JP3446707B2 - 多階調表示装置 - Google Patents

多階調表示装置

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JP3446707B2 JP2000048900A JP2000048900A JP3446707B2 JP 3446707 B2 JP3446707 B2 JP 3446707B2 JP 2000048900 A JP2000048900 A JP 2000048900A JP 2000048900 A JP2000048900 A JP 2000048900A JP 3446707 B2 JP3446707 B2 JP 3446707B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ドットマトリクスタイ
プの表示方法、及び表示装置に係り、多色／多階調表示
を行う駆動回路の電圧設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の液晶表示装置は、入力されるイン
ターフェース信号を液晶表示装置駆動用の駆動信号に変
換し、前記駆動信号を液晶駆動手段に与え、液晶駆動手
段では、与えられた駆動信号のうち８レベルの表示デー
タを画面の一ライン分ずつ取り込み、それを表示データ
に従った８レベルの液晶駆動電源として液晶パネルに出
力することにより、画像の表示を行っている。この方式
では１９９１年電子情報通信学会春季全国大会講演論文
Ｃ−４８０に記載のように上記８レベルの電圧を均等に
分割することにより８階調の表示を行っていた。
【０００３】しかし、この方式では、電圧のレベルを均
等に分割しており、階調のバランスが人間の目に均等に
見えるか否かに関しては考慮していなかった。
【０００４】上記従来技術を図２〜図８を用いて詳しく
説明する。
【０００５】図２は従来の液晶表示装置を示すブロック
図であり、１はＲｅｄ（レッド）入力表示データ、２は
Ｇｒｅｅｎ（グリーン）入力表示データ、３はＢｌｕｅ
（ブルー）入力表示データ、４はクロックであり、入力
表示データ１〜３は、各々一画素分のデータがクロック
４に同期してシリアルに送られ、Ｒｅｄ入力表示データ
１、Ｇｒｅｅｎ入力表示データ２、Ｂｌｕｅ入力表示デ
ータ３の各々は、一画素分を３ビットで構成し８階調を
表すデータである。ここで、画素とはＲｅｄ、Ｇｒｅｅ
ｎ、Ｂｌｕｅ各々の一点灯素子のことであり、カラー表
示装置の場合、３画素で一ドットを構成している。詳細
は後で説明する。５は水平クロック、６は先頭信号であ
り、水平クロック５の一周期（一水平期間）で一水平分
のデータが送られてくる。また、先頭信号６は表示デー
タの先頭ラインを示すとともに、その一周期で一画面分
の表示データが送られてくる。７は液晶駆動信号生成
部、８は液晶表示データ、９はデータクロック、１０は
液晶水平クロック、１１は液晶先頭信号であり、液晶信
号生成部７は、入力表示データ１〜３を、液晶表示用に
Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に並び変え、８画素分パラ
レルで、一画素分のデータが８階調を表す３ビットの液
晶表示データ８を生成する。また、クロック４、水平ク
ロック５、先頭信号６を入力し、それぞれデータクロッ
ク９、液晶水平クロック１０、液晶先頭信号１１を生成
する。２１は８レベル均等液晶印加電圧生成部、２２は
８レベル均等液晶印加電圧であり、８レベル均等液晶印
加電圧生成部２１は、均等に分割された電圧を生成し、
８レベル均等の液晶印加電圧２２として出力する。１４
は日立製ＨＤ６６３１０に代表される８レベルデータド
ライバ、１５は液晶水平データであり、８レベルデータ
ドライバ１４は、液晶表示データ８をデータクロック９
で一水平分取り込んだ後、液晶水平クロック１０に同期
してその取り込んだデータを出力段に取り込み、そのデ
ータに従い、８レベル液晶印加電圧２１から一レベルを
選択し、液晶水平データ１５として出力する。したがっ
て、８レベルデータドライバ１４は、データクロック９
で取り込んでいるラインの液晶表示データ８の一ライン
