JP2001159884A - 直交ブロック循環行列を用いた効率的な液晶ディスプレイ駆動機構 - Google Patents
直交ブロック循環行列を用いた効率的な液晶ディスプレイ駆動機構Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】
【解決手段】 液晶ディスプレイを駆動するためのプロ
トコルであって、行（共通）駆動行列が、非線形のプロ
グラムまたはパラユニタリ行列により生成可能な直交ブ
ロック循環行列からなるプロトコルに関する。
トコルであって、行（共通）駆動行列が、非線形のプロ
グラムまたはパラユニタリ行列により生成可能な直交ブ
ロック循環行列からなるプロトコルに関する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
を駆動させるためのプロトコルに関し、特に、液晶ディ
スプレイの駆動機構に関し、詳細には、同駆動機構を効
率的に実行しかつハードウェアの複雑さを減少させる駆
動行列のエントリの特別な配列に関する。
を駆動させるためのプロトコルに関し、特に、液晶ディ
スプレイの駆動機構に関し、詳細には、同駆動機構を効
率的に実行しかつハードウェアの複雑さを減少させる駆
動行列のエントリの特別な配列に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】一般
に、液晶ディスプレイを駆動するためにはパッシブマト
リクス駆動機構が採用されている。反応速度が速い液晶
を有する高度多重化ディスプレイの場合、フレーム応答
によるコントラストの損失の問題が深刻である。この問
題に対処するために、直交行列を共通の駆動信号として
用いるアクティブアドレス指定が提案された。しかし、
この方法には、演算が高度でメモリが大きくなるという
問題がある。さらに悪いことには、マトリクスの複数の
行の順序（sequencies）が相異なるため、異なる行信号
周波数を生じる。これにより、深刻なクロストークが生
じ得る。もう一方で、マルチラインアドレス指定（ＭＬ
Ａ）が提案されたが、これはフレーム応答、順序、およ
び演算に関する問題への妥協案をもたらした。ブロック
対角駆動行列は、より低次の直交行列からなる。フレー
ム応答をさらに抑制するために、選択がフレーム間で均
等に配分されるよう駆動行列の列交換が提案された。こ
の機構の複雑さは、ビルディング行列の次数の二乗に比
例する。機構の次数が増大すると、時間域および空間域
の両方において複雑さが増大する。次数が増大すると、
より多くの論理ハードウェアおよび列信号の電圧レベル
が必要になる。
に、液晶ディスプレイを駆動するためにはパッシブマト
リクス駆動機構が採用されている。反応速度が速い液晶
を有する高度多重化ディスプレイの場合、フレーム応答
によるコントラストの損失の問題が深刻である。この問
題に対処するために、直交行列を共通の駆動信号として
用いるアクティブアドレス指定が提案された。しかし、
この方法には、演算が高度でメモリが大きくなるという
問題がある。さらに悪いことには、マトリクスの複数の
行の順序（sequencies）が相異なるため、異なる行信号
周波数を生じる。これにより、深刻なクロストークが生
じ得る。もう一方で、マルチラインアドレス指定（ＭＬ
Ａ）が提案されたが、これはフレーム応答、順序、およ
び演算に関する問題への妥協案をもたらした。ブロック
対角駆動行列は、より低次の直交行列からなる。フレー
ム応答をさらに抑制するために、選択がフレーム間で均
等に配分されるよう駆動行列の列交換が提案された。こ
の機構の複雑さは、ビルディング行列の次数の二乗に比
例する。機構の次数が増大すると、時間域および空間域
の両方において複雑さが増大する。次数が増大すると、
より多くの論理ハードウェアおよび列信号の電圧レベル
が必要になる。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、行（共
通）駆動行列が直交ブロック循環行列からなることを特
