JP2008242472A - 液晶表示装置の駆動回路および駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリの必要量が少なく、回路規模の増大が抑制でき、かつ液晶の応答が高速で動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路および駆動方法を提供する。
【解決手段】比較回路が、出力データの決定にさきだって、前フィールド画像データと、前フィールド画像データと同じ変換手段を用いてデータ量を削減された現フィールド画像データとを比較して、前記現フィールド画像データが静止画であるか否かを判定し、静止画であると判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いた出力データの決定を行わずに前記現フィールド画像データを出力データとして決定し、静止画でないと判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いて出力データを決定して、決定した前記出力データに対応する電圧を液晶に印加する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に各画素の液晶に電圧を印加するための駆動回路および駆動方法に関する。

液晶表示装置の表示画面は、多数の画素が縦横にマトリクス状に配置されて構成されており、各画素には、液晶に電圧を印加するための電極が設けられている。表示画面を構成する各画素を行ごとに順次選択し、各画素の電極を使用して液晶に電圧を印加し、液晶分子の配向状態を変化させて液晶を透過する光量を制御することにより表示が行なわれる。

すべての行、すなわち表示画面の全画素を選択するために要する時間は１フィールド期間と呼ばれ、各画素の液晶の電圧は１フィールド期間ごとに１回、あらたな電圧へと書き換えられる（もちろん、表示に変化がない場合は同じ電圧が書き込まれる）。

液晶表示装置は、軽量かつ低消費電力で精緻な表示が得られるため、従来のＣＲＴにかわって広く用いられているが、動画の表示品質が低いという欠点も指摘されている。

すでに述べたように、液晶表示装置では、液晶分子の配向状態によって透過光量を制御し表示を得ている。したがって、動画の表示つまり表示の変更を行なう場合には、液晶に印加する電圧を変更して液晶分子の配向状態を変化させる必要がある。ところが、ある配向状態にある液晶分子が、あらたに印加された電圧によってその配向状態を変化させ、あらたに印加された電圧によって決まる別の配向状態となるまでには、比較的長い時間を必要とする。したがって、高速で動く物体を表示した場合には、１フィールド期間のあいだに液晶分子の配向状態が所望の状態に達せず、物体の残像が知覚されたり、物体の輪郭がボケて見えたりするといった問題が生じていた。

そこで本発明は、この液晶の応答の遅さを補い、良好な品質の動画表示を得ることのできる液晶表示装置の駆動回路および駆動方法を提供することを目的とする。

また本発明は、液晶の応答が高速で動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路および駆動方法を、メモリの必要量および回路規模を著しく増大させることなく提供することを目的とする。

そこで本発明の液晶表示装置の駆動方法は、前フィールド画像データと現フィールド画像データとから、現フィールドにおいて液晶に印加する電圧を決定する液晶表示装置の駆動回路であって、
現フィールド画像データのデータ量を削減する変換手段と、
データ量を削減した現フィールド画像データを記憶して一定時間の遅延ののちに前フィールド画像データとして出力するフレームメモリと、
現フィールド画像データと前フィールド画像データとから、現フィールドにおいて液晶に印加する電圧に対応する出力データを決定する比較回路と、
前記比較回路が出力データを決定する際に用いる高速応答用データテーブルと、を備え、前記比較回路は、出力データの決定にさきだって、前フィールド画像データと、前フィールド画像データと同じ変換手段を用いてデータ量を削減された現フィールド画像データとを比較して、前記現フィールド画像データが静止画であるか否かを判定し、
静止画であると判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いた出力データの決定を行わずに前記現フィールド画像データを出力データとして決定し、
静止画でないと判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いて出力データを決定して、決定した前記出力データに対応する電圧を液晶に印加することを特徴とする。

また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、現フィールド画像データと前フィールド画像データとから現フィールドにおいて液晶に印加する電圧を決定する液晶表示装置の駆動方法であって、
現フィールド画像データのデータ量を削減して、
データ量を削減した現フィールド画像データを記憶して一定時間の遅延ののちに前フィールド画像データとして出力し、
前記印加する電圧の決定にさきだって、前フィールド画像データと、前フィールド画像データと同じ手段を用いてデータ量を削減された現フィールド画像データとの比較によって、現フィールド画像データが静止画であるか否かを判定し、
静止画であると判定した場合は、高速応答用データテーブルを用いた出力データの決定を行わずに現フィールド画像データが対応する電圧を、印加する電圧として、
静止画でないと判定した場合は、現フィールド画像データと前フィールド画像データとに対応する出力データを有する高速応答用データテーブルを用いて出力データを決定し、得られた出力データが対応する電圧を、印加する電圧とすることを特徴とする。