前の液晶水平データ１５として出力することになる。液
晶表示データ８は、８レベルデータドライバ１４の入力
仕様に合わせたデータである。日立製ＨＤ６６３１０の
入力は一画素分のデータが３ビットで構成され、４画素
分がパラレルとなっているが、ここでは８レベルデータ
ドライバ１４の入力は、一画素分のデータが３ビットで
構成され、８画素分がパラレルとなっているものとして
以下説明する。１６は走査ドライバ、１７、１８、１９
は走査ドライバ１６の出力で、それぞれ一ライン目走査
線、二ライン目走査線、ｎライン目走査線であり、８レ
ベルデータドライバ１４の出力する液晶水平データ１５
を表示するラインの走査線に選択電圧を出力する。２０
は液晶パネルであり、水平ｍドット、垂直ｎラインの解
像度であり、液晶水平データ１５の電圧に従い、８階調
の表示を行う。
【０００６】図３は、図２において液晶駆動信号生成部
７が、入力表示データ１〜３から液晶表示データ８を生
成する動作に関連した各信号のタイミング図である。
（ａ）はＲｅｄ入力表示データ１、（ｂ）はＧｒｅｅｎ
入力表示データ２、（ｃ）はＢｌｕｅ入力表示データ３
であり、各々一画素分ずつシリアルに送られてくる信号
で、一画素分は８階調を表す３ビットデータである。
（ｄ）〜（ｆ）は（ａ）〜（ｃ）の一画素分ずつシリア
ルに送られてくる入力表示データ１〜３を、８画素分の
パラレルに変換した信号、（ｇ）は液晶表示データ８で
あり、液晶パネル２０の画素配列に合わせて、Ｒｅｄ、
Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅのデータを並び替えた８画素分の
パラレルなデータである。
【０００７】図４は、液晶パネル２０の画素構成であ
る。２３はＲｅｄ画素、２４はＧｒｅｅｎ画素、２５は
Ｂｌｕｅ画素であり、この３画素で一ドット２６が構成
される。液晶表示データ８はこの画素配列に合わせて生
成されることになる。
【０００８】図５は、８レベル均等液晶印加電圧生成部
２１の構成である。２７は液晶駆動電源、２８〜３６は
液晶駆動電源を８レベルの電圧に分圧するための抵抗、
３７〜４４はオペアンプであり、２９〜３５の抵抗値を
すべて等しくすることにより、８レベルが均等な液晶印
加電圧２２を生成する。そのときの電圧値を表１に示
す。
【０００９】
【表１】
【００１０】図６は、８レベルデータドライバ１４の詳
細を示すブロック図である。４５はデータシフト部、４
６はシフトデータであり、データシフト部４５はデータ
クロック９に従い、一ライン分のデータを一水平期間中
に取り込み、シフトデータ４６として出力する。４７は
１ラインラッチ手段、４８は表示データであり、１ライ
ンラッチ手段４７はシフトデータ４６を一ライン分ラッ
チし、液晶水平クロック１０に同期して表示データ４８
として出力する。４９は８レベル電圧選択部であり、表
示データ４８に従い、８レベル液晶印加電圧２２のうち
の一レベルを選択し、液晶水平データ１５（Ｘ−Ｄ１〜
Ｘ−Ｄ３ｍ）として出力する。Ｘ−Ｄ１〜Ｘ−Ｄ３ｍ
は、液晶パネル２０の解像度が水平ｍドットで、一ドッ
トが３画素で構成されることから、液晶水平データの水
平線は（３×ｍ）本となることを示している。
【００１１】図７は８レベル電圧選択部の構成を示す図
である。５０は３ｔｏ８デコーダ、５１〜５８はデコー
ダ出力線、５９〜６６はスイッチング素子、６７は液晶
水平データ線であり液晶水平データ（Ｘ−Ｄ１〜Ｘ−Ｄ
３ｍ）のうちの一本である。３ｔｏ８デコーダ５０は３
ビットの表示データ４８に従って、デコーダ出力線５１
〜５８のうちの一本を‘１’とすることにより、スイッ
チング素子５９〜６６のうち一つを‘オン’とし、８レ
ベル均等液晶印加電圧２２のうちの一レベルを選択し液
晶水平データ線６７に出力する。
【００１２】図８は、液晶の印加電圧と表示輝度の関係
の一例を示す図である。８レベルが均等に分割された液
晶印加電圧Ｖ１〜Ｖ８による表示輝度を示している。
【００１３】本発明の動作を説明するために、図２〜８
を再び参照する。図２において、液晶駆動信号生成部７
は、各々一画素分ずつシリアルで送られ、一画素分は３
