CN1320829A - 液晶显示装置,单色液晶显示装置,控制器,图像转换显示方法 - Google Patents

液晶显示装置,单色液晶显示装置,控制器,图像转换显示方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1320829A
CN1320829A CN01117106.5A CN01117106A CN1320829A CN 1320829 A CN1320829 A CN 1320829A CN 01117106 A CN01117106 A CN 01117106A CN 1320829 A CN1320829 A CN 1320829A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gray level
subpixel
liquid crystal
data
gamma characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN01117106.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1195241C (zh
Inventor
船越明宏
清水俊雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AU Optronics Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN1320829A publication Critical patent/CN1320829A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1195241C publication Critical patent/CN1195241C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0271—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping
    • G09G2320/0276—Adjustment of the gradation levels within the range of the gradation scale, e.g. by redistribution or clipping for the purpose of adaptation to the characteristics of a display device, i.e. gamma correction
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2018—Display of intermediate tones by time modulation using two or more time intervals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2044—Display of intermediate tones using dithering
    • G09G3/2051—Display of intermediate tones using dithering with use of a spatial dither pattern
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/2007—Display of intermediate tones
    • G09G3/2074—Display of intermediate tones using sub-pixels

Abstract

本发明提供了一种液晶显示装置,通过输入图像数据预定的位数驱动的液晶驱动器在液晶单元上显示图像,在输入图像数据中一个象素是由许多子象素表示的,其中液晶显示装置包括:存储器22,存储有关偏移的信息,用于把根据位数均匀间隔的灰度系数特性曲线的灰度级坐标转变为非均匀间隔的灰度级坐标;一个灰度级调节部分41,用于根据存储的有关偏移的信息计算某个输入子象素数据;以及一个伪灰度级扩展部分42,用于对所计算出的子象素数据进行伪灰度级扩展。

