JP2009086076A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
過去２フレームの入力データと現フレームの入力データを参照するオーバードライブ方式を実行すると、連続した０階調（２５５階調）付近の入力データ直後の入力データに対して、１フレーム期間内に所望輝度に到達する様な、オーバードライブデータを取得する事が出来ない。
【解決手段】
オーバードライブ装置３０２は、ＩＮデータと、ルックアップテーブル３０３から出力された１フレーム前のＯＤＡデータと、ルックアップテーブルから出力された１フレーム前のＯＤＢデータに基づいて、ルックアップテーブル３０３を参照して、ＩＮデータを補正する。
【選択図】図３

Description

本発明は、映像を表示する表示装置およびその駆動方法に係り、特に、オーバードライブ技術により画素の応答特性を向上した表示装置およびその駆動方法に関する。

液晶の応答速度を向上する技術として、オーバードライブ技術がある。オーバードライブ技術とは、１フレーム画像内の同一位置の入力表示データの連続する２フレーム間の差分に応じた補正データを入力表示データに加算又は減算し、入力表示データよりも高い表示データを液晶に与えることにより、液晶が入力表示データに到達するまでの応答時間を短縮する技術である。

従来の技術として、特許文献１には、次に表示するフレームの１つ前のフレームにおける画素階調値と、次に表示するフレームの２つ前のフレームにおける画素階調値の比較に基づいて、適切なオーバードライブ・ルックアップテーブルを選択し、選択したオーバードライブ・ルックアップテーブルを用いてオーバードライブ階調値を決定し、それにより、単に静的オーバードライブ・ルックアップテーブルのみを使用する従来の方式と比べ、動的画面の品質をより効果的に向上させることが記載されている。具体的には、オーバードライブ装置は、記憶手段と、オーバードライブ選択手段を備え、記憶手段は、画素の各フレームにおける画素階調値を記憶し、オーバードライブ選択手段は、記憶手段に接続されており、次に表示するフレームの２つ前のフレームにおける画素の画素階調値と、次に表示するフレームの１つ前のフレームにおける画素の画素階調値との比較に基づき、利用するオーバードライブ・ルックアップテーブルを少なくとも１つ選択し、さらに、次に表示するフレームにおける画素の画素階調値と、１つ前のフレームにおける画素の画素階調値に基づき、選択したオーバードライブ・ルックアップテーブルを参照して、オーバードライブ階調値を出力している。

また、特許文献２には、前画素データに応じたオーバドライブを十分に行なえなかったときに次のフレームの現画素データに応じたオーバドライブ画素データを生成するにあたって、前画素のオーバフローを考慮したオーバドライブ画素データを生成して液晶表示装置に供給することにより、前回のフレームでドライブ不足になった分を次のフレームで加算するなどして印加することで液晶の応答速度を向上させることを記載されている。具体的には、オーバドライブ画素データ生成部で、液晶表示装置で受け取り可能な数値範囲から外れたオーバドライブ画素データが生成されたオーバフローが発生したことを検出するオーバフロー検出部と、オーバフロー検出部によりオーバフローが検出されたときにはそのオーバドライブ画素データをその数値範囲内境界の数値に制限した上で、液晶表示装置に送るリミッタ部を設け、オーバドライブ画像データ生成部で、オーバフロー検出部によりオーバフローが発生したことの検出を受けて、次回のフレームにおける当該画素のオーバドライブ画素データの生成にあたり、今回のオーバフロー画素データのうちのリミッタ部で制限を受けた分を考慮したオーバドライブ画素データを生成している。

特開2006-243729号公報 特開2005-37749号公報

以下に、図１、図２について説明する。なお、以下、１フレーム単位の入力階調値をＩＮデータ、連続したフレームにおけるＩＮデータの組み合わせを映像データと表記する。

図１（Ａ）、（Ｂ）は横軸を時間（フレーム）、縦軸をＩＮデータとし、それぞれある映像データを示している。また、図２（Ａ）、（Ｂ）は横軸を時間（フレーム）、縦軸を輝度とし、それぞれ図１（Ａ）、（Ｂ）に応じた液晶応答の波形を示している。

図１（Ａ）における（Ｎ−３）、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）、Ｎフレーム目のＩＮデータをそれぞれ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とし、図１（Ｂ）における（Ｎ−３）、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）、Ｎフレーム目のＩＮデータをそれぞれＤ４、Ｄ５、Ｄ６，Ｄ７とし、Ｄ１＝Ｄ２＝Ｄ５＝Ｄ６、Ｄ３＝Ｄ４＝Ｄ７の関係を満たすものとする。また、図１（Ａ）におけるオーバードライブ階調値をＯＤ１、図１（Ｂ）におけるオーバードライブ階調値をＯＤ２とし、図２（Ａ）、（Ｂ）のＹｍ（ｍ：１≦ｍ≦７を満たす整数）は、図１（Ａ）、（Ｂ）中のＩＮデータＤｍ（ｍ：１≦ｍ≦７を満たす整数）に応じた所望輝度値を表す。この場合、特許文献１の技術を用いると、ＯＤ１＝ＯＤ２の関係式が導かれる。

