JP3962947B2 - 分散式データ信号変換のための装置および方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本出願には、2001年4月17日出願の台湾国出願番号90109219が参照により組み込まれている。
本発明は、一般的に、データ信号変換のための装置および方法に関し、特に、データ信号分散変換のための装置および方法に関する。
【0002】
【関連技術の説明】
人間と機械のコミュニケーション手段として、表示装置が使用されている。市場では、2つの種類の表示装置、すなわち、陰極線管(CRT)ディスプレイと液晶ディスプレイ(LCD)が入手可能である。CRTディスプレイについては、その技術や生産が十分開発されているので、高品質カラー画像を提供するものでも比較的低価格であり、幅広く使用されている。しかし、CRTディスプレイは、サイズが大きく、高レベルの電磁波を発生する。一方、LCDは、よりコンパクトで、電磁波の発生が低い。したがって、薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ(TFT−LCD)などのLCDは、CRTディスプレイに取って代わりつつある。
【0003】
図1のブロック図を参照して、TFT−LCD100は、ディスプレイパネル110と、データドライバ120と、走査ドライバ130とを備えている。ディスプレイパネル110は、m×n配列を形成するように構成された複数のピクセルユニットPを備えており、各ピクセルユニットPは、薄膜トランジスタと、液晶素子(図示せず)とを備えている。各列のピクセルユニットに関して、薄膜トランジスタのソース電極が電気的に接続され、ディスプレイパネル110内に導出されるm本のデータライン122を構成している。同様に、各行のピクセルユニットに関して、薄膜トランジスタのゲート電極が電気的に接続され、ディスプレイパネル110内に導出されるn本の走査ライン132を構成している。データドライバ120は、フロントエンドプロセッサ126と、データ信号変換装置128とを備えており、デジタル画像データDを受信してアナログ信号Aを出力するために使用される。フロントエンドプロセッサ126は、デジタル画像データDを受信し、デジタルデータ信号D'を出力するために使用される。データ信号変換装置128は、フロントエンドプロセッサ126およびディスプレイパネル110に接続され、デジタルデータ信号D'を受信してデジタルデータ信号D'のデジタル/アナログ(D/A)変換を行ってアナログデータ信号Aを生成し、ディスプレイパネル110に出力するために使用される。走査ドライバ130は、走査ライン132に接続され、水平同期(HSYNC)信号および垂直同期(VSYNC)信号を受信するためのものである。
【0004】
VSYNC信号に応じて、走査ドライバ130は、各走査ライン132(走査ライン132(k)、k=1〜n)を順次選択し、選択された走査ラインの薄膜トランジスタの全てをオンする。走査ライン132(k)の全ての薄膜トランジスタをオンすると、液晶素子の中間調の制御のために、走査ライン132(k)の薄膜トランジスタのソース電極およびドレイン電極を介して、データドライバ120からのアナログデータ信号Aを走査ライン132(k)の液晶素子に与える。この様にして、データドライバ120は、アナログデータ信号Aに応じて液晶素子の中間調レベルを制御する。走査ドライバ130は、VSYNC信号を受信すると、最初(k=1)から最後(k=n)まで走査ライン132を一度に連続してオンを再開する。一般的に、2つの連続するHSYNC信号間の時間隔を水平走査時間として示し、2つの連続するVSYNC信号間の時間隔を垂直走査時間として示す。フレームを表示するために、フレームの一水平ラインを完結するのに一水平走査時間かかり、全フレームを完結するのに一垂直走査時間かかる。
【0005】
実際、同じ極性の電圧が連続的に液晶素子に印加されると、液晶素子は容易に損傷を受ける。したがって、液晶素子の損傷を回避するために、データドライバ120は、極性反転を適用してもよい。ドット反転や列反転などの極性反転は、正電圧と負電圧を交互に液晶素子に出力することである。
図2は、図1に示すデータ信号変換装置128の詳細を示す。データ信号変換装置128は、デジタル/アナログ(D/A)変換装置を備えている。D/A変換装置は、デジタルデータ信号D'を受信し、デジタルデータ信号D'の極性反転を行い、アナログデータ信号Aを出力するためのものである。D/A変換装置は、m個のデマルチプレクサ202と、m個のマルチプレクサ204と、m+1個のデジタル/アナログ変換素子206と、m+1個の出力バッファ210とを備えている。例えば、デマルチプレクサ202(i)は、デジタルデータ信号D'(i)を受信し、デジタルデータ信号D'(i)を極性反転法に従ってD/A変換素子206(i)または206(i+1)に出力するために使用される。iが奇数である場合、D/A変換素子206(i)は、正の極性を有する変換データ信号S(i)を出力する。iが偶数である場合、D/A変換素子206(i)は、負の極性を有する変換データ信号S(i)を出力する。出力バッファ210(i)は、変換データ信号S(i)を受信し、バッファデータ信号S'(i)を出力し、バッファデータ信号S'(i)をマルチプレクサ204(i−1)、204(i)に供給するために使用される。マルチプレクサ204(i)は、バッファデータ信号S'(i)、S'(i+1)をそれぞれ出力バッファ210(i)、210(i+1)から受信して、デマルチプレクサ202(i)に応じてデジタルデータ信号A(i)を選択的に出力するために使用される(ただし、A(i)は、S'(i)またはS'(i+1)である)。例えば、デマルチプレクサ202(i)は、デジタルデータ信号D'(i)をD/A変換素子206(i+1)に出力し、マルチプレクサ204(i)は、S'(i+1)をアナログデータ信号A(i)として出力する。この様に、デマルチプレクサ202およびマルチプレクサ204を用いることによって、個々のアナログデータ信号Aの極性を極性反転法に従って変更でき、極性反転後のアナログデータ信号Aを適切なデータライン122に関連付ける。したがって、デマルチプレクサ202(i)およびマルチプレクサ204(i)がHSYNC信号に従ってアナログデータ信号A(i)の極性を変更する場合は、ドット反転が達成される。デマルチプレクサ202(i)およびマルチプレクサ204(i)がVSYNC信号に従ってアナログデータ信号A(i)の極性を変更する場合は、列反転の効果が達成される。
