JP2009053510A - 液晶駆動装置および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することを可能にする。
【解決手段】ｎを３または４とし、ｍを０以上２^ｎ未満の整数としたとき、小数点以下が（１／２^ｎ）×ｍである強調補正係数を記憶する記憶部と、第１フレームの１フレーム前の第２フレームのディジタルの画像情報を保持するフレームメモリ２と、第１フレームのディジタルの画像情報と第２フレームのディジタルの画像情報との差を演算する第１演算部４１と、差と強調補正係数とに基づいて、液晶パネルに画像を強調表示するための強調画像情報を演算する第２演算部４２と、強調画像情報に第２フレームのディジタルの画像情報を加算して加算情報を演算する第３演算部４３と、加算情報に基づいて液晶パネルを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部６と、を備えている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、液晶駆動装置および液晶表示装置に関する。

近年、液晶ディスプレイは、パソコン用モニタ、ノートパソコン、テレビといった広い分野にわたって普及してきており、それに伴い、液晶ディスプレイで動画を見る機会が非常に増えてきている。しかし、液晶ディスプレイは、液晶の応答速度が十分に速くはないために、動画を表示した際にボケや残像のような画質劣化が生じる。一般に、液晶ディスプレイのリフレッシュレートは、６０Ｈｚであるため、動画表示に対応するために１６．７ｍｓ以下の応答速度が目標とされている。しかし、最近の液晶ディスプレイは、２値の応答速度、例えば２５６階調表示の液晶ディスプレイでは、０階調から２５５階調もしくは、２５５階調から０階調への応答速度が１６．７ｍｓ以下となっているが、中間調間の応答速度は、１６．７ｍｓ以上である。

一般の動画には中間調間の応答が非常に多く含まれており、中間調間の応答速度が十分ではないという問題は、動画の画質劣化を招く。このため、更なる応答速度の改善が求められている。

従来の液晶材料を用いた液晶ディスプレイの駆動方法を改良することにより、液晶ディスプレイの応答速度を改善する手法の開発としては、液晶ディスプレイに表示されている階調が変化する際の書き込み階調に、必要に応じて所定の階調を加算した階調を液晶ディスプレイに書き込む方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。この方法の動作は以下の通りである。

予め、液晶ディスプレイの階調間の応答を測定し、１フレーム後（一般に１６．７ｍｓ後）に到達する階調を求める。この結果より、１フレーム後に、ある階調からある階調に変化させるために必要となる書き込み階調が求まり、これを２次元の配列データとして記憶させておく。すなわち、液晶ディスプレイが２５６階調である場合、全階調間のデータを記憶するためには、２５６×２５６個の配列データが必要となる。液晶ディスプレイに入力された画像情報は、各画素の赤、緑、青のサブ画素毎に、どの階調からどの階調に変化するかを調べ、１フレーム後に応答が完了するための書き込み階調を強調画像情報として、上記配列データを参照して決定する。つまり、画像情報（階調）がＬ_０からＬ_１に変化する場合、Ｌ_１階調を液晶ディスプレイに書き込むのではなく、１フレーム後にＬ_１階調に到達できるＬ_α階調を、配列データを参照して液晶ディスプレイに書き込む。この方法を用いることにより、全階調から０階調及び、全階調から２５５階調（２５６階調の液晶ディスプレイの場合）への応答が１フレーム以内に完了する液晶ディスプレイであれば、ほぼ全階調間の応答を１フレーム以内に完了することが可能となる。

しかし、強調画像情報Ｌ_αとして上記配列データを参照する方式は処理数が多いことから強調補正係数を線形近似することによって強調画像情報を求めることにより処理数を軽減する方法も提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献２参照）。この方法においては、Ｌ_α−Ｌ_０とＬ_１−Ｌ_０の関係を直線で近似し、近似した直線を最小二乗法等で算出し、算出された直線の傾きを強調補正係数αとして全階調で用いることにより、演算量を低減している。

上記従来の駆動方法を実現する具体的なシステム構成を簡単に説明する。入力画像情報は、フレームメモリ部により１フレーム期間遅延された画像情報とともにゲートアレイに入力される。ゲートアレイでは、入力画像情報及び１フレーム期間遅延された画像情報に基づき、上記の配列データを記憶している配列データ保持部のどのデータを参照するかを示すアドレス情報を配列データ保持部に出力する。配列データ保持部は、入力されたアドレス情報に基づき、記憶されている配列データをゲートアレイに出力する。ゲートアレイは、入力された配列データを強調画像情報として液晶表示装置に出力し、液晶表示装置に画像が表示される。
特開２００６−２５１７９３号公報 2001 SID International Symposium Digest of Technical Papers/Volume XXXII/ISSN-0001-966X P.488 M. Baba et al. "Software Processed Level-Adaptive Overdrive Method for Multi-Media LCDs with YUV Video Data"EuroDisplay2002 P155-158