以下、図１、図２を用いて、従来技術の課題を説明する。

応答速度が遅い液晶の場合、上記技術では図１（Ａ）の映像データに対して、液晶応答は図２（Ａ）の様に、Ｎフレーム目において所望輝度に到達するが、図１（Ｂ）では、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）、Ｎフレーム目のＩＮデータの値が図１と同じにも関わらず、液晶応答は所望輝度に到達しない。以下、この理由について詳細に説明する。

図１（Ａ）の映像データに対して、液晶応答は図２（Ａ）の様に、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）、Ｎフレーム目において、液晶応答は１フレーム期間で、各フレームの所望輝度に到達する様、ルックアップテーブルを設定したとする。ここで、図１（Ｂ）のＮフレーム目におけるオーバードライブデータを決定する際、Ｎ−２，Ｎ−１，Ｎフレーム目において図１（Ａ）の場合と同じデータを参照するが、図１（Ｂ）の映像データに対して、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）目の２フレーム期間において、応答速度の遅延に加えて所望輝度に到達する、オーバードライブデータが０階調未満によって、最適化を図る事が出来なかった為、図２（Ｂ）の様に、Ｎ−１フレーム目における液晶応答の到達輝度が、所望輝度（Ｙ６）に満たない。以上から、図１（Ａ）、（Ｂ）の映像データについて、Ｎフレーム目の開始輝度のずれが生じる上で、ＯＤ１＝ＯＤ２の関係式によって、図１（Ｂ）のＮフレーム目における液晶応答の到達輝度も所望輝度（Ｙ７）と一致しない結果となる。この様に、応答速度が遅い液晶の場合、０階調もしくは２５５階調付近の連続した２フレーム分のＩＮデータに対しては、液晶応答が所望輝度に到達する様な、オーバードライブデータを取得する事は困難であり、その後のフレームにおけるオーバードライブデータに対しても、所望輝度と異なる輝度値を取ってしまう。

また、特許文献２の技術では、オーバーフロー分を次の画像データへ反映しているが、特許文献１と同様に、０階調もしくは２５５階調付近の連続した２フレーム分のＩＮデータに対しては、液晶応答が所望輝度に到達する様な、オーバードライブデータを取得する事は困難であり、その後のフレームにおけるオーバードライブデータに対しても、所望輝度と異なる輝度値を取ってしまう。

本発明の目的は、映像データがフレーム間で大きく変化する場合（特に、逆方向に変化する場合）にも、適切なオーバードライブデータを得ることができる装置および方法を提供することである。

本発明は、オーバードライブ装置に入力された映像データと、オーバードライブ装置による補正後の１フレーム前あるいは１フレーム以上前の映像データとに基づいて、オーバードライブ装置に入力された映像データを補正することを特徴とする。

本発明によれば、オーバードライブ処理前の映像データの比較対象となる１フレーム前あるいは２フレーム以上前の映像データとして、オーバードライブ処理後のデータを用いているため、映像データがフレーム間で大きく変化する場合（特に、逆方向に変化する場合）にも、適切なオーバードライブデータを得ることができる。

また、本発明によれば、（Ｎ−２）、（Ｎ−１）フレーム目のオーバードライブデータは図１（Ａ）、（Ｂ）でそれぞれ異なる為、これらの値の組み合わせを、所望輝度に到達するオーバードライブデータが取得出来る様設定することにより、高画質動画を実現する事が可能である。

以下、本発明における第１〜第３の実施形態を説明する。

本発明における第１の実施形態の構成を、図３から図６を用いて説明する。

まず、図３（Ａ）は本実施形態を実行する場合に用いる表示装置の構成を示すブロック図であり、３０１はデジタルの映像データを入力する入力映像端子、３０２は映像データに対してオーバードライブ処理を行うオーバードライブ装置、３０３はオーバードライブ処理に用いられるルックアップテーブル（参照情報）、３０４、３０５は映像データを記憶し、所定期間の経過後に出力するメモリ制御部、３０６は映像データで表すことが可能な階調数に応じた数の参照電圧を生成する参照電圧生成部、３０７は映像データで表される階調に応じた参照電圧を選択するデータドライバであり、３０８は複数の画素がマトリックス状に配置された液晶ディスプレイパネル、３０９、３１０、３１１はそれぞれデータバス、３１２、３１３はそれぞれ映像データを変換する変換部を示している。図３（Ｂ）は取得されるオーバードライブデータとルックアップテーブル３０３を構成する参照データのタイミングチャートを示すものである。ルックアップテーブル３０３は、オーバードライブ装置３０２内又はオーバードライブ装置３０２外のＥＥＰＲＯＭやレジスタなどのメモリに格納される。

図４はルックアップテーブル３０３の構成図、図５はオーバードライブ装置３０２における動作タイミング、図６は、図１（Ｂ）の映像データに対して、本実施形態を実行した場合の液晶応答を示すものである。

次に、本実施形態の全体の流れを簡単に説明する。

入力映像端子３０１は、図説しない外部システム（例えば、ＴＶのデコーダや携帯電話本体、ＰＣ本体）から出力される、画面表示に応じた色調や階調情報を持つＩＮデータ（映像データ）を入力する。映像データは、オーバードライブ装置３０２、参照電圧生成部３０６、データドライバ３０７によって、液晶応答に準じた電圧に変換し、液晶ディスプレイパネル３０８に印加する事で、映像を表示する。また、本実施形態において、表示データの有する階調情報は、Ｌ階調（Ｌは１以上の整数）とする。

