DE102005061305A1

DE102005061305A1 - Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays sowie Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE102005061305A1
Application number: DE102005061305A
Authority: DE
Inventors: Heume II Anyang Baek
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: DE102005061305B4; US20060256053A1; DE102005061305B8; JP4175485B2; US7782335B2; KR101117980B1; KR20060117025A; JP2006317899A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays (LCD) ist mit Folgendem versehen: einer Flüssigkristalltafel mit 4-Farben-Unterpixeln; einem Datentreiber zum Liefern von Videodatensignalen an jedes Unterpixel; einem Gatetreiber zum Liefern eines Scanimpulses an jedes Unterpixel; einem Datenwandlungsteil zum Erzeugen eines Verstärkungswerts durch Analysieren des Verhältnisses eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal in von einer äußeren Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten und zum Wandeln derselben in 4-Farben-Daten unter Verwendung des erzeugten Verstärkungswerts und einer Timingsteuerung zum Liefern der vom Datenwandungsteil empfangenen 4-Farben-Daten an den Datentreiber und zum Steuern des Gatetreibers und des Datentreibers.

Description

Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 12. Mai 2005 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. P2005-0039728, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay (LCD), und spezieller betrifft sie eine Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD sowie ein Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben zum natürlichen Anzeigen verschiedener Bilder auf einem Display vom RGBW-Typ.

ERÖRTERUNG DER EINSCHLÄGIGEN TECHNIK

In jüngerer Zeit wurden verschiedene Flachtafeldisplays dazu entwickelt, Nachteile von Kathodenstrahlröhre(CRT)-Displays (wie schweres Gewicht und große Tiefe) zu überwinden. Zu Flachtafeldisplays gehören Flüssigkristalldisplays (LCDs), Feldemissionsdisplays (FEDs), Plasmadisplaytafeln (PDPs) und Licht emittierende Displays (LEDs).

Unter den Flachtafeldisplays verfügt ein LCD über ein TFT (Dünnschichttransistor)-Substrat, ein Farbfiltersubstrat und eine Flüssigkristallschicht. Im Allgemeinen ist auf dem TFT-Substrat eine Vielzahl von Flüssigkristallzellen ausgebildet, die in einem Gebiet angeordnet sind, das durch eine Vielzahl von Datenleitungen und eine Vielzahl von Gateleitungen gebildet ist. Jede der Flüssigkristallzellen bildet ein Flüssigkristallpixel, und in jedem Flüssigkristallpixel ist ein TFT, der als Schaltbauteil wirkt, ausgebildet. Auf dem Farbfiltersubstrat sind Farbfilter ausgebildet, und zwischen dem TFT-Substrat und dem Farbfiltersubstrat ist die Flüssigkristallschicht ausgebildet.

Das LCD erzeugt in jedem Pixel ein elektrisches Feld, das an die Datenleitungen angelegte Datensignale entspricht, und es gibt verschiedene Bilder durch Steuern des Transmissionsvermögens der Flüssigkristallschicht wieder. Da eine Beeinträchtigung auftritt, wenn ein elektrisches Feld in einer speziellen Richtung für eine lange Zeitperiode an den Flüssigkristall angelegt wird, wird die Polarität eines Datensignals für jeden Rahmen, jede Spalte oder jeden Punkt invertiert, um eine derartige Schädigung zu verhindern.

Ein LCD erzeugt ein Bild durch Mischen von rotem, grünem und blauem Licht, das durch 3-Farben-Pixel entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) geliefert wird. Jedoch ist im Allgemeinen die Lichteffizienz eines typischen LCD zum Anzeigen eines Unterpixels unter Verwendung von 3-Farben-Punkten entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) relativ niedrig. Genauer gesagt, kann, da in jedem Unterpixel entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) ein Farbfilter angeordnet ist, ungefähr 1/3 des einfallenden Lichts das Filter durchdringen, wodurch die Lichteffizienz deutlich verringert ist.

Um das Farbrealisierungsverhältnis aufrecht zu erhalten und die Lichteffizienz bei einem LCD zu verbessern, offenbaren die koreanische Patentveröffentlichung Nr. P2002-13830 ("LCD") und die koreanische Patentveröffentlichung Nr. P2004-83786 ("Vorrichtung zum Ansteuern eines Displays sowie Verfahren zum Ansteuern desselben") ein LCD vom RGBW-Typ, das zusätzlich zu roten, grünen und blauen Farbfiltern über ein weißes Farbfilter W verfügt. Das oben beschriebene LCD vom RGBW-Typ wandelt ein 3-Farben-Bildsignal in ein 4-Farben-Bildsignal, um dadurch die Helligkeit eines Farbbilds zu erhöhen.

Die 1 zeigt eine Ansicht eines Farbgebiets, wie es bei einem Display vom RGBW-Typ gemäß der einschlägigen Technik zu realisieren ist. Die 1 zeigt Farbumfangsbereich-Plankoordinaten betreffend rot (R) und grün (G), die in dreidimensionalen cartesischen Koordinaten mit Achsen für rot (R), grün (G) und blau (B) angezeigt sind. Ein durch durchgezogene Linien dargestellter Rechteckbereich repräsentiert Farben, die durch ein 3-Farben-Bildsignal anzuzeigen sind, und ein mit fetten, durchgezogenen Linien gekennzeichnetes Sechseckgebiet repräsentiert Farben, die durch ein 4-Farben-Bildsignal darzustellen sind. D. h., dass ein Flüssigkristalldisplay vom RGBW-Typ den Farbbereich in diagonaler Richtung erweitert, wie es durch gestrichelte Linien dargestellt ist, da weiß (W) zu drei Farben entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) hinzugefügt ist. Im Ergebnis wird bei einem Prozess zum Wandeln eines 3-Farben-Bildsignals in ein 4-Farben-Bildsignal jede Koordinate im Rechteck in Koordinaten im Sechseck erweitert.

Bei einem LCD vom RGBW-Typ verfügt eine Vorrichtung zum Wandeln eines 3-Farben-Bildsignals in ein 4-Farben-Bildsignal über verschiedene Verstärkungskurvencharakteristiken G1, G2, G3 und G4. Obwohl die Verstärkungskurven G1, G2, G3 und G4 variieren, sind Helligkeitsverstärkungsfaktoren in ihnen hinsichtlich weiß (W) gleich. Jedoch zeigt jedes 3-Farben-Bildsignal (A) hinsichtlich der Farben rot (R), grün (G) und blau (B) einen anderen Verstärkungsfaktor, wie A', A'' und A'''. Demgemäß sind die Helligkeitsverstärkungsfaktoren betreffend weiß (W) sowie für jedes 3-Farben-Bildsignal (A) in jeder der Verstärkungskurven voneinander verschieden.

Wenn beispielsweise ein Bild vorliegt, in dem eine reine Farbe mit dem Verstärkungswert "1" und eine getönte Farbe mit dem Verstärkungswert "2" gemischt sind, sind die Helligkeitsverstärkungsfaktoren ziemlich verschieden. So ist, da die Helligkeitsverstärkungsfaktoren entsprechend einem in das LCD vom RGBW-Typ eingegebenen 3-Farben-Bildsignal voneinander verschieden sind, ein von diesem LCD vom RGBW-Typ wahrgenommenes Bild verschieden von dem, das von einem Flüssigkristalldisplay vom RGB-Typ wahrgenommen wird. Außerdem benötigt ein LCD vom RGBW-Typ eine Operationsschaltung unter Verwendung der Verstärkungskurve, jedoch ist es schwierig, diese Operationsschaltung so zu konzipieren, dass sie komplizierte Operationen ausführt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD und ein Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben gerichtet, die eines oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeiden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD und ein Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben zum natürlichen Anzeigen verschiedener Bilder auf einem Display vom RGBw-Typ zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD und ein Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben zum Wandeln eines 3-Farben-Bildsignals in ein 4-Farben-Bildsignal unter Verwendung einer vereinfachten Operation zu schaffen.

Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich, oder sie ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erreicht, wie sie speziell in der schriftlichen Beschreibung und. den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeich nungen dargelegt ist.

Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben wird, ist ein Flüssigkristalldisplay (LCD) mit Folgendem versehen: einer Flüssigkristalltafel mit 4-Farben-Unterpixeln; einem Datentreiber zum Liefern von Videodatensignalen an jedes Unterpixel; einem Gatetreiber zum Liefern eines Scanimpulses an jedes Unterpixel; einem Datenwandlungsteil zum Erzeugen eines Verstärkungswerts durch Analysieren des Verhältnisses eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal in von einer äußeren Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten und zum Wandeln derselben in 4-Farben-Daten unter Verwendung des erzeugten Verstärkungswerts; und einer Timingsteuerung zum Liefern der vom Datenwandlungsteil empfangenen 4-Farben-Daten an den Datentreiber und zum Steuern des Gatetreibers und des Datentreibers.

Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern eines Flüssigkristalldisplays (LCD), das über eine Flüssigkristalltafel mit 4-Farben-Unterpixeln, einen Datentreiber zum Liefern von Videodatensignalen an jedes Unterpixel sowie einen Gatetreiber zum Liefern eines Scanimpulses an die Unterpixel verfügt, Folgendes: Erzeugen eines Verstärkungswerts durch Analysieren des Verhältnisses eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal von von einer äußeren Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten; Wandeln der 3-Farben-Ausgangsdaten in 3-Farben-Videodaten unter Verwendung des erzeugten Verstärkungswerts; Erzeugen des Scanimpulses; und Anlegen der 4-Farben-Videodaten an jedes Unterpixel synchron mit dem Scanimpuls.

Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien derselben zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
1 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen eines Farbbereichs, wie er bei einem Display vom RGBW-Typ gemäß der einschlägigen Technik zu realisieren ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Datenwandlungsteils in der 2 gemäß der Erfindung;
4 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration eines beispielhaften Verstärkungswert-Erzeugungsteils in der 3;
5 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen eines Ermittlungskriteriums hinsichtlich eines achromatischen Farbsignals sowie eines chromatischen Farbsignals in einem RGB-Koordinatensystem;
6 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration eines beispielhaften RGBW-Erzeugungsteils in der 3;
7 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen einer Farbcharakteristik, wie sie bei einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays und einem Verfahren unter Verwendung derselben gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung realisiert wird;
8 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Datenwandlungsteils der 2 gemäß der Erfindung; und
9 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer beispielhaften Ausführungsform eines zweiten RGBW-Erzeugungsteils in der 8.
Der Fachmann erkennt, dass an der Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD gemäß der Erfindung und am Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen ihrer selbst abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und der Äquivalente fallen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind. Wo immer es möglich ist, werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeich nen.
Die 2 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der Konfiguration einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Die beispielhafte LCD-Ansteuervorrichtung gemäß der Erfindung verfügt über eine Flüssigkristalltafel 102 mit Flüssigkristallzellen in Matrixform, die durch n Gateleitungen (GL1 bis GLn) und m Datenleitungen (DL1 bis DLm) gebildet sind, einen Datentreiber 104 zum Liefern von Videodatensignalen an die Datenleitungen (DL1 bis DLm), einen Gatetreiber 106 zum Liefern eines Scanimpulses an die Gateleitungen (GL1 bis GLn) sowie einen Datenwandlungsteil 110 zum Wandeln von 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) in 4-Farben-Daten (RGBW). Eine Timingsteuerung 108 arrangiert die gewandelten 4-Farben-Daten (RGBW) vom Datenwandlungsteil 110 und liefert diese an den Datentreiber 104. Die Timingsteuerung 108 erzeugt Datensteuersignale (DCS) zum Steuern des Gatetreibers 104, und sie erzeugt Gatesteuersignale (GCS) zum Steuern des Gatetreibers 106.
Die Flüssigkristalltafel 102 verfügt über Dünnschichttransistoren (TFTs), die im durch die n Gateleitungen (Gl1 bis GLn) und die m Datenleitungen (DL1 bis DLm) gebildeten Bereiche ausgebildet sind und mit den entsprechenden Flüssigkristallzellen verbunden sind. Jeder TFT reagiert auf den über die n Gateleitungen (GL1 bis GLn) eingegebenen Scanimpulse, und er liefert das über die m Datenleitungen (DL1 bis DLm) eingegebene Videodatensignal an die entsprechende Flüssigkristallzelle. Da die Flüssigkristallzelle aus einer gemeinsamen Elektrode und einer Unterpixelelektrode besteht, die parallel zueinander angeordnet sind, ist jede Flüssigkristallzelle durch einen Flüssigkristallkondensator (CLc) repräsentiert. Die Flüssigkristallzelle verfügt auch über einen mit der vorigen Gateleitung verbundenen Speicherkonde nator (Cst) zum Aufrechterhalten des aktuellen Datensignals auf dem Flüssigkristallkondensator (Clc), bis das nächste Datensignal zugeführt wird.
Die Flüssigkristalltafel 102 ist so aufgebaut, dass Unterpixel für rot (R), grün (G), blau (B) und weiß (W) wiederholt entlang jeder Spalte der Flüssigkristallzellenmatrix ausgebildet sind. Jedes Unterpixel für rot (R), grün (G) und blau (B) verwendet ein entsprechendes Farbfilter, während das Unterpixel für weiß (W) kein Farbfilter verwendet. Außerdem können die Unterpixel für rot (R), grün (G), blau (B) und weiß (W) eine Streifenstruktur mit entweder demselben Breitenverhältnis oder einem verschiedenen Größenverhältnis bilden. Zum Beispiel können die Unterpixel für rot (R), grün (G), blau (B) und weiß (W) als quadratische – d. h. 2x2-Matrix – ausgebildet sein.
Der Datenwandlungsteil 110 analysiert, innerhalb einer Rahmeneinheit, das Verhältnis eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal in den von einer externen Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB), und er erzeugt einen Verstärkungswert (G). Der Datenwandlungsteil 110 verstärkt die 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) entsprechend dem erzeugten Verstärkungswert (G), und er wandelt diese 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) unter Verwendung der Daten für weiß (W), die aus einer gemeinsamen Komponente der verstärkten 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) abstrahiert wurden, in 4-Farben-Daten (RGBW). Die gewandelten 4-Farben-Daten (RGBW) werden an die Timingsteuerung 108 geliefert.
Die Timingsteuerung 108 arrangiert die vom Datenwandlungsteil 110 gelieferten 4-Farben-Daten (RGBW) so, dass der Flüssigkristall 102 ansteuerbar ist. Außerdem erzeugt die Timingsteuerung 106 Datensteuersignale (DCS) und Gatesteuersignale (GCS) unter Verwendung eines Haupttaktsignals (DCLK), eines Datenaktiviersignals (DE) sowie eines Horizontal- und eines Vertikal-Synchronisiersignals (Hsync, Vsync), die von einer externen Quelle eingegeben werden, um das Ansteuerungstiming sowohl des Datentreibers 104 als auch des Gatetreibers 106 zu steuern.
Der Gatetreiber 106 verfügt über ein Schieberegister zum sequenziellen Erzeugen von Scanimpulsen, d. h. hohen Gateimpulsen, auf einen Gatestartimpuls GSP und ein Gateverschiebe-Taktsignal GSC hin, die sich in den von der Timingsteuerung 108 ausgegebenen Gatesteuersignalen GCS befinden. Der TFT wird auf die durch den Gatetreiber 106 gelieferten Scanimpulse hin eingeschaltet.
Der Datentreiber 104 wandelt die 4-Farben-Daten (RGBW) entsprechend dem durch die Timingsteuerung 108 gelieferten Datensteuersignal (DCS) in analoge Videodaten, und er liefert das Videodatensignal an die Datenleitungen (DL1 bis DLm). Das Videodatensignal entspricht einer horizontalen Linie in Bezug auf jede einzelne Horizontalperiode, entsprechend dem an die Gateleitungen (GL1 bis GLn) gelieferten Scanimpuls. Insbesondere wählt der Datentreiber 104 eine Gammaspannung mit vorbestimmtem Pegel entsprechend einem Graustufenwert der 4-Farben-Daten (RGBW) aus, und er legt die ausgewählte Gammaspannung an die Datenleitungen (DL1 bis DLm) an.
Die 3 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer ersten beispielhaften Ausführungsform des Datenwandlungsteils 110 der 2. Wie es in der 3 dargestellt ist, verfügt die erste beispielhafte Ausführungsform des Datenwandlungsteils 110 zum Wandeln eines 3-Farben-Datenwerts (RGB) in einen 4-Farben-Datenwert (RGBW) über einen Teil 200 für inverse Gammakorrektur, einen Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210, einen Multiplikationsteil 220, einen RGBW-Erzeugungsteil 230 und einen Gammakorrektur teil 240.
Da die von einer externen Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) einem gammakorrigierten Signal entsprechen, das auf eine Ausgangscharakteristik einer Kathodenstrahlröhre eingestellt ist, wandelt der Teil 200 für inverse Gammakorrektur dieselben unter Verwendung der Gleichung 1 wie folgt in linearisierte 3-Farben-Eingangsdaten (RI, GI, BI): RI = Rλ GI = Gλ BI = Bλ (Gleichung 1)