【0006】
しかし、データドライバからのアナログデータ信号は、異なるオフセット電圧を有し、オフセット電圧は、LCD上に表示される中間調ラインに対応し、各表示ピクセルの輝度の均一性に影響を与える。一般的に、データドライバは、出力バッファ210内の動作アンプの出力電圧レベルのバラツキによりオフセット電圧を発生する。動作アンプの出力電圧レベルのオフセットは、一般的に50mV〜60mVの範囲であるが、LCDにより許容されるオフセット電圧は10mV以内である。動作アンプの出力オフセットが極端に許容値を上回ると、ディスプレイパネル110の関連液晶素子は、望ましくない濃い色や薄い色のピクセルユニットとなる。
【0007】
図3Aは、TFT−LCD100により表示されたフレーム300を示し、各四角形はピクセルユニットを表し、出力バッファ210(j)は出力オフセット電圧を有する。出力バッファ210(j)は、アナログデータ信号A(j)をデータライン122(j)に出力し、データライン122(j)により制御されるピクセルユニットは、薄い中間調ラインを表示する。図3Bは、中間調強度vsデータラインのグラフを示し、図3Aに示すデータラインはX軸に沿って示され、人間に知覚される中間調強度はY軸に沿って測定される。データドライバ120は、列反転法により画像データを出力する。光刺激は、人間の視覚系で統合されるので、出力バッファ210(j)に対応する中間調ラインは、図3Aに示すように生成される。
【0008】
図4Aは、TFT−LCD100により表示された別のフレーム400を示し、各四角形は、1つのピクセルユニットを表し、データドライバ120は、ドット反転により画像データを出力する。そして、出力バッファ210(j)が、出力オフセット電圧を有する。この様に、出力バッファ210(j)が、アナログデータ信号A(j)をデータライン122(j)に出力するか、あるいは、アナログデータ信号A(j−1)をデータライン122(j−1)に出力すると、データライン122(j)および122(j−1)により制御されるピクセルユニットは、図4Aに示す薄い中間調ポイントを表示する。上記の人間の視覚系の統合効果により、これらの薄い中間調ポイントは、実際には図4Bに示すようにLCDパネル上に表示された薄い中間調ラインとして人間に知覚される。図4BのX軸は、図4Aのデータラインを示し、Y軸は、人間の目で知覚される中間調強度を示す。
【0009】
出力信号レベルのバラツキによる表示輝度の均一性低下の問題を解決するための1つの方法としては、使用する動作アンプの出力精度を改善することである。しかし、この解決法は、LCDの設計および製造を非常に困難にする。
【0010】
【発明の概要】
したがって、本発明の目的は、データ信号分散変換のための装置および方法を提供することにある。本発明によって、ディスプレイ上の輝度の均一性低下を効果的に回避することができる。
本発明の目的は、信号分散変換方式のディスプレイに使用するデータ信号分散変換装置によって満たされる。信号分散方式のディスプレイは、ディスプレイパネルと、データドライバとを備えている。ディスプレイパネルは、多数のピクセルユニットを備え、ピクセルユニットは、m×n配列を構成するように配列されている。各行のピクセルユニットが、電気的に接続されて走査ラインを構成し、各列のピクセルユニットが、電気的に接続されてデータラインを構成する。データドライバは、ディスプレイパネルに接続されており、デジタル画像データに応じてm個のアナログデータ信号をピクセルユニットに出力するために使用される。データドライバは、フロントエンドプロセッサ素子と、データ信号分散変換装置とを備えている。フロントエンドプロセッサ素子は、デジタル画像データを受信し、m個のデジタルデータ信号を出力するために使用される。データ信号分散変換装置は、デジタルデータ信号を受信し、m個のアナログデータ信号をピクセルユニットに出力するために使用される。データ信号分散変換装置は、分散マルチプレクサと、デジタル/アナログ変換装置と、分散デマルチプレクサとを備えている。分散マルチプレクサは、p個のデジタルデータ信号を受信し、p個のデジタルデータ信号のq番目のデジタルデータ信号(ただし、p、qは正の整数であり、qはp以下である)を、重み付け曲線に従って選択し、分散法により出力するためのものである。デジタル/アナログ変換装置は、分散マルチプレクサに接続されており、q番目のデジタルデータ信号のデジタル/アナログ変換を行い、アナログデータ信号を出力するために使用される。分散デマルチプレクサは、デジタル/アナログ変換装置に接続され、p個の出力端子を有し、分散法によってq番目の出力端子を介してアナログデータ信号を出力するために使用される。
【0011】
デジタル/アナログ変換装置の出力バッファは、個々の出力バッファの出力電圧レベルのバラツキのために異なる出力オフセット電圧を有するので、出力バッファに関連する薄い中間調ラインがディスプレイ上に生成される可能性がある。本発明によれば、D/A変換装置の出力バッファとデータラインとの対応関係を変更する。この様に、個々のデータラインにおけるデジタル/アナログ変換装置の出力オフセット電圧の効果を多数のデータラインに分散して、異常に濃い色あるいは薄い色を有する望ましくないポイントをディスプレイ上で殆ど知覚不可能とする。
【0012】
