JP3167351B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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- G09G2320/041—Temperature compensation
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- G09G2320/00—Control of display operating conditions
- G09G2320/10—Special adaptations of display systems for operation with variable images
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- G09G2340/16—Determination of a pixel data signal depending on the signal applied in the previous frame
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- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
Description
【発明の詳細な説明】［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
とくに中間調表示の応答特性を考慮した駆動回路部の改
良に関する。
とくに中間調表示の応答特性を考慮した駆動回路部の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に液晶の応答速度は、液晶分子が印
加された電界によって立ち上がる速度ｔr と、電界を零
にしたときに各分子間の力によって元の状態に復帰する
速度ｔd により決まる。これらの速度ｔr ，ｔd は以下
の式で表される。 ｔr ＝ηｄ2 ／（ΔεＶ−Ｋπ2 ） …（１） ｔd ＝ηｄ2 ／Ｋπ2 …（２）
加された電界によって立ち上がる速度ｔr と、電界を零
にしたときに各分子間の力によって元の状態に復帰する
速度ｔd により決まる。これらの速度ｔr ，ｔd は以下
の式で表される。 ｔr ＝ηｄ2 ／（ΔεＶ−Ｋπ2 ） …（１） ｔd ＝ηｄ2 ／Ｋπ2 …（２）
【０００３】ここに、Ｋは、液晶の発散，ねじれ，曲げ
の弾性定数をそれぞれＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 としたときに、
Ｋ＝Ｋ1 ＋（Ｋ3 −２Ｋ2 ）／４で表される定数であ
る。Δεは、液晶分子の長軸方向の誘電率εs と短軸方
向の誘電率εp の差εs −εp である。ηは液晶分子の
ねじれ粘性、ｄは液晶セルの厚み（セルギャップ）、Ｖ
は印加電圧である。
の弾性定数をそれぞれＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 としたときに、
Ｋ＝Ｋ1 ＋（Ｋ3 −２Ｋ2 ）／４で表される定数であ
る。Δεは、液晶分子の長軸方向の誘電率εs と短軸方
向の誘電率εp の差εs −εp である。ηは液晶分子の
ねじれ粘性、ｄは液晶セルの厚み（セルギャップ）、Ｖ
は印加電圧である。
【０００４】（１），（２）式から明らかなように、液
晶の応答速度を速めるには、η，ｄを小さくするか、ま
たはＫを大きくすればよい。ただし、η，Ｋは物質定数
であり、ｄは屈折率の異方性であるΔｎとの兼ね合いで
最小透過率が決まってくるので、それ程小さくすること
はできない。そこで種々の液晶物質のブレンドによって
η，Ｋ，Δｎ等を変化させて高速応答を実現する努力が
続けられている。また、立ち上がり速度ｔr について
は、ΔεまたはＶを変化させることにより高速化するこ
とができ、立ち下がり速度ｔd については、誘電率の異
方性が低周波では正，高周波では負であることを利用し
て、電圧ＯＦＦ時に高周波を重畳して高速化した例が知
られている。
晶の応答速度を速めるには、η，ｄを小さくするか、ま
たはＫを大きくすればよい。ただし、η，Ｋは物質定数
であり、ｄは屈折率の異方性であるΔｎとの兼ね合いで
最小透過率が決まってくるので、それ程小さくすること
はできない。そこで種々の液晶物質のブレンドによって
η，Ｋ，Δｎ等を変化させて高速応答を実現する努力が
続けられている。また、立ち上がり速度ｔr について
は、ΔεまたはＶを変化させることにより高速化するこ
とができ、立ち下がり速度ｔd については、誘電率の異
方性が低周波では正，高周波では負であることを利用し
て、電圧ＯＦＦ時に高周波を重畳して高速化した例が知
られている。
【０００５】以上のような液晶応答速度の改善は、ＯＮ
／ＯＦＦの二値表示の場合有効であるが、中間調表示を
考慮した場合には状況は複雑になる。その事情を図面を
参照して以下に説明する。
／ＯＦＦの二値表示の場合有効であるが、中間調表示を
考慮した場合には状況は複雑になる。その事情を図面を