以上に基づき、オーバードライブ装置３０２及びその内部ブロックの構成について詳細に説明する。

オーバードライブ装置３０２は、Ｎフレーム目のＩＮデータとその１フレーム前（Ｎ−１フレーム目）、２フレーム前（Ｎ−２フレーム目）におけるそれぞれのオーバードライブ処理後の映像データ（以下、それぞれＯＤＡデータ、ＯＤＢデータと表記）を基に、ルックアップテーブル３０３からＮフレーム目のオーバードライブ処理後の映像データ（以下、ＯＤデータと表記）を取得し、データドライバ３０７に転送する。ＯＤデータは、ＩＮデータに対して既に補正データが加算又は減算されたデータである。この補正データは、ＩＮデータとＯＤＡデータの差分、ＩＮデータとＯＤＢデータの差分、ＯＤＡデータとＯＤＢデータの差分の関係から得られる。また、オーバードライブ装置３０２内のデータバス３０９にはＯＤＡデータ、データバス３１０にはＯＤＢデータ、３１１にはＯＤデータがそれぞれ転送される。その意味で、図３（Ｂ）のタイミングチャートには、ＯＤＡ（３０９）、ＯＤＢ（３１０）、ＯＤ（３１１）と表記している。

ルックアップテーブル３０３は、図４の様に、ＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータの３次元マップで構成されており、Ｄ（Ｎ）、ＯＤＡ（Ｎ）、ＯＤＢ（Ｎ）はＮフレーム目のＯＤデータを取得する為に、参照したＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータを示す。この３次元マップによって、ＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータをそれぞれ参照し、液晶ディスプレイパネル３０８を駆動する為のＯＤデータを取得する。３次元マップを構成するＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータは、それぞれ０階調からＬ階調の値を取るものとし、ＯＤデータに関しては、０階調未満の場合は０、Ｌ階調以上の場合はＬとして出力する。階調０はＩＮデータの下限値でありかつ参照電圧の下限値であり、階調ＬはＩＮデータの上限値でありかつ参照電圧の上限値である。ＯＤデータが階調０よりも小さい場合や階調Ｌよりも大きい場合は、ＯＤデータに対応する参照電圧がないため、階調０または階調Ｌとして出力する。
Ｎフレーム目のＯＤデータをＯＤ（Ｎ）として、以下にルックアップテーブルで設定するＯＤ（Ｎ）の条件を説明する。ＯＤＡ（Ｎ）、ＯＤＢ（Ｎ）、Ｄ（Ｎ）がそれぞれ０＜ＯＤＡ（Ｎ）＜２５５且つ０＜ＯＤＢ（Ｎ）＜２５５且つＯＤＢ（Ｎ）＜Ｄ（Ｎ）＜２５５の関係を満たす場合は、Ｄ（Ｎ）＜ＯＤ（Ｎ）を満たす範囲でＯＤ（Ｎ）を設定する。また、０＜ＯＤＡ（Ｎ）＜２５５且つ０＜ＯＤＢ（Ｎ）＜２５５且つＯＤＢ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ）の関係を満たす場合は、Ｄ（Ｎ）＝ＯＤ（Ｎ）を満たす様、ＯＤ（Ｎ）を設定する。次に、ＯＤＡ（Ｎ）＝ＯＤＢ（Ｎ）＝０の場合におけるＯＤ（Ｎ）の設定について説明する。例えば、ＯＤＡ（Ｎ）＝１５、ＯＤＢ（Ｎ）＝１０、Ｄ（Ｎ）＝１２８（ただし、Ｄ（Ｎ−２）＝Ｄ（Ｎ−１）＝１０を満たすものとする）に対するＯＤ（Ｎ）の最適値が１３５の場合、ＯＤＡ（Ｎ）＝ＯＤＢ（Ｎ）＝０、Ｄ（Ｎ）＝１２８（ただし、Ｄ（Ｎ−２）＝Ｄ（Ｎ−１）＝１０を満たすものとする）に対しては、ＯＤ（Ｎ）＜１３５の関係を満たすＯＤ（Ｎ）を設定する。従来技術の様に、参照するデータがＤ（Ｎ−２）、Ｄ（Ｎ−１）、Ｄ（Ｎ）のように全て入力データであるルックアップテーブルを使用した場合、ＯＤＡ（Ｎ）＝０、ＯＤＢ（Ｎ）＝０の場合に対して、ＯＤ（Ｎ）＝１３５を出力し、図１、図２で説明したような、所望輝度を満たさない課題を回避出来ないが、ＯＤ（Ｎ）＜１３５の範囲でＯＤ（Ｎ）を設定する事で、回避する事が出来る。

メモリ制御部３０４、３０５は、転送されてきた映像データを１フレーム期間保持した後に、出力する。メモリ制御部３０４では、ルックアップテーブル３０３から転送されてきたＯＤデータを書き込み、１フレーム期間保持した後に、メモリ制御部３０５及びルックアップテーブル３０３に転送する。メモリ制御部３０５では、メモリ制御部３０４から転送されてきたＯＤＡデータを書き込み、１フレーム期間保持した後に、ルックアップテーブル３０３に転送する。メモリ制御部３０４、３０５は、少なくとも１フレーム分（１画面分）の映像データを保持可能なフレームメモリと、フレームメモリへの映像データの読み書きを制御するメモリコントローラを備えるのが好ましい。

