JP2006023379A - 表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話向け液晶表示装置では、１フレームメモリしか内蔵されていないので、入力映像信号と１フレームメモリに記憶されている映像信号との変化量(補正レベル量)を記憶する領域がないため、この補正レベル量を用いて動画表示時の画質を向上させることができない。
【解決手段】１フレームメモリ５０１と、入力映像信号をＹＵＶ信号に変換しＵＶ信号を圧縮するＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５と、変換されたＹＵＶ信号と１フレームメモリに記憶されているＹＵＶ信号との２つの映像信号から補正レベル量を求めて出力する補正レベル演算回路５０７と、この補正レベル量に基づいてＹＵＶ信号に補正処理を行う補正処理回路５０９と、処理されたＹＵＶ信号をＲＧＢ信号に再変換するためのＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６とを備え、１フレームメモリは、補正レベル量と圧縮されたＹＵＶ信号とを記憶し、動画表示時には、１フレームメモリから補正レベル量と圧縮されたＹＵＶ信号とを読み出し、補正レベル量に応じて圧縮されたＹＵＶ信号を処理する。
【選択図】図３

Description

本発明は、メモリを備えた信号駆動回路を用いて、画素を駆動する表示装置及び駆動方法に関するもので、特に、動画表示性能を向上するために、液晶の応答速度を高速化する液晶表示装置及びその駆動方法に関する。

液晶表示装置は液晶の応答速度が遅いために、動画を表示すると尾引きや動画ぼやけが発生し画質が劣化する。動画表示時の尾引きや動画ぼやけを解消して画質を向上するために液晶の応答速度を高速化する液晶表示装置として、下記特許文献１記載の液晶表示装置がある。

この液晶表示装置は、外部の表示信号源から液晶表示装置のフレーム周期に同期してフレーム画像が順次転送される場合に、１枚のフレーム画像信号を記憶するフレームメモリと、このフレームメモリに記憶された画像信号と外部から入力されるフレーム画像信号との時間的変化を検出する手段を備え、検出した変化量によりフィルタ特性を変更可能な適応型フィルタ回路を用いて、入力されるフレーム画像データを応答速度が速くなるように補正する。

近年、携帯電話を代表とするモバイル機器でも、テレビ放送受信が可能になるなど、動画表示を行う機会が増えている。そのため、携帯電話用の小型の液晶表示装置にも動画性能の向上が要求されている。

携帯電話に用いられる液晶表示装置の信号駆動回路には、映像信号転送による電力消費を削減するために、少なくとも１枚のフレーム画像信号を記憶することができるフレームメモリを内蔵した信号駆動回路が用いられている。

液晶表示装置の制御を行う信号源（ＣＰＵ等）は、映像信号の切り替わり時に１枚のフレーム映像信号全てを転送するのではなく、変化のある画素の映像信号だけを信号駆動回路に転送してフレームメモリ内の画像信号を変更する。信号駆動回路は液晶表示装置のフレーム周波数に従ってフレームメモリからフレーム映像信号を読み出して表示を行う。

一般的に、ＣＰＵが液晶表示装置に転送する映像信号のフレームレートは、液晶駆動のフレーム周波数（例えば６０Ｈｚ）に比べて小さいために、液晶表示装置は信号駆動回路のフレームメモリに記憶されたフレーム画像が数回表示されることになる。ここで、携帯電話向け液晶表示装置の動画表示の画質を向上させるためには、前述した駆動を映像信号が切り替わった最初のフレームのみに対して行う必要がある。

また、下記特許文献２には、動画やＴＶ映像等の映像データを補正するために、入力されるＲＧＢ信号を輝度色差信号に変換する信号変換手段と、１フレーム毎に輝度信号の特徴を抽出するフレーム特徴抽出手段と、輝度信号と色差信号とを補正する信号補正手段と、信号補正手段から出力される輝度色差信号をＲＧＢ信号に変換する信号変換手段とを備えた画質補正装置によって、１フレーム前のフレーム特徴や輝度色差信号の値によって、輝度信号や色差信号を補正して、階調特性を向上する液晶表示装置が記載されている。

特許第３１６７３５１号 特開２００２−１３２２２５号公報

しかしながら、現在の携帯電話向け液晶表示装置のシステムでは、１フレームの画像信号(静止画)を記憶するフレームメモリしか内蔵されていないため、このフレームメモリは、入力されてくる１フレームの映像信号(動画)は記憶できても、入力されてくる映像信号とフレームメモリに記憶されている映像信号との変化量(差分量又は液晶のオーバードライブ量)を記憶する領域がない。

そこで、入力映像信号とフレームメモリに記憶されている映像信号との変化量に基づいてフィルタ処理により補正(オーバードライブ)した映像信号をフレームメモリに記憶してしまうと、入力映像信号のフレーム周期よりも早い周期で補正された映像信号を表示する場合には、入力映像信号の表示切り替わり時点以外の早いフレーム周期での表示にも補正された映像信号を繰り返し表示することになり、その結果、補正量(オーバードライブ量)が過剰となり、本来の映像とは異なった映像が表示され画質が劣化してしまう。

本発明の目的は、メモリを内蔵しＣＰＵ等で制御される信号駆動回路を備えた表示装置において、動画表示時の画質を向上させることが可能な表示装置を提供することである。

本発明は、複数本の走査線と前記走査線と交差する複数本の信号線とその交差部に対応して配置された画素を有する表示部と、前記走査線に走査信号を印加する走査線駆動回路と、前記走査信号により選択電圧が印加された走査線に接続される画素に対応する表示電圧を前記信号線に印加する信号駆動回路と、前記表示部と前記走査線駆動回路と前記信号駆動回路に対して各種電圧を供給するための電源回路を有する表示装置において、前記信号駆動回路は前記表示部に対応した映像信号を記憶することのできるメモリと、外部信号源からの入力映像信号を異なるフォーマットの映像信号に変換する信号変換手段と、前記信号変換手段により変換された映像信号と前記外部信号源からの入力映像信号が入力される前にメモリに記憶されていた映像信号との２つの映像信号から補正レベル量を求め、前記補正レベル量と入力される２つの映像信号のうち前記信号変換手段により変換された映像信号を出力する補正レベル演算手段と、前記補正レベル量に基づいて映像信号に補正処理を行う補正処理手段と、前記補正処理手段により処理された映像信号を表示電圧に変換するためのフォーマットに再変換するための信号再変換手段とを備え、前記メモリは前記補正レベル演算手段が出力する前記補正レベル量と前記映像信号とを記憶し、前記表示部の表示を行う場合は、前記メモリから補正レベル量と映像信号とを読み出し、前記補正処理手段は補正レベル量に応じて映像信号に対し処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、表示装置のフレーム周波数に比べ信号源から転送される映像信号のフレームレートが低い場合でも、映像信号の切替り時のみに、例えば、液晶の応答速度を早くする処理を行うことが可能となり、携帯電話における表示において高画質な動画表示を行うことができる。