参照して以下に説明する。
【０００６】図１９は電極４１，４２間の一つの液晶分
子４３を示している。液晶分子４３は、ｘ軸に対して
θ、ｘ軸に対してφ傾いており、この状態で液晶分子４
３にｚ軸方向の電界がかかったときの流体力学方程式
は、
子４３を示している。液晶分子４３は、ｘ軸に対して
θ、ｘ軸に対してφ傾いており、この状態で液晶分子４
３にｚ軸方向の電界がかかったときの流体力学方程式
は、
【０００７】
【数１】
【０００８】で記述される。上式は非線形偏微分方程式
であり、解析的に解くことは出来ないが、数値計算によ
り解くことができる。また電極間に印加される入力電圧
Ｖは、ａ＝（εs −εp ）／εp として、
であり、解析的に解くことは出来ないが、数値計算によ
り解くことができる。また電極間に印加される入力電圧
Ｖは、ａ＝（εs −εp ）／εp として、
【０００９】
【数２】 で表される。Ｄz は電束密度である。
【００１０】以上の（３）〜（５）式を連立して解くこ
とにより、入力電圧変化による液晶分子の過渡応答特性
を求めることができる。これらの式から、液晶分子の時
間的変化量は、入力電圧に依存することが分かる。この
様にして求められた液晶分子の時間的変化量θ（ｚ，
ｔ）およびφ（ｚ，ｔ）をＢarrmanの４×４マトリクス
に入れて解くことにより、最終的な光学応答特性を導出
することができる。
とにより、入力電圧変化による液晶分子の過渡応答特性
を求めることができる。これらの式から、液晶分子の時
間的変化量は、入力電圧に依存することが分かる。この
様にして求められた液晶分子の時間的変化量θ（ｚ，
ｔ）およびφ（ｚ，ｔ）をＢarrmanの４×４マトリクス
に入れて解くことにより、最終的な光学応答特性を導出
することができる。
【００１１】一方、図２０は液晶の透過率−入力電圧特
性を示している。この特性から、通常、１００／１のコ
ントラスト比をとるためには、ノーマリ・ホワイトの場
合で５Ｖ程度の入力振幅を必要とするが、中間調レベル
だけを考えると、振幅は１．５〜２Ｖになる。以上のこ
とは、中間調レベル表示においては、応答速度が二値表
示の場合より遅くなることを示している。このことは、
液晶をＴＶ等のフルカラー表示に用いた場合問題にな
る。
性を示している。この特性から、通常、１００／１のコ
ントラスト比をとるためには、ノーマリ・ホワイトの場
合で５Ｖ程度の入力振幅を必要とするが、中間調レベル
だけを考えると、振幅は１．５〜２Ｖになる。以上のこ
とは、中間調レベル表示においては、応答速度が二値表
示の場合より遅くなることを示している。このことは、
液晶をＴＶ等のフルカラー表示に用いた場合問題にな
る。
【００１２】すなわち液晶表示装置をＴＶ等のフルカラ
ー表示に用いる場合、中間調レベルでの応答速度を１０
ｍsec 程度にする必要があるが、現状は二値表示でも２
０ｍsec 程度にしかなっていない。このため、動画表示
には著しく残像が目立ち、高画質が得られない。
ー表示に用いる場合、中間調レベルでの応答速度を１０
ｍsec 程度にする必要があるが、現状は二値表示でも２
０ｍsec 程度にしかなっていない。このため、動画表示
には著しく残像が目立ち、高画質が得られない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の液
晶表示装置では、中間調レベルでの応答速度が十分でな
く、ＴＶ等のフルカラー表示に用いた場合に高画質が得
られないという問題があった。
晶表示装置では、中間調レベルでの応答速度が十分でな
く、ＴＶ等のフルカラー表示に用いた場合に高画質が得
られないという問題があった。
【００１４】本発明はこの様な点に鑑みなされたもの
で、中間調レベルでも二値表示なみ若しくはそれ以上の
応答速度を実現し得る駆動回路を備えた液晶表示装置を
提供することを目的とする。 ［発明の構成］
で、中間調レベルでも二値表示なみ若しくはそれ以上の
応答速度を実現し得る駆動回路を備えた液晶表示装置を
提供することを目的とする。 ［発明の構成］
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる液晶表示
装置は、入力画像信号の少くとも一枚のフィールド画像
を保持する画像用記憶回路を備え、この記憶回路に保持
された画像信号と入力画像信号とから各画素の時間軸方
向のレベル変動を検出して、その出力に応じて入力画像
信号の各画素の時間軸方向に高域強調フィルタをかける
時間軸フィルタ回路を設けたことを特徴とする。
装置は、入力画像信号の少くとも一枚のフィールド画像
を保持する画像用記憶回路を備え、この記憶回路に保持
された画像信号と入力画像信号とから各画素の時間軸方
向のレベル変動を検出して、その出力に応じて入力画像
信号の各画素の時間軸方向に高域強調フィルタをかける
時間軸フィルタ回路を設けたことを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明によれば、液晶分子の応答速度が遅い場
合でも、入力画像信号の高域成分を予め持ち上げるとい
う処理を行って液晶部に供給することにより、応答の立
