JP4072080B2

JP4072080B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP4072080B2
Application number: JP2003064598A
Authority: JP
Inventors: 隆司吉井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP2004233949A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特に液晶表示パネルの応答特性に起因する動画表示の際の画質劣化を改善することができる液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
最近は、ＬＣＤがコンピュータのディスプレイ装置だけでなく、テレビ受信機のディスプレイ装置として広く用いられるため、動画像を具現する必要が増加してきた。しかしながら、従来のＬＣＤは応答速度が遅いために動画像を具現するのは難しいという短所があった。
【０００５】
このような液晶の応答速度の問題を改善するために、１フレーム前の入力画像信号と現フレームの入力画像信号の組み合わせに応じて、予め決められた現フレームの入力画像信号に対する階調電圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いはより低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている（特開平４−３６５０９４号公報、特開２００２−６２８５０号公報等）。以下、本願明細書においては、この駆動方式をオーバーシュート（ＯＳ）駆動と定義する。
【０００６】
従来のオーバーシュート駆動回路の概略構成を図１６に示す。すなわち、これから表示するＮ番目のフレームの入力画像データ（Current Data）と、フレームメモリ１に保存されたＮ−１番目のフレームの入力画像データ(Previous Data)とを強調変換部２に読み出し、両データの階調遷移パターンとＮ番目のフレームの入力画像データとを、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３に保存されている付加電圧データ一覧表と照合し、照合して見つけ出した印加電圧データ（強調変換パラメータ）に基づいてＮ番目のフレームの画像表示に要する書込階調データ（強調変換データ）を決定し、これを表示画像データとして電極駆動部４を介して液晶表示パネル５に印加する。ここでは、強調変換部２とＯＳテーブルメモリ３とにより書込階調決定手段を構成している。
【０００７】
ここで、上述のＯＳテーブルメモリ３に格納されている印加電圧データは、液晶表示パネル５の光学応答特性の実測値から予め得られるものであり、例えば表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、２５６の全ての階調に対する印加電圧データを持っていても良いし、例えば図１７に示すように、３２階調毎の９つの代表階調についての実測値のみを記憶しておき、その他の印加電圧データについては、上記実測値から線形補完等の演算で求めるようにしても良い。
【０００８】
一般的に液晶表示パネルにおいては、ある中間調から別の中間調に変更させる時間は長く、中間調を１フレーム期間（例えば60Hzのプログレッシブスキャンの場合は16.7msec）内に表示することができず、残像が発生するだけでなく、中間調を正しく表示することができないという課題があったが、上述のオーバーシュート駆動回路を用いることにより、図１８に示すように、目標の中間調を短時間（１フレーム期間内）で表示することが可能となる。
【０００９】
一方、動画像を具現する用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ）に対して、ＬＣＤにおいては、動きのある画像を表示した場合に、観視者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が知られている。動画表示における動きぼけが液晶の光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開平９−３２５７１５号公報に記載されているように、ＬＣＤの表示方式そのものにも起因するという指摘がなされている。電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴ表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわゆるインパルス型表示方式となっている。
【００１０】
これに対して、ＬＣＤ表示装置においては、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持されるため（特にＴＦＴＬＣＤにおいては、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高い）、液晶画素が次のフレームの画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、いわゆるホールド型表示方式である。
【００１１】
このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、観視画像のぼけが生じる。そこで、例えば特開平４−３０２２８９号公報、特開２００１−４２８３１号公報には、表示画像のフレーム周波数を上げ、上記の動きぼけの原因となる空間周波数特性の低下を改善するものが提案されている。
【００１２】
これについて、図１９とともに説明する。図１９において、６は入力画像信号から動きベクトル情報を検出する動きベクトル検出部、７は動きベクトル検出部６で得られた動きベクトル情報を用いて、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を例えば２倍に変換するフレーム周波数変換部、４はフレーム周波数変換部７で周波数変換された画像信号に基づいて液晶表示パネル５のデータ電極及び走査電極を駆動するための電極駆動部、５は液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。
【００１３】
上記構成において、動きベクトル検出部６は、例えばマッチング法や勾配法等を用いて動きベクトル情報を求めても良いし、入力画像信号に何らかの形で動きベクトル情報が含まれている場合、これをそのまま利用しても良い。例えばＭＰＥＧ方式を用いて圧縮符号化された画像データには、符号化時に算出された動画像の動きベクトル情報が含まれているため、この動きベクトル情報を取得して出力する構成としても良い。
【００１４】
また、フレーム周波数変換部７は、動きベクトル検出部６より出力された動きベクトル情報を用いた動き補間により、フレーム内挿画像（サブフレーム画像）を生成し、この生成された内挿フレーム信号を入力フレーム信号とともに順次出力することで、入力画像信号のフレーム周波数（６０Hz）を２倍の１２０Hzに変換し、この２倍速に変換された画像信号を電極駆動部４を介して液晶表示パネル５に供給し、該液晶表示パネル５の２倍速駆動を行う。
【００１５】
このように、動きベクトル情報を用いて動き適応フレーム内挿処理を行い、表示フレーム周波数を上げることによって、擬似的にホールド型駆動の表示状態からＣＲＴのようなインパルス型駆動の表示に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。
【００１６】
【特許文献１】
特開平４−３６５０９４号公報
【特許文献２】
特開２００２−６２８５０号公報
【特許文献３】
特開平９−３２５７１５号公報
【特許文献４】
特開平４−３０２２８９号公報
【特許文献５】
特開２００２−４２８３１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のとおり、オーバーシュート駆動法は液晶表示パネル５の光学応答特性（応答速度）を補償して、残像、尾引き等の画質劣化を改善するものであり、倍速（高速）駆動表示は液晶表示パネル５のホールド特性に起因した動きぼけによる画質劣化を改善するものであるが、これらを組み合わせて総合的な画質改善を行おうとした場合、以下のような問題が生じる。
【００１８】
例えば図２０（ａ）に示すような、フレーム周波数６０Hz（フレーム周期１／６０秒）の入力画像信号において、ある画素の前フレームデータ(Previous Data)が“０”階調で、現フレームデータ（Current Data）が“１２８”階調である場合、通常駆動（ＯＳ駆動なし）表示を行うと、図２１（ａ）の点線で示すように、液晶表示パネル５には“１２８”階調の表示画像信号（書込階調データ）が供給されるので、図２１（ｂ）の点線で示すように、１フレーム期間（＝16.7msec）経過後には“７０”の階調輝度しか得られず、１フレーム期間内に正しい階調を表示することができないため、残像が発生する。
【００１９】
これに対して、オーバーシュート駆動を行った場合は、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照することにより、“１９４”階調の強調変換信号を求めて、図２１（ａ）の実線で示すように、これを表示画像信号（書込階調データ）として液晶表示パネル５に供給するので、図２１（ｂ）の実線で示すように、１フレーム期間（＝16.7msec）経過後には液晶が“１２８”の目標階調輝度に応答（到達）し、１フレーム期間内に正しい階調を表示することが可能となる。
【００２０】
ところが、動き適応フレーム内挿処理を行うことによって、図２０（ｂ）に示すように、入力画像信号のフレーム周波数（６０Hz）を２倍の１２０Hzに変換（入力画像信号の１フレーム期間を第１、第２のサブフレーム期間に分割）した場合、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照してオーバーシュート駆動を行うと、“１９４”階調の強調変換信号を表示画像信号（書込階調データ）として液晶表示パネル５に供給することとなるので、第１サブフレーム期間（＝8.3msec）内では液晶が“９６”の階調輝度にしか到達しない。
【００２１】
しかも、第１サブフレーム期間内で“９６”の階調輝度にしか到達しないにもかかわらず、第２サブフレーム期間（＝8.3msec）では前画像データ(Previous Data)を“１２８”階調として、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３を参照し、強調変換信号を求めるため、図２１（ａ）の破線に示すように、液晶表示パネル５には“１２８”階調の表示画像信号（書込階調データ）が供給されることとなり、その結果、図２１（ｂ）の破線に示すように、第２サブフレーム期間内では液晶が“１１８”の階調輝度にしか到達せず、却って残像の発生による画質劣化を招来してしまうとともに、液晶応答誤差がなしくずし的に増大して正しい画像表示ができなくなるという問題がある。
【００２２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、入力画像信号のフレーム周波数を変換して、液晶表示パネルの高速駆動表示を行う際、当該フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動を制御することで、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、液晶表示パネルを用いて、画像を表示する液晶表示装置であって、入力画像フレームに対して所定数のサブフレームを内挿することにより、入力画像信号のフレーム周波数を変換するフレーム周波数変換手段と、前記フレーム周波数変換された画像信号に対して、ダイナミックレンジを小さくする階調変換を行う階調変換手段と、前記フレーム周波数変換された画像信号の少なくとも１垂直表示期間前後における階調遷移に応じて、前記フレーム周波数変換された画像信号を、前記液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号に変換した上で、前記液晶表示パネルへ出力する書込階調決定手段とを備え、前記階調変換手段が、前記フレーム周波数変換手段によるフレーム周波数変換率に応じて、前記階調変換処理を可変制御することを特徴とする。
【００２９】
本願の第２の発明は、前記フレーム周波数変換率が、ユーザ指示入力に基づいて切換えられることを特徴とする。
【００３０】
本願の第３の発明は、前記フレーム周波数変換率が、入力画像の動きベクトルに基づいて切換えられることを特徴とする。
【００３１】
本発明の液晶表示装置によれば、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して、高速駆動表示を行う場合であっても、フレーム周波数変換率に応じて、液晶の光学応答特性を適切に補償することが可能な強調変換信号を求め、画像表示信号として液晶表示パネルに供給することができる。従って、動きぼけによる画質劣化を改善するために、画像表示信号のフレーム周波数を高周波数に変換した場合であっても、残像による画質劣化を防止することができ、総合的な画質向上を実現することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図１乃至図７とともに詳細に説明するが、上記従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図２は本実施形態の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の動作を示すタイミングチャート、図３は本実施形態の液晶表示装置におけるフレーム周波数変換部の動作を説明するための概略説明図である。
【００３３】
また、図４は本実施形態の液晶表示装置に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図、図５は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図、図６は本実施形態の液晶表示装置における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図、図７は本実施形態の液晶表示装置における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【００３４】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、図示しないリモコン（リモートコントローラ）を用いてユーザが入力した指示信号を受信するリモコン受光部８と、リモコン受光部８で受信した指示信号を解析して、各処理部を制御する制御ＣＰＵ９とを備えている。すなわち、ユーザはリモコンを用いてフレーム周波数変換部７におけるフレーム周波数変換率の切換えを指示することが可能であり、このフレーム周波数変換率の切換指示信号を受信したとき、制御ＣＰＵ９はフレーム周波数変換部７にフレーム周波数変換率の切換制御信号を出力する。
【００３５】
また、本実施形態においては、動きベクトル検出部６で検出された動きベクトルを用いて、制御ＣＰＵ９で入力画像の動き量（動き速度）や動き方向を判別し、この判別結果に基づいてフレーム周波数変換部７に対しフレーム周波数変換率の切換制御信号を出力することも可能である。これは、例えば静止データ画像などの動きが少ない画像を表示する際は、動きぼけ妨害が発生しないため、画像信号のフレーム周波数を高周波数化することによる負荷（消費電力）の増大などを防止するためである。
【００３６】
フレーム周波数変換部７は、例えばフレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づいて、所定のフレーム周波数で画像信号を読み出すことで時間軸圧縮するとともに、動きベクトル検出部６で得られた動きベクトル情報を用いて、動き適応フレーム内挿処理を行うことにより、サブフレーム画像（図３中網掛で示す）を生成して、表示画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換する。
【００３７】
本実施形態においては、例えば図２（ａ）に示す入力画像信号に対して、図２（ｂ）、図３（ａ）に示すように、そのままフレーム周波数を変換することなく（等倍速で）１フレーム期間だけ遅延して、画像信号を出力するモードと、図２（ｃ）、図３（ｂ）に示すように、フレーム周波数を２倍に変換した画像信号を出力するモードとを設けており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に応じて、それぞれのモードを切り換えることが可能である。すなわち、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率を、等倍或いは２倍のいずれかに切換可変することができる。
【００３８】
ここでは、入力画像信号は６０Hzのプログレッシブスキャン信号であり、従って、各モードにおいてフレーム周波数変換部７により出力されるフレーム周波数はそれぞれ６０Ｈｚ、１２０Ｈｚ、液晶表示パネル５に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）は１／６０秒（16.7msec）、１／１２０秒（8.3msec）となる。
【００３９】
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数の変換を行わない場合、すなわち通常（等倍速）駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＲＯＭ３ａ（図４（ａ）参照）と、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数を高周波数（ここでは２倍）に変換した場合、すなわち２倍速駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＲＯＭ３ｂ（図４（ｂ）参照）とを備えており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に連動して、ＲＯＭ３ａ，３ｂのいずれかを切換え参照することにより、フレームメモリ１から読み出した前画像データ（Previous Data）に対する現画像データ（Current Data）の強調変換信号（書込階調データ）を決定する強調変換部１２とを備えている。
【００４０】
すなわち、強調変換部１２は、１垂直表示期間前後における画像データの組み合わせ（階調遷移）から、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂのいずれかを参照して、対応する強調変換パラメータを読み出し、現画像データ（Current Data）に対して液晶表示パネル５の光学応答特性を補償する強調変換信号（書込階調データ）を決定し、電極駆動部４に出力する。
【００４１】
ここで、本実施形態におけるＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａには、１フレーム期間（＝16.7msec）内で現フレームの画像データ（Current Data）の目標階調に液晶が応答可能な強調変換パラメータが格納されており、一方、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂには、１サブフレーム期間（＝8.3msec）内で現サブフレームの画像データ（Current Data）の目標階調に液晶が応答可能な強調変換パラメータが格納されている。
