CN100585692C - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种显示装置，不是将所有点的调整量都保存到一览表中，而是保存代表点的调整量(LUT存储电路(120)和LUT保持电路(130))，代表点的调整量参照一览表获得，代表点以外的插值点的调整量是参照一览表选择插值对象点附近的3个代表点(代表点选择电路(140))，用3个代表点的调整量通过插值计算算出(调整量计算电路(150))。能够削减保存调整量的一览表的容量，并且能够简单地实现上述插值计算用的电路。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示装置、有机EL(Electro Luminescence，电致发光)显示装置或LCOS(Liquid Crystal On Silicon，硅基液晶)显示装置等显示装置，尤其涉及主要以提高动图像的显示质量等为目的，根据输入显示数据的时间变化调整显示用输出显示数据，根据调整后的输出显示数据进行显示的显示装置。
背景技术
在显示装置中，作为根据输入显示数据的时间变化调整显示用的输出显示数据，并根据调整后的输出显示数据进行显示来改善像质的方法的一个例子，有缩短液晶显示装置中的液晶元件的响应时间的方法。
在使用液晶元件作为显示装置的液晶显示装置中，存在会产生液晶元件对驱动电压变化的响应时间较长而引起的所谓动图像模糊，导致显示质量降低的问题。为了解决这样的液晶的响应速度的问题，已知有如下的驱动方法：根据当前帧的输入显示数据与其前一帧的输入显示数据之间的差分，在当前帧的输入显示数据的灰度比前一帧的输入显示数据的灰度高(变亮)的情况下，将修正值加到当前帧的输入显示数据上，向液晶显示面板提供比通常的灰度电压高的驱动电压，在当前帧的输入显示数据的灰度比前一帧的输入显示数据的灰度低(变暗)的情况下，将修正值加到当前帧的输入显示数据上，向液晶显示面板提供比通常的灰度电压低的驱动电压，通过这样来缩短液晶的响应时间(参照美国专利第5347294号(日本特开平4-365094号)公报)。在本申请的说明书中，将该驱动方式定义为强调驱动。
作为计算上述强调驱动中的修正量(下面，在本申请说明书中将该修正量定义为调整量)的方法，已知有如下方法：根据与当前帧和前一帧的显示数据值相对应的液晶的响应时间，预先计算出对于当前帧的显示数据的调整量，将通过该计算获得的调整量保存到一览表中，参照该一览表求出调整量，使用该调整量生成修正显示数据并输出。还已知有如下方法：为了削减一览表的存储器的容量，使用将当前帧的显示数据和前一帧的显示数据作为输入、输出4个中间修正值的一览表，根据上述4个中间修正值并使用插值计算求出修正值，从而获得修正显示数据。
在美国公开专利20040189565(日本特开2004-310012号公报)记载的根据上述4个中间调整量并使用插值法求出调整量的方法，具有能够使一览表小型化、能够削减存储一览表的存储电路的容量的优点。
但是，另一方面需要进行复杂的插值计算的运算电路。并且，在用上述4个中间调整量通过插值计算求出调整量的过程中，通过插值求得的调整量不一定就是希望的值，有可能在画面中产生意想不到的干扰。例如在上述强调驱动中，在当前帧与前一帧的图像数据一致时、即输入了静止图像数据时，由于不需要用于强调变化的调整处理，因此上述调整量最好为0。但是，在用4点进行插值计算时，由于插值运算本身不包含在当前帧与前一帧一致时使调整量为0的限制条件，因此，根据4点的中间调整量的组合，调整量不一定为0。
因此，在4点的插值运算中，为了防止上述干扰的产生，需要另外设置判断输入显示数据为静止图像的电路、和当上述电路判断为是静止图像时将调整量调整为0的电路，因此电路变得复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置，具备像例如上述液晶显示装置中的上述强调驱动那样的、根据输入显示数据的时间变化调整显示用的输出显示数据并根据调整后的输出显示数据进行显示的机构，在该显示装置中，通过利用插值计算，削减保存调整量的一览表的容量，并且能够简单地实现上述插值计算用的电路。
本发明的液晶显示装置，接受具有多个灰度的影像数据作为输入显示数据，根据预先与上述多个输入显示数据相对应的多个亮度进行多个灰度的显示，其具备：调整电路，根据上述输入显示数据的时间变化，调整显示用的输出显示数据；以及存储一览表的存储电路，预先对多个代表性的时间变化计算出各自的调整量，在上述一览表中将上述预先计算出的多个调整量作为调整上述输出显示数据的代表调整量进行保存；在根据上述输入显示数据的时间变化计算出调整量时，上述调整电路从上述一览表中选出第1代表调整量、第2代表调整量和第3代表调整量，利用上述3个代表调整量通过插值运算计算出调整量；上述调整电路具备调制上述输入显示数据并生成调制显示数据的调制电路；上述调制电路将上述输入显示数据的更新期间分割成多个期间，在上述多个期间的至少一个期间将调制显示数据调制成大于输入显示数据的值或与之相等的值，在其他的至少一个期间将调制显示数据调制成小于输入显示数据的值或与之相等的值，并作为输出显示数据输出。
本发明将代表点的调整量保存到一览表中，代表点的调整量参照一览表获得，根据插值对象点附近的3个代表点的调整量，通过插值计算算出代表点以外的插值点的调整量。