Der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 berechnet den Prozentsatz eines achromatischen Farbsignals in einer Rahmeneinheit unter Verwendung eines maximalen Helligkeitswerts (YMax) und eines minimalen Helligkeitswert (YMin), der vom Teil 200 für inverse Gammakorrektur ausgegebenen 3-Farben-Eingangsdaten (FI, GI, BI), und er erzeugt dann einen Verstärkungswert (G). Die 4 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der Konfiguration einer beispielhaften Ausführungsform eines Verstärkungswert-Erzeugungsteils in der 3.
Wie es in der 4 dargestellt ist, verfügt der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 über einen Helligkeitserfassungsteil 212, einen Komparator 214, einen Zähler 216 und einen Verstärkungswert-Einstellteil 218. Der Helligkeitserfassungsteil 212 erfasst den maximalen Helligkeitswert (YMax) und den minimalen Helligkeitswert (YMin) der vom Teil 200 für inverse Gammakorrektur gelieferten 3-Farben-Eingangsdaten (RI, GI, BI). Auf Grundlage des erfassten minimalen Helligkeitswerts (YMin) wird ein berechneter maximaler Helligkeitswert entsprechend der folgenden Gleichung erzeugt: Ymax = C × Ymin (Gleichung 2), wobei "C" eine Konstante repräsentiert, die eine positive reelle Zahl ist und auf Grundlage von Verstärkungswerten eingestellt wird, wie sie hinsichtlich verschiedener Bilder ermittelt werden. Danach liefert der Helligkeitserfassungsteil 212 den Wert der erfassten maximalen Helligkeit (YMax) und den Wert der berechneten maximalen Helligkeit, d. h. den mit C multiplizierten minimalen Helligkeitswert (C × YMin) an den Komparator 214.
Der Komparator 214 erfasst den erfassten maximalen Helligkeitswert (YMax) und den mit C multiplizierten minimalen Helligkeitswert (C × YMin), wie er vom Helligkeitserfassungsteil 212 geliefert wird, und er gibt ein Vergleichsergebnissignal (Ca) aus. Der Komparator 214 gibt das Vergleichsergebnissignal (Ca) mit einem hohen Logikwert "1" aus, wenn der erfasste maximale Helligkeitswert (Ymax) den mit C multiplizierten minimalen Helligkeitswert (C × YMin) überschreitet; andernfalls gibt er das Vergleichsergebnissignal (Ca) mit einem niedrigen Logikwert "0" entsprechend der folgenden Beziehung aus: Ymax ≤ C × YMin – → achromatisches Farbsignal Ymax ≥ C × YMin – → chromatisches Farbsignal (Gleich. 3)
Der Zähler 216 zählt das vom Komparator 214 gelieferte Vergleichsergebnissignal (Ca) während einer Rahmeneinheit entsprechend einem Datenaktiviersignal (DE) und einem Vertikal-Synchronisiersignal (Vsync), wie von einer externen Quelle geliefert, und er erzeugt ein Zählsignal (Cb). Der Zähler 216 wird dann in einer Rahmeneinheit entsprechend dem Vertikal-Synchronisiersignal (Vsync) zurückgestellt.
Der Verstärkungswert-Einstellteil 216 stellt den Verstärkungswert (G) unter Verwendung eines vom Zähler 216 gelieferten Zählsignals (Cb) ein, und er liefert ihn entsprechend der folgenden Gleichung an den Multiplikationsteil 220: G = 1 + α(Cb/Tpixel) (Gleichung 4)wobei α den Minimalwert von αR, αG und αB repräsentiert, die den Relativwert des Beitrags des Unterpixels für weiß (W) zur Helligkeit der Pixel für rot (R), grün (G) und blau (B) in einem RGBW-Display repräsentieren, und Tpixel repräsentiert die Gesamtanzahl der Pixel der Flüssigkristalltafel 102. So weißt der Verstärkungswert (G) einen Bereich von 1 bis 1 + α auf.
Der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 ermittelt unter Verwendung der obigen Gleichungen 2 und 3, ob die 3-Farben-Eingangsdaten (RI, GI, BI) ein achromatisches oder ein chromatisches Farbsignal bilden. Die 5 zeigt eine graphische Darstellung eines Kriteriums zum Ermitteln, ob die 3-Farben-Eingangsdaten (RI, GI, BI) entsprechend den Gleichungen 2 und 3 in einem RGB-Koordinatensystem ein achromatisches oder ein chromatisches Farbsignal bilden.
Wie es in der 5 dargestellt ist, liegen ein schwarzes Signal und ein weißes Signal auf einer Linie vor, auf der der maximale Helligkeitswert (Ymax) und der minimale Helligkeitswert (Ymin) gleich sind (C = 1). Daher ist bei reinem rot (R) oder reinem grün (G) der minimale Helligkeitswert (YMin) 0. Wenn die Konstante C entsprechend der Gleichung 2 erhöht wird, liegt sie dicht an einer chromatischen Farbe. Wenn für die Konstante C = 1 gilt, handelt es sich vollständig um eine achromatische Farbe. Demgemäß ist es, wenn Signale in einer Rahmeneinheit durch Einstellen mehrerer Ermittlungskriterien analysiert werden, möglich, Signale des entsprechenden Rah mens genauer zu analysieren. Bei der Erfindung wird die Konstante C als ein Ermittlungskriterium eingestellt.
Wie oben erläutert, stellt der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 den Verstärkungswert (G) unter Verwendung der Gleichung 4 ein. Bei einem LCD mit XGA(eXtended Graphics Array)-Auflösung (1024*7G8) beträgt die Gesamtanzahl der Unterpixel in einem Rahmen 786.432. Demgemäß wird, wenn jedes von achromatischen und chromatischen Farbsignalen unter Verwendung des Zählers 216 gezählt wird, der Rest dadurch ermittelt, dass das Ergebnis von der Gesamtanzahl der Unterpixel abgezogen wird. Dies erlaubt ein Zählen der effektiven Daten in einem Rahmen unter Verwendung des Vertikalsynchronisiersignals (Vsync) und des Datenaktiviersignals (DE).
Im Allgemeinen muss der dem Rahmen entsprechende Verstärkungswert (G) unter Verwendung eines Rahmenspeichers erzeugt werden. Jedoch erhöhen Rahmenspeicher die Kosten der Vorrichtung. Da zwischen dem vorigen und dem nächsten Bild eines Rahmens bei einem typischen bewegten Bild nur eine geringe Differenz besteht, verwendet die Erfindung den aus dem vorigen Rahmen erzeugten Verstärkungswert (G). Im Ergebnis erhält der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 gemäß der Erfindung in gleicher Weise den Verstärkungswert G für die Helligkeitsverstärkung in einer Rahmeneinheit durch Analysieren der Eingangsdaten (TI, GI, BI) in einer Rahmeneinheit unter Verwendung der Gleichungen 2 und 4. Demgemäß erzeugt der Multiplikationsteil 220 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) durch Multiplizieren der 3-Farben-Eingangsdaten (RI, GI, BI) 200 für inverse Gammakorrektur mit dem Verstärkungswert (G) vom Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210, und er liefert die 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) an den RGBW-Erzeugungsteil 230. Die 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) werden gemäß der folgenden Gleichung erzeugt: Ra = G × RI Ga = G × GI Ba = G × BI (Gleichung 5)
Wie bereits erläutert, abstrahiert der RGBW-Erzeugungsteil 230 die Weißdaten (Wb) aus einer gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten (R, Ga, Ba) vom Multiplikationsteil 220, er erzeugt die 4-Farben-Daten (RGBW) unter Verwendung der abstrahierten Weißdaten (Wb), und er liefert die 4-Farben-Daten (RGBW) an den Gammakorrekturteil 240 (3). Die 6 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration eines beispielhaften RGBW-Erzeugungsteils in der 3.
Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt der RGBW-Erzeugungsteil 230 über einen Weißdaten-Abstrahierteil 232 und einen Subtrahierteil 234. Der Weißdaten-Abstrahierteil 232 abstrahiert die Weißdaten (Wb) aus der gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) vom Multiplikationsteil 220, und er liefert die Weißdaten (Wb) an den Subtrahierteil 234. Die Weißdaten (Wb) werden entsprechend der folgenden Gleichung abstrahiert: Wb = Min(Da, 1) (Gleichung G),wobei Da den Wert Ra, Ga oder Ba hat.
Der Weißdaten-Abstrahierteil 232 abstrahiert die gemeinsame Komponente aus dem Minimalwert der 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) betreffend rot (R), grün (G) und blau (B), er stellt die gemeinsame Komponente entsprechend den Weißdaten (Wb) ein, und er gibt die Weißdaten (Wb) aus. Zu Beispielszwecken sind die Weißdaten (Wb) 1 oder kleiner.
Der Subtrahierteil 234 erzeugt 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) durch Subtrahieren der Weißdaten (Wb) von den 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) entsprechend der folgenden Gleichung: Rb = Ra – Wb Gb = Ga – Wb) Bb = Ba – Wb (Gleichung 7