【００４２】
尚、本実施形態のＯＳテーブルメモリＲＯＭ３ａ，３ｂは、図４に示すように、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合において、３２階調毎の代表階調遷移パターンについての強調変換パラメータ（実測値）を９×９のマトリクス状に記憶しているものとするが、本発明がこれに限られないことは言うまでもない。
【００４３】
次に、上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Hz）の画像信号がそのまま出力される。
【００４４】
このとき、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝16.7msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００４５】
この場合、図５（ａ）に示すように、１フレーム分の画像を１フレーム期間（＝16.7msec）に画面の上から下まで書込走査することとなるので、各フレームの画像表示期間（液晶応答期間）を16.7msec確保することができる。また、液晶表示パネル５に書き込まれる表示画像信号は、この画像表示期間（16.7msec）内に液晶が目標階調輝度に到達（応答）するように強調変換されているため、液晶の不完全応答による尾引き等の残像の発生を防止することが可能である。
【００４６】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Hz）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００４７】
このとき、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム期間（＝8.3msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００４８】
この場合、図５（ｂ）に示すように、１サブフレーム分の画像を１サブフレーム期間（＝8.3msec）に画面の上から下まで書込走査することとなるので、各サブフレームの画像表示期間（液晶応答期間）を8.3msec確保することができる。また、液晶表示パネル５に書き込まれる表示画像信号は、この画像表示期間（8.3msec）内に液晶が目標階調輝度に到達（応答）するように強調変換されているため、動きぼけの発生を防止するとともに、液晶の不完全応答による尾引き等の残像の発生を防止することが可能となる。
【００４９】
例えば図６（ａ）に示すような、フレーム周波数６０Hz（フレーム周期１／６０秒）の入力画像信号において、ある画素の前フレームデータ(Previous Data)が“０”階調で、現フレームデータ（Current Data）が“１２８”階調である場合、通常（等倍速）駆動（ＯＳ駆動あり）表示を行うと、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照することにより、“１９４”階調の強調変換信号（書込階調データ）を求めて、図７（ａ）の実線で示すように、これを表示画像信号として１フレーム期間（＝16.7msec）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の実線で示すように、１フレーム期間経過後には液晶が“１２８”の階調輝度に応答（到達）し、１フレーム期間内に正しい階調を表示することが可能となる。
【００５０】
また、動き適応フレーム内挿処理を行うことによって、図６（ｂ）に示すように、入力画像信号のフレーム周波数（６０Hz）を２倍の１２０Hzに変換（入力画像信号の１フレーム期間を第１、第２のサブフレーム期間に分割）した場合、上記ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｂを参照してオーバーシュート駆動を行うため、第１サブフレームの画像データ（Current Data＝“１２８”階調）に対して“２０６”階調の強調変換信号（書込階調データ）を求め、図７（ａ）の２点鎖線で示すように、これを表示画像信号として１サブフレーム期間（＝8.3msec）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の２点鎖線で示すように、第１サブフレーム期間経過後に液晶を目標階調の輝度に到達させることが可能となる。
【００５１】
さらに、第１サブフレームの画像データ（Previous Data＝“１２８”階調）と第２サブフレームの画像データ（Current Data＝“１２８”階調）とから“１２８”階調の書込階調データ（強調変換信号）を求めて、図７（ａ）の２点鎖線で示すように、これを表示画像信号として１サブフレーム期間（＝8.3msec）にわたって液晶表示パネル５に供給するので、図７（ｂ）の２点鎖線で示すように、第２サブフレーム期間内で目標階調の輝度を維持することが可能となり、各サブフレーム期間において正しい階調を表示することができる。
【００５２】
以上のとおり、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂのいずれかを切換え参照することで、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な強調変換パラメータを用いて画像信号の強調変換処理を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００５３】
尚、本実施形態においては、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Hz）、２倍（１２０Hz）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上のＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を設けて、これらを適宜切換え参照するように構成すれば良い。
【００５４】
また、液晶の応答速度は環境温度によっても大きく異なり、特に低温時の入力信号に対する追従性が極端に悪くなり、応答時間が増大することから、液晶表示パネルの温度（例えば、５℃未満、５以上２５度未満以下、２５℃以上のときのそれぞれの温度）に対応したフレーム周波数変換率（画像表示周期）毎のＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）を設け、これらを適宜切換え参照するように構成しても良い。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、強調変換部１２とＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｂとで書込階調決定手段を構成しているが、ＯＳテーブルメモリ３ａ，３ｂを設ける代わりに、例えば遷移前の階調と遷移後の階調とを変数とする２次元関数ｆ（pre，cur）を複数用意しておき、これを用いて各画像表示期間（走査周期）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号を求める構成としても良い。
【００５６】
そしてまた、上記実施形態においては、リモコンを用いてユーザが画像信号のフレーム周波数に関する指示入力を行うものについて説明したが、装置本体に設けられた操作パネル部（図示せず）にて、フレーム周波数に関するユーザ指示入力を行うようにしても良いことは言うまでもない。
【００５７】
次に、本発明の第２実施形態について、図８及び図９とともに説明するが、上述した第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図８は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図９は本実施形態の液晶表示装置に用いるテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【００５８】
本実施形態の液晶表示装置は、図８に示すように、テーブルメモリとして、各画像表示周期（垂直表示期間）に対応した複数の強調変換パラメータを各参照テーブル領域に記憶した単一のＲＯＭ３ｃを備えており、このＲＯＭ３ｃを参照することにより、強調変換部２２は液晶表示パネル４に供給する表示画像信号（強調変換信号）を決定する構成としている。
【００５９】
ここでは、このテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃ内の参照テーブル領域を制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づき切換え参照することで、液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を生成して、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する強調変換部２２とにより書込階調決定手段を構成している。
【００６０】
このテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃには、図９に示すように、図４（ａ）に示したものと同様の、通常（等倍速）駆動表示時（画像表示周期：１／６０秒）に用いる強調変換パラメータと、図４（ｂ）に示したものと同様の、２倍速駆動表示時（画像表示周期：１／１２０秒）に用いる強調変換パラメータとが、それぞれのテーブル領域Ａ，Ｂに格納されており、これらの変換テーブル領域Ａ，Ｂが、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に基づき選択的に切換えられて参照される。
【００６１】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間だけ遅延された等倍速（６０Hz）の画像信号がそのまま出力される。
【００６２】
このとき、強調変換部２２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの変換テーブル領域Ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝16.7msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００６３】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Hz）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００６４】
このとき、強調変換部２２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの変換テーブル領域Ｂを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム（＝8.3msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【００６５】
これによって、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｃの参照テーブル領域Ａ，Ｂのいずれかを切換え参照することで、上記第１実施形態と同様、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な強調変換パラメータを用いて画像信号の強調変換処理を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００６６】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Hz）、２倍（１２０Hz）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、テーブルメモリ（ＲＯＭ）内にそれぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上の参照テーブル領域を設けて、これらを適宜切換え参照するように構成すれば良い。
【００６７】
次に、本発明の第３実施形態について、図１０とともに説明するが、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１０は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図である。
【００６８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、書込階調決定手段として、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａから読み出した強調変換パラメータに基づいて強調変換信号を求める強調変換部２と、該強調変換部２で求めた強調変換信号からフレーム周波数変換部７でフレーム周波数が変換された画像信号を減算する減算器３１と、該減算器３１の出力信号に重み係数ｋ（ｋ≧１）を積算する乗算器３２と、この乗算器３２の出力信号を上記フレーム周波数が変換された画像信号に加算することにより、液晶表示パネル５に供給する表示画像信号を得る加算器３３とを設けた構成としている。
【００６９】
ここで、上記重み係数ｋの値は、フレーム周波数変換部２によるフレーム周波数変換率に応じて、制御ＣＰＵ９から出力される切換制御信号に基づき可変制御される。すなわち、液晶表示パネル５に対する画像表示周期（垂直表示期間）に連動して、強調変換部２で生成された強調変換信号（書込階調データ）を可変し、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給する構成としている。
【００７０】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間だけ遅延された等倍速（６０Hz）の画像信号がそのまま出力される。
【００７１】
このとき、制御ＣＰＵ９が乗算器３２の重み係数をｋ＝１に制御することによって、強調変換部２により生成された、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換信号を、表示画像信号として電極駆動部４に出力する。これにより、１フレーム期間（＝16.7msec）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号（書込階調データ）を得ることができる。
【００７２】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Hz）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００７３】
このとき、制御ＣＰＵ９が乗算器３２の重み係数をｋ＞１に制御することによって、強調変換部２により生成された、１サブフレーム期間前後の階調遷移に対応した強調変換信号を更に強調して、表示画像信号として電極駆動部４に出力する。これによって、入力画像信号の１フレーム期間が第１、第２のサブフレーム期間に分割されて、各サブフレームの画像表示周期（垂直表示期間）が短縮されても、１サブフレーム期間（＝8.3msec）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号（書込階調データ）を得ることが可能となる。
【００７４】
以上のように、本実施形態においては、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率（等倍或いは２倍）に応じて、乗算器３２における重み係数ｋ（ｋ≧１）を切換え制御することで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して得られた強調変換信号に対して、それぞれの画像表示周期（垂直表示期間）に対応した適切な補正を施すことが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００７５】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Hz）、２倍（１２０Hz）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。この場合、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した３つ以上の重み係数ｋを適宜切換え制御するように構成すれば良い。
【００７６】
さらに、上述した第１〜第３実施形態においては、入力画像信号の１フレーム（垂直表示期間）前後における階調遷移パターンによっては１フレーム期間（＝16.7msec）内に液晶が応答しない（目標階調輝度に到達しない）液晶表示パネルを用いることを前提に説明したが、全ての階調遷移パターンに対して１フレーム期間（＝16.7msec）内に応答可能な液晶表示パネルを用いる場合、通常（等倍速）駆動表示時（画像表示周期：１／６０秒）においては強調変換処理（オーバーシュート駆動）が不要となる。
【００７７】
しかしながら、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して、高速駆動表示時を行う際には、液晶表示パネル５に対する画像表示周期（垂直表示期間）が短縮されるため、全ての階調遷移パターンに対して１サブフレーム期間内に液晶の応答を可能とする強調変換処理（オーバーシュート駆動）が必要である。このような課題を解決するものを、本発明の第４実施形態として図１１とともに説明するが、上記第１〜第３実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１１は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図である。
【００７８】
本実施形態の液晶表示装置は、図１１に示すように、書込階調決定手段として、フレームメモリ１に格納されている１垂直表示期間前の画像データ（Previous Data）と現垂直表示期間の画像データ（Current Data）とを入力し、これらの組み合わせ（階調遷移）からＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｄを参照して、対応する強調変換パラメータを読み出し、現垂直表示期間の画像信号に対して液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号を決定するための強調変換部２に加え、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率に応じて、フレーム（画面）単位で上記強調変換信号とフレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号とを選択的に切換え、表示画像信号として液晶表示パネル５に供給するセレクタ４１を備えている。
【００７９】