変換部３１２、３１３は、それぞれ回路規模増大を防ぐ為、ビット削減機能を持っており、下位ｌ（ｌは０＜ｌ＜Ｌを満たす整数）ビットを削減し、（Ｌ−ｌ）ビットのデータを出力する。従って、本実施例及び以下実施例において、これら変換部を使う事によって、ビット削減を図る事も可能である。ただし、変換部３１２、３１３は、なくてもよい、
参照電圧生成部３０６は、液晶ディスプレイパネル３０８の固有の特性である印加電圧−透過率特性を考慮した参照電圧を生成する。参照電圧生成部３０６は、ＩＮデータで表すことが可能な階調数に応じた数の参照電圧を生成し、出力する。例えば、ＩＮデータが８ビットで、ＩＮデータで表すことが可能な階調数が２５６である場合には、２５６種類のレベルの異なる参照電圧を生成する。

データドライバ３０７は、参照電圧生成部３０６から受け取る参照電圧と、ルックアップテーブル３０３から転送されてきたＯＤデータを入力し、映像データごとに、映像データで表される階調に応じた参照電圧を選択し、選択された参照電圧を信号線を介して、液晶ディスプレイパネル３０８上の画素行（走査線）を走査する走査ドライバによって選択された液晶ディスプレイパネル３０８上の各画素へ印加する。

液晶ディスプレイパネル３０８は、複数の信号線と、その信号線に交差する複数の走査線を備え、複数の信号線と複数の走査線の各交点に対応して画素が配置されている。各画素部には、スイッチング用のトランジスタが配置される。液晶ディスプレイパネル３０８は、いわゆるアクティブマトリックス型と呼ばれるフラットパネルである。トランジスタのソースは画素電極へ接続され、トランジスタのゲートは走査線に接続されており、この画素電極の印加電圧と対抗側のコモン電極の印加電圧（以下、Ｖｃｏｍ電圧と表記）との差で、画素電極とコモン電極との間に封入された液晶を制御して、バックライトからの光の透過率を制御し、映像データで表される階調（輝度）を表示する。尚、コモン電極の印加電圧に対する画素電極の印加電圧の極性（正極性、負極性）は、１フレーム期間ごとに反転してもよい。

以下、液晶ディスプレイパネル２０１の解像度をＩ×Ｊ、Ｍ番目のフレームにおける画素（ｉ，ｊ）（１≦ｉ≦Ｉ、１≦ｊ≦Ｊ）のＩＮデータをＤｉｊ（Ｍ）、メモリ制御部３０４からメモリ制御部３０５に転送される、Ｍ番目のフレームにおける画素（ｉ，ｊ）のＯＤＡデータをＯＤＡｉｊ（Ｍ）、メモリ制御部３０５からルックアップテーブル３０３に転送される、Ｍ番目のフレームにおける画素（ｉ，ｊ）のＯＤＢデータをＯＤＢｉｊ（Ｍ）、ルックアップテーブル３０３からデータドライバ３０７に転送される、Ｍ番目のフレームにおける画素（ｉ，ｊ）のＯＤデータをＯＤｉｊ（Ｍ）として扱っていく。また、本実施形態では、ＯＤｉｊ（Ｍ−２）＝ＯＤＡｉｊ（Ｍ−１）＝ＯＤＢｉｊ（Ｍ）の関係を満たすものとする。

次に、第１実施形態における表示装置における動作タイミングについて、図５を用いて説明する。

図５は、上記したオーバードライブ装置３０２の動作をタイミングチャートにしたものであり、例えば、（Ｎ−１）フレーム目の画素（ｍ，ｎ）（１≦ｍ≦Ｉ、１≦ｎ≦Ｊ）におけるＯＤｍｎ（Ｎ−１）は、Ｄｍｎ（Ｎ−１）、メモリ制御部３０４から転送されてきたＯＤＡｍｎ（Ｎ−１）、メモリ制御部３０５から転送されてきたＯＤＢｍｎ（Ｎ−１）を基に、取得される。メモリ制御部３０４では、取得されたＯＤｍｎ（Ｎ−１）を書き込み、１フレーム期間保持すると共に、ＯＤＡｍｎ（Ｎ）を読み込み、メモリ制御部３０５に転送する。メモリ制御部３０５では、転送されてきたＯＤＡｍｎ（Ｎ）を書き込み、１フレーム期間保持する。入力映像端子から転送されたＩＮデータＤｍｎ（Ｎ）がルックアップテーブル３０３に入力されるタイミングで、メモリ制御部３０４はＯＤデータＯＤＡｍｎ（Ｎ）を、メモリ制御部３０５はＯＤデータＯＤＢｍｎ（Ｎ）を読み込み、ルックアップテーブル３０３に転送する。同様の流れで、Ｄｍｎ（Ｎ）、ＯＤＡｍｎ（Ｎ）、ＯＤＢｍｎ（Ｎ）を基に、ルックアップテーブル３０３からＯＤｍｎ（Ｎ）を出力する。図中の波形は、画素（ｍ，ｎ）への出力電圧波形（上部）及びそれに応じた液晶応答（下部）を示す。

