JP2008242290A - 液晶表示制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ドライバの高精度化や、デコーダの回路規模の増加を招くことなく、表示可能色数を増加させることのできる液晶表示制御装置を得る。
【解決手段】グレー画像データ生成部34により、液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成し、セレクタ35により、レシーバ31を介してフレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、生成したグレーの画像データをフレーム画像として挿入する一方、フレーム倍速化部36により、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化する。
【選択図】図2

Description

本発明は、液晶表示制御装置に係り、特に、カラー画像を表示する液晶表示パネルを制御する液晶表示制御装置に関する。
液晶表示装置では、一般に、1画素(ピクセル)をR(赤),G(緑),B(青)の3原色のサブ・ピクセルで構成し、全ての表示色を表現している。この情報は、グラフィック・プロセッサにおいて輝度信号と色差信号によりR,G,Bの階調(明暗)信号に変換され、タイミング・コントローラ(以下、「T−CON」ともいう。)に送信される。T−CONは、受信した階調信号を液晶表示パネルが表示できるように並び替えを行い、当該液晶表示パネル上に配置された液晶表示パネル駆動用のドライバに転送する。なお、T−CONでは、液晶表示パネルによる表示に必要な他のデータの生成も行う。
この種の液晶表示装置に関する技術として、特許文献1には、液晶表示装置で表示される画像を、より自然に表示可能にすることを目的として、4色のサブ・ピクセルを備える液晶パネルと、前記各サブ・ピクセルにビデオデータ信号を提供するデータドライバと、前記サブ・ピクセルにスキャン・パルスを提供するゲートドライバと、外部から入力される3色ソースデータから無彩色信号及び彩色信号の割合を分析してゲイン値を生成し、生成したゲイン値を用いて前記3色ソースデータを4色データに変換するデータ変換部と、前記データ変換部からの前記4色データを前記データドライバに提供すると共に、前記ゲートドライバ及び前記データドライバを制御するタイミング・コントローラ(T−CON)と、を備える技術が開示されている。
また、特許文献2には、液晶表示パネルによる動画像の表示画質を向上させることを目的として、液晶表示パネルの画面輝度の時間軸上での変動を抑制するように、表示すべき画像信号と黒表示信号とを1フレーム周期で液晶表示パネルに書き込む技術が開示されている。
特開2006−317899号公報 特開2004−233932号公報
ところで、一般に、液晶表示パネルで表示できる色の数は、R,G,B各々のサブ・ピクセルにおける階調レベルがどれだけあるかによって決定される。すなわち、例えば、サブ・ピクセルが6ビット構成のものであれば64階調レベルとなり、R,G,Bの組み合わせから、64の3乗(=約26万色)の色が表示可能となる。同様に、例えば、サブ・ピクセルが8ビット構成のものであれば256の3乗(=約1667万色)の色が表示可能となる。
一方、上記ドライバの出力階調数は、テレビジョン受像機向けの場合、8ビット構成が一般的であり、この場合の表現できる色の数は256の3乗となるが、更に深い色調を再現するためには10ビット構成(1024の3乗:約10億色)等とする必要がある一方、デジタル・シネマでは、12ビット構成(4096の3乗:約687億色)の色数とされている。
しかしながら、このようにサブ・ピクセルのビット数が大きくなると、次の問題も生じる。
a.ドライバの出力偏差が厳しくなる。
例えば、通常、液晶表示パネルに印加する電圧は16V程度であるが、1階調当たりの電圧をリニアに分圧すると、例えば、サブ・ピクセルが8ビット構成(=256階調)とされている場合は62.5mVであるが、10ビット構成(=1024階調)とされている場合では僅か約15.6mVとなり、非常に高精度の回路が必要となる。
b.デコーダ(選択回路)の規模が膨大になる。
例えば、サブ・ピクセルが8ビット構成とされている場合は256レベルから1つの階調レベルを選択すればよいが、10ビット構成とされている場合には1024レベルから選択することとなり、デコーダ回路の規模が4倍となってしまう。
このように、サブ・ピクセルのビット数を増加させることによって表現できる色の数を増加させることはできるが、これに伴ってドライバの出力偏差が厳しくなったり、デコーダの回路規模が大きくなったりしてしまう、という問題点があった。例えば、上記ビット数を2ビット増加させると、オフセット等の出力偏差は4分の1に低減しなければならない上、デコーダの規模は逆に4倍となり、コスト面や精度面の両方で、技術的な障壁が高くなってしまう。