如果采用本发明，能够在显示装置中实施根据例如强调驱动那样的输入显示数据的时间变化来调整显示用输出显示数据、并根据调整后的输出显示数据进行显示的调整机构，能够提高例如动图像显示质量等显示性能。而且，能够以简单的结构、低成本地提供具备上述调整单元的显示装置。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的显示装置结构例的图。
图2是表示本发明第一实施例的显示装置中的输入显示数据、对上述输入显示数据实施了强调驱动时的输出显示数据以及显示装置的亮度变化的形态例子的曲线图。
图3是表示本发明的第一实施例中，用于保存显示装置的强调驱动中使用的调整量的一览表结构例的图。
图4是表示本发明的第一实施例中，用于对显示装置的强调驱动中使用的调整量进行插值计算的方式的例子的图。
图5是表示对显示装置的强调驱动中使用的调整量进行插值计算的现有方式的例子的图。
图6是表示本发明的第二实施例的显示装置的结构例的图。
图7是表示本发明的第二实施例中，显示装置的输入显示数据、对上述输入显示数据实施了强调驱动时的输出显示数据以及显示装置的亮度变化的形态的例子的曲线图。
图8是表示本发明的第三实施例中，显示装置的输入显示数据、对上述输入显示数据实施了强调驱动时的输出显示数据以及显示装置的亮度变化的形态的例子的曲线图。
图9是表示本发明的第一实施例中，用于对显示装置的强调驱动中使用的调整量进行插值计算的方式的例子的图。
图10是表示本发明的第一实施例中，用于对显示装置的强调驱动中使用的调整量进行插值计算的方式的例子的图。
具体实施方式
首先，作为根据输入显示数据的时间变化来调整显示用的输出显示数据，并根据调整后的输出显示数据进行显示的机构以及具备该机构的显示装置的一例，以液晶显示装置中的强调驱动为例进行说明。
图2A是表示向显示装置的某显示单位(1个像素)输入的输入显示数据的变化形态的例子的曲线图。横轴表示时间，纵轴表示输入显示数据的灰度。如图2例示的那样，输入到显示装置的输入显示数据每隔规定的时间(即更新周期)τ就被依次更新。例如电视用的NTSC信号中，更新周期τ为16.6ms。
下面，在本申请说明书中，将上述更新周期定义为对相当于1帧的显示数据进行切换的帧周期。一般，帧周期是垂直同步信号的周期。
图2A中示出了如下变化的输入显示数据的例子：在第i-1帧中是灰度G1，从第i帧开始是灰度G2，从第j帧开始再次成为灰度G1。i、j是1以上的整数。在显示装置中，对于这样的输入显示数据，在第i-1帧供给显示相当于灰度G1的亮度L1的灰度信号(例如电压)，从第i帧开始供给显示相当于灰度G2的亮度L2的灰度信号，从第j帧开始再次供给显示相当于灰度G1的亮度L1的灰度信号。在本申请的说明书中，将如该例子这样根据对帧单位输入的输入显示数据并以帧为单位驱动显示装置的方法定义为通常驱动。
接着，图2B是表示在图2A所示的输入显示数据中组合了强调驱动时的显示装置的(即实施了调整后的)输出显示数据的变化形态例的曲线图。
用实线表示的波形是对显示装置进行了强调驱动时的输出显示数据的变化形态的例子。另一方面，用虚线表示的波形是对显示装置进行了通常驱动时的输出显示数据的变化形态的例子。在强调驱动中，在第i帧中输入显示数据的灰度从G1变化到G2，因此为了强调该变化，附加调整量E1。此外，由于在第j帧中灰度从G2变化到G1，因此为了强调该变化，附加调整量E2。在此，最好预先计算出调整量E1、E2，使显示装置的亮度响应呈现希望的特性。例如，调整量E1为正值，调整量E2为负值。此外，调整量E1的绝对值与调整量E2的绝对值可以不同，调整量E1的绝对值也可以比调整量E2的绝对值大。另一方面，虚线所示的通常驱动时，输出显示数据与(实施调整前的)输入显示数据一致。
下面，说明与这些输出显示数据对应的显示装置的显示单位的亮度响应特性的例子。
图2C是表示显示装置的、与图2B所示的输出显示数据相对应的显示单位的亮度变化的形态例子的图。描绘了强调驱动的输出显示数据所决定的亮度对响应形态和通常驱动的输出显示数据所决定的亮度响应形态。
用实线表示的波形是对显示装置进行了强调驱动时所对应的显示单位的亮度变化形态的例子。另一方面，用虚线表示的波形是对显示装置进行了通常驱动时所对应的显示单位的亮度变化形态的例子。
在虚线所示的通常驱动的亮度响应中，在第i帧中显示亮度开始从亮度L1向亮度L2变化，但在第i+1帧中亮度依然没有达到两度L2。另一方面，在实线所示的强调驱动的亮度响应中，在第i帧中显示亮度开始从亮度L1向亮度L2变化，到第i+1帧达到了作为目标的亮度L2。如此地，即使在通常驱动中在更新周期τ内亮度不能到达目标亮度的情况下，如果采用强调驱动，通过使用附加了适当调整量的输出显示数据来驱动显示面板，也能够在更新周期τ内使亮度达到目标亮度。即，能够缩短显示装置的表面的响应时间，由此能够提高显示装置的动图像显示质量。
以上，作为根据输入显示数据的时间变化来调整显示用的输出显示数据，并根据调整后的输出显示数据进行显示的机构以及具备该机构的显示装置的一个例子，说明了液晶显示装置中的强调驱动。