So erzeugt der Subtrahierteil 234 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) durch Subtrahieren der Weißdaten (Wb), mit einem Beitrag zur Helligkeit der Pixel entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) aus den 3-Farben-Verstärkunsdaten (Ra, Ga, Ba), um genaue Anzeigesignale für die Unterpixel entsprechend rot (R), grün (G) und blau (B) zu liefern. Die 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) vom Subtrahierteil 234 und die Weißdaten (Wb) vom Weißdaten-Abbtrahierteil 232 werden an den Gammakorrekturteil 240 geliefert.
Wie es in der 3 dargestellt ist, empfängt der Gammakorrekturteil 240 die 4-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) einschließlich der 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) und der Weißdaten (Wb), wie vom RGBW-Erzeugungsteil 230 geliefert, und er erzeugt durch eine Gammakorrektur an den 4-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) sich ergebende 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) entsprechend der folgenden Gleichung: Ro = (Rb)1/λ Go = (Gb)1/λ Bo = (Bb)1/λ Wo = (Wb)1/λ (Gleichung 8)
Der Gammakorrekturteil 240 erzeugt die an eine Treiberschaltung der Flüssigkristalltafel 102 zu liefernden 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) durch Gammakorrektur an den 4-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) unter Verwendung einer Nachschlagetabelle. Die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) werden an die Timingsteuerung 108 ausgegeben.
Zusammengefasst gesagt, linearisieren die Vorrichtung und das Verfahren zum Ansteuern eines LCD gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung die von einer äußeren Quelle eingegebenen RGBW-Ausgangsdaten (RGB) durch eine inverse Gammakorrektur derselben unter Verwendung des Teils 200 für inverse Gammakorrektur, und sie erzeugen den den externen 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) entsprechenden Verstärkungswert (G) unter Verwendung des Verstärkungswert-Erzeugungsteils 210. Dann erzeugen die Vorrichtung und das Verfahren die 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) durch Multiplizieren der 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) mit dem erzeugten Verstärkungswert (G), und sie abstrahieren die Weißdaten (Wb) aus der gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba). Anschließend erzeugen die Vorrichtung und das Verfahren die 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) durch Subtrahieren der abstrahierten Weißdaten (Wb) von den 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba). Die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) werden durch Gammakorrektur an den 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) und den Weißdaten (Wb) erzeugt. Die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) werden dann auf der Flüssigkristalltafel 102 angezeigt.
Die 7 ist eine graphische Ansicht zum Veranschaulichen einer Farbcharakteristik, wie sie bei der Vorrichtung und beim Verfahren gemäß der Erfindung realisiert wird. Wie es in der 7 dargestellt ist, ist die bei der Erfindung verwendete Farbcharakteristik durch einen Polygonbereich 300 repräsentiert, der durch durchgezogene Linien gebildet ist. Ein Teil des Polygonbereichs, d. h. der Rechteckbereich 310 (r, k, g, w), repräsentiert einen Bereich, der durch die Unterpixel für rot (R), grün (G) und blau (B) realisiert ist, und der restliche Bereich 320 ist ein solcher, der durch das Unterpixel für weiß (W) realisiert ist. Da der Polygonbereich 300 den Wert der verstärkten Helligkeit repräsentiert, zeigt die 7, dass durch Einstellen des Verstärkungswerts (G), entsprechend den 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB), und durch Wandeln der 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) in sich ergebende 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) entsprechend dem eingestellten verstärkungswert (G) der Wert deutlich verbessert werden kann, um den die Helligkeit des gewandelten Bilds erhöht werden kann.
Wenn beispielsweise der Wert der Konstanten C auf 3 eingestellt wird und die 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) in die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo) gewandelt werden, ergeben sich ein Bereich 312 für achromatische Farbsignale, der im Rechteckbereich 310 (r, k, g, w) durch schräge Linien schraffiert ist, und ein Bereich 314 für chromatische Farbsignale, der mit Punkten schraffiert ist. Genauer gesagt, wird dann, wenn der Verstärkungswert (G) der 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB), entsprechend der Helligkeit an einem Punkt A im Bereich 314 chromatischer Signale auf 1,1 eingestellt wird, die Helligkeit am Punkt A in eine Helligkeit am Punkt A' verstärkt. Da die Helligkeit am Punkt A' innerhalb des Polygonbereichs 300 liegt, wird das gewandelte Bild ohne jedes Problem angezeigt. So können durch Einstellen derselben Helligkeitsverstärkungsfaktoren hinsichtlich der 3-Farben-Ausgangsdaten in einer Rahmeneinheit unter Verwendung eines Verstärkungswerts (G) die oben beschriebene Vorrichtung und das Verfahren zum Ansteuern eines LCD gemäß der Erfindung in natürlicher Weise verschiedene Bilder auf einem Display vom RGBW-Typ anzeigen. Ferner ist es, da die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung auf einfache Weise die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten (RGBW) ohne zusätzliche Divisionsoperationen aus den 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) berechnen können, möglich, die Struktur des Datenwandlungsteils 110 zu vereinfachen.
Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, können den Verstärkungswert entsprechend den 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) variieren. D. h., dass dann, wenn in der Gesamtanzahl der Unterpixel der Flüssigkristalltafel 102 in einem Rahmen der Prozentsatz des achromatischen Farbsignals hoch ist, der Verstärkungswert (G) gemäß der Gleichung 4 hoch ist. Wenn das gesamte Bild aus einem achromatischen Farbsignal besteht, erreicht der Verstärkungswert sein Maximum. Umgekehrt werden, wenn das gesamte Bild aus einem chromatischen Farbsignal besteht, die 3-Farben-Ausgangsdaten ohne Datenwandlung an die Timingsteuerung 108 geliefert, da der Verstärkungswert 1 ist. Da jedoch das RGBW-Display die in der 7 dargestellte Farbcharakteristik zeigt, kann, wenn der Verstärkungswert (G) größer als 1 ist, ein Teil der Farbkomponenten in unvermeidlicher Weise nicht angezeigt werden.
Genauer gesagt, wird beim RGBW-Display mit der in der 7 dargestellten Farbcharakteristik dann, wenn der Verstärkungswert (G) entsprechend den 3-Farben-Ausgangsdaten (RGB) auf '1,6' eingestellt wird, die Helligkeit am Punkt A in die Helligkeit am Punkt A'' verstärkt, der außerhalb des Restbereichs 300 liegt. In diesem Fall kann die Farbe des entsprechenden Unterpixels nicht korrekt angezeigt werden, da ein Teil der Graustufeninformation verlorengehen kann. Jedoch existieren, da die Erfindung über einen hohen Verstärkungswert (G) verfügt, wenn die meisten Unterpixeldaten in einem Rahmen im Bereich eines achromatischen Signals vorhanden sind, nur wenige Unterpixeldaten, die vom Polygonbereich 300 abweichen.
Für Situationen, bei denen die Unterpixeldaten vom Farbbereich abweichen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung über eine zweite beispielhafte Ausführungsform mit einem Datenwandlungsteil 110 verfügen, um gewandelte Bilder selbst dann genau anzuzeigen, wenn die Unterpixeldaten vom Farbcharakteristikbereich des LCD abweichen.