すなわち、ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Hz）の画像信号がそのまま出力される。
【００８０】
このとき、制御ＣＰＵ９がセレクタ４１を切換制御することにより、強調変換処理が施されない等倍速（６０Hz）の画像信号を、そのまま表示画像信号（書込階調データ）として電極駆動部４に出力する。これによって、液晶は１フレーム期間（＝16.7msec）内に所望の階調輝度を表示することが可能である。
【００８１】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Hz）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【００８２】
このとき、制御ＣＰＵ９がセレクタ４１を切換制御することによって、強調変換部２により強調変換処理が施された２倍速（１２０Hz）の画像信号を、表示画像信号（書込階調データ）として電極駆動部４に出力する。これにより、１サブフレーム期間（＝8.3msec）内に液晶が所望の階調輝度を表示可能な強調変換信号を得ることができる。
【００８３】
このように、通常（等倍速）駆動表示を行う際は、１フレーム期間（＝16.7msec）内で液晶の応答が可能であるので、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行わず、フレーム周波数が等倍に変換された画像信号をそのまま表示画像信号として液晶表示パネル５に供給し、一方、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度に応答するように、所定の強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行って強調変換信号を生成し、これを表示画像信号として液晶表示パネル５に供給することにより、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【００８４】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Hz）、２倍（１２０Hz）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。
【００８５】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、フレーム周波数変換された画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した強調変換信号を求め、表示画像信号として液晶表示パネルに供給するように構成すれば良い。
【００８６】
また、本実施形態においては、セレクタ４１（スイッチング手段）によって、液晶表示パネル５に供給する表示画像信号を切換出力するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば以下のような手段を講じることによっても、画像表示周期（垂直表示期間）に応じた適切な強調変換処理が施された画像信号と、強調変換処理が施されない画像信号との切換出力を実現することが可能である。
【００８７】
すなわち、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換率（画像表示周期）に応じた強調変換処理を行うための強調変換パラメータを格納した変換テーブルメモリと、フレーム周波数変換された画像信号をそのままスルー出力するための無変換パラメータを記憶した無変換テーブルメモリとを備え、フレーム周波数変換率に応じて、前記変換テーブルメモリと前記無変換テーブルメモリとを選択的に切換え参照することにより、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００８８】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、無変換テーブルメモリを参照することで、強調変換処理を施さない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、対応する変換テーブルメモリを参照することで、それぞれのフレーム周波数変換率（垂直表示期間）に対応した強調変換処理が施された強調変換信号を、表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００８９】
また、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換率（画像表示周期）に応じた強調変換処理を行うための強調変換パラメータと、フレーム周波数変換された画像信号をそのままスルー出力するための無変換パラメータとを記憶したテーブルメモリを備え、フレーム周波数変換率に応じて、前記強調変換パラメータが記憶された参照テーブル領域と、前記無変換パラメータが記憶された参照テーブル領域とを選択的に切換え参照することにより、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００９０】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、無変換パラメータが記憶されたテーブル領域を参照することで、強調変換処理を施さない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、対応する強調変換パラメータが記憶されたテーブル領域を参照することで、それぞれのフレーム周波数変換率（垂直表示期間）に対応した強調変換処理が施された強調変換信号を、表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００９１】
さらに、前記書込階調決定手段として、強調変換部にて求めた強調変換信号からフレーム周波数変換された画像信号を減算する減算器と、フレーム周波数変換率に応じて切換制御される重み係数ｋを、前記減算器の出力信号に積算する乗算器と、前記乗算器の出力信号を、前記フレーム周波数変換された画像信号に加算することによって、液晶表示パネルに供給する表示画像信号を決定するように構成しても良い。
【００９２】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、重み係数ｋ＝０として、強調変換が施されない画像信号を、そのまま表示画像信号として液晶表示パネルに供給し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した重み係数ｋ（≧１）に切換制御することで、強調変換が施された強調変換信号を表示画像信号として液晶表示パネルに供給すれば良い。
【００９３】
また、上述のオーバーシュート駆動（強調変換処理）においては、遷移後データが最上位データまたは最下位データ付近である場合、オーバーシュート駆動が適切に動作しないため、液晶表示パネルの光学応答特性を補償することができず、液晶の応答速度を改善することができないという問題がある。例えば、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８ビットの２５６階調である場合、最大階調である“２５５”以上の階調データや最小階調である“０”以下の階調データを液晶表示パネルに書き込むことはできず、最大階調データまたは最小階調データ付近に階調遷移したとき、応答速度が遅い液晶表示パネルにおいては、残像や尾引きの発生を招来する。
【００９４】
すなわち、遷移前データが“１２８”階調で遷移後データが“０”階調であるとき、図１２に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（＝16.7msec）経過後には目標到達階調である“０”階調輝度に到達する場合であっても、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、上述のオーバーシュート駆動を行っても、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度である“０”階調輝度に応答させることができない事態が発生する。
【００９５】
このように、フレーム周波数変換率を大きくして、サブフレーム期間を短縮した場合、中間調に遷移する画像信号に対しては、オーバーシュート駆動による強調変換処理を行うことで、液晶表示パネルの光学応答特性を補償して、残像や尾引きの発生を抑制することが可能であるが、低階調または高階調付近に遷移する画像信号については、オーバーシュート駆動による強調変換処理を行うことができず、残像や尾引きが発生して、表示画像の画質を劣化させてしまう。
【００９６】
以上のような問題を解決するものを、本発明の第５実施形態として図１３乃至図１５とともに説明するが、上記第１〜第４実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１３は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図１４は本実施形態の液晶表示装置における階調変換部の変換特性（入出力特性）の一例を示す説明図、図１５は本実施形態の液晶表示装置におけるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【００９７】
本実施形態の液晶表示装置は、図１３に示すように、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号の階調数（表示信号レベル数＝Ｐ）を、液晶表示パネル５の表示階調数（表示データ数＝Ｑ）より小さくするように変換する階調変換部５１と、フレーム周波数変換部７によるフレーム周波数変換率に応じて、フレーム（画面）単位で上記階調変換部５１により階調変換された画像信号とフレーム周波数変換部７でフレーム周波数変換された画像信号とを選択的に切換え、フレームメモリ１及び強調変換部１２に出力するセレクタ５２とを備えている。
【００９８】
ここで、階調変換部５１は、例えば図１４に示すような入出力特性（階調変換特性）を持つ演算器、ＬＵＴテーブルなどによって構成することができる。ここでは、表示信号レベル数が８ビットの２５６階調（０〜２５５）である画像信号を、液晶表示パネル５の表示データ数（＝２５６階調）より小さな２２４階調（１６〜２３９）に変換しており、すなわち、入力画像信号のダイナミックレンジを狭くする処理を行っている。
【００９９】
また、本実施形態の液晶表示装置では、書込階調決定手段として、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数の変換を行わない場合、すなわち通常（等倍速）駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａと、フレーム周波数変換部７でフレーム周波数を高周波数（ここでは２倍）に変換した場合、すなわち２倍速駆動表示時に参照する強調変換パラメータを格納したＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅ（図１５参照）とを備えており、制御ＣＰＵ９からの切換制御信号に連動して、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａ，３ｅのいずれかを切換え参照することにより、フレームメモリ１から読み出した前画像データ（Previous Data）に対する現画像データ（Current Data）の強調変換信号（書込階調データ）を決定する強調変換部２とを備えている。
【０１００】
ここで、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅは、１サブフレーム前後の画像信号の階調遷移に対応した強調変換パラメータを格納したテーブルが記憶されており、階調変換後の表示信号レベル数がＰ階調である場合、Ｐ×Ｐの全ての階調遷移パターンに対する強調変換パラメータを持っていても良いが、ここではＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅのメモリ容量を低減するために、例えば図１５に示すような、２８階調毎の９つの代表階調についての９×９の強調変換パラメータ（実測値）のみを記憶したテーブルを用いて構成している。
【０１０１】
また、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅは、図１４に示した階調変換部５１の入出力特性に合わせるため、１サブフレーム前後の１６、４４、７２、１００、１２８、１５６、１８４、２１２、２３９階調に対する強調変換パラメータを格納している。この強調変換パラメータは、図４（ｂ）に示した変換テーブルにおける０、３２、６４、９６、１２８、１６０、１９２、２２４、２５５階調に対するものと同じであり、ＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅのデータ内容は第１実施形態のものと実質変更されていない。
【０１０２】
次に、上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザにより通常（等倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の小さい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で入力画像信号のフレーム周波数は変換されず（等倍に変換されて）、１フレーム期間分だけ遅延された等倍速（６０Hz）の画像信号がそのまま出力される。
【０１０３】
このとき、セレクタ５２は等倍速（６０Hz）の画像信号をそのまま（階調変換をしないで）強調変換部１２に出力し、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ａを参照して、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１フレーム期間（＝16.7msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【０１０４】
一方、ユーザにより高速（２倍速）駆動表示の指示がなされた場合、或いは、入力画像が動き量の大きい画像であると判定された場合は、フレーム周波数変換部７で動き適応フレーム内挿処理を行って、サブフレーム画像を生成することにより、入力画像信号のフレーム周波数を２倍（１２０Hz）に変換し、２倍速の画像信号が出力される。
【０１０５】
このとき、セレクタ５２は階調変換部５１により階調変換がされた画像信号を強調変換部１２に出力し、強調変換部１２はＯＳテーブルメモリ（ＲＯＭ）３ｅを参照して、１サブフレーム前の画像データと現サブフレームの画像データとの組み合わせ（階調遷移）に対応した強調変換パラメータを読み出し、これに基づいて１サブフレーム期間（＝8.3msec）に対する液晶表示パネル５の光学応答特性を補償することが可能な強調変換信号（書込階調データ）を求め、これを表示画像信号として電極駆動部４に出力する。
【０１０６】
ここで、例えば前画像データが“１２８”階調で現画像データが“０”階調である場合、階調変換部５１により現画像データを“１６”階調に変換した上でオーバーシュート駆動（強調変換処理）を行って、“０”階調の強調変換信号（書込階調データ）を、表示画像信号として液晶表示パネル５へ供給する。従って、強調変換信号（書込階調データ）は階調変換前と同じであるが、目標到達階調が“１６”階調に変わるため、１サブフレーム期間（＝8.3msec）内で液晶を目標階調輝度へ応答させることが可能となり、残像や尾引きが発生しない高品位の画像表示を実現することができる。
【０１０７】
以上のように、画像信号の階調数を液晶表示パネル５の表示階調数より小さくするように変換（ダイナミックレンジ変換）することによって、階調表現数が減少することになり、表示画像のコントラストは低下することとなるが、低階調または高階調付近に遷移する画像信号に対しても、オーバーシュート駆動による強調変換が可能となるので、サブフレーム期間を短縮した場合であっても、残像や尾引きの発生を抑制することができ、総合的な画質を向上させることが可能である。
【０１０８】
このように、通常（等倍速）駆動表示を行う際は、全ての階調遷移に対して、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行うことで１フレーム期間（＝16.7msec）内で液晶を目標階調輝度へ応答させることが可能であるので、階調変換処理を行うことなく、フレーム周波数が等倍に変換された画像信号をそのまま強調変換部１２に供給し、一方、入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割して、高速駆動表示を行う場合には、画像信号に所定の階調変換処理を行った上で、強調変換処理（オーバーシュート駆動）を行うことにより、コントラストは低下するものの、１サブフレーム期間内で液晶が目標階調輝度に応答することが可能となり、動きぼけによる画質劣化を抑制するとともに、残像による画質劣化を防止することができる。
【０１０９】
尚、本実施形態においても、説明を簡略化するために、表示画像信号のフレーム周波数を等倍（６０Hz）、２倍（１２０Hz）の２段階に切換変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、３以上の如何なるフレーム周波数に切換変換するように構成しても良いことは明らかである。
【０１１０】
この場合、フレーム周波数変換率が予め決められた所定の値より小さい場合は、画像信号に対し階調変換処理を行うことなく、オーバーシュート駆動（強調変換処理）を施し、フレーム周波数変換率が所定の値より大きい場合は、それぞれのフレーム周波数変換率に対応した階調変換処理を行った上で、オーバーシュート駆動（強調変換処理）を施すように構成すれば良い。
【０１１１】
また、液晶表示パネルの光学応答特性（速度）は、液晶の配向モードや液晶材料に電界を印加するための電極構造などによって変化するので、この液晶表示パネルの光学応答特性に応じて、階調変換部５１の変換特性を適宜設定することで、より有効な画質改善が可能となる。