なお、信号源から転送される映像信号が、映像信号に変化のあった画素の映像信号とアドレスのみで構成される場合にも、映像信号の切替り時のみに、例えば、液晶の応答速度を早くする処理を行うことが可能であり、高画質な動画表示を行うことができる。

上記処理を行うにあたっては、少なくとも表示部に対応するフレームメモリがあればよいため、新規にメモリを増設する必要がなく、回路規模を押さえ高画質な動画表示を行うことができる。

なお、表示装置の信号駆動回路内にＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路を設けているため、外部の信号源から転送される映像信号がＲＧＢ信号でもＹＵＶ信号でも対応可能である。

また、表示装置の信号駆動回路内に動画表示の性能向上を行うための処理回路を含むため、動画性能向上用の新たな処理回路ＩＣを設ける必要がなくなる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

本発明に係る表示装置及びその駆動方法の実施例１について、図１ないし図４を参照して説明する。

図１は、実施例１における液晶表示装置の構成を示す概略図である。以下で、実施例１における液晶表示装置の構成を説明する。液晶表示装置１は、例えば、水平方向の画素数がｍ個、垂直方向のライン数がｎ本の液晶表示部２と信号駆動回路と走査線駆動回路と電源回路からなる。

液晶表示部２は、走査線Ｇ１、・・・、Ｇｎをｎ本と、走査線Ｇと交わる方向に信号線Ｄ１、・・・、Ｄｍのｍ本を備えている。これらの走査線Ｇと信号線Ｄが交わる交差部付近には画素３が夫々配置される。したがって、液晶表示部２には水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素３がマトリクス状に配置される。

この画素３は、スイッチング素子ＴＦＴ(以下、単に「ＴＦＴ」という。)、液晶容量Ｃｌｃ、液晶容量Ｃｌｃに電圧を印加するための画素電極Ｓと対向電極ＣＯＭからなる。図１では、例えば、ＴＦＴとして薄膜トランジスタを用いた場合を示しているが、ＴＦＴは、これに限定されない。また図中には示していないが、画素電極Ｓに接続される補償容量Ｃｓｔｇが各画素には設けられる。

ＴＦＴは、アモルファスＳｉや多結晶Ｓｉや単結晶Ｓｉなどで形成される。ＴＦＴのゲート端子は走査線Ｇに接続し、ドレイン端子は信号線Ｄに接続し、ソース端子は各画素の画素電極Ｓに接続する。

一方、信号駆動回路は、液晶表示装置１を制御するＣＰＵとの間で液晶表示装置１用の信号ＬＣＤＭ−ＳＩＧを送受信する。信号駆動回路はＬＣＤＭ−ＳＩＧにより転送された映像信号に基づいて液晶に印加する表示電圧を生成し、液晶表示部２の信号線Ｄに印加する。

走査線駆動回路は、信号駆動回路が出力する走査線駆動回路制御信号ＶＣＮＴを受けて液晶表示部２の走査線Ｇに走査信号を印加する。また、電源回路は、信号駆動回路が出力する電源回路制御信号ＰＣＮＴを受け、信号駆動回路と走査線駆動回路、及び液晶表示部２で必要となる各種電圧を生成して出力する。

図１に示した実施例１の液晶表示装置１において画像を表示する動作について説明する。液晶表示装置１は、対向電極ＣＯＭに対向基準電圧ＶＣＯＭを印加し、画素電極Ｓに各画素３の映像信号に基づいて信号駆動回路が生成した表示電圧を印加することで、液晶容量Ｃｌｃに映像信号に応じた液晶印加電圧を保持させることで多階調表示を行っている。

この際、液晶容量Ｃｌｃの劣化を防ぐためにＶＣＯＭに対して高電位の表示電圧である正極性表示電圧と、低電位の表示電圧である負極性表示電圧とを交互に印加する必要がある。したがって、液晶表示装置１では一定の周期(以下「フレーム周期」という。)で各画素３の液晶容量Ｃｌｃに保持させる液晶印加電圧を書換える。フレーム周期は任意に設定できるが、例えば、フレーム周期を１／６０秒として以下の説明を続ける。

各走査線Ｇは、ＶＣＮＴにより制御された走査線駆動回路により走査信号が印加される。各走査線Ｇは、フレーム周期内に少なくとも１回は走査信号により選択電圧を印加される。例えば、ＴＦＴがｎ型の場合には、高電位の信号が選択電圧となる。走査線Ｇに接続している各画素３のＴＦＴは、ゲート端子に選択電圧が印加されるとオン状態となり、信号線Ｄにより伝播される各画素の映像信号に応じた表示信号を画素電極Ｓに印加する。

その後、走査線駆動回路は走査信号として非選択電圧(ｎ型のＴＦＴの場合には低電位となる)を走査線Ｇに出力する。非選択電圧がゲート端子に印加されたＴＦＴはオフ状態となり、先に信号線Ｄから伝播された表示電圧を液晶容量Ｃｌｃに保持する。この動作をフレーム期間内にＧ１からＧｎまで一通り行うことにより、ｍ×ｎ画素に対応する映像信号(以下「１フレーム分の映像信号」という。)に応じた多階調表示を液晶表示装置１に表示することができる。

