JP2016212183A - ディスプレイ制御回路およびディスプレイ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能で画質劣化を改善可能なディスプレイ制御回路およびこのディスプレイ制御回路を搭載したディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】ディスプレイ制御回路100は、複数に分割されたパネル領域を備えるディスプレイパネル222に表示すべき映像データを受信する受信インタフェース回路10と、ルックアップテーブル若しくはメモリ240・領域算出部242・領域ガンマ補正回路244を有し、ディスプレイパネルのデータ線または走査線を駆動するドライバ224・226の動作タイミングを制御するタイミングコントローラ18と、不揮発性メモリ14と、タイミングコントローラにより設定されたタイミングと同期して、領域ガンマ補正回路により、分割されたパネル領域毎のガンマ値が補正された映像データを、外部に設けられたソースドライバへ送出する送信インタフェース回路20と備える。
【選択図】図1

Description

本実施の形態は、ディスプレイ制御回路およびディスプレイ装置に関する。
液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)パネルは、複数のデータ線と、データ線と直交するように配置される複数の走査線と、データ線および走査線の交点にマトリクス状に配置された複数のTFT(Thin Film Transistor)を備える。液晶パネルを駆動するために、複数の走査線を順に選択するゲートドライバと、各データ線に輝度に応じた電圧を印加するソースドライバが設けられる。
液晶パネルやその裏面に設けられたバックライトは経時劣化することが知られており、
使用時間が長くなると、RGBそれぞれの輝度が所望の値から乖離し、本来表示すべき色
を再現することができなくなる。このため、経時変化による画質劣化を抑制可能なディスプレイパネルの制御技術も開示されている。
特開2003−331274号公報 特開2004−200922号公報 特開2010−96893号公報
従来のディスプレイ装置では、パネルの全領域で同じガンマ値を補正しているため、各領域で色の微調整をすることができない。大型LCDなどでパネル間領域で変色するリスクがある。
本実施の形態は、LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能で画質劣化を改善可能なディスプレイ制御回路およびこのディスプレイ制御回路を搭載したディスプレイ装置を提供することにある。
本実施の形態の一態様によれば、複数に分割されたパネル領域を備えるディスプレイパネルに表示すべき映像データを受信する受信インタフェース回路と、ルックアップテーブル若しくはメモリ、領域算出部、領域ガンマ補正回路を有し、前記ディスプレイパネルのデータ線または走査線を駆動するドライバの動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、不揮発性メモリと、前記タイミングコントローラにより設定されたタイミングと同期して、前記領域ガンマ補正回路により、前記分割されたパネル領域毎のガンマ値が補正された前記映像データを、外部に設けられたソースドライバへ送出する送信インタフェース回路と備えるディスプレイ制御回路が提供される。
本実施の形態の他の態様によれば、ディスプレイパネルと、前記ディスプレイパネルのデータ線を駆動するソースドライバと、前記ディスプレイパネルの走査線を駆動するゲートドライバと、映像データを受信し、前記ソースドライバおよび前記ゲートドライバに対して、映像データを送信する上記のディスプレイ制御回路とを備えるディスプレイ装置が提供される。
本実施の形態によれば、LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能で画質劣化を改善可能なディスプレイ制御回路およびこのディスプレイ制御回路を搭載したディスプレイ装置を提供することができる。
実施の形態に係るディスプレイ装置の模式的ブロック構成図。 実施の形態に係るディスプレイ装置に適用可能なタイミングコントローラの模式的ブロック構成図。 基本技術に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネルの動作説明図。 実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネルの模式的構成図。 実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネルの変形例1の模式的構成図。 実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネルの変形例2の模式的構成図。 実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるガンマ補正の説明図。
次に、図面を参照して、本実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
又、以下に示す実施の形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
[第1の実施の形態]
図1は、実施の形態に係るディスプレイ装置300の構成を示すブロック図である。ディスプレイ装置300は、インタフェースモジュール200およびFPDモジュール220を備える。インタフェースモジュール200とFPDモジュール220は、差動ライン218を介して接続されている。
