JP2007148331A - Liquid crystal display element and its driving method - Google Patents

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Shinsei Isshiki
眞誠 一色
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element which has excellent display quality and can make power consumption of a lighting device less than that in the conventional art, and its driving method. <P>SOLUTION: The driving method of the liquid crystal display element includes: a first stage of performing degamma processing of image data; a second stage of detecting a value P<SB>n</SB>obtained by finding maximum values by frames as to the degamma-processed data and smoothing the maximum values; a third stage of processing the degamma-processed data so that P<SB>n</SB>reaches transmissivity of 100%; and a fourth stage of performing gamma processing of the degamma-processed data to restore the original image data. The image data obtained at the fourth stage are input to a driving circuit. Further, light emission luminance of the lighting device is controlled from data of P<SB>n</SB>detected at the second stage so that the lighting device has luminance corresponding to P<SB>n</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明装置を備えた液晶表示素子およびその駆動方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element including a lighting device and a driving method thereof.

一般に、液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μm程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する一対の薄い基板と、さらに、この基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。基板には、液晶層を挟んで向かい合う一対の透明電極が形成されている。この透明電極に電圧を加えると、電極間で電場が発生し、液晶分子の配向が変化する。これにより、液晶表示素子を透過する光の量を変えることができる。   In general, a liquid crystal display element is composed of a very thin liquid crystal layer of about several μm oriented in a predetermined direction, a pair of thin substrates sandwiching the liquid crystal layer, and a polarizer and an analyzer sandwiching the substrate. And a pair of polarizing plates. A pair of transparent electrodes facing each other with the liquid crystal layer interposed therebetween are formed on the substrate. When a voltage is applied to the transparent electrode, an electric field is generated between the electrodes, and the alignment of liquid crystal molecules changes. Thereby, the amount of light transmitted through the liquid crystal display element can be changed.

こうした液晶表示素子は、構成部材の選択によって薄型化や軽量化が容易であり、また、低電圧での駆動も可能であることから、テレビ、車両用のインストルメントパネル、または、携帯電話を始めとする携帯情報端末用の表示素子などに広く利用されている。   Such a liquid crystal display element can be easily reduced in thickness and weight by selecting components, and can be driven at a low voltage. Therefore, liquid crystal display elements such as televisions, instrument panels for vehicles, and cellular phones are used. It is widely used for display elements for portable information terminals.

液晶表示素子は、主として、バックライトやフロントライト等の照明装置、液晶パネルおよび駆動回路によって構成される。照明装置は、視認方向またはその反対方向から液晶パネルを照明する。一方、駆動回路は、液晶パネル内にある電極を介して液晶層に電圧を印加し、液晶の配向を変化させる。これによって、電圧を印加した部分と印加していない部分とで、液晶の屈折率異方性(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)により定まる光の透過特性に違いが生じる。液晶表示素子が動作している間、照明装置は連続して点灯した状態にあるが、液晶層を透過する光の透過特性にこのような違いが生じることによって、液晶パネル上で明暗を形成して所望の表示を行うことが可能となる。   The liquid crystal display element is mainly configured by an illumination device such as a backlight or a front light, a liquid crystal panel, and a drive circuit. The illumination device illuminates the liquid crystal panel from the viewing direction or the opposite direction. On the other hand, the drive circuit applies a voltage to the liquid crystal layer via the electrodes in the liquid crystal panel to change the alignment of the liquid crystal. As a result, the light transmission characteristics determined by the product (Δn · d) of the refractive index anisotropy (Δn) of the liquid crystal and the liquid crystal layer thickness (d) are different between the portion where the voltage is applied and the portion where the voltage is not applied. Occurs. While the liquid crystal display element is in operation, the lighting device is lit continuously, but this difference in the transmission characteristics of the light transmitted through the liquid crystal layer creates light and darkness on the liquid crystal panel. Desired display.

このような液晶表示素子の輝度は、液晶パネルの透過率と照明装置の明るさによって決定される。ここで、液晶パネルの透過率は、液晶のモード、偏光板の特性およびカラーフィルタの特性などによって定まる。したがって、輝度を向上させるには、照明装置を明るくするのが最も容易である。このため、近年では、消費電力が低くて発光輝度の高い照明装置の開発が進められている。   The luminance of such a liquid crystal display element is determined by the transmittance of the liquid crystal panel and the brightness of the illumination device. Here, the transmittance of the liquid crystal panel is determined by the mode of the liquid crystal, the characteristics of the polarizing plate, the characteristics of the color filter, and the like. Therefore, it is easiest to brighten the lighting device in order to improve the luminance. For this reason, in recent years, development of lighting devices with low power consumption and high emission luminance has been promoted.

しかし、輝度を向上させるために照明装置の発光輝度を高くすると、黒色が明るくなって、画像の表示品位が低下するという問題があった。   However, when the light emission luminance of the lighting device is increased in order to improve the luminance, there is a problem that the black color becomes bright and the display quality of the image decreases.