ち上がり，たち下がりを高速化することができる。した
がって特に中間調レベルでの応答速度が改善され、ＴＶ
等のフルカラー表示に用いて高画質を得ることができ
る。
合でも、入力画像信号の高域成分を予め持ち上げるとい
う処理を行って液晶部に供給することにより、応答の立
ち上がり，たち下がりを高速化することができる。した
がって特に中間調レベルでの応答速度が改善され、ＴＶ
等のフルカラー表示に用いて高画質を得ることができ
る。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１８】図１は第１の実施例の要部構成を示す。図
の入力画像信号Ｓ（ｔ）は、ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂに
分解した後の信号であるが、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対して同
じ処理になるので、ここではそのうちの１チャネルのみ
示している。入力画像信号Ｓ（ｔ）は、少なくとも１フ
ィールド分の画像信号を記憶する画像用記憶回路１に保
持される。差分器２は、入力画像信号Ｓ（ｔ）と画像用
記憶回路１とから、対応する各画素信号の差をとるもの
で、１フィールドの間の信号レベルの変化を検出するレ
ベル変化検出回路となっている。この差分器２から得ら
れる時間軸方向の差信号Ｓd （ｔ）は、入力画像信号Ｓ
（ｔ）と共に時間軸フィルタ回路３に入力される。
の入力画像信号Ｓ（ｔ）は、ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂに
分解した後の信号であるが、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対して同
じ処理になるので、ここではそのうちの１チャネルのみ
示している。入力画像信号Ｓ（ｔ）は、少なくとも１フ
ィールド分の画像信号を記憶する画像用記憶回路１に保
持される。差分器２は、入力画像信号Ｓ（ｔ）と画像用
記憶回路１とから、対応する各画素信号の差をとるもの
で、１フィールドの間の信号レベルの変化を検出するレ
ベル変化検出回路となっている。この差分器２から得ら
れる時間軸方向の差信号Ｓd （ｔ）は、入力画像信号Ｓ
（ｔ）と共に時間軸フィルタ回路３に入力される。
【００１９】時間軸フィルタ回路３は、差信号Ｓd
（ｔ）に応答速度に応じた重み係数αをかける重み付け
回路３２と、重み付けられた差信号と入力画像信号Ｓ
（ｔ）を加算する加算器３１とから構成されている。こ
れはレベル変動検出回路の出力と入力画像信号の各画素
の入力レベルによりフィルタ特性が変化させられる適応
型フィルタ回路である。この時間軸フィルタ回路３によ
って入力画像信号Ｓ（ｔ）は時間軸方向の高域が強調さ
れる。こうして得られた高域強調信号は、極性反転回路
４によって交流信号に変換されて液晶表示部５に供給さ
れる。液晶表示部５は、複数本のデータ信号配線とこれ
と交差する複数本の駆動信号配線の各交差部に表示電極
を持つ、アクティブマトリクス方式の液晶表示部であ
る。
（ｔ）に応答速度に応じた重み係数αをかける重み付け
回路３２と、重み付けられた差信号と入力画像信号Ｓ
（ｔ）を加算する加算器３１とから構成されている。こ
れはレベル変動検出回路の出力と入力画像信号の各画素
の入力レベルによりフィルタ特性が変化させられる適応
型フィルタ回路である。この時間軸フィルタ回路３によ
って入力画像信号Ｓ（ｔ）は時間軸方向の高域が強調さ
れる。こうして得られた高域強調信号は、極性反転回路
４によって交流信号に変換されて液晶表示部５に供給さ
れる。液晶表示部５は、複数本のデータ信号配線とこれ
と交差する複数本の駆動信号配線の各交差部に表示電極
を持つ、アクティブマトリクス方式の液晶表示部であ
る。
【００２０】図２はこの実施例により、応答特性が改善
される様子を示す信号波形である。説明を分かり易くす
るため入力画像信号Ｓ（ｔ）が１フィールド周期で変化
するものとし、図では２フィールドで信号レベルが急激
に変化している場合を示している。この場合時間軸方向
の入力信号変化すなわち差信号Ｓd （ｔ）は図に示すよ
うに、入力画像信号が正に変化するときに１フィールド
間正になり、負に変化するときに１フィールド間負にな
る。基本的にはこの差信号を入力信号に加えることによ
り、高域強調ができる。しかしながら実際には、液晶の
応答速度によって入力信号変化がどの程度液晶セルの透
過率変化になるかが変わってくるので、オーバーシュー
トが生じない範囲で補正するように重み係数αをかけ
る。これにより図示のような高域が補正された信号Ｓc
（ｔ）が得られる。この様に高域が強調される信号が液
晶表示部に入力されることにより、光学応答特性Ｉ
（ｔ）は、破線で示す従来のものに対して実線で示すよ
うに改善される。
される様子を示す信号波形である。説明を分かり易くす
るため入力画像信号Ｓ（ｔ）が１フィールド周期で変化
するものとし、図では２フィールドで信号レベルが急激
に変化している場合を示している。この場合時間軸方向
の入力信号変化すなわち差信号Ｓd （ｔ）は図に示すよ
