JP2008516278A

JP2008516278A - 表示ドライバにおけるオーバドライブ技術

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Publication number: JP2008516278A
Application number: JP2007535290A
Authority: JP
Inventors: ペトルス、エム．デ、グレーフ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2008-05-15
Also published as: CN101036179A; US8723778B2; US20080259059A1; EP1800285A1; WO2006038158A1

Abstract

本発明は、表示ドライバによって受け取られた現フレームの表示データをオーバドライブによって抑制するために、内蔵フレーム・メモリおよびオーバドライブ論理ブロックを含む表示ドライバに関する。オーバドライブ論理ブロックは内蔵フレーム・メモリとの間でデータを読み取り、書き込むように、また内蔵フレーム・メモリに記憶された前画像の表示データを使用して現フレームのオーバドライブ表示データを計算するように構成される。オーバドライブ表示データは、表示デバイス上に描画された画像をリフレッシュするために使用される。本発明はさらに、かかる表示デバイスを含むＬＣＤ表示デバイスに関する。

Description

本発明は、表示ドライバ、および、かかる表示ドライバを含むＬＣＤ表示デバイスに関する。

モニタ、ＴＶ、コンピュータ、移動デバイス、無線デバイス等のＬＣＤ表示デバイスは通常、ある中間調（grey level）から別の中間調にピクセルを切り替える間に比較的長い応答時間を有する。一般に、動画は、ＬＣＤ表示デバイス上での動的描画（motion portrayal）におけるアーチファクト（artefacts）に通じる乱れた外観（disturbed appearances）をもつ。かかるアーチファクトを低減するためには、画像がＬＣＤ表示デバイス上に適切に描画される必要がある。

ＬＣＤ表示デバイスの長い応答時間は、フレーム変化時に、液晶材料特有の緩慢さから、ピクセルがその所期の透過値に達するまでに２、３フレーム時間（frame-times）を要するという事実によって引き起こされる。

一部のＬＣＤ表示ドライバがオーバドライブ技術を実施することが知られている。米国第２００３０１５６０９２号は、かかるオーバドライブ技術の実施態様を記載している。この文書では、フレーム・メモリをホストする表示ドライバ、ならびにその表示ドライバを制御する処理ユニットが開示されている。この発明の範囲は、オーバドライブの実施にある。

オーバドライブは、ＬＣＤ表示デバイスの実際のピクセル透過率に対応する表示データ信号よりも一時的に強調された表示データ信号を書き込むための技術である。この技術により、ＬＣＤ表示デバイスの液晶セルが、その所期の透過率にはるかに早く到達する。したがってオーバドライブ技術は、それがピクセルの応答時間を向上させるので、ＬＣＤ表示デバイスにおける動画の表示性能を改善する。

このオーバドライブ技術は、到来表示データ信号をピクセル・ドライブ電圧（pixel drive voltage）で表すことによって機能し、この電圧は、より良い透過率の場合、そのピクセルの所要の電圧よりも大きい。同様に、ピクセル透過率が低減される必要がある場合にはいつでも、より低いピクセル電圧が供給される。

この技術は、前フレーム（previous frame）の表示データ信号の情報、現フレーム（current frame）の表示データ信号、およびオーバドライブ・ルックアップテーブルを使用してオーバドライブのための補正された信号を計算する。次いで、オーバドライブ補正された信号が、ＬＣＤ表示デバイスのピクセルに伝送されて到来表示データの対応する画像を表示する。

従来技術で論じられている技術に関して問題なのは、ＬＣＤ表示デバイスでの表示データのリフレッシング（refreshing）が、容量の大きなフレーム・メモリを必要とし比較的高い電力消費をもたらすことである。

本発明の目的は、比較的低い電力消費での、具体的にはＬＣＤ表示デバイスへの改善された動的描画を提供することである。

請求項１に明記されている本発明による表示ドライバが、この目的を達成する。ドライバは、表示ドライバによって受け取られた現フレームの表示データをオーバドライブによって抑制するために、内蔵フレーム・メモリおよびオーバドライブ論理ブロックを含み、オーバドライブ論理ブロックは内蔵フレーム・メモリとの間でデータを読み取り、書き込むように、また内蔵フレーム・メモリに記憶された前フレームの表示データを使用して現フレームのオーバドライブ表示データを計算するように構成される。