ビットで８階調を表すＲｅｄ入力表示データ１、Ｇｒｅ
ｅｎ入力表示データ２、Ｂｌｕｅ入力表示データ３、ク
ロック４から、液晶表示用のデータクロック９に同期し
た８画素分パラレルで、一画素分は３ビットの液晶表示
データ８を生成し、水平クロック５、先頭信号６から、
液晶駆動用信号であるデータクロック９、液晶水平クロ
ック１０、液晶先頭信号１１を生成する。液晶表示デー
タ８の生成に関して、詳しくは後で説明する。
【００１４】８レベル均等液晶印加電圧生成部２１は、
電圧の差が均等な８レベルの液晶印加電圧２２を生成す
る。詳しくは後で説明する。
【００１５】８レベルデータドライバ１４は、液晶表示
データ８、データクロック９、液晶水平データ１０、８
レベル均等液晶印加電圧２２から、液晶水平データ１５
を生成する。詳しくは後で説明する。走査ドライバ１６
は、液晶先頭信号１１の‘１’を液晶水平クロック１０
で取り込み、一ライン目走査線１７に選択電圧を出力
し、その後液晶水平クロック１０でライン目走査線１
８、…ｎライン目走査線１９と順次シフトし、一画面の
走査を行う。走査ドライバ１６から選択電圧が出力され
た液晶パネル２０のライン上に、８レベルデータドライ
バ１４から出力される液晶水平データ１５の電圧に従っ
たが表示が行われる。
【００１６】液晶駆動信号生成部７の表示データの生成
に関する動作の詳細を図２〜４を用いて説明する。
【００１７】図２において、液晶駆動信号生成部７は、
８レベルデータドライバ１４の入力データが８ドットパ
ラレル入力という仕様のため、図３のようなデータの変
換を行う。（ａ）〜（ｃ）の入力表示データ１〜３をシ
リアル−パラレル変換し、（ｄ）〜（ｆ）の各色８画素
分パラレルなデータとする。これを図４のような液晶パ
ネル２０の画素配置に合わせて、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、
Ｂｌｕｅの順に並び替えて８画素分パラレルな液晶表示
データ８として出力する。
【００１８】８レベル均等液晶印加電圧生成部１２の動
作の詳細を図５及び表１を用いて説明する。
【００１９】図５において、抵抗２８〜３６は液晶駆動
電源２７を分圧し、オペアンプ３７〜４４を通して出力
される。抵抗２９〜３５の抵抗値はすべて等しいため、
Ｖ１〜Ｖ８は電圧差が均等な８レベル均等液晶印加電圧
２２として、表１のように出力される。
【００２０】８レベルデータドライバ１４の動作の詳細
を図６、７を用いて説明する。
【００２１】図６において、データシフト部４５は、液
晶表示データ８をデータクロック９に従い、一水平期間
中に一ライン分取り込み、シフトデータ４６として出力
する。１ラインラッチ手段４７はシフトデータ４６を水
平クロック１０に従って一ライン分ラッチし、液晶水平
クロック１０に同期して表示データ４４として出力す
る。８レベル電圧選択部４９は、表示データ４８に従
い、８レベル均等液晶印加電圧２２のうちの一レベルを
選択し、液晶水平データ１５（Ｘ−Ｄ１〜Ｘ−Ｄ３ｍ）
として出力する。
【００２２】８レベル電圧選択部４９の動作の詳細を図
７を用いて説明する。
【００２３】図７において、３ｔｏ８デコーダ５０は３
ビットの表示データ４８に従って、デコーダ出力線５１
〜５８のうちの一本を‘１’とすることにより、スイッ
チング素子５９〜６６のうちの一つを‘オン’とし、
‘オン’となったスイッチング素子を通して、８レベル
均等液晶印加電圧２２のうちの一レベルを液晶水平デー
タ線６７に出力する。
【００２４】カラー表示の動作を図４、８を用いて説明
する。
【００２５】８レベル均等液晶印加電圧２２で表示され
る８階調の輝度特性の一例は図８のようになる。図２に
おいて、Ｒｅｄ画素２３、Ｇｒｅｅｎ画素２４、Ｂｌｕ
ｅ画素２６の各々が図８のような輝度特性を持つため、
この３画素で構成される一ドット２７は５１２通りの組
合せにより５１２色での表示が行われる。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、８レ
ベル液晶印加電圧を均等に分割しているため、人間の目
に見える階調のバランスについては考慮していなかっ
た。
【００２７】本発明の目的は、表示の光学的特性に人間