うに、入力画像信号が正に変化するときに１フィールド
間正になり、負に変化するときに１フィールド間負にな
る。基本的にはこの差信号を入力信号に加えることによ
り、高域強調ができる。しかしながら実際には、液晶の
応答速度によって入力信号変化がどの程度液晶セルの透
過率変化になるかが変わってくるので、オーバーシュー
トが生じない範囲で補正するように重み係数αをかけ
る。これにより図示のような高域が補正された信号Ｓc
（ｔ）が得られる。この様に高域が強調される信号が液
晶表示部に入力されることにより、光学応答特性Ｉ
（ｔ）は、破線で示す従来のものに対して実線で示すよ
うに改善される。
【００２１】具体的には、図３に示すように液晶の伝達
関数をＨLCD （ωｔ）とすると、高域強調関数Ｈc （ω
ｔ）が掛けられた後の周波数特性Ｈt （ωｔ）は以下の
ようになる。 Ｈt （ωｔ）＝ＨLCD （ωｔ）・Ｈc （ωｔ） Ｈc （ωｔ） ＝α｛１−exp （ｊ・２πωｔ／ωc ）｝＋１ ωｃ＝２π／６０
関数をＨLCD （ωｔ）とすると、高域強調関数Ｈc （ω
ｔ）が掛けられた後の周波数特性Ｈt （ωｔ）は以下の
ようになる。 Ｈt （ωｔ）＝ＨLCD （ωｔ）・Ｈc （ωｔ） Ｈc （ωｔ） ＝α｛１−exp （ｊ・２πωｔ／ωc ）｝＋１ ωｃ＝２π／６０
【００２２】すなわちこの実施例では、Ｈt （ωｔ）が
広帯域化できるように、ＨLCD （ωｔ）が低下するとこ
ろをＨc （ωｔ）により補償することになる。実際にこ
の特性を求め、或いは重み係数αを決めるためには、従
来技術で説明した液晶分子のダイナミック特性を記述す
る式（３）〜（５）をαをパラメータとして解いていく
ことになる。
広帯域化できるように、ＨLCD （ωｔ）が低下するとこ
ろをＨc （ωｔ）により補償することになる。実際にこ
の特性を求め、或いは重み係数αを決めるためには、従
来技術で説明した液晶分子のダイナミック特性を記述す
る式（３）〜（５）をαをパラメータとして解いていく
ことになる。
【００２３】図４は第２の実施例の要部構成を示す。な
お以下の実施例では図１と対応する部分に図１と同一符
号を付して詳細な説明は省略する。従来技術で説明した
ように液晶の応答速度は、立上がりと立ち下がりとで異
なるのが通常である。そこで入力の変化が立上がり方向
の変化であるか、立ち下がり方向の変化であるかを検出
して、それぞれの場合で高域強調量を異ならせる方法が
考えられる。これを実現したのが第２の実施例である。
お以下の実施例では図１と対応する部分に図１と同一符
号を付して詳細な説明は省略する。従来技術で説明した
ように液晶の応答速度は、立上がりと立ち下がりとで異
なるのが通常である。そこで入力の変化が立上がり方向
の変化であるか、立ち下がり方向の変化であるかを検出
して、それぞれの場合で高域強調量を異ならせる方法が
考えられる。これを実現したのが第２の実施例である。
【００２４】すなわちこの実施例では、二つの重み付け
回路３２1 と３２2 を設け、フィールド間差分が正の場
合（つまり立上がりの時）は、高域強調のための重み係
数をα1 、負の場合（つまり立ち下がりの時）はこれを
α2 とする。これらの重み付け回路３２1 ，３２2 の出
力を切り替え回路３３により切り替えて、加算器３３に
与えるようにしている。
回路３２1 と３２2 を設け、フィールド間差分が正の場
合（つまり立上がりの時）は、高域強調のための重み係
数をα1 、負の場合（つまり立ち下がりの時）はこれを
α2 とする。これらの重み付け回路３２1 ，３２2 の出
力を切り替え回路３３により切り替えて、加算器３３に
与えるようにしている。
【００２５】これにより、図５に示すように、立ち上が
りと立ち下がりとで異なるそれぞれ最適の高域強調量を
付けた補正信号Ｓc （ｔ）を得て、光学応答特性Ｉ
（ｔ）をより高速化することができる。
りと立ち下がりとで異なるそれぞれ最適の高域強調量を
付けた補正信号Ｓc （ｔ）を得て、光学応答特性Ｉ
（ｔ）をより高速化することができる。
【００２６】図６は第３の実施例の要部構成である。図
６(a) が第２の実施例と異なる点は、高域強調量を変化
させる制御パラメータとして、入力の変化だけでなく、
入力レベルそのものをも含めたことである。これは、液
晶の応答速度が入力電圧の変化だけでなく、電圧の初期
値または変化後の電圧にも依存することを考慮して、よ
り正確な高域補償を行うためである。
６(a) が第２の実施例と異なる点は、高域強調量を変化
させる制御パラメータとして、入力の変化だけでなく、
入力レベルそのものをも含めたことである。これは、液
晶の応答速度が入力電圧の変化だけでなく、電圧の初期
値または変化後の電圧にも依存することを考慮して、よ
り正確な高域補償を行うためである。
【００２７】図６(b) は図６(a) をより一般化した実施
例である。重み付け回路３２の重み係数αは、入力のフ
ィールド間差分および入力レベルにより変化する。さら
に図６(c) に示す実施例は、高域を持ち上げたい部分の
周波数を高次のバンドパスフィルタＢＰＦ（またはハイ
パスフィルタＨＰＦ）１′により抽出して、その出力と