徴とする液晶ディスプレイを駆動するためのプロトコル
が提供される。
通）駆動行列が直交ブロック循環行列からなることを特
徴とする液晶ディスプレイを駆動するためのプロトコル
が提供される。
【０００４】
【発明の実施の形態】直交ブロック循環行列を用いた液
晶ディスプレイ駆動機構。以下に、８次のアダマール行
列を示す。
晶ディスプレイ駆動機構。以下に、８次のアダマール行
列を示す。
【０００５】
【数６】 先に述べたように、アクティブ駆動を用いると演算の煩
雑さおよび順序の問題が生じるため、ＭＬＡを提案し
た。４行のＭＬＡを用いて８ウェイの駆動を実行するた
めに、２つの４次アダマール行列が８×８の駆動行列の
対角ビルディングブロックとして用いられる。得られる
共通の駆動行列は以下のようになる。
雑さおよび順序の問題が生じるため、ＭＬＡを提案し
た。４行のＭＬＡを用いて８ウェイの駆動を実行するた
めに、２つの４次アダマール行列が８×８の駆動行列の
対角ビルディングブロックとして用いられる。得られる
共通の駆動行列は以下のようになる。
【０００６】
【数７】 順序に関する問題を最小にするために、別の４×４の直
交ビルディングブロックを提示した。これにより得られ
る行（共通）駆動行列は以下の通りである。
交ビルディングブロックを提示した。これにより得られ
る行（共通）駆動行列は以下の通りである。
【０００７】
【数８】 一般的なｍウェイのディスプレイは、ｍ／４（ｍは４の
整数倍とする）個の４×４のビルディングブロックから
成るｍ×ｍのブロック対角直交駆動行列を有する。印加
される実際の電圧は、必ずしも±１ではなく、値の定倍
数（すなわち±ｋ）である。フレーム応答をさらに抑制
するために、行（共通）駆動行列の、選択がフレーム間
で均等に配分されるような列交換が提案された。８ウェ
イの駆動を例として用いると、行（共通）駆動行列は、
以下のようになる。
整数倍とする）個の４×４のビルディングブロックから
成るｍ×ｍのブロック対角直交駆動行列を有する。印加
される実際の電圧は、必ずしも±１ではなく、値の定倍
数（すなわち±ｋ）である。フレーム応答をさらに抑制
するために、行（共通）駆動行列の、選択がフレーム間
で均等に配分されるような列交換が提案された。８ウェ
イの駆動を例として用いると、行（共通）駆動行列は、
以下のようになる。
【０００８】
【数９】 本発明において、駆動回路構成に関するハードウェアの
複雑さを減少させる直交ブロック循環のビルディングブ
ロックを生成する方法が提案される。第１に、直交ブロ
ック循環行列は以下のように定義される。定義：Ｎ個の
Ｍ×ＭビルディングブロックＡ1Ａ2....ＡNから成るＮ
Ｍ×ＮＭのブロック循環行列Ｂは、以下の形式を有す
る。
複雑さを減少させる直交ブロック循環のビルディングブ
ロックを生成する方法が提案される。第１に、直交ブロ
ック循環行列は以下のように定義される。定義：Ｎ個の
Ｍ×ＭビルディングブロックＡ1Ａ2....ＡNから成るＮ
Ｍ×ＮＭのブロック循環行列Ｂは、以下の形式を有す
る。
【０００９】
【数１０】 もしＢTＢ＝ＢＢT＝（ＮＭ）I NMとなるならば、直交ブ
ロック循環行列であるとされる。
ロック循環行列であるとされる。
【００１０】例えば、以下の４×４の行列は直交ブロッ
ク循環である。この場合、Ｎは２または４であり得る。
Ｎ＝２であれば、各Ａjは２×２の行列である。Ｎ＝４
であれば、各Ａjはスカラ（１または−１）である。
ク循環である。この場合、Ｎは２または４であり得る。
Ｎ＝２であれば、各Ａjは２×２の行列である。Ｎ＝４
であれば、各Ａjはスカラ（１または−１）である。
【００１１】
【数１１】 直交ブロック循環行列は、行（共通）駆動行列の対角ビ
ルディングブロックとして用いることができる。適切な
列および行の交換により、得られる駆動行列は、各行が
前の行のシフトされた型でありかつ送りレジスタを用い
て実行されるという特性を有する。以下に、４×４直交
ブロック循環行列を用いた適切な行および列の交換後