本发明适用于：利用第p(p是1以上的整数)时刻的输入显示数据D(p)和第q(q是1以上的整数)时刻的输入显示数据D(q)计算出调整第q时刻的输入数据D(q)的第r(r是正数)时刻的调整量E(p、q、r)，根据上述调整量E(p、q、r)调整第q时刻的输入数据D(q)来获得第r时刻的输出显示数据Do(r)＝D(q)+E(p、q、r)的显示数据的调整单元；以及使用通过上述调整单元获得的上述输出显示数据D(r)进行显示的显示装置。第p时刻的输入显示数据D(p)有时相当于第i帧的输入显示数据；第q时刻的输入显示数据D(q)有时相当于第(i+n)帧的输入显示数据(I是整数，n是1以上的整数)。
在此，上述液晶显示装置中的上述强调驱动是如下构成的本显示装置的一实施方式的例子，即以满足例如q＝p+τ、r＝q(τ是上述更新周期)的关系的方式构成显示装置，根据显示元件的响应特性构成调整量E(p、q、r)，以便在各灰度间的迁移中能够获得希望的响应时间，但本发明的应用例并不局限于此。
[第一实施例]
下面用图1说明本发明的第一实施例。
图1是表示使用了本发明的一个实施形态的显示装置的结构例的图。
显示装置具备接受输入显示数据101的输入、用显示装置180显示预先与输入显示数据的灰度建立了对应关系的亮度和颜色的功能。显示装置具备数据延迟电路110、LUT存储电路120、LUT保持电路130、代表点选择电路140、调整量计算电路150、调整量加法电路160、灰度修整电路170和显示装置180。
输入显示数据101从外部装置(可以列举例如TV、PC、便携式电话机等信号处理装置)传输。
显示装置180是具备在显示装置的与输出显示数据171相对应的显示单位中，显示预先与输出显示数据171的灰度建立了对应关系的亮度的功能的显示装置。显示装置180最好是具有如下构成的显示装置：显示板，将多个显示单位作为像素，以矩阵状排列了多个；第1驱动电路，将与输入显示数据相对应的显示信号输出给上述像素；第2驱动电路，将用于选择应接收上述显示信号的像素的选择信号输出给上述像素。
显示装置180可以使用例如所谓液晶显示装置或LCOS显示装置那样的透射型显示装置，该透射型显示装置中，采用能够采取光的透射率不同的多个状态的元件作为显示元件使用，将上述多个状态与输出显示数据171的灰度对应起来实现多个灰度显示。或者，例如显示装置180也可以使用所谓电子纸那样的反射型显示装置，该反射型显示装置中，使用能够采取光的反射率不同的多个状态的元件作为显示元件使用，将上述多个状态与输出显示数据171的灰度对应起来实现多个灰度显示。或者，例如显示装置180也可以使用所谓有机EL显示装置、LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示装置、PDP(Plasma Display Panel，等离子体显示板)显示装置那样的自发光型显示装置，该自发光型显示装置中，使用能够采取发光程度不同的多个状态的元件作为显示元件使用，将上述多个状态与输出显示数据171的灰度对应起来实现多个灰度显示。或者，也可以是使用了其他的显示原理的显示装置。
数据延迟电路110是将输入显示数据101延迟规定时间的电路。可以使用例如各种RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等存储装置作为数据延迟电路。例如，如果将存储装置控制成能够将输入显示数据101写入存储装置并保存规定时间、并且在适当的时刻读出，则能够获得延迟了规定时间的输入显示数据102。在此，为了实现规定时间的延迟，上述存储装置希望具备足够的容量。
LUT存储电路120是预先存储修正量一览表的电路。可以使用例如ROM(Read Only memory，只读存贮器)、EEPROM(ElectricallyErasable Programmable ROM，电可擦可编程序只读存储器)或者闪存等各种非易失性存储器等。LUT保持电路130是保持修正量的一览表的电路。而且，具备从LUT存储电路120读取上述一览表的功能。LUT保持电路130具备例如寄存器文件和各种RAM(Read Onlymemory，只读存贮器)等的存储元件组和存储电路120的控制电路。121是从存储电路120中读取的一览表。
LUT存储电路120的存储容量最好是与LUT保持电路130的保持容量相等或比它大。例如，最好是如下结构：在LUT存储电路120中预先存储使成为调整量的计算前提的各条件不相同地准备的多个一览表，LUT保持电路130能够根据需要从上述多个一览表中选择任意一个读取并使用。
代表点选择电路140是根据输入显示数据101和通过数据延迟电路110延迟了规定时间的输入显示数据102的关系，参照保持在LUT保持电路130中的一览表131来选择并输出3个代表点141、142、143的电路。
调整量计算电路150是根据通过数据延迟电路120延迟了规定时间的输入显示数据102和从一览表选择的3个代表点141、142、143计算调整量151的电路。调整量151可以取正值或负值。
调整量加法电路160是将调整量151加到输入显示数据101上，输出调整显示数据161的电路。
灰度修整电路170是当调整显示数据161超出了显示装置180的可显示的灰度范围时输出调整了调整显示数据161的值使之收在显示装置180的可显示范围内的输出显示数据171的电路。优选灰度修整电路170具有如下结构：在例如调整显示数据161超过显示装置180可显示的最大灰度Gmax时，作为显示数据171输出灰度Gmax，来取代调整显示数据161，或者在例如调整显示数据161小于显示装置180可显示的最小灰度Gmin时，作为输出显示数据171输出灰度Gmin，来取代调整显示数据161。