Description

液晶显示装置，单色液晶显示装置， 控制器，图像转换显示方法
本发明涉及液晶显示(LCD)技术，特别是涉及增加LCD中灰度级数目的方法和装置。
现在，“液晶显示(LCD)”一词很容易让人想到一种彩色LCD显示。实际上，广泛用于LCD监视器的大多数LCD组件使用的是“8位色彩”源驱动器，用8位数据显示每种颜色，红色(R)，绿色(G)，以及蓝色(B)。用这种技术，可以表示每种颜色的28=256个灰度级，因此，现在用所有R,G和B可以表示多达(28)3=16M(大约为16兆)颜色。
另一方面，显示装置不必需要彩色显示性能。对一些应用，单色显示器就足够了，或者，为满足更高的分辨率和更多灰度级数目，单色显示器甚至比彩色显示器更好。一个好的例子是医用X射线图像显示器。具有更高分辨率和更多灰度级的单色显示CRT监视器已常规地用于这些特殊装置中。一些单色CRT监视器能显示12位数据，即由主机系统的图形适配器提供的能表示212个灰度级的数据。为支持这类数据，要求LCD显示器能够表示该数目的灰度级。
这些单色监视器的市场对LCD组件/监视器厂商来说是极富吸引力的。现在，LCD监视器能提供很高的分辨率，比如Quad扩展图形阵列(QXGA:2048×1536点)分辨率和Quad超扩展图形阵列(QUXGA:3200×2400点)分辨率。一些LCD监视器在象素间距上甚至超过CRT监视器。例如，带QXGA的20.8英寸LCD监视器的象素间距如下：行：(4/5)·20.8·25.4/2048=0.20637列：(3/5)·20.8·25.4/1536=0.20637因此，在水平和竖直方向上的间距大约都是206μm。用于显示字符，这对人眼过于精细了(据称显示字符用大约300μm的象素间距是合适的)，可对于显示图形是最合适的。
如上所述，LCD监视器的分辨率是足够高的。可是，能由LCD监视器显示的灰度级数目是很差的。例如，在单色TFT监视器上能显示的灰度级数目取决于LCD监视器的X-驱动器(数字/模拟转换器)转换的位数。用8位数字/模拟转换器的单色TFT监视器只能表示256级。因此，常常不能获得自然图像中平滑变化的灰度级。特别是，LCD监视器的灰度级数目对要求真灰度图像的应用是不够的，例如上面提到的医学图像(例如X射线图像)。
这里，考虑彩色薄膜晶体管(TFT)LCD板通过简单地去掉它的滤色器做成单色这种情况(例如，通过去掉滤色器制造过程)。在这种情况，一个象素可表示的灰度级数目可以通过把对应R,G,B的三个象素当作一个单色象素，并且把这些子象素的灰度级结合起来而增加。在8位彩色图像被做成单色的情况下，当三个子象素的灰阶值从(m,m,m)变为(m+1,m+1,m+1)时(其中，0≤m≤28-1)，子象素可以取两个亮度级，从(m,m,m+1)到(m,m+1,m+1)。这里(m,m,m+1),(m,m+1,m)和(m+1,m,m)被看作同一亮度级而且不能彼此区分。对(m,m+1,m+1),(m+1,m,m+1)和(m+1,m+1,m)也同样适用。因此，可表示的灰度级数目是3·(28)-2=766。
下面将对此作详细说明。由LCD的X驱动器设定的子象素的灰度系数(gamma)(γ：作用电压(灰度级)对液晶透过率(亮度))可以通过改变供给X-驱动器的参考电压而改变，X-驱动器为数字-模拟转换器。可是，由X-驱动器设定的每个子象素的灰度系数由于驱动器的限制不能单个地改变。因此，子象素的灰度系数将是相同的。这里，假设称为R,G,B区域的亮度为N。那么，每个R,G,B区域的灰度级可以表示为0,N/255,2N/255,…,255N/255。把R,G,B结合起来，可以表示0,N/255,2N/255,…,765N/255的灰度级。这样，即使从彩色LCD板上去掉滤色器并且一个象素由三个子象素表示来显示单色图像，由8位彩色显示装置提供的灰度级数目至多为766,低于210。因此，这种方法不能明显地增加可显示的灰度级数目。
为了解决上述问题而有了本发明，本发明的一个目的是，不在当前LCD显示器的LCD表面加任何像滤色器这种光学装置，或者，增加由X-驱动器提供的位数(比如，8位)，而增加在LCD显示器上可显示的灰度数。
本发明的另一个目的是，为了增加灰度级数目，对X-驱动器的灰度系数不作任何特殊的改变，允许现有的X-驱动器被子象素共享。
为实现这些目的，本发明用多个子象素构成一个象素，而且在使用由现有LCD驱动器(X-驱动器)提供的共同灰度系数时为这些子象素提供不同的灰度系数，因而允许显示具有很大数目灰度级的图像。即，本发明提供一种在液晶单元上用由输入的图像数据预定的位数驱动的液晶驱动器显示图像的液晶显示装置，其中一个象素由许多子象素表示，其中液晶显示装置包括：存储器，用于存储关于根据位数均匀间距的灰度系数特性曲线的灰度级坐标转换为非均匀间距的灰度级坐标的偏移的信息；一个灰度级调节部分，用于根据存储器上存储的有关偏移的信息对某个输入的子象素数据进行计算；以及一个伪灰度级扩展部分，用于对由灰度级调节部分计算出来的子象素数据进行伪灰度级扩展；其中，由伪灰度级扩展部分施加了伪灰度级扩展的子象素数据被提供到液晶驱动器上以在液晶单元上显示图像。
该存储器上以查表形式存储了偏移值，从每个灰度级加上或减去该偏移值作为要进行灰度系数特性转换的每个子象素所需的灰度系数特性，并且存储在待查表中的偏移值是能用比液晶驱动器位数更多位数更高密度灰度级表示的一个值。另外，伪灰度级扩展部分其特征在于，它把由灰度级调节部分转换了的、并且具有比液晶驱动器位数更多位数的子象素数据转换成具有液晶驱动器的位数而且相当于有更多位数的数据的数据。通过这些配置，可以不必对现有的TFT液晶显示器作任何基本的修改就能够显示出一个有很多灰度级数目的图像。