この問題に対しては、外部から供給される映像信号Vinについて、一定周期毎にピークレベルVを検出し、この値からゲインG=V/V(V:映像信号Vinの標準的なピークレベル)を算出した後、映像信号レベルをV=Vin/Gとして変調する方法が開示されている(特許文献1参照)。この方法では、変調された映像信号Vによって空間変調素子を駆動するとともに、発光部の光出力レベルをLout=G×L(L:発光部の基準光出力レベル)とする。そして、この一連の処理を一定周期毎に繰り返すことによって、画像の表示品位を向上させることができるとされる。 To solve this problem, the peak level V p is detected at a constant period for the video signal V in supplied from the outside, and the gain G s = V p / V 0 (V 0 : video signal V in is calculated from this value. (Standard peak level) is calculated, and then the video signal level is modulated as V c = V in / G s (see Patent Document 1). In this method, the spatial modulation element is driven by the modulated video signal V c , and the light output level of the light emitting unit is set to L out = G s × L o (L o : reference light output level of the light emitting unit). Then, it is said that the display quality of the image can be improved by repeating this series of processes at regular intervals.

特開平6−102484号公報JP-A-6-102484

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、画面にちらつきが発生するという問題があった。   However, the method described in Patent Document 1 has a problem that the screen flickers.

一方、映画などの映像を液晶表示素子によって表示する場合、画面は一般に暗い色調であることが多い。このような場合、照明装置は常に100%の出力で点灯しているものの、液晶によって照明装置の光を遮ることによって画面を暗くしている。このため、照明装置が無駄に電力を消費しているという問題もあった。   On the other hand, when an image such as a movie is displayed by a liquid crystal display element, the screen generally has a dark tone. In such a case, the lighting device is always lit at 100% output, but the screen is darkened by blocking the light of the lighting device by liquid crystal. For this reason, there also existed a problem that the illuminating device wasted power consumption.

本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、表示品位に優れるとともに、照明装置の消費電力を従来より低減することのできる液晶表示素子およびその駆動方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of these problems. That is, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that is excellent in display quality and can reduce the power consumption of a lighting device as compared with the related art, and a driving method thereof.

本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の第1の態様は、駆動回路によって駆動される液晶パネルと、この液晶パネルに所定の光を照射する照明装置と、この照明装置を駆動する照明装置用ドライバと、画像データをデガンマ処理して所定の周期毎の最大値を検出し、この最大値が透過率100%となるようにデータ処理した後に、デガンマ処理されたデータをガンマ処理して元の画像データに戻す画像データ処理手段とを有し、画像データ処理手段から出力された画像データを駆動回路に入力するとともに、画像データ処理手段で検出した最大値のデータを照明装置用ドライバに入力することを特徴とする液晶表示素子に関する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal panel driven by a drive circuit, an illuminating device for irradiating the liquid crystal panel with predetermined light, an illuminating device driver for driving the illuminating device, and degamma processing of image data. Then, after detecting the maximum value for each predetermined period and processing the data so that the maximum value becomes 100% transmittance, the image data processing means returns the original image data by gamma processing the de-gamma processed data A liquid crystal display element, wherein the image data output from the image data processing means is input to the drive circuit, and the maximum value data detected by the image data processing means is input to the driver for the illumination device. About.

本発明の第2の態様は、駆動回路によって駆動される液晶パネルと、この液晶パネルに所定の光を照射する照明装置とを有する液晶表示素子の駆動方法において、画像データをデガンマ処理する第1の工程と、デガンマ処理されたデータについてフレーム毎の最大値を求め、この最大値を平滑化して得られた値Pを検出する第2の工程と、デガンマ処理されたデータに対して、Pが透過率100%となるようにデータ処理する第3の工程と、第3の工程の後に、デガンマ処理されたデータをガンマ処理して元の画像データに戻す第4の工程とを有し、第4の工程で得られた画像データを前記駆動回路に入力するとともに、第2の工程で検出したPのデータから、照明装置がPに対応した輝度となるように前記照明装置の発光輝度を制御することを特徴とする液晶表示素子の駆動方法に関する。 According to a second aspect of the present invention, in a method for driving a liquid crystal display element having a liquid crystal panel driven by a driving circuit and an illuminating device that irradiates the liquid crystal panel with predetermined light, a first degamma process is performed on image data. A second step of obtaining a maximum value for each frame of the degamma processed data and detecting a value P n obtained by smoothing the maximum value, and for the degamma processed data, P a third step of processing data so that n becomes 100% transmittance, and a fourth step after the third step, gamma processing the de-gamma processed data to return it to the original image data The image data obtained in the fourth step is input to the driving circuit, and the lighting device is configured so that the lighting device has a luminance corresponding to P n from the data of P n detected in the second step. Luminance brightness The present invention relates to a method for driving a liquid crystal display element.