本発明によれば、現フィールドにて印加する電圧を１フィールド期間後に液晶が所望の透過率となる電圧とするため、物体の残像が知覚されたり、物体の輪郭がボケて表示されることがなく、動画表示品質の良好な液晶表示装置を得ることができる。

さらに、本発明によれば、前フィールドの透過率および現フィールドにおいて所望する透過率をそれぞれ行と列とし、行と列との交点に液晶に印加するべき電圧を配置した高速応答用データテーブルを用いることにより、１フィールド期間後に液晶を所望の透過率とすることができ、動画表示品質の良好な液晶表示装置を得ることができる。

また、本発明によれば、高速応答用データテーブルを格納するためのメモリおよび比較回路と高速応答用データテーブルとを接続するデータ線を削減することができ、回路規模が小さく安価かつ動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路を得ることが可能である。

さらに、本発明によれば、前フィールド画像データを記憶するためのフレームメモリおよび比較回路とフレームメモリとを接続するデータ線をも削減することができ、回路規模が小さく安価かつ動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路を得ることが可能である。

また、本発明によれば、補間用差分データテーブルに格納した補間用差分データを使用し、現フィールド画像データおよび前フィールド画像データから出力データを決定するため、計算量を少なくして回路規模の小型化をはかりつつ、動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路を得ることが可能である。

また、本発明によれば、前フィールド画像データのビット長と前記高速応答用データテーブルの前フィールド画像データのビット長とを等しくすることにより、補間を行なうための計算量を減らすことができ、回路規模が小さく安価かつ動画の表示性能に優れた液晶表示装置の駆動回路を得ることが可能である。

実施の形態１
本発明の第１の実施の形態を、図１により説明する。

図１に、従来の技術および本実施の形態について、横軸に時間、縦軸に透過率をとり、液晶への印加電圧と透過率との関係を示した。図１の例では、液晶の表示は６０Ｈｚの周波数で書き換えられるものとしており、したがって１フィールド期間は約１６．６ｍｓｅｃである。図１において、液晶は前フィールド（〜２０ｍｓｅｃ）では透過率１０％の表示をおこなっており、これを続く現フィールド（２０ｍｓｅｃ〜）で透過率５５％に書き換えようとする。

従来の技術においては、図１に細線Ｓ₀で示したように、一定時間が経過し液晶の応答がほぼ完了した状態で透過率が５５％となるような電圧（以下、Ｖ₅₅と表記する）を液晶に印加していた。このため、現フィールド中には液晶の透過率は５５％に達せず、これが動画表示品質の低下を引き起こしていた。

そこで、本発明は現フィールド中、つまり電圧印加の開始から１フィールド期間後に目標とする透過率５５％となるような電圧を液晶に印加することを特徴とする。図１に太線Ｓ₁で示したように、液晶の応答がほぼ完了した状態で透過率が９０％となる電圧Ｖ₉₀を印加することにより、１フィールド期間経過後の液晶の透過率をほぼ５５％とすることができる。

このように、本実施の形態では、現フィールドにて印加する電圧を、１フィールド期間後に液晶が所望の透過率となる電圧とするため、物体の残像が知覚されたり、物体の輪郭がボケて表示されることがなく、動画表示品質の良好な液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態２
図２は、各種の前フィールドの透過率について、現フィールドでの印加電圧と透過率との関係を示した図である。図２から、前フィールドの透過率が２０％である場合、現フィールドでは、液晶の応答がほぼ完了した状態で透過率が８０％となるような電圧Ｖ₈₀を印加することにより、１フィールド期間後に透過率５５％の表示が得られることがわかる。同様に、前フィールドにおける透過率が５０％、６０％および７０％の場合には、それぞれ電圧Ｖ₆₀、Ｖ₅₀およびＶ₄₀を印加することにより、１フィールド期間後に所望の透過率５５％が得られることがわかる。

このように、１フィールド期間後に所望の透過率となる電圧は、前フィールドの透過率から一意に定めることができる。したがって、前フィールドの透過率および現フィールドにおいて所望する透過率をそれぞれ行と列とし、行と列との交点に液晶に印加するべき電圧を配置した二次元の表（テーブル）を用いることにより、１フィールド期間後に液晶を所望の透過率とすることができ、動画表示品質の良好な液晶表示装置を得ることができる。

テーブルの例を図３に、テーブルを使用した駆動回路の例を図４にそれぞれ示す。テーブルは高速応答用データテーブル２０と呼ばれ、行として前フィールドの画像データが、列として現フィールドで表示する画像データが、それぞれ透過率を２５６段階の階調として表わしてある。さらに、行と列との交点には、出力データとして現フィールドで液晶に供給する画像データが、やはり２５６階調のデータとして配置されている。