【０１１２】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、入力画像信号のフレーム周波数を１倍以上に切換変換し、高速駆動表示を行う場合であっても、フレーム周波数変換率に応じてオーバーシュート駆動量（強調変換量）を可変制御することにより、最適な表示画像信号（書込階調データ）を液晶表示パネルに供給することができるので、動きぼけ妨害による画質劣化を防止することが可能であるとともに、残像による画質劣化も確実に防止することが可能となり、総合的な画質を向上させることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、フレーム周波数変換率に応じて、オーバーシュート駆動量を可変制御することが可能であり、動きぼけによる画質劣化を改善するために、画像表示信号のフレーム周波数を高周波数に変換した場合であっても、液晶の光学応答特性を補償することが可能な適切な画像表示信号を液晶表示パネルに供給することができるので、残像による画質劣化を防止することが可能となり、総合的な画質向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるフレーム周波数変換部の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるフレーム周波数変換部の動作を説明するための概略説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第１実施形態に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本発明の液晶表示装置の第２実施形態に用いるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における要部概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】１２８階調から０階調へ変化する画像信号を表示する際の液晶表示階調輝度を示す概略説明図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の第５実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の第５実施形態における階調変換部の変換特性（入出力特性）の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の第５実施形態におけるＯＳテーブルメモリのテーブル内容例を示す概略説明図である。
【図１６】従来の液晶表示装置におけるオーバーシュート駆動回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】オーバーシュート駆動回路に用いるＯＳテーブルメモリにおけるテーブル内容の一例を示す概略説明図である。
【図１８】液晶に加える電圧と液晶の応答との関係を示す説明図である。
【図１９】従来の液晶表示装置における２倍速駆動表示回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】従来の液晶表示装置における入力画像信号と２倍速駆動表示時の表示輝度との関係を示す説明図である。
【図２１】従来の液晶表示装置における２倍速駆動表示時の書込階調電圧と液晶の光学応答（表示輝度）を示す説明図である。
【符号の説明】
１フレームメモリ
２、１２、２２強調変換部
３、３ａ〜３ｅテーブルメモリ（ＲＯＭ）
４電極駆動部
５液晶表示パネル
６動きベクトル検出部
７フレーム周波数変換部
８リモコン受光部
９制御ＣＰＵ
３１減算器
３２乗算器
３３加算器
４１セレクタ
５１階調変換部
５２セレクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that displays an image using a liquid crystal display panel, and more particularly to a liquid crystal display device that can improve image quality degradation during moving image display due to response characteristics of the liquid crystal display panel.
[0002]
[Prior art]
In recent years, display devices have also been required to be lighter and thinner due to lighter and thinner personal computers and television receivers. In accordance with such demands, liquid crystal display devices (LCDs) instead of cathode ray tubes (CRTs) have been demanded. ) Flat panel displays have been developed.
[0003]
The LCD applies an electric field to a liquid crystal layer having an anisotropic dielectric constant injected between two substrates, and adjusts the amount of light transmitted through the substrate by adjusting the strength of the electric field. A display device that obtains an image signal. Such LCDs are representative of portable and simple flat panel displays. Among these, TFT LCDs using thin film transistors (TFTs) as switching elements are mainly used.
[0004]
Recently, since the LCD is widely used not only as a display device of a computer but also as a display device of a television receiver, the necessity of implementing a moving image has increased. However, the conventional LCD has a drawback that it is difficult to implement a moving image because of a slow response speed.
[0005]
In order to improve such a response speed problem of the liquid crystal, a predetermined gradation voltage for the input image signal of the current frame is determined according to the combination of the input image signal of the previous frame and the input image signal of the current frame. Liquid crystal driving methods for supplying a high (overshooted) driving voltage or a lower (undershooted) driving voltage to a liquid crystal display panel are known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-36594 and 2002-62850). Gazette). Hereinafter, in this specification, this driving method is defined as overshoot (OS) driving.
[0006]
A schematic configuration of a conventional overshoot drive circuit is shown in FIG. That is, the input image data (Current Data) of the Nth frame to be displayed and the input image data (Previous Data) of the (N−1) th frame stored in the frame memory 1 are read out to the emphasis conversion unit 2. The applied voltage data (emphasis conversion) found by comparing the gradation transition pattern of the data and the input image data of the Nth frame with the additional voltage data list stored in the OS table memory (ROM) 3 The writing gradation data (emphasis conversion data) required for displaying the image of the Nth frame is determined based on the parameter), and this is applied to the liquid crystal display panel 5 via the electrode driving unit 4 as display image data. Here, the emphasis conversion unit 2 and the OS table memory 3 constitute a writing gradation determination means.
[0007]
Here, the applied voltage data stored in the OS table memory 3 is obtained in advance from an actual measurement value of the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5, and for example, the number of display signal levels, that is, the number of display data is 8 bits. In the case of 256 gradations, it is possible to have applied voltage data for all 256 gradations. For example, as shown in FIG. 17, only measured values for nine representative gradations for every 32 gradations are stored. The other applied voltage data may be stored and obtained from the actual measurement value by calculation such as linear interpolation.
[0008]
Generally, in a liquid crystal display panel, it takes a long time to change from one halftone to another halftone, and the halftone cannot be displayed within one frame period (for example, 16.7 msec for 60 Hz progressive scan). In addition to the occurrence of afterimages, there has been a problem that halftones cannot be displayed correctly. However, by using the above-described overshoot drive circuit, the target halftone can be reduced for a short time as shown in FIG. It is possible to display (within one frame period).
[0009]
On the other hand, in contrast to a cathode ray tube (CRT) that has been mainly used for the purpose of embodying moving images, in LCDs, when a moving image is displayed, the contour of the moving part is blurred to the viewer. The disadvantage of so-called “motion blur” is known. It has been pointed out that the motion blur in moving image display is caused not only by the delay of the optical response time of the liquid crystal but also by the LCD display method itself as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-325715. In a CRT display device that scans an electron beam and emits phosphors to perform display, each pixel emits light almost in an impulse form although there is a slight afterglow of the phosphors. Yes.
[0010]
On the other hand, in the LCD display device, the charge stored by applying the electric field to the liquid crystal is held at a relatively high rate until the next electric field is applied (particularly in the TFT LCD, the pixel is configured. A TFT switch is provided for each dot to be operated, and since an auxiliary capacitor is usually provided for each pixel, the stored charge is very high in capacity), so that the liquid crystal pixel is based on the image information of the next frame. This is a so-called hold type display system in which light emission is continued until rewriting is performed by applying an electric field.
[0011]
In such a hold-type display device, since the impulse response of the image display light has a temporal spread, the temporal frequency characteristic is deteriorated, and the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, and the visual image is blurred. . Therefore, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 4-302289 and 2001-42831 have proposed that the frame frequency of a display image is increased to improve the decrease in the spatial frequency characteristic that causes the motion blur. Yes.
[0012]
This will be described with reference to FIG. In FIG. 19, 6 is a motion vector detection unit that detects motion vector information from an input image signal, 7 is a motion vector information obtained by the motion vector detection unit 6, and generates a subframe image to generate an input image. A frame frequency conversion unit that converts the frame frequency of the signal to, for example, doubles, 4 is an electrode drive for driving the data electrodes and scan electrodes of the liquid crystal display panel 5 based on the image signal frequency-converted by the frame frequency conversion unit 7. Reference numeral 5 denotes an active matrix liquid crystal display panel having a liquid crystal layer and electrodes for applying scanning signals and data signals to the liquid crystal layer.
[0013]
In the above configuration, the motion vector detection unit 6 may obtain motion vector information using, for example, a matching method, a gradient method, or the like. If the input image signal includes motion vector information in some form, You may use it as it is. For example, since image data compressed and encoded using the MPEG system includes motion vector information of a moving image calculated at the time of encoding, the motion vector information may be acquired and output.