本発明の目的によると、ディスプレイに使用するための信号分散方式の画像表示方法を提供し、ディスプレイは、m×n配列を構成するように配列された複数のピクセルユニットを備えている。この方法は、以下のステップを含んでいる。まず、p個のデジタルデータ信号を与える。そして、重み付け曲線に従い、分散法によって、p個のデジタルデータ信号からq番目のデジタルデータ信号を選択する。q番目のデジタルデータ信号に応じて、アナログデータ信号を生成する。最後に、画像形成のために、分散法に従ってr番目の行、q番目の列のピクセルユニットにアナログデータ信号を供給する(ただし、m、n、p、q、rは正の整数であり、qはp以下であり、rはm以下である)。
【0013】
本発明の他の目的、特徴、利点は、以下の限定的でない好適な実施形態の詳細な説明により明らかになるであろう。以下、添付の図面を参照しながら、本発明について説明する。
【0014】
【発明の実施の形態】
図5を参照して、これは、本発明の好適な実施形態に係る信号分散変換方式の表示装置を示すブロック図を示す。信号分散変換方式表示装置500は、ディスプレイパネル510と、データドライバ520と、走査ドライバ530とを備えている。ディスプレイパネル510は、m×n配列を形成するように構成された複数のピクセルユニットPを備え、各ピクセルユニットPは、薄膜トランジスタと、液晶素子とを備えている。各列のピクセルユニットに関して、薄膜トランジスタのソース電極は、電気的に接続されて、ディスプレイパネル510内に導出されるm本のデータライン522を構成する。同様に、各行のピクセルユニットに関して、薄膜トランジスタのゲート電極は、電気的に接続されて、ディスプレイパネル510内に導出されるn本の走査ライン532を構成する。データドライバ520は、フロントエンドプロセッサ526と、データ信号分散変換装置528とを備えており、デジタル画像データDを受信し、アナログデータ信号Aを出力するために使用される。フロントエンドプロセッサ526は、デジタル画像データDを受信し、デジタルデータ信号D'を出力するために使用される。データ信号分散変換装置528は、フロントエンドプロセッサ526およびデータライン522に接続され、デジタルデータ信号D'を受信し、デジタルデータ信号D'のデジタル/アナログ(D/A)変換を行ってアナログデータ信号Aを生成し、データライン522に出力するために使用される。走査ドライバ530は、走査ライン532に接続され、水平同期(HSYNC)信号と垂直同期(VSYNC)信号とを受信するためのものである。
【0015】
走査ドライバ530は、VSYNC信号に従って走査ライン532の1つ、例えば、走査ライン532(k)(ただし、kはn以下の正の整数)を順次選択して、その走査ラインの薄膜トランジスタの全てをオンする。走査ライン532(k)の全ての薄膜トランジスタがオンされると、走査ライン532(k)の薄膜トランジスタのソース電極とドレイン電極を介して、走査ライン532(k)の液晶素子にデータドライバ520からのアナログデータ信号Aを与えることができ、データドライバ520は、アナログデータ信号Aに従って中間調で液晶素子を制御する。走査ドライバ530がVSYNC信号を受信すると、走査ドライバ530は、走査ライン532の1つを最初から連続してオンを再開する。
【0016】
図6は、図5のデータ信号分散変換装置528のブロック図である。データ信号分散変換装置528は、デジタル/アナログ(D/A)変換装置600と、分散マルチプレクサ640と、分散デマルチプレクサ642とを備えている。この実施形態において、分散マルチプレクサ640は、3対1ラインマルチプレクサであり、すなわち、それぞれが3個の入力端子と1個の出力端子とを有する。さらに、分散デマルチプレクサ642は、1対3ラインデマルチプレクサであり、すなわち、それぞれが1個の入力端子と3個の出力端子とを有する。実際、本発明によれば、少なくとも2対1ラインマルチプレクサと1対2ラインデマルチプレクサが、それぞれ、分散マルチプレクサと分散デマルチプレクサとして機能する。分散マルチプレクサ640(i)は、デジタルデータ信号D'(i)、D'(i+1)、D'(i+2)を受信して、後述の分散法に従って、デジタルデータ信号D'(i)、D'(i+1)、D'(i+2)のうちの1つを分散データ信号D"(i)として選択するために使用される。デジタル/アナログ変換装置600は、分散マルチプレクサ640に接続され、分散データ信号D"を受信して分散データ信号D"のデジタル/アナログ変換を行い、アナログデータ信号Tを出力するために使用される。デジタル/アナログ変換装置600は、デジタル/アナログ変換素子606と、出力バッファ610とを備えており、アナログデータ信号Tを出力するために使用される。デジタル/アナログ変換素子606は、分散マルチプレクサ640に接続され、出力バッファ610は、デジタル/アナログ変換素子606に接続される。分散デマルチプレクサ642(i)は、D/A変換装置600に接続され、アナログデータ信号T(i)を受信して分散マルチプレクサ640に応じてデータライン522(i)、522(i+1)、522(i+2)の1つにアナログデータ信号T(i)を出力するために使用される。例えば、分散マルチプレクサ640からの分散データ信号D"(i)がデジタルデータ信号D'(i+2)であり、アナログデータ信号T(i)がアナログデータ信号A(i+2)と等しい場合、分散デマルチプレクサ642は、アナログデータ信号T(i)をデータライン522(i+2)に出力する。この様に、アナログデータ信号Aをデータライン522に正確に関連付けることができる。さらに、分散マルチプレクサ640の全てを同期させる。すなわち、分散マルチプレクサ640(i)が、デジタルデータ信号D'(i+2)を選択し、それを分散データ信号D"(i)として出力した場合、分散マルチプレクサ640(i−1)は、デジタルデータ信号D'(i+1)を分散データ信号D"(i−1)として選択する。
【0017】