図４に示すように、高速応答用データテーブル２０は、比較回路３０へと接続されている。信号源からの現フィールド画像データが、比較回路３０およびフレームメモリ１０へと供給される。フレームメモリ１０は現フィールド画像データを記憶し、記憶した現フィールド画像データは１フィールド期間経過後に前フィールド画像データとして読み出される。比較回路３０は読み出した前フィールド画像データおよび現フィールド画像データを高速応答用データテーブル２０の行および列に適用し、交点にある画像データを出力データとして出力する。

すでに述べたように、高速応答用データテーブル２０の各出力データは、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に対応する階調データとして決定されている。たとえば、今まで表示していた画像、つまり前フィールド画像データの階調が６４であり、これから表示しようとする画像、つまり現フィールド画像データの階調が１２８である場合、両者のあいだの差を大きくするよう、階調１２８よりも大きい値、たとえば階調１４４を出力データとする。階調１４４に対応した電圧が液晶に印加され、液晶の応答が加速されるため、１フィールド期間経過後に所望の階調１２８の表示を得ることができる。

高速応答用データテーブル２０および比較回路３０を用いない従来の技術においては、現フィールド画像データの階調が１２８であった場合には、この階調１２８に対応した電圧が液晶に印加されており、実際に液晶の配向状態が定常状態に達し階調１２８の表示が得られるまでには、１フィールドよりも長い時間が必要であった。一方、この方法においては階調１４４に対応した電圧が液晶に印加されるため、液晶の応答がより早く、１フィールド期間経過後に階調１２８の状態に達する。このように、高速応答用データテーブル２０の各出力データを、現フィールド画像データおよび前フィールド画像データに対応させて適宜設定しておくことにより、動画の表示品質を向上させることが可能である。

ところで、当然ながらこの方法では、高速応答用データテーブルおよびフレームメモリが必要である。前述の例のように、前フィールド画像データ、現フィールド画像データおよび出力データのそれぞれが２５６階調である場合、高速応答用データテーブルの大きさは６４Ｋｂｙｔｅになる。また、液晶表示装置が縦１０２４×横７６８の画素からなるＸＧＡタイプであり、ＲＧＢの三色がそれぞれ２５６階調を有するカラー液晶である場合、前フィールド画像データを格納するためのフレームメモリの大きさは、およそ２．３Ｍｂｙｔｅになる。

したがって、この方法は、メモリを多量に必要とし、また比較回路とフレームメモリを接続するデータ線および比較回路と高速応答用データテーブルを接続するためのデータ線を多数必要とするため、回路規模が増大しコストの高いものとなってしまう可能性もある。

実施の形態３
本発明の第３の実施の形態を図５、図６、図７、図８および図９により説明する。本実施の形態においては、高速応答用データテーブルを、２５６階調ある前フィールド画像データおよび現フィールド画像データのうちのそれぞれ８階調に対応して２５６階調の出力データを備えるものとした。これにより、高速応答用データテーブルの大きさは６４ｂｙｔｅですみ、必要なメモリの量および比較回路へと接続されるデータ線の本数を大きく削減することができる。

以下、本実施の形態による駆動回路の動作を、フロー図を用いて説明する。フロー図は紙面の都合により、符号＊１、＊２および＊３の位置で２枚の図、図５および図６に分割してある。

まず、フレームメモリの初期化が行なわれ（ステップＳ１０１）、初期化されたフレームメモリに画像データが記憶される。このとき、閾値を用いて画像データのビット長を変換し、変換後の画像データをフレームメモリに記憶することにより、フレームメモリのサイズの削減をはかってもよい。ビット長の変換は、たとえば図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、２５６階調ある画像データの上位４ビットを取り出すことにより行なうことが可能である。フレームメモリに記憶した画像データは、１フィールド期間の遅延ののちに、後述するステップＳ１０３で前フィールド画像データｋｄとして読み出される。

次に、ステップＳ１０２で高速応答用データテーブル２０の取得を行なう。高速応答用データテーブル２０は、図７に示すように、ｉｄ＝０〜７に対応した前フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］、およびｊｄ＝０〜７に対応した現フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］、さらにこれら８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］、Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］に対応した２５６階調の出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］から構成されている。

さらに、ステップＳ１０３で現フィールド画像データｂｄおよび前フィールド画像データｋｄの取得が行なわれる。本実施の形態では、現フィールド画像データｂｄは２５６階調のデータであり、前フィールド画像データｋｄは４ビット＝１６階調のデータである。