[0014]
Further, the frame frequency conversion unit 7 generates a frame interpolated image (subframe image) by motion interpolation using the motion vector information output from the motion vector detecting unit 6, and the generated interpolated frame signal is generated. By sequentially outputting together with the input frame signal, the frame frequency (60 Hz) of the input image signal is converted to 120 Hz, which is doubled, and the image signal converted to the double speed is supplied to the liquid crystal display panel 5 via the electrode driver 4. The liquid crystal display panel 5 is driven at double speed.
[0015]
In this way, by performing motion adaptive frame interpolation processing using motion vector information and increasing the display frame frequency, it is possible to approximate the display state of the hold-type drive to the display of the impulse-type drive such as the CRT. It is possible to improve image quality degradation due to motion blur that occurs during moving image display.
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-365094
[Patent Document 2]
JP 2002-62850 A
[Patent Document 3]
JP-A-9-325715
[Patent Document 4]
JP-A-4-302289
[Patent Document 5]
JP 2002-42831 A
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the overshoot driving method compensates for the optical response characteristic (response speed) of the liquid crystal display panel 5 to improve image quality degradation such as afterimage and tailing, and the double speed (high speed) driving display is a liquid crystal display. The image quality deterioration due to motion blur caused by the hold characteristic of the panel 5 is improved. However, when these are combined to improve the overall image quality, the following problems occur.
[0018]
For example, in an input image signal having a frame frequency of 60 Hz (frame period 1/60 seconds) as shown in FIG. 20A, the previous frame data (Previous Data) of a certain pixel is “0” gradation and the current frame data ( When the current data is “128” gradation, when the normal driving (without OS driving) display is performed, the liquid crystal display panel 5 displays “128” gradation as shown by the dotted line in FIG. Since the image signal (writing gradation data) is supplied, as shown by the dotted line in FIG. 21B, only “70” gradation luminance is obtained after one frame period (= 16.7 msec), Since a correct gradation cannot be displayed within one frame period, an afterimage occurs.
[0019]
On the other hand, when overshoot driving is performed, the OS table memory (ROM) 3 is referred to obtain an enhancement conversion signal of “194” gradation, as shown by the solid line in FIG. In addition, since this is supplied to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal (writing gradation data), as shown by the solid line in FIG. 21 (b), the liquid crystal is “16.7” after the elapse of one frame period (= 16.7 msec). In response to (reaches) the target gradation luminance of 128 ", it is possible to display a correct gradation within one frame period.
[0020]
However, by performing the motion adaptive frame interpolation process, as shown in FIG. 20B, the frame frequency (60 Hz) of the input image signal is converted to 120 Hz, which is doubled (one frame period of the input image signal is the first one). , When the overshoot drive is performed with reference to the OS table memory (ROM) 3, the “194” gradation enhancement conversion signal is converted into a display image signal (writing gradation). Data) is supplied to the liquid crystal display panel 5, so that the liquid crystal reaches only “96” gradation luminance within the first sub-frame period (= 8.3 msec).
[0021]
Moreover, the previous image data (Previous Data) is set to “128” gradation in the second subframe period (= 8.3 msec) even though the gradation luminance reaches only “96” within the first subframe period. Referring to the OS table memory (ROM) 3, in order to obtain an enhanced conversion signal, as shown by the broken line in FIG. As a result, as shown by the broken line in FIG. 21B, the liquid crystal reaches only the gradation luminance of “118” within the second sub-frame period, and the afterimage. There is a problem that the image quality is deteriorated due to the occurrence of the liquid crystal, and the liquid crystal response error is increased undesirably and correct image display cannot be performed.
[0022]
The present invention has been made in view of the above problems, and when performing a high-speed drive display of a liquid crystal display panel by converting the frame frequency of an input image signal, overshoot drive is performed according to the frame frequency conversion rate. The present invention provides a liquid crystal display device capable of suppressing image quality deterioration due to motion blur and preventing image quality deterioration due to afterimage by controlling.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
A first invention of the present application is a liquid crystal display device that displays an image using a liquid crystal display panel, and interpolates a predetermined number of sub-frames with respect to an input image frame, whereby a frame frequency of an input image signal Frame frequency conversion means for converting Gradation conversion means for performing gradation conversion for reducing the dynamic range of the image signal subjected to frame frequency conversion; According to the gradation transition before and after at least one vertical display period of the image signal subjected to the frame frequency conversion, The frame frequency converted image signal, Enhancement conversion signal for compensating optical response characteristics of the liquid crystal display panel And then output to the liquid crystal display panel Writing gradation determination means, The gradation converting means is According to the frame frequency conversion rate by the frame frequency conversion means, The gradation conversion process is variably controlled. It is characterized by that.
[0029]
No. of this application 2 The present invention is characterized in that the frame frequency conversion rate is switched based on a user instruction input.
[0030]
No. of this application 3 The present invention is characterized in that the frame frequency conversion rate is switched based on a motion vector of an input image.
[0031]
According to the liquid crystal display device of the present invention, the frame frequency of the input image signal is converted to a high frequency to perform high-speed drive display, depending on the frame frequency conversion rate. ,liquid An enhancement conversion signal capable of appropriately compensating the optical response characteristics of the crystal can be obtained and supplied to the liquid crystal display panel as an image display signal. Therefore, even when the frame frequency of the image display signal is converted to a high frequency in order to improve the image quality deterioration due to motion blur, the image quality deterioration due to the afterimage can be prevented, and the overall image quality improvement is realized. be able to.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. However, the same parts as those in the above-described conventional example will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment, FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the frame frequency conversion unit in the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. It is a schematic explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the frame frequency conversion part in the liquid crystal display device.
[0033]
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing an example of the contents of the OS table memory used in the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle of the liquid crystal display device of the present embodiment. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the input image signal and the display brightness at the time of double speed drive display in the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 7 is the writing floor at the time of double speed drive display in the liquid crystal display device of the present embodiment. It is explanatory drawing which shows the regulated voltage and the optical response (display luminance) of a liquid crystal.
[0034]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of this embodiment includes a remote control light receiving unit 8 that receives an instruction signal input by a user using a remote controller (remote controller) (not shown), and an instruction signal received by the remote control light receiving unit 8. And a control CPU 9 for controlling each processing unit. That is, the user can instruct the frame frequency conversion unit 7 to switch the frame frequency conversion rate using the remote controller. When receiving the frame frequency conversion rate switching instruction signal, the control CPU 9 causes the frame frequency conversion unit to switch the frame frequency conversion rate. 7 outputs a frame frequency conversion rate switching control signal.
[0035]
In this embodiment, the control CPU 9 discriminates the amount of motion (motion speed) and the motion direction of the input image using the motion vector detected by the motion vector detector 6, and the frame frequency is determined based on the discrimination result. It is also possible to output a frame frequency conversion rate switching control signal to the converter 7. This is because, for example, when an image with little motion such as a still data image is displayed, motion blur is not disturbed, and thus an increase in load (power consumption) due to an increase in the frame frequency of the image signal is prevented. Because.
[0036]
The frame frequency conversion unit 7 includes, for example, a frame memory, stores an image of one frame of the input image signal in the frame memory, and then at a predetermined frame frequency based on a switching control signal from the control CPU 9. By subtracting the time axis by reading out the image signal and performing motion adaptive frame interpolation using the motion vector information obtained by the motion vector detection unit 6, a subframe image (shown by hatching in FIG. 3). And the frame frequency of the display image signal is converted to a high frequency.
[0037]
In the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 2B and 3A, the input image signal shown in FIG. 2A is not converted without changing the frame frequency as it is (at the same speed). There are provided a mode for outputting an image signal with a delay of one frame period and a mode for outputting an image signal obtained by converting the frame frequency to twice as shown in FIGS. 2 (c) and 3 (b). Each mode can be switched in accordance with a switching control signal from the control CPU 9. In other words, the frame frequency conversion rate by the frame frequency conversion unit 7 can be switched to be equal or doubled.
[0038]
Here, the input image signal is a 60 Hz progressive scan signal, and therefore the frame frequencies output by the frame frequency conversion unit 7 in each mode are 60 Hz and 120 Hz, respectively, and the frame display period (vertical display period) for the liquid crystal display panel 5. Becomes 1/60 seconds (16.7 msec) and 1/120 seconds (8.3 msec).
[0039]
Further, in the liquid crystal display device of the present embodiment, as the writing gradation determination means, when the frame frequency conversion unit 7 does not convert the frame frequency, that is, the emphasis conversion parameter that is referred to during normal (equal speed) drive display is stored. ROM 3a (see FIG. 4 (a)) and ROM 3b (when the frame frequency conversion unit 7 converts the frame frequency to a high frequency (here, double), that is, the ROM 3b (the enhancement conversion parameter to be referred to at the time of double speed drive display) is stored. 4b), and the previous image data (Previous Data) read from the frame memory 1 by switching and referring to either one of the ROMs 3a and 3b in conjunction with the switching control signal from the control CPU 9. ) And an enhancement conversion unit 12 that determines an enhancement conversion signal (write gradation data) of current image data (Current Data).
[0040]
That is, the emphasis conversion unit 12 reads out the corresponding emphasis conversion parameter from the combination of image data (gradation transition) before and after one vertical display period with reference to either the OS table memory (ROM) 3a or 3b, An enhancement conversion signal (writing gradation data) for compensating the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5 is determined for the current image data (Current Data), and is output to the electrode driving unit 4.
[0041]
Here, the OS table memory (ROM) 3a in the present embodiment has an emphasis conversion parameter that allows the liquid crystal to respond to the target gradation of the image data (Current Data) of the current frame within one frame period (= 16.7 msec). On the other hand, in the OS table memory (ROM) 3b, the emphasis conversion that enables the liquid crystal to respond to the target gradation of the image data (Current Data) of the current subframe within one subframe period (= 8.3 msec) The parameter is stored.
[0042]
As shown in FIG. 4, the OS table memory ROMs 3a and 3b of this embodiment have representative gradation transitions for every 32 gradations when the number of display signal levels, that is, the number of display data is 256 bits of 8 bits. It is assumed that the emphasis conversion parameters (actual measurement values) for the pattern are stored in a 9 × 9 matrix, but it goes without saying that the present invention is not limited to this.
[0043]
Next, the operation of the liquid crystal display device configured as described above will be described. When the user gives an instruction for normal (equal speed) drive display, or when the input image is determined to be an image with a small amount of motion, the frame frequency of the input image signal is converted by the frame frequency conversion unit 7. (Converted to the same magnification), the image signal at the same speed (60 Hz) delayed by one frame period is output as it is.
[0044]
At this time, the enhancement conversion unit 12 reads the enhancement conversion parameter corresponding to the combination (gradation transition) of the image data of the previous frame and the image data of the current frame with reference to the OS table memory (ROM) 3a. Based on the above, an enhancement conversion signal (writing gradation data) capable of compensating the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5 for one frame period (= 16.7 msec) is obtained, and this is used as a display image signal as the electrode driver 4. Output to.
[0045]
In this case, as shown in FIG. 5A, since an image for one frame is written and scanned from the top to the bottom of the screen in one frame period (= 16.7 msec), the image display period ( The liquid crystal response period) can be secured at 16.7 msec. In addition, the display image signal written to the liquid crystal display panel 5 is emphasized and converted so that the liquid crystal reaches the target gradation luminance (response) within this image display period (16.7 msec). It is possible to prevent the occurrence of afterimage such as tailing.