以上，用图1说明了使用本发明的显示装置的一个结构例。
下面，利用图3说明本发明的显示装置所使用的调整量一览表的一个例子。
图3是在显示装置中保存了用于显示数据调整的调整量的一览表的一例。
采用了保存与第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)的组合相对应地预先计算出的调整量的结构。设可作为上述输入显示数据接收的灰度数或者在上述显示装置中可显示的灰度数为G时，如果采用例如以1灰度的单位选择N个代表灰度组并将由代表灰度之间的组合决定的N行N列的代表点存储到一览表中的结构，则优选一览表的构成使G＝1×(N-1)的关系成立(G、1、N分别为1以上的整数)。
图3表示G＝256、1＝32、N＝9时的一览表的例子。在图3的例中，例如D(p)＝32、D(q)＝160时，如果参照一览表，调整量成为10。或者，例如D(p)＝224、D(q)＝64时，如果参照一览表，调整量成为-40。
另外，虽然图3示出了一览表的行数和列数相同的例子，但也可以采用行数与列数不同的结构。并且，保存到一览表中的调整量并不局限于图3所示的值。优选根据各种显示装置的特性适当设定，以获得希望的性能。并且，上述一览表优选采用在D(p)＝D(q)的情形下使调整量成为0的结构。其原因是，如上所述，可以将D(p)＝D(q)的情形以判定为输入显示数据不变化的情形、即静止图像，在这种情形下不必附加调整量。如果在这种情况下附加调整量，虽然是静止图像，但也会产生显示图像不稳定的闪烁等干扰、或者显示装置的灰度与亮度的对应关系不正确这样的显示质量的下降。
在第p时刻的输入显示数据D(p)是代表灰度组中的某一个、且第q时刻的输入显示数据D(q)也是代表灰度组中的某一个的情况下，上述调整量E(p、q、r)能够通过参照上述一览表而直接取得。当第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)中的某一个或者两者都不是代表灰度组中的任何一个的情况下，从上述一览表中选出其附近的多个代表调整量组，利用上述多个代表调整量组并通过后述的插值计算计算出调整量E(p、q、r)(以下，将成为计算调整量的对象的点称为插值对象点)。
以上，利用图3说明了本发明的显示装置中保存了用于显示数据调整的调整量的一览表的一例。下面，利用图4、图9和图10说明本发明的显示装置所使用的调整量插值方法，接着利用图5说明与以往方法中的调整量插值方法的不同点。
图9是示意地表示本发明的显示装置中利用保存在一览表中的代表点组的代表调整量组计算所希望的调整量的方法的图。
如图9所示，在本发明的显示装置中，用以保存在一览表中的3个代表点为顶点的三角形小区域分割以第p时刻的输入显示数据和第q时刻的输入显示数据作为轴的二维平面，各小区域内部的点的调整量，利用相应点的周围的3个代表点的代表调整量进行插值计算。图9与图3的例子一样，表示了G＝256、1＝32、N＝9时的例子。
下面用图4更详细地说明。
图4是表示利用第p时刻的输入显示数据D(p)、第q时刻的输入显示数据D(q)、根据D(p)和D(q)的关系并参照一览表获得的3个代表点，对调整量进行插值计算的方法的图。首先说明对插值对象点的调整量进行插值计算时，从一览表选择插值计算中使用的插值对象点附近的代表点组的步骤。
首先，利用第p时刻的输入显示数据D(p)，计算出满足下式(1)的m(m是满足1×m≤G的0以上的整数)。
1×m≤D(p)＜1×(m+1)………………(1)
接着，利用第q时刻的输入显示数据D(q)，计算出满足下式(2)的n(n是满足1×n≤G的0以上的整数)。
1×n≤D(q)＜1×(n+1)………………(2)
在此，当第p时刻的显示数据为代表值x、第q时刻的显示数据为代表值y时，如果用LUT(x、y)表示从一览表参照的调整量的话，则如下所述地选择插值对象点附近的4个代表点组A、B、C、D。
代表点A的调整量为公式(3)、代表点C的调整量为公式(4)、代表点B的调整量为公式(5)、代表点D的调整量为公式(6)。
Ea＝LUT(1×m，1×n)……………………………(3)
Eb＝LUT(1×m，1×(n+1))……………………(4)
Ec＝LUT(1×(m+1)，1×(n+1))……………(5)
Ed＝LUT(1×(m+1)，1×n)……………………(6)
以上说明了选择插值对象点附近的代表点组A、B、C、D的4个点，获得该代表点组的调整量Ea、Eb、Ec、Ed的方法。
接着，说明利用上述4个代表点组A、B、C、D的调整量Ea、Eb、Ec、Ed通过插值计算求出插值对象点X的调整量Ex的步骤。
首先，用下述公式(7)和公式(8)确定插值系数t、s，根据插值系数t、s的大小切换调整量的计算方法。
t＝D(p)-1×m…………………………(7)
s＝D(q)-1×n…………………………(8)
图4A是表示s≥t成立时计算调整量的方式的例子的图。
当s≥t时，用上述A、B、C、D四个代表点中的A、B、C这三个代表点进行插值计算。
设点E为按s∶1-s的比例内分线段AC的点、点F为按s∶1-s的比例内分线段AB的点时，由于插值对象点X是按t∶s-t的比例内分线段EF的点，因此插值对象点X的调整量例如用公式(9)、(10)、(11)计算。