近年、携帯電話でもワンセグ放送など動画を見る機会が増えており、動画ボケのない鮮明な画像表示が求められている。携帯電話などの携帯機器においては、低消費電力、装置の小型化、軽量化が強く要求されており、液晶駆動装置も小さくすることが求められている。

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による液晶駆動装置は、ｎを３または４とし、ｍを０以上２^ｎ未満の整数としたとき、小数点以下が（１／２^ｎ）×ｍである強調補正係数を記憶する記憶部と、第１フレームの１フレーム前の第２フレームのディジタルの画像情報を保持するフレームメモリと、前記第１フレームのディジタルの画像情報と前記第２フレームのディジタルの画像情報との差を演算する第１演算部と、前記差と前記強調補正係数とに基づいて、液晶パネルに画像を強調表示するための強調画像情報を演算する第２演算部と、前記強調画像情報に前記第２フレームのディジタルの画像情報を加算して加算情報を演算する第３演算部と、前記加算情報に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の第２の態様による液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する第１の態様の液晶駆動装置と、を備えていることを特徴とする

本発明によれば、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による液晶表示装置の構成を図１に示す。本実施形態の液晶表示装置１は、入力画像信号の１フレーム分の色信号（例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色信号）のそれぞれの階調Ｌ_１を保持するフレームメモリ２と、強調画像情報演算部４と、駆動信号生成部６と、液晶パネル８と、を備えている。

液晶表示装置１に入力される入力画像信号の各色信号の階調（入力画像情報ともいう）Ｌ_１は、フレームメモリ２に送られて記憶されるとともに強調画像情報演算部４に送られる。強調画像情報演算部４は、入力画像信号の階調Ｌ_１と、フレームメモリ２に保持されて１フレーム遅延された画像信号の各色信号の階調（遅延された画像情報ともいう）Ｌ_０とに基づいて、強調画像情報Ｌ_αを演算し、この演算された強調画像情報Ｌ_αを駆動信号生成部６に送る。駆動信号生成部６は上記強調画像情報Ｌ_αに基づいて、液晶パネル８を駆動する駆動信号（例えば、ディジタルからアナログに変換された強調画像信号）を生成する。この生成された駆動信号に基づいて液晶パネル８が駆動されて、画像が表示される。

強調画像情報Ｌ_αは、αを強調補正係数とすると、次式のよって求められる。
Ｌ_α＝α（Ｌ_１―Ｌ_０）＋Ｌ_０

強調補正係数αは、（Ｌ_α−Ｌ_０）と（Ｌ_１−Ｌ_０）との関係を直線で近似した場合、最小二乗法等を用いて近似直線の傾きを算出することができる。そして、この強調補正係数αは、２進数で表示した場合、一般に小数点以下が例えば１６桁程度の値となる。

本発明者達は、鋭意研究に努めた結果、ｎを３または４とし、ｍを０以上２^ｎ未満の整数とし、強調補正係数αの整数値をβ（すなわちαを超えない最大の整数値）としたとき、強調補正係数αをβ＋（１／２^ｎ）×ｍで近似しても、画質的に劣ることなく表示できるという知見を得た。以下、これを説明する。

（Ｌ_α−Ｌ_０）と（Ｌ_１−Ｌ_０）の近似直線の傾きとして求めた値αを強調補正係数として用いた場合を基準として、ｎ＝１、２、３、４のときの（α＋１／２^ｎ）の値を強調補正係数として用いた場合の動画の質を比較したところ、下記の表の通りの結果を得た。

すなわち、ｎ＝１、２では両者の違いがわかるのに対して、ｎ＝３のときは違いがわかるものの、その差がほとんどわかりにくくなる。更に、ｎ＝４の時には違いがわからない、つまり元の動画像と同等の画質が得られる。従って、強調補正係数は直線近似の傾きから±１／２^４以内であれば、視覚的に画質劣化が感じられない。また、近似直線の傾きから±１／２^３以内の場合も元の動画像との違いがほとんどわからないという結果から、大きな画質劣化は感じられない。したがって、ｎを３または４としたとき、強調補正係数をβ＋１／２^ｎ×ｍで近似しても、画質的な劣化がほとんどない良好な動画像を表示することができることがわかる。

そこで、本実施形態においては、液晶表示装置の製品出荷前の試験結果に基づいて、液晶パネル８の特性から予め求めた強調補正係数α’を、β＋１／２^ｎ×ｍで近似した値を、強調画像情報Ｌ_αを演算する際の強調補正係数αとして用いる。ここで、ｎは３または４であり、ｍは１以上２^ｎ未満の整数であり、βは予め求められた上記強調補正係数α’を超えない最大の整数である。すなわち、本実施形態においては、液晶パネル８の特性から予め求めた強調補正係数α’の小数点以下、４桁または５桁の値を切り捨てるか、または切り上げた値をα（＝β＋１／２^ｎ×ｍ）とした構成となっている。なお、強調画像情報演算部４の具体的な回路構成については、後述する。