次に、実施例１の信号駆動回路の構成及び動作について図２を用いて説明する。信号駆動回路は、ＬＣＤＭ制御部４、映像データ処理部５、階調電圧生成部６及び表示電圧出力部７からなる。

ＬＣＤＭ制御部４は、ＬＣＤＭ−ＳＩＧによりフレーム周期や各種電圧設定や駆動方法などの各種設定情報を含む表示状態の制御信号を受け取り、ＶＣＮＴ、ＰＣＮＴ及び信号駆動回路内の映像データ処理部５の制御信号であるＤＣＮＴと、階調電圧生成部６の制御信号であるＲＣＮＴを生成して出力する。また、ＬＣＤＭ制御部４は、ＬＣＤＭ−ＳＩＧにより転送される映像信号ｉｎ−ＲＧＢを映像データ処理部５に出力する。

図２において、例えば、転送される映像信号を赤(Ｒ)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)として説明を続ける。さらに、ＬＣＤＭ制御部４は、映像データ処理部５の動作状態に応じて映像データ処理部５が映像信号ｉｎ−ＲＧＢを受けられるタイミングをＬＣＤＭ−ＳＩＧによりＣＰＵに転送している。

映像データ処理部５は、ＤＣＮＴにより制御され、ＬＣＤＭ制御部４が出力する映像信号ｉｎ−ＲＧＢを記憶する。また、映像データ処理部５は、表示電圧出力部７で表示電圧を生成するために必要な映像信号ｏｕｔ−ＲＧＢを出力する。

階調電圧生成部６は、ＲＣＮＴにより設定された階調基準電圧ＶＲＥＦを生成して表示電圧出力部７に出力する。

表示電圧出力部７は、ＬＣＤＭ制御部が出力するタイミング制御信号ＴＣＮＴにより制御され、映像データ処理部５が出力する映像信号に応じた表示電圧を階調基準電圧ＶＲＥＦに基づいて生成し、対応する画素が接続される液晶表示部２の信号線Ｄに出力する。

表示電圧出力部７が表示電圧を出力する時に、ＶＣＮＴにより制御される走査線駆動回路は対応する水平ラインの走査線Ｇに選択電圧を印加することで、対応する水平ラインの画素に映像信号に応じた表示電圧を印加、保持させることが可能となる。

ここで、信号駆動回路に含まれる映像データ処理５の構成及び動作について説明する。図３は映像データ処理部５のブロック図である。映像データ処理部５は、フレームメモリ部５０１、制御回路５０２、マルチプレクサ５０３、マルチプレクサ５０４、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６、補正レベル演算回路５０７及び補正処理回路５０９からなる。

まず、映像データ処理部５の各構成要素について説明する。フレームメモリ部５０１は、１フレーム分の映像信号を記憶する記憶手段であり、例えば、ＣＰＵから転送される映像信号が各画素に対して８ｂｉｔの場合、フレームメモリ部５０１の記憶容量はｍ×ｎ×８ｂｉｔが必要となる。ただし、ＣＰＵから転送される映像信号は８ｂｉｔ以外でもよい。また、フレームメモリ部５０１は制御回路５０２が出力するアドレス制御信号Ａｄにより制御される。

制御回路５０２は、ＬＣＤＭ制御部が出力するＤＣＮＴにより制御され、それぞれの動作状態に応じてアドレス制御信号Ａｄ、マルチプレクサ５０３、５０４の出力切替信号ＳＥＬ、補正処理回路５０９のイネーブル信号ＥＮＡ及び補正レベル演算回路５０７のリセット信号ＲＥＳを生成して出力する。

マルチプレクサ５０３、５０４は、それぞれ２つの入力信号群のうちから出力切替信号ＳＥＬに応じて、どちらか一方の信号群を出力する。

ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５は、ＲＧＢ各画素に対応した映像信号をを輝度情報であるＹ信号と色差信号であるＵ、Ｖに変換する回路であり、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６は、ＹＵＶからなる映像信号をＲＧＢ各画素に対応した映像信号に変換する回路である。

また、補正レベル演算回路５０７は、入力される２つの映像信号から補正レベル量ＯＤを求める回路である。

最後に、補正処理回路５０９は、補正レベル演算回路５０７が求めた補正レベル量ＯＤに応じて映像信号に補正処理を行う回路である。

以下、映像データ処理部５の動作について、液晶表示装置１に静止画を表示する場合と動画を表示する場合で分けて説明する。

まず初めに、静止画を表示する場合の動作について説明を行う。静止画表示は同じフレームの映像信号を表示し続ける場合には、フレームメモリ部５０１に記憶された１フレーム分の映像信号を読み出すことにより表示を行う。

制御回路５０２は、表示動作に必要となる画素の映像信号を読み出すために、対応するアドレスＡｄをフレームメモリ部５０１に転送する。フレームメモリ部５０１は、アドレスＡｄにより指定されたアドレスの映像信号をリードデータＲｄとしてマルチプレクサ５０４に出力する。

マルチプレクサ５０４は、液晶表示装置１が静止画表示の場合にはＳＥＬによりリードデータＲｄを選択し、表示電圧出力部７にｏｕｔ−ＲＧＢとして出力する。

また、静止画表示においてフレームが切り替わる場合、ＣＰＵは映像信号が変化する画素のアドレスと映像信号、又はフレーム切り替わり後の１フレーム分の映像信号を液晶表示装置１に転送する。ＣＰＵが転送したｉｎ−ＲＧＢはマルチプレクサ５０３でＳＥＬ信号によりライトデータＷｄとして選択出力されてフレームメモリ部５０１に出力される。

制御回路５０２は、ライトデータＷｄに対応するアドレスを出力することで、フレームメモリ部５０１にはフレームが切り替わった後の映像信号が記憶される。

この際、ＬＣＤＭ制御部は、映像データ処理部５の動作を把握しており、フレームメモリ部５０１が読出し動作を行っていない期間に、ＣＰＵが映像信号を転送するようにＬＣＤＭ−ＳＩＧを出力する。このようにして、上記動作を繰り返すことにより液晶表示装置１において静止画を表示することが可能になる。