内蔵フレーム・メモリおよびオーバドライブ論理ブロックは、表示ドライバ内にホストされ追加のハードウェアなしでオーバドライブを達成する。オーバドライブ論理ブロックは、内蔵フレーム・メモリとの間でデータを読み取り、書き込むために使用され、またオーバドライブを必要とするピクセル・ドライブ電圧に関する計算も実施する。前フレームの表示データが、現フレームの到来表示データに適用されるべきオーバドライブ補正を計算するためにオーバドライブ論理ブロックによって使用される。この動作モードは、以下で、間接表示モード（indirect display mode）または内部タイミング・モード（internal timing mode）と呼ばれる。

他の実施形態は、オーバドライブ表示データが交互のフレームで計算されることを特徴とする。

他の実施形態では、オーバドライブ補正係数が、オーバドライブ・ルックアップテーブルに記憶され、オーバドライブ表示データを計算するのに使用される。

前記オーバドライブ・ルックアップテーブルは、ＲＯＭ（read-only-memory、読取り専用）、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only-memory、電気的にプログラム内容を消去および再書き込み可能な読取り専用メモリ）、あるいは類似の機能を有するその他の任意の記憶デバイスを用いて実装されてよい。オーバドライブ論理ブロックは、オーバドライブ・ルックアップテーブルを使用して現フレームの到来表示データ信号に適用されるべき補正係数を獲得する。したがって、これらのオーバドライブ表示データは、メモリに記憶されている前フレームのオーバドライブ表示データ、現フレームの到来表示データ、およびルックアップテーブルから獲得される適切なオーバドライブ補正係数から計算されるのが好ましい。

他の好ましい実施形態は、内蔵フレーム・メモリが、現フレームの少なくとも一部のオーバドライブ表示データを記憶することを特徴とする。

オーバドライブは、フレームにではなく、画像に働かなければならない。一般に、移動デバイスでは、画像リフレッシュ・レートが極めて低い。したがって、移動アプリケーションでは、画像データを複製することによって、同じ画像データを含む複数のフレームをもたらす、フレーム・レートアップ変換（frame rate up-conversion）がしばしば適用される。

本発明の他の実施形態は、ドライバがさらに、フレーム・レートアップ変換モードで動作するように構成されていることを特徴とし、この場合、内蔵フレーム・メモリが、表示データを反復するためのフレーム・ストア（frame store）として使用される。フレーム・レートアップ変換は静止画像について動作するのが好ましい。

到来表示データが背景画像およびメニュー等の主に静止画像を含む場合、ドライバはフレーム・レートアップ変換モードで動作するが好ましい。

ドライバはまた、到来表示データがビデオ・クリップ等の主にフルスクリーン動画（full screen moving images）を含む場合、直接表示モード（direct display mode）で動作するように設定されることもできる。直接表示モードでは、内蔵フレーム・メモリは、ＬＣＤパネル上に表示されている表示データをもはや記憶しておらず、その代わりに異なる機能を有することができる。外部制御ユニットは、タイミング信号を生成して表示データのＬＣＤパネルへの直接伝送を制御する。

直接表示モードの他の好ましい実施形態では、内蔵フレーム・メモリが、表示データのオーバドライブ補正のためのフレーム遅延ＦＩＦＯ（frame-delay FIFO）である。

他の実施形態は、オーバドライブ表示データが、少なくとも、動画のビデオ・ウィンドウ（video window）を表す表示域の一部に対して計算されることである。

内蔵フレーム・メモリにフレームの一部を記憶する利点は、ビデオ・ウィンドウだけが全フレームでリフレッシュされればよく、フレームの静止部分はメモリに保持され、より少ない頻度でリフレッシュされ得ることである。内蔵フレーム・メモリはフレーム全体を記憶するが、ビデオ・ウィンドウの次の画像のオーバドライブ補正にはビデオ・ウィンドウの画像データが使用される。

他の実施形態は、ドライバがさらにオーバレイ・モード（overlay mode）で動作するように構成されており、この場合、内蔵フレーム・メモリは表示データを混合するフレーム・オーバレイ（frame overlay）である。