一つのデジタルデータD′ (i+1) に注目すると、このデジタルデータD′ (i+1) は、3つの分散マルチプレクサ640 (i-1) ,640 (i) ,640 (i+1) に共通に与えられており、この3つの分散マルチプレクサ640 (i-1) ,640 (i) ,640 (i+1) は、そのデジタルデータD′ (i+1) をそれぞれ選択的に出力する選択回路を形成している。デジタルデータD′ (i+1) は、この3つの分散マルチプレクサ640 (i-1) ,640 (i) ,640 (i+1) のうちの一つから出力される。
また、3つの分散マルチプレクサ640 (i-1) ,640 (i) ,640 (i+1) には、それぞれ、デジタル/アナログ変換素子606 (i-1) および出力バッファ610 (i-1) を含むデジタル/アナログ変換回路、デジタル/アナログ変換素子606 (i) および出力バッファ610 (i) を含むデジタル/アナログ変換回路、ならびにデジタル/アナログ変換素子606 (i+1) および出力バッファ610 (i+1) を含むデジタル/アナログ変換回路が接続されており、これらのデジタル/アナログ変換回路は、それぞれ、分散マルチプレクサ640 (i-1) ,640 (i) ,640 (i+1) が出力するデジタルデータである分散データ信号D″ (i-1) ,D″ (i) ,D″ (i+1) に対してデジタル/アナログ変換を行う。
さらに、前記3つのデジタル/アナログ変換回路には、それぞれ、分散デマルチプレクサ642 (i-1) ,642 (i) ,642 (i+1) が接続されており、これらは、前記デジタル/アナログ変換回路が出力するアナログデータ信号T (i-1) ,T (i) ,T (i+1) を、3個の出力端子のうちの1つから出力する選択回路を形成している。
分散マルチプレクサ640および分散デマルチプレクサ642の動作によって、D/A変換装置600の出力バッファの各出力は、3つのデータラインに分散されることになる。したがって、出力バッファの中に出力オフセット電圧を有するものがあっても、出力オフセット電圧による望ましくないポイントは、3本のデータライン内で分散される。分散された望ましくないポイントは、ディスプレイ上に薄い中間調ラインを形成することはなく、殆ど知覚不可能となるので、表示品質が向上する。
【0018】
本発明によると、出力バッファ610とデータライン522の対応関係を変更するために分散法を用いる。出力バッファ610からの出力オフセット電圧による異常に濃い色あるいは薄い色を有する望ましくないポイントは、分散法に従って分散され、望ましくないポイントは殆ど知覚不可能となる。したがって、表示輝度の均一性低下を効果的に抑制できる。分散法は、例えば、空間分散、時間分散、時間/空間分散とすることができる。
【0019】
空間分散は、各水平ラインについての出力バッファ610とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。図7Aを参照して、これは、分散法を用いずに表示したフレームを示す。図7Aにおいて、各四角形は、1つのピクセルユニットを表し、四角形内の数字は、中間調電圧をピクセルユニットに与える対応する出力バッファを示す。ピクセルユニットが陰影付きの四角形として描かれているとすると、そのピクセルユニットに関する陰影付き四角形内の数字に対応する出力バッファが、出力オフセット電圧を有することになる。図7Aから分かるように、出力バッファjが出力オフセット電圧を有し、データライン522(j)によって薄い中間調ラインが生成される。図7Bを参照して、これは、空間分散を用いて表示されたフレームを示し、出力バッファ610(j)が出力オフセット電圧を有する。さらに、分散マルチプレクサ640(j)は、D'(j)、D'(j+1)、D'(j+2)、D'(j+1)、D'(j)、D'(j+1)・・・の順序でデジタルデータ信号D'を順次選択する。分散データ変換装置がHSYNC信号を受信すると、出力バッファ610とデータライン522との対応関係が変更される。すなわち、フレームの同じライン上に当初生成されていた望ましくないポイントは、同じフレームの異なるデータラインに分散されて知覚困難となる。
【0020】
時間分散は、各フレームについての出力バッファ610とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。図8A〜図8Dを参照して、これらは、時間分散を用いて表示された一連のフレームを示し、出力バッファ610(j)が出力オフセット電圧を有する。さらに、分散マルチプレクサ640(j)は、D'(j)、D'(j+1)、D'(j+2)、D'(j+1)、D'(j)、D'(j+1)・・・の順序でデジタルデータ信号D'を順次選択する。図8Aは、第1のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j)に関連して生成されている。図8Bは、第2のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−1)に関連して生成されている。図8Cは、第3のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−2)に関連して生成されている。図8Dは、第4のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−1)に関連して生成されている。簡単に言えば、出力バッファ610(j)は、連続フレームのそれぞれについて、異なるデータラインに関連付けられる。この様にして、出力オフセット電圧による薄い中間調ラインは、分散されて知覚困難となる。
【0021】
時間/空間分散は、各水平ラインに関わる各フレームについての出力バッファ610とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。すなわち、1つのフレームの同じデータラインに当初関連していた望ましくないポイントを、異なるフレームと異なるデータラインに分散することができる。この様にして、出力バッファ610の出力オフセット電圧により生じた望ましくないポイントは、均等に分散されて殆ど知覚不可能となる。