Ee＝{(1-s)×Ea+s×Ec}/{(1-s)+s}…………(9)
Ef＝{(1-s)×Ea+s×Eb}/{(1-s)+s}…………(10)
Ex＝{(s-t)×Ee+t×Ef}/{(s-t)+t}
＝{(1-s)×Ea+t×Eb+(s-t)×Ec}/l………(11)
相对于此，图4B是表示s＜t成立时计算调整量的方式的例子的图。
当s＜t时，用上述A、B、C、D四个代表点中的A、B、D三个代表点进行插值计算。
设点H是按s∶1-s的比例内分线段BD的点、点F是按s∶1-s的比例内分线段AB的点时，由于插值对象点X是按t-s∶1-t的比例内分线段FH的点，因此插值对象点X的调整量例如用公式(10)、(12)、(13)计算。
Eh＝{(1-s)×Ed+s×Eb}/{(1-s)+s}…………(12)
Ex＝{(1-t)×Ef+(t-s)×Eh}/{(1-t)+(t-s)}
＝{(1-t)×Ea+s×Eb+(t-s)×Ed}/l………………(13)
在此，当用数字电路构成上调整量计算电路时，优选选择成上述1的值为2的乘幂。其原因是，能够用2进制数的移位运算取代公式(11)和公式(13)的除法运算，可以削减数字电路的电路规模。
以上用图4A和图4B说明了利用3个代表点对调整量进行插值计算的方法。
但是，如图10例示的那样，在以第p时刻的输入显示数据、第q时刻的输入显示数据和调整量作为轴的三维空间内，公式(11)表示通过3点Ea、Eb、Ec的平面，求调整量Ex相当于是求满足坐标(D(p)、D(q)、Ex)的上述平面上的点。
同样，在以第p时刻的输入显示数据、第q时刻的输入显示数据和调整量作为轴的三维空间内，公式(13)表示通过3点Ea、Eb、Ed的平面，求调整量Ex相当于求满足坐标(D(p)、D(q)、Ex)的上述平面上的点(未图示)。
接着，为了比较插值计算的方法，使用图5说明用4个代表点进行插值计算的以往的方法。
以往的方法中，在选择代表点A、B、C、D并且从一览表中获得调整量Ea、Eb、Ec、Ed之前，可使用与本发明的方法相同的方法。
接着，设点E是按s∶1-s的比例内分线段AC的点、点H是按s∶1-s的比例内分线段BD的点时，由于插值对象点X是按t∶1-t的比例内分线段EH的点，因此插值对象点X的调整量例如用公式(14)计算。
Ex＝{(1-t)×Ee+t×Eh}/{(1-t)+t}
＝{(1-t)×(1-s)×Ea+t×s×Eb+
(1-t)×s×Ec+(1-s)×t×Ed}/(1×1)………(14)
在此，如上所述，为了防止显示静止图像时产生模糊或灰度偏差等，当D(p)＝D(q)时需要使调整量为0，但以往使用4个代表点进行的插值方法中，公式(14)的计算式内不包含使调整量为0的制约条件。即，已知即使将静止图像的条件D(p)＝D(q)、即s＝t和调整量的制约条件(Ea＝Eb＝0)代入公式(14)，如公式(15)那样调整量不一定成为0。
Ex＝{(1-t)×t×(Ec+Ed)/(1×1)………………(15)
因此，在以往的使用4个代表点的插值方法中，需要另外准备在静止图像显示时、即D(p)＝D(q)成立时进行再调整使调整量为0的单元。另一方面，在本发明的使用3个代表点的插值方法的情况下，在公式(11)和公式(13)中已经包含当D(p)＝D(q)时使调整量一定成为0的制约条件。即，如果将静止图像的条件D(p)＝D(q)，即s＝t和调整量的制约条件(Ea＝Eb＝0)代入公式(11)和公式(13)，则两者都为Ex＝0，可知调整量一定成为0。如以上说明，本发明的插值方法不需要上述以往的插值方法中必需的调整量的再调整电路，因此能够用更简单的电路构成显示装置。
而且，当比较以往的插值方法的公式(14)与本发明的插值方法中的公式(11)及公式(13)时，本发明的插值方法的公式(11)和公式(13)的四则运算少而简单。即，同以往方法的插值运算相比，通过使用本方法的插值运算，能够用简单的电路构成显示装置。
而且，显示装置180中有时存在例如液晶显示装置那样显示元件对亮度的响应特性随D(p)与D(q)的大小关系而不同的情况。这是因为，在例如液晶显示装置中D(p)＞D(q)时和D(p)＜D(q)时，亮度响应特性所依赖的物理现象不同。在使用了这样的显示装置的显示装置中，优选采用根据D(p)与D(q)的大小关系来切换插值运算的结构。这种倾向在D(p)与D(q)的值非常接近的情况下，在例如公式(7)、公式(8)中m＝n成立时尤为显著。
在公式(14)所示的以往的插值运算方法中，不进行这种根据D(p)与D(q)的大小关系来切换运算公式的操作，但公式(11)和公式(13)所示的本发明的插值运算方法中，能够容易地根据D(p)与D(q)的大小关系(m＝n成立时是t与s的大小关系)来切换运算公式。即，本发明的方法与以往的方法相比，对液晶显示装置这样的显示元件对亮度的响应特性随D(p)与D(q)的大小关系而不同的显示装置180的适用性高。
如以上说明的那样，使用了本发明的显示装置同以往的显示装置相比，具有能够削减电路规模或减少部件数量、且成本更低的优点。
而且，虽然在上述插值计算的说明中举出根据插值系数t、s的值选择A、C、B或A、B、D作为插值中使用的3个代表点的例子进行了说明，但根据例如调整电路的用途或显示装置的特性，也可以采用根据例如插值系数t、s的值或者其他要因——例如D(p)、D(q)的值，将3个代表点选择为A、C、D或选择为C、B、D的能够适当切换来使用的结构。