続くステップＳ１０４で、現フィールド画像データｂｄが階調０または階調２５５であるかどうかの判定を行なう。現フィールド画像データが階調０である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは０となる。また、現フィールド画像データが階調２５５である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは２５５である。したがって、この場合にはステップＳ１０５に進み、出力データｏｕｔとして現フィールド画像データｂｄをそのまま出力する。

現フィールド画像データｂｄが階調０、階調２５５のいずれでもないときは、高速応答用データテーブルを使用して出力データｏｕｔを決定する。本実施の形態では、高速応答用データテーブルとして、それぞれ８階調の現フィールド画像データおよび前フィールド画像データに対応した出力データしか用意されていない。したがって、２次元の線形補間をおこなって、２５６階調の現フィールド画像データおよび前フィールド画像データに対応した出力データｏｕｔを作成する。その方法を、以下に説明する。

まず、ビット長の変換によって１６階調とされている前フィールド画像データｋｄを２５６階調へと復元する。図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、復元は１６階調への変換の際に用いた閾値を使用して行なわれる。閾値を使用して２５６階調へと復元した画像データｋｄを、ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］と表わす。ところで、１６階調の前フィールド画像データｋｄを、閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］および閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］のどちらに復元したらよいかはわからない。

そこで、現フィールド画像データｂｄを使用して、この判断を行なう。まず、ステップＳ１０６で、前フィールド画像データｋｄに対応する２つの閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］およびｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］と、現フィールド画像データｂｄとの差ａｄ１、ａｄ２を求める。そして、ａｄ１の絶対値がａｄ２の絶対値よりも大きい場合、閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］を復元した前フィールド画像データａｄとし、ａｄ２の絶対値の方が大きい場合には、閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］を復元した前フィールド画像データａｄとする（ステップＳ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１）。

続くステップＳ１１２で、復元した前フィールド画像データａｄと現フィールド画像データｂｄが、高速応答用データテーブル上のどの位置にあたるのかを算出する。すでに図７で述べたように、高速応答用データテーブルは、ｉｄ＝０〜７に対応した前フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］、およびｊｄ＝０〜７に対応した現フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］から構成されている。そこで、これら８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］、Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］を境界とする４９個のメッシュのうち、どのメッシュ内に画像データａｄ、ｂｄが位置するのかを計算する。

計算の結果、前フレーム画像データａｄが、階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］と階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ＋１］との間にあり、現フレーム画像データｂｄが、階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］と階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ＋１］との間にあったとき、このデータＤ（ａｄ、ｂｄ）の高速応答用データテーブル上での位置は、図９に示すようになっている。ここでＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］は、前フレーム画像データの階調がＴｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］であり、現フレーム画像データの階調がＴｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］である場合の出力データを意味している。

データＤ（ａｄ、ｂｄ）が属するグリッドの４つの角にある出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］、Ｔｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］、Ｔｄ［ｉｄ＋１］［ｊｄ］およびＴｄ［ｉｄ＋１］［ｊｄ＋１］から、データＤ（ａｄ、ｂｄ）に対応する出力データｏｕｔを計算する。

まず、ステップＳ１１３で、現フレーム画像データの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ＋１］と階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｉｄ］との差ｉｓｑ、階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ＋１］と階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］との差ｊｓｑを求める。

次に、ステップＳ１１４で、データＤ（ａｄ、ｂｄ）が図９に示したメッシュにおいて、細線で仕切られた右上の三角形領域にあるのか、左下の三角形領域にあるのかを判定する。データＤ（ａｄ、ｂｄ）が右上の三角形領域にあるとき、ステップＳ１１５にて出力データｏｕｔの計算が行なわれる。

ステップＳ１１５では、三角形領域の３つの角に対応する出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］、Ｔｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］およびＴｄ［ｉｄ＋１］［ｊｄ＋１］を使用し、三角形領域の３つの角とデータＤ（ａｄ、ｂｄ）との距離の関数として出力データｏｕｔを計算する。

ステップＳ１１４で、データＤ（ａｄ、ｂｄ）が左下の三角形領域にあると判定された場合には、ステップＳ１１６にてステップＳ１１５と同様の計算が行なわれ、出力データｏｕｔが計算される。

出力データｏｕｔはステップＳ１１７にて出力され、この出力データｏｕｔに対応した電圧が各画素の液晶に印加される。

以上述べたように、本実施の形態によれば、高速応答用データテーブルに前フィールド画像データおよび現フィールド画像データのうちのそれぞれ８階調に対応した出力データを備えるようにし、線形補間によって２５６階調の前フィールド画像データおよび現フィールド画像データに対応した出力データを得るようにしたため、高速応答用データテーブルを格納するためのメモリ量を大幅に削減できるとともに、高速応答用データテーブルと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることが可能である。