このように、強調画像情報Ｌ_αの演算に用いる強調補正係数αをβ＋１／２^ｎ×ｍとすることで、強調画像情報演算部４の回路規模を大幅に縮小することが可能となる。これは、強調画像情報演算部４においては回路規模として乗算器回路が最も大きいので、近似された上記強調補正係数αを用いることで、強調補正係数を少ないビット数で表すことが可能となるからである。これにより、強調画像情報演算部４および駆動信号生成部６を含む液晶駆動装置を小さくすることができ、本実施形態の液晶表示装置を携帯電話等、軽量小型化が求められる機器に搭載しても、高品位な動画表示が可能となる。

なお、本実施形態においては、入力画像信号として、Ｒ、Ｇ、Ｂの色信号を用いたが、輝度信号と色差信号からなる色信号を用いてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による液晶表示装置を図２に示す。この実施形態の液晶表示装置１Ａは、図１に示す第１実施形態の液晶表示装置１において、強調補正係数入力部３を設けた構成となっている。この強調補正係数入力部３を介してユーザーが強調補正係数を入力することができる。この強調補正係数入部３内には複数の強調補正係数は設定されており、これらの強調補正係数からユーザーが選択することも可能であり、また、ユーザーが新たに設定してもよい。すなわち、強調補正係数３は、強調補正係数をユーザーが選択、または設定更可能なインターフェースとなっている。この選択または設定可能な強調補正係数は、β＋１／２^ｎ×ｍの型の値となっている。ここで、ｎは３または４であり、ｍは１以上２^ｎ未満の整数であり、βは整数である。この強調補正係数入力部３を介してユーザーが選択または設定した強調補正係数は、強調画像情報演算部４に送られ、強調画像情報Ｌ_αを演算するときの強調補正係数αとして用いられる。なお、ユーザーが強調補正係数入力部３を用いて強調補正係数を選択または設定しない場合は、第１実施形態の場合と同様に、搭載された液晶パネル８の応答特性に基づいて予め設定された値を強調補正係数として用いて、強調画像情報Ｌ_αの演算が行われる。

本実施形態の液晶表示装置において、強調補正係数入力部３を用いて、強調補正係数αを１．００（強調補正しない場合）、１．２５、１．５０、１．７５、２．００、２．２５、２．５０に設定した場合の、液晶表示装置に表示された画像の画質を複数の人が評価した結果を図３に示す。黒い菱形は平均値を示し、上下の直線はバラツキを示す。図３からわかるように、多くの人は、より強い強調処理した画像を良いと評価している。ただし、評価値にばらつきが見られるように、個人により好ましさが異なる。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置においては、液晶パネルの応答速度に基づいて、予め決定されている強調補正係数αを調整することができるので、ユーザーの好みに合わせた表示を行う等の調整を行うことができる。

本実施形態も、第１実施形態の液晶表示装置と同様に、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することができることはいうまでもない。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による液晶表示装置を説明する。

第１実施形態の液晶表示装置における強調画像情報Ｌ_αと、入力画像情報Ｌ_１との関係を、
遅延された画像情報Ｌ_０をパラメータとして測定した結果を図４に示す。この測定は、遅延された画像情報Ｌ_０を０階調から２５６階調まで１６階調毎に変化させて行っている。Ｌ_０が０階調から２５６階調に変化するに連れて、強調画像情報Ｌ_αと入力画像情報Ｌ_１との関係を示すグラフは、段々と左から右に変化している。この測定結果に基づいて、縦軸に（Ｌ_α−Ｌ_０）をとり、横軸に（Ｌ_１−Ｌ_０）とってプロットしたグラフを図５に示す。図５からわかるように（Ｌ_α−Ｌ_０）と（Ｌ_１−Ｌ_０）はほぼ線形の関係がある。しかし、図５からわかるように、遅延された画像情報Ｌ_０が、ある領域の値となるところでは、（Ｌ_α−Ｌ_０）および（Ｌ_１−Ｌ_０）の実際の値と、最小二乗法で求めた近似直線との乖離が大きい。これは液晶分子と配向膜との界面でのアンカリングの影響によるものである。

そこで、本実施形態においては、実際の値と、最小二乗法で求めた近似直線との乖離が大きくなる階調領域については、強調補正係数を求める直線を折れ線で近似した構成となっている。

本実施形態の液晶表示装置を図６に示す。本実施形態の液晶表示装置１Ｂは、図１に示す第１実施形態の液晶表示装置において、強調補正係数変更部７を設けた構成となっている。この強調補正係数変更部７は、遅延された画像情報Ｌ_０が２４０階調〜２５５階調の場合には、強調画像情報Ｌ_αの演算に用いる強調補正係数を変更する。しかし、遅延された画像情報Ｌ_０が２４０階調〜２５５階調と異なる場合には、強調画像情報Ｌ_αの演算に用いる強調補正係数を変更しない。この場合は、第１実施形態の場合と同様に、搭載された液晶パネルの応答特性に基づいて予め設定された値を強調補正係数として用いて、強調情報演算部４において、強調画像情報Ｌ_αの演算が行われる。