の、得られる８ウェイの駆動行列を示す。
ルディングブロックとして用いることができる。適切な
列および行の交換により、得られる駆動行列は、各行が
前の行のシフトされた型でありかつ送りレジスタを用い
て実行されるという特性を有する。以下に、４×４直交
ブロック循環行列を用いた適切な行および列の交換後
の、得られる８ウェイの駆動行列を示す。
【００１２】
【数１２】 より高次のＢの場合、サブブロックＡjの次数の選択は
限定される。直交ブロック循環Ｂを存在させないＭもあ
り得る。ＭＮ＝６とすると、サブブロックの次数は１，
２または３になり得る。Ｍ＝２，３であれば直交ブロッ
ク循環Ｂは達成されるがＭ＝１では達成され得ないこと
が示される。概して、ＭＮが偶数の場合には、Ｍ≠１で
あれば直交ブロック循環Ｂは常に存在することが示され
る。以下に、直交ブロック循環行列を生成する２つの手
段を提示する。
限定される。直交ブロック循環Ｂを存在させないＭもあ
り得る。ＭＮ＝６とすると、サブブロックの次数は１，
２または３になり得る。Ｍ＝２，３であれば直交ブロッ
ク循環Ｂは達成されるがＭ＝１では達成され得ないこと
が示される。概して、ＭＮが偶数の場合には、Ｍ≠１で
あれば直交ブロック循環Ｂは常に存在することが示され
る。以下に、直交ブロック循環行列を生成する２つの手
段を提示する。
【００１３】第１の方法は、パラユニタリ行列の論理に
基づくものであるが、パラユニタリ行列はすべての直交
ブロック循環行列を生成するわけではない。第２の方法
は、直交ブロック循環行列を非線形プログラムにより識
別する手段である。この手段を用いると、理論上、すべ
ての直交ブロック循環行列を生成することができる。
基づくものであるが、パラユニタリ行列はすべての直交
ブロック循環行列を生成するわけではない。第２の方法
は、直交ブロック循環行列を非線形プログラムにより識
別する手段である。この手段を用いると、理論上、すべ
ての直交ブロック循環行列を生成することができる。
【００１４】パラユニタリ行列を用いた直交ブロック循
環行列の生成。Ｂの、次数Ｍ×ＮＭの部分行列を以下の
ようにみなす。 Ｅ＝［Ａ1 Ａ2 Ｋ ＡN］ ｎ×ｎのシフトマトリクスＳn,mを以下のように定義す
る。
環行列の生成。Ｂの、次数Ｍ×ＮＭの部分行列を以下の
ようにみなす。 Ｅ＝［Ａ1 Ａ2 Ｋ ＡN］ ｎ×ｎのシフトマトリクスＳn,mを以下のように定義す
る。
【００１５】
【数１３】 次数Ｍ×ＮＭのパラユニタリ行列Ｅは、（ｉ）Ｅは直
交、すなわち ＥＥT＝Ｉ （ｉｉ）Ｅはその列シフトに対して回数Ｍだけ直交す
る、すなわち ＥＳNM,iMＥT＝０ （ｉ＝１，２，....Ｎ−１）であることを満たす。概し
て、パラユニタリ行列は、回転角度を有するカスケード
ラティスの形態でパラメータとして示される。
交、すなわち ＥＥT＝Ｉ （ｉｉ）Ｅはその列シフトに対して回数Ｍだけ直交す
る、すなわち ＥＳNM,iMＥT＝０ （ｉ＝１，２，....Ｎ−１）であることを満たす。概し
て、パラユニタリ行列は、回転角度を有するカスケード
ラティスの形態でパラメータとして示される。
【００１６】以下の２つの行列は２×４のパラユニタリ
行列の２つの例である。
行列の２つの例である。
【００１７】
【数１４】 パラユニタリ行列は以下の特性を有する。 特性：ブロック循環パラユニタリＥにより生成されたＢ
は直交である。 証明：ｎ×ｎ循環シフト行列Ｒn,mを以下のように定義
する。
は直交である。 証明：ｎ×ｎ循環シフト行列Ｒn,mを以下のように定義
する。
【００１８】ＮＭ×ＮＭの部分行列Ｅを有する、次数Ｎ
Ｍ×ＮＭの直交ブロック循環行列Ｂは、（i）Ｅは直
交、すなわち ＥＥT＝Ｉ （ｉｉ）Ｓはその循環シフトに対して回数Ｍだけ直交す
る、すなわち ＥＲNM,iMＥT＝０ （ｉ＝１，２，....Ｎ−１）であることを満たす。Ｅが
パラユニタリであれば、Ｒn,m＝Ｓn,m＋ＳT n-m,n-mであ
るから、以下の式が得られ、証明が完了する。
Ｍ×ＮＭの直交ブロック循環行列Ｂは、（i）Ｅは直