の視覚特性を加味して考慮し、階調のバランスが人間の
目に均等に見える多階調表示装置の階調電圧設定方法を
提供することである。
【００２８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、階調表示の
色差を均等にするよう、８レベル液晶印加電圧を生成す
る手段を設けることにより実現できる。
【００２９】
【作用】上記８レベル液晶印加電圧生成手段は、８階調
表示を行った場合、隣の階調との色差が均等となるた
め、人間の目にバランスが均等に見える階調表示を実現
できる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図９〜１４
及び表２を用いて説明する。図１は本発明を適用した多
階調表示装置の一実施例のブロック図であり、１はＲｅ
ｄ入力表示データ、２はＧｒｅｅｎ入力表示データ、３
はＢｌｕｅ入力表示データ、４はクロックであり、本実
施例では、入力表示データ１〜３は各々クロック４に同
期し、一画素分ずつのデータがシリアルに送られ、一画
素分のデータは３ビットで８階調を表すデータとする。
７は液晶駆動信号生成部、８は液晶表示データ、９はデ
ータクロック、１０は液晶水平クロック、１１は液晶先
頭信号であり、液晶駆動信号生成部７は従来と同様に、
液晶表示データ８、データクロック９、液晶水平クロッ
ク１０、液晶先頭信号１１を生成する。１２は８レベル
液晶印加電圧生成部、１３は８レベル液晶印加電圧であ
り、８レベル液晶印加電圧生成部１２は、人間の視覚特
性を考慮した８レベル液晶印加電圧１３を生成する。１
４は８レベルデータドライバ、１５は液晶水平データで
あり、８レベルデータドライバ１４は従来と同様に液晶
水平データ１５を生成する。１６は走査ドライバ、１
７、１８、１９は走査ドライバ１６の出力で、それぞれ
一ライン目走査線、二ライン目走査線、ｎライン目走査
線であり、走査ドライバ１６は、従来と同様に８レベル
データドライバ１４の出力する液晶水平データ１５を表
示するラインの走査線に選択電圧を出力する。２０は液
晶パネルである。
【００３１】図９は８レベル液晶印加電圧生成部１２の
内部構成の一実施例である。２７は液晶駆動電源、６８
〜８３は抵抗、８４〜９１はオペアンプであり、抵抗６
８と６９、７０と７１、７２と７３、７４と７５、７６
と７７、７８と７９、８０と８１、８２と８３はそれぞ
れ液晶駆動電源２７を分圧して、オペアンプ８４〜９１
を通して８レベル液晶印加電圧１３のＶ１〜Ｖ８として
出力する。本実施例ではＶ１＞Ｖ２＞…＞Ｖ７＞Ｖ８と
し、Ｖ１によって階調１（黒表示）、Ｖ８によって階調
８（白表示）、それ以外のＶ２〜Ｖ７で階調２〜７（中
間調）を得ることとする。
【００３２】図１０は８レベル液晶印加電圧の設定の一
実施例である。Ｖ１〜Ｖ８の設定を均等にはしていな
い。
【００３３】図１１は図１０のように８レベル液晶印加
電圧１３を均等に設定しない場合に本実施例で用いた液
晶パネルで得られる８階調輝度の特性である。
【００３４】図１２はＣＩＥＬＵＶ均等色空間であり、
この色空間内の座標間の距離が人間の目に見える色の差
を表す。９２は８レベル液晶印加電圧１３のうちのＶ１
による黒表示の座標、９３はＶ８による白表示の座標、
９４は８レベル液晶印加電圧をＶ１からＶ８まで変化さ
せたときの座標の軌跡である。
【００３５】図１３は、本実施例で用いた液晶パネルの
８階調表示における各階調間の色差を示す図であり、９
９は８レベル均等液晶印加電圧２２を表１の設定にした
場合に得られる８階調の各階調間の色差、１００は８階
調間の輝度を図１１のように均等に設定して得られる各
階調間の色差、１０１は８レベル液晶印加電圧１３を表
２の設定にした場合に得られる８階調の各階調間の色差
をそれぞれ示している。
【００３６】図１４は、８レベル液晶印加電圧１３を表
２の設定にした場合に得られる表示輝度を示す図であ
る。
【００３７】図１５は、本実施例の８階調の表示輝度特
性を示す図である。
【００３８】以下、本実施例の動作を説明するために、
図１、９〜１５及び表２を再び用いる。
【００３９】図１において、液晶駆動信号生成部７は従
