JP2009145769A - 平面表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信号処理部から表示部に送られる信号が、サンプルホールド回路にてサンプルされても、画質の劣化を生じにくくする。
【解決手段】この発明の実施例では、第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にする位相制御回路と、前記位相制御回路から並列出力された第2の並列配置RGB画素信号をそれぞれサンプルして、単一画素信号の周波数の3倍の周波数である直列配置RGB画素信号を得るサンプリング回路と、この直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する表示領域用のドライバと、を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】この発明の実施例では、第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にする位相制御回路と、前記位相制御回路から並列出力された第2の並列配置RGB画素信号をそれぞれサンプルして、単一画素信号の周波数の3倍の周波数である直列配置RGB画素信号を得るサンプリング回路と、この直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する表示領域用のドライバと、を有する。
【選択図】 図1
Description
この発明は平面表示装置に関するものであり、例えば液晶表示装置に適用して好適する。
従来、 液晶表示装置においては、信号処理部においてY/U/Vのデジタル映像信号をR,G,Bのカラー映像信号に変換し、さらにこの信号をアナログ変換器にてそれぞれアナログ信号に変換し、表示部に供給している。ここで、信号処理部から出力されたR,G,Bのアナログ信号は、表示部のソースドライバ内のサンプルホールド回路で一旦サンプルされる。そして、1水平ライン分の信号がサンプルされたときに、ゲートドライバで指定される水平ラインの画素へ、サンプル信号が一斉にゲート回路を介して供給される。
このような映像信号の処理系路において、画質の低下を生じないように、従来から各種の技術が提案されている(例えば特許文献1)。
特開2003−259386公報
上記した表示装置において、通常はアナログ変換器とサンプルホールド回路は、同期して動作する。
しかしながら、入力した信号の画素数の変換処理が行われる場合がある。このような場合は、アナログ変換器から出力された信号が、必ずしもサンプルホールド回路において適切なタイミングでサンプルされるとは限らない。また、例えばポリシリコンを用いて構成される表示部においては、製品のばらつきなどが要因でサンプル位相がずれることもある。
この場合、表示部の1カラー画素を形成するRGB表示画素に対して、対応すべきRGB画素信号がそれぞれ正確に供給されるとは限らない。RGB表示画素に対して、対応すべきRGB画素信号が正確に供給されなかった場合、画質の劣化、色の変色が発生する。
また、サンプル位相のずれがあると、アナログ変換器から出力される画素信号の変化点(画素信号の切り替わり位置)と、サンプルホールドするサンプル点との間隔が種々変動する。このように画素信号の変化点と、サンプルホールドするサンプル点との間隔が種々変化した場合、キャリア成分の影響が現れる。キャリア成分の影響は、ノイズ成分を生成してしまい画質を劣化させる。
またサンプリング周波数が高く、かつ表示部に対する画素信号の書き込み量が多くなると、それだけ表示部を駆動するドライバの負担が大きく、また消費電力の増大が生じる。
そこでこの発明は、信号処理部から表示部に送られる信号が、サンプルホールド回路にてサンプルされても、画質の劣化を生じにくくし、またドライバの負担の軽減、消費電力の低減を得ることができる平面表示装置を提供することを目的とする。
この発明の一面では、第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にする位相制御回路と、前記位相制御回路から並列出力された第2の並列配置RGB画素信号をそれぞれサンプルして、単一画素信号の周波数の3倍の周波数である直列配置RGB画素信号を得るサンプリング回路と、この直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する表示領域用のドライバと、を具備したことを特徴とする。