本発明の第2の態様において、平滑化は、最大値を再帰的に処理する方法とすることができる。また、平滑化は、最大値について複数のフレーム毎に平均値を算出する方法とすることもできる。この場合、複数のフレームは、32個以上のフレームとすることが好ましい。
照明装置の発光輝度の制御は、所定の最小輝度から最大輝度までを結ぶ滑らかな曲線にしたがって行うことが好ましい。この場合、最大輝度を100としたときに、最小輝度は25〜50の範囲内であることが好ましい。
In the second aspect of the present invention, the smoothing may be a method of recursively processing the maximum value. Further, the smoothing may be a method of calculating an average value for a plurality of frames with respect to the maximum value. In this case, the plurality of frames are preferably 32 or more frames.
The light emission luminance of the lighting device is preferably controlled according to a smooth curve connecting a predetermined minimum luminance to a maximum luminance. In this case, when the maximum luminance is 100, the minimum luminance is preferably in the range of 25-50.

本発明の第1の態様によれば、画像データをデガンマ処理して所定の周期毎の最大値を検出し、この最大値が透過率100%となるようにデータ処理した後に、デガンマ処理されたデータをガンマ処理して元の画像データに戻す画像データ処理手段を設けることによって、表示品位に優れるとともに、照明装置の消費電力を従来より低減することのできる液晶表示素子を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, the image data is degamma processed to detect the maximum value for each predetermined period, and after the data processing is performed so that the maximum value becomes the transmittance of 100%, the degamma processing is performed. By providing image data processing means for performing gamma processing on the data and returning it to the original image data, it is possible to provide a liquid crystal display element that is excellent in display quality and can reduce the power consumption of the lighting device as compared with the conventional case.

また、本発明の第2の態様によれば、デガンマ処理されたデータについてフレーム毎の最大値を求め、この最大値を平滑化して得られた値Pを検出し、照明装置がPに対応した輝度となるように照明装置の発光輝度を制御するので、表示品位に優れ、且つ、照明装置の消費電力を従来より低減することのできる液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。 Further, according to the second aspect of the present invention, the maximum value for each frame is obtained for the degamma processed data, the value P n obtained by smoothing the maximum value is detected, and the lighting device changes to P n . Since the light emission luminance of the lighting device is controlled so as to achieve a corresponding luminance, it is possible to provide a method for driving a liquid crystal display element that is excellent in display quality and that can reduce power consumption of the lighting device as compared with the related art.

上述したように、従来の液晶表示素子においては、液晶で照明装置の光を遮ることによって暗い色調の画像を表示していた。この場合、照明装置の発光輝度は変化していない。そこで、本発明者は、画像が暗い場合には、照明装置の発光輝度をそれに応じて低くする一方で、液晶の透過率を向上させることによって表示を行うことを考えた。この方法によれば、表示品位を低下することなしに、照明装置の消費電力を低減することが可能となる。   As described above, in the conventional liquid crystal display element, an image having a dark color tone is displayed by blocking the light of the illumination device with the liquid crystal. In this case, the light emission luminance of the lighting device is not changed. Therefore, the present inventor has considered that when the image is dark, the display is performed by improving the transmittance of the liquid crystal while lowering the light emission luminance of the lighting device accordingly. According to this method, it is possible to reduce the power consumption of the lighting device without degrading the display quality.

図1に、本実施の形態における液晶表示素子の駆動方法を示すフローチャートである。本実施の形態においては、照明装置としてバックライトを用いた場合を例示する。   FIG. 1 is a flowchart showing a method for driving a liquid crystal display element in the present embodiment. In this embodiment, the case where a backlight is used as the lighting device is illustrated.

図1に示すように、まず、データ処理を容易にするために、画像データについてデガンマ処理を行う(ステップ1)。具体的には、画像データと輝度が比例するようにデータを変換する。本実施の形態では、例えば、R,G,Bの各色につき入力信号が6ビットの場合、6ビット以上10ビット以下でデガンマ処理することができる。   As shown in FIG. 1, first, degamma processing is performed on image data in order to facilitate data processing (step 1). Specifically, the data is converted so that the image data and the luminance are proportional. In this embodiment, for example, when the input signal is 6 bits for each color of R, G, and B, the degamma processing can be performed with 6 bits or more and 10 bits or less.

次いで、デガンマ処理されたデータについてフレーム毎の最大値を求め、この最大値を平滑化して得られた値Pを検出する(ステップ2)。 Next, a maximum value for each frame is obtained for the degamma processed data, and a value P n obtained by smoothing the maximum value is detected (step 2).

次に、デガンマ処理後のデータに対して、ステップ2で検出したPが透過率100%となるようにデータ処理する(ステップ3)。 Next, the data after de-gamma process, Step 2 P n detected by the data processing so that the transmittance of 100% (step 3).

その後、データをガンマ処理して元の画像データに戻した後(ステップ4)、このデータを液晶パネルを制御する駆動回路に送る(ステップ5)。   Thereafter, the data is gamma processed to return to the original image data (step 4), and this data is sent to the drive circuit for controlling the liquid crystal panel (step 5).