来と同様に、Ｒｅｄ入力表示データ１、Ｇｒｅｅｎ入力
表示データ２、Ｂｌｕｅ入力表示データ３、クロック４
から、液晶表示用のデータクロック９に同期した液晶表
示データ８を生成し、水平クロック５、先頭信号６か
ら、液晶駆動用信号であるデータクロック９、液晶水平
クロック１０、液晶先頭信号１１を生成する。
【００４０】８レベル液晶印加電圧生成部１２は、電圧
の差が任意に設定された８レベルの液晶印加電圧１３を
生成する。詳しくは後で説明する。
【００４１】８レベルデータドライバ１４は従来と同様
に、液晶表示データ８、データクロック９、液晶水平デ
ータ１０、８レベル均等液晶印加電圧１３から、液晶水
平データ１５を生成する。走査ドライバ１６は、液晶先
頭信号９の‘１’を液晶水平クロック１０で取り込み、
一ライン目走査線１７に選択電圧を出力し、その後液晶
水平クロック１０で二ライン目走査線１８、…ｎライン
目走査線１９と順次シフトし、一画面の走査を行う。走
査ドライバ１６から選択電圧が出力された液晶パネル２
０のライン上に、８レベルデータドライバ１４から出力
される液晶水平データ１５の電圧に従った表示が行われ
る。カラー表示の動作は従来と同様で、８階調の組合せ
により、５１２色での表示が行われる。
【００４２】人間の視覚特性に合わせた８レベル液晶印
加電圧１３の設定方法の詳細を図９〜図１５を用いて説
明する。
【００４３】図９において、液晶駆動用電源２７は、抵
抗６８と６９、７０と７１、７２と７３、７４と７５、
７６と７７、７８と７９、８０と８１、８２と８３によ
って任意に分圧され、オペアンプ８４〜９１を通して８
レベル液晶印加電圧１３のＶ１〜Ｖ８となる。
【００４４】Ｖ１〜Ｖ８を不均等に設定した場合の表示
輝度が図１０に示され、８階調の表示輝度特性は図１１
のようになる。この場合は表示輝度の対数が均等になる
ような設定となる。
【００４５】図１２は国際照明委員会ＣＩＥによって定
められたＣＩＥＬＵＶ均等色空間であり、この空間内座
標間の距離が人間の目に見える色の差を表す。８レベル
液晶印加電圧１３のうちのＶ１による黒表示の座標９２
と、Ｖ８による白表示の座標９３に示されている添字＊
は、光学的測定で得られる座標（Ｙ，ｕ´，ｖ´）に心
理的要素が加味されていることを示し、８レベル液晶印
加電圧をＶ１からＶ８まで変化させたときの座標の軌跡
が９４である。また、この座標は、液晶パネルの特性に
より異なるため、電圧設定後に光学測定を行うことによ
り得られる座標である。本実施例での光学測定方法を以
下に示す。
【００４６】本実施例で用いた光学測定器は、ＰＨＯＴ
Ｏ ＲＥＳＥＡＲＣＨ社製１９８０Ｂである。このＰＨ
ＯＴＯ ＲＥＳＥＡＲＣＨ社製１９８０Ｂの測定モード
の中のＳＰＥＣＴＲＡＲＡＤＩＯＭＥＴＥＲ ＭＯＤＥ
によって液晶パネル表面の光を測定することによって、
輝度を表す（Ｙ）と色を表す座標（ｕ´，ｖ´）を得る
ことができる。測定範囲は、液晶パネル中央部直径約５
ｍｍの円内である。任意の電圧設定に対して光学的測定
によって得られる座標（Ｙ，ｕ´，ｖ´）を式１に従い
計算することにより、ＣＩＥＬＵＶ均等色空間内の座標
に置き換えることができる。尚、式１において、Ｙ０は
白表示の場合の輝度、（ｕ０´，ｖ０´）は白表示の場
合の色座標をいう。
【００４７】
【数１】
【００４８】このＣＩＥＬＵＶ均等色空間内の座標間の
距離が色差と呼ばれる人間の目に見える色の差となる。
図１２の８レベル液晶印加電圧Ｖ１による黒表示と、Ｖ
８による白表示の色差の計算方法は式２のようになる。
【００４９】
【数２】
【００５０】ただし、この距離は直線距離であり、図１
２の軌跡９４の距離とは異なる。したがって、Ｖ１から
Ｖ８の間で少しずつ印加電圧を変化させ、それぞれの電
圧間での色差を計算し累計することにより、隣接印加電
圧間の距離及び軌跡９４の距離は計算できる。本発明で
は、８階調の階調間の色差を均等にするため、この軌跡
９４を（階調数−１）分割、つまり８階調表示の場合は
７分割し、各階調間の色差が、その分割により得られた
値にほぼ一致するような印加電圧の組を求める。電圧設
定後の各階調表示について光学的測定を行い、各階調間