オーバレイ・データは内蔵フレーム・メモリに記憶される。電話メニュー等のオーバレイ・データは、内蔵フレーム・メモリからフェッチされ、マルチプレクサ（multiplexer）あるいはミキサ（mixer）を用いて背景表示データと混合され、ＬＣＤパネル上に表示される。マルチプレクサは、背景と到来表示データの両方を、好ましくは直接表示モードにおいて所定の比率で、ＬＣＤパネル上に出力する。

他の実施形態では、ドライバが、オーバドライブをもつ直接表示モード、オーバレイ・モード、間接表示モード、およびフレーム・レートアップ変換モード等の異なる動作モード間で切替えを行う手段を含む。

他の好ましい実施形態は、オーバドライブ表示データがＬＣＤパネルの応答時間を向上させることを特徴とする。

オーバドライブ・ピクセル電圧は、ＬＣＤ表示デバイス上に表示されるべきピクセルの光透過率（optical transmission）の変化を早めるために、ＬＣＤ表示パネルのピクセルに供給される電圧を高める。このことの利点は、ＬＣＤ表示デバイスの応答時間が向上されることである。

本発明の他の態様は、上記で説明された表示ドライバを含むＬＣＤ表示デバイスである。本発明による表示ドライバによってオーバドライブを達成し動的描画を改善することが、ハードウェアをほとんど追加せず、より少ない電力消費で、ＬＣＤ表示デバイスの効率を改善する。

本発明の諸態様は、添付の図面を参照しながら以下で説明される実施形態から明らかとなり解明されるであろう。図面は本発明の諸実施形態を例示し、その説明と併せることで、本発明の原理を説明するのに役立つ。

上記で述べられた実施形態が本発明を限定ではなく例示していること、また当業者が添付の特許請求の範囲を逸脱することなく代替実施形態を設計できることに留意されたい。特許請求の範囲において、如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定しない。本発明は、いくつかの異なる要素を含むハードウェアによって実施され得る。

オーバドライブを有するＬＣＤ表示デバイスは一般に、ＬＣＤパネルのピクセルが、１フレーム（時間）期間内に、ある中間調から別の中間調へドライブされるとき、前記ピクセルの到来表示データを表すピクセル・ドライブ電圧と呼ばれる、ピクセルをドライブするのに要する電圧がＬＣＤ表示パネルの応答時間を向上させるという原則に立脚している。次のフレーム期間で、所望のピクセル透過率に対応する実際の電圧が適用される。特定のピクセルの中間諧調における変化は、現ピクセル値から前ピクセル値を引くことによって計算され得る。次いで、この値が、オーバドライブ・ルックアップテーブルを使用して補正値を決定するのに用いられ、それにしたがってピクセル電圧を適合する。到来表示データのピクセルに対するオーバドライブ値は、
Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＋Ｃ_ｆ（Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}−Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}）（１）
を用いて計算され得る。ただし、Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}は所与のピクセルに対する計算されたオーバドライブ値を表し、Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}はピクセルの所望の透過率に対応する実際のピクセル電圧を表し、Ｃｆは補正係数を表し、Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}−Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}は所期のピクセル値と前フレームのピクセル値との間の差を表す。

比較的素早く応答する液晶材料は、目がＬＣＤパネル上の画像の動くエッジを追うとき、ちらつき（flickering effect）あるいは後続波効果（trailing wave effect）を引き起こすことがある。これについての言及は、説明の中で後ほどなされる。

オーバドライブを適用する場合、液晶ピクセルへの電圧が所望のピクセル透過率に対応するレベルを超えて増加され、ＬＣＤ表示デバイスの応答時間を向上させる。しかし、ＬＣＤパネルの物理的特性がこの処理中に変化することはないことに留意するのは重要である。

図１ａは、Ｙ軸上のピクセル・ドライブ電圧とＸ軸上の時間の概略的な表現である。図に示されている概略的な表現は、到来表示データ信号にオーバドライブが適用されないシステムに関して従来技術でよく知られている。到来信号は、全くオーバドライブなしにＬＣＤパネル上のピクセルに直接与えられる。到来表示データは、０からＶ_ｍａｘボルトまでのどこでも様々にあり得るピクセル・ドライブ電圧の形式をとる。電圧レベル０ボルトは、例えば、光透過をもたない黒ピクセルに対応し、電圧Ｖ_ｍａｘボルトは最大光透過をもつ白ピクセルを表すことができる。