また、画像データのビット長を変換しデータ量を削減したうえでフレームメモリに記憶することにより、フレームメモリのサイズを小さくすることが可能になり、フレームメモリと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることができる。

なお、本実施の形態では前フィールド画像データ、現フィールド画像データおよび出力データを２５６階調とし、高速応答用データテーブルを前フィールド画像データ８階調、現フィールド画像データ８階調、出力データ２５６階調で構成しているが、その他の階調数であっても同様に、必要メモリ量および回路規模の削減を図ることができる。

また、画像データを４ビットに変換しフレームメモリに記憶しているが、変換後のビット長は必要となるメモリ量、変換と復元にともなう誤差、変換と復元に必要な計算量を考慮の上で適宜決定すればよい。

本実施の形態では、画像データのビット長を変換してフレームメモリに記憶し、前フィールド画像データとしている。したがって、変換時に切り捨てられたビットが画像データを復元する際に誤差としてあらわれ、静止画、つまり表示すべき画像に変化がない場合でも、前フィールド画像データと現フィールド画像データが異なった値となってしまい、静止画が正確に表示されない可能性がある。

そこでステップＳ１０７を設けて、静止画であるかどうかの判別を行ない、静止画である場合には、現フィールド画像データｂｄをそのまま出力データｏｕｔとするとよい（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０７では、現フィールド画像データｂｄが、前フィールド画像データｋｄに対応する上下の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］、ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］内にあるとき、静止画であると判断している。

実施の形態４
本発明の第４の実施の形態を図１０、図１１および図１２により説明する。本実施の形態による駆動回路の動作を、図１０のフロー図に示す。

まず、フレームメモリの初期化が行なわれ（ステップＳ２０１）、初期化されたフレームメモリに画像データが記憶される。このとき、閾値を用いて画像データのビット長を変換し、変換後の画像データをフレームメモリに記憶する。ビット長の変換については、実施の形態３（図８）で述べたため、ここでは説明を省略する。フレームメモリに記憶した画像データは、１フィールド期間の遅延ののちに、後述するステップＳ２０３で前フィールド画像データｋｄとして読み出される。

次に、ステップＳ２０２で高速応答用データテーブル２０の取得を行なう。高速応答用データテーブル２０は、図１１に示すように、ｉｄ＝０〜７の８階調にビット長変換された前フレーム画像データ、およびｊｄ＝０〜７に対応した現フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］、さらにこれら８つの階調ｉｄ、Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］に対応した２５６階調の出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］から構成されている。

さらに、ステップＳ２０３で現フィールド画像データおよび前フィールド画像データｋｄの取得が行なわれる。現フィールド画像データについては、前記８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］を閾値として変換された８階調の現フィールド画像データｊｄ、および変換を行なっていない（たとえば２５６階調の）現フィールド画像データｂｄの両者が取得される。

続くステップＳ２０４で、現フィールド画像データｂｄが階調０または階調２５５であるかどうかの判定を行なう。現フィールド画像データが階調０である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは０となる。また、現フィールド画像データが階調２５５である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは２５５である。したがって、この場合にはステップＳ２０５に進み、出力データｏｕｔとして現フィールド画像データｂｄをそのまま出力する。

現フィールド画像データｂｄが階調０、階調２５５のいずれでもないときは、高速応答用データテーブルを使用して出力データｏｕｔを決定する。本実施の形態では、高速応答用データテーブルとして、それぞれ８階調の現フィールド画像データおよび前フィールド画像データに対応した出力データしか用意されていない。したがって、線形補間をおこなって、２５６階調の現フィールド画像データｂｄに対応した出力データｏｕｔを作成する。その方法を、以下に説明する。

まず、ステップＳ２０６で前フィールド画像データｋｄと現フィールド画像データｂｄとの比較を行なう。前フィールド画像データｋｄはビット長の変換によって８階調とされているため、まず２５６階調へと復元する必要がある。復元は８階調への変換の際に用いた閾値を使用して行なわれる。復元の詳細については、実施の形態３（図８）で述べたため、ここではこれ以上説明しない。８階調の前フィールド画像データｋｄを、下側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］および上側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］へと復元し、現フィールド画像データｂｄとの差を求める。

現フィールド画像データｂｄが下側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］よりも大きく、かつ上側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］よりも小さい場合、現フィールド画像データと前フィールド画像データとのあいだには全く変化がなかった、あるいは小さな変化しかなかったことになる（ステップＳ２０７）。そこで、この場合には、画像は静止画であると見なして、現フィールド画像データｂｄをそのまま出力データｏｕｔとする（ステップＳ２０８）。