[第二实施例]
下面，利用图6说明本发明的第二实施例。
图6是表示使用了本发明的一个实施方式的显示装置的结构例的图。
显示装置具备接受输入显示数据601的输入、并且由显示装置显示预先与输入显示数据的灰度相对应的亮度和颜色的功能。输入显示数据601从外部装置(可以列举例如TV、PC、便携式电话机等信号处理装置)传送。
显示装置具备数据延迟电路610、LUT存储电路620、LUT保持电路630、代表点选择电路640、调整量计算电路650、调整量加法电路660、灰度修整电路670、显示装置680和调制电路690。上述显示装置的结构中，除了调制电路690以外，其他具有与第一实施例相同的功能。
调制电路690是对输入显示数据601施加各种调制并输出调制显示数据691的电路。上述调制电路可以使用例如对输入显示数据601的更新期间进行k分割(k为2以上的整数)，在输入显示数据601的1次更新期间内输出k次输入显示数据601作为调制显示数据691的调制电路(称为k倍速调制)。将上述调制显示数据691作为输入接受的调整量加法电路660以后的各电路，可以采用按照上述调制显示数据691以k倍速度动作的结构。
图7表示在具备k倍速调制电路的显示装置中使用了本发明时的输入显示数据与显示装置的亮度变化的形态例。
图7A是表示向显示装置的某个显示单位输入的输入显示数据的变化形态例的曲线图，与图2A一样。接着，图7B是表示在具备对图7A所示的输入显示数据进行k倍速调制的功能的显示装置中，再组合了强调驱动时和不组合强调驱动时(即有无调整时)的输出显示数据的变化形态例的曲线图。
用实线表示的波形是对显示装置进行k倍速调制、还施加了再强调驱动时的输出显示数据的变化形态的例子。另一方面，用虚线表示的波形是通过对显示装置只实施k倍速调制进行了驱动时的输出显示数据的变化形态的例子。
在具备k倍速调制电路的显示装置中，可以使输出显示数据的更新周期相对于输入显示数据的更新周期τ成为τ/k。即，在组合了强调驱动这样的调整电路的情况下，能够以更短的周期进行对输入显示数据的调整。或者，在相同的时间内能够实施更多次数的调整。因此，同通常的驱动相比，在k倍速调制中能够进行更细致的调整，能够提高图像的显示质量。
在图7B的例子中，由于强调驱动时在第i帧中输入显示数据的灰度从G1变化到G2，因此为了强调这一变化，附加调整量E3。在此，附加调整量E3期间能够成为比输入显示数据的更新周期τ短的期间。而且，由于在第j帧中灰度从G2变化到G1，因此为了强调这一变化，附加调整量E4。在此，附加调整量E4期间能够成为比输入显示数据的更新周期τ短的期间。另一方面，用虚线表示的通常驱动的情况下，输出显示数据与实施调整前的输入显示数据一致。
下面，说明显示装置中与这些输出显示数据相对应的显示单位的亮度响应特性的例子。
图7C是表示显示装置的与图7B所示的输出显示数据相对应的显示单位的亮度变化的形态例的图。
用实线描绘了实施k倍速调制且还进行了再强调驱动的输出显示数据的亮度响应形态，用虚线描绘了只进行了通常驱动时的输出显示数据的亮度响应形态。在虚线所示的通常驱动的亮度响应中，在第i帧显示亮度从亮度L1开始向亮度L2变化，但在第i+1帧亮度依然没有达到L2。另一方面，实线所示的组合了强调驱动时的亮度响应中，在第i帧显示亮度从亮度L1开始向亮度L2变化，在到达第i+1帧之前亮度达到了目标亮度L2。
如此地，即使在通常驱动中在更新周期τ内亮度不能到达目标亮度的情况下，通过组合k倍速调制和附加了适当调整量的强调驱动，也能够在更新周期τ内使亮度达到目标亮度。即，能够缩短显示装置的表面的响应时间，由此能够提高显示装置的动图像显示质量。第二实施例的调整量E3最好比第一实施例的调整量E1大，但第二实施例的调整量E3的积分值可以与第一实施例的调整量E1的积分值相等。
优选如图7B的例子那样，在第i帧的第1分割期间附加调整量E3和调整量E4。但是，在输入显示数据的第1分割期间附加了调整量E3的结果，在输出显示数据的第1分割期间超过输出显示数据的最大值(例如全部比特为“1”)时，最好在输入显示数据的第2分割期间以后附加剩余的调整量。在输入显示数据的第1分割期间附加了调整量E4的结果，当输出显示数据的第1分割期间小于输出显示数据的最小值(例如全部比特为“0”)时，最好在输入显示数据的第2分割期间以后附加剩余的调整量。
[第三实施例]
本发明的第三实施例的显示装置的结构可以采用图6所示的第二实施例的显示装置的结构，因此省略说明。
本发明的第三实施例的显示装置是，调制电路690中的调制方法与第二实施例的显示装置的不同。
例如，上述调制电路690使用如下的调制电路(称为“脉冲调制”)：将输入显示数据的更新期间τ分割成多个期间，在上述多个期间的至少在一个期间将调制显示数据调制成大于输入显示数据的值或与其相等的值，在另外的至少一个期间将调制显示数据调制成小于输入显示数据的值或与其相等地的值，并作为输出显示数据输出。
在此说明上述脉冲调制。当特别地以动图像显示的观点将显示装置进行分类的情况下，大体分成脉冲型显示装置和保持型显示装置。脉冲型显示装置是显象管那样地像素只在扫描期间增加亮度，像素的亮度在扫描之后立即降低的类型，保持型显示装置是液晶显示装置那样地根据显示数据将亮度一直保持到下一次扫描时为止的类型。