从另一方面看，根据本发明的单色液晶显示装置，其特征在于它包括：一个控制器，用于从其中一个象素由多个子象素代表的输入单色数据，输出为多个子象素的每一个设定的灰度级；一个用于显示单色图像的液晶单元；以及一个液晶驱动器，用于根据从控制器输出的多个子象素的灰度级为液晶单元提供电压，而不改变多个子象素中某个灰度级的液晶透过率；其中控制器假设一种特性，特性中任何中间灰度级的亮度级的倍数与另一子象素的任何中间灰度级的亮度级不同，并且从该特性上选择能提供所需亮度的一个灰度级。
该控制器的特征在于，它用填充在给定灰度系数特性曲线上均匀间距的灰度级坐标之间的一个灰度级，在多个子象素上输出灰度级，并且其特征在于，它用多个子象素中某个子象素的给定的灰度系数特性输出一个灰度级，而且根据其他子象素不同的灰度系数特性输出一个灰度级。通过这些配置，不用对LCD驱动器作任何特殊的修改就可以显示包括许多灰度级数目的灰度级的单色像。
该液晶显示装置和单色液晶显示装置可以用在例如，个人计算机(PC)设备中可以作为与计算机系统相箱分立的液晶显示监视器，也可以用于诸如笔记本电脑的同一机箱上。任何数目和排列的子象素都可使用，而且可以为任何子象素提供不同的灰度系数。此外，用许多子象素表示一个象素的图像数据可以在液晶显示装置自身中产生，也可以在例如PC/WS(工作站)这种系统中产生。这些思想也可应用于其他发明。
此外，本发明的特征在于，一个控制器，用于通过输入数据，其中一个象素由多个子象素表示，向液晶驱动器提供多个子象素的每一个的图象数据，驱动器向液晶单元提供电压。其中控制器包括：存储器，用于存储有关根据液晶驱动器的位数在灰度系数特性曲线上均匀间距的灰度级坐标转换为非均匀间距的灰度级坐标的偏移的信息；一个灰度调节部分，用于根据存储器上存储的有关偏移的信息对某个子象素数据进行计算；以及一个伪灰度级扩展部分，用于把由灰度级调节部分计算的子象素数据进行伪灰度级扩展。该控制器可以作为一个接口板提供，也可以实现为集成各种功能的LSI。或者也可以集成到液晶组件中。
在另一方面，本发明提供一个用于在液晶单元上显示图像的图像转换方法，根据输入的图像数据由驱动器提供电压，其中该方法包括如下步骤：输入子象素数据，其中图像数据的一个象素由多个子象素表示；以及为了对许多子象素中的每一个使用不同的灰度系数特性，从比用液晶驱动器位数可表示的灰度级更高密度的灰度级中选出能提供所需亮度的适当灰度级，用这个适当灰度级替换子象素数据。另外，该图像转换方法其特征在于，它包括一个伪转换步骤，把用适当灰度级替换的子象素数据伪转换为具有液晶驱动器位数的数据。该替换步骤其特征在于，通过用一个灰度级填在根据位数设定的基本灰度系数特性的灰度级间距中，用一个适当的灰度级代替子象素数据。通过这些配置，可以显示一个相当于更多位图像的子象素图像，而且，不用增加由液晶驱动器支持的位数就可以用更多的灰度级数目表示该图像。
从另一方面看，根据本发明的图像转换方法其特征在于，输入许多段子象素图像数据，每段子象素图像数据包括N位；假设一个对应M位(M＞N)的第二灰度系数特性，它是通过调节对应N位的第一灰度系数特性得到的；根据第二灰度系数特性为许多段子象素图像数据的某一段子象素图像数据选择一个能提供所需亮度的灰度级，并且用所选灰度级替换原来的灰度级；以及把替换的灰度级作为某段子象素图像数据的输出值。在这方面，可以假设一个第三灰度系数特性曲线。
此外，本发明提供一种图像显示方法，通过把一个象素分为许多子象素来显示有倍数灰度级的单色图像，其中该图像显示方法的特征在于：假设子象素的一个灰度系数特性，其中子象素的中间灰度级的亮度级的倍数和另一子象素的任何中间灰度级的亮度级不同；根据假设的灰度系数特性选择一个能提供所需亮度的适当的灰度级；以及根据所选择的适当灰度级显示单色图像。
假定的子象素的灰度系数特性其特征在于，从根据液晶驱动器位数设定的基本灰度系数特性曲线上均匀间距的灰度级之间的更高密度灰度级中选择一个能提供所需亮度的适当灰度级，并且用所选的灰度级替换原来的灰度级。另外，该方法的特征还在于，许多子象素中的一个是根据基本灰度系数特性显示的，其他子象素是根据从更高密度灰度级中选择一个能提供所需亮度的适当灰度级所提供的灰度系数特性显示的，并且用所选的灰度级替换它们原来的灰度级。
图1是说明根据第一实施例的液晶显示装置的一般构造图。
图2是说明第一实施例特征的功能框图。
图3示意了根据第一个实施例的子象素的典型构造。
图4示意了每个子象素的灰度系数。
图5(a)、(b)用于说明根据第一实施例如何通过转变灰度级间距调节灰度系数。
图6所示为存储在图2所示存储器22中的第一偏移表43和第三偏移表44的内容。
图7是说明第二实施例特征的功能框图。
符号说明
10…液晶监视器(LCD监视器)
20…接口(I/F)板
21…ASIC
22…存储器
23…微处理器
30…液晶组件
31…液晶单元控制电路
32…液晶单元
33…背照明
34…LCD控制器LSI
35…X-驱动器(源驱动器)
36…Y-驱动器(栅驱动器)
41…灰度级调节部分
42…伪灰度级扩展部分
43…第一偏移表
44…第三偏移表
51…R偏移表
52…G偏移表
53…B偏移表
55…R灰度级调节部分
56…G灰度级调节部分
57…B灰度级调节部分
实施例1
下面参考附图所示的实施例详细说明本发明。