Die 8 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Konfiguration einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Datenwandlungsteils 110 gemäß der Erfindung. Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt der Datenwandlungsteil 110 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der Erfindung über einen Teil 200 für inverse Gammakorrektur, einen Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210, einen Multiplikationsteil 220, einen ersten RGBW-Erzeugungsteil 330, einen zweiten RGBW-Erzeugungsteil 335 sowie einen Gammakorrekturteil 340. Da der Teil 200 für inverse Gammakorrektur, der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 und der Multiplikationsteil 220 über dieselbe Struktur wie bei der bereits beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform verfügen, wird eine detaillierte Erläuterung dieser Elemente nicht wiederholt.
Der erste RGBW-Erzeugungsteil 330 verfügt über dieselbe Struktur und dasselbe Betriebsverfahren wie der bereits unter Bezugnahme auf die 3 beschriebene RGBW-Erzeugungsteil 230. Demgemäß erzeugt der erste RGBW-Erzeugungsteil 330 Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) unter Verwendung der 3-Farben-Verstärkungsdaten (Ra, Ga, Ba) vom Multiplikationsteil 220, und er liefert diese ersten Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) an den zweiten RGBW-Erzeugungsteil 335. Der zweite RGBW-Erzeugungsteil 335 erzeugt durch zusätzliche Operationen zweite Ausgangsdaten (Rc, Bc, Bc, Wc), und er liefert diese an den Gammakorrekturteil 340, um das gewandelte Bild genau er anzuzeigen.
Die 9 zeigt ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen der beispielhaften Ausführungsform des zweiten RGBW-Teils der 8. Wie es in der 9 dargestellt ist, verfügt der zweite RGBW-Erzeugungsteil 335 über einen Maximalwert-Erfassungsteil 350, einen Fehlerkomponente-Erfassungsteil 352, einen 3-Farben-Datenkorrekturteil 354, einen Weißdaten-Korrekturteil 356 und einen Ausgangsdaten-Erzeugungsteil 360.
Der Maximalwert-Erfassungsteil 350 erfasst den Maximalwert (Max_B) der 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) unter den durch den ersten RGBW-Erzeugungsteil 330 gelieferten 4-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb, Wb) und er gibt diesen aus. Der Maximalwert (Max_B) wird entsprechend der folgenden Gleichung ermittelt: MaxB = Max(Db) (Gleichung 9)wobei Db dem Wert Rb, Gb oder Bb entspricht.
Der Fehlerkomponente-Erfassungsteil 352 erfasst durch Subtrahieren von 1 vom Maximalwert (Max_B), wie er vom Maximalwert-Erfassungsteil 350 geliefert wird, eine Fehlerkomponente (SP) entsprechend der folgenden Gleichtung: SP = MaxB – 1 (Gleichung 10),wobei Max_B größer als 1 ist.
Der 3-Farben-Datenkorrekturteil 354 korrigiert die 3-Farben-Ausgangsdaten (Rb, Gb, Bb) unter Verwendung der Fehlerkomponente (SP) und des Maximalwerts (Max_B) entsprechend der folgenden Gleichung: Rs = SP × (Rb/MaxB) Gs = SP × (GB/MaxB) Bs = SP × (Bb/MaxB) (Gleichung 11),
Genauer gesagt, erzeugt der 3-Farben-Datenkorrekturteil 354 Rotkorrekturdaten (Rs) durch Multiplizieren der Fehlerkomponente (SP) mit einem sich ergebenden Wert, der dadurch erfasst wird, dass die Rotausgangsdaten (Rb) durch den Maximalwert (Max_B) geteilt werden. In ähnlicher Weise erzeugt der Datenkorrekturteil 354 Grün- und Blaukorrekturdaten (Gs, Bs) durch Multiplizieren der Fehlerkomponenten (SP) mit einem sich ergebenden Wert, der dadurch erfasst wird, dass die Grün- und Blau-Ausgangsdaten (Gb, Bb) jeweils durch den Maximalwert (Max_B) dividiert werden.
Der Weißkorrekturdaten-Erzeugungsteil 356 erzeugt Weißkorrekturdaten (Ws) auf Grundlage der durch den 3-Farben-Datenkorrekturteil 354 gelieferten 3-Farben-Korrekturdaten (Rs, Gs, Bs), und er gibt sie aus. Die Weißkorrekturdaten (Ws) werden auf Grundlage der folgenden Gleichung erzeugt: Ws = xRs + yGs + zBs (Gleichung 12),wobei x, y und z charakteristische Parameter für die Rot-, Grün- bzw. Blaudaten sind, deren Werte gleich oder verschieden sein können.
Genauer gesagt, erzeugt der Weißkorrekturdaten-Erzeugungsteil 356 die Weißkorrekturdaten (Ws) durch Multiplizieren der 3-Farben-Korrekturdaten (Rs, Gs, Bs) mit jedem charakteristischen Parameter und durch anschließendes Aufsummieren der Multiplikationsergebniswerte. Die 3-Farben-Korrekturdaten (Rs, Gs, Bs) und die Weißkorrekturdaten (Ws) werden dann in den Ausgangsdaten-Erzeugungsteil 360 eingegeben.
Der Ausgangsdaten-Erzeugungsteil 360 verfügt über einen 3-Farben-Datenerzeugungsteil 362 und einen Weißdaten-Erzeugungsteil 364. Der 3-Farben-Datenerzeugungsteil 362 erzeugt korrigierte 3-Farben-Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc) auf Grundlage der durch den 3-Farben-Datenkorrekturteil 354 gelieferten 3-Farben-Korrekturdaten (Rs, Gs, Bs), und er gibt die korrigierten 3-Farben-Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc) an den Gammakorrekturteil 340 aus. Die korrigierten 3-Farben-Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc) werden auf Grundlage der folgenden Gleichung erzeugt: Rc = Rb – Rs Gc = Gb – Gs Bc = Bb – Bs (Gleichung 13)
Genauer gesagt, erzeugt der 3-Farben-Datenerzeugungsteil 362 korrigierte Rotausgangsdaten (Rc) durch Subtrahieren der Rotkorrekturdaten (Rs) von den Rotausgangsdaten (Rb). In ähnlicher Weise erzeugt der 3-Farben-Datenerzeugungsteil 362 korrigierte Grün- und Blauausgangsdaten durch Subtrahieren der Grün- und Blaukorrekturdaten (Gs, Bs) von den Grün- bzw. Blauausgangsdaten (Gb, Bb).
Der Weißdaten-Erzeugungsteil 364 erzeugt korrigierte Weißausgangsdaten (Wc) durch Addieren der Weißausgangsdaten (Wb) zu den durch den Weißkorrekturdaten-Erzeugungsteil 356 gelieferten Weißkorrekturdaten (Ws), und er gibt sie an den Gammakorrekturteil 340 aus. Die korrigierten Weißausgangsdaten (Wc) werden entsprechend der folgenden Gleichung erzeugt: Wc = Wb + Ws (Gleichung 14)
Der Gammakorrekturteil 340 empfängt die korrigierten Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc, Wc), die die korrigierten 3-Farben- Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc) und die korrigierten Weißausgangsdaten (Wc) enthalten, wie sie vom Ausgangsdaten-Erzeugungsteil 360 geliefert werden, und er führt eine Gammakorrektur der korrigierten Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc, Wc) entsprechend der folgenden Gleichung aus: Ro = (Rc)1/λ Go = (Gc)1/λ Bo = (Bc)1/λ Wo = (Wc)1/λ (Gleichung 15)
Dann wandelt der Gammakorrekturteil 340 die gammakorrigierten 3-Farben-Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc, Wc) in sich ergebende 4-Farben-Ausgangsdaten (Ro, Go, Bo, Wo). Der Gammakorrekturteil 340 erzeugt die sich ergebenden 4-Farben-Ausgangsdaten, wie sie an die Treiberschaltung der Flüssigkristalltafel 102 zu liefern sind, durch Gammakorrigieren der korrigierten 3-Farben-Ausgangsdaten (Rc, Gc, Bc, Wc) unter Verwendung einer Nachschlagetabelle, und er gibt sie an die Timingsteuerung 106 aus. Demgemäß kann, wenn die gewandelte RGBW-Helligkeit von einem definierten Bereich abweicht, wie beim in der 7 dargestellten Punkt A'', die zweite beispielhafte Ausführungsform des Datenwandlungsteils 110 gemäß der Erfindung die Helligkeit zum genaueren Anzeigen von Bildern dadurch verstärken, dass die Helligkeit am Punkt A'' entsprechend den oben unter Verwendung der Gleichungen 9 bis 15 beschriebenen Operationen in die Helligkeit am Punkt A''' wandelt.
Während der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 bei der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform der Erfindung einen linearisierten Verstärkungswert unter Verwendung der Gleichung 4 erzeugt, kann der Verstärkungswert-Erzeugungsteil 210 alternativ einen nicht linearisierten Verstärkungswert unter Verwendung einer Exponentialfunktion k ausgeben: G = 1 + α(Cb/Tpixel)k (Gleichung 16)
Der Fachmann erkennt, dass an der Vorrichtung zum Ansteuern eines LCD gemäß der Erfindung und am Ansteuerungsverfahren unter Verwendung derselben verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen ihrer selbst abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und der Äquivalente fallen.