[0046]
On the other hand, when the user gives an instruction for high-speed (double speed) drive display or when it is determined that the input image is an image with a large amount of motion, the frame frequency conversion unit 7 performs motion adaptive frame interpolation processing. Then, by generating a sub-frame image, the frame frequency of the input image signal is converted to double (120 Hz), and a double-speed image signal is output.
[0047]
At this time, the enhancement conversion unit 12 reads the enhancement conversion parameter corresponding to the combination (gradation transition) of the image data of the previous subframe and the image data of the current subframe with reference to the OS table memory (ROM) 3b. Based on this, an enhancement conversion signal (write gradation data) capable of compensating the optical response characteristics of the liquid crystal display panel 5 for one subframe period (= 8.3 msec) is obtained, and this is used as a display image signal as an electrode. Output to the drive unit 4.
[0048]
In this case, as shown in FIG. 5B, an image for one subframe is written and scanned from the top to the bottom of the screen in one subframe period (= 8.3 msec). A display period (liquid crystal response period) of 8.3 msec can be secured. In addition, the display image signal written to the liquid crystal display panel 5 is emphasized and converted so that the liquid crystal reaches the target gradation luminance (response) within this image display period (8.3 msec). It is possible to prevent the occurrence of afterimage such as tailing due to incomplete response of the liquid crystal.
[0049]
For example, as shown in FIG. 6A, in an input image signal having a frame frequency of 60 Hz (frame period 1/60 seconds), the previous frame data (Previous Data) of a certain pixel is “0” gradation and the current frame data ( When Current Data is “128” gradation, when normal (equal speed) drive (with OS drive) display is performed, “194” gradation enhancement conversion is performed by referring to the OS table memory (ROM) 3a. Since a signal (write gradation data) is obtained and supplied as a display image signal to the liquid crystal display panel 5 over one frame period (= 16.7 msec) as shown by the solid line in FIG. As indicated by the solid line in (b), the liquid crystal responds (reaches) to the gradation luminance of “128” after the lapse of one frame period, and the correct gradation can be displayed within one frame period.
[0050]
Further, by performing the motion adaptive frame interpolation processing, as shown in FIG. 6B, the frame frequency (60 Hz) of the input image signal is converted to 120 Hz which is doubled (one frame period of the input image signal is set to the first frame period). , When divided into second subframe periods), overshoot drive is performed with reference to the OS table memory (ROM) 3b, so that the image data (Current Data = “128” gradation) of the first subframe is used. On the other hand, an enhancement conversion signal (written gradation data) of “206” gradation is obtained, and as shown by a two-dot chain line in FIG. 7A, this is used as a display image signal for one subframe period (= 8.3 msec). Since the liquid crystal is supplied to the liquid crystal display panel 5, the liquid crystal can reach the luminance of the target gradation after the first subframe period has elapsed, as indicated by a two-dot chain line in FIG.
[0051]
Further, writing gradation data of “128” gradation from image data of the first subframe (Previous Data = “128” gradation) and image data of the second subframe (Current Data = “128” gradation). (Enhancement conversion signal) is obtained and supplied to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal over one subframe period (= 8.3 msec) as shown by a two-dot chain line in FIG. 7A. As indicated by the two-dot chain line in (b), the luminance of the target gradation can be maintained within the second subframe period, and the correct gradation can be displayed in each subframe period.
[0052]
As described above, in the present embodiment, by switching and referring to one of the OS table memories (ROM) 3a and 3b in accordance with the frame frequency conversion rate (equal magnification or double) by the frame frequency conversion unit 7, It is possible to perform enhancement conversion processing of image signals using appropriate enhancement conversion parameters corresponding to each image display cycle (vertical display period), suppressing image quality degradation due to motion blur and preventing image quality degradation due to afterimages. can do.
[0053]
In the present embodiment, in order to simplify the explanation, the frame frequency of the display image signal has been described as being switched and converted into two stages of equal magnification (60 Hz) and twice (120 Hz). It is obvious that the present invention is not limited to this, and it may be configured to perform switching conversion to any frame frequency of 3 or more. In this case, three or more OS table memories (ROM) corresponding to the respective frame frequency conversion rates may be provided, and these may be configured to be switched and referenced as appropriate.
[0054]
In addition, the response speed of the liquid crystal greatly varies depending on the environmental temperature. In particular, the followability with respect to the input signal at a low temperature is extremely deteriorated and the response time is increased. An OS table memory (ROM) is provided for each frame frequency conversion rate (image display cycle) corresponding to a temperature of less than 25 degrees or less and a temperature of 25 degrees C or more. Also good.
[0055]
Furthermore, in this embodiment, the emphasis conversion unit 12 and the OS table memories (ROM) 3a and 3b constitute the writing gradation determination means. Instead of providing the OS table memories 3a and 3b, for example, transitions are made. A plurality of two-dimensional functions f (pre, cur) having the previous gradation and the gradation after the transition as variables are prepared, and the optical function of the liquid crystal display panel 5 for each image display period (scanning cycle) is prepared using the two-dimensional function f (pre, cur). A configuration may be employed in which an enhanced conversion signal capable of compensating the response characteristic is obtained.
[0056]
In the above-described embodiment, the description has been given of the case where the user inputs an instruction regarding the frame frequency of the image signal using the remote controller. However, the frame frequency is determined by an operation panel unit (not shown) provided in the apparatus body. Needless to say, the user instruction may be input.
[0057]
Next, although 2nd Embodiment of this invention is described with FIG.8 and FIG.9, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as 1st Embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 8 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing an example of table contents of a table memory used in the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0058]
As shown in FIG. 8, the liquid crystal display device of this embodiment includes a single ROM 3c that stores a plurality of enhancement conversion parameters corresponding to each image display cycle (vertical display period) in each reference table area as a table memory. The enhancement conversion unit 22 determines a display image signal (enhancement conversion signal) to be supplied to the liquid crystal display panel 4 by referring to the ROM 3c.
[0059]
Here, the emphasis conversion signal (which can compensate for the optical response characteristics of the liquid crystal display panel 5 by switching the reference table area in the table memory (ROM) 3c based on the switching control signal from the control CPU 9). Write gradation data is generated and is supplied to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal to constitute a write gradation determination means.
[0060]
As shown in FIG. 9, this table memory (ROM) 3c is used for normal (equal speed) drive display (image display cycle: 1/60 seconds), similar to that shown in FIG. 4 (a). The emphasis conversion parameters and the emphasis conversion parameters used at the time of double speed drive display (image display cycle: 1/120 seconds) similar to those shown in FIG. 4B are stored in the respective table areas A and B. These conversion table areas A and B are selectively switched based on a switching control signal from the control CPU 9 and referred to.
[0061]
That is, when the user gives an instruction for normal (normal speed) drive display, or when the input image is determined to be an image with a small amount of motion, the frame frequency of the input image signal is determined by the frame frequency conversion unit 7. Without being converted (converted to the same magnification), an image signal at the same speed (60 Hz) delayed by one frame period is output as it is.
[0062]
At this time, the enhancement conversion unit 22 refers to the conversion table area A of the OS table memory (ROM) 3c, and performs enhancement conversion corresponding to the combination (gradation transition) of the image data of the previous frame and the image data of the current frame. The parameter is read, and based on this, an enhancement conversion signal (writing gradation data) capable of compensating the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5 for one frame period (= 16.7 msec) is obtained, and this is obtained as a display image signal. Is output to the electrode driving unit 4.
[0063]
On the other hand, when the user gives an instruction for high-speed (double speed) drive display or when it is determined that the input image is an image with a large amount of motion, the frame frequency conversion unit 7 performs motion adaptive frame interpolation processing. Then, by generating a sub-frame image, the frame frequency of the input image signal is converted to double (120 Hz), and a double-speed image signal is output.
[0064]
At this time, the enhancement conversion unit 22 refers to the conversion table area B of the OS table memory (ROM) 3c and corresponds to the combination (gradation transition) of the image data of the previous subframe and the image data of the current subframe. The enhancement conversion parameter is read, and based on this, an enhancement conversion signal (writing gradation data) that can compensate the optical response characteristics of the liquid crystal display panel 5 for one subframe (= 8.3 msec) is obtained and displayed. It outputs to the electrode drive part 4 as an image signal.
[0065]
Thereby, in the present embodiment, switching reference is made to either of the reference table areas A and B of the OS table memory (ROM) 3c according to the frame frequency conversion rate (equal magnification or double) by the frame frequency conversion unit 7. Thus, as in the first embodiment, it is possible to perform enhancement conversion processing of an image signal using an appropriate enhancement conversion parameter corresponding to each image display cycle (vertical display period), and image quality due to motion blur Deterioration can be suppressed and image quality deterioration due to an afterimage can be prevented.
[0066]
In the present embodiment as well, in order to simplify the description, the frame frequency of the display image signal has been described as being switched and converted into two stages of equal magnification (60 Hz) and twice (120 Hz). It is obvious that the present invention is not limited to this, and it may be configured to perform switching conversion to any frame frequency of 3 or more. In this case, three or more reference table areas corresponding to the respective frame frequency conversion rates may be provided in the table memory (ROM), and these may be configured to be switched and referenced as appropriate.
[0067]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10, but the same parts as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the main part of the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0068]
As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device according to the present embodiment includes an enhancement conversion unit 2 that obtains an enhancement conversion signal based on an enhancement conversion parameter read from the OS table memory (ROM) 3a as writing gradation determination means. The subtractor 31 that subtracts the image signal whose frame frequency has been converted by the frame frequency conversion unit 7 from the enhancement conversion signal obtained by the enhancement conversion unit 2, and the weight coefficient k (k ≧ 1) to the output signal of the subtractor 31 ) And an adder 33 for obtaining a display image signal to be supplied to the liquid crystal display panel 5 by adding the output signal of the multiplier 32 to the image signal whose frame frequency has been converted. It has a configuration.
[0069]
Here, the value of the weight coefficient k is variably controlled based on the switching control signal output from the control CPU 9 in accordance with the frame frequency conversion rate by the frame frequency conversion unit 2. That is, in conjunction with the image display cycle (vertical display period) for the liquid crystal display panel 5, the enhancement conversion signal (writing gradation data) generated by the enhancement conversion unit 2 is varied, and this is displayed on the liquid crystal display as a display image signal. The configuration is such that the panel 5 is supplied.
[0070]
That is, when the user gives an instruction for normal (normal speed) drive display, or when the input image is determined to be an image with a small amount of motion, the frame frequency of the input image signal is determined by the frame frequency conversion unit 7. Without being converted (converted to the same magnification), an image signal at the same speed (60 Hz) delayed by one frame period is output as it is.
[0071]
At this time, the control CPU 9 controls the weighting coefficient of the multiplier 32 to be k = 1, whereby the combination of the image data of the previous frame generated by the enhancement conversion unit 2 and the image data of the current frame (gradation transition) ) Is output to the electrode drive unit 4 as a display image signal. As a result, it is possible to obtain an enhancement conversion signal (write gradation data) that allows the liquid crystal to display a desired gradation luminance within one frame period (= 16.7 msec).