図１ａでは、到来表示データ信号を表すピクセル・ドライブ電圧が、時間Ｔの所与の瞬間に変化する。時間ｔ＝０では、ピクセル電圧ドライブはＶ_１ボルトである。１フレーム期間後、時間Ｔで、ピクセル・ドライブ電圧はＶ_１ボルトからＶ_２ボルトに変化する。ピクセル・ドライブ電圧におけるこの変化は、図１ｂに示されているＬＣＤ表示デバイスのピクセルの透過率と直接的な対応関係をもつ。図１ｂでは、Ｘ軸は時間を表し、Ｙ軸はピクセルの光透過率を表す。

図１ａの電圧が０ボルトである場合、図１ｂのピクセルの透過率も０であり、ピクセルに光透過がないことに対応しており、したがってピクセルは黒である。図１ａでピクセル・ドライブ電圧がＶ_ｍａｘボルトである場合、対応するピクセル透過率はほとんど１００％であり、図１ｂでは１の光透過率で表され、完全な光透過があり、ピクセルは白である。

Ｖ_１ボルトのピクセル・ドライブ電圧は、図１ｂに示されるように２５％の光透過率を表す。時間期間Ｔで、ピクセル・ドライブ電圧は、Ｖ_１ボルトからＶ_２ボルトに変化し、ピクセルの対応する光透過率は２５％から７５％に変化する。ピクセル・ドライブ電圧は、図１ａに示されるように、Ｖ_１ボルトからＶ_２ボルトへと急に変化できるが、対応するピクセル透過応答は比較的緩慢で、例えば、図１ｂに示されるように、所期の透過値に到達するのにはるかに長い時間を、例えば、この例では約５フレーム期間を要する。このことが、動きアーチファクト、例えば後続波効果が、ＬＣＤ表示デバイス上に表示される原因となり得る。

図２ａは、オーバドライブ・システムにおける、Ｙ軸上のピクセル電圧ドライブおよびＸ軸上の対応する時間期間を概略的に示す。時間期間Ｔで、ピクセル・ドライブ電圧が、Ｖ_ｍａｘよりは低いＶ_３ボルトの電圧までオーバドライブされる。次の時間期間で、ピクセル・ドライブ電圧はＶ_２ボルトで安定する。ピクセルの対応する光透過率が図２ｂに示される。２５％から所期の透過率である７５％までのピクセル透過がより早く達成されることがわかる。式（１）から、時間期間ｔ＝Ｔで、Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ（Ｔ）＝Ｖ_２およびＶ_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}＝Ｖ（０）＝Ｖ_１である。したがって、式（１）から、Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_３ということになる。次の時間期間であるｔ＝２Ｔでは、Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ（２Ｔ）＝Ｖ_２およびＶ_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}＝Ｖ（Ｔ）＝Ｖ_２である。さらに、式（１）から、Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_２ということになる。したがって、ピクセル・ドライブ電圧が前フレームと同じである場合、Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}はＶ_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}と同じであり、オーバドライブ補正は適用されない。このことは、図２ａに見て取れ、そこではピクセル・ドライブ電圧がＶ_２ボルトで安定している。

本発明によるオーバドライブ補正の計算は、式、
Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＋Ｃ_ｆ＊（Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}−Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}）（２）
によって表すことができる。ただし、Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿（ｎ−１））}は内蔵フレーム・メモリに記憶された前フレームの補正済みピクセル電圧を表し、Ｃ_ｆ＊は補正係数である。式（２）のその他の記号は、式（１）で定義されたものと同じである。本オーバドライブ技術の重要な利点は、その技術が処理に際して追加のフレーム・メモリを含まず、したがってデバイスによる電力消費を節約することである。