一方、ステップ2で検出したPのデータから、バックライトがPに対応した輝度となるように、バックライトの発光輝度を制御する(ステップ6)。本実施の形態においては、バックライトを調光する際の輝度の最小値(最小輝度)を求め、この値から、バックライトの最大輝度(出力100%に対応する輝度)までを線形補間し、得られた曲線にしたがってバックライトの輝度を変調することが好ましい。 On the other hand, the light emission luminance of the backlight is controlled from the data of Pn detected in step 2 so that the backlight has luminance corresponding to Pn (step 6). In the present embodiment, a minimum value (minimum luminance) of luminance when dimming the backlight is obtained, and linear interpolation is performed from this value to the maximum luminance of the backlight (luminance corresponding to 100% output), It is preferable to modulate the luminance of the backlight according to the obtained curve.

ステップ1〜6を繰り返すことによって、これらの処理を行わない画像データから得られる映像と同じ映像を、バックライトの消費電力を抑制した状態で表示することができる。   By repeating Steps 1 to 6, the same video as that obtained from the image data that is not subjected to these processes can be displayed with the power consumption of the backlight suppressed.

尚、本実施の形態においては、メモリを使わずに、送られてきた画像データからPを検出し、次に送られてきた画像データに、前に検出したPのデータを適用することができる。また、メモリを用いて、送られてきた画像データのPを検出しつつ、メモリに一旦格納し、検出したPのデータをメモリから読み出したデータに適用することもできる。 In the present embodiment, Pn is detected from the transmitted image data without using a memory, and the previously detected data of Pn is applied to the next transmitted image data. Can do. It is also possible to use the memory to detect the Pn of the transmitted image data, temporarily store it in the memory, and apply the detected Pn data to the data read from the memory.

ステップ2におけるPは、次のようにして決定されることが好ましい。 P n in step 2 is preferably determined as follows.

まず、デガンマ処理された値について、一定周期毎の最大値を求める(ステップ2011)。ここで、一定周期とは一画面表示に相当する期間を指し、本実施の形態においては1フレーム期間を言う。   First, the maximum value for every fixed period is calculated | required about the value by which the degamma process was performed (step 2011). Here, the fixed period refers to a period corresponding to one-screen display, and in this embodiment refers to one frame period.

次いで、求めた最大値をMとして、式(1)からPを求める(ステップ2012〜2013)。ここで、Pは、n番目のフレームで用いられる最大値である。尚、式(1)で算出した値については、小数点以下を切り上げるようにする。得られたPの値はメモリに格納され、次のフレームにおけるPを算出する際に利用される。 Subsequently, Pn is calculated | required from Formula (1) by making the calculated | required maximum value into M (step 2012-2013). Here, P n is the maximum value used in the nth frame. It should be noted that the value calculated by Equation (1) is rounded up to the nearest decimal point. The obtained value of P n is stored in the memory and used when calculating P n in the next frame.

=(1−α)M+αPn−1 (0≦α<1) (1) P n = (1−α) M + αP n−1 (0 ≦ α <1) (1)

αの値が大きいほど、平滑化の度合いが大きくなるので、画面上でのちらつきを低減することができる。本実施の形態においては、0.80≦αであることが好ましく、0.92≦αであることがより好ましく、0.97≦αであることがさらに好ましい。α=0.80は、ちらつきの許容加減レベルである。αの値が0.92以上であれば、ちらつきが殆どないレベルとすることができる。さらに、αの値が0.97以上であれば、ちらつきを全く視認できないレベルとすることができる。   The greater the value of α, the greater the degree of smoothing, so that the flicker on the screen can be reduced. In the present embodiment, 0.80 ≦ α is preferable, 0.92 ≦ α is more preferable, and 0.97 ≦ α is further preferable. α = 0.80 is an allowable level of flicker. If the value of α is 0.92 or more, it can be set to a level with almost no flicker. Further, if the value of α is 0.97 or more, the flicker can be at a level where it cannot be visually recognized at all.

また、Pは、図2のステップ2′のようにして決定されることもできる。尚、図2のステップ1およびステップ3〜6は、図1で説明したのと同じである。 P n can also be determined as in step 2 ′ of FIG. Note that step 1 and steps 3 to 6 in FIG. 2 are the same as those described in FIG.

まず、デガンマ処理された値について、一定周期毎の最大値を求める(ステップ2021)。ここで、一定周期とは一画面表示に相当する期間を指し、本実施の形態においては1フレーム期間を言う。また、図2において、メモリ1→メモリ2→メモリ3→・・・→メモリnは、フレーム毎に、メモリ1のデータがメモリ2に移され、メモリ2のデータがメモリ3に移されて、最終的には、メモリnにデータが移されることを表している。   First, with respect to the value subjected to the degamma process, a maximum value for each fixed period is obtained (step 2021). Here, the fixed period refers to a period corresponding to one-screen display, and in this embodiment refers to one frame period. In addition, in FIG. 2, memory 1 → memory 2 → memory 3 →... → memory n, for each frame, data in memory 1 is moved to memory 2 and data in memory 2 is moved to memory 3. Eventually, the data is transferred to the memory n.