遅延された画像情報Ｌ_０が２４０階調〜２５５階調の場合には、強調補正係数は以下の様な値に変更される。この変更される強調補正係数は次にようにして求めた。図７に遅延された画像情報Ｌ_０が２５５階調であるときの、縦軸に（Ｌ_α−Ｌ_０）を取り、横軸に（Ｌ_１−Ｌ_０）を取ったときの関係を示す。図７において、傾きの大きい領域として、（Ｌ_１−Ｌ_０）が−３１〜０の範囲であると定義し、この範囲の近似直線を直線ｇ_１とした。直線ｇ_１について、最小二乗法を用いて（Ｌ_α−Ｌ_０）と（Ｌ_１−Ｌ_０）との関係から求めたところ、
（Ｌ_α−Ｌ_０）＝４．７５（Ｌ_１−Ｌ_０）
が得られた。

次に、（Ｌ_１−Ｌ_０）が−３１〜０以外の範囲の近似直線を直線ｇ_２とし、同様に最小二乗法を用いて直線ｇ_２の関係式を求めた。その結果、直線ｇ_２は
（Ｌ_α−Ｌ_０）＝０．４４（Ｌ_１−Ｌ_０）＋１４８
と表された。

これらの得られた関係式に対して、直線ｇ_１は（Ｌ_α−Ｌ_０）＝４．７５（Ｌ_１−Ｌ_０）、直線ｇ_２は（Ｌα−Ｌ０）＝０．５（Ｌ１−Ｌ０）＋１４８であるとして強調画像情報を演算した。

このように構成された本実施形態の液晶表示装置においては、乖離の大きな領域では、（Ｌ_α−Ｌ_０）と（Ｌ_１−Ｌ_０）との関係を折れ線で近似しているので、実際の（Ｌ_α−Ｌ_０）および（Ｌ_１−Ｌ_０）の値と、近似した折れ線との間の乖離は少なくなり、更に高品位の動画像を得ることができる。

また、本実施形態も、第１実施形態と同様に、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することができることはいうまでもない。

（第４実施形態）
第３実施形態では近似直線と乖離の大きな階調領域の強調補正係数を、折れ線を用いて求めた。本実施形態の液晶表示装置では、近似直線と乖離の大きな階調領域では、近似直線の切片を適宜選択することにより、乖離を可及的に小さくした構成となっている。

本実施形態の液晶表示装置を図８に示す。本実施形態の液晶表示装置１Ｃは、第３実施形態の液晶表示装置１Ｂにおいて、強調補正係数変更部７を強調補正係数変更部７Ａに置き換えた構成となっている。

この強調補正係数変更部７Ａは、遅延された画像情報Ｌ_０が２４０階調および２５５階調のデータについて切片を選択することとする。すなわち、Ｌ_０が２３２階調〜２５５階調のときに適宜、近似直線の切片の選択を行う。

図９に、遅延された画像情報Ｌ０が２４０階調および２５５階調のときの、縦軸に（Ｌ_α−Ｌ_０）を取り、横軸に（Ｌ_１−Ｌ_０）を取ったときの関係を示す。本実施形態では３本の直線ｇ_１、ｇ_２、ｇ_３を用いて強調補正係数を求めた。遅延された画像情報Ｌ_０が０階調から２３１階調までは第１実施形態と同様にして決定された原点を通る近似直線（図９中直線ｇ_１）により強調補正係数を求めた。

Ｌ_０が２４０階調および２５５階調のデータから、直線ｇ_１と乖離した領域では、直線ｇ_２あるいは直線ｇ_３を用いて強調補正係数を求めた。直線ｇ_２、直線ｇ_３はそれぞれ、傾きは直線ｇ_１と同じであるが、切片がそれぞれ４２、８８である。直線ｇ_２は主にＬ_０が２４０階調の、直線ｇ_３は主にＬ_０が２５５階調のデータから、誤差がもっとも小さくなるように切片の値を求めた。より具体的には直線ｇ_２はＬ_０が２４０階調、Ｌ_１が２２４階調〜１２８階調およびＬ_０が２５５階調、Ｌ_１が１１２階調〜１４４階調のデータから切片を算出した。直線ｇ_３はＬ_０が２５５階調、Ｌ_１が２４０階調〜１６０階調のデータから切片を算出した。

これによりＬ_０が２４０階調〜２５５階調の多い画像においても、第３実施形態と同様に高品位の動画像を得ることができる。

また、本実施形態も、第１実施形態と同様に、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置および液晶表示装置を提供することができることはいうまでもない。

次に、本発明の実施例による液晶駆動装置を説明する。以下の実施例の液晶駆動装置は、第１乃至第４実施形態のいずれかの液晶表示装置に用いられる液晶駆動装置の具体的なハードウェアである。