上記のアルゴリズムは、内蔵フレーム・メモリを含む表示ドライバ内で実施され得る。図３は、内部タイミング・モードで動作する、ＬＣＤ表示パネル３４０の表示ドライバ３００の一実施形態の概略図を与える。表示ドライバ３００は、オーバドライブ論理ブロック３０５、オーバドライブ・ルックアップテーブル３１０、制御ブロック３２０、および内蔵フレーム・メモリ３３０を含む。通常のやり方は、フレーム内の専用時間スロットに、到来表示データ３３４の実際の同期に、すなわちフレーム同期に使用される、情報以外のビットを挿入することである。到来表示データ信号３３４が、ＬＣＤパネル３４０上に表示される前に、オーバドライブ補正される。システムは、到来表示データ信号３３４のオーバドライブ値を計算するのに使用されるオーバドライブ論理ブロック３０５を含む。オーバドライブ・ルックアップテーブル３１０は、到来表示データをオーバドライブするのに使用される補正係数を記憶するのに使用される。また、表示ドライバ３００は、オーバドライブ技術およびタイミング・モードを制御するのに本質的に使用される制御論理ブロック３２０も含む。

オーバドライブ論理ブロック３０５、オーバドライブ・ルックアップテーブル３１０、および制御ブロック３２０は、好ましい一実施形態では、組み合わせて１つのブロック３７５にすることができる。しかし、この好ましい実施形態は、上記で述べられたブロックのそれぞれが、表示ドライバ３００内に別々のユニットとして存在することを制限しない。要求された初期フレーム・データの到来表示データ信号３３４が、オーバドライブ論理ブロック３０５に入り、好ましくはオーバドライブ・ルックアップテーブル３１０を用いることによって、オーバドライブ補正のために処理される。次いで、オーバドライブ補正されたフレーム３３５が、ＬＣＤパネル３４０上に表示されるべきフレーム３３６として送られる前に、内蔵フレーム・メモリ３３０に記憶される。

図４ａは、ドライバの内部タイミング・モードを概略的に示しており、この場合、オーバドライブ表示データが交互のフレームで計算される。「ｏｄ」は、オーバドライブ補正されるフレームを表す。内蔵フレーム・メモリ３３０内の画像データ「ｎ」の名目的な補正されていない画像（nominal uncorrected image）「ｎｏｍ」が、次の画像「ｎ＋１」にオーバドライブ補正を実施するのに使用される。初期画像「ｎ」は、オーバドライブ補正されておらず、名目画像「ｎｏｍ」として内蔵フレーム・メモリ３３０に記憶される。名目画像が、内蔵フレーム・メモリ３３０からＬＣＤパネル３４０に送られる。次の画像「ｎ＋１」が、内蔵フレーム・メモリ３３０に記憶されている前画像「ｎ」の画像データを用いてオーバドライブ補正される。続いて、オーバドライブ補正されたデータが、表示されるべきＬＣＤパネル５４０に送られる前に内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶される。次の画像「ｎ＋２」は、オーバドライブ補正されず、ここでも名目フレーム「ｎｏｍ」として記憶される。続いて、「ｎ＋２」は、オーバドライブ論理ブロック３０５によって取り出されて次の到来画像データ「ｎ＋３」をオーバドライブ補正する。

その結果、偶数フレームは処理されず、奇数フレームがオーバドライブ補正され、オーバドライブは交互のフレームに適用される。偶数フレームの名目フレーム「ｎｏｍ」の画像データは、内蔵フレーム・メモリ３３０に記憶され、奇数フレーム「ｎ＋１」、「ｎ＋３」等々にオーバドライブ補正を実施するのに使用される。

図４ｂは、交互のフレームに適用されるオーバドライブ補正を表す。この場合、到来画像レートは低く、例えば、毎秒１５画像である。次いで、画像データは、ＬＣＤパネル３４０上に表示される前に、フレーム・レートアップ変換される必要がある。この場合、フレーム・レートアップ変換は外部からなされる。各画像データの第１フレームおよび第３フレームがオーバドライブ補正される。第３フレームは、オーバドライブ補正されるが、
Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_２＋Ｃ_ｆ＊（Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}−Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}）＝Ｖ_２＋Ｃ_ｆ＊（０）＝Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}
から推定され得るように、この場合適用されるオーバドライブ補正がゼロなので、内蔵フレーム・メモリ３３０内でなお名目画像データである。したがって、第１フレームはオーバドライブ補正され、フレーム・レートアップ変換から結果として生じる画像データの３つの次フレームが、オーバドライブ補正なしに内蔵フレーム・メモリ３３０に送られる。したがって、オーバドライブが到来表示データの各画像「ｎ」、「ｎ＋１」等の第１フレームにだけ適用されるので、オーバドライブは、代替フレームに、ただし不完全な方法で適用される。「ｎ」の画像データの最終フレームが、続く画像「ｎ＋１」の到来表示データ信号をオーバドライブ補正するのに使用される。これが同じように後続のフレームに対して進められる。このモードは、到来画像が比較的低い画像レートをもつ場合に好ましい。