次いで、求めた最大値について複数のフレーム毎に平均値を算出することによって、Pの値を求めることができる(ステップ2022〜2025)。 Then, by calculating the average value for each of a plurality of frames for the maximum value obtained, it is possible to determine the value of P n (step 2022 to 2025).

このように、本実施の形態においては、平滑化して得られるPの値を、図1に示すように、フレーム毎の最大値を再帰的に処理する方法によって求めることもできるし、また、図2に示すように、フレーム毎の最大値について複数のフレーム毎に平均値を算出する方法によって求めることもできる。尚、再帰的に処理する方法によれば、割り算処理を必要としないので、平均値を算出する方法に比べて、より簡単な回路構成とすることができる。また、再帰的な処理による場合には、αの値を変えるだけで平滑化の度合いを変化させることができる。例えば、αを大きくすると、平滑化の度合いを大きくすることができる。これに対して、平均値を算出する場合には、平均化するフレームの数を変えることによって、平滑化の度合いを変化させることができる。但し、この場合、フレームの数によって異なる回路が必要となるために、回路規模の変更が伴われる。例えば、フレーム数を3、4および5と変化させる場合には、3で割る回路、4で割る回路および5で割る回路が別々に必要となる。 Thus, in the present embodiment, the value of P n obtained by smoothing can be obtained by a method of recursively processing the maximum value for each frame, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the maximum value for each frame can be obtained by a method of calculating an average value for each of a plurality of frames. In addition, according to the method of recursively processing, since a division process is not required, it can be set as a simpler circuit structure compared with the method of calculating an average value. In the case of recursive processing, the degree of smoothing can be changed simply by changing the value of α. For example, if α is increased, the degree of smoothing can be increased. On the other hand, when calculating the average value, the degree of smoothing can be changed by changing the number of frames to be averaged. However, in this case, since a different circuit is required depending on the number of frames, the circuit scale is changed. For example, when the number of frames is changed to 3, 4 and 5, a circuit for dividing by 3, a circuit for dividing by 4, and a circuit for dividing by 5 are separately required.

一方、ステップ2におけるPの値を、以下の方法で求めたのでは画質の低下を招く。 On the other hand, if the value of Pn in step 2 is obtained by the following method, the image quality is degraded.

例えば、フレーム毎に最大値を検出し、この最大値をPとして、ステップ3におけるデータ処理をフレーム毎に更新した場合には、最大値が変化する毎に画面上にちらつきが発生してしまう(比較例1)。また、複数のフレームを1単位と考え、この1単位毎に検出した最大値をPとした場合にも同様のちらつきが発生してしまう(比較例2)。 For example, when the maximum value is detected for each frame, the maximum value is set as Pn , and the data processing in step 3 is updated for each frame, flickering occurs on the screen every time the maximum value changes. (Comparative Example 1). Further, when a plurality of frames are considered as one unit and the maximum value detected for each unit is set to Pn , the same flicker occurs (Comparative Example 2).

また、フレーム毎に最大値を検出し、複数のフレームの中での平均値をステップ2におけるPとすると、ちらつきは低減されるようになるが、輝度の急激な変化(暗→明)を伴う画像を応答性よく表示することが困難となる(比較例3)。この場合、平均値を算出する際のフレーム数を少なくすることによって応答性を改善することができるものの、反対に、画面上にちらつきが発生するようになる。 Further, if the maximum value is detected for each frame and the average value among a plurality of frames is Pn in step 2, flickering is reduced, but a sudden change in brightness (dark → light) It becomes difficult to display the accompanying image with high responsiveness (Comparative Example 3). In this case, although the responsiveness can be improved by reducing the number of frames when calculating the average value, on the contrary, flickering occurs on the screen.

また、フレーム毎に検出した最大値に適当な係数を乗じ、これらの値について複数のフレームの中での平均値をステップ2におけるPとする場合も考えられる(比較例4)。この場合、例えば、直前のフレームにかける係数の値を10とし、2つ前のフレームにかける係数の値を5とし、3つ前のフレームにかける係数の値を2などとして、時系列にしたがってデータに重み付けを行う。この方法によれば、ちらつきは低減されるようになるが、上記と同様に、輝度の急激な変化(暗→明)を伴う画像を応答性よく表示することが困難となる。また、平均値を算出する際のフレーム数を少なくすることによって応答性を改善することができるが、画面上にちらつきが発生するようになるのも上記と同様である。 It is also conceivable that the maximum value detected for each frame is multiplied by an appropriate coefficient, and the average value of these values in a plurality of frames is set to Pn in Step 2 (Comparative Example 4). In this case, for example, the value of the coefficient to be applied to the immediately preceding frame is 10, the value of the coefficient to be applied to the second previous frame is 5, and the value of the coefficient to be applied to the third previous frame is 2, etc. Weight data. According to this method, flicker is reduced, but as described above, it is difficult to display an image with a rapid change in brightness (dark → light) with high responsiveness. In addition, although the responsiveness can be improved by reducing the number of frames when calculating the average value, flickering occurs on the screen as described above.

