部（８）と、
を備え、
前記サブフィールドシーケンサー部は（４）、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータを前記複数の映像信号のそれぞれの周波数に対応した前記クロック信号を用いて、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータのサブフィールドシーケンス各期間の所定クロック数に応じて前記サブフィールドシーケンス各期間を時間に変換することにより、前記フィールド周波数に対応した表示サブフィールドシーケンスデータに変換し、変換された前記表示サブフィールドシーケンスデータに基づいてサブフィールドシーケンスを生成することにより、フィールド周波数に関わらず全てのサブフィードを１フレーム内に収めることを特徴とする画像表示装置。

本発明によれば、フィールド周波数の異なる複数の映像信号を表示するのにあたり、各フィールド周波数に対応する複数のサブフィールドシーケンステーブルを備える必要がないのでコスト削減ができる上に、入力映像信号の切替え時に出画が遅くなることを改善した画像表示装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の各実施形態に係る画像表示装置について、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る画像表示装置におけるサブフィールドシーケンス駆動回路の一実施例の構成を示すブロック図、図２は本発明に係るフィールド周波数の異なる２種類のサブフィールドシーケンスを説明する図である。

まず、図１を用い本実施例のサブフィールドシーケンス駆動回路の構成を説明する。
同図において、外部から映像信号入力部１に入力された映像信号は、カラールックアップテーブル回路２とフィールド分離回路６に供給される。
カラールックアップテーブル回路２では、入力映像信号の各階調とサブフィールド毎に表示（点灯）か非表示（非点灯）かの対応関係を規定したテーブルを用いて、入力映像信号の各画素を対応するサブフィールドに振り分けるサブフィールド映像信号データを作成する部分である。
フィールド分離回路６では、入力映像信号からフィールド周波数成分の信号を分離する。

カラールックアップテーブル回路２で作成されたサブフィールド映像信号データは、次のフレームメモリ３に供給される。フレームメモリ３では、各サブフィールド毎のメモリが用意されており、入力されたサブフィールド映像信号データを振り分けてメモリし、逐次読み出して次のサブフィールドシーケンサー４に供給する。サブフィールドシーケンサー４には、予め１種類のサブフィールドシーケンスデータがメモリされているサブフィールドシーケンステーブル５が接続されている。
サブフィールドシーケンサー４では、フレームメモリ３から供給されたサブフィールド映像信号データをサブフィールドシーケンステーブル５から供給されたデータに基づいてサブフィールドシーケンスを構築して、次の表示素子８へ供給する。これにより表示素子８は、１フィールド期間内に第１サブフィールドから所定数のサブフィールドまでのサブフィールド映像信号データを表示する。

フィールド分離回路６で分離されたフィールド周波数成分信号は、次いでクロック制御回路７に供給される。クロック制御回路７では、入力したフィールド周波数成分信号に応答したクロック信号を発生し、このクロック信号を前記サブフィールドシーケンサー４に供給する。サブフィールドシーケンサー４では、供給されたクロック信号のタイミングで前述したサブフィールドシーケンスを構築するようになっている。

次に、図２を用いて、本実施例におけるフィールド周波数の異なる２種類のサブフィールドシーケンスの詳細を説明する。
なお、本実施例のサブフィールドシーケンスは、前記表示素子８として拡大投射型プロジェクタに適用される反射型液晶パネルLCOS（Liquid Crystal on Silicon）を用いた場合の一例である。
同図において、（ａ）は入力映像信号のフィールド周波数ｆｖが６０Ｈｚの場合、（ｂ）はｆｖが５０Ｈｚの場合である。サブフィールドの数およびAddress期間、Drive期間は前記したように、サブフィールドシーケンステーブル５から供給される共通のデータに基づいて構築される。
また、前述したように、サブフィールドシーケンサー４に供給されるクロック信号は、入力映像信号のフィールド周波数に応答するので、同図（ａ）でclock =６０ＭＨｚとすると、（ｂ）はclock =５０ＭＨｚとなる。