以上の動作から、図１（Ａ）、（Ｂ）の映像データに対して本実施形態を実行した場合、上記で述べたルックアップテーブルの設定条件から（Ｎ−２）、（Ｎ−１）フレーム目のＯＤデータは、図１（Ａ）、（Ｂ）で異なる為、Ｎフレーム目におけるＯＤデータも図１（Ａ）、（Ｂ）でそれぞれ別々の値となる。よって、ルックアップテーブル３０３を構成するＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータの組み合わせで、図１（Ｂ）の映像データに関わらず、図６中の６０１の様に、ＩＮデータ相当の所望輝度に液晶応答が到達し、その後のフレームにおいても、所望輝度を得る事が出来、高画質化を実現する事が出来る。

この結果、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値とが同一であっても、（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と異なる場合は、オーバードライブ装置３０２から出力されるＮフレーム目のＯＤデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と異なることとなり、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータの値もＮフレーム目のＩＮデータの値と異なることとなる。

さらに、Ｎフレーム目のＯＤデータを得るために、（Ｎ−１）フレーム目のオーバードライブ処理後のＯＤデータ即ちＯＤＡデータおよび（Ｎ−２）フレーム目のオーバードライブ処理後のＯＤデータ即ちＯＤＢデータを用いるため、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値が同一であっても（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と異なる場合（連続する３フレームの映像データの値が同一であってもその１フレーム前の映像データの値が異なる場合は）は、（Ｎ−１）フレーム目のオーバードライブ処理後のＯＤデータ即ちＯＤＡデータの値あるいは（Ｎ−２）フレーム目のオーバードライブ処理後のＯＤデータ即ちＯＤＢデータの値が（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値あるいは（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と異なるため、Ｎフレーム目のＯＤデータの値もＮフレーム目のＩＮデータの値と異なることとなり、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータの値もＮフレーム目のＩＮデータの値と異なることとなる。よって、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値が同一でかつ（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値が（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と異なる場合（連続する３フレームの映像データの値が同一でその１フレーム前の映像データの値が異なる場合）に、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータによって表示される輝度は、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値が同一である場合（連続する４フレームの映像データの値が同一である場合）に、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータによって表示される輝度と異なることとなる。

同様に、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータが同一であっても（Ｎ−４）フレーム目のＩＮデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値とが異なる場合（連続する４フレームの映像データの値が同一であってもその１フレーム前の映像データの値が異なる場合）も、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と異なる。よって、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値が同一でかつ（Ｎ−４）フレーム目のＩＮデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値が（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値と異なる場合（連続する４フレームの映像データの値が同一でその１フレーム前の映像データの値が異なる場合）に、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータによって表示される輝度は、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−４）フレーム目のＩＮデータの値が同一である場合（連続する５フレームの映像データの値が同一である場合）に、液晶ディスプレイパネル３０８に表示されるＮフレーム目のデータによって表示される輝度と異なることとなる。

尚、特許文献１の技術では、ＩＮデータしか用いていないため、Ｎフレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−１）フレーム目のＩＮデータの値と（Ｎ−２）フレーム目のＩＮデータの値が同一である場合は、（Ｎ−３）フレーム目のＩＮデータや（Ｎ−４）フレーム目のＩＮデータの値に関わらず、Ｎフレーム目のＯＤデータの値がＮフレーム目のＩＮデータの値と同一となると考えられる。

本発明は、３フレームに限らず、４フレーム以上でもよい。また、本発明は、液晶以外の表示装置にも適用可能である。また、ルックアップテーブルの代わりに、ＩＮデータとＯＤＡデータとＯＤＢデータとからＯＤデータを算出する論理演算回路を用いてもよい。

先に述べた本発明の実施形態１を、例として、図７の映像データに対して実行した場合、液晶応答は、あるフレームの時点で、ＩＮデータに応じた所望輝度を得る事が出来ず、それ以降のフレームで発散する懸念がある。そこで、本実施形態では、実施形態１で用いたオーバードライブ装置３０２の内部ブロックを改良する事で、発散防止を図る。

本発明における第２の実施形態について、図７から図１１を用いて説明する。図７は横軸を時間（フレーム）とし、液晶ディスプレイパネル３０８上の画素（ｍ、ｎ）に応じた、実施形態１実行時に発散が懸念される映像データの図、図８は図５の映像データに応じた液晶応答の図、図９は本実施形態を実行する場合に用いる表示装置の構成を示すブロック図、図１０は図９中のルックアップテーブル９０２の構成図、図１１は図７の映像データに対して、第２実施形態を実行した場合の液晶応答の図を示している。また、本実施形態において、以下、説明の便宜上、表示データの有する階調情報を２５５階調として扱っていくが、１以上の整数を満たしていれば、どの階調値でも対応可能である。

まず、第１実施形態を実行した場合に懸念される発散現象について、図７、図８を用いて、説明する。図７において、Ｄｍｎ（Ｎ−６），Ｄｍｎ（Ｎ−５）はそれぞれ０階調、Ｄｍｎ（Ｎ−４）はｐ階調（ｐ：８＜ｐ＜２５５を満たす整数）、Ｄｍｎ（Ｎ−３），Ｄｍｎ（Ｎ−２）はそれぞれｑ階調（ｑ：０＜ｑ＜８を満たす整数）、ｒ階調（ｒ：０＜ｒ＜ｑ＜８を満たす整数）であり、Ｄｍｎ（Ｎ−１）＝Ｄｍｎ（Ｎ−４）、Ｄｍｎ（Ｎ）＝Ｄｍｎ（Ｎ−２）を満たすものとする。また、図７の映像データに対して、ｑ、ｒが０付近の値によって、ＯＤｍｎ（Ｎ−３）＝ＯＤｍｎ（Ｎ−２）＝０を満たすものとする。