次に、動画を表示する場合の映像データ処理部５の動作について説明する。ここでは、液晶表示装置１のフレーム周期を１／６０秒、ＣＰＵから転送される動画のフレームレートを１５フレーム／秒として説明する。ただし、フレーム周波数とフレームレートはこれに限定されない。

動画表示の場合も、ＣＰＵはフレームの切り替わりで変化のあった画素のアドレスと映像信号、又はフレーム切り替わり後の１フレーム分の映像信号を転送する。動画表示の場合には、ＣＰＵから転送される映像信号ｉｎ−ＲＧＢをＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５によりＹＵＶ信号であるｉｎ−ＹＵＶに変換して補正レベル演算回路５０７に出力する。

この際に、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５は、フレームメモリ部５０１にＣＰＵから転送される映像信号と共に補正レベル演算回路５０７で求められる補正レベル量ＯＤを記憶する領域を設けるため、映像信号の圧縮を行う。

例えば、ＹＵＶ信号に変換する際に、ＣＰＵから転送される映像信号のｂｉｔ数よりも小さいｂｉｔ数で量子化する。すなわち、ＲＧＢ各８ｂｉｔのｉｎ−ＲＧＢを、それより小さい６ｂｉｔのＹＵＶ信号に変換することで映像信号を圧縮する。また、例えば、人間の目が色差情報よりも輝度情報に敏感であることから、色差情報を圧縮する方法を用いてもよい。

一般的に知られている圧縮形態として、ＹＵＶ４２２、ＹＵＶ４１１、ＹＵＶ４１０などの方式がある。例えば、ＹＵＶ４２２の場合には、連続する４つのピクセル(ここでは、１ピクセルがＲＧＢ３画素で構成される単位と考える。)から、輝度情報Ｙを４つ全て用い、色差情報であるＵとＶに対しては４つの中から２つずつ選択する。

これにより、色差情報であるＵとＶは１／２に圧縮されるため、ＹＵＶを８ｂｉｔで量子化した場合でも連続する４つのピクセルで考えると２／３にデータ量を圧縮できる。また、単純にＵＶ信号のみ量子化のｂｉｔ数を小さくして圧縮することも可能である。

補正レベル演算回路５０７は、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５から転送された映像信号ｉｎ−ＹＵＶと、フレームメモリ部５０１に記憶されたフレーム切り替わり前の映像信号との２つの映像信号により補正レベル量ＯＤを計算する。したがって、制御回路５０２は映像信号ｉｎ−ＹＵＶと同じ画素のフレーム切り替わり前の映像信号を読み出すように制御を行う。

補正レベル量ＯＤの求め方としては、入力される２つの映像信号の差を計算し、その結果から求めてもよい。この場合には、差から計算式により補正レベル量ＯＤを算出してもよいし、差や映像信号に対する補正レベル量ＯＤを予め設定したテーブル値を用意しておき選択してもよい。なお、補正レベル量ＯＤは、単純に比較器による比較結果と映像信号から求めてもよい。また、補正レベル量ＯＤは、ＹＵＶ各データに対して設定してもよいし、輝度情報であるＹに対してのみ設定してもよいし、ＲＧＢ各画素に対して設定してもよい。さらに、補正レベル量ＯＤは、映像信号が増加する方向に変化した場合にのみ設定してもよいし、映像信号が減少する方向に変化した場合にのみ設定してもよいし、増加及び減少の両方に対して設定してもよい。

補正レベル演算回路５０７は、補正レベル量ＯＤと、ＯＤを求める際に用いたｉｎ−ＹＵＶの出力であるｉｄ−ＹＵＶをマルチプレクサ５０３に出力する。

マルチプレクサ回路５０３は、液晶表示装置１が動画を表示する際にはＳＥＬ信号により補正レベル演算回路５０７が出力するｉｄ−ＹＵＶ信号とＯＤ信号とを選択して、フレームメモリ部５０１のライトデータＷｄとして出力する。

制御回路５０２は、映像信号ｉｄ−ＹＵＶに対応したアドレスＡｄを出力し、フレームメモリ部５０１に圧縮された映像信号ｉｄ−ＹＵＶと補正レベル量ＯＤを記憶する。

また、あとで説明するが、ＣＰＵからフレーム切り替わり後の映像信号が転送される前までに、フレームメモリ部５０１に記憶された各画素の補正レベル量ＯＤは、全てリセットされている状態（補正が行われない状態）にする。

以上の動作により、フレームメモリ部５０１にはフレーム切り替わり後の１フレーム分の映像信号と、フレーム切り替わりにより映像信号が変化した画素に対する補正レベル量ＯＤが記憶されることになる。なお、映像信号が変化しない画素の補正レベル量ＯＤは、リセット状態のままであるから、補正が行われない。

次に、フレームメモリ部５０１からの読出し動作について説明する。ここでは、フレーム周期を１／６０秒としＣＰＵから転送される映像信号のフレームレートを１５フレーム／秒としているため、液晶表示装置１には、４回連続して同じフレームの映像信号が表示される。

したがって、動画表示性能を改善するためには、フレームが切り替わった後の最初のフレームを表示するときに映像信号に対して補正レベル量ＯＤに基づく補正処理を行い、残り３フレームの表示に対しては補正処理をせずフレームメモリ部５０１から読出した映像信号に基づいて表示を行うことが望ましい。

このため、フレームが切り替わりフレームメモリ部５０１に記憶されるデータが新しい映像信号に対応したデータに書換えられた後、最初の読出し動作により表示を行うフレームに対してのみ制御回路５０２がＥＮＡ信号をオンにして補正処理回路５０９の処理動作をイネーブル状態とし、フレームメモリ５０１からのリードデータＲｄに基づき映像信号に対して補正レベル量ＯＤに応じた補正処理を行って映像信号ｏ−ＹＵＶを出力する。

一方、フレームが、次に変化するまでの残りの３フレームの表示を行う場合には、制御回路５０２がＥＮＡ信号をオフにして補正処理回路５０９の処理動作をディセーブル状態とし、フレームメモリ５０１からのリードデータＲｄに含まれる映像信号をｏ−ＹＵＶとして出力する。