また他の面では、前記表示領域用のドライバは、前記サンプリング回路から前記直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する場合、RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,・・・・・の複数のペアを設定し、nフレームで各ペアの一方の画素信号を対応する表示画素に供給し、(n+1)フレームで各ペアの他方の画素信号を対応する表示画素に供給することを特徴とする。
上記の手段によると、信号処理部から表示部に送られる信号が、サンプルホールド部にてサンプルされても画質の劣化を生じにくくなり、またドライバの負担の軽減、消費電力の低減を得ることができる。
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は、この発明に係る平面表示装置の一実施形態の構成を示している。
第1の周波数(f=27MHz)のクロックで転送されたY(輝度)/U(色差)/V(色差)のデジタル映像信号は、信号処理部201のYUV/RGB変換回路21に入力される。ここでは、シリーズに入力したYUV信号を一旦第2の周波数(f/4)のクロックで転送できる並列のYUV信号に変換し、このYUV信号を演算処理して、並列RGB信号を得る。
次に、前記並列RGB信号は、補間回路22に入力される。ここでは、RGB信号の補間信号が生成され、並列RGB信号及び補間信号ともデジタルアナログ変換器(DAC)23に入力される。DAC23は、RGB信号をそれぞれアナログ変換して、位相制御回路24に供給する。この位相制御回路24は、RGB画素信号を位相制御し(詳細は後述)、ソースドライバ303内の対応するサンプルホールド部304に供給する。サンプルホールド部304の出力はゲート部305を介して表示領域301に供給される。
表示器300は、表示領域用のドライバを構成するソースドライバ303、ゲートドライバ302を有する。このソースドライバ303及びゲートドライバ302は、表示領域301に2次元配列された画素に画素信号を与える。
上記のサンプルホールド部304に1水平期間分の信号がサンプルされると、このサンプルされた信号は、ゲート部305を介して、ゲートドライバ302により指定された水平ライン上の画素に一斉に供給される。
101は、制御信号発生回路であり、同期信号及びクロック信号に基づいて、各種のタイミング信号を生成している。DAC23に対するクロック信号、サンプルホールド部304に対するサンプリング制御信号、ゲート部305に対する水平走査制御信号、ゲートドライバ302に対する垂直走査制御信号が生成されている。
上記の装置において、DAC23と位相制御回路24の配置は、交換されてもよい。即ち、補間回路22から出力されたRGB画素信号の位相を位相制御回路24が位相制御し、この位相制御回路24の出力をDAC23がアナログ変換するようにしてもよい。
次に、図2を参照して、補間回路22における動作を説明する。図2の(a)は、第1の周波数(f=27MHz)のクロックである。このクロックのレートで、YUVのデジタル映像信号がシリーズに転送されてくる。図2の(c)に、Y1a,U1,Y1b,V1,Y2a,U2,Y2b,V2、・・・・として示している。このYUVのデジタル映像信号は、一旦、第2の周波数((f/4)=6.75MHz)のクロック(図2の(b))で、図2の(d)、(e)、(f)に示すように、並列化YUV信号に変換され、この並列化YUV信号を用いた演算処理により、並列RGB信号が生成される。図2(g)、(h)、(i)に、R系統をR−1,R0,R1・・・・、G系統をG−1,G0,G1・・・・、B系統をB−1,B0,B1・・・・として示している。さらにこれらの並列RGB信号は、補間演算処理を行うために第1の周波数の1クロック分遅延回路で遅延される(図2の(j)、(k)、(l))。
図2(g)、(h)、(i)の信号と図2の(j)、(k)、(l)の信号を用いて、生成した補間信号が図2の(m)、(n)、(o)に示されている。図2の(m)、(n)、(o)の信号は、次の式により生成される、
N’=a×(N−1)+b×N
Nは、N番目のR及びG及びBである。a,bはそれぞれ異なる係数である。
N’=a×(N−1)+b×N
Nは、N番目のR及びG及びBである。a,bはそれぞれ異なる係数である。