Claims

Vorrichtung zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays (LCD), mit: – einer Flüssigkristalltafel mit 4-Farben-Unterpixeln; – einem Datentreiber zum Liefern von Videodatensignalen an jedes Unterpixel; – einem Gatetreiber zum Liefern eines Scanimpulses an jedes Unterpixel; – einem Datenwandlungsteil zum Erzeugen eines Verstärkungswerts durch Analysieren des Verhältnisses eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal in von einer äußeren Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten und zum Wandeln derselben in 4-Farben-Daten unter Verwendung des erzeugten Verstärkungswerts; und – einer Timingsteuerung zum Liefern der vom Datenwandlungsteil empfangenen 4-Farben-Daten an den Datentreiber und zum Steuern des Gatetreibers und des Datentreibers.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem der Datenwandlungsteil Folgendes aufweist: – einen Teil für inverse Gammakorrektur für eine inverse Gammakorrektur der 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen von 3-Farben-Eingangsdaten; – einen Verstärkungswert-Erzeugungsteil zum Erzeugen eines Verstärkungswerts auf Grundlage der 3-Farben-Eingangsdaten; – einen Multiplikationsteil zum Multiplizieren der 3-Farben-Eingangsdaten mit dem Verstärkungswert zum Erzeugen von 3-Farben-Verstärkungsdaten; – einen ersten 4-Farben-Datenerzeugungsteil zum Abstrahieren erster Weißdaten aus einer gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten, zum Erzeugen erster 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten Weißdaten und zum Ausgeben der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten und der ersten Weißdaten; und – einen Gammakorrekturteil zum Gammakorrigieren der ersten Weißdaten und der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen der 4-Farben-Daten.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Verstärkungswert-Erzeugungsteil Folgendes aufweist: – einen Helligkeitserfassungsteil zum Erfassen eines maximalen Helligkeitswerts und eines minimalen Helligkeitswerts der 3-Farben-Eingangsdaten und zum Ausgeben des erfassten maximalen Helligkeitswerts und eines berechneten maximalen Helligkeitswerts, der durch Multiplizieren des minimalen Helligkeitswerts mit einem Wert C (wobei C eine positive reelle Zahl ist) erfasst wird; – einen Komparator zum Vergleichen des berechneten maximalen Helligkeitswerts mit dem erfassten maximalen Helligkeitswert und zum Ausgeben eines Vergleichsergebnissignals; – einen Zähler zum Zählen des Vergleichsergebnissignals in einer Rahmeneinheit und zum Erzeugen eines Zählsignals; und – einen Verstärkungswert-Einstellteil zum Einstellen des Verstärkungswerts entsprechend dem Zählsignal.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Komparator das Vergleichssignal mit einem ersten Logikwert, entsprechend einem achromatischen Farbsignal ausgibt, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert dem erfassten maximalen Helligkeitswert entspricht oder größer ist, und er das Vergleichsergebnis mit einem zweiten Logikwert ausgibt, der einem chromatischen Farbsignal entspricht, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert kleiner als der erfasste maximale Helligkeitswert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Verstärkungswert-Einstellteil den Verstärkungswert entsprechend dem Zählsignal auf eine Zahl zwischen 1 und 1 + α (α ist eine positive reelle Zahl) einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Verstärkungswert-Einstellteil das Zählsignal durch eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln der Flüssigkristalltafel teilt, um den Wert α zu erzeugen, und er den Verstärkungswert durch Addieren der Konstante 1 zum Wert α erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der erste 4-Farben-Erzeugungsteil die ersten 3-Farben-Ausgangsdaten dadurch erzeugt, dass er die abstrahierten Weißdaten von den 3-Farben-Verstärkungsdaten subtrahiert.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der erste 4-Farben-Erzeugungsteil die abstrahierten Weißdaten mittels eines 3-Farben-α-Werts, der eine relative Größe repräsentiert, mit der die abstrahierten Weißdaten jeweils zur Helligkeit der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten beitragen, aus den 3-Farben-Verstärkungsdaten entfernt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Datenwandlungsteil Folgendes aufweist: – einen Teil für inverse Gammakorrektur für inverse Gammakorrektur der 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen von 3-Farben-Eingangsdaten; – einen Verstärkungswert-Erzeugungsteil zum Erzeugen eines Verstärkungswerts auf Grundlage der 3-Farben-Eingangsdaten; – einen Multiplikationsteil zum Multiplizieren der 3-Farben-Eingangsdaten mit dem Verstärkungswert zum Erzeugen von 3-Farben-Verstärkungsdaten; – einen ersten 4-Farben-Datenerzeugungsteil zum Abstrahieren erster Weißdaten aus einer gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten, zum Erzeugen erster 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten Weißdaten, und zum Ausgeben der 3-Farben-Ausgangsdaten und der ersten Weißdaten; – einen zweiten 4-Farben-Datenerzeugungsteil zum Korrigieren der ersten Weißdaten und der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten sowie zum Erzeugen zweiter Weißdaten und zweiter 3-Farben-Ausgangsdaten; und – einen Gammakorrekturteil zum Gammakorrigieren der zweiten Weißdaten und der zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen der 4-Farben-Daten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Verstärkungswert-Erzeugungsteil Folgendes aufweist: – einen Helligkeitserfassungsteil zum Erfassen eines maximalen Helligkeitswerts und eines minimalen Helligkeitswerts der 3-Farben-Eingangsdaten und zum Ausgeben des erfassten maximalen Helligkeitswerts und eines berechneten maximalen Helligkeitswerts, der durch Multiplizieren des minimalen Helligkeitswerts mit einem Wert C (wobei C eine positive reelle Zahl ist) erfasst wird; – einen Komparator zum Vergleichen des berechneten maximalen Helligkeitswerts mit dem erfassten maximalen Helligkeitswert und zum Ausgeben eines Vergleichsergebnissignals; – einen Zähler zum Zählen des Vergleichsergebnissignals in einer Rahmeneinheit und zum Erzeugen eines Zählsignals; und – einen Verstärkungswert-Einstellteil zum Einstellen des Verstärkungswerts entsprechend dem Zählsignal.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Komparator das Vergleichssignal mit einem ersten Logikwert, entsprechend einem achromatischen Farbsignal ausgibt, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert dem erfassten maximalen Helligkeitswert entspricht oder größer ist, und er das Vergleichsergebnis mit einem zweiten Logikwert ausgibt, der einem chromatischen Farbsignal entspricht, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert kleiner als der erfasste maximale Helligkeitswert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Verstärkungswert-Einstellteil den Verstärkungswert entsprechend dem Zählsignal auf eine Zahl zwischen 1 und 1 + α (α ist eine positive reelle Zahl) einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Verstärkungswert-Einstellteil das Zählsignal durch eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln der Flüssigkristalltafel teilt, um den Wert α zu erzeugen, und er den Verstärkungswert durch Addieren der Konstante 1 zum Wert α erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste 4-Farben-Erzeugungsteil die ersten 3-Farben-Ausgangsdaten dadurch erzeugt, dass er die abstrahierten Weißdaten von den 3-Farben-Verstärkungsdaten subtrahiert.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der der erste 4-Farben-Erzeugungsteil die abstrahierten Weißdaten mittels eines 3-Farben-α-Werts, der eine relative Größe repräsentiert, mit der die abstrahierten Weißdaten jeweils zur Helligkeit der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten beitragen, aus den 3-Farben-Verstärkungsdaten entfernt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der zweite 4-Farben-Datenerzeugungsteil Folgendes aufweist: – einen Maximalwert-Erfassungsteil zum Erfassen eines maximalen Helligkeitswerts der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten; – einen Fehlerkomponente-Erfassungsteil zum Erfassen einer Fehlerkomponente unter Verwendung des maximalen Helligkeitswerts; – einen 3-Farben-Datenkorrekturteil zum Erzeugen von 3-Farben-Korrekturdaten unter Verwendung der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten und der Fehlerkomponente; – einen Weißkorrekturdaten-Erzeugungsteil zum Erzeugen von Weißkorrekturdaten unter Verwendung der 3-Farben-Korrektur daten; – einen 3-Farben-Datenerzeugungsteil zum Erzeugen der zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten und der 3-Farben-Korrekturdaten; und – einen Weißdaten-Erzeugungsteil zum Erzeugen der zweiten Weißdaten unter Verwendung der Weißkorrekturdaten und der ersten Weißdaten.