インタフェースモジュール200は、デジタルインタフェース202、アナログインタフェース204、ビデオデコーダ206、コントローラ208、フラッシュメモリ210、MCU(Micro Controller Unit)212、およびSDRAM214を備える。
デジタルインタフェース202は、パーソナルコンピュータ、DVDプレイヤやHDDレコーダなどの映像出力機器と接続され、それらから出力されるDVI(Digital Visual Interface)もしくはHDMI(High-Definition Multimedia Interface)フォーマットのデジタル映像信号を受ける。デジタル映像信号は、コントローラ208に入力される。
アナログインタフェース204は、外部の映像出力機器からアナログの映像信号を受ける。アナログインタフェース204はA/Dコンバータを含み、アナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。アナログインタフェース204の内部のPLL(Phase Locked Loop)は、基準となるクロック信号を生成する。デジタル映像信号は、コントローラ208に入力される。
ビデオデコーダ206は、チューナからのエンコードされた映像信号を受け、それをデコードする。デコードにより得られたデジタル映像信号は、コントローラ208に入力される。
コントローラ208は、フラッシュメモリ210、MCU212、SDRAM214と協調動作し、デジタルインタフェース202、アナログインタフェース204、ビデオデコーダ206のいずれかから出力される映像信号を受け、ディスプレイパネル222の解像度に応じて、映像信号を非インタレース化し、あるいはスケーリング処理を実行する。
コントローラ208から出力される映像信号は、LVDS(Low voltage differential signaling)トランスミッタ216によって差動信号に変換され、差動ライン218を介してFPDモジュール220へと送信される。
FPDモジュール220は、インタフェースモジュール200からの映像信号を受け、映像信号に応じた映像をディスプレイパネル222上に表示させる。
FPDモジュール220は、ディスプレイ制御回路100、ディスプレイパネル222、ソースドライバ224、ゲートドライバ226、バックライト制御回路228を備える。
ディスプレイパネル222は、TFT−LCDを備え、格子状に配置された複数の走査線、複数のデータ線と、それらの交点に設けられた画素を有する。ディスプレイパネル222の背面には、図示しないバックライトが配置される。バックライトはたとえば複数の冷陰極蛍光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)を備えていても良い。バックライト制御回路228は、インバータ回路を備え、ディスプレイパネル222の明るさに応じた駆動電流および駆動電圧をCCFLに供給し、その輝度を調節する。
ディスプレイ制御回路100は、インタフェースモジュール200からの映像信号を受ける。ディスプレイ制御回路100は、受信インタフェース回路10、タイマ(RTC)12、不揮発性メモリ14、DC/DCコンバータ16、SDRAM17、タイミングコントローラ(TCON)18、および送信インタフェース回路20を備える。ディスプレイ制御回路100は、ひとつの半導体基板上に集積化された機能ICで構成可能である。ディスプレイパネル222を駆動するために利用されるすべての信号は、一旦、ディスプレイ制御回路100を経由して、ソースドライバ224、ゲートドライバ226に供給される。
受信インタフェース回路10は、ディスプレイパネル222に表示すべき映像データを差動ライン218を介して受信する。
タイミングコントローラ18は、受信インタフェース回路10において映像信号を受信し、タイマ12、不揮発性メモリ14、DC/DCコンバータ16、SDRAM17、バックライト補正回路19と協調動作し、送信インタフェース回路20を介して、ディスプレイパネル222のデータ線を駆動するソースドライバ224および走査線を駆動するゲートドライバ226の動作タイミングを制御する。
タイマ12は、例えばリアルタイムクロック(RTC)であり、ディスプレイ制御回路100の累積動作時間を測定し、不揮発性メモリ14に保持する。
不揮発性メモリ14は、ディスプレイ制御回路100の電源がシャットダウンした後も、累積動作時間を示すデータを保持することができる。
ディスプレイ制御回路100の電源が投入されると、タイマ12は、不揮発性メモリ14に格納されているデータに、電源投入後の経過時間を加算することにより、ディスプレイ制御回路100の累積動作時間を管理する。
また、不揮発性メモリ14には、図2を参照して後述するように、LUT/メモリ240へ供給するメモリデータMD、領域算出部242へ供給する解像度データRD、および領域ガンマ補正回路244へ供給するパネル領域パラメータ係数PFが保持されている。
DC/DCコンバータ16は、ディスプレイパネル222、ソースドライバ224およびゲートドライバ226を駆動するのに必要なマルチレベルの電源電圧を供給する。
送信インタフェース回路20は、タイミングコントローラ18により設定されたタイミングと同期して、領域ガンマ補正回路244(図2)により、分割パネル領域のガンマ値が補正された映像データを、差動形式に変換し、ソースドライバ224へ送出する。また送信インタフェース回路20は、タイミングコントローラ18により設定されたタイミングと同期して、ゲートドライバ226に対してタイミング信号を送出する。