ここで、（Ｎ−４）フレーム目に着眼すると、ルックアップテーブル９０２を用いて、Ｄｍｎ（Ｎ−４）、ＯＤＡｍｎ（Ｎ−４）、ＯＤＢｍｎ（Ｎ−４）を参照してＯＤｍｎ（Ｎ−４）を出力し、液晶応答がＤｍｎ（Ｎ−４）相当の輝度に到達する。しかし、次の（Ｎ−３）フレーム目、（Ｎ−２）フレーム目では、従来技術の課題で述べた様に、ＩＮデータが０階調付近の階調値である為、ＯＤデータの最適化が図れず、所望輝度に液晶応答が到達しない。その結果、（Ｎ−２）フレーム目における液晶応答の到達階調はＤｍｎ（Ｎ−２）に比べて、大きな値となる。この場合、（Ｎ−１）フレーム目に着眼すると、Ｄｍｎ（Ｎ−１）、ＯＤＡｍｎ（Ｎ−１）、ＯＤＢｍｎ（Ｎ−１）を参照して、ＯＤｍｎ（Ｎ−１）を出力するが、ＯＤＡｍｎ（Ｎ−１）＝Ｄｍｎ（Ｎ−２）＝０、ＯＤＢｍｎ（Ｎ−１）＝Ｄｍｎ（Ｎ−３）＝０、Ｄｍｎ（Ｎ−１）＝Ｄｍｎ（Ｎ−４）の関係式から、ＯＤｍｎ（Ｎ−１）＝ＯＤｍｎ（Ｎ−４）となり、（Ｎ−１）フレーム目における液晶応答は、開始輝度（＝（Ｎ−２）フレーム目の到達輝度）を考慮すると、図８中の８０１の様に、Ｄｍｎ（Ｎ−１）を超えてしまう。この場合、Ｎフレーム以後、ｐ階調のＩＮデータとｒ階調のＩＮデータが交互に繰り返し入力される場合、各フレームに対する所望輝度と液晶の到達輝度との差が次第に大きくなっていき、高画質化を実現出来ない。

以下に、第２実施形態の動作説明を詳細に行う。

まず、図９の表示装置を構成する各ブロックについて説明する。

オーバードライブ装置９０１は、実施形態１で用いたオーバードライブ装置３０２に改良を加えたオーバードライブ装置であり、９０２は実施形態１で用いたルックアップテーブル３０３に改良を加えたルックアップテーブル、９０３はルックアップテーブル９０２から転送されてきたＯＤデータのビット数を変換する変換部であり、その他のブロックについては、図３で示した実施形態１の構成要素と同じである事から、図３と同じ番号を記してある。

以下、オーバードライブ装置９０１及びルックアップテーブル９０２、変換部９０３の構成について説明する。

オーバードライブ装置９０１は、実施形態１と同様に、ＩＮデータとＯＤＡデータ、ＯＤＢデータを構成するルックアップテーブル９０２からＯＤデータを取得し、データドライバ３０７に出力する機能を持つ。

ルックアップテーブル９０２は図１０の様に、実施形態１と同様、ＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータの３次元マップで構成されている。ただし、本実施形態では、ＩＮデータの有する階調情報が０階調から２５５階調の８ビットに対して、ＯＤＡデータ、
ＯＤＢデータの有する階調情報は−３１階調から２８７階調の９ビットとする。ただし、９ビットに限らず、１０ビット以上でもよい。ＩＮデータに階調のダイナミックレンジに対して、低階調方向に３２階調、高階調方向に３２階調、階調のダイナミックレンジを拡張する。この３次元マップによって、ＩＮデータ、ＯＤＡデータ、ＯＤＢデータをそれぞれ参照し、−３１階調から２８７階調までの階調情報を有する、液晶ディスプレイパネル３０８を駆動する為のＯＤデータを取得し、変換部９０３及びメモリ制御部３０４に転送する。特に、変換部９０３に入力される前のＯＤデータが、メモリ制御部３０４およびメモリ制御部３０５に転送されるため、ＯＤＡデータおよびＯＤＢデータも９ビットとなる。

変換部９０３は、ルックアップテーブル９０２から転送されてきたＯＤデータの内、２５５階調以上の階調値を２５５階調に、０階調未満の階調値を０階調、Ｘ階調（Ｘ：０＜Ｘ＜２５５を満たす整数）に対しては、スルーで出力する様に、９ビットの階調情報を８ビットの階調情報に変換し、データドライバ３０７に転送する。つまり、参照電圧生成部306で生成される参照電圧のダイナミックレンジは、０階調から２５５階調のダイナミックレンジにした対応していないため、変換部903は、本来の階調のダイナミックレンジを超えた分をカットして元に戻す。