保持型显示装置的特征是，能够获得静止图像时不模糊的良好的显示质量，但存在这样的问题，即在动图像时产生移动物体的周围显得模糊的所谓动图像模糊，显示质量显著下降。该动图像模糊的产生原因是，在视线随物体移动而移动时，对于保持了亮度的显示图像，观察者对移动前后的显示图像进行插值，引起所谓视网膜残留，所以无论怎样提高显示装置的响应速度，也不能完全消除动图像模糊。
为了解决这个问题，有效的是通过插入黑画面等暂时消除视网膜残留，从而接近保持型显示装置的发光特性的方法，脉冲调整是使保持型显示装置的发光特性接近脉冲型显示装置的发光特性的方法之一。
图8表示在具备脉冲调制的显示装置中使用了本发明时的输入显示数据和显示装置的亮度变化的形态例。
图8A是表示输入显示装置的某个显示单位中的输入显示数据的变化形态例的曲线图，与图2A相同。接着，图8B是表示对图7A所示的输入显示数据进行脉冲调制、还组合了强调驱动时的显示装置的(即实施了调整之后)的输出显示数据的变化形态例的曲线图。
实线表示的波形是对显示装置进行脉冲调制、还实施了强调驱动时的输出显示数据的变化形态例。另一方面，虚线所示的波形是仅通过对显示装置实施脉冲调制而进行了驱动时的输出显示数据的变化形态例。在虚线所示的通常的脉冲调制驱动的情况下，例如输入显示数据是G1时，在分割成多个期间的更新期间的至少一个期间进行调制，使超过灰度G1的灰度G3成为调制显示数据，在另外的至少一个期间进行调制使小于灰度G1的灰度0成为调制显示数据。而且，在例如输入显示数据成为另外的灰度时，也用同样的方法进行调制。
如该例所示，在脉冲调制中将输入显示数据的更新期间τ分割成多个期间并实施调制，因此在上述多个期间能够分别地实施由上述调整电路进行的调整。在此，上述调整电路可以使用例如上述强调驱动。由此，在脉冲调制中能够进行比通常的驱动更细致的调整，能够提高动图像的显示质量。
在图8B的例子中，由于在第i帧输入显示数据的灰度从G1变化到G2，因此为了调整这一变化，附加调整量E5。在此，附加调整量E3的期间例如是分割成上述多个期间的更新期间的一部分期间。而且，在分割成上述多个期间的更新期间的其他期间，附加调整量E6。此外，为了在第i帧通过使输入显示数据的灰度从G1变化到G2而调整该变化，实施调整量E6的调整。
而且，由于在第j帧输入显示数据的灰度从G2变化到G1，为了强调该变化而附加调整量E4。在此，附加调整量E4的期间，例如是分割成上述多个期间的更新期间的一部分期间。而且，在分割成上述多个期间的更新期间的其他期间也可以附加调整量E7，也可以不附加。适当地设定调整量，使显示装置获得希望的发光特性。
下面，说明与这些输出显示数据相对应的显示装置的显示单位的亮度响应特性的例子。
图8C是考虑了上述视网膜残留现象示意地表示出观察者通过与显示装置的图8B所示的输出显示数据相对应的显示单位的亮度变化觉察到的亮度变化的形态的图。
用实线描绘了基于进行了脉冲调制、还实施了强调驱动的输出显示数据的亮度响应的形态，用虚线描绘了基于只实施了脉冲调制的输出显示数据的知觉亮度的变化形态。
这样一来，能够使除了进行脉冲调制之外、还组合了强调驱动时的知觉亮度的变化，比只进行了脉冲调制时的知觉亮度的变化更急剧，能够降低上述动图像的模糊，能够提高显示装置的动图像显示质量。
另外，在脉冲调制中组合了强调驱动的情况下，如果采用准备适当地计算出调整量的多个一览表，在上述多个期间的每个期间从上述多个一览表中使用适当的一览表计算出调整量的结构，则能够极其细致地控制知觉亮度，从改善显示质量方面来看是优选的。
另外，使用了本发明的显示装置，可以采用具备多个调制电路并切换上述多个调制电路来实施调制的结构，而且，还可以采用具备按照上述多个调制电路的特性适当地设定了调整量的多个一览表，并且对于上述每个调制电路切换上述多个一览表来使用的结构。
本发明可以用于液晶电视机等。

Claims (9)

1.一种液晶显示装置，接受具有多个灰度的影像数据作为输入显示数据，根据预先与上述多个输入显示数据相对应的多个亮度进行多个灰度的显示，其特征在于，具备：
调整电路，根据上述输入显示数据的时间变化，调整显示用的输出显示数据；以及
存储一览表的存储电路，预先对多个代表性的时间变化计算出各自的调整量，在上述一览表中将上述预先计算出的多个调整量作为调整上述输出显示数据的代表调整量进行保存；
在根据上述输入显示数据的时间变化计算出调整量时，上述调整电路从上述一览表中选出第1代表调整量、第2代表调整量和第3代表调整量，利用上述3个代表调整量通过插值运算计算出调整量，
上述调整电路具备调制上述输入显示数据并生成调制显示数据的调制电路；
上述调制电路将上述输入显示数据的更新期间分割成多个期间，在上述多个期间的至少一个期间将调制显示数据调制成大于输入显示数据的值或与之相等的值，在其他的至少一个期间将调制显示数据调制成小于输入显示数据的值或与之相等的值，并作为输出显示数据输出。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，
在利用上述第1代表调整量、第2代表调整量和第3代表调整量通过插值运算计算调整量时，在分别以第p时刻的输入图像数据D(p)、第q时刻的输入图像数据D(q)和第r时刻的调整量E(p、q、r)为轴的三维空间内，描绘了与第1代表调整量相对应的第1代表点Ea、与第2代表调整量相对应的第2代表点Eb和与第3代表调整量相对应的第3代表点Ec的情况下，代表点以外的插值对象点的调整量E(p、q、r)通过进行使该插值对象点位于经过上述3个代表点的平面上的插值计算获得。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，