の色差を式２を用いて計算する。この場合、得られた色
差が要求された色差と異なる場合は、再び電圧設定、光
学的測定、色差計算を行い、要求される色差が得られる
までこれを繰り返す。こうして得られた結果を表２に示
す。
【００５１】
【表２】
【００５２】表中の色差の値は上の欄の階調との色差、
例えば階調３の欄の色差の値は階調２との色差を表して
いる。表２に示すように、各階調間の色差を均等になる
ように８レベル液晶印加電圧１３を設定することによ
り、液晶材料、カラーフィルタといった液晶パネルの特
性にかかわらず、人間の目に階調間の差が均等に見える
８階調表示を実現できる。
【００５３】図１３は、本実施例で用いた液晶パネルの
８階調表示における各階調間の色差を比較したものであ
り、表１のように電圧を均等にした場合、図１１のよう
に輝度が均等となるように電圧設定した場合、表２のよ
うに色差が均等となるように電圧設定した場合を示して
いる。
【００５４】８レベル液晶印加電圧１３を表２の設定に
した場合に本実施例で用いた液晶パネルで得られる８階
調の表示輝度は図１４のようになるため、８階調表示輝
度特性は図１５のようになる。したがって、本実施例で
用いた液晶パネルならば、色差を測定しなくても、図１
５に示すような８階調表示輝度特性となるように８レベ
ル液晶印加電圧を設定することにより、人間の目に階調
間の差が均等に見える８階調表示を実現できる。また、
液晶材料や、カラーフィルタといった液晶パネルの特性
が変わった場合でも、各階調間の色差を均等となるよう
に８レベル液晶印加電圧１３を設定することにより、液
晶パネルの特性にかかわらず、人間の目に均等に見える
８階調表示を得ることができる。
【００５５】また、ＦＲＣ（フレームレートコントロー
ル）方式で、階調数を８階調から１６階調に増やした場
合の実施例を図１６、１７及び表３、４を用いて説明す
る。
【００５６】ＦＲＣとは、ある画素について２つの階調
表示をフレーム（一画面走査期間）毎に交互に切り替え
ることにより両階調の中間の階調を得る方式である。
【００５７】図１６は本実施例を適用した液晶多階調表
示装置の一実施例のブロック図である。９５はＲｅｄ入
力表示データ、９６はＧｒｅｅｎ入力表示データ、９７
はＢｌｕｅ入力表示データ、４はクロックであり、本実
施例では、入力表示データ９５〜９７はクロック４に同
期して送られてくる４ビットデータとする。９８は階調
コントロール用液晶駆動信号生成部、８は液晶表示デー
タ、９はデータクロック、１０は液晶水平クロック、１
１は液晶先頭信号であり、階調コントロール用液晶駆動
信号生成部９５は４ビットの入力表示データ９５〜９７
を、３ビットの液晶表示データに変換し、従来と同様
に、データクロック９、液晶水平クロック１０、液晶先
頭信号１１を生成する。８レベル液晶印加電圧生成部１
２はＦＲＣ方式用の８レベル液晶印加電圧１３を生成す
る。４ビット入力表示データ９５〜９７を３ビット液晶
表示データ８へ変換する方法と８レベル液晶印加電圧の
設定方法の詳細は後で述べる。８レベルデータドライバ
１４、走査ドライバ１６、液晶パネル２０は８階調表示
と同様である。
【００５８】図１７は本実施例による１６階調表示の表
示輝度特性を表す図である。
【００５９】本実施例の動作の詳細を説明するために、
再び図１６、１７を用いる。
【００６０】図１６において、液晶駆動信号生成部９８
は、４ビットシリアルのＲｅｄ入力表示データ９５、Ｇ
ｒｅｅｎ入力表示データ９６、Ｂｌｕｅ入力表示データ
９７、クロック４から、液晶表示用のデータクロック９
に同期した３ビットの液晶表示データ８を生成する。４
ビットから３ビットへの変換の一実施例を表３に示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】２種類の３ビットデータが示されている階
調がＦＲＣ方式を行っている階調であり、階調コントロ
ール用液晶表示データ生成部９８は、この２種類のデー
タをフレーム毎に切り替える。
【００６３】また、８階調表示の場合と同様に、水平ク
ロック５、先頭信号６から、液晶駆動用信号であるデー
タクロック９、液晶水平クロック１０、液晶先頭信号１