次に、高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとして、下側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］を与える前フィールド画像データｋｄと上側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］を与える前フィールド画像データｋｄ＋１のどちらを使用するかを、ステップＳ２０９で決定する。

現フィールド画像データｂｄが、下側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］よりも小さい場合には、下側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ］を与える前フィールド画像データｋｄを、高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとする（ステップＳ２１０）。一方、現フィールド画像データｂｄが、上側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］よりも大きい場合には、上側の閾値ｄ＿ｄｉｖ［ｋｄ＋１］を与える前フィールド画像データｋｄ＋１を、高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとする（ステップＳ２１１）。このように前フィールド画像データｉｄを決定することにより、１フレーム後の透過率は現フィールド画像データの透過率と前フィールド画像データの透過率との間のなめらかな表示となり、現フィールド画像データの透過率と前フィールド画像データの透過率との間の透過率以外の表示をすることを防ぐことができる。

ステップＳ２１０またはＳ２１１で決定された前フィールド画像データｉｄと、ステップＳ２０３で取得した変換後の現フィールド画像データｊｄを使用して、高速応答用データテーブルから両者に対応した出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］を読み出す。また、変換前の現フィールド画像データｂｄは、変換後の現フィールド画像データｊｄに対応する閾値Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］と変換後の現フィールド画像データｊｄ＋１に対応する閾値Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ＋１］とのあいだの値であるから、前フィールド画像データｉｄと変換後の現フィールド画像データｊｄ＋１に対応する出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］も高速応答用データテーブルから読み出す。

読み出した出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］、Ｔｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］と前フィールド画像データｉｄおよび変換前の現フィールド画像データｂｄとの位置関係は図１２に示すようになる。したがって、出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］、Ｔｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］および現フィールド画像データｂｄの三者間の距離および出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］、Ｔｄ［ｉｄ］［ｊｄ＋１］の値から、１次元の線形補間によって現フィールド画像データｂｄに対応する出力データｏｕｔを計算することができる（ステップＳ２１２）。

出力データｏｕｔはステップＳ２１３にて出力され、この出力データｏｕｔに対応した電圧が各画素の液晶に印加される。

以上述べたように、本実施の形態によれば、高速応答用データテーブルに前フィールド画像データおよび現フィールド画像データのうちのそれぞれ８階調に対応した出力データを備えるようにし、線形補間によって８階調に変換した前フィールド画像データおよび２５６階調の現フィールド画像データに対応した出力データを得るようにしたため、高速応答用データテーブルを格納するためのメモリ量を大幅に削減できるとともに、高速応答用データテーブルと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることが可能である。

また、画像データのビット長を変換しデータ量を削減したうえでフレームメモリに記憶するため、フレームメモリのサイズを小さくすることが可能になり、フレームメモリと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることができる。

なお、本実施の形態では前フィールド画像データ、現フィールド画像データおよび出力データを２５６階調とし、高速応答用データテーブルを前フィールド画像データ８階調、現フィールド画像データ８階調、出力データ２５６階調で構成しているが、その他の階調数であっても同様に、必要メモリ量および回路規模の削減を図ることができる。

また、前フィールド画像データの階調数は、必要となるメモリ量、変換と復元にともなう誤差、変換と復元に必要な計算量を考慮の上で適宜決定すればよい。

実施の形態５
本発明の第５の実施の形態を図１３および図１４により説明する。前記実施の形態４においては、高速応答用データテーブルの隣り合う２つの出力データを使用し、線形補間を行なって出力データｏｕｔを決定した。本実施の形態では、高速応答用データテーブルに加え、補間用差分データテーブルを使用し、高速応答用データテーブルの出力データに対し、補間用差分データテーブルの補間用差分データを使用して補間を行なうことを特徴とする。

本実施の形態による駆動回路の動作を、図１３のフロー図に示す。

まず、フレームメモリの初期化が行なわれ（ステップＳ３０１）、初期化されたフレームメモリに画像データが記憶される。このとき、閾値を用いて画像データのビット長を変換し、変換後の画像データをフレームメモリに記憶する。ビット長の変換については、実施の形態３（図８）で述べたため、ここでは説明を省略する。フレームメモリに記憶した画像データは、１フィールド期間の遅延ののちに、後述するステップＳ３０３で前フィールド画像データｋｄとして読み出される。