图1用于说明该实施例的一种液晶显示装置的一般构造。标号10表示一种液晶显示监视器(LCD监视器)，它是一种液晶显示板，包括带例如薄膜晶体管(TFT)结构的液晶组件30，以及连接到通向微机(PC)或工作站(WS)系统的数字或模拟接口的接口(I/F)板20，用于给液晶组件30提供视频信号。如果此实施例中使用笔记本电脑，一个系统单元(未图示)附加到液晶显示监视器10上形成一个单元。
I/F板20中有一个专用集成电路(ASIC)21，其中包括用于对输入的视频信号进行各种调节的逻辑电路，存储器22包括用于操作ASIC21所需的信息，以及用于控制I/F板20的微处理器23。这些组件的功能或者可以由液晶组件30中的液晶单元控制电路(将在下面说明)轮流地提供。
液晶组件30包括三个主块：一个液晶单元控制电路31，液晶单元32，以及一个背照明33。液晶单元控制电路31包括诸如LCD控制器LSI34这样的板驱动器，一个源驱动器(X-驱动器)35，以及一个栅驱动器(Y-驱动器)36。X-驱动器35和Y-驱动器36包括许多IC。LCD控制器LSI34处理经过视频接口从I/F板传来的信号，并适当定时地向X-驱动器35和Y-驱动器36的每个IC输出适当的信号。液晶单元32利用以矩阵排列的TFT阵列通过从X-驱动器35和Y-驱动器38施加电压输出图像。背照明33有一个被逆变电源点亮的荧光管(未图示出)，被放置在LC单元32的后面或侧面来从后面照亮单元。背照明33用于“透明液晶组件”中，一般不用于使用反射环境光作光源的“反射液晶显示组件”中。
一般地，在TFT液晶单元32上提供用于彩色显示的RGB滤色器。RGB滤色器配置成条形阵列、马赛克阵列或是德尔塔(三角形)阵列中，对应于每个RGB滤色器的每个TFT象素被分解为三个子象素，并加以空间调制来表示每个象素。然而，在此实施例中，这些滤色器被从液晶单元32上去掉形成一个单色TFT-LCD监视器。
图2是用来说明本实施例特征的功能框图。ASIC21包括进行灰度扩展的一个灰度级调节部分41和一个伪灰度级扩展部分42，例如，高频脉动/帧比率控制(FRC)。存储器22包括存储第一子象素偏移的第一偏移表43和存储第三子象素偏移的第三偏移表44。
灰度级调节部分41接收来自PC或是WS系统的对应第一、第二和第三子象素的8位灰度级子象素数据。接收子象素数据后，灰度级调节部分41参考存储器22中的第一偏移表43和第三偏移表44对第一子象素和第三子象素施加一个10位精度的偏移。也就是说，在存储器22中偏移值是以每个子象素的查表形式存储的，从每个灰度级数值加上或是减去这个偏移值作为所需的灰度系数(γ)。第一偏移表43和第三偏移表44的值经过优选从而使第一和第三子象素的灰度系数曲线符合所需要的指数曲线，其与下面将说明的第二子象素的灰度系数曲线不同。
伪灰度级扩展部分42对10位子象素数据施加高频脉动或FRC，10位子象素数据被施加偏移以将其转换为相当于超过8位数据的扩展8位数据，由此允许该数据传送到板驱动器(液晶单元控制电路31)支持较少的位(8位)。也就是说，根据对每个子象素调节的灰度系数而进行调节的数据作为扩展的8位子象素数据输出到液晶组件30，如图2所示。
用上述装置进行的增加灰度级数目的方法将在下面详细说明。
图3示意了该实施例的子象素的典型构造。在本实施例中，子象素是这样构成的：TFT LCD液晶单元32的一个象素可以用许多子象素表示。例如，如图3所示，如果一个象素用三个子象素表示，这三个子象素分别由LCD的X-驱动器35驱动。由X-驱动器35设定的子象素的灰度系数可以是相同的。一个象素可以包括任意个子象素，在一个象素中子象素的任意排列都可以使用。例如，如图3所示，一个象素可以包括4个子象素。在这种情况下，四个子象素是由X-驱动器35和Y-驱动器36用“双扫描”驱动的。
图4示意了每个子象素的灰度系数。设子象素(p1,p2,p3,…,pn)构成一个象素，为简单起见，其中n=3，每个子象素由支持8位的X-驱动器35驱动。在本实施例中，子象素如图4所示排列，每个子象素的灰度系数如图中所示的设定。灰度系数曲线1对应于第一子象素，灰度系数曲线2对应于第二子象素，灰度系数曲线3对应于第三子象素。由于每个子象素的256个灰度级的亮度级是基于不同的灰度系数(灰度系数曲线)，这保证在任何子象素灰度级(在1-255范围内)的亮度级的整倍数与任何子象素的灰度级(在1-255范围内)的亮度级不相同。换句话说，灰度系数曲线只需要与指数曲线很好符合。
图4中的方程1和2解释了上述关系。在方程1中，灰度系数1的某个灰度级(N)乘以n等于某个灰度系数(灰度系数K)的灰度级X。方程2是方程1的解。从方程2明显看出，方程2的右侧表示一个无理数函数，因此灰度级X不会取整数。也就是说，如果每个灰度系数确定得接近一个适当(准确)灰度系数，可以保证任何某个子象素的任何中间灰度级的亮度级的整倍数与任何子象素的任何中间灰度级的亮度级不同。
下面将进一步考虑这种关系。令数列(N1,N2,N3)为构成一个象素亮度级的子象素的灰度级。有下面的方程(1,0,0)≠(0,1,0)≠(0,0,1)≠(1,0,0)……(3)(2,0,0)≠(0,1,1)                  ……(4)等等，这从图4中容易看出。特别重要的是，方程(3)指出“由于不同的子象素有不同的亮度级，即使它们的灰度级是相同的，如果表示子象素灰度级数目的坐标不同，一个象素的亮度就和其他的不同”，这是由于对每个子象素提供不同的灰度系数。
如果不增加X驱动器35支持的位数使用现有的8位驱动器35，而且一个象素由n个子象素构成，在上述条件下一个象素可显示的灰度级数目就会是：(28)n                            ……(5)