入力レベルにより重み付け回路３２の重み係数αを制御
する構成としている。この実施例によると、液晶の応答
特性を補償する上でより適した高域強調フィルタとする
ことができる。
例である。重み付け回路３２の重み係数αは、入力のフ
ィールド間差分および入力レベルにより変化する。さら
に図６(c) に示す実施例は、高域を持ち上げたい部分の
周波数を高次のバンドパスフィルタＢＰＦ（またはハイ
パスフィルタＨＰＦ）１′により抽出して、その出力と
入力レベルにより重み付け回路３２の重み係数αを制御
する構成としている。この実施例によると、液晶の応答
特性を補償する上でより適した高域強調フィルタとする
ことができる。
【００２８】図７は第４の実施例の要部構成を示す。従
来技術で少し説明したが、応答速度はセルギャップの二
乗ｄ2 に反比例している。つまり、セルギャップｄを小
さくすれば応答速度は速くなる。しかし、コントラスト
を高くとるためには、Δｎｄ／λ（Δｎ：屈折率の異方
性、λ：入力波長）をモーガンの条件を満たすようにし
なければならない。したがって最適なコントラストを得
るためには、Ｒ，Ｇ，Ｂによってセルギャップを変える
必要がある。これは、マルチギャップと呼ばれる。この
様な場合当然ではあるが、Ｒ，Ｇ，Ｂによって応答速度
が異なるという問題が生じる。そこでマルチギャップに
対応させるべく、Ｒ，Ｇ，Ｂでそれぞれ高域強調量を最
適に制御するようにしたのがこの実施例である。ここで
は図６(b) の基本回路を３つ用いたが、他の実施例の基
本回路３つを用いてもよい。
来技術で少し説明したが、応答速度はセルギャップの二
乗ｄ2 に反比例している。つまり、セルギャップｄを小
さくすれば応答速度は速くなる。しかし、コントラスト
を高くとるためには、Δｎｄ／λ（Δｎ：屈折率の異方
性、λ：入力波長）をモーガンの条件を満たすようにし
なければならない。したがって最適なコントラストを得
るためには、Ｒ，Ｇ，Ｂによってセルギャップを変える
必要がある。これは、マルチギャップと呼ばれる。この
様な場合当然ではあるが、Ｒ，Ｇ，Ｂによって応答速度
が異なるという問題が生じる。そこでマルチギャップに
対応させるべく、Ｒ，Ｇ，Ｂでそれぞれ高域強調量を最
適に制御するようにしたのがこの実施例である。ここで
は図６(b) の基本回路を３つ用いたが、他の実施例の基
本回路３つを用いてもよい。
【００２９】図８は第５の実施例の要部構成を示す。こ
の実施例では、図６(b) の実施例の回路に加えて、液晶
表示部５の液晶温度を検出する温度検出器６を設け、こ
の温度検出器６の出力により重み付け回路３２を制御す
るようにしている。
の実施例では、図６(b) の実施例の回路に加えて、液晶
表示部５の液晶温度を検出する温度検出器６を設け、こ
の温度検出器６の出力により重み付け回路３２を制御す
るようにしている。
【００３０】図９に示したように、液晶の応答特性には
強い温度依存性があるだけでなく、立上がりと立ち下が
りとで異なった温度依存性を示す。これは、立上がりは
粘性ηの温度依存性に大きく影響されるのに対し、立ち
下がりは粘性ηの温度依存性を分母の弾性定数Ｋの温度
特性が緩和するように働くことに起因している。したが
ってこの実施例のように、液晶温度を検出してその出力
に応じて高域強調パラメータである重み係数αを変化さ
せるように制御する事により、応答特性の最適補償を行
うことが可能になる。
強い温度依存性があるだけでなく、立上がりと立ち下が
りとで異なった温度依存性を示す。これは、立上がりは
粘性ηの温度依存性に大きく影響されるのに対し、立ち
下がりは粘性ηの温度依存性を分母の弾性定数Ｋの温度
特性が緩和するように働くことに起因している。したが
ってこの実施例のように、液晶温度を検出してその出力
に応じて高域強調パラメータである重み係数αを変化さ
せるように制御する事により、応答特性の最適補償を行
うことが可能になる。
【００３１】図１０は、液晶の物性定数の温度依存性を
示している。図に示すように液晶の物性定数は温度によ
って変化する。したがってこの物性定数の変化を検出す
ることにより温度検出を行うことができる。同じパネル
内の液晶を用いて温度検出ができれば、そのパネルに最
も適した温度補償ができる。
示している。図に示すように液晶の物性定数は温度によ
って変化する。したがってこの物性定数の変化を検出す
ることにより温度検出を行うことができる。同じパネル
内の液晶を用いて温度検出ができれば、そのパネルに最
も適した温度補償ができる。
【００３２】図１１は、その様な液晶を用いた液晶温度
検出器の構成例である。図１０に示したように液晶の誘
電率εは温度によって変化する。したがって誘電率の変
化、つまり液晶容量ＣLCD の変化を外づけの容量ＣD に
よって電圧に変換して出力するのが、図１１の温度検出
原理である。つまり、図１１の入出力の関係は、 Ｖout ＝Ｖin・ＣLCD ／（ＣD ＋ＣLCD ） と表されるので、液晶容量ＣLCD の変化を出力Ｖout の
変化として検出することができる。
検出器の構成例である。図１０に示したように液晶の誘
電率εは温度によって変化する。したがって誘電率の変