低い画像レートをもつ画像データにオーバドライブを実施する好ましい方法が、図４ｃに示されている。画像データがフレーム・レートアップ変換され、この場合、初期入力画像が次の入力画像の直前に転送され、処理されることなく内蔵フレーム・メモリに記憶される。この補正されていないフレームは、次の画像の第１フレームのオーバドライブ補正の参照として働く。オーバドライブは、第１フレームに対して計算され、内蔵フレーム・メモリ３３０内のオーバドライブ補正された画像がパネルに対し複数回（複数フレーム）繰り返される。画像に対応する４つのフレームの最終フレームが名目フレームであり、このフレームが内蔵フレーム・メモリ３３０に書き込まれ、オーバドライブ補正なしにＬＣＤパネル３４０に送られる。

オーバドライブを実施する他の好ましい方法が図４ｄに示されている。画像データに対するフレーム・レートアップ変換が、内蔵フレーム・メモリ３３０内のオーバドライブ補正された画像データを用いて、ドライバの内部で全てなされる。前画像の名目画像データが、現画像をオーバドライブし、ＬＣＤパネル上に表示される前に次のフレームのオーバドライブを計算するのに使用される。第４フレームを書き込んだ後、名目画像データが内蔵フレーム・メモリ３３０に書き込まれる。その直後に、画像データ「ｎ＋１」がオーバドライブ・ブロック３０５に供給されて、ＬＣＤパネル３４０上に表示される前にオーバドライブ補正される。

本発明による表示ドライバの他の実施形態が、図５に示されている。表示ドライバ５００は、オーバドライブ論理ブロック５０５、オーバドライブ・ルックアップテーブル５１０および制御論理ブロック５２０、オーバレイ・ユニット５０６、ミキサ５５０、ならびにＬＣＤ表示パネル５４０を含む。このドライバは、他の動作モードをサポートするために、いくつかの追加の構成要素を含む。ユニットは、単一のブロック５７５に組み合わされてもよいが、ユニットが個別のユニットであることを決して制限しない。表示ドライブはさらに、特に画像を含む到来表示データがオーバレイ・モードでパネルに伝送される場合に使用されるオーバレイ・ブロック５０６を含む。表示ドライブはまた、異なる表示データ信号を、例えば、静止メニュー・オーバレイと背景ビデオ画像を混合するミキサ５５０も含む。この実施形態は、以下の図面の説明で論じられるように、異なるモードをサポートする。

以下では外部タイミング・モードとも称される直接表示モードでは、画像データが、内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶されずにＬＣＤパネル５４０に直接書き込まれてよい。

図６ａは、オーバレイ・モードと呼ばれる、ドライバの外部タイミング動作モード（external timing operational mode）を示す。オーバレイ・モードでは、図では「ｏｌａｙ」で表されているオーバレイ画像が、内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶される。オーバレイ画像は、オーバレイ・ブロック５０６に入り、内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶される。新しい背景画像データ「ｎ」、「ｎ＋１」等が、ＬＣＤパネル５４０上に表示される前に、内蔵フレーム・メモリ５３０からの「ｏｌａｙ」画像データとミキサ５５０で混合される。到来画像データと内蔵フレーム・メモリ５３０からのオーバレイ・データとのこの混合は、図に示されるように「ｏｌ」としてＬＣＤパネル５４０上に表される。オーバレイ・モードでは、例えば、静止メニューが、背景の動画と組み合わされたオーバレイとして表示される。動画データは、表示データ５３４として入り、ミキサ５５０を介してＬＣＤパネル５４０上に表示される。メニュー画像は内蔵フレーム・メモリ５３０からフェッチされ、ミキサ５５０で背景画像データ信号と混合される。次いで、混合された画像信号「ｏｌ」がＬＣＤパネル５４０上に表示される。オーバレイ・モードでは、内蔵フレーム・メモリ５３０は既に占有されており、オーバドライブ補正は存在しない。このことは、オーバレイ・データが当然ながら静止画であるので、問題でない。