如果n=3，大约可以表示16M灰度级。
图5(a),(b)用来说明根据本实施例通过变换灰度间距调节灰度系数的方法。灰度级和对应的亮度之间的关系如图5(a)所示。水平刻度表示均匀间距的灰度级。灰度系数曲线可以通过改变对应于这些灰度级中的每一个的亮度来调节。如前所述，由于X驱动器35的限制，不能对每个子象素用X驱动器35单个改变参考电压设定。为了用驱动器来改变每个子象素的灰度系数，需要对X驱动器35作特别的修改，但这种修改并不实用。
在本实施例中，如图5(b)所示，每个子象素的灰度系数曲线上均匀间隔的灰度级坐标变换为对应着与灰度级对应的亮度不同的所需的亮度的非均匀间距的灰度级坐标。也就是说，一个提供所需亮度的适当灰度级是从座落在均匀间距的256个(8位数据)灰度级间的更高密度的灰度级中选择出来的，而且用这个所选灰度级代替原来的灰度级。
如上所述，原来的灰度系数是由液晶组件30中的X-驱动器35所决定的。在本实施例中，由X驱动器35所决定的原来的灰度系数用于第二个子象素，第二子象素是三个子象素的中心，原来的灰度系数曲线调整得使第一和第三子象素的所需灰度系数可以设定。也就是说，原来的灰度级之间的间距以因数4减小，从而使灰度级可以以原来灰度级的四分之一变化。用这种方案，对应着灰度级n的亮度L(n)可以变化为L(n-0.75),L(n-0.5),L(n-0.25),L(n+0.25),L(n+0.5)或L(n+0.75)，因此，表示256个灰度级(对8位子象素数据)中一个与相应的子象素之间关系的灰度系数曲线可以明显地调节。例如，如果选L(n+0.25)，对应灰度级n的亮度L(n)就可以变化为L(n+0.25)。
图6是关于图2说明的包含在存储器22中的第一偏移表43和第三偏移表44的内容。要从每个灰度级数值中加上或是减去偏移值作为所需灰度系数是以对每个子象素查表的形式保留的。根据本实施例，在上述8位子象素数据的情况下，灰度级的实际调整是通过对输入的8位子象素数据(每个子象素的灰度级)加一个10位精度的偏移完成的。也就是说，在0.25到0.75的范围内以0.25的增量加或减是参考图6中的每个偏移表用如图2中所示的灰度级调节部分41进行的。如果用的是8位输入数据，-2.XX,-4.XX等图6中所示的例中的偏移以高于8位(比如10位)的精度给出。图6所示的例中包括最低灰度级的9个灰度级是从256个灰度级中选取的，但可以选任意数目的灰度级。
该计算的结果是10位子象素数据。在传输到8位液晶组件30的X-驱动器35之前，通过如前所述在伪灰度级扩展部分42中施加诸如高频脉动或是FRC的伪灰度级扩展，10位数据转变为相当于10位数据的8位数据。
尽管上述例中使用的是1/4灰度级的增量，也可以使用1/8灰度级的增量。在那种情况下，11位数据将取代10位数据，上面提到的加或减将以0.125的增量代替0.25来进行。
在本实施例中，如上所述，为子象素提供与液晶组件30中的X-驱动器的设定无关的不同的灰度系数。也就是说，本实施例设定成由X-驱动器35提供的灰度系数可以在许多子象素间共同使用，此外，可以在原来灰度级之间用中间灰度刻度为许多子象素提供不同的灰度系数。结果，即使使用由X-驱动器提供的共同的灰度系数，也能保证在任何子象素的任何中间灰度级的亮度级的整倍数与任何子象素的任何中间灰度级的亮度级不相同。通过使用由这种方式控制的许多子象素形成一个象素可以显著地增加灰度级数目。而且，这种方法可以在像I/F板20这样的控制LSI中实现，而不用对液晶单元32的表面加诸如滤色器这样的任何光学装置，也不用对像X-驱动器35这样的LCD驱动器进行任何特殊的修改。因此，一个提供大的灰度级数目的LCD可以以最小的增加成本提供。实施例2
在实施例1中，已经以单色TFT LCD监视器为例说明了增加灰度级数目的一种方法。
在实施例2中，说明了对彩色LCD板使用这种方法显著增加彩色LCD板的颜色数目的一个例子。
在下面的说明中，与实施例1中相同的组件会使用相同的标号，省略与之有关的详细说明。
图7是用来说明本发明的第二实施例特征的功能框图。在本实施例中，构成一个象素的每个R,G,B子象素又进一步分为两个子象素，而且这两个子象素所应用的灰度系数是不同的。在第一实施例中，第一偏移表43和第三偏移表44是在存储器22中提供的，R偏移表51,G偏移表52以及B偏移表53是在存储器22中提供的，偏移是由灰度级调节部分41中的R灰度级调节部分55,G灰度级调节部分56和B灰度级调节单元57提供的。R偏移表51,G偏移表52和B偏移表53包括对每个R,G,B灰度系数的10位精度的偏移值。R灰度级调节部分55,G灰度级调节部分56和B灰度级调节部分57根据每个偏移表(51-53)中的偏移值计算10位子象素值(每个子象素的灰度级)。计算得的值由伪灰度级扩展部分42转变为相当于10位数据的8位数据，然后再传送到液晶组件30。本实施例中所用的RGB滤色器(未图示出)在液晶单元32中提供。
上面提到的第二实施例中的方案，允许为由每个R,G,B子象素分成的两个子象素提供不同的灰度系数。也就是说，和第一实施例一样，尽管使用由X-驱动器35提供的共同的灰度系数，也能保证在每个颜色的两个子象素的任何中间灰度级的亮度级的整倍数与两个子象素的中间灰度级的亮度级不相同。结果，每个颜色的灰度级数目可以增加，而且因此色彩数也可以增加。
如上所述，根据实施例，不用增加驱动器支持的位数就可以显示有大量灰度级数目的图像。