１を生成する。
【００６４】８レベル液晶印加電圧生成部１２は、電圧
の差が任意に設定された８レベルの液晶印加電圧１３を
生成する。電圧の設定は、８階調表示の場合と同様の輝
度特性を示すように設定する。その場合の電圧値と各階
調間の色差は表３に示す。表３に示すとおり、色差は平
均７．１に対し、±約５０％の誤差があり、ＦＲＣ方式
を用いているため調整に限界があるが、目視評価で問題
はないレベルである。図１７の１６階調表示輝度特性
は、同じ特性の液晶パネルを用いた場合、８階調の表示
輝度特性と同様の特性を示す。
【００６５】なお、本実施例における色差の誤差が大き
いのは、ＦＲＣ方式では、ＦＲＣによらない階調（例え
ば階調３）の電圧値を変化させると、その隣りのＦＲＣ
階調（階調２と４）の電圧値も変化するので、色差の均
等化が困難だからである。
【００６６】８レベルデータドライバ１４は従来と同様
に、液晶表示データ８、データクロック９、液晶水平デ
ータ１０、８レベル均等液晶印加電圧１３から、液晶水
平データ１５を生成する。走査ドライバ１６は、液晶先
頭信号９の‘１’を液晶水平クロック１０で取り込み、
一ライン目走査線１７に選択電圧を出力し、その後液晶
水平クロック１０で二ライン目走査線１８、…ｎライン
目走査線１９と順次シフトし、一画面の走査を行う。液
晶パネル２０の走査ドライバ１６から選択電圧が出力さ
れたライン上に、８レベルデータドライバ１４から出力
される液晶水平データ１５が表示される。
【００６７】また、図１６において、８レベル液晶印加
電圧生成部をＲｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅそれぞれ独
立に設け、階調コントロール用液晶駆動信号生成部９８
も、４ビットから３ビットへのデータ変換をＲｅｄ、Ｇ
ｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅそれぞれ独立に行うことにより、各
色で、人間の目に均等に見える１６階調を得ることがで
きる。
【００６８】表４は、図１７のような輝度特性を持つ１
６階調表示を得るための電圧設定とＦＲＣ方式の組合せ
の別の実施例である。組合せを変えても、各階調間の色
差が均等であれば、人間の目に階調間の差が均等に見え
る１６階調表示を得ることができる。また、本実施例で
用いた液晶パネルならば、色差を測定しなくても、図１
７に示すような１６階調表示輝度特性に合わせることに
よって、人間の目に階調間の差が均等に見える１６階調
表示を得ることができる。
【００６９】
【表４】
【００７０】更に、階調数が増えた場合でも、各階調間
の色差が均等であれば、人間の目に階調間の差が均等に
見える多階調表示を得ることができ、本実施例で用いた
液晶パネルならば、図１７のような曲線に表示輝度特性
を合わせることにより、人間の目に階調間の差が均等に
見える階調表示を得ることができる。また、液晶材料
や、カラーフィルタといった液晶パネルの特性が変わっ
た場合でも、各階調間の色差を均等にすることにより、
液晶パネルの特性にかかわらず、人間の目に階調間の差
が均等に見える階調表示を得ることができる。
【００７１】
【発明の効果】本発明によれば、階調表示の隣合う階調
間の色差を均等にすることにより、液晶材料、カラーフ
ィルタ等の液晶パネルの特性にかかわらず、人間の目に
階調間の差が均等に見える多階調表示を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた８階調表示装置の一実施例のブ
ロック図である。
【図２】従来の８階調表示装置のブロック図である。
【図３】図２に示す液晶駆動信号生成部の動作タイミン
グ図である。
【図４】図２に示す液晶パネルの画素構成図である。
【図５】図２に示す８レベル均等液晶印加電圧生成部の
内部構成図である。
【図６】図２に示す８レベルデータドライバのブロック
図である。
【図７】図６に示す８レベル電圧選択部の内部構成図で
ある。
【図８】液晶印加電圧と表示輝度関係の一例を示す図で
ある。
【図９】図１に示す８レベル液晶印加電圧生成部の内部
構成図である。