[0072]
On the other hand, when the user gives an instruction for high-speed (double speed) drive display or when it is determined that the input image is an image with a large amount of motion, the frame frequency conversion unit 7 performs motion adaptive frame interpolation processing. Then, by generating a sub-frame image, the frame frequency of the image signal is converted to double (120 Hz), and a double-speed image signal is output.
[0073]
At this time, the control CPU 9 controls the weighting coefficient of the multiplier 32 so that k> 1, thereby further enhancing the enhancement conversion signal generated by the enhancement conversion unit 2 and corresponding to the gradation transition before and after one subframe period. Then, it outputs to the electrode drive part 4 as a display image signal. Thus, even if one frame period of the input image signal is divided into the first and second subframe periods and the image display cycle (vertical display period) of each subframe is shortened, one subframe period (= 8.3) msec), it is possible to obtain an enhanced conversion signal (writing gradation data) that allows the liquid crystal to display a desired gradation luminance.
[0074]
As described above, in the present embodiment, the weight coefficient k (k ≧ 1) in the multiplier 32 is switched and controlled in accordance with the frame frequency conversion rate (equal magnification or double) by the frame frequency conversion unit 7. The emphasis conversion signal obtained with reference to the OS table memory (ROM) 3a can be subjected to appropriate correction corresponding to each image display cycle (vertical display period), and image quality deterioration due to motion blur. Can be suppressed, and image quality deterioration due to afterimages can be prevented.
[0075]
In the present embodiment as well, in order to simplify the description, the frame frequency of the display image signal has been described as being switched and converted into two stages of equal magnification (60 Hz) and twice (120 Hz). It is obvious that the present invention is not limited to this, and it may be configured to perform switching conversion to any frame frequency of 3 or more. In this case, a configuration may be adopted in which three or more weighting factors k corresponding to each frame frequency conversion rate are appropriately switched.
[0076]
Furthermore, in the first to third embodiments described above, the liquid crystal does not respond within one frame period (= 16.7 msec) depending on the gradation transition pattern before and after one frame (vertical display period) of the input image signal (target floor). The explanation is based on the assumption that a liquid crystal display panel (which does not reach the dimming brightness) is used. However, when a liquid crystal display panel that can respond within one frame period (= 16.7 msec) for all gradation transition patterns is used normally ( At the time of drive display (equal speed) (image display cycle: 1/60 seconds), the enhancement conversion process (overshoot drive) becomes unnecessary.
[0077]
However, when converting the frame frequency of the input image signal to a high frequency and performing high-speed drive display, the image display cycle (vertical display period) for the liquid crystal display panel 5 is shortened, and therefore all gradation transitions Emphasis conversion processing (overshoot drive) that enables liquid crystal response to a pattern within one subframe period is required. Although what solves such a problem is demonstrated with FIG. 11 as 4th Embodiment of this invention, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the said 1st-3rd embodiment, and the description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 11 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0078]
As shown in FIG. 11, the liquid crystal display device according to the present embodiment has image data (Previous Data) stored in the frame memory 1 stored in the frame memory 1 and the current vertical display period as writing gradation determination means. The image data (Current Data) is input, the OS table memory (ROM) 3d is referenced from these combinations (gradation transitions), the corresponding enhancement conversion parameters are read, and the image signal in the current vertical display period is read. In addition to the enhancement conversion unit 2 for determining an enhancement conversion signal that can compensate for the optical response characteristics of the liquid crystal display panel 5, the frame frequency conversion unit 7 performs frame (screen) unit according to the frame frequency conversion rate. The above-described enhancement conversion signal and the image signal subjected to frame frequency conversion by the frame frequency conversion unit 7 are selectively switched, and the display image signal supplied to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal. A kuta 41 is provided.
[0079]
That is, when the user gives an instruction for normal (normal speed) drive display, or when the input image is determined to be an image with a small amount of motion, the frame frequency of the input image signal is determined by the frame frequency conversion unit 7. Without being converted (converted to the same magnification), an image signal at the same speed (60 Hz) delayed by one frame period is output as it is.
[0080]
At this time, the control CPU 9 switches and controls the selector 41, and outputs the image signal at the same speed (60 Hz) that is not subjected to the enhancement conversion process as it is to the electrode driver 4 as the display image signal (write gradation data). . Thereby, the liquid crystal can display a desired gradation luminance within one frame period (= 16.7 msec).
[0081]
On the other hand, when the user gives an instruction for high-speed (double speed) drive display or when it is determined that the input image is an image with a large amount of motion, the frame frequency conversion unit 7 performs motion adaptive frame interpolation processing. Then, by generating a sub-frame image, the frame frequency of the input image signal is converted to double (120 Hz), and a double-speed image signal is output.
[0082]
At this time, the control CPU 9 switches and controls the selector 41 to drive the double-speed (120 Hz) image signal subjected to the enhancement conversion process by the enhancement conversion unit 2 as a display image signal (write gradation data). Output to part 4. As a result, it is possible to obtain an enhancement conversion signal that allows the liquid crystal to display a desired gradation luminance within one subframe period (= 8.3 msec).
[0083]
In this way, when normal (single-speed) drive display is performed, the liquid crystal can respond within one frame period (= 16.7 msec), so the enhancement conversion processing (overshoot drive) is not performed and the frame frequency is When the image signal converted to the same magnification is supplied as it is to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal, and on the other hand, one frame period of the input image signal is divided into a plurality of subframe periods to perform high-speed drive display. A predetermined emphasis conversion process (overshoot drive) is performed so that the liquid crystal responds to the target gradation luminance within one subframe period, and an emphasis conversion signal is generated, and this is displayed on the liquid crystal display panel 5 as a display image signal. By supplying, image quality deterioration due to motion blur can be suppressed and image quality deterioration due to an afterimage can be prevented.
[0084]
In the present embodiment as well, in order to simplify the description, the frame frequency of the display image signal has been described as being switched and converted into two stages of equal magnification (60 Hz) and twice (120 Hz). It is obvious that the present invention is not limited to this, and it may be configured to perform switching conversion to any frame frequency of 3 or more.
[0085]
In this case, when the frame frequency conversion rate is smaller than a predetermined value, the frame frequency converted image signal is supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal as it is, and the frame frequency conversion rate is lower than the predetermined value. If it is larger, an enhanced conversion signal corresponding to each frame frequency conversion rate may be obtained and supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal.
[0086]
In this embodiment, the selector 41 (switching means) switches and outputs the display image signal supplied to the liquid crystal display panel 5, but the present invention is not limited to this. For example, the following means is provided. Also, it is possible to realize a switching output between an image signal that has been subjected to appropriate enhancement conversion processing according to an image display cycle (vertical display period) and an image signal that has not been subjected to enhancement conversion processing. .
[0087]
That is, as a writing gradation determination means, a conversion table memory storing an enhancement conversion parameter for performing enhancement conversion processing according to a frame frequency conversion rate (image display cycle), and a frame frequency converted image signal are directly passed through. A non-conversion table memory storing non-conversion parameters for output, and selectively switching between the conversion table memory and the non-conversion table memory in accordance with a frame frequency conversion rate, whereby a liquid crystal display panel A display image signal to be supplied may be determined.
[0088]
In this case, when the frame frequency conversion rate is smaller than a predetermined value, an image signal not subjected to enhancement conversion processing is supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal as it is by referring to the non-conversion table memory. When the frame frequency conversion rate is larger than a predetermined value, the enhancement conversion signal subjected to the enhancement conversion processing corresponding to each frame frequency conversion rate (vertical display period) by referring to the corresponding conversion table memory. May be supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal.
[0089]
Further, as a writing gradation determination means, an enhancement conversion parameter for performing enhancement conversion processing according to a frame frequency conversion rate (image display cycle) and no conversion for through-outputting the frame frequency converted image signal as it is A table memory storing parameters, and selectively switching between a reference table area storing the enhancement conversion parameters and a reference table area storing the non-conversion parameters according to a frame frequency conversion rate. Thus, the display image signal to be supplied to the liquid crystal display panel may be determined.
[0090]
In this case, when the frame frequency conversion rate is smaller than a predetermined value, an image signal not subjected to enhancement conversion processing is directly used as a display image signal by referring to a table area in which no conversion parameters are stored. When the frame frequency conversion rate is supplied to the liquid crystal display panel and the frame frequency conversion rate is larger than the predetermined value, the corresponding frame frequency conversion rate (vertical display period) is supported by referring to the table area in which the corresponding enhancement conversion parameter is stored. The enhanced conversion signal subjected to the enhanced conversion process may be supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal.
[0091]
Further, as the writing gradation determining means, a subtracter for subtracting the image signal that has been subjected to frame frequency conversion from the enhancement conversion signal obtained by the enhancement conversion unit, and a weighting coefficient k that is switch-controlled according to the frame frequency conversion rate. Is added to the output signal of the subtracter, and the output signal of the multiplier is added to the frame frequency converted image signal to determine a display image signal to be supplied to the liquid crystal display panel. You may comprise.
[0092]
In this case, when the frame frequency conversion rate is smaller than a predetermined value, an image signal that is not subjected to enhancement conversion is supplied to the liquid crystal display panel as a display image signal with the weighting factor k = 0, and the frame frequency When the conversion rate is larger than a predetermined value, the weighted conversion signal subjected to the enhancement conversion is displayed on the liquid crystal display as a display image signal by switching control to the weighting coefficient k (≧ 1) corresponding to each frame frequency conversion rate. Supply to the panel.
[0093]
Also, in the above-described overshoot drive (enhancement conversion process), if the post-transition data is the most significant data or the vicinity of the least significant data, the overshoot drive does not operate properly, thus compensating for the optical response characteristics of the liquid crystal display panel. There is a problem that the response speed of the liquid crystal cannot be improved. For example, when the number of display signal levels, that is, the number of display data is 256 bits of 8 bits, liquid crystal data with gradation data of “255” or more that is the maximum gradation or gradation data of “0” or less that is the minimum gradation. Writing to the display panel is not possible, and afterimage transition or tailing occurs in a liquid crystal display panel with a slow response speed when gradation transitions near the maximum gradation data or the minimum gradation data.
[0094]
That is, when the pre-transition data is “128” gradation and the post-transition data is “0” gradation, as shown in FIG. 12, the target arrival floor is reached after one frame period (= 16.7 msec) of the input image signal. Even when the “0” gradation luminance, which is a key, is reached, when one frame period of the input image signal is divided into a plurality of subframe periods and high-speed driving display is performed, the above-described overshoot driving is performed. However, there is a situation in which the liquid crystal cannot respond to the “0” gradation luminance that is the target gradation luminance within one subframe period.
[0095]
In this way, when the frame frequency conversion rate is increased and the subframe period is shortened, the enhancement conversion processing by overshoot driving is performed on the image signal that transitions to a halftone, so that the liquid crystal display panel optical Although it is possible to compensate for response characteristics and suppress the occurrence of afterimages and tailing, enhancement conversion processing by overshoot drive can be performed on image signals that transition to low gradations or high gradations. Therefore, afterimages and tailing occur, and the image quality of the display image is degraded.