バックライト補正回路19は、タイマ12により測定された累積動作時間に基づき、ディスプレイパネル222のバックライトの輝度を指示する制御信号を補正する。一般的にはCCFLの輝度は、動作時間の増加にともなって低下するため、バックライト補正回路19は、累積動作時間が長くなるにしたがい、制御信号の値を大きくする。制御信号の補正には、テーブルを用いてもよいし、あるいは所定の関数に従った演算を利用してもよい。
以上、ディスプレイ装置300の構成を説明した。ディスプレイパネル222の各画素を制御するための信号は、いったんディスプレイ制御回路100を介してゲートドライバ226およびソースドライバ224へと供給される。そこでディスプレイ制御回路100にタイマを設け、累積動作時間を管理することにより、例えば、経時劣化にともなうディスプレイパネル222の分割パネル領域毎のガンマ特性の変化を予測でき、領域ガンマ補正回路16により、分割パネル領域毎のガンマ特性を好適に補正して画質の劣化を抑制することができる。さらにバックライト補正回路19を設けることにより、累積動作時間に応じてバックライトの輝度の低下を抑制できる。
実施の形態では、ソースドライバ224、ゲートドライバ226、バックライト制御回路228に対する全ての制御信号および映像信号がディスプレイ制御回路100を経由することに着目し、ディスプレイ制御回路100にタイミングコントローラ18を内蔵するとともに、タイミングコントローラ18内に配置される領域ガンマ補正回路16により、分割されたパネル領域毎のガンマ特性を好適に補正することで、パネル領域間の画質の劣化を抑制可能となる。
(タイミングコントローラ)
実施の形態に係るディスプレイ装置300に適用可能なタイミングコントローラ18の模式的ブロック構成は、図2に示すように表される。
タイミングコントローラ18は、不揮発性メモリ(EEPROM)14とバスライン250を介して接続される。タイミングコントローラ18は、図2に示すように、LUT/メモリ240と、領域算出部242と、領域ガンマ補正回路244とを備える。
LUT/メモリ240には、バスライン250を介して、不揮発性メモリ(EEPROM)14からLUT/メモリ240に蓄積するメモリデータMDが供給される。
領域算出部242には、バスライン250を介して、不揮発性メモリ(EEPROM)14から、ディスプレイパネル222の解像度データRDが供給される。ディスプレイパネル222の解像度データRDには、分割されたパネル領域毎の解像度データも含まれる。
領域ガンマ補正回路244には、バスライン250を介して、不揮発性メモリ(EEPROM)14からパネル領域パラメータ係数PFが供給される。このパネル領域パラメータ係数PFには、分割されたパネル領域毎のガンマ値の補正用のパラメータが含まれる。
更に、領域ガンマ補正回路244には、LUT/メモリ240からLUT/メモリデータLDが供給され、領域算出部242から補正用解像度データRCが供給される。ここで、LUT/メモリデータLDは、LUT/メモリ240に内蔵された記憶データである。また、補正用解像度データRCには、分割されたパネル領域毎の補正用解像度データが含まれる。
領域ガンマ補正回路16は、LUT/メモリ240から供給されるメモリデータMD、領域算出部242から供給される解像度データRD、および不揮発性メモリ14から供給されるパネル領域パラメータ係数PFに基づいて、分割されたパネル領域毎のRGB映像データのガンマ値をに補正することで、パネル領域間の画質の劣化を抑制可能となる。
領域ガンマ補正回路16は、実験もしくはシミュレーションにより算出した関数を利用して、演算処理によってパネル領域間のガンマ値を補正してもよい。ここで、実験もしくはシミュレーションにより算出した関数に基づくメモリデータは、LUT/メモリ240に記憶させていても良い。
実施の形態に係るディスプレイ装置300は、領域算出部242および領域ガンマ補正回路244を内蔵するタイミングコントローラ18を備えることで、LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能で画質劣化を改善可能である。
(ディスプレイパネル)
比較例に係るディスプレイ装置のFPDモジュール220Aにおけるディスプレイパネル222Aの動作説明図は、図3に示すように表される。
比較例に係るディスプレイ装置では、ディスプレイパネル222Aの全領域で同じガンマ値を補正しているため、各領域で色の微調整をすることができない。
例えば、走査ラインS1・S2・…・Snの矢印方向にゲートドライバ226からディスプレイパネル222Aを駆動する際、ゲート駆動信号の遅延および波形歪みなどによって、ゲートドライバ226から離隔したパネル領域Aで変色し、画質劣化するリスクがある。ソースドライバ224から離隔したパネル領域でも同様に変色し、画質劣化するリスクがある。
実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュール220におけるディスプレイパネル222の模式的構成は、図4に示すように表される。
実施の形態に係るディスプレイ装置では、ディスプレイパネル222は、図4に示すように、複数の領域に分割された分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34を備える。ここで、分割の方法や、分割数は、用途、相対的に大きなパネルサイズか否か、ディスプレイパネル222の裏面に配置されるパワートランジスタなどを含む半導体集積回路などの熱源の配置位置などに応じて、適宜選択可能である。また、分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34の個々の領域サイズも、ディスプレイパネル222の裏面に配置される熱源の配置位置およびサイズなどに応じて、適宜選択可能である。