さらにまた図2(g)、(h)、(i)の信号と図2の(j)、(k)、(l)の信号を用いて、生成した補間信号が図2の(p)、(q)、(r)に示されている。図2の(p)、(q)、(r)の信号は、次の式により生成される、
N’’=c×N+d×(N+1)
Nは、N番目のR及びG及びBである。c,dはそれぞれ異なる係数である。つぎに、上記した並列RGB信号は、次のように第1の周波数のレートで時間軸方向へ配置される。この様子が図2の(s)、(t)、(u)に記載されている。
N’’=c×N+d×(N+1)
Nは、N番目のR及びG及びBである。c,dはそれぞれ異なる係数である。つぎに、上記した並列RGB信号は、次のように第1の周波数のレートで時間軸方向へ配置される。この様子が図2の(s)、(t)、(u)に記載されている。
この配置を見ると、並列RGB信号を第1の中間並列RGB信号(例えばR0.G0,B0)とすると、この第1中間並列RGB信号の時間軸方向の隣に同じ内容の第2中間並列RGB信号(R0.G0,B0)を配置する補間処理が行われる。さらに、この第1と第2の中間並列RGB信号の時間軸の前後方向に、補間処理により生成した前並列RGB信号(R0’.G0’,B0’)、後並列RGB信号(R0’’.G0’’,B0’’)が配置される。このように配置した場合、いわゆるオーバーサンプリングとなり、サンプリングクロックは図2(v)のように第1の周波数と同じである。しかし画素の変化は、第2の周波数で変化する。
上記の並列RGB信号が、DAC23に供給され、RGB信号それぞれが並列にアナログ変換されて対応するサンプルホールド部304に入力される。
図3には、DAC23からの出力が、位相制御回路24で位相調整を受けた後、サンプルホールド部304でホールドされるタイミングの例を示している。この例では、サンプルホールド部304のサンプリング周波数を選定することで、360画素入力を320画素に変換している。
位相制御回路24では、RGB画素信号(第1の並列配置RGB画素信号又はデータ)が互いに120度位相がずれた状態にされる。
図3の(a)は、第1の周波数のクロックであり、図3の(b)は同じく第1の周波数でDAC23の変換クロックである。この結果、アナログ変換出力は、図3(c)の如く分断しているように示しているが、実際にはキャリア成分はアナログ出力である。
アナログ出力は、RGBと3系統が並列に存在するが、図では、1系統を代表して示している。例えば1’、1,1,1’’,2’、2,2,2’’,3’、3,3,3’’,が,R−1’、R−1,R−1,R−1’’,R0’、R0,R0,R0’’,R+1’、R+1,R+1,R+1’’,・・・・に対応する。
図3(d)がサンプリングクロックであり、サンプルホールド部304にて入力アナログ信号をサンプリングしている。クロックが立ち上がっている間にデータがサンプルされる。また、図3(e)がサンプリングされたデータの様子を示している。ここで画素信号の変化点と、サンプリング時点とを見ると、期間T1,T2では、サンプリング点と画素変化点が一致している。期間T3では、画素変化点(2から3への変化点)の直後にサンプリング点がある。また期間T4においても画素変化点(3から4への変化点)の直後にサンプリング点がある。期間T5では、画素変化点(4から5への変化点と5から6への変化点)の中央にサンプリング点がある。期間T6も、画素変化点(5から6への変化点と6から7への変化点)の中央にサンプリング点がある。
上記したアナログ変換及びサンプリング方法によると、データの第1の周波数クロックであるキャリアが画素信号間でほぼ均等に配分されている。つまり、信号サンプルが、時間軸方向にほぼ均一の間隔で実施される。このために画素信号に対して均一にキャリアの影響があり偏ることがない。しかもキャリアは、高周波成分であるから、サンプルホールド部304では、容量によりバイパスされて減衰される。この結果、安定した画素信号を各画素に供給し、画質劣化を抑制できる。
次に、図4を参照して、位相制御回路24とサンプルホールド部304と、表示領域301上の表示画素の並びとの関係を説明する。
図4(A),図4(B),図4(C)はそれぞれ、R,G,B画素信号をサンプリングするためのクロックである。図4(D),図4(E),図4(F)は、それぞれ、位相制御回路24から出力されたRGB画素信号である。図では、クロックベースで区分されているように示しているが、実際にはアナログ信号であるから連続している。