化、つまり液晶容量ＣLCD の変化を外づけの容量ＣD に
よって電圧に変換して出力するのが、図１１の温度検出
原理である。つまり、図１１の入出力の関係は、 Ｖout ＝Ｖin・ＣLCD ／（ＣD ＋ＣLCD ） と表されるので、液晶容量ＣLCD の変化を出力Ｖout の
変化として検出することができる。
【００３３】液晶温度検出法としてはこの他に、光検出
器を用いて液晶のしきい値Ｖthの温度による変化を光量
変化として検出する方法、マイクロプロセッサを用いて
ある一定時間毎に立ち上がり，立ち下がり時間を計算
し、オーバーシュートのないような制御を常にフィード
バックで行う方法等が考えられる。
器を用いて液晶のしきい値Ｖthの温度による変化を光量
変化として検出する方法、マイクロプロセッサを用いて
ある一定時間毎に立ち上がり，立ち下がり時間を計算
し、オーバーシュートのないような制御を常にフィード
バックで行う方法等が考えられる。
【００３４】図１２は、第６の実施例の要部構成であ
る。この実施例では、入力画像信号の動きを検出する動
き検出回路８が設けられている。この動き検出回路８に
より検出された動き量に応じて、フィールド内とフィー
ルド間の補間の重み付け量が決定されると共に、順次走
査変換回路７において、時間軸圧縮によりインタレース
信号（順次走査信号）に変換される。この順次走査変換
された信号が液晶を実際に駆動する信号になるので、こ
の信号が１フィールド期間つまり１画素の信号書き替え
周期にどれだけ変化したかが、液晶の応答速度を決める
重要なパラメータになる。
る。この実施例では、入力画像信号の動きを検出する動
き検出回路８が設けられている。この動き検出回路８に
より検出された動き量に応じて、フィールド内とフィー
ルド間の補間の重み付け量が決定されると共に、順次走
査変換回路７において、時間軸圧縮によりインタレース
信号（順次走査信号）に変換される。この順次走査変換
された信号が液晶を実際に駆動する信号になるので、こ
の信号が１フィールド期間つまり１画素の信号書き替え
周期にどれだけ変化したかが、液晶の応答速度を決める
重要なパラメータになる。
【００３５】そこで、記憶回路１と差分器２により求ま
る１フィールド期間内の変化量に入力レベルと動き量に
応じて変化する重み係数αを掛ける重み付け回路３２と
加算回路３１により構成される時間軸強調フィルタによ
って、順次走査変換信号が補正される。
る１フィールド期間内の変化量に入力レベルと動き量に
応じて変化する重み係数αを掛ける重み付け回路３２と
加算回路３１により構成される時間軸強調フィルタによ
って、順次走査変換信号が補正される。
【００３６】図１３は、動き検出回路８の具体的な構成
例である。輝度信号の動きは、フレームメモリ１１の入
出力の差を差分器１３により検出して、ＬＰＦ１４によ
り１フレーム差分として検出される。色信号の動きはフ
レームメモリ１１とフレーム遅延回路１２の直列回路の
入出力の差を差分器１６により検出して、ＢＰＦ１７に
より２フレーム差分として検出される。これらの差分信
号はそれぞれ絶対値検出回路１５，１８を通り、最大値
検出回路１９により最大値が検出される。この最大値検
出回路１９の出力は伸長回路２０を通り、デコーダ２１
を通って動き信号として出力される。伸長回路２０は、
速い動きに対して検出漏れがないように、２フィールド
の動き情報を利用して時空間フィルタをかけるために設
けられている。
例である。輝度信号の動きは、フレームメモリ１１の入
出力の差を差分器１３により検出して、ＬＰＦ１４によ
り１フレーム差分として検出される。色信号の動きはフ
レームメモリ１１とフレーム遅延回路１２の直列回路の
入出力の差を差分器１６により検出して、ＢＰＦ１７に
より２フレーム差分として検出される。これらの差分信
号はそれぞれ絶対値検出回路１５，１８を通り、最大値
検出回路１９により最大値が検出される。この最大値検
出回路１９の出力は伸長回路２０を通り、デコーダ２１
を通って動き信号として出力される。伸長回路２０は、
速い動きに対して検出漏れがないように、２フィールド
の動き情報を利用して時空間フィルタをかけるために設
けられている。
【００３７】この様な構成により画像の動きが検出され
るわけであるが、誤検出はやはりある。たとえば、静止
画のノイズを動画として検出すると、図１２の構成では
そのノイズをα倍してしまうことになる。
るわけであるが、誤検出はやはりある。たとえば、静止
画のノイズを動画として検出すると、図１２の構成では
そのノイズをα倍してしまうことになる。
【００３８】この誤検出を救済するためには、たとえば
重み係数αのテーブルを、図１４(a) (b) のように設定
することが考えられる。図１４(a) に示すように、動き
量が小さい時はこれをノイズと判断して、高域強調をか
けないようにする。実際に、動き量をフィールド間差分
とした場合で、図１４(a) の破線のテーブルと実線のテ
ーブルで比較した結果、実線のテーブルの方がノイズが
大幅に減少することが確認されている。
重み係数αのテーブルを、図１４(a) (b) のように設定
することが考えられる。図１４(a) に示すように、動き