こうした条件で構築された２種類のサブフィールドシーケンスは、次に示す数値のようになる。
Address期間(fv=60Hz) ：76800clock=1280 μs
Address期間(fv=50Hz) ：76800clock=1536 μs
各サブフィールドのDrive期間（fv=60Hz）
No.1 1200 clock＝ 20 μs
No.2 2400 clock＝ 40 μs
No.3 4800 clock＝ 80 μs
No.4 9600 clock＝ 160 μs
No.5 19200 clock＝ 320 μs
No.6 38400 clock＝ 640 μs
No.7~12 76800 clock＝1280 μs
各サブフィールドのDrive期間（fv=50Hz）
No.1 1200 clock＝ 24 μs
No.2 2400 clock＝ 48 μs
No.3 4800 clock＝ 96 μs
No.4 9600 clock＝ 192 μs
No.5 19200 clock＝ 384 μs
No.6 38400 clock＝ 768 μs
No.7~12 76800 clock＝1536 μs
この数値は、フィールド周波数ｆｖが６０Ｈｚと５０Ｈｚにおける１２個のサブフィールドのAddress期間およびDrive期間について、その期間のクロック数と時間とを並べて比較したものである。
この詳細データに基づいてサブフィールドシーケンスを図示したものが図２となる。この図で分るように、（ａ）と（ｂ）を比較すると、（ｂ）は（ａ）の時間軸をフィールド周波数の比である６／５倍に伸ばしたものである。

以上詳記した構成のサブフィールドシーケンスにより、映像信号のフィールド周波数が６０Ｈｚから５０Ｈｚに切替わった時にも、従来例で述べた休止期間「Ｒ」が発生することなく表示できるようになる。
本実施例の構成は、フィールド周波数が異なる映像信号に対しても１つのサブフィールドシーケンステーブルを用いるだけであるから、メモリが少なくて済む上にテーブルの切替え回路が不要となるなど簡単な回路構成になる。更に、入力映像信号の切替え時に出画が遅くなる問題も解決できるものである。

なお、本実施例においては、フィールド周波数ｆｖとして６０Ｈｚと５０Ｈｚの２種類を適用する例を示したが、これに限ることなく、クロック制御回路７が応答可能な周波数範囲であれば何種類であっても良い。
また、本実施例では、サブフィールドの数を１２個として説明したが、これに限ることなく、表示素子８の駆動可能な範囲で多い方がフリッカーの低減や階調の再現性等、画質の面からは良好となる。

本発明に係る画像表示装置におけるサブフィールドシーケンス駆動回路の一実施例の構成を示すブロック図である。 本発明に係るフィールド周波数の異なる２種類のサブフィールドシーケンスを説明する図である。 従来の画像表示装置におけるサブフィールドシーケンスを説明する図である。 従来の画像表示装置におけるサブフィールドシーケンス駆動回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…映像信号入力部
２…カラールックアップテーブル回路
３…フレームメモリ
４…サブフィールドシーケンサー
５…サブフィールドシーケンステーブル
６…フィールド分離回路
７…クロック制御回路
８…表示素子

Claims (1)

1. フィールド周波数の異なる複数の映像信号による画像を切替えて所定数のサブフィールドを用いて表示させる画像表示装置において、
   前記複数の映像信号から１フィールド期間のサブフィールド映像信号データを作成するルックアップテーブル回路と、
   前記複数の映像信号からそれぞれの映像信号に対応したフィールド周波数を抽出し、出力するフィールド分離回路と、
   前記フィールド分離回路から出力した前記フィールド周波数から、前記複数の映像信号のそれぞれの周波数に対応したクロック信号を発生し、出力するクロック制御回路と、
   アドレス期間およびドライブ期間のサブフィールドシーケンスデータである１つの表示サブフィールドシーケンスデータを格納するサブフィールドシーケンステーブルと、
   前記クロック制御回路から前記クロック信号が出力された際に、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータを取り込み、前記サブフィールド映像信号データから前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータと前記クロック信号とに基づいてサブフィールドシーケンスを生成し、出力するサブフィールドシーケンサー部と、
   前記サブフィールドシーケンサー部から出力した前記サブフィールドシーケンスに基づいて画像を表示する表示部と、
   を備え、
   前記サブフィールドシーケンサー部は、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータを前記複数の映像信号のそれぞれの周波数に対応した前記クロック信号を用いて、前記１つの表示サブフィールドシーケンスデータのサブフィールドシーケンス各期間の所定クロック数に応じて前記サブフィールドシーケンス各期間を時間に変換することにより、前記フィールド周波数に対応した表示サブフィールドシーケンスデータに変換し、変換された前記表示サブフィールドシーケンスデータに基づいてサブフィールドシーケンスを生成することにより、フィールド周波数に関わらず全てのサブフィードを１フレーム内に収めることを特徴とする画像表示装置。

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