このように位相制御回路24は、DAC23から出力された、第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にして、並列出力された第2の並列配置RGB画素信号を得る。次にサンプルホールド部304は、それぞれ第2の並列配置RGB画素信号をサンプルして、単一画素信号の周波数の3倍の周波数である直列配置RGB画素信号を得る。このサンプル状態は、図4(G)に示すように、パネルの上の表示画素の水平方向の並びに対応している。
上記のようにRGB信号が位相制御されて、サンプリングされた場合、RGBの組、GBRの組、BRGの組のいずれがカラー表示画素を表示したとしても、元のカラー画像が再現される。
さらにこの装置において、ゲートドライバ302、ソースドライバ303により構成される表示領域用のドライバは、サンプルホールド部304からゲート部305を介して、直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する場合、次のような方法を採用している。即ち、RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,・・・・・の複数のペアを設定し、nフレームで各ペアの一方の画素信号を対応する表示画素に供給し、(n+1)フレームで各ペアの他方の画素信号を対応する表示画素に供給している。
図5には、n(nは整数)フレーム時に画素信号が供給されるRGB表示画素と、(n+1)フレーム時に画素信号が供給されるRGB表示画素とを示している。このような駆動は、例えばゲート部305の画素信号選択処理により実現される。このような駆動方が行なわれても、位相制御回路24が設けられ上記サンプリングホールドが行なわれるために、カラー画素の品質が劣化することなく表示される。つまり、位相制御回路24及びサンプルホールド部304の動作は、カラー画素の重心位置の偏りや、重心位置の乱れを防止している。図5の白丸で示すように、カラー画素の重心の位置の間隔が同じになっている。したがって、このような駆動方式(2フレーム巡回型)が採用されて、ドライバの負担の軽減、消費電力の低減を図ったとしても、画質及びカラー品質の劣化が生じることはない。
上記したようにこの発明によると、RGB画素信号のサンプリング間隔が不定・不規則となるために、カラー画素としての品質が劣化するのを防止することができる。この効果を得るために、図2、図3においては、同一画素信号のサンプリング間隔をほぼ一定間隔にする手段を説明した。また、図4、図5においては、RGB画素信号間の位相制御とサンプルホールド処理手段を説明した。さらに低消費電力、ドライバの動作負荷の軽減を得るために、2フレーム巡回型の駆動方式を説明した。
図6には、表示領域301上の表示画素の選択例を示している。図6(a)は、図4でも説明したように1水平ライン毎に表示画素が全て選択され、各表示画素に画素信号が書き込まれる例である。図6(b)は、図5で説明したように、1水平ライン毎の表示画素が、たとえば(1/2)個選択され、フレーム毎に選択画素が切り替えられる例である。図6(c)の例は、図6(b)の変形であり、1水平ライン毎の表示画素が、たとえば(1/2)個選択されるが、隣り合う水平ライン間では、選択する画素が異なる場合の例である。このような表示画素選択処理が行われても本発明の駆動方法によると、画素歪みや画質の品質劣化が抑制される。
図7は、信号処理部201の更に他の実施の形態である。図1と同一部分には同一符号を付して説明する。DAC23は、スイッチSW1を介して、補間回路22の出力又はYUV/RGB変換回路21の出力を選択的に選択するようにしても良い。また、スイッチSW2を設けて、サンプルホールド部304に対して、DAC23の出力が直接入力されるようにしてもよい。このような構成によると、DAC23がYUV/RGB変換回路21の出力を直接選択し、この状態でスイッチSW2が位相制御回路24の出力をサンプルホールド部304に導入してもよい。
ここでスイッチSW1,SW2は、製造後に固定されてもよい。または、図示しない制御部あるいは操作部からの制御信号で、任意の状態に切り替えられるようにしてもい。
または、スイッチSW1が補間回路22の出力をDAC23に導入し、この状態で、スイッチSW2がDAC23の出力を直接選択するようにしてもよい。