Claims (15)

1．一种液晶显示装置，在液晶单元上通过一个液晶驱动器显示图像，该液晶驱动器是由输入图像数据的预定位数驱动的，其中一个象素由多个子象素表示，该装置包括：
存储器，存储用于根据所述位数均匀间距的灰度系数特性的灰度级坐标转变为非均匀间距的灰度级坐标的偏移的信息；
一个灰度级调节部分，用于对特定的输入子象素数据根据所述存储器中存储的有关所述偏移信息进行计算；以及
一个伪灰度级扩展部分，用于对由所述灰度级调节部分计算出的所述子象素数据进行伪灰度级扩展，
其中，由所述伪灰度级扩展部分进行了伪灰度级扩展的所述子象素数据被提供到所述液晶驱动器以在所述液晶单元上显示图像。
2．根据权利要求1的液晶显示装置，其中，所述存储器以查表形式存储偏移值，偏移值被从每个灰度级加上或减去作为所需的灰度系数特性，用于每个将要施加灰度特性转换的子象素。
3．根据权利要求2的液晶显示装置，其中，存储在所述待查表中的偏移值是一个用比所述液晶驱动器的位数更多位数的更高密度灰度级表示的值。
4．根据权利要求3的液晶显示装置，其中，所述伪灰度级扩展部分把由所述灰度级调节部分转变的且具有比所述液晶驱动器的位数更多位数的子象素数据转变为具有所述液晶驱动器的位数且相当于具有所述更多位数的数据的数据。
5．一种单色液晶显示装置，包括：
一个控制器，用于从其中一个象素用多个子象素表示的输入单色数据，输出为所述多个子象素中的每一个设定的灰度级；
一个液晶单元，用于显示单色图像；以及
一个液晶驱动器，不对所述多个子象素中特定的灰度级改变液晶透过率，根据从所述控制器输出的所述多个子象素的灰度级向所述液晶单元提供电压，
其中，所述控制器对特定子象素假设一个特性，它的任何中间灰度级的亮度级的倍数与另一子象素的任何中间灰度级的亮度级不同，并且从所述特性中选择提供所需亮度的灰度级。
6．根据权利要求5的单色液晶显示装置，其中，所述控制器使用在给定的灰度系数特性曲线上填充均匀间距的灰度级坐标之间的间距的一个灰度级，在所述多个子象素中输出所述灰度级。
7．根据权利要求5的单色液晶显示装置，其中，所述控制器对所述多个子象素中的一个特定子象素使用给定的灰度系数特性输出灰度级，对其它子象素根据不同的灰度系数特性输出灰度级。
8．一个控制器，用于通过其中一个象素由多个子象素代表的输入数据把所述多个子象素中的每一个的图象数据提供给为液晶单元提供电压的液晶驱动器，其包括：
存储器，存储用于根据所述液晶驱动器的位数均匀间隔的灰度系数特性的灰度级坐标转变为非均匀间隔的灰度级坐标的偏移的信息；
一个灰度级调节部分，用于根据存储在所述存储器中的有关所述偏移的信息对特定的子象素数据进行计算；以及
一个伪灰度级扩展部分，用于对由所述灰度级调节部分计算出的所述子象素数据进行伪灰度级扩展。
9．一种像转换方法，根据输入的图像数据由液晶驱动器在一个液晶单元上施加电压显示图像，该方法包括如下步骤：
输入子象素数据，其中所述图像数据的一个象素由多个子象素表示；以及
用一个适当的灰度级替换所述子象素数据，该适当的灰度级能提供所需亮度，在所述液晶驱动器中从比可用位数表示的灰度级密度更高的灰度级中选出，以便对所述多个子象素中的每一个使用不同的灰度系数特性。
10．根据权利要求9的图像转换方法，还包括步骤：把用所述适当灰度级代替的所述子象素数据伪转换为具有所述液晶驱动器位数的数据。
11．根据权利要求9的图像转换方法，其中，所述替换步骤是通过利用一个灰度级填充到根据所述位数设定的基本灰度系数特性的灰度级之间的间距，而用适当的灰度级替换所述子象素数据。
12．一种图像转换方法，包括如下步骤：
输入许多段子象素图像数据，子象素像数据的每个所述段包括N位；
假设对应M位(M＞N)的第二个灰度系数特性，它是通过调节对应N位的第一个灰度系数特性而提供的；
对所述许多子象素图像数据段中的一个特定子象素图像数据段选择一个适当的灰度级，其根据所述第二个灰度系数特性提供所需的亮度，并且用该所选的灰度级替换原来的灰度级；以及
提供所述替换了的灰度级作为所述特定子象素图像数据段的输出值。
13．一种图像显示方法，通过把一个象素分解为多个子象素，显示有倍数灰度级的单色图像，包括如下步骤：
假设所述子象素的一个灰度系数特性，其中所述子象素中间灰度级的亮度级的倍数与另一子象素任何中间灰度级的亮度级不相同；
根据所述假设的灰度系数特性选择提供所需亮度的适当灰度级；以及
根据所选择的适当的灰度级显示单色图像。
14．根据权利要求13的图像显示方法，其中，所述子象素的所述假定的灰度系数特性的提供是通过在根据液晶驱动器的位数设定的基本灰度系数特性曲线上，从均匀间距的灰度级之间的更高密度灰度级中选择能提供所需亮度的一个适当灰度级，并且用所选的灰度级替换它们原来的灰度级。
15．根据权利要求14的图像显示方法，其中所述许多子象素中的一个是根据所述基本灰度系数特性显示的，并且，其他子象素是根据通过从更高密度的灰度级中选择能提供所需亮度的一个适当灰度级所提供的灰度系数特性来显示的。
CNB011171065A 2000-04-24 2001-04-23 液晶显示装置、控制器以及图像转换和显示方法 Expired - Lifetime CN1195241C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000123033A JP4980508B2 (ja) 2000-04-24 2000-04-24 液晶表示装置、モノクローム液晶表示装置、コントローラ、および画像変換方法
JP123033/2000 2000-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1320829A true CN1320829A (zh) 2001-11-07
CN1195241C CN1195241C (zh) 2005-03-30