交、すなわち ＥＥT＝Ｉ （ｉｉ）Ｓはその循環シフトに対して回数Ｍだけ直交す
る、すなわち ＥＲNM,iMＥT＝０ （ｉ＝１，２，....Ｎ−１）であることを満たす。Ｅが
パラユニタリであれば、Ｒn,m＝Ｓn,m＋ＳT n-m,n-mであ
るから、以下の式が得られ、証明が完了する。
【００１９】
【数１５】 Ｅがパラユニタリであるということは十分条件ではある
が、Ｂが直交ブロック循環であるための必要条件ではな
いということに留意されたい。Ｅ1およびＥ2をビルディ
ングブロックとして用いて、以下の直交ブロック循環行
列が得られる。
が、Ｂが直交ブロック循環であるための必要条件ではな
いということに留意されたい。Ｅ1およびＥ2をビルディ
ングブロックとして用いて、以下の直交ブロック循環行
列が得られる。
【００２０】
【数１６】 Ｂ2が直交循環でありかつ直交ブロック循環であるとい
うことに留意されたい。先に示したように、Ｂ2を適切
な行および列交換が行われた行（共通）駆動行列のビル
ディングブロックとして用いることにより、各行は、そ
の前の行の１つ遅れにシフトされた型となる。しかし、
Ｂ1は直交ブロック循環ではあるが循環行列ではない。
得られた駆動行列を適切に行および列交換することによ
り、行（共通）駆動波形の２つの組が得られる。１つの
組において、各行は、他の行のシフトされた型である。
うことに留意されたい。先に示したように、Ｂ2を適切
な行および列交換が行われた行（共通）駆動行列のビル
ディングブロックとして用いることにより、各行は、そ
の前の行の１つ遅れにシフトされた型となる。しかし、
Ｂ1は直交ブロック循環ではあるが循環行列ではない。
得られた駆動行列を適切に行および列交換することによ
り、行（共通）駆動波形の２つの組が得られる。１つの
組において、各行は、他の行のシフトされた型である。
【００２１】実行の複雑さは、サブブロックＡjの次数
（すなわちＭ）に比例する。ＮＭ＝４であれば、Ｍは１
または２となり得ることが観察される。次数がより高く
なると、Ｍ＝１では、直交するいかなる循環行列Ｂも生
じない。Ｍ＝２の場合には、直交ブロック循環Ｂは、常
に存在し、かつ２×２のＮ個のパラユニタリ行列により
生成される。Ｂ2に適切な行および列交換を行って生成
した駆動行列を以下に示す。
（すなわちＭ）に比例する。ＮＭ＝４であれば、Ｍは１
または２となり得ることが観察される。次数がより高く
なると、Ｍ＝１では、直交するいかなる循環行列Ｂも生
じない。Ｍ＝２の場合には、直交ブロック循環Ｂは、常
に存在し、かつ２×２のＮ個のパラユニタリ行列により
生成される。Ｂ2に適切な行および列交換を行って生成
した駆動行列を以下に示す。
【００２２】
【数１７】 １，３および５，７列と２，４および６，８列は２つの
組を形成しており、各組において各行は、他の行のシフ
トされた型である。
組を形成しており、各組において各行は、他の行のシフ
トされた型である。
【００２３】非線形プログラミングによる直交ブロック
循環行列の生成 直交ブロック循環行列は、非線形プログラミングにより
生成される。急降下法(method of steepest descent)が
これを示す。急降下法は複合および非線形システムの識
別に広く用いられている。最新の法則は、部分行列Ｅが
以下のように示されることができることを識別する。
循環行列の生成 直交ブロック循環行列は、非線形プログラミングにより
生成される。急降下法(method of steepest descent)が
これを示す。急降下法は複合および非線形システムの識
別に広く用いられている。最新の法則は、部分行列Ｅが
以下のように示されることができることを識別する。
【００２４】
【数１８】 式中、‖はステップサイズである。Ｐはコスト関数また
はペナルティ関数である。Ｐを以下のように設定する。
はペナルティ関数である。Ｐを以下のように設定する。
【００２５】
【数１９】 ｅifはＥのエントリである。‖‖Fは行列のフロベニウ
スの標準形である。この関数における第１の加算によ