量が小さい時はこれをノイズと判断して、高域強調をか
けないようにする。実際に、動き量をフィールド間差分
とした場合で、図１４(a) の破線のテーブルと実線のテ
ーブルで比較した結果、実線のテーブルの方がノイズが
大幅に減少することが確認されている。
【００３９】図１４(a) のテーブルの場合、画像によっ
ては、不連続点が目立つ可能性がある。したがって図１
４(b) に示すように段階的に理想の線に近付けるテーブ
ルを用いることも考えられる。
ては、不連続点が目立つ可能性がある。したがって図１
４(b) に示すように段階的に理想の線に近付けるテーブ
ルを用いることも考えられる。
【００４０】図１５は、図１２の実施例において、図８
の実施例と同様に液晶温度検出を行って、その出力に応
じて高域強調パラメータである重み係数αを変化させる
制御を行うようにした実施例である。
の実施例と同様に液晶温度検出を行って、その出力に応
じて高域強調パラメータである重み係数αを変化させる
制御を行うようにした実施例である。
【００４１】ところで液晶表示部に場所によって温度ム
ラがある場合、一点の温度検出では最適温度制御ができ
ない。この様な場合、液晶表示部の複数箇所の温度検出
を行うことが有効である。
ラがある場合、一点の温度検出では最適温度制御ができ
ない。この様な場合、液晶表示部の複数箇所の温度検出
を行うことが有効である。
【００４２】図１６は、この様な観点から図１５を改良
した実施例である。この実施例では、液晶表示部５を４
分割して、各小画面の４角の温度をスイッチ２２により
切り替えて検出する。スイッチ２２は画面位置検出回路
２３によって制御される。この様にして検出される複数
箇所の温度のなかから重み係数αの制御データとして最
適のものを用いる。同様の変形は、先の図１５の実施例
に対しても行うことができる。
した実施例である。この実施例では、液晶表示部５を４
分割して、各小画面の４角の温度をスイッチ２２により
切り替えて検出する。スイッチ２２は画面位置検出回路
２３によって制御される。この様にして検出される複数
箇所の温度のなかから重み係数αの制御データとして最
適のものを用いる。同様の変形は、先の図１５の実施例
に対しても行うことができる。
【００４３】なお、液晶表示部の４角の温度データをそ
のまま用いるのではなく、例えば図１７に示すような基
準となる温度ムラパターンを用意しておいて、端ｘe の
温度がＣＴ0 になったら、距離ｘ1 での温度をＣＴ1 に
するという予測を行うようにすることも有効である。
のまま用いるのではなく、例えば図１７に示すような基
準となる温度ムラパターンを用意しておいて、端ｘe の
温度がＣＴ0 になったら、距離ｘ1 での温度をＣＴ1 に
するという予測を行うようにすることも有効である。
【００４４】図１８は、図１２の実施例に対して更に、
画像信号入力部に雑音除去フィルタ２４を設けた実施例
である。先に説明したように入力信号に雑音があると、
誤検出によって雑音を増幅してしまう可能性がある。こ
の実施例のように雑音除去フィルタ２４を設けることに
よって、誤検出を少なくすることができる。この雑音除
去が有効に働くならば、動き検出回路８を省略すること
もできる。先に説明した図１，図４，図８の実施例に対
しても同様に雑音除去フィルタを入力端子部に設けるこ
とは有効である。
画像信号入力部に雑音除去フィルタ２４を設けた実施例
である。先に説明したように入力信号に雑音があると、
誤検出によって雑音を増幅してしまう可能性がある。こ
の実施例のように雑音除去フィルタ２４を設けることに
よって、誤検出を少なくすることができる。この雑音除
去が有効に働くならば、動き検出回路８を省略すること
もできる。先に説明した図１，図４，図８の実施例に対
しても同様に雑音除去フィルタを入力端子部に設けるこ
とは有効である。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、時間軸フィルタを用いて入力画像信号の高域強調を
行うことにより、液晶表示装置の応答特性を改善し、特
に中間調表示での応答速度を高速化して、残像を低減し
た高画質の液晶ＴＶを実現することができる。
ば、時間軸フィルタを用いて入力画像信号の高域強調を
行うことにより、液晶表示装置の応答特性を改善し、特
に中間調表示での応答速度を高速化して、残像を低減し
た高画質の液晶ＴＶを実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の要部構成を示す図。
【図２】同実施例の動作を説明するための信号波形図。
【図３】同実施例の高域強調フィルタの特性を示す図。
【図４】第２のの実施例の要部構成を示す図。
【図５】同実施例の動作を説明するための信号波形図。
【図６】本発明の第３の実施例の要部構成を示す図。
【図７】本発明の第４の実施例の要部構成を示す図。
【図８】本発明の第５の実施例の要部構成を示す図、
【図９】液晶の応答速度の温度依存性を示す図。
【図１０】液晶の物性定数の温度依存性を示す図。
【図１１】液晶の温度検出器の構成例を示す図。
【図１２】動き検出回路を備えた実施例の要部構成を示
す図。
す図。