Family

ID=18633425

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011171065A Expired - Lifetime CN1195241C (zh) 2000-04-24 2001-04-23 液晶显示装置、控制器以及图像转换和显示方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6894670B2 (zh)
JP (1) JP4980508B2 (zh)
CN (1) CN1195241C (zh)
TW (1) TW495733B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202845B2 (en) 2001-08-06 2007-04-10 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display device
CN1318890C (zh) * 2004-06-04 2007-05-30 友达光电股份有限公司 液晶显示器的动态画面信号灰阶处理装置及其方法
CN100377194C (zh) * 2002-08-02 2008-03-26 夏普株式会社 液晶显示装置
CN100377184C (zh) * 2003-05-19 2008-03-26 佳能株式会社 图像显示装置
CN100435206C (zh) * 2004-09-24 2008-11-19 索尼株式会社 平板显示装置及平板显示装置的驱动方法
CN102054433A (zh) * 2009-11-09 2011-05-11 索尼公司 显示装置和电子设备
CN109599054A (zh) * 2019-01-17 2019-04-09 硅谷数模半导体（北京）有限公司 显示面板亮度的控制方法及装置

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003015612A (ja) * 2001-06-29 2003-01-17 Nec Corp 液晶ディスプレイの駆動方法、液晶表示装置及びモニタ
US20040051724A1 (en) 2002-09-13 2004-03-18 Elliott Candice Hellen Brown Four color arrangements of emitters for subpixel rendering
KR100831234B1 (ko) * 2002-04-01 2008-05-22 삼성전자주식회사 프레임 레이트 제어 방법 및 이를 위한 액정 표시 장치
JP2004157526A (ja) * 2002-10-15 2004-06-03 Nec Electronics Corp コントローラ・ドライバ、表示装置及び表示方法
KR20040041940A (ko) * 2002-11-12 2004-05-20 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
US7053412B2 (en) * 2003-06-27 2006-05-30 The Trustees Of Princeton University And Universal Display Corporation Grey scale bistable display
CN1898997A (zh) * 2003-11-03 2007-01-17 美国芯源系统股份有限公司 具有用于驱动器控制的集成光敏元件的光源驱动器
US7317462B2 (en) * 2004-03-29 2008-01-08 Vastview Technologies, Inc. Method for luminance compensation of liquid crystal display and its device
US7643040B1 (en) * 2004-04-08 2010-01-05 Sonosite, Inc. System and method for enhancing gray scale output on a color display
KR100687041B1 (ko) 2005-01-18 2007-02-27 삼성전자주식회사 소스 구동 장치, 이를 포함한 디스플레이 장치 및 소스구동 방법
US20070030237A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-08 Toppoly Optoelectronics Corp. Source driving method and source driver for liquid crystal display device
KR20070048514A (ko) * 2005-11-04 2007-05-09 삼성전자주식회사 액정표시장치와 이의 구동 방법
JP2007225861A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Hitachi Displays Ltd 液晶表示装置
JP2008033309A (ja) * 2006-07-05 2008-02-14 Fujifilm Corp 画像表示方法
TWI350500B (en) * 2006-07-26 2011-10-11 Chimei Innolux Corp Liquid crystal display and method for setting pixel voltages therefor
CN101221306B (zh) * 2007-01-12 2012-11-21 群康科技(深圳)有限公司 液晶显示装置及其驱动方法
CN101312020B (zh) * 2007-05-25 2012-05-23 奇美电子股份有限公司 液晶显示器及其驱动方法
JP4501979B2 (ja) * 2007-09-18 2010-07-14 ソニー株式会社 液晶表示装置
KR101434482B1 (ko) 2007-12-13 2014-08-27 삼성디스플레이 주식회사 신호 처리 장치, 이를 이용한 데이터 보정 방법 및 이를구비한 표시 장치
TWI374421B (en) * 2007-12-20 2012-10-11 Au Optronics Corp Data driver using a gamma selecting signal, a flat panel display with the same, and a driving method therefor
JP5311443B2 (ja) * 2007-12-25 2013-10-09 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 カラー映像表示装置とモノクロ映像表示方法
TW201120868A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Inst Information Industry Flat panel display and image processing method for power saving thereof
JP5619042B2 (ja) * 2012-01-24 2014-11-05 Eizo株式会社 画像表示装置及び画像表示方法
TWI475555B (zh) * 2012-10-15 2015-03-01 Au Optronics Corp 顯示系統與顯示單元控制方法
KR102037716B1 (ko) * 2012-11-23 2019-10-30 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치의 감마 데이터 저장 방법, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 구동 방법
KR102183088B1 (ko) 2014-02-10 2020-11-26 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
TWI489445B (zh) * 2014-09-23 2015-06-21 Delta Electronics Inc 即時色域映對系統與即時色域映對方法
KR102558844B1 (ko) * 2016-05-31 2023-07-21 엘지디스플레이 주식회사 액정 표시 장치의 잔상 개선 방법
CN106340277B (zh) * 2016-08-30 2019-09-10 德为显示科技股份有限公司 基于fpga的灰阶像素抖动实现装置、方法以及液晶显示装置
CN112992068B (zh) * 2019-12-18 2022-06-21 敦泰电子股份有限公司 显示面板的延伸伽马装置及包含其的显示设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5576723A (en) * 1987-09-11 1996-11-19 Cybex Computer Products Corporation VGA signal converter for converting VGA color signals to VGA monochrome signals
US5245327A (en) * 1988-01-15 1993-09-14 Chips And Technologies, Incorporated Color to monochrome conversion
US5428465A (en) * 1991-08-12 1995-06-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for color conversion
JP3243894B2 (ja) * 1993-06-04 2002-01-07 オムロン株式会社 濃淡画像処理装置
US5841418A (en) * 1995-06-07 1998-11-24 Cirrus Logic, Inc. Dual displays having independent resolutions and refresh rates
KR100205371B1 (ko) * 1996-03-26 1999-07-01 구자홍 액정의 다계화 구동회로
US6008794A (en) * 1998-02-10 1999-12-28 S3 Incorporated Flat-panel display controller with improved dithering and frame rate control
AUPP340998A0 (en) * 1998-05-07 1998-05-28 Canon Kabushiki Kaisha A method of halftoning an image on a video display having limited characteristics
US6198469B1 (en) * 1998-07-01 2001-03-06 Ignatius B. Tjandrasuwita “Frame-rate modulation method and apparatus to generate flexible grayscale shading for super twisted nematic displays using stored brightness-level waveforms”