次に、ステップＳ３０２で高速応答用データテーブル２０および補間用差分データテーブル２１の取得を行なう。高速応答用データテーブル２０は、実施の形態４（図１１）と同様に、ｉｄ＝０〜７の８階調にビット長変換された前フレーム画像データ、およびｊｄ＝０〜７に対応した現フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］、さらにこれら８つの階調ｉｄ、Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］に対応した２５６階調の出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］から構成されている。補間用差分データテーブル２１も、ｉｄ＝０〜７の８階調にビット長変換された前フレーム画像データ、およびｊｄ＝０〜７に対応した現フレーム画像データの８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］、さらにこれら８つの階調ｉｄ、Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］に対応した補間用差分データＴｄ＿ｖ［ｉｄ］［ｊｄ］から構成されている。

ステップＳ３０３で現フィールド画像データおよび前フィールド画像データｋｄの取得が行なわれる。現フィールド画像データについては、前記８つの階調Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］を閾値として変換された８階調の現フィールド画像データｊｄ、および変換を行なっていない（たとえば２５６階調の）現フィールド画像データｂｄの両者が取得される。

続くステップＳ３０４で、現フィールド画像データｂｄが階調０または階調２５５であるかどうかの判定を行なう。現フィールド画像データが階調０である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは０となる。また、現フィールド画像データが階調２５５である場合には、前フィールド画像データの透過率から現フィールド画像データの透過率に１フレーム内で変化するのに必要な電圧に最も近い階調データは２５５である。したがって、この場合にはステップＳ３０５に進み、出力データｏｕｔとして現フィールド画像データｂｄをそのまま出力する。

現フィールド画像データｂｄが階調０、階調２５５のいずれでもないときは、高速応答用データテーブルを使用して出力データｏｕｔを決定する。本実施の形態では、高速応答用データテーブルとして、それぞれ８階調の現フィールド画像データおよび前フィールド画像データに対応した出力データしか用意されていない。したがって、補間をおこなって、２５６階調の現フィールド画像データｂｄに対応した出力データｏｕｔを作成する。その方法を、以下に説明する。

まず、ステップＳ３０６で前フィールド画像データｋｄと現フィールド画像データｂｄとの比較を行なう。本実施の形態では、画像データを変換し前フィールド画像データｋｄとする際に用いた閾値を使用して、現フィールド画像データｂｄを現フィールド画像データｊｄへと変換している。したがって、前フィールド画像データｋｄと現フィールド画像データｊｄとを直接比較している。

比較の結果、前フィールド画像データｋｄと現フィールド画像データｊｄとが等しい場合には、現フィールド画像データと前フィールド画像データとのあいだには全く変化がなかった、あるいは小さな変化しかなかったことになる。そこで、この場合には、画像は静止画であると見なして、現フィールド画像データｂｄをそのまま出力データｏｕｔとする（ステップＳ３０７）。

次に、高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとして、前フィールド画像データｋｄと前フィールド画像データｋｄ＋１のどちらを使用するかを、ステップＳ３０８で決定する。

現フィールド画像データｊｄが前フィールド画像データｋｄよりも小さい場合には、この前フィールド画像データｋｄを高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとする（ステップＳ３０９）。一方、現フィールド画像データｊｄが前フィールド画像データｋｄよりも大きい場合には、前フィールド画像データｋｄ＋１を高速応答用データテーブルを使用する際の前フィールド画像データｉｄとする（ステップＳ３１０）。このように前フィールド画像データｉｄを決定することにより、１フレーム後の透過率は現フィールド画像データの透過率と前フィールド画像データの透過率との間のなめらかな表示となり、現フィールド画像データの透過率と前フィールド画像データの透過率との間の透過率以外の表示をすることを防ぐことができる。

ステップＳ３０９またはＳ３１０で決定された前フィールド画像データｉｄと、ステップＳ３０３で取得した変換後の現フィールド画像データｊｄを使用して、高速応答用データテーブルから両者に対応した出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］を読み出す。同様に、および補間用差分データテーブルからも、両者に対応した補間用差分データＴｄ＿ｖ［ｉｄ］［ｊｄ］を読み出す。

読み出した出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］と前フィールド画像データｉｄおよび変換前の現フィールド画像データｂｄとの位置関係は図１２に示したとおりである。したがって、ｂｄ−Ｔｄ＿ｄｉｖ［ｊｄ］によって求められる出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］と現フィールド画像データｂｄとの距離に、読み出した補間用差分データＴｄ＿ｖ［ｉｄ］［ｊｄ］を乗算し、出力データＴｄ［ｉｄ］［ｊｄ］と加算することにより現フィールド画像データｂｄに対応する出力データｏｕｔを計算することができる（ステップＳ３１１）。