実施の形態に係るディスプレイ装置においては、領域ガンマ補正回路16により、メモリデータMD、解像度データRD、およびパネル領域パラメータ係数PFに基づいて、分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34のRGB映像データのガンマ値を補正することで、分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34間の画質の劣化を抑制可能となる。分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34毎にガンマ値を補正しているため、各領域で色の微調整をすることができる。
例えば、走査ラインS1・S2・…・Snの矢印方向にゲートドライバ226からディスプレイパネル222を駆動する際、ゲート駆動信号の遅延および波形歪みなどによって、ゲートドライバ226から離隔したパネル領域R14・・R24・R34での変色や画質劣化も抑制可能である。すなわち、実施の形態に係るディスプレイ装置においては、ソースドライバ224から離隔したパネル領域でも変色や画質劣化も抑制可能である。
本実施の形態に係るディスプレイ装置においては、LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能であることから、画質劣化を改善可能である。
(変形例1)
実施の形態の変形例1に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネル222の模式的構成は、図5に示すように表される。
実施の形態の変形例1に係るディスプレイ装置では、ディスプレイパネル222は、図5に示すように、複数の領域に分割された分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R23を備える。ここで、領域TD1・TD2は、ディスプレイパネル222の裏面に配置されるパワートランジスタなどを含む半導体集積回路などの熱源の配置位置を模式的に表している。
分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R23の個々の領域サイズも、ディスプレイパネル222の裏面に配置される熱源の配置位置およびサイズなどに応じて、適宜選択しても良い。
図5に示される変形例1に係るディスプレイ装置においては、領域ガンマ補正回路16により、メモリデータMD、解像度データRD、およびパネル領域パラメータ係数PFに基づいて、分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R23のRGB映像データのガンマ値を補正することで、分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R23間の画質の劣化を抑制可能となる。分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R23毎にガンマ値を補正しているため、各領域で色の微調整をすることができる。
(変形例2)
実施の形態の変形例2に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるディスプレイパネル222の模式的構成は、図6に示すように表される。
実施の形態の変形例2に係るディスプレイ装置では、ディスプレイパネル222は、図6に示すように、複数の領域に分割された分割パネル領域R11・R12・R13・R14・R21・R22・R23・R24・R31・R32・R33・R34を備える。さらに、例えば、分割パネル領域R11・R12・R13・R21・R22・R31には、パネル領域パラメータ係数PFとして、それぞれ1.1・1.0・0.9・1.1・1.0・0.9が割り当てられており、分割パネル領域毎にガンマ値を補正し、各領域で色の微調整をすることができる。
(ガンマ補正)
実施の形態に係るディスプレイ装置のFPDモジュールにおけるガンマ補正の説明図は、図7に示すように表される。
例えば、RGB各8ビットデータで表された28=256階調の入出力ガンマ特性は、図7に示すように表される。図7において、横軸はガンマ補正の入力データを表し、縦軸はガンマ補正後の出力データを表す。例えば、特定の分割パネル領域において、補正前のガンマ曲線C1が得られた場合、ガンマ補正曲線C2を形成することで、補正されたガンマ曲線CIを得ることができ、分割パネル領域毎にガンマ値を補正し、各領域で色の微調整をすることができる。
実施の形態およびその変形例に係るディスプレイ装置においては、パネル領域の解像度から分割するパネル領域を算出し、また、各パネル分割領域にパラメータ係数を設けることで、各パネル分割領域のガンマ値を調整可能である。
実施の形態およびその変形例に係るディスプレイ装置においては、ソースドライバ、ゲートドライバからの距離や、パネル温度によるパネル間領域の変色を調整することが可能であるため、パネルの全領域で同じガンマ値を補正することで、画質劣化を改善することができる。