当设上述3个代表点的代表调整量分别为Ea、Eb和Ec时，上述插值对象点的调整量Ex通过公式Ex＝α×Ea+β×Eb+γ×Ec计算，α、β、γ是插值系数。
4.一种液晶显示装置，接受具有多个灰度的影像数据作为输入显示数据，根据预先与上述多个输入显示数据相对应的多个亮度进行多个灰度的显示，其特征在于，具备：
调整电路，利用第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)，计算出对第q时刻的输入显示数据D(q)进行调整的第r时刻的调整量E(p、q、r)，利用上述调整量调整第q时刻的输入显示数据D(q)，获得第r时刻的输出显示数据D(r)；以及
存储电路，设可作为上述输入显示数据接受的灰度数或可显示的灰度数为G，从上述G个灰度中选出代表性的N个灰度作为代表灰度组，将第p时刻的输入显示数据D(p)是上述代表灰度组中的某一个、且第q时刻的输入显示数据D(q)也是上述代表灰度组中的某一个的场合作为代表点，上述代表点组是N×N个，将上述代表点的上述调整量作为代表调整量，上述代表调整量组是N×N个，上述代表调整量组预先用规定方法计算出，使得上述显示装置呈现希望的显示特性，并且将上述N×N个代表调整量预选保存到N行N列的一览表中；
在上述调整电路利用第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)计算对第q时刻的输入显示数据D(q)进行调整的第r时刻的调整量E(p、q、r)时，当第p时刻的输入显示数据D(p)是代表灰度组中的某一个、且第q时刻的输入显示数据D(q)也是代表灰度组中的某一个的情况下，通过参照上述一览表取得上述调整量E(p、q、r)，用上述调整量E(p、q、r)调整输入显示数据D(q)；
在第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)中的某一个或两者都不是代表灰度组中的某一个的情况下，上述调整电路从上述一览表中选出多个代表调整量组，利用上述多个代表调整量组通过插值计算计算出调整量E(p、q、r)，用该调整量E(p、q、r)调整输入显示数据D(q)；
在上述插值计算中，当第p时刻的输入显示数据D(p)和第q时刻的输入显示数据D(q)中的某一个或两者都不是代表灰度组中的某一个时，上述调整电路从上述一览表中选出的多个代表调整量组的数量是3个；
其中，p是1以上的整数，q是1以上的整数，r是正数，G是1以上的整数，N是1以上的整数。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，
上述代表灰度数N比可作为上述输入显示数据接受的灰度数或上述可显示的灰度数G小。
6.如权利要求4或5所述的液晶显示装置，其特征在于，
还具备：显示面板，将多个显示单位作为像素排列；第1驱动电路，将与上述输入显示数据对应的显示信号向上述像素输出；以及第2驱动电路，向上述像素输出用于选择应接收上述显示信号的像素的选择信号。
7.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，
上述调整电路具备调制上述输入显示数据并生成调制显示数据的调制电路；
上述调制电路对上述输入显示数据的更新期间进行k分割，在上述输入显示数据的一次更新期间内，将输入显示数据作为上述调制显示数据输出k次，其中k是1以上的整数。
8.如权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，
上述调整电路具备：存储上述一览表的一览表存储电路；和从上述一览表存储电路中读取一览表并保持所读取的一览表的一览表保持电路；
上述插值计算是通过参照被保持在上述一览表保持电路中的一览表实施的；
存储在上述一览表存储电路中的一览表具有可改写的结构。
9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，
上述一览表存储电路存储多个一览表，从上述一览表存储电路中读取上述一览表时，从上述多个一览表中选择读取。
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Assignee: BOE TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd.

Assignor: JAPAN DISPLAY Inc.|Panasonic Liquid Crystal Display Co.,Ltd.

Contract record no.: 2013990000688

Denomination of invention: Image display

Granted publication date: 20100127

License type: Common License

Record date: 20131016

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