【0022】
分散マルチプレクサ640(j)は、所定の順序またはランダムな順序、重み付け曲線に従って、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+1)、D'(j+2)のうちの1つを選択するように構成することができる。重み付け曲線の場合は、分散マルチプレクサ640(j)に出力されたデジタルデータ信号D'は、それぞれ、異なる加重値と関連付けられる。この様にして、分散マルチプレクサ640(j)は、関連する加重値に従って、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+1)、D'(j+2)のうちの1つを選択し、出力バッファ610とデータライン522との対応関係を変更する。分散マルチプレクサ640(j)が、重み付け曲線に従って、出力バッファ610とデータライン522との対応関係を変更すると、知覚される表示は、重み付け曲線を薄い中間調強度に組み込んだ結果と同等になる。例えば、図8A〜図8Dにおいて、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+1)、D'(j+2)は、それぞれ加重値1/4、2/4、1/4に関連付けられる。図9A〜図9Dを参照して、これらは、それぞれ図8A〜図8Dに示すフレームの中間調強度のグラフを示す。図10は、図8A〜図8Dに示す同等のフレームについての、人間により知覚される中間調強度のグラフである。同様に、このグラフは、重み付け曲線を薄い中間調ラインの中間調強度に組み込んだ結果を示す。この様に、望ましくないポイントは分散されて、人間により知覚される中間調強度が低下する。さらに、図10から分かるように、中央のラインが両側のラインよりも高強度を有するように、中間調強度が分配される。全体として、画像はなめらかに見え、望ましくないポイントは知覚困難となる。この様に、表示品質が向上する。
【0023】
図11を参照して、これは、図5のデータ信号分散変換装置528の別の例のブロック図を示す。図11において、データ信号分散変換装置は、異なる極性を有するアナログデータ信号を出力することができる。データ信号分散変換装置528は、デジタル/アナログ(D/A)変換装置1100と、(m+3)個の分散マルチプレクサ1140と、(m+3)個の分散デマルチプレクサ1142とを備えている。この実施形態においては、分散マルチプレクサ1140は、3対1ラインマルチプレクサであり、すなわち、それぞれが、3個の入力端子と1個の出力端子とを有する。さらに、分散デマルチプレクサ1142は、1対3ラインデマルチプレクサであり、すなわち、それぞれが、1個の入力端子と3個の出力端子とを有する。実際、本発明によれば、少なくとも2対1ラインマルチプレクサと1対2ラインデマルチプレクサが、それぞれ、分散マルチプレクサと分散デマルチプレクサとして機能する。分散マルチプレクサ1140(i)は、デジタルデータ信号D'(i)、D'(i+2)、D'(i+4)を受信して、後述の分散法に従って、デジタルデータ信号D'(i)、D'(i+2)、D'(i+4)のうちの1つを分散データ信号D"(i)として選択するために使用される。デジタル/アナログ変換装置1100は、分散マルチプレクサ1140に接続され、分散データ信号D"を受信して分散データ信号D"のデジタル/アナログ変換を行い、アナログデータ信号Tを出力するために使用される。分散デマルチプレクサ1142(i)は、D/A変換装置1100に接続され、アナログデータ信号T(i)を受信して、分散マルチプレクサ1140に応じてデータライン522(i)、522(i+2)、522(i+4)の1つにアナログデータ信号T(i)を出力するために使用される。例えば、分散マルチプレクサ1140からの分散データ信号D"(i)がデジタルデータ信号D'(i+2)である場合、アナログデータ信号T(i)は、アナログデータ信号A(i+2)と等しく、分散デマルチプレクサ1142は、アナログデータ信号T(i)をデータライン522(i+2)に出力する。この様に、アナログデータ信号Aをデータライン522に正確に関連付けることができる。さらに、分散マルチプレクサ1140の全てを同期させる。すなわち、分散マルチプレクサ1140(i)が、デジタルデータ信号D'(i+2)を選択し、それを分散データ信号D"(i)として出力した場合、分散マルチプレクサ1140(i−1)は、デジタルデータ信号D'(i+1)を分散データ信号D"(i−1)として選択する。
【0024】
デジタル/アナログ変換装置1100は、デマルチプレクサ1102と、マルチプレクサ1104と、D/A変換素子1106と、出力バッファ1110とを備えている。デマルチプレクサ1102(i)は、分散マルチプレクサ1140(i)およびD/A変換素子1106(i)、1106(i+1)に接続され、分散データ信号D"(i)を受信するために使用される。さらに、ドット反転または列反転の何れかに従って、デマルチプレクサ1102(i)は、受信した分散データ信号D"(i)をD/A変換素子1106(i)またはD/A変換素子1106(i+1)に出力する。さらに、デマルチプレクサ1102(i)の全てが同期される。すなわち、デマルチプレクサ1102(i)が、分散データ信号D"(i)をD/A変換素子1106(i+1)に出力した場合、デマルチプレクサ1102(i−1)は、分散データ信号D"(i+1)をD/A変換素子1106(i)に出力する。デジタル/アナログ変換素子1106(i)は、デマルチプレクサ1102(i)、1102(i−1)に接続され、D"(i−1)またはD"(i)を受信して変換データ信号S(i)を出力するために使用される。さらに、iが奇数である場合、D/A変換素子1106(i)は、正の極性を有する変換データ信号S(i)を出力し、iが偶数である場合、D/A変換素子1106(i)は、負の極性を有する変換データ信号S(i)を出力する。出力バッファ1110(i)は、D/A変換素子1106(i)と接続され、変換データ信号S(i)を受信して、変換データ信号S(i)に応じてバッファデータ信号S'(i)を出力し、バッファデータ信号S'(i)をマルチプレクサ1104(i)、1104(i−1)に供給するために使用される。マルチプレクサ1104(i)は、出力バッファ1110(i)、1110(i+1)に接続され、バッファデータ信号S'(i)、S'(i+1)を受信して、デマルチプレクサ1102(i)に応じてアナログデータ信号T(i)を出力するために使用される(ただし、アナログデータ信号T(i)は、S'(i)またはS'(i+1)である)。例えば、デマルチプレクサ1102(i)が、分散データ信号D"(i)をD/A変換素子1106(i+1)に出力した場合、マルチプレクサ1104(i)は、バッファデータ信号S'(i+1)をアナログデータ信号T(i)として出力する。