ここで、補正レベル量ＯＤによる補正処理は、例えば、映像信号と補正レベル量ＯＤにより求まる計算式により、補正処理後の映像信号ｏ−ＹＵＶを算出してもよいし、予め補正処理量のテーブル値を用意してリードデータＲｄに含まれる映像信号と補正レベル量ＯＤにより補正処理量を選択し、それを反映して映像信号ｏ−ＹＵＶを求めてもよい。なお、補正レベル量ＯＤがリセット状態と同じ場合は、補正処理を行わず、リードデータＲｄに含まれる映像信号を出力する。

ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６は、補正処理回路５０９が出力する映像信号ｏ−ＹＵＶ信号を受けて、ＲＧＢ信号に変換してマルチプレクサ回路５０４に出力する。

マルチプレクサ回路５０４は、動画表示の場合にはＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６の出力信号ｏ−ＲＧＢを選択して表示電圧出力部７に転送する。

また、先に説明したように、制御回路５０２は、補正処理が必要なフレームの読出しが終了し、ＥＮＡがオフ状態であり、なおかつフレームメモリ部５０１が、読み出し動作を行っていない期間に、リセット信号ＲＥＳをオン状態として補正レベル演算回路５０７が出力する補正レベル量ＯＤをリセット状態とし、フレームメモリ部５０１に記憶される補正レベル量ＯＤのデータを全てリセット状態に書換える動作を行う。

この動作を、次にフレームが変化してＣＰＵから変化後の映像信号が転送されるまでに行うことにより、変化部分(差分)のみの映像信号とアドレスがＣＰＵから転送される場合にも、１フレームの全画素に対して対応する変化部分(差分)のみの補正レベル量ＯＤを記憶することが可能となる。

フレームメモリ部５０１から読み出される映像表示データは、ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５により圧縮されたデータであるため、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６で表示電圧出力部７に適した信号に変換する必要がある。ここでは、表示電圧出力部７がＲＧＢ各８ｂｉｔの信号に対応しているため、ＲＧＢ各８ｂｉｔの映像信号データにする必要がある。

ここで、図３においては、ＹＵＶ信号のまま補正処理回路５０９で補正処理を行い、その後ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６によりＲＧＢ信号に変換しているが、補正処理を行う前にＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６でＲＧＢデータに変換し、その後ＲＧＢデータに対して補正処理回路５０９と同様に補正レベル量ＯＤに応じて補正処理を行ってもよい。

また、前述の説明では、フレームが変化してフレームメモリ部５０１に記憶されるデータが新しい映像信号に書換えられた後、最初の読出し動作により表示を行うフレームに対してのみ補正処理を行ったが、補正処理を行うフレーム数は、補正レベル量(オーバードライブ量)に応じて、任意に設定可能である。

さらに、図３の説明では、ＣＰＵから転送される映像信号がＲＧＢ信号であると仮定したが、ＣＰＵから転送される映像信号がＹＵＶ信号であっても対応可能である。ただし、この場合にはＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５が不要になる。また、マルチプレクサ５０３と５０４も不要になり、ライトデータＷｄとしては補正レベル演算回路５０７が出力するｉｄ−ＹＵＶと補正レベル量ＯＤを用い、表示電圧出力部７にはＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６が生成するｏ−ＲＧＢ信号を用いればよい。

また、フレームメモリ部５０１に、液晶をオーバードライブする補正レベル量ＯＤを記憶するための領域を設ける必要がある場合には、ＣＰＵから転送される映像信号を圧縮する回路を補正レベル演算回路５０７の前段に設ける必要がある。

ここまでで説明した動画表示時の映像データ処理部５の動作について、図４を用いて説明する。ＶｓｔはＶＣＮＴに含まれる信号であり、液晶表示装置１の走査線駆動回路が走査線Ｇに選択電圧を印加するスタート信号であり、フレーム周期で出力される。したがって、信号駆動回路はＶｓｔに同期して１フレーム分の表示電圧を順次出力するため、映像データ処理部５が出力するｏｕｔ−ＲＧＢ信号もＶｓｔに同期して順次出力される。

ここで、動画像がフレームＡからフレームＢに切り替わる場合は、ＣＰＵからｉｎ−ＲＧＢとして映像信号ｆｂが転送される。したがって、フレームの切り替わり後、第１の表示フレームであるＦＢ＿１の期間ＴｒでのみＥＮＡ信号がオン状態（図ではＨｉレベル）となり、映像信号に対して補正処理を行い出力し、その後の３つの表示フレームであるＦＢ＿２、ＦＢ＿３及びＦＢ＿４ではＥＮＡ信号がオフ（図ではＬｏｗレベル）となり補正処理を行わない映像信号を出力する。すなわち、表示フレームＦＢ＿１の期間Ｔｒでは、補正処理により液晶の応答を早しく、その後の表示フレームＦＢ＿２、ＦＢ＿３及びＦＢ＿４では、表示を繰り返すことによりフリッカを防止することで、動画像である映像信号の表示画質を向上させることができる。

また、ＲＥＳ信号がオン（図ではＨｉレベル）状態のときに、フレームメモリ部５０１に記憶される補正レベル量ＯＤをリセットすることで、変化部分(差分)のみの映像信号とアドレスがＣＰＵから転送される場合にも、最初の表示フレームで液晶のオーバードライブが行われ、その後の表示フレームでは行われないので、オーバードライブを過剰とすることなく、次のフレームの切り替わりに向け準備できる。

以上で説明したように、本発明である実施例１を用いることにより、フレームメモリを内蔵しＣＰＵ等で制御される信号駆動回路を備えた液晶表示装置において、動画表示時の画質を向上させることが可能となる。

本発明に係る表示装置及びその駆動方法の実施例２について、図５を用いて説明する。本発明における実施例２は、実施例１の信号駆動回路に含まれる映像データ処理部５の構成以外は共通であるため説明を省略し、ここでは、図５を用いて実施例２における映像データ処理部５の構成及び動作について説明する。