以上に基づいて、実施形態１と同じ動作タイミングで、本発明における第２実施形態を実行する。

以下に、第２実施形態を実行した場合、図５の映像データに対する液晶応答について図８、図１１を用いて説明する。

第１実施形態では、（Ｎ−２）フレーム目における液晶応答が０階調に応じた輝度に到達するという仮定の基で、ＯＤｍｎ（Ｎ−１）を取得した為に、（Ｎ−１）フレーム目において、到達輝度が所望輝度とずれてしまったが、第２実施形態の場合では、ＯＤＢｍｎ（Ｎ−１）（０階調未満の階調値）と、データドライバ３０７に転送する０階調の差分から、（Ｎ−２）フレーム目における液晶応答の到達輝度を求め、図１１中の１１０１の様に、（Ｎ−１）フレーム目で所望輝度を得るＯＤｍｎ（Ｎ−１）ルックアップテーブル９０２から取得する事で発散を防ぐ事が可能となる。本例では、ＯＤＢｍｎ（Ｎ−１）が０階調未満の場合で扱ったが、２５５階調以上の場合でも、本実施例は有効である。

次に、本発明第３の実施形態の構成を図１２から図１４を用いて説明する。

本発明第３実施形態は、上記した発散防止を図る事に加えて、オーバードライブ装置の回路規模を第２実施形態と比較して、削減するものである。まず、図１２（Ａ）は本実施形態を実行する場合に用いる表示装置の構成を示すブロック図であり、１２０１は第３実施形態に用いるオーバードライブ装置、１２０２はルックアップテーブル、１２０３、１２０４はそれぞれデータバスを示している。その他のブロックについては、図９で示した実施形態２の構成要素と同じである事から、図９と同じ番号を記してある。図１２（Ｂ）は取得されるオーバードライブデータとルックアップテーブル１２０２を構成する参照データのタイミングチャートを示すものである。図１３はルックアップテーブルの構成図であり、図１４はオーバードライブ装置１２０１における動作タイミングを示しているものである。本実施形態において、実施形態２と同様に、説明の便宜上、表示データの有する階調情報を２５５階調（＝８ビット相当）として扱っていくが、０以上の整数を満たしていれば、どの階調値でも対応可能である。

以上に基づき、オーバードライブ装置１２０１及びその内部ブロックの構成について詳細に説明する。

オーバードライブ装置１２０１は、入力映像端子３０１からルックアップテーブル１２０２に転送されるＩＮデータとメモリ制御部３０４からルックアップテーブル１２０２に転送される、オーバードライブデータ（以下、ＯＤＣデータと表記）を基に、ルックアップテーブル１２０２からデータドライバ３０７にＯＤデータを転送する機能を持つ。また、オーバードライブ装置１２０１内のデータバス１２０３にはＯＤＣデータ、データバス１２０４にはＯＤデータがそれぞれ転送される。その意味で、図３（Ｂ）のタイミングチャートには、ＯＤＣ（１２０３）、ＯＤ（１２０４）と表記している。

ルックアップテーブル１２０２は図１３の様に、ＩＮデータ、ＯＤＣデータの２次元マップから構成されており、ＯＤＣ（Ｎ）はＮフレーム目のＯＤデータを取得する為に、参照したＯＤＣデータを示す。ＩＮデータの有する階調情報が０階調から２５５階調の８ビットに対して、ＯＤＣデータの有する階調情報は−３１階調から２８７階調の９ビットとする。この２次元マップによって、ＩＮデータ、ＯＤＣデータをそれぞれ参照し、液晶ディスプレイパネル３０８を駆動する為のＯＤデータを取得し、変換部９０３及びメモリ制御部３０４に転送する。ルックアップテーブル１２０２に設定されるＯＤデータは、例えば、ＩＮデータとＯＤＣデータの差分に応じた補正データを、ＩＮデータに加算又は減算した値を有する。

次に、実施形態３における表示装置の動作タイミングについて、図１４を用いて説明する。

図１４は、上記したオーバードライブ装置１２０２の動作をタイミングチャートにしたものであり、例えば、Ｄｍｎ（Ｎ−１）、メモリ制御部３０４から転送されてきたＯＤＣｍｎ（Ｎ−１）を基に、（Ｎ−１）フレーム目の画素（ｍ，ｎ）（１≦ｍ≦Ｉ、１≦ｎ≦Ｊ）におけるＯＤｍｎ（Ｎ−１）を取得する。ここで、ＯＤｍｎ（Ｎ−２）＝ＯＤＣｍｎ（Ｎ−１）を満たすものとする。
以上の動作から、図７における映像データに対して、第３実施形態を実行した場合、実施形態２と同様に、階調情報を拡張したＯＤＣデータを持つルックアップテーブル１２０２を用いる事で、発散を抑え、Ｄｍｎ（Ｎ−１）に応じた輝度に液晶応答が到達する様な、ＯＤｍｎ（Ｎ−１）を取得する事が可能である。

本発明の表示装置は、液晶テレビに利用可能である。

従来技術の有効性を示す映像データと従来技術の問題点を示す映像データの図。 図１の映像データに応じた液晶応答の図。 第１実施形態に基づく表示装置の図。 第１実施形態で用いるルックアップテーブル構成図。 第１実施形態における表示装置の動作タイミング図。 従来技術の問題である映像データに対して、第１実施形態実行時の液晶応答の図。 第１実施形態実行時の問題点を示す映像データの図。 図７の映像データに応じた液晶応答の図。 第２実施形態に基づく表示装置の図。 第２実施形態で用いるルックアップテーブル構成図 図７の映像データに対して、第２実施形態実行時の液晶応答の図 本発明第３の実施形態に基づく表示装置の図。 第３実施形態で用いる２次元ルックアップテーブル構成図。 第３実施形態における表示装置の動作タイミング図。