り、Ｅのエントリはすべて±１にされる。第２の加算に
よりＥは直交にされ、第３の加算が、それにより得られ
るＢの直交ブロック循環行列特性を保証する。
スの標準形である。この関数における第１の加算によ
り、Ｅのエントリはすべて±１にされる。第２の加算に
よりＥは直交にされ、第３の加算が、それにより得られ
るＢの直交ブロック循環行列特性を保証する。
【００２６】４次および８次直交ブロック循環行列のリ
スト 以下に、直交ブロック循環ビルディングブロックとな
る、エントリが±１の２×４および２×８である部分行
列Ｅを網羅している。４次の行列 以下の（１）〜（４）と、
スト 以下に、直交ブロック循環ビルディングブロックとな
る、エントリが±１の２×４および２×８である部分行
列Ｅを網羅している。４次の行列 以下の（１）〜（４）と、
【００２７】
【数２０】 （１）〜（４）に代わる行列（５）であって、（ｉ）符
号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、すなわち
号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、すなわち
【００２８】
【数２１】 （ｉｉｉ）Ｅの循環シフト、すなわち ＥＲ4,2 ならびに（ｉ）〜（ｉｉｉ）の任意の組合せにより生成
されるすべての行列（５）である。８次の行列 以下の（１）〜（２７）と、
されるすべての行列（５）である。８次の行列 以下の（１）〜（２７）と、
【００２９】
【数２２】 （１）〜（２７）以外の行列（２８）であって、（ｉ）
符号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、すなわち
符号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、すなわち
【００３０】
【数２３】 （ｉｉｉ）Ｅの循環シフト、すなわち ＥＲ8,2i（ｉ＝１，２または３）、 （ｉ）〜（ｉｉｉ）の任意の組合せにより生成されるす
べての行列（２８）である。
べての行列（２８）である。
【００３１】
【発明の効果】このように、本発明を用いて、駆動行列
のエントリの特別な配列が提示される。直交ブロック循
環特性を、行（共通）駆動波形のビルディングブロック
に用いることにより、行信号が時間シフトのみにより異
なるようにすることができる。ここで各行は、送りレジ
スタを用いることにより、前の列のシフトされた型とし
て実行することができる。マトリクス駆動機構の複雑さ
はかなり低減され、かつ直交ブロック循環行列のビルデ
ィングブロックの次数に直線的に比例する。
のエントリの特別な配列が提示される。直交ブロック循
環特性を、行（共通）駆動波形のビルディングブロック
に用いることにより、行信号が時間シフトのみにより異
なるようにすることができる。ここで各行は、送りレジ
スタを用いることにより、前の列のシフトされた型とし
て実行することができる。マトリクス駆動機構の複雑さ
はかなり低減され、かつ直交ブロック循環行列のビルデ
ィングブロックの次数に直線的に比例する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２２Ｋ (71)出願人 594198477 テレンス レスリー ジョンソン Ｔｅｒｅｎｃｅ Ｌｅｓｌｉｅ Ｊｏｈｎ ｓｏｎ イギリス国 ＥＣ４Ａ １ＢＸ ロンドン フェッター レーン クリフォーズ イ ン エドワード エバンス アンド カン パニー 内 (72)発明者 スティーブ ダブリュ．エル． ヤン 香港 ツン クァン オー ティーケーオ ー インダストリアル エステート ツゥ ン ツォン ストリート 22 (72)発明者 リチャード シー．エイチ． リー 香港 ツン クァン オー ティーケーオ ー インダストリアル エステート ツゥ ン ツォン ストリート 22
Claims (13)
- 【請求項１】 行（共通）駆動行列が複数の直交ブロッ
ク循環行列からなることを特徴とする液晶ディスプレイ