図５は、本発明における実施例２の映像データ処理部５のブロック図である。映像データ処理部５の構成回路で実施例１と共通のものは同一の符号を付け、ここでの説明を省略する。実施例２において、補正レベル演算回路５０８は入力される２つの映像信号がＲＧＢ信号であり、この２つの映像信号により補正レベル量ＯＤを求めて出力する。また、補正処理回路５１０は入力されるＲＧＢの映像信号に対して補正レベル量ＯＤに応じた補正処理を行う。

次に、図５に示す映像データ処理部５の動作について説明する。静止画表示の動作については実施例１と同様であるため説明を省略し、動画表示の動作について説明する。説明を簡単にするため、実施例１と同様に液晶表示装置１のフレーム周期を１／６０秒、ＣＰＵから転送される動画のフレームレートを１５フレーム／秒として説明する。ただし、フレーム周波数とフレームレートはこれに限定されない。

動画表示時において、補正レベル演算回路５０８にはＣＰＵから転送される映像信号ｉｎ−ＲＧＢが入力される。一方、フレームメモリ部５０１からはフレーム切り替わり前の映像信号が読み出され、ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６によりＲＧＢ信号に変換された映像信号ｒ−ＲＧＢが補正レベル演算回路５０８に入力される。したがって、補正レベル演算回路５０８では映像フレームが切り替わる前後の映像信号により補正レベル量ＯＤを求めることが可能となる。

補正レベル量ＯＤの求め方としては、入力される２つの映像信号の差を計算し、その結果から求めてもよい。この場合には、差から計算式によりＯＤを算出してもよいし、差や映像信号に対するＯＤを予め設定したテーブル値を用意しておき選択してもよい。なお、補正レベル量ＯＤは単純に比較器による比較結果と映像信号から求めてもよい。また、補正レベル量ＯＤは、映像信号が増加する方向に変化した場合にのみ設定してもよいし、映像信号が減少する方向に変化した場合にのみ設定してもよいし、増加及び減少の両方に対して設定してもよい。

補正レベル演算回路５０８で求めた補正レベル量ＯＤと共に演算で用いた映像フレーム切り替わり後の映像信号を記憶するために、補正レベル演算回路５０８が出力する映像信号ｉｄ−ＲＧＢをＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５によりＹＵＶ信号ｉｄ−ＹＵＶに変換して映像信号を圧縮する。

マルチプレクサ回路５０３は、ＳＥＬ信号により制御されて補正レベル演算回路５０８が出力するＯＤとＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路５０５が出力するｉｄ−ＹＵＶ信号とを選択して、フレームメモリ部５０１のライトデータＷｄとして出力する。

制御回路５０２は、映像信号ｉｄ−ＹＵＶに対応したアドレスＡｄを出力し、フレームメモリ部５０１に圧縮された映像信号ｉｄ−ＹＵＶと補正レベル量ＯＤを記憶する。

上述の動作により、フレームメモリ部５０１にはフレーム切り替わり後の１フレーム分の映像信号と、フレーム切り替わりにより映像信号が変化した画素に対する補正レベル量ＯＤが記憶されることになる。

次にフレームメモリ部５０１からの読出し動作について説明する。ここでは、フレーム周期を１／６０秒としＣＰＵから転送される映像信号のフレームレートを１５フレーム／秒としているため、液晶表示装置１には４回連続して同じフレームの映像信号が表示される。

したがって、動画表示性能を改善するためには、フレームが切り替わった後の最初のフレームを表示するときに映像信号に対してＯＤに基づく補正処理を行い、残り３フレームの表示に対しては補正処理をせずフレームメモリ部５０１から読出した映像信号に基づいて表示を行うことが望ましい。

まず、表示動作のためにフレームメモリ部５０１から読み出された映像信号は、一旦ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路５０６により映像信号ｒ−ＲＧＢに変換されて補正処理回路５１０に出力される。

ここで、フレームが切り替わりフレームメモリ部５０１に記憶されるデータが新しい映像信号に対応したデータに書換えられた後、最初の読出し動作により表示を行うフレームに対してのみ制御回路５０２がＥＮＡ信号をオンにして補正処理回路５１０の処理動作をイネーブル状態とし、フレームメモリ５０１からのリードデータＲｄに基づき映像信号ｒ−ＲＧＢに対して補正レベル量ＯＤに応じた補正処理を行って映像信号ｏ−ＲＧＢを出力する。

一方、フレームが次に変化するまでの残りの３フレームの表示を行う場合には、制御回路５０２がＥＮＡ信号をオフにして補正処理回路５１０の処理動作をディセーブル状態とし、フレームメモリ５０１からのリードデータＲｄに含まれる映像信号であるｒ−ＲＧＢを補正処理なしで出力する。

ここで、補正レベル量ＯＤによる補正処理は、例えば、映像信号と補正レベル量ＯＤにより求まる計算式により補正処理後の映像信号ｏ−ＲＧＢを算出してもよいし、予め補正処理量のテーブル値を用意してｒ−ＲＧＢと補正レベル量ＯＤにより補正処理量を選択し、それを反映して映像信号ｏ−ＲＧＢを求めてもよい。なお、補正レベル量ＯＤがリセット状態と同じ場合は補正処理を行わず出力する。

補正処理回路５１０が出力する映像信号ｏ−ＲＧＢはマルチプレクサ回路５０４により選択されて表示電圧出力部７に転送される。

また先に説明したように、制御回路５０２は、補正処理が必要なフレームの読出しが終了し、ＥＮＡがオフ状態であり、なおかつフレームメモリ部５０１が読み出し動作を行っていない期間に、リセット信号ＲＥＳをオン状態として補正レベル演算回路５０８が出力するＯＤをリセット状態とし、フレームメモリ部５０１に記憶されるＯＤのデータを全てリセット状態に書換える動作を行う。

この動作を、次にフレームが変化してＣＰＵから変化後の映像信号が転送されるまでに行うことにより、変化部分のみの映像信号とアドレスがＣＰＵから転送される場合にも、１フレームの全画素に対して対応するＯＤを記憶することが可能となる。

なお、前述の説明ではフレームが変化してフレームメモリ部５０１に記憶されるデータが新しい映像信号に書換えられた後、最初の読出し動作により表示を行うフレームに対してのみ補正処理を行ったが、補正処理を行うフレーム数は任意に設定可能である。