（第１実施例）
本発明の第１実施例による液晶駆動装置を図１０に示す。本実施例の液晶駆動装置１００は、第１実施形態または第２実施形態の液晶表示装置に用いられる、例えば携帯電話用液晶駆動ＩＣである。本実施例の液晶駆動装置１００は、強調補正係数レジスタ２０ａを有する入力／制御回路２０と、フレームメモリ２と、強調画像情報演算部４と、駆動信号生成部６とを備えている。

強調補正係数レジスタ２０ａには、液晶パネルの応答特性に基づいて予め設定された強調補正係数値か、またはユーザーが選択または設定した強調補正係数値が記憶されている。強調画像情報演算部４は、減算器４１と、乗算器４２と、加算器４３とを備えている。入力／制御回路２０はフレームメモリ２および強調画像情報演算部４の減算器４１に、入力画像情報Ｌ_１を送出するとともに、強調補正係数レジスタ２０ａを介して強調補正係数αを強調画像情報演算部４の乗算器４２に送出する。

減算器４１は、入力／制御回路２０から送られてくる入力画像情報Ｌ_１と、フレームメモリ２から送られてくる、遅延された画像情報Ｌ_０との差（＝Ｌ_１−Ｌ_０）を演算する。乗算器４２は減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）に、強調補正係数レジスタ２０ａから送られてくる強調補正係数αを乗算する。加算器４３は、乗算器４２の出力（＝α（Ｌ_１−Ｌ_０））と、フレームメモリ２から送られる遅延された画像情報Ｌ_０との和Ｌ_α（＝α（Ｌ_１−Ｌ_０）＋Ｌ_０）を演算する。この和Ｌ_αに基づいて駆動信号生成部によって液晶パネル（図示せず）の駆動信号が生成され、液晶パネルに画像が表示される。

本実施例の乗算器４２の具体的な回路構成を図１１（ａ）に示す。本具体例は、強調補正係数α（＝β＋１／２^ｎ×ｍ）として、βが１でｎが３である場合の例である。すなわちαは１．０００、１．１２５、１．２５０、１．３７５、１．５００、１．６２５、１．７５０、１．８７５である場合の回路である。乗算器４２は、３個の加算器４２ａ_１、４２ａ_２、４２ａ_３と、３個の１ｂｉｔシフタ（１ビットシフタ）４２ｂ_１、４２ｂ_２、４２ｂ_３とを備えている。１ｂｉｔシフタ４２ｂ_１は減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）を１桁左にシフトし、減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）に２^−１を乗算した値を得る。１ｂｉｔシフタ４２ｂ_２は１ｂｉｔシフタ４２ｂ_１の出力を１桁左にシフトし、１ｂｉｔシフタ４２ｂ_１の出力に２^−１を乗算した値を得る。すなわち、１ｂｉｔシフタ４２ｂ_２の出力は、減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）に２^−２を乗算した値となる。１ｂｉｔシフタ４２ｂ_３は１ｂｉｔシフタ４２ｂ_２の出力を１桁左にシフトし、１ｂｉｔシフタ４２ｂ_２の出力に２^−１を乗算した値を得る。すなわち、１ｂｉｔシフタ４２ｂ_３の出力は、減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）に２^−３を乗算した値となる。

レジスタ２０ａに保持されている強調補正係数αを２進数で表現したときの小数第１位の値をＤ１、小数第２位の値をＤ２、小数第３位の値をＤ３とする。強調補正係数αを２進数で表現したときの小数点以下のビットは、Ｄ１Ｄ２Ｄ３で表されことになる。このＤ１Ｄ２Ｄ３の値に対応する強調補正係数αの十進数の値を図１１（ｂ）に示す。加算器４２ａ_１は、Ｄ１が「０」であれば減算器４１の出力をそのまま通過させ、Ｄ２が「１」のときに、減算器４１の出力と１ｂｉｔシフタ４２ｂ_１の出力とを加算し、その和を加算器４２ａ_２に送出する。加算器４２ａ_２は、Ｄ２が「０」のとき加算器４２ａ_１の出力をそのまま通過させ、Ｄ２が「１」のとき加算器４２ａ_１の出力と１ｂｉｔシフタ４２ｂ_１の出力とを加算し、その和を加算器４２ａ_３に送出する。加算器４２ａ_３は、Ｄ３が「０」のとき加算器４２ａ_２の出力をそのまま通過させ、Ｄ３が「１」のとき加算器４２ａ_２の出力と１ｂｉｔシフタ４２ｂ_３の出力とを加算し、その和を加算器４３に送出する。したがって、加算器４２ａ_３の出力はα（Ｌ_１−Ｌ_０）となっている。