次に、本発明の装置が改善している点をさらに分かりやすくするために、図2、図3で説明した処理を行なわなかった場合を説明する。
ここで、デジタルアナログ変換器から出力される画素信号の変化点と、ソースドライバにおけるサンプル点との関係を示すと図8、図9に示すようになる。
図8、図9は、信号処理部で補間処理を行わずに表示部に信号を供給するときの信号を示している。図8に示すように、図8(a)は第1の周波数のクロック、図8(b)は、第2の周波数のクロックである。図8(c)はDACアナログ出力、図8(d)がソースドライバにおけるサンプリングクロックである。図8(e)には、サンプルホールド部におけるデータを示している。図8(f)に示すように、サンプリング点に対する画素データの切り替わり点を見ると、期間T1では、ずれはない。期間T2では、期間T3に移る直前に画素信号の切り替わり点(画素信号2と3の変化点)がある。期間T3では、期間T4に移る直前に画素信号の切り替わり点(画素信号3と4の変化点)がある。また、期間T5を見ると、今度は、期間T5の中央に画素信号の切り替わり点((画素信号5と6の変化点)がある。期間T7、T8を見ると、今度は、期間T7、期間T8に変化した直後にそれぞれ画素信号の切り替わり点がある。
図9(a)は第1の周波数のクロックであり、図9(b)は、第2の周波数のDACクロックである。そして、図9(c)はシリーズのYUVのデジタル映像信号であり、図9(d)、(e)、(f)が並列化されたYUVのデジタル映像信号である。そして図9(g)、(h)、(i)がYUVのデジタル映像信号から生成されたRGB信号である。この信号は、図9(j)のDACクロックにより出力される。このアナログ出力信号は、サンプルホールド部において、第2の周波数のサンプリングクロックでサンプリングされる。図9(k)がサンプリングクロックであり、図9(l),(m)がR信号のサンプル例である。
上記したように、補間処理を行わない場合には、サンプルホールド部304において、サンプルする時点と、画素データに切り替わり点との時間間隔が、小さい場合と、大きい場合があり、変動幅が大きい。しかもこの変動を与える周波数は、画素信号のサンプリング周波数に近い。このことは、サンプルホールド部304にホールドされたアナログ画素信号に対して悪影響をあたえることである。
そこでこのような問題を改善するために、この発明では、図1−図3で説明した補間処理を行うものである。これにより、画素信号の切り替わり点とサンプリング点との位相ずれがあると、アナログ画素信号には減衰しやすい高周波成分が含まれることになるが、図8、図9に示した例よりは格段と影響力が少ない。つまり画質劣化を抑制することができる。
次に、図4、図5で説明したような処理を行なわなかった場合について図10、図11を参照して説明する。図10において、図10(A)は、画素信号のサンプリングクロックであり、RGB画素信号(図10(B),図10(C),図10(D))が同じ位相である。したがって、1つのカラー画素に対応する適正な3つの画素信号は、位相が合致したRGB画素信号(たとえば丸81で囲む画素信号)である。このRGB画素信号がパネル上の対応するRGB表示画素(図10(E))に供給されれば、適切なカラー画像表示821が得られる。カラー画素表示820、821,822、823、・・・は適正なカラー画素表示である。
しかしながら、必ずしもサンプリング位相が適切な位相であるとは限らない。このような場合、歪みを持つ、あるいは品質が劣化したカラー画素表示F・・・を得ることになる。
上記したサンプリング方法の場合は、2フレーム巡回型の駆動を行なってもどうように歪みを持つ、あるいは品質が劣化したカラー画素表示を得ることになる。図11には、2フレーム巡回型の駆動が行なわれたときに駆動されるパネル上の画素の並びを示している。安定したカラー画素表示911,912,913,914・・・・、921,922,923,924・・・・が得られている場合は、歪みもなく品質も高い。しかしながらサンプリング位相がずれた場合、歪みを持ったカラー画素表示Fが得られる。図6(b)、図6(c)で説明したような表示画素選択を行なっても歪みを持ったカラー画素表示が生じる。
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
101・・・制御信号発生回路、201・・・信号処理部、300・・・表示器、304・・・サンプルホールド部、305・・・ゲート部、21・・・YUV/RGB変換回路、22・・・補間回路、23・・・デジタルアナログ変換器、24・・・位相制御回路。