なお、上記特許文献1に開示されている技術は、サブ・ピクセル数を増やすことによって、より自然な画像を表示することができるようにするものであり、上記特許文献2に開示されている技術は、表示すべき画像信号と黒表示信号とを1フレーム周期で液晶表示パネルに書き込むことによって、液晶表示パネルによる動画像の表示画質を向上させるものであり、これらの技術によって上記問題点を解消することはできない。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、ドライバの高精度化や、デコーダの回路規模の増加を招くことなく、表示可能色数を増加させることのできる液晶表示制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の液晶表示制御装置は、液晶表示パネルによって表示するカラー画像を示すカラー画像データをフレーム毎に順次受信する受信手段と、前記液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成する生成手段と、前記受信手段によってフレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、前記生成手段によって生成されたグレーの画像データをフレーム画像として挿入する挿入手段と、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化する倍速化手段と、を備えている。
請求項1に記載の液晶表示制御装置によれば、液晶表示パネルによって表示するカラー画像を示すカラー画像データが受信手段によってフレーム毎に順次受信される一方、前記液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データが生成手段によって生成される。なお、上記液晶表示パネルには、TFT方式等のアクティブ・マトリクス方式のものや、STN方式、DSTN方式等の単純マトリクス方式のもの等が含まれる。
ここで、請求項1に記載の発明では、挿入手段により、前記受信手段によってフレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、前記生成手段によって生成されたグレーの画像データがフレーム画像として挿入される一方、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートが倍速化手段によって倍速化される。
このように、請求項1に記載の液晶表示制御装置によれば、液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成し、フレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、生成したグレーの画像データをフレーム画像として挿入する一方、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化しているので、ドライバの高精度化や、デコーダの回路規模の増加を招くことなく、表示可能色数を増加させることができる。
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記生成手段が、前記挿入手段によって挿入される時間軸上の位置の隣接するフレームのカラー画像データに基づいて前記グレーの画像データを生成するものとしてもよい。これにより、より的確に表示可能色数を増加させることができる。
また、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記生成手段が、前記グレーの画像データを前記カラー画像データの各画素値に対応するものとして生成するか、又は前記カラー画像データのフレーム毎に同一の値となるように生成するものとしてもよい。これにより、前記グレーの画像データを前記カラー画像データの各画素値に対応するものとして生成する場合は、より的確に表示可能色数を増加させることができ、前記カラー画像データのフレーム毎に同一の値となるように生成する場合には、液晶表示パネルの視覚的な動画特性(動画像の表示画質)を、より向上させることができる。
更に、本発明は、請求項4に記載の発明のように、前記生成手段が、前記カラー画像データのフレーム間に挿入されるグレーの画像データを生成する場合、時間軸上の直前のフレームのカラー画像データの輝度と、直後のフレームのカラー画像データの輝度との間の輝度を示すものとして生成するものとしてもよい。これにより、液晶表示パネルの視覚的な動画特性を、より向上させることができる。
本発明によれば、液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成し、フレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、生成したグレーの画像データをフレーム画像として挿入する一方、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化しているので、ドライバの高精度化や、デコーダの回路規模の増加を招くことなく、表示可能色数を増加させることができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、図1を参照して、本発明が適用された、本実施の形態に係る液晶表示装置10の構成を説明する。
同図に示されるように、液晶表示装置10は、複数の画素により画像を表示する液晶表示パネル50を備えている。なお、本実施の形態に係る液晶表示パネル50は、TFT方式等のアクティブ・マトリクス方式のものとされているが、これに限らず、STN方式、DSTN方式等の単純マトリクス方式等の他の方式の液晶表示パネルを適用することもできる。