以上説明したように、乗算器４２の回路構成を大幅に縮小することができ、画質の劣化が少なくかつ回路規模が可及的に小さな液晶駆動装置を得ることができる。

なお、本実施例においては、強調補正係数α（＝β＋１／２^ｎ×ｍ）はｎが３の場合であったが、ｎが４の場合は、乗算器４２は、もう一個の加算器と、もう一個の１ｂｉｔシフタを更に備える必要がある。また、本実施例においては、強調補正係数α（＝β＋１／２^ｎ×ｍ）は１以上２未満の値であったが、２以上の値のとき、すなわちβが２以上の整数のときは、ｋを１以上の整数とし、２^ｋ≦β＜２^ｋ＋１とすると、乗算器４２は、ｋ個の加算器と、ｋ個の１ｂｉｔシフタを更に備える必要がある。したがって、本実施例においては、強調補正係数を２進数で表現した時の桁数に等しい個数の、加算器および１ビットシフタが必要である。

（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例による液晶駆動装置を図１２に示す。本実施例の液晶駆動装置２００は、第３実施形態の液晶表示装置に用いられる、例えば携帯電話用液晶駆動ＩＣである。本実施例の液晶駆動装置２００は、強調補正係数演算部４と、強調補正係数変更部７と、図示しない駆動信号生成部とを備えている。

強調画像情報演算部４は、減算器４１と、α乗算器４２Ａと、加算器４２ａと、加算器４３とを備えている。減算器４１は、入力画像情報Ｌ_１と、遅延された画像情報Ｌ_０との差（＝Ｌ_１−Ｌ_０）を演算する。α乗算器４２Ａは減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）に、近似した直線の切片データを考慮しない場合の強調補正係数を乗算する。加算器４２ａは、α乗算器４２Ａの出力と、後述するスイッチ７ｄによって選択された切片データとを加算する。加算器４３は、加算器４２ａの出力（＝α（Ｌ_１−Ｌ_０））と、遅延された画像情報Ｌ_０との和Ｌ_α（＝α（Ｌ_１−Ｌ_０）＋Ｌ_０）を演算する。この和Ｌ_αに基づいて駆動信号生成部によって液晶パネル（図示せず）の駆動信号が生成され、液晶パネルに画像が表示される。

強調補正係数変更部７は、遅延された画像情報Ｌ_０の階調がどのレベルにあるかを判定する階調判定部７ａと、複数の強調補正係数のデータを保持し階調判定部７ａの判定結果に応じて変更すべき強調補正係数のデータを出力する強調補正係数レジスタ７ｂと、近似した直線の切片のデータを格納する複数のレジスタを有するメモリ７ｃと、メモリ７ｃのレジスタに格納されている切片データを選択するスイッチ７ｄとを備えている。メモリ７ｃには、近似する直線の数だけのレジスタが用意されている。例えば、第３実施形態では、直線の数が３であるので３個のレジスタが必要である。階調判定部７ａからスイッチ７ｄに指令信号を送り、開閉動作させることにより近似する直線の切片のデータ（切片データ）が選択される。この選択された切片データが、加算器４２ａに送られる。

α乗算器４２Ａは、減算器４１の出力（＝Ｌ_１−Ｌ_０）と、強調補正係数レジスタ７ｂから出力される変更すべき強調補正係数のデータとに基づいて、切片データを考慮しない場合のα（Ｌ_１−Ｌ_０）を演算する。α乗算器４２Ａは、複数の０付きシフトレジタＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、複数の加算器４２Ａ_１、４２Ａ_２と、を備えている。一般に、０付きシフトレジタは複数個であり、必要とする精度に応じて増やす。ここでは、３個の０付きシフタが存在する場合を例にとり説明する。０付きシフタの具体例を、図１３に示す。０付きシフタとは、入力を単にシフトするだけでなく、ゼロ制御信号により値「０」を出力することもできるシフタである。ゼロ制御信号の値が「１」になったときに、値「０」を出力する。ゼロ制御信号の値が「０」のときには、スイッチＳＷにより入力をシフトしたデータを出力する。各０付きシフトレジタＳｉ（ｉ＝１，２，３）は、減算器４１の出力をシフトする。加算器４２Ａ_１は、０付きシフトレジタＳ１の出力と、０付きシフトレジタＳ２の出力とを加算する。加算器４２Ａ_２は、加算器４２Ａ_１の出力と、０付きシフトレジタＳ３の出力とを加算する。

スイッチＳＷの一般的な具体例を図１４に示す。入力Ｊは入力データのＪビット番目とする。例えば、値を２倍にするには、Ｊ−１ビット番目のデータをＪビット番目にシフトすることで実現できる。そこで、図１４には、４倍、２倍、１倍、１／２倍、１／４倍のシフトに関した部分を明示的に表示している。どのデータを選択するかは、その期待する倍率値で示すこととする。例えば、４倍を選択するときは、ＳＷ＝４と表記する。また、一般的には、必要とする倍数に応じてシフト入力を決めればよい。

図１５と図１６に、第２実施形態を実現する場合の強調補正係数αを選択するためのスイッチの状態例を示す。プログラマブル化はこれらの状態を選択することで実現している。０付きシフタＳ１の中のスイッチＳＷをＳＷ１とする。同様に０付きシフタＳ２の中のスイッチＳＷをＳＷ２とする。０付きシフタＳ３の中のスイッチＳＷをＳＷ３とする。スイッチＳＷ１を図１７に示し、スイッチＳＷ２を図１８に示し、スイッチＳＷ３を図１９に示す。