出力データｏｕｔはステップＳ３１２にて出力され、この出力データｏｕｔに対応した電圧が各画素の液晶に印加される。

以上述べたように、本実施の形態によれば、前フィールド画像データおよび現フィールド画像データのうちのそれぞれ８階調に対応した出力データ、補間用差分データをそれぞれ備えた高速応答用データテーブルと補間用差分データテーブルを設け、補間用差分データを使用して出力データの補間を行なうように構成したため、高速応答用データテーブルおよび補間用差分データテーブルを格納するためのメモリ量を大幅に削減できるとともに、高速応答用データテーブルと比較回路および補間用差分データテーブルと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることが可能であり、さらに計算量が減少することによっても、回路規模を縮小することが可能である。

また、画像データのビット長を変換しデータ量を削減したうえでフレームメモリに記憶するため、フレームメモリのサイズを小さくすることが可能になり、フレームメモリと比較回路とを接続するデータ線の本数を削減し回路規模を小さくすることができる。

なお、本実施の形態では前フィールド画像データ、現フィールド画像データおよび出力データを２５６階調とし、高速応答用データテーブルおよび補間用差分データテーブルを前フィールド画像データ８階調、現フィールド画像データ８階調に対応して構成しているが、その他の階調数であっても同様に、必要メモリ量および回路規模の削減を図ることができる。

また、前フィールド画像データの階調数は、必要となるメモリ量、変換と復元にともなう誤差、変換と復元に必要な計算量を考慮の上で適宜決定すればよい。

従来の技術による駆動方法および本発明による駆動方法について、液晶への印加電圧と透過率との関係を示した図である。 数種の前フィールドの透過率に対し、現フィールドでの印加電圧と１フィールド期間経過後の透過率との関係を示した図である。 本発明による高速応答用データテーブルを示した図である。 本発明における駆動回路の構成を説明する概略図である。 本発明の実施の形態３による駆動回路の動作を説明するフロー図である。 本発明の実施の形態３による駆動回路の動作を説明するフロー図である。 本発明による高速応答用データテーブルを示した図である。 閾値による画像データのビット長の変換および復元を説明するための図である。 高速応答用データテーブルを使用した線形補間を説明した図である。 本発明の実施の形態４による駆動回路の動作を説明するフロー図である。 本発明による高速応答用データテーブルを示した図である。 高速応答用データテーブルを使用した線形補間を説明した図である。 本発明の実施の形態５による駆動回路の動作を説明するフロー図である。 本発明の実施の形態５による補間用差分データテーブルを示した図である。

符号の説明

１０ フレームメモリ
２０ 高速応答用データテーブル
２１ 補間用差分データテーブル
３０ 比較回路

Claims (2)

1. 前フィールド画像データと現フィールド画像データとから、現フィールドにおいて液晶に印加する電圧を決定する液晶表示装置の駆動回路であって、
   現フィールド画像データのデータ量を削減する変換手段と、
   データ量を削減した現フィールド画像データを記憶して一定時間の遅延ののちに前フィールド画像データとして出力するフレームメモリと、
   現フィールド画像データと前フィールド画像データとから、現フィールドにおいて液晶に印加する電圧に対応する出力データを決定する比較回路と、
   前記比較回路が出力データを決定する際に用いる高速応答用データテーブルと、を備え、前記比較回路は、出力データの決定にさきだって、前フィールド画像データと、前フィールド画像データと同じ変換手段を用いてデータ量を削減された現フィールド画像データとを比較して、前記現フィールド画像データが静止画であるか否かを判定し、
   静止画であると判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いた出力データの決定を行わずに前記現フィールド画像データを出力データとして決定し、
   静止画でないと判定した場合は、前記高速応答用データテーブルを用いて出力データを決定して、決定した前記出力データに対応する電圧を液晶に印加する液晶表示装置の駆動回路。
2. 現フィールド画像データと前フィールド画像データとから現フィールドにおいて液晶に印加する電圧を決定する液晶表示装置の駆動方法であって、
   現フィールド画像データのデータ量を削減して、
   データ量を削減した現フィールド画像データを記憶して一定時間の遅延ののちに前フィールド画像データとして出力し、
   前記印加する電圧の決定にさきだって、前フィールド画像データと、前フィールド画像データと同じ手段を用いてデータ量を削減された現フィールド画像データとの比較によって、現フィールド画像データが静止画であるか否かを判定し、
   静止画であると判定した場合は、高速応答用データテーブルを用いた出力データの決定を行わずに現フィールド画像データが対応する電圧を、印加する電圧として、
   静止画でないと判定した場合は、現フィールド画像データと前フィールド画像データとに対応する出力データを有する高速応答用データテーブルを用いて出力データを決定し、得られた出力データが対応する電圧を、印加する電圧とする液晶表示装置の駆動方法。

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