図６ｂは、到来ビデオ信号がＬＣＤパネル５４０上に表示される前における到来ビデオ信号へのオーバドライブの適用を概略的に示す。到来ビデオ信号は、ビデオ・データの次の画像をオーバドライブ補正するために内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶される。したがって、内蔵フレーム・メモリ５３０は、前画像データを記憶するＦＩＦＯとして働く。オーバドライブ補正されたデータ「ｏｄ」は、ミキサ５５０がこのモードでアクティブでないので、ＬＣＤパネル５４０上に直接表示される。

図６ｃでは、画像レートは毎秒１５画像である。各画像は、到来表示データを時間領域で毎秒６０フレームに向上させるために複数回送られる。ここでも、内蔵フレーム・メモリ５３０が、前フレーム・データを記憶するＦＩＦＯとして働く。オーバドライブ補正されたデータ「ｏｄ」が、ＬＣＤパネル５４０に送られる。各画像データ「ｎ」、「ｎ＋１」等の第１フレームが、内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶されている「ｎ−１」、「ｎ」等の最終名目フレームを用いてオーバドライブ補正される。同じ画像「ｎ」、「ｎ＋１」等、データの３つの次フレームの画像データは、ここでも、
Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}＝Ｖ_２＋Ｃ_ｆ＊（Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}−Ｖ”_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}）＝Ｖ_２＋Ｃ_ｆ＊（０）＝Ｖ_{（ｐｉｘｅｌ＿ｎ）}
なので、オーバドライブ補正されない。

したがって、各画像の第１フレームがオーバドライブ補正され、上記から明らかなように、次の３つの名目フレームは実際にオーバドライブ補正されない。

図６ｄもまた、１５画像という低い到来レートでの同じ入力画像を示す。各到来画像は、到来表示データが毎秒６０フレームになるように複数回送られる。画像の最終フレームが、図に示されるように、ＬＣＤパネル５４０に送られるだけでなく、内蔵フレーム・メモリ５３０に記憶され、ＬＣＤパネル５４０上に表示される前に到来画像データ「ｏｄ」をオーバドライブ補正するのに使用される。この場合、全フレームが、ＬＣＤパネル５４０上に表示される前にオーバドライブ補正される。

上記で説明されたモードのうちの何れも組み合わせて使用することができ、すなわち画像の一部に対してドライバが所与のモードで動作し、画像の異なる部分に対してドライバが別のモードで動作する。例えば、ドライバが、ビデオ・ウィンドウに対してはオーバドライブを有する直接表示モードで動作し、同時に静止背景画像に対してはフレーム・レートアップ変換モードで動作するように設定されてよい。

本明細書で説明された新しいオーバドライブ方式は、移動電話、ＰＤＡ等のより小型のＬＣＤ表示デバイスに関する適用例では一般的事例であるように、内蔵フレーム・メモリを有する表示ドライバによってドライブされるＬＣＤ表示デバイスに実際に適用されてよい。到来表示データ信号をオーバドライブ補正して効率的な電力消費で動的描画を改善するこの技術は、この大規模な電子市場区分における費用対効果の高い解決策である。

以上、本発明は上記で説明された実施形態を参照しながら解明されてきたが、他の実施形態が同じ目的を達成するために代替的に使用されてよいことは明白であろう。したがって、本発明の範囲は上記の実施形態に限定されず、例えばＴＶ等のより大型のＬＣＤの表示ドライバにも適用することができる。