図２０は、階調判定部７ａにより直線を選択し、その選択された直線に関する係数αと切片の値を示し、さらにその選択時でのスイッチの設定状態を示す。例えば、階調が０から２５５のときには、第１実施形態の場合の直線（直線ｇ_０）となり、例えば、α＝１．２５０、切片＝０である。これをＳＷ１＝０、ＳＷ２＝１、ＳＷ３＝１／４で実現する。階調が−３１から−１のときには、第３実施形態で説明した直線ｇ_１となり、α＝４．７５０、切片＝０である。これをＳＷ１＝４、ＳＷ２＝１／２、ＳＷ３＝１／４で実現する。最後に、階調が−２５５から−３２のときには、直線ｇ_２であり、α＝０．５００、切片＝１４８である。これをＳＷ＝１／２、ＳＷ２＝０、ＳＷ３＝０で実現する。

図１５は直線ｇ_２に関して、微調整するプログラマビリティに相当し、図１６は直線ｇ_１に関して、微調整するプログラマビチティに相当している。ここでは明示していないが、直線ｇ_０に関しても、同様に微調整できている。

図１４に示したように一般には多数のシフト入力から選択すればより精度が高くかつプログラム範囲の広い実現が可能となる。しかし、一方、スイッチする量も増加し、ハードウェア量は大きくなってしまう。そこで、ハードゥエア量を削減することを考えて、入力数をできるだけ少なくした具体例が図１７から図１９のスイッチである。ＳＷ１は２入力、ＳＷ２は３入力、ＳＷ３は３入力と削減している。

図２１はレイアウトをイメージしながら、回路ブロックの構成を示している。α乗算器が、シフタと加算器でさらに構成され、それらが積み重ねられている。

図２２に、α乗算器の第２の具体例によるスイッチ状態を示す。図２３および図２４は、これに対応したスイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ３を示す。スイッチＳＷ１は前述したα乗算器の図１７に示すスイッチＳＷ１と同じである。第２の具体例のα乗算器は、入力本数が増加しており、ハードウェア量も増加している。しかし、一方、図２２においては、状態数も増加し、対応範囲を広くできている。例えば、図１６では、図２２に示すようにα＝２やα＝７は実現できていない。

図２５はα乗算器の第３の具体例を示す。図１２に示す加算器４２Ａ_２を加減算器４２Ａ_２ａに変更した構成である。加減算器４２Ａ_２ａの詳細を図２６に示す。この加減算器４２Ａ_２ａは、０付きシフタＳ３の出力の補正を生成する補数生成回路４００と、補数選択信号に基づいて、０付きシフタＳ３の出力と補数生成回路４００の出力との一方を選択するスイッチ４０５と、このスイッチ４０５によって選択された値と、加算器４２Ａ_１の出力とを加算する加算器４１０とを備えている。このように、減算を可能にすることで、さらに精度を向上している。この場合、スイッチＳＷ３の値として−１／１６をとることが可能となり、図２７に示すように、１／１６キザミでα値が設定できている。例えば、図１５では＋１／８と＋１／１６での実現であり、７／１６は実現できていなかった。減算は２の補数をとって（ビット反転して、１を加算する）、加算することで実現できる。そこで、図２６では、補数生成回路が追加され、減算・加算の場合を制御する「補数選択制御信号」によりスイッチを選択している。以上、第１の具体例のα乗算器、第２の具体例のα乗算器、第３の具体例のα乗算器を示したが、これらに限定する必然はなく、ハードウェアとその精度・対応範囲におけるトレードオフを考慮して、実際の回路構成を考えればよい。さらに、０付きシフタの個数を３個に限定する必然はなく、必要に応じて、その０付きシフタの構成を変えることも可能である。また、０設定機能をすべてが利用する必要もなく、必要に応じて各種の変形例を考えることも可能である。

（第３実施例）
最後に第３実施例による液晶駆動装置を図２８に示す。本実施例の液晶駆動装置は、第４実施形態の液晶表示装置に用いられる。本実施例の液晶駆動装置は、第２実施例の液晶駆動装置と基本的な構成については同じであるが、階調に関係なく補正係数αの値は一定であるので指定された値で計算される。このため、図１２に示す強調補正係数レジスタ７ｂを削除した構成となっている。

以上説明したように、本発明の各実施例によれば、演算処理量を簡素化が可能となり、携帯電話などの低消費電力、軽量小型化が強く求められるモバイル機器においても高品質な動画を液晶表示装置に表示することが可能となる。