上記の比較例1〜4で問題となるちらつきは、液晶パネルの輝度が低いときに顕著となる。そこで、バックライトの発光輝度の最小値を求め、この値より低い輝度とはならないようにすると、ちらつきを低減することができる。そこで、比較例3と同様にしてPを求めた上で、輝度が所定の値より低くならないようにしてバックライトの輝度の変調を行うと、ちらつきは低減されるようになる(比較例5)。しかしながら、輝度の急激な変化(暗→明)を伴う画像を応答性よく表示することが困難となる問題、詳しくは、表示画像が明るくなった際に、一定期間後に明るくなり始めるなどの不連続性の問題については依然として解決されない。この場合、平均値を算出する際のフレーム数を少なくすることによって応答性を改善することができるが、画面上にちらつきが発生するようになるのも比較例3と同様である。 The flicker which becomes a problem in the above Comparative Examples 1 to 4 becomes remarkable when the luminance of the liquid crystal panel is low. Thus, flickering can be reduced by obtaining the minimum value of the light emission luminance of the backlight so that the luminance is not lower than this value. Therefore, flickering is reduced by calculating Pn in the same manner as in Comparative Example 3 and then modulating the luminance of the backlight so that the luminance does not become lower than a predetermined value (Comparative Example 5). ). However, it is difficult to display images with sudden changes in brightness (dark → light) with high responsiveness. Specifically, when the display image becomes bright, it becomes discontinuous, such as starting to brighten after a certain period of time. The sex issue is still not resolved. In this case, although the responsiveness can be improved by reducing the number of frames when calculating the average value, flickering occurs on the screen as in Comparative Example 3.

一方、画像データと輝度の関係にヒステリシスを付加し、これにしたがってバックライトの輝度を変調した場合には、データや輝度が急に変化するときにちらつきが発生する(比較例6)。   On the other hand, when hysteresis is added to the relationship between the image data and the luminance, and the luminance of the backlight is modulated accordingly, flickering occurs when the data or luminance changes suddenly (Comparative Example 6).

このように、比較例1〜6のいずれにおいても、画面上にちらつきが発生してしまう。この理由については必ずしも明らかではないが、1つには、実際の表示輝度と計算によって想定される表示輝度との間に誤差があることに起因していると考えられる。また、上記の計算は、いずれも液晶パネルを正面から観察したときを想定しているが、液晶には視野角依存性があるので、想定した位置からずれて観察した場合には、計算で想定した表示輝度とは異なることが予想される。したがって、このことも上記の理由の1つであると考えられる。   Thus, in any of Comparative Examples 1 to 6, flickering occurs on the screen. Although the reason for this is not necessarily clear, it is considered that one reason is that there is an error between the actual display brightness and the display brightness assumed by the calculation. In addition, all of the above calculations are based on the assumption that the liquid crystal panel is observed from the front. However, since the liquid crystal has a viewing angle dependency, the calculation is assumed if the liquid crystal panel is observed off the assumed position. It is expected to be different from the displayed brightness. Therefore, this is also considered to be one of the reasons described above.

画面上のちらつきが上記理由によるものであれば、ちらつきを完全になくすことは困難である。しかしながら、上述したように、(1)デガンマ処理された値についてフレーム毎の最大値を求め、さらに、この最大値を平滑化して得られた値をステップ2におけるPとするとともに、(2)バックライトの最小輝度から最大輝度までを線形補間し、得られた曲線にしたがってバックライトの輝度を変調することによって、画面上でのちらつきを殆ど問題とならないレベルまで目立たなくすることができる。 If the flicker on the screen is due to the above reason, it is difficult to completely eliminate the flicker. However, as described above, (1) the maximum value for each frame of the degamma-processed value is obtained, and the value obtained by smoothing the maximum value is set as Pn in Step 2, and (2) By linearly interpolating from the minimum luminance to the maximum luminance of the backlight and modulating the luminance of the backlight according to the obtained curve, it is possible to make the flicker on the screen inconspicuous to a level that hardly causes a problem.

上記の(2)において、最小輝度から最大輝度までを線形補間するのは、比較例6で述べたように、データや輝度が急に変化するときにちらつきが発生するからである。但し、本実施の形態では、最小輝度から最大輝度までは滑らかな曲線で結ばれていればよく、必ずしも線形補間しなくてもよい。   In the above (2), the reason why linear interpolation is performed from the minimum luminance to the maximum luminance is that flickering occurs when the data and the luminance change suddenly as described in the comparative example 6. However, in the present embodiment, the minimum luminance and the maximum luminance need only be connected by a smooth curve, and linear interpolation is not necessarily required.