実施の形態およびその変形例に係るディスプレイ装置においては、パネル領域を水平垂直に分割し、LUT/メモリを基にパネル分割領域が有するパラメータ係数によって、各パネル分割領域のガンマ値を調整し、各パネル分割領域単位で色補正をすることができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、LCDパネル間領域のガンマ補正を実行可能で画質劣化を改善可能なディスプレイ装置を提供することができる。
を提供することができる。
[その他の実施の形態]
上記のように、本実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、本実施の形態を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
このように、本実施の形態はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
本実施の形態のディスプレイ装置は、モバイル機器、車載機器、産業機器、医療機器などのディスプレイ用の表示装置に適用可能である。
10…受信インタフェース回路
12…タイマ(RTC)
14…不揮発性メモリ(EEPROM)
16…DC/DCコンバータ
17、214…SDRAM
18…タイミングコントローラ
19…バックライト補正回路
20…送信インタフェース回路
100…ディスプレイ制御回路
200…インタフェースモジュール
202…デジタルインタフェース
204…アナログインタフェース
206…ビデオデコーダ
208…コントローラ
210…フラッシュメモリ
212…マイクロコントローラユニット(MCU)
216…LVDSトランスミッタ
218…差動ライン
220、220A…FPDモジュール
222、222A…ディスプレイパネル
224…ソースドライバ
226…ゲートドライバ
228…バックライト制御回路
240…ルックアップテーブル(LUT)若しくはメモリ
242…領域算出部
244…領域ガンマ補正回路
250…バスライン
300…ディスプレイ装置

Claims (10)

  1. 複数に分割されたパネル領域を備えるディスプレイパネルに表示すべき映像データを受信する受信インタフェース回路と、
    ルックアップテーブル若しくはメモリ、領域算出部、領域ガンマ補正回路を有し、前記ディスプレイパネルのデータ線または走査線を駆動するドライバの動作タイミングを制御するタイミングコントローラと、
    不揮発性メモリと、
    前記タイミングコントローラにより設定されたタイミングと同期して、前記領域ガンマ補正回路により、前記分割されたパネル領域毎のガンマ値が補正された前記映像データを、外部に設けられたソースドライバへ送出する送信インタフェース回路と
    備えることを特徴とするディスプレイ制御回路。
  2. 前記送信インタフェース回路は、前記タイミングコントローラにより設定されたタイミングと同期して、外部に設けられたゲートドライバに対してタイミング信号を送出することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ制御回路。
  3. 一体集積化されたことを特徴とする請求項1または2に記載のディスプレイ制御回路。
  4. 前記不揮発性メモリには、前記ルックアップテーブル若しくはメモリへ供給するメモリデータ、前記領域算出部へ供給する解像度データ、若しくは前記領域ガンマ補正回路へ供給するパネル領域パラメータ係数が保持されることを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ制御回路。
  5. DC/DCコンバータを備え、
    前記DC/DCコンバータは、前記ディスプレイパネル、前記ソースドライバ若しくは前記ゲートドライバを駆動するのに必要なマルチレベルの電源電圧を供給することを特徴とする請求項2に記載のディスプレイ制御回路。
  6. 前記領域ガンマ補正回路は、前記ルックアップテーブル若しくはメモリから供給される前記メモリデータ、前記領域算出部から供給される前記解像度データ、および前記不揮発性メモリから供給される前記パネル領域パラメータ係数に基づいて、前記分割されたパネル領域毎の前記映像データのガンマ値をに補正することで、前記分割されたパネル領域間の画質を調整可能であることを特徴とする請求項4に記載のディスプレイ制御回路。
  7. 前記領域ガンマ補正回路は、実験もしくはシミュレーションにより算出した関数に基づくメモリデータを利用して、演算処理によって前記分割されたパネル領域間のガンマ値を補正可能であることを特徴とする請求項4に記載のディスプレイ制御回路。
  8. 前記実験もしくはシミュレーションにより算出した関数に基づくメモリデータは、ルックアップテーブル若しくはメモリに記憶されることを特徴とする請求項7に記載のディスプレイ制御回路。
  9. 前記分割されたパネル領域の個々の領域サイズは、前記ディスプレイパネルの裏面に配置される熱源の配置位置およびサイズに応じて、選択可能であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のディスプレイ制御回路。
  10. ディスプレイパネルと、
    前記ディスプレイパネルのデータ線を駆動するソースドライバと、
    前記ディスプレイパネルの走査線を駆動するゲートドライバと、
    映像データを受信し、前記ソースドライバおよび前記ゲートドライバに対して、映像データを送信する請求項1〜9のいずれか1項に記載のディスプレイ制御回路と
    を備えることを特徴とするディスプレイ装置。
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