また、液晶表示装置10は、液晶表示パネル50によって表示すべき画像を示す画像データであり、画素毎にR,G,Bの3原色の画素データ(サブ・ピクセル)により構成されたカラー画像データを生成するグラフィック・プロセッサ20を備えている。なお、本実施の形態に係るグラフィック・プロセッサ20は、生成した画像データをシリアルに送信するものとされている。
また、液晶表示装置10は、グラフィック・プロセッサ20の上記カラー画像データを送信する出力端子に入力端子が接続されたタイミング・コントローラ(T−CON)30を備えている。なお、本実施の形態に係るT−CON30は、グラフィック・プロセッサ20から受信したカラー画像データを液晶表示パネル50によって表示できる並び順に変換する。また、T−CON30は、液晶表示パネル50によって表示できる並び順に変換された画像データ(以下、「変換画像データ」という。)に基づいて、液晶表示パネル50によって表示可能なグレーの画像データを生成し、変換画像データの各フレームの時間軸上の直後に挿入することにより、液晶表示パネル50による表示色の数を増加させる機能(以下、「表示色数増加機能」という。)も有している。なお、このように、本実施の形態に係るT−CON30は、グレーの画像データを変換画像データの各フレームの時間軸上の直後に挿入するものとされているが、これに限らず、変換画像データの各フレームの時間軸上の直前に挿入するものとすることもできる。
その他、T−CON30は、液晶表示パネル50による表示に必要な他のデータの生成も行う。
一方、液晶表示装置10は、T−CON30の上記グレーの画像データが挿入された変換画像データ(以下、「グレー画像付き変換画像データ」という。)を送信する出力端子に入力端子が接続されたドライバ40を備えている。なお、本実施の形態に係るドライバ40は、T−CON30から受信したグレー画像付き変換画像データを用いて、当該画像データにより示される画像を表示するように液晶表示パネル50を駆動させる。
次に、図2を参照して、本実施の形態に係るT−CON30の表示色数増加機能に関する部分の構成を説明する。
同図に示されるように、T−CON30は、グラフィック・プロセッサ20の上記カラー画像データを送信する出力端子に入力端子が接続されたレシーバ31を備えている。なお、本実施の形態に係るレシーバ31は、グラフィック・プロセッサ20からLVDS(Low Voltage Differential Signaling)方式にて送信されてきた画像データをロジック電圧レベルまで昇圧する。
また、T−CON30は、レシーバ31の昇圧後のカラー画像データを出力する出力端子に入力端子が接続されたメモリ32を備えている。なお、本実施の形態に係るメモリ32は、グラフィック・プロセッサ20からレシーバ31を介して受信したカラー画像データを1フレーム分、一時的かつ順次に記憶する。なお、本実施の形態に係るT−CON30では、メモリ32としてV−RAM(Video RAM)を適用しているが、これに限らず、他の書き換え可能な半導体メモリを適用することもできる。
また、T−CON30は、レシーバ31の昇圧後のカラー画像データを出力する出力端子に一方の入力端子が接続され、メモリ32の記憶データを出力する出力端子に他方の入力端子が接続された、2入力1出力の比較部33を備えている。なお、本実施の形態に係る比較部33は、メモリ32に記憶されたカラー画像データと、時間軸上の次のフレームのカラー画像データとをフレーム単位で画素毎に比較し、対応する画素を構成するR,G,Bの各サブ・ピクセルの輝度の平均値を示す情報(以下、「平均値情報」という。)を出力する。
また、T−CON30は、比較部33の平均値情報を出力する出力端子に入力端子が接続されたグレー画像データ生成部34を備えている。なお、本実施の形態に係るグレー画像データ生成部34は、比較部33から入力された平均値情報に基づいて、当該平均値情報により示される輝度となるグレーの画像データ(R,G,Bの各サブ・ピクセルとも、対応する画素の上記平均値情報により示される同一の輝度となる画像データ)を生成する。
また、T−CON30は、レシーバ31の昇圧後のカラー画像データを出力する出力端子に一方の入力端子が接続され、グレー画像データ生成部34のグレーの画像データを出力する出力端子に他方の入力端子が接続された、2入力1出力のセレクタ35を備えている。なお、本実施の形態に係るセレクタ35は、グラフィック・プロセッサ20から受信されたカラー画像データと、グレー画像データ生成部34から入力されたグレーの画像データを、1フレームずつ交互に出力する。
更に、T−CON30は、セレクタ35の出力端子に入力端子が接続されると共に、後述するトランスミッタを介してドライバ40に出力端子が接続されたフレーム倍速化部36を備えている。なお、本実施の形態に係るフレーム倍速化部36は、セレクタ35から順次入力される各画像データの液晶表示パネル50に対する転送レート(フレーム・レート)を2倍に上げる。
なお、T−CON30には、以上の表示色数増加機能に関する構成要素の他に、レシーバ31によって昇圧されたカラー画像データを液晶表示パネル50によって表示できる並び順に変換するシリアル/パラレル変換部、グレーの画像データが挿入された変換画像データを、RSDS(Reduced Swing Differential Signaling)方式やmini−LVDS方式等のドライバ40が受信できるフォーマットに変換してドライバ40に送信するトランスミッタ等の他の構成要素が備えられているが、これらについての詳細な説明は省略する。