尚、ステップ2の平滑化に対して、図2の平均値を算出する方法を適用する場合には、平均値の算出に用いるフレーム数は、32以上であることが好ましく、64以上であることがより好ましく、128以上であることがさらに好ましい。フレーム数が大きいほど、ちらつきを目立たなくすることができるからである。尚、比較例3や4で述べたように、フレーム数が多くなると、輝度の急激な変化(暗→明)を伴う画像を応答性よく表示することが困難となる。しかし、フレーム数が128であるときに生じる応答性の低下は、画面上で視認できる程のものではないので、殆ど問題にならないと考えられる。   When applying the method of calculating the average value of FIG. 2 to the smoothing in step 2, the number of frames used for calculating the average value is preferably 32 or more, and 64 or more. Is more preferable, and it is more preferable that it is 128 or more. This is because as the number of frames is larger, flicker can be made inconspicuous. As described in Comparative Examples 3 and 4, when the number of frames increases, it becomes difficult to display an image with a rapid change in brightness (dark → light) with high responsiveness. However, the decrease in responsiveness that occurs when the number of frames is 128 is not so large as to be visually recognized on the screen, so it is considered that there is almost no problem.

また、本実施の形態におけるバックライトの最小輝度は、バックライトの最大輝度を100としたときに、25〜50程度であることが好ましい。この範囲より最小輝度が低くなるとちらつきが大きくなり、また、輝度の急激な変化(暗→明)を伴う画像を応答性よく表示することが困難となる。一方、この範囲より最小輝度が高くなると消費電力が大きくなる。例えば、フレーム数が128であって、輝度が25程度であるときに、ちらつきが許容下限である低消費電力モードの液晶表示素子とすることができる。また、フレーム数が128であって、輝度が50程度であるときに、ちらつきが殆どなく応答性のよい低消費電力モードの液晶表示素子とすることができる。   In addition, the minimum luminance of the backlight in this embodiment is preferably about 25 to 50 when the maximum luminance of the backlight is 100. When the minimum luminance is lower than this range, flickering increases, and it becomes difficult to display an image with a rapid change in luminance (dark → light) with high responsiveness. On the other hand, when the minimum luminance is higher than this range, the power consumption increases. For example, when the number of frames is 128 and the luminance is about 25, a liquid crystal display element in a low power consumption mode in which flicker is an allowable lower limit can be obtained. Further, when the number of frames is 128 and the luminance is about 50, a liquid crystal display element in a low power consumption mode with little flickering and high response can be obtained.

本実施の形態で行うガンマ処理では、液晶表示素子の階調と輝度との関係に合うように、γ値を2〜3の任意の値とすることができる。一般的には、γ値を2.2に設定する。また、階調と輝度の関係を実測によって求め、この関係からデガンマ処理およびガンマ処理を行ってもよい。後者の方がより実際のモードに近くなるので、前者よりちらつきを低減することが可能となる。   In the gamma processing performed in this embodiment, the γ value can be set to an arbitrary value of 2 to 3 so as to match the relationship between the gradation and luminance of the liquid crystal display element. Generally, the γ value is set to 2.2. Further, the relationship between gradation and luminance may be obtained by actual measurement, and degamma processing and gamma processing may be performed from this relationship. Since the latter is closer to the actual mode, flicker can be reduced than the former.

図2は、本実施の形態における液晶表示素子の回路のブロック図の一例である。この図に示すように、液晶パネル1は、ゲートドライバ2とソースドライバ3とから構成される駆動回路によって駆動される。ここで、ゲートドライバ2とソースドライバ3は、電源回路4によって駆動される。また、ゲートドライバ2とソースドライバ3の駆動タイミングは、タイミングコントローラ5によって決定される。   FIG. 2 is an example of a block diagram of a circuit of the liquid crystal display element in this embodiment. As shown in this figure, the liquid crystal panel 1 is driven by a drive circuit composed of a gate driver 2 and a source driver 3. Here, the gate driver 2 and the source driver 3 are driven by the power supply circuit 4. In addition, the drive timing of the gate driver 2 and the source driver 3 is determined by the timing controller 5.

画像データ処理手段としてのバックライトトリミング6に画像データが入力されると、図1または図2で説明したステップ1〜4の処理が行われる。そして、処理後の画像データをソースドライバ3に送ることによって、液晶パネル1上に所定の画像が表示される。一方、画像データに対応するバックライト7の輝度信号はバックライトドライバ8に送られ、ステップ2で検出したPに対応する輝度となるように、バックライト7の発光輝度が制御される。本実施の形態におけるバックライトとしては、例えば、LED(Light Emitting Diode)などが用いられる。 When the image data is input to the backlight trimming 6 as the image data processing means, the processing of steps 1 to 4 described in FIG. 1 or FIG. 2 is performed. Then, by sending the processed image data to the source driver 3, a predetermined image is displayed on the liquid crystal panel 1. On the other hand, the luminance signal of the backlight 7 corresponding to the image data is sent to the backlight driver 8, and the emission luminance of the backlight 7 is controlled so as to have the luminance corresponding to Pn detected in step 2. As the backlight in the present embodiment, for example, an LED (Light Emitting Diode) is used.