以上で説明したように、本発明である実施例２を用いることにより、実施例１と同様にフレームメモリを内蔵しＣＰＵ等で制御される信号駆動回路を備えた液晶表示装置において、動画表示時の画質を向上させることが可能となる。

本発明における実施例１の映像データ処理部５においては、フレームメモリ部５０１に、映像信号と共に補正レベル量ＯＤを記憶するために映像信号の圧縮を行っているが、本実施例では、実施例１の構成に加えて、図６に示すように、フレームメモリ部５０１の他に、映像データ処理部５内に、補正レベル量を記憶する補正レベル記憶手段６０１を設置することにより、映像信号を圧縮することなく補正レベル量を記憶することが可能となり、これによって、実施例１と同様に動画表示時の画質を向上させることが可能となる。

なお、図６において、補正レベル演算回路６１０からの補正レベル量ＯＤは、補正レベル記憶手段６０１に記憶され、実施例１と同様に、この補正レベル量ＯＤを読み出して、補正処理回路６２０で、フレームメモリ部５０１から読み出された映像信号に対して補正を行う。したがって、図３に示す実施例１の構成のうち、マルチプレクサ回路５０３，５０４及び変換回路５０５，５０６が不要となる。

また、信号駆動回路が、液晶表示部２と、それ以外のもう一つの補助表示部とを駆動し、映像データ処理部５に、液晶表示部２に対応するフレームメモリ部５０１と、図７に示すように、補助表示部に対応する補助メモリ部７０１とが存在する場合には、この補助メモリ部７０１を、動画表示時には、補正レベル量ＯＤを記憶する補正レベル記憶手段として使用し、静止画表示時には、補助表示部の補助メモリとして使用することにより、動画表示時の画質を向上させることが可能となる。

なお、図７において、補正レベル演算回路７１０からの補正レベル量ＯＤと、補助表示用の入力映像信号ｉｎ'−ＲＧＢとのいずれかが、マルチプレクサ回路７０３で選択され、補助メモリ部７０１に記憶される。動画表示の場合には、補正レベル量ＯＤが、選択されて、補助メモリ部７０１に記憶され、静止画表示の場合には、入力映像信号ｉｎ'−ＲＧＢが、選択されて、補助メモリ部７０１に記憶される。

記憶された補正レベル量ＯＤ又は入力映像信号ｉｎ'−ＲＧＢは、動画表示の場合には、実施例１と同様に、補正レベル量ＯＤを用いて補正処理回路７２０で補正処理が行われ、静止画表示の場合には、出力映像信号ｏｕｔ'−ＲＧＢが補助表示部で表示される。

以上、本発明における実施例は、表示部に液晶を用いた場合について説明を行ったが、その他の表示素子(例えば、有機ＥＬなど)においても、映像フレームが変化する前後の２フレームの映像信号により補正レベル量を求め、その補正レベル量に応じて映像信号に補正処理を行った信号に基づき表示を行う場合には適用可能である。

また、本発明における液晶表示装置において信号駆動回路と走査線駆動回路と電源回路は個別に設けているが、構成はこれに限定されることはなく、例えば、信号駆動回路と走査線駆動回路が集積化され１つの回路で構成されてもよい。

本発明に係る実施例１における液晶表示装置の概略図 実施例１における信号駆動回路のブロック図 実施例１における映像データ処理部のブロック図 実施例１における映像データ処理部のタイミングチャート 本発明に係る実施例２における映像データ処理部のブロック図 本発明に係る実施例３における映像データ処理部のブロック図 実施例３における他の映像データ処理部のブロック図

符号の説明

１…液晶表示装置、２…液晶表示部、３…画素、４…ＬＣＤＭ制御部、５…映像データ処理部、６…階調電圧生成部、７…表示電圧出力部、５０１…フレームメモリ部、５０２…制御回路、５０３…マルチプレクサ回路、５０４…マルチプレクサ回路、５０５…ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路、５０６…ＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路、５０７，５０８…補正レベル演算回路、５０９，５１０…補正処理回路、６０１…補正レベル記憶手段、６１０…補正レベル演算回路、６２０…補正処理回路、７０１…補助メモリ部、７０３…マルチプレクサ回路、７１０…補正レベル演算回路、７２０…補正処理回路

Claims (8)