第１実施形態による液晶表示装置を示すブロック図。 第２実施形態による液晶表示装置を示すブロック図。 強調補正係数による画質評価結果を示す図。 第１実施形態における液晶ディスプレイの特性の測定結果を示す図。 図４に示す測定結果を縦軸に（Ｌ_α−Ｌ_０）をとり、横軸に（Ｌ_１−Ｌ_０）をとってプロットした場合のグラフ。 第３実施形態による液晶表示装置を示すブロック図。 第３実施形態に用いられる折れ線近似を説明する図。 第４実施形態による液晶表示装置を示すブロック図。 第４実施形態に用いられる切片の選択を説明する図。 第１実施例による液晶駆動装置を示すブロック図。 第１実施例に係る乗算器を示すブロック図。 第２実施例による液晶駆動装置を示すブロック図。 ０付きシフタを示すブロック図。 ０付きシフタにおけるスイッチの一具体例を示す図。 強調補正係数αの状態選択を示す表。 強調補正係数αの状態選択を示す表。 スイッチＳＷ１の一具体例を示す図。 ＳＷ２の一具体例を示す図。 ＳＷ３の一具体例を示す図。 階調判定による直線選択とその実現を示す表。 レイアウト構成を示す図。 第２の具体例のα乗算器のα状態選択を示す表。 第２の具体例のα乗算器における０付きシフタのスイッチＳＷ２を示す図。 第２の具体例のα乗算器における０付きシフタのスイッチＳＷ３を示す図。 第３の具体例のα乗算器を示す図。 第３具体例のα乗算器における加減算器を示す図。 第３具体例のα乗算器におけるα状態選択を示す表。 第３実施例による液晶駆動装置を示すブロック図。

符号の説明

１ 液晶表示装置
１Ａ〜１Ｃ 液晶表示装置
２ フレームメモリ
３ 強調補正係数入力部
４ 強調補正係数演算部
６ 駆動信号生成部
７ 強調補正係数変更部
８ 液晶パネル

Claims (10)

1. ｎを３または４とし、ｍを０以上２^ｎ未満の整数としたとき、小数点以下が（１／２^ｎ）×ｍである強調補正係数を記憶する記憶部と、
   第１フレームの１フレーム前の第２フレームのディジタルの画像情報を保持するフレームメモリと、
   前記第１フレームのディジタルの画像情報と前記第２フレームのディジタルの画像情報との差を演算する第１演算部と、
   前記差と前記強調補正係数とに基づいて、液晶パネルに画像を強調表示するための強調画像情報を演算する第２演算部と、
   前記強調画像情報に前記第２フレームのディジタルの画像情報を加算して加算情報を演算する第３演算部と、
   前記加算情報に基づいて前記液晶パネルを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   を備えたことを特徴とする液晶駆動装置。
2. 前記記憶部に記憶される強調補正係数を設定する設定部を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の液晶駆動装置。
3. 前記第２演算部は、前記差に前記強調補正係数を乗算する乗算器であることを特徴とする請求項１または２記載の液晶駆動装置。
4. 前記第２演算部は、前記強調補正係数を２進数で表現した時の桁数に等しい個数の、加算器および１ビットシフタを備えていることを特徴とする請求項３記載の液晶駆動装置。
5. 前記第１および第２フレームのディジタルの画像情報は階調情報であって、
   前記第２演算部は、
   前記第２フレームの階調情報の値が第１領域では、
   前記第１フレームの画像情報から前記第２フレームの画像情報との差分である階調差分と、
   前記第１フレームを前記液晶パネルに表示するための強調画像情報と前記第２フレームの画像情報との差分である強調階調差分と、の関係を線形近似した値を前記強調補正係数として用い、
   前記第２フレームの階調情報の値が第１領域と異なる第２領域では、
   前記階調差分と前記強調階調差分との関係を複数の直線からなる折れ線で近似し、前記折れ線の各直線の傾きと、前記折れ線の各直線の切片と、前記差とを用いて前記強調画像情報を演算することを特徴とする請求項１または２記載の液晶駆動装置。
6. 前記第１および第２フレームのディジタルの画像情報は階調情報であって、
   前記第２演算部は、
   前記第２フレームの階調情報の値が第１領域では、
   前記第１フレームの画像情報から前記第２フレームの画像情報との差分である階調差分と、
   前記第１フレームを前記液晶パネルに表示するための強調画像情報と前記第２フレームの画像情報との差分である強調階調差分と、の関係を線形近似した値を前記強調補正係数として用い、
   前記第２フレームの階調情報の値が第１領域と異なる第２領域では、
   前記階調差分と前記強調階調差分との関係を平行な複数の直線で近似し、前記平行な直線の切片と、前記差とを用いて前記強調画像情報を演算することを特徴とする請求項１または２記載の液晶駆動装置。
7. 前記第２演算部は、複数の０付きシフタと、直列に接続された複数の加算器とを備えていることを特徴とする請求項５または６記載の液晶駆動装置。
8. 前記第２演算部は、前記複数の加算器のうちの少なくとも最終段の加算器が加減算器に置き換えられていることを特徴する請求項７記載の液晶駆動装置。
9. 前記加減算器は補数生成回路を備えていることを特徴とする請求項８記載の液晶駆動装置。
10. 液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶駆動装置と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置。

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