【図１３】同実施例の動き検出回路の構成例を示す図。
【図１４】動き量と高域強調量の関係を示す図。
【図１５】図１２の実施例に温度検出器を設けた実施例
の要部構成を示す図。
の要部構成を示す図。
【図１６】図１５を変形して複数箇所の温度検出を行う
ようにした実施例を示す図。
ようにした実施例を示す図。
【図１７】温度制御のための基準温度分布を示す図。
【図１８】雑音除去フィルタを設けた実施例の要部構成
を示す図。
を示す図。
【図１９】液晶の応答速度を説明するための図。
【図２０】液晶の透過率の入力電圧依存性を示す図。
１…画像用記憶回路、 ２…差分器（レベル変化検出回路）、 ３…時間軸フィルタ回路、 ３１…加算器、 ３２…重み付け回路、 ３３…切替え回路、 ４…極性反転回路、 ５…液晶表示部、 ６…温度検出器。 ７…順次走査変換回路、 ８…動き検出回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−153688（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−98085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−131234（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−113294（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10299（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580 H04N 5/66 - 5/74
Claims (3)
- 【請求項１】入力画像信号の少くとも一枚のフィールド
画像を保持する画像用記憶回路と、 この記憶回路に保持された画像信号と前記入力画像信号
とから各画素の時間軸方向のレベル変動を検出するレベ
ル変動検出回路と、 この検出回路の出力に応じて前記入力画像信号の各画素
の時間軸方向に高域強調フィルタをかける時間軸フィル
タ回路と、 この時間軸フィルタ回路の出力信号が供給される液晶表
示部とを備え、 前記時間軸フィルタ回路は、前記レベル変動検出回路の
出力と前記入力画像信号の各画素の入力レベルそのもの
によりフィルタ特性が変化させられる適応型フィルタ回
路であることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】前記時間軸フィルタ回路は、前記各画素の
時間軸方向のレベル変動の極性に応じて異なる特性を持
つことを特徴する請求項１記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】入力画像信号の少くとも一枚のフィールド
画像を保持する画像用記憶回路と、 この記憶回路に保持された画像信号と前記入力画像信号
とから各画素の時間軸方向のレベル変動を検出するレベ
ル変動検出回路と、 この検出回路の出力に応じて前記入力画像信号の各画素
の時間軸方向に高域強調フィルタをかける時間軸フィル
タ回路と、 この時間軸フィルタ回路の出力信号が供給される液晶表
示部と、 この液晶表示部の液晶温度を検出して、その検出出力に
応じて前記時間軸フィルタの特性を可変制御する液晶温
度検出回路とを備え、 前記時間軸フィルタ回路は、前記レベル変動検出回路の
出力と前記入力画像信号の各画素の入力レベルそのもの
によりフィルタ特性が変化させられる適応型フィルタ回
路であることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15057791A JP3167351B2 (ja) | 1990-09-03 | 1991-06-21 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-232821 | 1990-09-03 | ||
| JP23282190 | 1990-09-03 | ||
| JP15057791A JP3167351B2 (ja) | 1990-09-03 | 1991-06-21 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04288589A JPH04288589A (ja) | 1992-10-13 |
| JP3167351B2 true JP3167351B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=26480127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15057791A Expired - Lifetime JP3167351B2 (ja) | 1990-09-03 | 1991-06-21 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3167351B2 (ja) |
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