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7202845B2 (en) 2001-08-06 2007-04-10 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display device
CN100377194C (zh) * 2002-08-02 2008-03-26 夏普株式会社 液晶显示装置
CN100377184C (zh) * 2003-05-19 2008-03-26 佳能株式会社 图像显示装置
CN1318890C (zh) * 2004-06-04 2007-05-30 友达光电股份有限公司 液晶显示器的动态画面信号灰阶处理装置及其方法
CN100435206C (zh) * 2004-09-24 2008-11-19 索尼株式会社 平板显示装置及平板显示装置的驱动方法
CN102054433A (zh) * 2009-11-09 2011-05-11 索尼公司 显示装置和电子设备
CN109599054A (zh) * 2019-01-17 2019-04-09 硅谷数模半导体（北京）有限公司 显示面板亮度的控制方法及装置
US11501689B2 (en) 2019-01-17 2022-11-15 Analogix (China) Semiconductor, Inc. Control method and control apparatus for brightness of display panel, storage medium and processor

Also Published As

Publication number Publication date
TW495733B (en) 2002-07-21
US20010033262A1 (en) 2001-10-25
JP2001306036A (ja) 2001-11-02
JP4980508B2 (ja) 2012-07-18
CN1195241C (zh) 2005-03-30
US6894670B2 (en) 2005-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1195241C (zh) 液晶显示装置、控制器以及图像转换和显示方法
KR100510936B1 (ko) 액정 디스플레이 장치와 액정 디스플레이 장치 구동 방법
US6459416B1 (en) Multi-gray level display apparatus and method of displaying an image at many gray levels
KR100542643B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동방법
CN100507645C (zh) 驱动液晶显示器的方法和装置
TWI444975B (zh) 電泳顯示器及其驅動方法
TWI409773B (zh) 驅動液晶顯示器之裝置與方法
KR101337076B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동 방법
KR101337142B1 (ko) 액정표시장치 및 그 구동 방법
CN106910449A (zh) 一种基于融合扫描策略的硅基显示器
CN101038411A (zh) 液晶驱动器件
CN1783173A (zh) 用于驱动彩色型显示设备的驱动器
JP5111097B2 (ja) 液晶表示装置
KR101363669B1 (ko) 액정표시장치 및 그의 구동 방법
CN1711583A (zh) 液晶显示器及其驱动方法
US10192509B2 (en) Display apparatus and a method of operating the same
US8570349B2 (en) Method for dividing display area for local dimming, liquid crystal display device using the same, and method for driving the liquid crystal display device
KR101949927B1 (ko) 액정표시장치의 인버전 구동방법
KR20110039006A (ko) 대화면 액정 표시장치
KR101348407B1 (ko) 액정표시장치와 그 액정표시장치의 프레임 레이트 제어방법
KR101517392B1 (ko) 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR101264697B1 (ko) 액정표시장치의 구동장치 및 구동방법
KR20080097668A (ko) 소스 드라이버 집적회로 및 이를 구비한 액정 표시 장치
KR101351922B1 (ko) 액정 표시장치 및 그 구동 방법
KR101608636B1 (ko) 액정 표시장치의 구동장치 및 구동방법

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: YOUDA PHOTOELECTRIC CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: INTERNATIONAL BUSINESS MACHINE CORP.

Effective date: 20060707

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20060707

Address after: Taiwan, China Hsinchu science and Technology Park, Hsinchu City Road, No. two

Patentee after: AU Optronics Corporation

Address before: American New York

Patentee before: International Business Machines Corp.

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20050330