次に、図3を参照して、表示色数増加機能を実行する際のT−CON30の作用を説明する。なお、図3は、このとき、T−CON30で実行される処理の流れを示すフローチャートである。また、ここでは、錯綜を回避するために、上記シリアル/パラレル変換部、トランスミッタ等の表示色数増加機能には直接関係しない部位に関する作用の説明は極力省略する。
まず、同図のステップ100では、グラフィック・プロセッサ20からのレシーバ31を介した画像データの受信開始待ちを行い、次のステップ102では、フレーム倍速化部36に対して作動の開始を指示する。これに応じて、フレーム倍速化部36は、フレーム・レートを2倍とする処理の実行を開始する。
これ以降、グラフィック・プロセッサ20から順次連続的に受信するカラー画像データは、レシーバ31を介してフレーム毎にセレクタ35の一方の入力端子に入力されると共に、メモリ32及び比較部33に入力される。そして、比較部33では、前述したように、メモリ32に記憶されたカラー画像データと、時間軸上の次のフレームのカラー画像データとをフレーム単位で画素毎に比較し、対応する画素を構成するR,G,Bの各サブ・ピクセルの輝度の平均値を示す平均値情報をグレー画像データ生成部34に順次出力する。そして、グレー画像データ生成部34では、比較部33から順次入力される平均値情報に基づいて、当該平均値情報により示される輝度となるグレーの画像データを生成してセレクタ35の他方の入力端子に順次出力する。
そこで、次のステップ104では、セレクタ35を、カラー画像データを出力するように切り替え、次のステップ106にて、1フレーム分のカラー画像データの出力が終了されるまで待機した後、次のステップ108では、セレクタ35を、グレーの画像データを出力するように切り替え、次のステップ110にて、1フレーム分のグレーの画像データの出力が終了されるまで待機する。
次のステップ112では、グラフィック・プロセッサ20からのカラー画像データの受信が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ104に戻り、肯定判定となった時点でステップ114に移行して、フレーム倍速化部36に対し作動の停止を指示した後に本処理を終了する。
以上の処理により、一例として図4に模式的に示されるように、カラー画像データとグレーの画像データが交互かつ連続的に不図示のドライバに入力され、液晶表示パネル50により通常の2倍のフレーム・レートで連続的に表示されるカラー画像とグレー画像が残像現象によって融合したように視認される結果、サブ・ピクセルを1つ増加させたことと同様の効果を得ることができる。
すなわち、一例として図5の液晶表示パネルのVT特性(V:入力電圧、T:透過率)で示されるように、カラー画像データに対してグレー画像をフレーム毎に交互に挿入することにより、離散値として与えられる1つの入力電圧により、当該入力電圧に応じた透過率に加えて、見かけ上、中間的な透過率とすることと同様の効果を得ることができ、この結果として、サブ・ピクセルを1つ増加させたことと同様の効果を得ることができる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成し、フレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、生成したグレーの画像データをフレーム画像として挿入する一方、前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化しているので、ドライバの高精度化や、デコーダの回路規模の増加を招くことなく、表示可能色数を増加させることができる。
また、本実施の形態によれば、挿入される時間軸上の位置の隣接するフレームのカラー画像データに基づいて前記グレーの画像データを生成しているので、より的確に表示可能色数を増加させることができる。
また、本実施の形態によれば、グレーの画像データをカラー画像データの各画素値に対応するものとして生成しているので、より的確に表示可能色数を増加させることができる。
更に、本実施の形態によれば、時間軸上の直前のフレームのカラー画像データの輝度と、直後のフレームのカラー画像データの輝度との間の輝度を示すものとしてグレーの画像データを生成しているので、液晶表示パネルの視覚的な動画特性を、より向上させることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記の実施の形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合せにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
例えば、上記実施の形態では、表示色数増加機能を実現する処理を主としてハードウェアの構成によって実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該処理をソフトウェア構成により実現する形態とすることもできる。この場合の形態例としては、例えば、図2に示した各部の処理をコンピュータにより実行可能なプログラムにより実行するようにする形態を例示することができる。この場合は、上記実施の形態に比較して、液晶表示制御装置の低コスト化が期待できる。