[0096]
What solves the above problems will be described with reference to FIGS. 13 to 15 as a fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in the first to fourth embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be given. Is omitted. Here, FIG. 13 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 14 is an explanation showing an example of conversion characteristics (input / output characteristics) of the gradation conversion unit in the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 15 and FIG. 15 are schematic explanatory views showing examples of table contents of the OS table memory in the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0097]
As shown in FIG. 13, the liquid crystal display device according to the present embodiment uses the display frequency of the liquid crystal display panel 5 to determine the number of gradations of the image signal (number of display signal levels = P) subjected to frame frequency conversion by the frame frequency conversion unit 7. The gradation conversion unit 51 that converts the number to be smaller than the key number (the number of display data = Q), and the gradation conversion unit 51 in units of frames (screens) according to the frame frequency conversion rate by the frame frequency conversion unit 7. A selector 52 that selectively switches between the image signal subjected to gradation conversion and the image signal subjected to frame frequency conversion by the frame frequency conversion unit 7 and outputs the image signal to the frame memory 1 and the enhancement conversion unit 12 is provided.
[0098]
Here, the gradation conversion unit 51 can be configured by an arithmetic unit having an input / output characteristic (gradation conversion characteristic) as shown in FIG. 14, an LUT table, or the like. In this case, an image signal having 256 gradations (0 to 255) having a display signal level number of 8 bits is converted into 224 gradations (16 to 239) smaller than the number of display data (= 256 gradations) of the liquid crystal display panel 5. Conversion is performed, that is, processing for narrowing the dynamic range of the input image signal is performed.
[0099]
Further, in the liquid crystal display device of the present embodiment, as the writing gradation determination means, when the frame frequency conversion unit 7 does not perform frame frequency conversion, that is, emphasized conversion parameters to be referred to during normal (equal speed) drive display are stored. OS table memory (ROM) 3a and an OS table memory (when the frame frequency converter 7 converts the frame frequency to a high frequency (in this case, twice), that is, the OS table memory storing the emphasis conversion parameters to be referred to at the time of double speed drive display) ROM) 3e (see FIG. 15), and read from the frame memory 1 by switching and referring to either the OS table memory (ROM) 3a or 3e in conjunction with the switching control signal from the control CPU 9. Current image data (Current Data) enhancement conversion signal (Writing gradation data) for previous image data (Previous Data) And an emphasizing conversion unit 2 for determining.
[0100]
Here, the OS table memory (ROM) 3e stores a table storing enhancement conversion parameters corresponding to gradation transitions of image signals before and after one subframe, and the number of display signal levels after gradation conversion is P. In the case of gradations, enhancement conversion parameters for all gradation transition patterns of P × P may be provided. Here, in order to reduce the memory capacity of the OS table memory (ROM) 3e, for example, FIG. As shown, a table storing only 9 × 9 emphasis conversion parameters (actual measurement values) for nine representative gradations for every 28 gradations is used.
[0101]
In addition, the OS table memory (ROM) 3e has 16, 44, 72, 100, 128, 156, 184, 212, before and after one subframe to match the input / output characteristics of the gradation converting unit 51 shown in FIG. Emphasis conversion parameters for 239 gradations are stored. This enhancement conversion parameter is the same as that for the 0, 32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, and 255 gradations in the conversion table shown in FIG. 4B, and the OS table memory (ROM) 3e. The data content is substantially unchanged from that of the first embodiment.
[0102]
Next, the operation of the liquid crystal display device configured as described above will be described. When the user gives an instruction for normal (equal speed) drive display, or when the input image is determined to be an image with a small amount of motion, the frame frequency of the input image signal is converted by the frame frequency conversion unit 7. (Converted to the same magnification), the image signal at the same speed (60 Hz) delayed by one frame period is output as it is.
[0103]
At this time, the selector 52 outputs the image signal at the same speed (60 Hz) as it is (without gradation conversion) to the emphasis converter 12, and the emphasis converter 12 refers to the OS table memory (ROM) 3a as 1 The enhancement conversion parameter corresponding to the combination of the image data before the frame and the image data of the current frame (gradation transition) is read, and based on this, the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5 for one frame period (= 16.7 msec) is obtained. An emphasis conversion signal (writing gradation data) that can be compensated is obtained, and this is output to the electrode driver 4 as a display image signal.
[0104]
On the other hand, when the user gives an instruction for high-speed (double speed) drive display or when it is determined that the input image is an image with a large amount of motion, the frame frequency conversion unit 7 performs motion adaptive frame interpolation processing. Then, by generating a sub-frame image, the frame frequency of the input image signal is converted to double (120 Hz), and a double-speed image signal is output.
[0105]
At this time, the selector 52 outputs the image signal subjected to the gradation conversion by the gradation conversion unit 51 to the enhancement conversion unit 12, and the enhancement conversion unit 12 refers to the OS table memory (ROM) 3 e before one subframe. The emphasis conversion parameter corresponding to the combination (tone transition) of the image data of the current subframe and the image data of the current subframe is read out, and based on this, the optical response characteristic of the liquid crystal display panel 5 for one subframe period (= 8.3 msec) is obtained. An emphasis conversion signal (writing gradation data) that can be compensated is obtained, and this is output to the electrode driver 4 as a display image signal.
[0106]
Here, for example, when the previous image data is “128” gradation and the current image data is “0” gradation, the gradation conversion unit 51 converts the current image data to “16” gradation and then overshoot driving. (Enhancement conversion processing) is performed, and an enhancement conversion signal (written gradation data) of “0” gradation is supplied to the liquid crystal display panel 5 as a display image signal. Accordingly, the enhancement conversion signal (write gradation data) is the same as before gradation conversion, but the target arrival gradation changes to “16” gradation, so that the liquid crystal is switched within one subframe period (= 8.3 msec). It becomes possible to respond to the target gradation luminance, and it is possible to realize a high-quality image display in which no afterimage or tailing occurs.
[0107]
As described above, the number of gradation representations is reduced by converting the number of gradations of the image signal to be smaller than the display gradation number of the liquid crystal display panel 5 (dynamic range conversion). Although the contrast will be reduced, enhancement conversion by overshoot drive is also possible for image signals that transition to low gradation or near high gradation, so even if the subframe period is shortened, Generation of afterimages and tailing can be suppressed, and overall image quality can be improved.
[0108]
In this way, when performing normal (equal speed) drive display, the liquid crystal is targeted within one frame period (= 16.7 msec) by performing enhancement conversion processing (overshoot drive) for all gradation transitions. Since it is possible to respond to the gradation luminance, the image signal in which the frame frequency is converted to the same magnification is supplied as it is to the enhancement conversion unit 12 without performing the gradation conversion process. When high-speed driving display is performed by dividing the frame period into a plurality of sub-frame periods, by performing a predetermined gradation conversion process on the image signal and then performing an enhancement conversion process (overshoot drive), Although the contrast is reduced, the liquid crystal can respond to the target gradation luminance within one subframe period, thereby suppressing image quality deterioration due to motion blur and preventing image quality deterioration due to afterimage. Can.
[0109]
In the present embodiment as well, in order to simplify the description, the frame frequency of the display image signal has been described as being switched and converted into two stages of equal magnification (60 Hz) and twice (120 Hz). It is obvious that the present invention is not limited to this, and it may be configured to perform switching conversion to any frame frequency of 3 or more.
[0110]
In this case, when the frame frequency conversion rate is smaller than a predetermined value, overshoot driving (enhancement conversion processing) is performed on the image signal without performing gradation conversion processing, and the frame frequency conversion rate is predetermined. When the value is larger than the above value, it may be configured to perform overshoot driving (enhancement conversion processing) after performing gradation conversion processing corresponding to each frame frequency conversion rate.
[0111]
In addition, the optical response characteristics (speed) of the liquid crystal display panel vary depending on the alignment mode of the liquid crystal and the electrode structure for applying an electric field to the liquid crystal material. By setting the conversion characteristics of the conversion unit 51 as appropriate, more effective image quality improvement can be achieved.
[0112]
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, even when the frame frequency of the input image signal is switched and converted to one or more times and high-speed display is performed, overshooting is performed according to the frame frequency conversion rate. By variably controlling the drive amount (enhancement conversion amount), the optimum display image signal (writing gradation data) can be supplied to the liquid crystal display panel, so that it is possible to prevent image quality deterioration due to motion blur interference. In addition, it is possible to reliably prevent image quality deterioration due to an afterimage and improve the overall image quality.
[0113]
【The invention's effect】
Since the liquid crystal display device of the present invention is configured as described above, the overshoot drive amount can be variably controlled according to the frame frequency conversion rate, and in order to improve image quality degradation due to motion blur, Even when the frame frequency of the image display signal is converted to a high frequency, an appropriate image display signal that can compensate for the optical response characteristics of the liquid crystal can be supplied to the liquid crystal display panel. Deterioration can be prevented, and a comprehensive improvement in image quality can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration in a first embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart showing an operation of a frame frequency conversion unit in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram for explaining an operation of a frame frequency conversion unit in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing an example of table contents of an OS table memory used in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between an input image signal and display brightness at the time of double speed drive display in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a write gradation voltage and an optical response (display luminance) of liquid crystal at the time of double speed drive display in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 8 is a functional block diagram showing a schematic configuration in a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram showing an example of table contents of an OS table memory used in the second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of main parts of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a functional block diagram showing a schematic configuration in a fourth embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram showing liquid crystal display gradation luminance when an image signal changing from 128 gradations to 0 gradations is displayed.
FIG. 13 is a functional block diagram showing a schematic configuration in a fifth embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of conversion characteristics (input / output characteristics) of a gradation converter in a fifth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 15 is a schematic explanatory diagram showing an example of table contents of an OS table memory in the fifth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 16 is a functional block diagram showing a schematic configuration of an overshoot drive circuit in a conventional liquid crystal display device.
FIG. 17 is a schematic explanatory diagram illustrating an example of table contents in an OS table memory used for an overshoot drive circuit.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal and the response of the liquid crystal.
FIG. 19 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a double speed drive display circuit in a conventional liquid crystal display device.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a relationship between an input image signal and display brightness at the time of double speed drive display in a conventional liquid crystal display device.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a writing gradation voltage and an optical response (display luminance) of liquid crystal at the time of double speed drive display in a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 frame memory
2, 12, 22 Emphasis converter
3, 3a-3e Table memory (ROM)
4 Electrode driver
5 LCD panel
6 Motion vector detector
7 Frame frequency converter
8 Remote control sensor
9 Control CPU
31 Subtractor
32 multiplier
33 Adder
41 selector
51 gradation converter
52 selector

Claims

A liquid crystal display device that displays an image using a liquid crystal display panel,
A frame frequency converting means for converting the frame frequency of the input image signal by interpolating a predetermined number of subframes with respect to the input image frame;
Gradation conversion means for performing gradation conversion for reducing the dynamic range of the image signal subjected to frame frequency conversion;
The frame-frequency-converted image signal is converted into an enhanced conversion signal that compensates for the optical response characteristics of the liquid crystal display panel in accordance with a gradation transition before and after at least one vertical display period of the frame-frequency-converted image signal . And a writing gradation determining means for outputting to the liquid crystal display panel ,
The liquid crystal display device, wherein the gradation conversion unit variably controls the gradation conversion process according to a frame frequency conversion rate by the frame frequency conversion unit.

The frame frequency conversion rate is switched based on a user instruction input.
The liquid crystal display device according to claim 1 .

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the frame frequency conversion rate is switched based on a motion vector of an input image .