符号の説明

３０１ 入力映像端子
３０２ オーバードライブ装置
３０３ ルックアップテーブル
３０４ メモリ制御部
３０５ メモリ制御部
３０６ 参照電圧生成部
３０７ データドライバ
３０８ 液晶ディスプレイパネル
３０９ データバス
３１０ データバス
３１１ データバス
３１２ 変換部
３１３ 変換部
６０１ 液晶応答
８０１ 液晶応答
９０１ オーバードライブ装置
９０２ ルックアップテーブル
９０３ 変換部
１１０１ 液晶応答
１２０１ オーバードライブ装置
１２０２ ２次元ルックアップテーブル
１２０３ データバス
１２０４ データバス

Claims (11)

1. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動するドライバと、前記ドライバに入力する映像データを補正するオーバードライブ装置とを備えた表示装置において、
   前記オーバードライブ装置は、当該オーバードライブ装置に入力された映像データと、当該オーバードライブ装置による補正後の１フレーム前の映像データと、当該オーバードライブ装置による補正後の２フレーム前の映像データとを含む３フレーム分以上の映像データに基づいて、前記入力された映像データを補正することを特徴とする表示装置。
2. 前記入力された映像データと前記補正後の１フレーム前の映像データと前記補正後の２フレーム前の映像データとに対して、補正後の映像データを定義した参照情報を備え、
   前記オーバードライブ装置は、前記参照情報を参照して、前記入力された映像データと前記補正後の１フレーム前の映像データと前記補正後の２フレーム前の映像データに基づいて、前記補正後の映像データを取得することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記入力された映像データが前記補正後の２フレーム前の映像データよりも大きい場合に、前記オーバードライブ装置による補正後の映像データは前記入力された映像データよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記入力された映像データが前記補正後の２フレーム前の映像データと等しい場合に、前記オーバードライブ装置による補正後の映像データは前記入力された映像データと等しいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記補正後の１フレーム前の映像データと前記補正後の２フレーム前の映像データが最小値であり、前記入力された映像データが前記補正後の１フレーム前の映像データおよび前記補正後の２フレーム前の映像データよりも大きく、前記１フレーム前の入力された映像データと前記２フレーム前の入力された映像データが等しく、前記入力された映像データが前記１フレーム前の入力された映像データおよび前記２フレーム前の入力された映像データよりも大きく場合の前記オーバードライブ装置による補正後の映像データは、前記補正後の１フレーム前の映像データが前記補正後の２フレーム前の映像データよりも大きく、前記入力された映像データが前記補正後の１フレーム前の映像データおよび前記補正後の２フレーム前の映像データよりも大きく、前記１フレーム前の入力された映像データと前記２フレーム前の入力された映像データが等しく、前記入力された映像データが前記１フレーム前の入力された映像データおよび前記２フレーム前の入力された映像データよりも大きく場合の前記オーバードライブ装置による補正後の映像データよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記オーバードライブ装置は、前記入力された映像データの補正に伴い前記入力された映像データのビット数をＸビットから（Ｘ＋α）（αは１以上の整数）ビットに増やし、
   前記オーバードライブ装置による補正後の１フレーム前の映像データおよび前記オーバードライブ装置による補正後の２フレーム前の映像データは、（Ｘ＋α）ビットの映像データであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記オーバードライブ装置による補正後の（Ｘ＋α）ビットの映像データを、Ｘビットの映像データへ変換する変換回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動するドライバと、前記ドライバに入力する映像データを補正するオーバードライブ装置とを備えた表示装置において、
   当該表示装置に入力される３フレーム分の映像データの値が互い同一であっても、前記３フレーム分の映像データよりも１フレーム前の映像データの値が異なる場合は、前記表示パネルに表示される映像データの値は、当該表示装置に入力される映像データの値と異なることを特徴とする表示装置。
9. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動するドライバと、前記ドライバに入力する映像データを補正するオーバードライブ装置とを備えた表示装置において、
   当該表示装置に入力される４フレーム分の映像データの値が互い同一であっても、前記４フレーム分の映像データよりも１フレーム前の映像データの値が異なる場合は、前記表示パネルに表示される映像データの値は、当該表示装置に入力される映像データの値と異なることを特徴とする表示装置。
10. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動するドライバと、前記ドライバに入力する映像データを補正するオーバードライブ装置とを備えた表示装置において、
    当該表示装置に入力される３フレーム分の映像データの値が互い同一でかつ前記３フレーム分の映像データよりも１フレーム前の映像データの値が異なる場合に前記表示パネルに表示される映像データの輝度は、当該表示装置に入力される４フレーム分の映像データの値が互い同一である場合に前記表示パネルに表示される映像データの輝度と異なることを特徴とする表示装置。
11. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動するドライバと、前記ドライバに入力する映像データを補正するオーバードライブ装置とを備えた表示装置において、
    当該表示装置に入力される４フレーム分の映像データの値が互い同一でかつ前記４フレーム分の映像データよりも１フレーム前の映像データの値が異なる場合に前記表示パネルに表示される映像データの輝度は、当該表示装置に入力される５フレーム分の映像データの値が互い同一である場合に前記表示パネルに表示される映像データの輝度と異なることを特徴とする表示装置。

Images