また、上記実施の形態では、T−CON30において、不図示のシリアル/パラレル変換部による変換後のカラー画像データに対してグレーの画像データを挿入する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリアル/パラレル変換部による変換前のカラー画像データに対してグレーの画像データを挿入する形態とすることもできる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
また、上記実施の形態では、グレーの画像データを、その輝度が挿入する位置の前後のフレームの対応する画素のサブ・ピクセルの輝度の平均値となるように生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の輝度となるようにグレーの画像データを生成する形態とすることもできる。要は、液晶表示パネルにおいて表示されたときの視認される色のバリエーションが増加されるものであれば、如何なる輝度のグレー画像でも適用することができる。例えば、8ビットのR,G,Bのそれぞれのカラー画像データに加えて、3ビットの階調を有するグレー画像データを用いて制御する場合には、1600万色から1億3000万色の表示が可能となる。
また、上記実施の形態では、カラー画像データの画素毎にグレーの画像データを生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、カラー画像のフレーム毎にフレーム画像全体が同一の輝度となるようにグレーの画像データを生成する形態とすることもできる。この場合、上記実施の形態に比較して、液晶表示パネルの視覚的な動画特性(動画像の表示画質)を、より向上させることができる。
また、上記実施の形態では、表示色数増加機能をT−CON30に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、グラフィック・プロセッサ20、ドライバ40等の他の部位に設ける形態とすることもできる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
その他、上記実施の形態で説明した液晶表示装置10の構成(図1及び図2参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
更に、上記実施の形態で説明したT−CON30により実行される処理の流れ(図3参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
実施の形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るタイミング・コントローラの表示色数増加機能に関する部分の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るタイミング・コントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る表示色数増加機能の説明に供する模式図である。 実施の形態に係る表示色数増加機能による効果の説明に供する、液晶表示パネルのVT特性の一例を示すグラフである。
符号の説明
10 液晶表示装置
20 グラフィック・プロセッサ
30 タイミング・コントローラ
31 レシーバ(受信手段)
32 メモリ
33 比較部(生成手段)
34 グレー画像データ生成部(生成手段)
35 セレクタ(挿入手段)
36 フレーム倍速化部(倍速化手段)
40 ドライバ
50 液晶表示パネル

Claims (6)

  1. 液晶表示パネルによって表示するカラー画像を示すカラー画像データをフレーム毎に順次受信する受信手段と、
    前記液晶表示パネルによって表示可能なグレーの画像データを生成する生成手段と、
    前記受信手段によってフレーム毎に順次受信されたカラー画像データの各フレームの時間軸上の直前又は直後に、前記生成手段によって生成されたグレーの画像データをフレーム画像として挿入する挿入手段と、
    前記液晶表示パネルに対するフレーム・レートを倍速化する倍速化手段と、
    を備えた液晶表示制御装置。
  2. 前記生成手段は、前記挿入手段によって挿入される時間軸上の位置の隣接するフレームのカラー画像データに基づいて前記グレーの画像データを生成する
    請求項1記載の液晶表示制御装置。
  3. 前記生成手段は、前記グレーの画像データを前記カラー画像データの各画素値に対応するものとして生成するか、又は前記カラー画像データのフレーム毎に同一の値となるように生成する
    請求項1又は請求項2記載の液晶表示制御装置。
  4. 前記生成手段は、前記カラー画像データのフレーム間に挿入されるグレーの画像データを生成する場合、時間軸上の直前のフレームのカラー画像データの輝度と、直後のフレームのカラー画像データの輝度との間の輝度を示すものとして生成する
    請求項1から請求項3の何れか1項記載の液晶表示制御装置。
  5. 前記グレーの画像データは、1画素において、R,G,Bが同じ値であることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項記載の液晶表示制御装置。
  6. 前記グレーの画像データは、複数の階調を有することを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項記載の液晶表示制御装置。
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