【0025】
図11に示された構成は、入力データを受け付ける第1選択回路としてのデマルチプレクサ1102 (i) と、出力信号を出力する第2選択回路としてのマルチプレクサ1104 (i) と、これらの間に接続された第1デジタル/アナログ変換回路(D/A変換素子1106 (i) および出力バッファ1110 (i) からなるもの)および第2デジタル/アナログ変換回路(D/A変換素子1106 (i+1) および出力バッファ1110 (i+1) からなるもの)と、デジタルデータ信号D′ (i) ,D′ (i+2) ,D′ (i+4) が与えられ、これらのいずれかを前記入力データとして出力する分散マルチプレクサ1140 (i) とを含むものとして理解される。そして、前記入力データは、前記第1または第2デジタル/アナログ変換回路によって選択的にデジタル/アナログ変換され、前記出力信号は、前記第1または第2デジタル/アナログ変換回路によって生成されることになる。
分散マルチプレクサ1140、デマルチプレクサ1102、分散デマルチプレクサ1142、マルチプレクサ1104の動作により、出力バッファ1110(i)の出力は、6本のデータライン522(i−1)〜522(i+4)に分散される。したがって、出力バッファ1110(i)が出力オフセット電圧を有する場合、出力オフセット電圧による望ましくないポイントは、6本のデータライン内に分散される。分散された望ましくないポイントは、ディスプレイ上に薄い中間調ラインを生成不可能であり、人間にとっては殆ど知覚不可能であるので、表示品質が向上する。
【0026】
本発明によれば、出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更するために分散法を使用する。この様にして、出力バッファ1110からの出力オフセット電圧による異常に濃い色または薄い色を有する望ましくないポイントが分散され、望ましくないポイントが殆ど知覚不可能になる。したがって、表示輝度の均一性低下を効果的に抑制できる。空間分散、時間分散、時間/空間分散を含む分散法を以下に説明する。
【0027】
空間分散は、各水平ラインについて出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。図12Aを参照して、これは、分散法を使用せずに表示されたフレームを示し、列反転などの極性反転が利用される。図12Aにおいて、各四角形は、1つのピクセルユニットを表し、四角形内の数字は、対応ピクセルユニットに中間調を出力する対応出力バッファを示す。さらに、四角形内の数字の前の符号は、数字に関連する出力バッファからの出力信号の極性を示す。ピクセルユニットが陰影付きの四角形として描かれているとすると、その四角形内の数字に対応する出力バッファが、出力オフセット電圧を有する。図12Aから分かるように、出力バッファ1110(j)が出力オフセット電圧を有し、データライン522(j)によって薄い中間調ラインが生成される。図12Bを参照して、これは、空間分散を用いて表示されたフレームを示し、出力バッファ1110(j)が出力オフセット電圧を有する。分散マルチプレクサ1140(j)は、D'(j)、D'(j+4)、D'(j+2)、D'(j)、D'(j+4)、D'(j+2)・・・の順序でデジタルデータ信号D'を順次選択する。分散データ変換装置がHSYNC信号を受信すると、出力バッファ1110とデータライン522との対応関係が変更される。すなわち、フレームの同じライン上に当初生成されていた望ましくないポイントは、同じフレームの異なるデータラインに分散され、知覚困難となる。
【0028】
時間分散は、各フレームについての出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。図13A〜図13Eは、時間分散を用いて表示された一連のフレームを示し、列反転を用いて極性反転を行い、出力バッファ1110(j)が出力オフセット電圧を有する。さらに、分散マルチプレクサ1140(j)は、D'(j)、D'(j+2)、D'(j+4)、D'(j+2)、D'(j)、D'(j+2)・・・の順序でデジタルデータ信号D'を順次選択する。図13Aは、第1のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−1)に関連して生成されている。図13Bは、第2のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−2)に関連して生成されている。図13Cは、第3のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−5)に関連して生成されている。図13Dは、第4のフレームを示し、薄い中間調の色を有する1本の垂直ラインが、データライン522(j−2)に関連して生成されている。図13Eは、図13Aと同等である。簡単に言えば、出力バッファ1110(j)は、連続フレームのそれぞれについて異なるデータラインに関連付けられる。この様にして、出力オフセット電圧による薄い中間調ラインは、分散されて殆ど知覚不可能となる。
【0029】