を駆動するためのプロトコル。 - 【請求項２】 行（共通）駆動行列の行および列の交換
を特徴とする請求項１に記載のプロトコル。 - 【請求項３】 行（共通）駆動行列が直交ブロック循環
行列であることを特徴とする請求項１または２に記載の
プロトコル。 - 【請求項４】 行（共通）駆動行列がブロック対角行列
であり、かつ、すべてのビルディングブロックが直交ブ
ロック循環であることを特徴とする請求項１または２に
記載のプロトコル。 - 【請求項５】 行（共通）駆動行列が、行（共通）駆動
行列の行および列が交換された型であることを特徴とす
る請求項４に記載のプロトコル。 - 【請求項６】 行（共通）駆動行列が、パラユニタリ行
列を用いることにより生成される直交ブロック循環ビル
ディングブロックを含むことを特徴とする請求項５に記
載のプロトコル。 - 【請求項７】 駆動行列が、 【数１】 であることを特徴とする請求項６に記載のプロトコル。
- 【請求項８】 行（共通）駆動行列が、非線形プログラ
ムにより生成される直交ブロック循環ビルディングブロ
ックに基づくことを特徴とする請求項５に記載のプロト
コル。 - 【請求項９】 行（共通）駆動行列が４次の直交ブロッ
ク循環ビルディングブロックに基づくことを特徴とする
請求項８に記載のプロトコル。 - 【請求項１０】 行（共通）駆動行列が８次の直交ブロ
ック循環ビルディングブロックに基づくことを特徴とす
る請求項８に記載のプロトコル。 - 【請求項１１】 ビルディングブロックが、 以下の（１）〜（４）と、 【数２】 （１）〜（４）に代わる行列（５）であって、（ｉ）符
号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、すなわち 【数３】 （ｉｉｉ）Ｅの循環シフト、すなわち ＥＲ4,2 ならびに（ｉ）〜（ｉｉｉ）の任意の組合せにより生成
されるすべての行列（５）を含むことを特徴とする請求
項９に記載のプロトコル。 - 【請求項１２】 ビルディングブロックが、 以下の（１）〜（２７）と、 【数４】 （１）〜（２７）に代わる行列（２８）であって、
（ｉ）符号反転（すなわち−Ｅ）、（ｉｉ）行交換、す
なわち 【数５】 （ｉｉｉ）Ｅの循環シフト、すなわち ＥＲ8,2i（ｉ＝１，２または３）、 ならびに（ｉ）〜（ｉｉｉ）の任意の組合せにより生成
されるすべての行列（２８）を含むことを特徴とする請
求項１０に記載のプロトコル。 - 【請求項１３】 請求項１〜１２のいずれか１項に記載
のプロトコルにより特徴づけられる駆動機構を備えたこ
とを特徴とする液晶ディスプレイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9923292.8A GB9923292D0 (en) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | An efficient liquid crystal display driving scheme using orthogonal block-circulant matrix |
| GB9923292.8 | 1999-10-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001159884A true JP2001159884A (ja) | 2001-06-12 |
Family
ID=10861984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000302950A Pending JP2001159884A (ja) | 1999-10-01 | 2000-10-02 | 直交ブロック循環行列を用いた効率的な液晶ディスプレイ駆動機構 |
Country Status (12)
| Country | Link |
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