【図１０】８レベル液晶印加電圧の設定の一例を示す図
である。
【図１１】図１０の電圧設定で得られる８階調表示輝度
の特性を示す図である。
【図１２】ＣＩＥＬＵＶ均等色空間内の白表示と黒表示
の座標を示す図である。
【図１３】表１、図１０、表２に示す電圧設定で得られ
る８階調の各階調間の色差を表す図である。
【図１４】色差が均等になるように電圧を設定した場合
の表示輝度を示す図である。
【図１５】図１３の電圧設定で得られる８階調表示輝度
の特性を示す図である。
【図１６】本発明を用いた１６階調表示装置の一実施例
のブロック図である。
【図１７】本発明による１６階調表示の表示輝度特性を
示す図である。
【符号の説明】
１…３ビットＲｅｄ入力表示データ、 ２…３ビットＧｒｅｅｎ入力表示データ、 ３…３ビットＢｌｕｅ入力表示データ、 ４…クロック、 ５…水平クロック、 ６…先頭信号、 ７…液晶駆動信号生成部、 ８…液晶表示データ、 ９…データクロック、 １０…液晶水平クロック、 １１…液晶先頭信号、 １２…８レベル液晶印加電圧生成部、 １３…８レベル液晶印加電圧、 １４…８レベルデータドライバ、 １５…液晶水平データ、 １６…走査ドライバ、 １７…１ライン目走査線、 １８…２ライン目走査線、 １９…ｎライン目走査線、 ２０…液晶パネル、 ２１…８レベル均等液晶印加電圧生成部、 ２２…８レベル均等液晶印加電圧、 ２３…Ｒｅｄ画素、 ２４…Ｇｒｅｅｎ画素、 ２５…Ｂｌｕｅ画素、 ２７…液晶駆動電源、 ４５…データシフト部、 ４６…シフトデータ、 ４７…１ラインラッチ手段、 ４８…表示データ、 ４９…８レベル電圧選択部、 ５０…３ｔｏ８デコーダ、 ６７…液晶水平データ線、 ９５…４ビットＲｅｄ入力表示データ、 ９６…４ビットＧｒｅｅｎ入力表示データ、 ９７…４ビットＢｌｕｅ入力表示データ、 ９８…階調コントロール用液晶駆動信号生成部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西谷 茂之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニ クス機器開発研究所内 (72)発明者 滝田 功 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社日立製作所マイクロエレクトロニ クス機器開発研究所内 (72)発明者 高橋 考次 千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G09G 3/00 - 3/38 G02F 1/133 505 - 580

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】８階調以上を表示可能な液晶パネルを備え
    た多階調表示装置において、各階調に対応する階調電圧を生成する電圧生成部と、 前記各階調に対応する階調電圧から、表示データに応じ
    た階調電圧を選択し、前記液晶パネルへ出力するデータ
    ドライバと、 前記階調電圧を印加すべき前記液晶パネルの画素のライ
    ンを選択するための選択電圧を、前記液晶パネルへ出力
    する走査ドライバとを備え、 前記各階調間の色差が、前記階調に対応した階調電圧の
    入力を受けている前記液晶パネルの表面の光が光学測定
    器によって測定された結果として輝度と色座標が得られ
    た場合、均等であり、 前記各階調間の色差は、前記各階調の前記輝度と色座標
    から計算され ることを特徴とする多階調表示装置。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の多階調表示装置におい
    て、前記色差は、前記色差をdB*、前記輝度をY、前記色座標
    を（u', v'）、白表示の場合の輝度をY0、白表示の場合
    の色座標を（u0', v0'）、前記ＣＩＥＬＵＶ均等色空間
    内の座標を（L*, u*, v*）とした場合に、 【数３】 を用いて計算されることを特徴とする多階調表示装置。
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