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本実施の形態における液晶表示素子の駆動方法を示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows the drive method of the liquid crystal display element in this Embodiment. 本実施の形態における液晶表示素子の駆動方法を示すフローチャートの他の例である。It is another example of the flowchart which shows the drive method of the liquid crystal display element in this Embodiment. 本実施の形態における液晶表示素子の回路のブロック図の一例である。It is an example of the block diagram of the circuit of the liquid crystal display element in this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶パネル
2 ゲートドライバ
3 ソースドライバ
4 電源回路
5 タイミングコントローラ
6 バックライトトリミング
7 バックライト
8 バックライトドライバ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal panel 2 Gate driver 3 Source driver 4 Power supply circuit 5 Timing controller 6 Backlight trimming 7 Backlight 8 Backlight driver

Claims (7)

駆動回路によって駆動される液晶パネルと、
前記液晶パネルに所定の光を照射する照明装置と、
前記照明装置を駆動する照明装置用ドライバと、
画像データをデガンマ処理して所定の周期毎の最大値を検出し、この最大値が透過率100%となるようにデータ処理した後に、前記デガンマ処理されたデータをガンマ処理して元の画像データに戻す画像データ処理手段とを有し、
前記画像データ処理手段から出力された画像データを前記駆動回路に入力するとともに、前記画像データ処理手段で検出した最大値のデータを前記照明装置用ドライバに入力することを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal panel driven by a drive circuit;
An illumination device for irradiating the liquid crystal panel with predetermined light;
A lighting device driver for driving the lighting device;
The image data is degamma processed to detect the maximum value for each predetermined period, and after the data processing is performed so that the maximum value becomes 100% transmittance, the degamma processed data is gamma processed to obtain the original image data. Image data processing means for returning to
The liquid crystal display element, wherein the image data output from the image data processing means is input to the drive circuit, and the maximum value data detected by the image data processing means is input to the driver for the lighting device.
駆動回路によって駆動される液晶パネルと、
前記液晶パネルに所定の光を照射する照明装置とを有する液晶表示素子の駆動方法において、
画像データをデガンマ処理する第1の工程と、
前記デガンマ処理されたデータについてフレーム毎の最大値を求め、この最大値を平滑化して得られた値Pを検出する第2の工程と、
前記デガンマ処理されたデータに対して、Pが透過率100%となるようにデータ処理する第3の工程と、
前記第3の工程の後に、前記デガンマ処理されたデータをガンマ処理して元の画像データに戻す第4の工程とを有し、
前記第4の工程で得られた画像データを前記駆動回路に入力するとともに、前記第2の工程で検出したPのデータから、前記照明装置がPに対応した輝度となるように前記照明装置の発光輝度を制御することを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
A liquid crystal panel driven by a drive circuit;
In a driving method of a liquid crystal display element having an illumination device that irradiates the liquid crystal panel with predetermined light,
A first step of degamma processing image data;
A second step of obtaining a maximum value for each frame of the degamma processed data and detecting a value P n obtained by smoothing the maximum value;
A third step of processing the degamma processed data so that P n has a transmittance of 100%;
After the third step, there is a fourth step of gamma-processing the degamma processed data and returning it to the original image data,
The image data obtained in the fourth step is input to the drive circuit, and the illumination device is configured so that the illumination device has a luminance corresponding to Pn from the data of Pn detected in the second step. A method for driving a liquid crystal display element, characterized by controlling light emission luminance of the device.
前記平滑化は、前記最大値を再帰的に処理する方法であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素子の駆動方法。   The method of driving a liquid crystal display element according to claim 2, wherein the smoothing is a method of recursively processing the maximum value. 前記平滑化は、前記最大値について複数のフレーム毎に平均値を算出する方法であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示素子の駆動方法。   The method of driving a liquid crystal display element according to claim 2, wherein the smoothing is a method of calculating an average value for each of a plurality of frames with respect to the maximum value. 前記複数のフレームは、32個以上のフレームであることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示素子の駆動方法。   5. The method of driving a liquid crystal display element according to claim 4, wherein the plurality of frames are 32 or more frames. 前記照明装置の発光輝度の制御は、所定の最小輝度から最大輝度までを結ぶ滑らかな曲線にしたがって行うことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子の駆動方法。   6. The method of driving a liquid crystal display element according to claim 2, wherein the light emission luminance of the illumination device is controlled according to a smooth curve connecting a predetermined minimum luminance to a maximum luminance. . 前記最大輝度を100としたときに、前記最小輝度は25〜50の範囲内であることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示素子の駆動方法。   7. The method of driving a liquid crystal display element according to claim 6, wherein the minimum luminance is in a range of 25 to 50 when the maximum luminance is 100.
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