特許請求の範囲を含むこの明細書における、動詞「含む（comprising/comprises）」およびこの動詞の同根語の使用は、述べられた特徴、数字、ステップ、あるいは構成要素の存在を指定するためであると理解され、１つまたは複数のその他の特徴、数字、ステップ、構成要素、あるいはそれらのグループの存在または追加を排除しないことにさらに留意されたい。特許請求の範囲の要素に先行する不定冠詞「ａ」または「ａｎ」は、かかる要素の複数の存在を排除するものでないことにも留意されたい。さらに、如何なる参照符号も特許請求の範囲を限定せず、本発明はハードウェアおよびソフトウェアの両方によって実施されてよく、同じハードウェアがいくつかの手段であることができる。また、本発明はあらゆる新規の特徴あるいは特徴の組合せにある。

この発明は、表示ドライバによって受け取られた現フレームの表示データをオーバドライブによって抑制するために、内蔵フレーム・メモリおよびオーバドライブ論理ブロックを含む表示ドライバに関する。オーバドライブ論理ブロックは内蔵フレーム・メモリとの間でデータを読み取り、書き込むように、また内蔵フレーム・メモリに記憶された前フレームの表示データを使用して現フレームのオーバドライブ表示データを計算するように構成される。オーバドライブ表示データは、表示デバイス上に描画された画像をリフレッシュするために使用されてよい。本発明はさらに、かかる表示デバイスを含むＬＣＤ表示デバイスに関する。また、交互のフレームでピクセル・ドライブ電圧をオーバドライブすることによって、ピクセルの透過率の応答特性を改善する。本発明の他の実施形態は、直接表示モードと内部タイミング・モードとの間で切り替えることであり、この場合、内蔵フレーム・メモリは直接表示モードでＦＩＦＯとして働く。

オーバドライブが全く適用されていないピクセル・ドライブ電圧を概略的に示す図である。図１ａのピクセル・ドライブ電圧の特徴に応答して、ある中間調から別の中間調へのピクセルの透過率を概略的に示す図である。オーバドライブが適用されているピクセル・ドライブ電圧を示す図である。図２ａのピクセル・ドライブ電圧特性に応答するピクセルの対応する透過率を概略的に示す図である。本発明による間接表示モードでの動作における表示ドライバの一実施形態を概略的に示す図である。異なる間接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる間接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる間接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる間接表示動作モードを概略的に示す図である。本発明による直接表示モードでの動作にも好適な表示ドライバの一実施形態を概略的に示す図である。異なる直接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる直接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる直接表示動作モードを概略的に示す図である。異なる直接表示動作モードを概略的に示す図である。

Claims

表示ドライバによって受け取られた現フレームの表示データをオーバドライブによって抑制するために、内蔵フレーム・メモリおよびオーバドライブ論理ブロックを含む表示ドライバであって、前記オーバドライブ論理ブロックが前記内蔵フレーム・メモリとの間でデータを読み取り、書き込むように、また前記内蔵フレーム・メモリに記憶された前画像の表示データを使用して前記現フレームのオーバドライブ表示データを計算するように構成された表示ドライバ。
前記オーバドライブ表示データが、交互のフレームで計算されることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
前記オーバドライブ表示データが、ビデオ・ウィンドウを表す表示域の少なくとも一部で計算されることを特徴とする請求項１又は２に記載のドライバ。
オーバドライブ補正係数がオーバドライブ・ルックアップテーブルに記憶され、前記オーバドライブ表示データを計算するのに用いられることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
前記内蔵フレーム・メモリが、前記現フレームの少なくとも一部の前記オーバドライブ表示データを記憶することを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
フレーム・レートアップ変換モードで動作するようにさらに構成され、前記内蔵フレーム・メモリが前記表示データを繰り返すフレーム・ストアとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
直接表示モードで動作するようにさらに構成され、前記内蔵フレーム・メモリが前記オーバドライブのフレーム遅延ＦＩＦＯとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
オーバレイ・モードで動作するようにさらに構成され、前記内蔵フレーム・メモリが表示データを混合するフレーム・オーバレイとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
前記ドライバが、異なる動作モード間で切替えを行う手段をさらに含むことを特徴とする請求項６、７および８のいずれかに記載のドライバ。
前記オーバドライブ表示データが、ＬＣＤパネルの全体的な応答時間を向上させることを特徴とする請求項１に記載のドライバ。
請求項１から１０のいずれかに記載の表示ドライバを含むＬＣＤ表示デバイス。