時間/空間分散は、各水平ラインに関わる各フレームについての出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更するために使用される。すなわち、1つのフレームの同じデータラインに当初関連していた望ましくないポイントを、異なるフレームと異なるデータラインに分散することができる。この様にして、出力バッファ1110の出力オフセット電圧により生じた望ましくないポイントは、均等に分散され、さらに知覚困難となる。
【0030】
分散マルチプレクサ1140(j)は、所定の順序またはランダムな順序、重み付け曲線に従って、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+2)、D'(j+4)のうちの1つを選択するように構成することができる。重み付け曲線の場合は、分散マルチプレクサ1140(j)に出力されたデジタルデータ信号D'は、それぞれ、異なる加重値と関連付けられる。この様にして、分散マルチプレクサ1140(j)は、関連する加重値に従って、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+2)、D'(j+4)のうちの1つを選択し、出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更する。分散マルチプレクサ1140(j)が、重み付け曲線に従って、出力バッファ1110とデータライン522との対応関係を変更すると、知覚される表示は、重み付け曲線を薄い中間調強度に統合した結果として得られた表示と同等になる。例えば、図13A〜図13Eでは、デジタルデータ信号D'(j)、D'(j+2)、D'(j+4)は、それぞれ加重値0.25、0.5、0.25に関連付けられる。図14A〜図14Dは、それぞれ図13A〜図13Dに示すフレームの中間調強度のグラフを示す。さらに、図15は、図13A〜図13Dに順次示すフレームについての、人間により知覚される中間調強度のグラフである。同様に、このグラフは、重み付け曲線を薄い中間調ラインの中間調強度に統合した結果を示す。この様に、望ましくないポイントは分散されて、人間により知覚される中間調強度が低下する。さらに、図15から分かるように、中央のラインよりも両側のラインの方が低強度を有するように、中間調強度が分配される。全体として、表示はなめらかに見え、望ましくないポイントは知覚困難となる。この様に、表示品質が向上する。
【0031】
上記のように、本発明に係るデータ信号分散変換装置は、D/A変換装置の出力バッファとデータラインとの対応関係を変更することによって、D/A変換装置の出力バッファからの出力オフセット電圧による異常に濃い色あるいは薄い色を有する望ましくないポイントを分散し、望ましくないポイントは容易に知覚されなくなる。したがって、表示輝度の均一性低下が効果的に抑制され、表示品質が向上する。
【0032】
以上、例示として好適な実施形態により本発明について説明してきたが、本発明は、開示された実施形態に限定されないと理解すべきである。しかし、様々な変更、同様の構成、手順も対象とすることを意図しており、したがって、特許請求の範囲は、この様な変更、同様の構成、手順も含まれるように最も広範に解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術における、TFT−LCDを示すブロック図である。
【図2】図1に示すデータ信号変換装置を示すブロック図である。
【図3A】従来技術における、LCDにより表示されたフレームを示す。
【図3B】図3Aに示すフレームの中間調強度vsデータラインのグラフである。
【図4A】従来技術における、LCDにより表示された別のフレームを示す。
【図4B】図4Aに示すフレームの中間調強度のグラフである。
【図5】本発明の好適な実施形態に係る信号分散変換方式の表示装置を示すブロック図である。
【図6】図5のデータ信号分散変換装置を示すブロック図である。
【図7A】従来技術における、中間調ラインを有する表示フレームを示す図解図である。
【図7B】本発明の好適な実施形態に係る空間分散法を用いて表示されたフレームを示す図解図である。
【図8A】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図8B】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図8C】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図8D】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図9A】図8Aに示すフレームについての中間調強度を示すグラフである。
【図9B】図8Bに示すフレームについての中間調強度を示すグラフである。
【図9C】図8Cに示すフレームについての中間調強度を示すグラフである。
【図9D】図8Dに示すフレームについての中間調強度を示すグラフである。
【図10】図8A〜図8Dに示すフレームについての、人間に知覚される中間調強度を示すグラフである。
【図11】図5のデータ信号分散変換装置528の別の例を示すブロック図である。
【図12A】従来技術における、中間調ラインを有する表示フレームを示す図解図である。
【図12B】本発明の好適な実施形態に係る空間分散法を適用して表示されたフレームを示す図解図である。
【図13A】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図13B】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図13C】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図13D】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図13E】時間分散法を適用して表示された連続フレームを示す図解図である。