1. 複数本の走査線と複数本の信号線との交差部に配置された複数の画素を有する表示部と、
   前記走査線に走査信号を印加する走査線駆動回路と、
   前記信号線に表示電圧を印加する信号駆動回路とを有する表示装置において、
   前記信号駆動回路は、
   前記表示部に対応した映像信号を記憶するメモリと、
   外部からの入力映像信号を異なるフォーマットの映像信号に変換する信号変換回路と、
   前記信号変換回路により変換された映像信号と前記メモリに記憶されていた映像信号とから補正レベル量を求め、前記補正レベル量と変換された映像信号とを出力する補正レベル演算回路と、
   前記補正レベル量に基づいて前記変換された映像信号に補正処理を行う補正処理回路と、
   前記補正処理回路により処理された映像信号を表示電圧に変換するためのフォーマットに再変換するための信号再変換回路とを備え、
   前記メモリは、前記補正レベル量と前記変換された映像信号とを記憶し、
   前記表示部の表示を行う場合は、前記メモリから前記補正レベル量と前記変換された映像信号とを読み出し、
   前記補正処理回路は、前記補正レベル量に応じて前記変換された映像信号に対し処理を行うことを特徴とする表示装置。
2. 複数本の走査線と複数本の信号線との交差部に配置された複数の画素を有する表示部と、
   前記走査線に走査信号を印加する走査線駆動回路と、
   前記信号線に表示電圧を印加する信号駆動回路とを有する表示装置において、
   前記信号駆動回路は、
   前記表示部に対応した映像信号を記憶するメモリと、
   外部からの入力映像信号を異なるフォーマットの映像信号に変換する信号変換回路と、
   前記信号変換回路により変換された映像信号と前記メモリに記憶されていた映像信号とから補正レベル量を求め、前記補正レベル量と変換された映像信号とを出力する補正レベル演算回路と、
   前記補正レベル量に基づいて前記変換された映像信号に補正処理を行う補正処理回路と、
   前記補正処理回路により処理された映像信号を表示電圧に変換するためのフォーマットに再変換するための信号再変換回路と、
   前記入力映像信号と、前記補正レベル演算回路が出力する補正レベル量及び映像信号とのどちらかを選択して出力する第１のマルチプレクサ回路と、
   前記メモリから読出した映像信号と前記信号再変換回路が出力する映像信号とのどちらかを選択して出力する第２のマルチプレクサ回路とを備え、
   前記第１のマルチプレクサ回路が、前記入力映像信号を選択し、かつ前記第２のマルチプレクサ回路が、前記メモリから読出した映像信号を選択する場合には、
   前記メモリに前記入力映像信号を記憶し、
   前記メモリから読み出した映像信号を前記表示部に表示し、
   一方、前記第１のマルチプレクサ回路が、前記補正レベル演算回路が出力する映像信号を選択し、かつ前記第２のマルチプレクサ回路が、前記信号再変換回路が出力する映像信号を選択する場合には、
   前記メモリは、前記補正レベル演算回路が出力する補正レベル量と映像信号とを記憶し、
   前記メモリから前記補正レベル量と前記映像信号とを読み出し、
   前記補正処理回路は、読み出した補正レベル量に応じて読み出した映像信号に対し処理を行って前記表示部への出力信号とすることを特徴とする表示装置。
3. 複数本の走査線と複数本の信号線との交差部に配置された複数の画素を有する表示部と、
   前記走査線に走査信号を印加する走査線駆動回路と、
   前記信号線に表示電圧を印加する信号駆動回路とを有する表示装置において、
   前記信号駆動回路は、
   前記表示部に対応した映像信号を記憶するメモリと、
   外部からの入力映像信号と前記メモリに記憶されていた映像信号とから補正レベル量を求め、前記補正レベル量と前記入力映像信号を出力する補正レベル演算回路と、
   前記補正レベル量を記憶する補正レベル記憶手段と、
   前記補正レベル量に基づいて映像信号に補正処理を行う補正処理回路とを備え、
   前記メモリは、前記入力映像信号を記憶し、
   前記補正レベル記憶手段は、前記補正レベル量を記憶し、
   前記表示部の表示を行う場合は、前記メモリから映像信号を読み出し、前記補正レベル記憶手段から補正レベル量を読み出し、
   前記補正処理回路は、読み出した補正レベル量に応じて読み出した映像信号に対し処理を行うことを特徴とする表示装置。
4. 複数本の走査線と複数本の信号線との交差部に配置された複数の画素を有する表示部と、
   前記走査線に走査信号を印加する走査線駆動回路と、
   前記信号線に表示電圧を印加する信号駆動回路とを有する表示装置において、
   前記信号駆動回路は、
   前記表示部に対応した映像信号を記憶するメモリと、
   前記メモリから読み出した映像信号を入力映像信号のフォーマットに変換する信号再変換回路と、
   前記信号再変換回路からの映像信号と入力映像信号とにより補正レベル量を求め、前記補正レベル量と共に入力映像信号を出力する補正レベル演算回路と、
   前記補正レベル演算回路の出力する映像信号を異なるフォーマットに変換する信号変換回路と、
   前記補正レベル量に応じて入力される映像信号に対して補正処理を行う補正処理回路と、
   前記入力映像信号と、前記補正レベル演算回路が出力する補正レベル量及び前記信号変換回路の出力する映像信号とのどちらかを選択して出力する第１のマルチプレクサ回路と、
   前記メモリから読み出した映像信号と前記補正処理回路が出力する映像信号とのどちらかを選択して出力する第２のマルチプレクサ回路とを備え、
   前記第１のマルチプレクサ回路が、前記入力映像信号を選択し、かつ前記第２のマルチプレクサ回路が、前記メモリから読出した映像信号を選択する場合には、
   前記メモリに前記入力映像信号を記憶し、
   前記メモリから読み出した映像信号を前記表示部に表示し、
   一方、前記第１のマルチプレクサ回路が、前記補正レベル量と前記信号変換回路の出力である映像信号を選択し、かつ前記第２のマルチプレクサ回路が、前記補正処理回路の出力する映像信号を選択する場合には、
   前記メモリは、前記補正レベル量と前記信号変換回路の出力である映像信号とを記憶し、
   前記メモリから補正レベル量と映像信号とを読み出し、
   前記補正処理回路は、読み出した補正レベル量に応じて読み出した映像信号に対し処理を行って前記表示部への出力信号とすることを特徴とする表示装置。
5. 前記入力映像信号がＲＧＢの映像信号の場合に、
   前記信号変換回路は、ＲＧＢの映像信号を輝度信号Ｙと色差信号ＵとＶに変換するＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路であり、
   前記信号再変換回路は、ＹＵＶの映像信号をＲＧＢの映像信号に変換するＹＵＶ−ＲＧＢ変換回路であり、
   前記ＲＧＢ−ＹＵＶ変換回路は、圧縮された色差信号ＵとＶを出力することで、ＹＵＶの映像信号のデータ量を少なくすることを特徴とする請求項１，２又は請求項４に記載の表示装置。
6. 前記入力映像信号がＹＵＶの映像信号の場合に、
   前記補正処理回路により処理された映像信号を表示電圧に変換するためのフォーマットに再変換するための信号再変換回路を設け、
   前記ＹＵＶの映像信号をＲＧＢの映像信号に変換することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
7. 前記表示部の他にもう一つ補助表示部を有し、
   前記信号駆動回路は、前記表示部と前記補助表示部の両方を駆動し、
   前記補正レベル記憶手段は、前記信号駆動回路が、両方を駆動する場合には、前記補助表示部で表示する映像信号を記憶し、前記表示部のみを駆動する場合には、前記表示部で表示する映像信号の補正レベル量を記憶することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
8. 前記補正処理回路での補正処理は液晶の応答速度を改善するための補正処理であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
   

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