Claims (9)
- 第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にする位相制御回路と、
前記位相制御回路から並列出力された第2の並列配置RGB画素信号をそれぞれサンプルして、単一画素信号の周波数の3倍の周波数である直列配置RGB画素信号を得るサンプルホールド部と、
この直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する表示領域用のドライバと、
を具備したことを特徴とする平面表示装置。 - 前記表示領域用のドライバは、前記サンプルホールド部から前記直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する場合、RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,・・・・・の複数のペアを設定し、nフレームで各ペアの一方の画素信号を対応する表示画素に供給し、(n+1)フレームで各ペアの他方の画素信号を対応する表示画素に供給することを特徴とする請求項1記載の平面表示装置。
- 前記表示領域用のドライバは、前記サンプルホールド部から前記直列配置RGB画素信号を対応する表示画素に供給する場合、RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,RG画素信号,BR画素信号,GB画素信号,・・・・・の複数のペアを設定し、nフレームで各ペアの一方の画素信号を対応する表示画素に供給し、(n+1)フレームで各ペアの他方の画素信号を対応する表示画素に供給し、
かつ同じフレーム内の上下水平ライン間では画素信号が水平方向にずれるように、一方と他方の画素信号が選択される
ことを特徴とする請求項1記載の平面表示装置。 - 前記位相制御回路は、デジタルアナログ変換器の出力である第1の並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にすることを特徴とする請求項1記載の平面表示装置。
- 前記位相制御回路は、デジタル信号である並列配置RGB画素信号が互いに120度位相がずれた状態にし、アナログデジタル変換器に供給することを特徴とする請求項1記載の平面表示装置。
- 第1の周波数(f)のクロックでシリーズ化して送られてくるYUV成分のデジタル映像信号を成分毎に分離して並列化して第2の周波数(f/N1)のクロックの並列データ列とし、並列データ列を用いて演算処理することにより、並列化した第1の中間並列RGB信号を生成する変換回路と、
前記第1の中間並列RGB信号に対して、その時間軸方向の隣に同じ内容の第2中間並列RGB信号を配置し、さらに前記第1と第2の中間並列RGB信号の時間軸方向に補間処理により生成した前並列RGB信号、後並列RGB信号を配置し、前記前並列RGB信号、第1、第2中間並列RGB信号及び後並列RGB信号を出力する補間回路と、
前記前並列RGB信号、第1、第2中間並列RGB信号及び後並列RGB信号を各R系統、G系統、B系統毎にアナログ変換して前記第1の周波数(f)のクロックで出力するデジタルアナログ変換器と、
を有し、前記デジタルアナログ変換器の出力が、前記位相制御回路に入力されることを特徴とする請求項1記載の平面表示装置。 - 前記サンプルホールド部は、
前記位相制御回路から出力され、前記第1の周波数(f)のクロックで送られてきた前記前並列RGB信号、第1、第2中間並列RGB信号及び後並列RGB信号を、それぞれ画素数変換のための第3の周波数(f/N2)のクロックでサンプルホールドする
ことを特徴とする請求項6記載の平面表示装置。 - さらに第1のスイッチが設けられ、
前記第1のスイッチは、前記デジタルアナログ変換器に対して、前記変換回路からの出力信号を直接導くか、または前記補間回路の出力信号を導くことを特徴とする請求項6記載の平面表示装置。 - 更に第2のスイッチが設けられ、
前記第2のスイッチは、前記サンプルホールド部に対して、前記デジタルアナログ変換器の出力信号を直接導くか、または、前記位相制御回路の出力信号を導くことを特徴とする請求項8記載の平面表示装置。
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