【図14A】図13Aに示すフレームについての中間調強度のグラフである。
【図14B】図13Bに示すフレームについての中間調強度のグラフである。
【図14C】図13Cに示すフレームについての中間調強度のグラフである。
【図14D】図13Dに示すフレームについての中間調強度のグラフである。
【図15】図13A〜図13Dに示すフレームについての、人間により知覚される中間調強度のグラフである。
Claims (11)
- ディスプレイパネルのためのデータドライバにおけるデータ信号分散変換のための装置であって、
第1のデジタルデータ信号を含む3つのデジタルデータ信号が与えられ、この3つのデジタルデータ信号のうちの一つを選択して、第1分散データ信号として出力する第1分散マルチプレクサと、
第2のデジタルデータ信号および前記第1のデジタルデータ信号を含む3つのデジタルデータ信号が与えられ、この3つのデジタルデータ信号のうちの一つを選択して、第2分散データ信号として出力する第2分散マルチプレクサと、
前記第1分散マルチプレクサに接続され、この第1分散マルチプレクサが出力する前記第1分散データ信号に対してデジタル/アナログ変換を行い、第1アナログデータ信号を生成する第1デジタル/アナログ変換回路と、
前記第2分散マルチプレクサに接続され、この第2分散マルチプレクサが出力する前記第2分散データ信号に対してデジタル/アナログ変換を行い、第2アナログデータ信号を生成する第2デジタル/アナログ変換回路と、
前記第1デジタル/アナログ変換回路に接続され、3つの出力端子を備え、前記第1アナログデータ信号を、前記出力端子のうちの一つに選択的に出力する第1デマルチプレクサと、
前記第2デジタル/アナログ変換回路に接続され、3つの出力端子を備え、前記第2アナログデータ信号を、前記出力端子のうちの一つに選択的に出力する第2デマルチプレクサとを含み、
前記第1および第2アナログデータ信号は、前記ディスプレイパネルの2本のデータラインを駆動するためにそれぞれ用いられ、前記第1のデジタルデータ信号は、当該第1のデジタルデータ信号が前記第1および第2アナログデータ信号に選択的に対応するように、前記第1および第2分散マルチプレクサのうちの一つから選択的に出力されるようになっている、
データ信号分散変換装置。 - p個のデジタルデータ信号を受信して、前記p個のデジタルデータ信号のq番目のデジタルデータ信号(ただし、p、qは正の整数であり、qはp以下である)を、重み付け曲線に従って選択し、分散法により出力する分散マルチプレクサと、
前記分散マルチプレクサに接続されており、前記q番目のデジタルデータ信号のデジタル/アナログ変換を行ってアナログデータ信号を出力するデジタル/アナログ変換装置と、
p個の出力端子を有する分散デマルチプレクサであって、前記デジタル/アナログ変換装置に接続されており、前記分散法により前記p個の出力端子のq番目の出力端子を介して前記アナログデータ信号を出力する分散デマルチプレクサとを備えたデータ信号分散変換装置。 - pが2以上である請求項2記載のデータ信号分散変換装置。
- 前記デジタル/アナログ変換装置が信号の極性反転を実行可能な請求項2または3記載のデータ信号分散変換装置。
- 請求項1ないし4のいずれかに記載のデータ信号分散変換装置を含む表示装置。
- 複数のピクセルユニットを備えたディスプレイパネルであって、前記ピクセルユニットがm×n配列(ただし、mとnは1を越える正の整数)を構成するように配列されているディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルに接続されており、デジタル画像データに応じてm個のアナログデータ信号を出力するデータドライバとを備えた信号分散変換方式の表示装置であって、
データドライバが、
前記デジタル画像データを受信して、m個のデジタルデータ信号を出力するフロントエンドプロセッサ素子と、
前記フロントエンドプロセッサ素子と接続されており、前記デジタルデータ信号を受信して、前記m個のアナログデータ信号を出力する請求項1ないし4のいずれかに記載のデータ信号分散変換装置とを備えている、表示装置。 - 第1デジタルデータおよび第2デジタルデータが与えられ、前記第1デジタルデータまたは前記第2デジタルデータを入力データとして出力する第1マルチプレクサと、
2つの出力端子を有し、前記入力データを受け付け、この入力データを前記2つの出力端子の一つに選択的に出力するデマルチプレクサと、
前記デマルチプレクサの前記2つの出力端子の一方に結合された第1デジタル/アナログ変換回路と、
前記デマルチプレクサの前記2つの出力端子の他方に結合された第2デジタル/アナログ変換回路と、
前記第1および第2デジタル/アナログ変換回路の出力にそれぞれ接続された2つの入力端子を有し、この2つの入力端子のうちの一つに入力された信号を選択的に出力する第2マルチプレクサとを含む、表示装置用データドライバの変換装置。 - ディスプレイに使用するための信号分散方式の画像表示方法であって、前記ディスプレイが複数のピクセルユニットを備え、前記ピクセルユニットがm×n配列を構成するように配列されており、前記方法は、
p個のデジタルデータ信号を与えるステップと、
重み付け曲線に従い、分散法によって、前記p個のデジタルデータ信号からq番目のデジタルデータ信号を選択するステップと、
前記q番目のデジタルデータ信号に応じて、アナログデータ信号を生成するステップと、
画像表示のために、分散法に従ってr番目の行、q番目の列のピクセルユニットに前記アナログデータ信号を供給するステップ(ただし、m、n、p、q、rは正の整数であり、qはp以下であり、rはm以下である)とを含む方法。 - 前記分散法が、時間分散である請求項8記載の方法。
- 前記分散法が、空間分散である請求項8記載の方法。
- 前記分散法が、時間/空間分散である請求項8記載の方法。
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