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Fehlerkomponente-Erfassungsteil die Kontante 1 vom maximalen Helligkeitswerts subtrahiert.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der 3-Farben-Datenkorrekturteil die 3-Farben-Korrekturdaten durch Multiplizieren der Fehlerkomponente mit einem sich ergebenden Wert erzeugt, der durch Teilen der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten durch den maximalen Helligkeitswert erhalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Weißkorrekturdaten-Erzeugungsteil jeden charakteristischen Parameter der 3-Farben-Ausgangsdaten mit den 3-Farben-Korrekturdaten multipliziert und die Weißkorrekturdaten durch Aufsummieren aller Multiplikationsergebniswerte erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der 3-Farben-Datenerzeugungsteil die zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten dadurch erzeugt, dass er die 3-Farben-Korrekturdaten von den ersten 3-Farben-Ausgangsdaten subtrahiert.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Weißdaten-Erzeugungsteil die zweiten Weißdaten dadurch erzeugt, dass er die Weißkorrekturdaten zu den ersten Weißdaten addiert.
Verfahren zum Steuern eines Flüssigkristalldisplays (LCD), das über eine Flüssigkristalltafel mit 4-Farben-Unterpixeln, einen Datentreiber zum Liefern von Videodatensignalen an jedes Unterpixel sowie einen Gatetreiber zum Liefern eines Scanimpulses an die Unterpixel verfügt, das Folgendes umfasst: – Erzeugen eines Verstärkungswerts durch Analysieren des Verhältnisses eines achromatischen Farbsignals zu einem chromatischen Farbsignal von von einer äußeren Quelle eingegebenen 3-Farben-Ausgangsdaten; – Wandeln der 3-Farben-Ausgangsdaten in 3-Farben-Videodaten unter Verwendung des erzeugten Verstärkungswerts; – Erzeugen des Scanimpulses; und – Anlegen der 4-Farben-Videodaten an jedes Unterpixel synchron mit dem Scanimpuls.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Schritt des Erzeugens des Verstärkungswerts Folgendes beinhaltet: – inverse Gammakorrektur der 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen von 3-Farben-Eingangsdaten; – Erfassen eines maximalen Helligkeitswerts und eines minimalen Helligkeitswerts der 3-Farben-Eingangsdaten; – Erzeugen eines berechneten maximalen Helligkeitswerts durch Multiplizieren des minimalen Helligkeitswerts mit einem Wert C (C ist eine positive reelle Zahl); – Vergleichen des berechneten maximalen Helligkeitswerts mit dem erfassten maximalen Helligkeitswert, und Erzeugen eines Vergleichsergebnissignals; – Zählen des Vergleichsergebnissignals in einer Rahmeneinheit und Erzeugen eines Zählsignals; und – Einstellen des Verstärkungswerts entsprechend dem Zählsignal.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Schritt des Erzeugens des Vergleichsergebnissignals das Ausgeben eines dem achromatischen Farbsignal entsprechenden ersten Logikwerts, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert dem erfassten maximalen Helligkeitswert entspricht oder größer ist, oder eines dem chromatischen Farbsignal entsprechenden zweiten Logikwerts, wenn der berechnete maximale Helligkeitswert kleiner als der erfasste maximale Helligkeitswert ist, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 23, bei dem der Verstärkungswert entsprechend dem Zählsignal auf eine Zahl zwischen 1 und 1 + α (α ist eine positive reelle Zahl) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Schritt des Einstellens des Verstärkungswerts Folgendes beinhaltet: – Teilen des Zählsignals durch eine vorbestimmte Anzahl von Pixeln in der Flüssigkristalltafel, um den Wert α zu erzeugen; und – Einstellen des Verstärkungswerts durch Addieren der Konstante 1 zum Wert α.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Schritt des Wandelns der 3-Farben-Ausgangsdaten in die 4-Farben-Videodaten Folgendes beinhaltet: – Multiplizieren der 3-Farben-Eingangsdaten mit dem Verstärkungswert, um 3-Farben-Verstärkungsdaten zu erzeugen; – Abstrahieren erster Weißdaten aus einer gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten; – Erzeugen erster 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten Weißdaten; und – Ausführen einer Gammakorrektur an den ersten Weißdaten und den ersten 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen der 4-Farben-Videodaten.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Schritt des Erzeugens der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten das Subtrahieren der abstrahierten ersten Weißdaten von den 3-Farben-Verstärkungsdaten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 28, bei dem der Schritt des Subtrahierens der ersten Weißdaten das Entfernen der abstrahierten ersten Weißdaten aus den 3-Farben-Verstärkungsdaten durch einen 3-Farben-α-Wert beinhaltet, der die Relativgröße repräsentiert, mit der die abstrahierten ersten Weißdaten jeweils zur Helligkeit der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten beitragen.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Schritt des Wandelns der 3-Farben-Ausgangsdaten in die 4-Farben-Videodaten Folgendes beinhaltet: – Multiplizieren der 3-Farben-Eingangsdaten mit dem Verstärkungswert, um 3-Farben-Verstärkungsdaten zu erzeugen; – Abstrahieren erster Weißdaten aus einer gemeinsamen Komponente der 3-Farben-Verstärkungsdaten; – Erzeugen erster 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten Weißdaten; – Erzeugen zweiter Weißdaten und zweiter 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten Weißdaten und der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten; und – Ausführen einer Gammakorrektur an den zweiten Weißdaten und den zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten zum Erzeugen der 4-Farben-Videodaten.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Erzeugens der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten das Subtrahieren der abstrahierten ersten Weißdaten von den 3-Farben-Verstärkungsdaten beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 31, bei dem der Schritt des Subtrahierens der ersten Weißdaten das Entfernen der abstrahierten ersten Weißdaten aus den 3-Farben-Verstärkungsdaten durch einen 3-Farben-α-Wert beinhaltet, der die Relativgröße repräsentiert, mit der die abstrahierten ersten Weißdaten jeweils zur Helligkeit der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten beitragen.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Erzeugens der zweiten Weißdaten und der zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten Folgendes beinhaltet: – Erfassen eines maximalen Helligkeitswerts der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten; – Erfassen einer Fehlerkomponente unter Verwendung des maximalen Helligkeitswerts; – Erzeugen von 3-Farben-Korrekaurdaten unter Verwendung der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten und der Fehlerkomponente; – Erzeugen von Weißkorrekturdaten unter Verwendung der 3-Farben-Korrekturdaten; – Erzeugen der zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten unter Verwendung der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten und der 3-Farben-Korrekturdaten; und – Erzeugen der zweiten Weißdaten unter Verwendung der Weißkorrekturdaten und der ersten Weißdaten.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Schritt des Erfassens der Fehlerkomponente das Subtrahieren der Konstante 1 vom maximalen Helligkeitswert beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Schritt des Erzeugens der 3-Farben-Korrekturdaten Folgendes beinhaltet: – Teilen der ersten 3-Farben-Ausgangsdaten durch den maximalen Helligkeitswert; und – Erzeugen der 3-Farben-Korrekturdaten durch Multiplizieren der Fehlerkomponente mit einem Divisionsrest.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Schritt des Erzeugens der Weißkorrekturdaten Folgendes beinhaltet: – Multiplizieren jedes charakteristischen Parameters der 3-Farben-Ausgangsdaten mit den 3-Farben-Korrekturdaten; und – Erzeugen der Weißkorrekturdaten durch Aufsummieren der Multiplikationsergebniswerte.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die zweiten 3-Farben-Ausgangsdaten durch Subtrahieren der 3-Farben-Korrekturdaten von den ersten 3-Farben-Ausgangsdaten erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem die zweiten Weißdaten durch Addieren der Weißkorrekturdaten zu den ersten Weißdaten erzeugt werden.