JP4542076B2 - 液晶ディスプレイ装置の残像現象を改善する方法 - Google Patents

Description

本発明はイメージ編み込み現象（image stitch-in phenomenon）を改善する方法に関するものである。更に、本発明は、特にグレースケール線の連続した挿入により、イメージ編み込み現象を改善する方法に関するものである。

図１は通常の液晶ディスプレイの内部構造を示す透視図である。図１に示されたように、通常の液晶ディスプレイ装置は偏光版１０１、ガラス基板１０２、インジュウム・スズ酸化（ITO）膜１０３、配向膜１０４、カラーフィルタ板１０５、薄膜トランジスタ（TFT）１０６及び液晶分子層１１から構成される。薄膜トランジスタ(TFT)１０６及びインジューム・スズ酸化(ITO）膜103は液晶分子層１１に電圧をかけており、配向膜104は液晶分子を特定の方向に固定する。カラーフィルタ板105は光が赤、緑、青の三原色を生じるようフィルタ作用を行う。偏光版１０１は特定の方向に指向した光のみの入出を可能にする。光線12はバックライトの光源(図示されていない)から来てもよい。

液晶ディスプレイ装置１００の作動原理は液晶分子の入射光をスピンする能力である。液晶分子１１に電圧がかけられると、液晶分子はある特定の角度で回転する。ゆえに、液晶分子１１の線形偏光面を通過する入射光線１２もまた回転される。偏光面の回転角度によって、偏光板１０１を通過する光線１２の量は異なり、したがって、異なる輝度が生じる。液晶分子１１に所望の電圧をかけた後、液晶分子１１はそれらの対応する角度でゆっくりと回転し、それにより、光線１２の一部のみが通過する。結果として、対応するグレースケールが出来る。

液晶ディスプレイ装置１００に映像が長時間表示されたときには、液晶分子１１中の荷電イオンのあるものはガラス基板１０２の上下両端に引き寄せられる。したがって、内臓された電場が形成され、それにより、誘電キャパシタができる。液晶ディスプレイ装置１００に新しい映像を表示する必要があるとき、誘電キャパシタ域内の荷電イオンが当該誘電キャパシタから一挙に放出されない。その結果として、液晶分子１１はそれぞれの角度で速やかに回転することができず、それにより、いわゆるイメージ編み込み現象が生じる。電子写真フレームが長時間表示されたとき、又は新しい映像に変わるまで同じ映像が長時間使用されたとき、誘導キャパシタ内の荷電イオンが放出される時間が無いため、編み込み現象が極めて顕著となる。図２は電子写真フレームにチェス盤模様を示す図面である。もし、図２の映像が長時間表示され、しかし突然黒い映像に変えられた場合には、図３に示されるパターンのような明るいグレースケールパターンが生じる。図２及び図３に示されるように、図２の暗いテストブロック２０１は図３の明るいグレースケール編み込みブロック３０１（点々で記入された図３の明るいグレースケールブロック３０１）に変わる。編み込み現象は人間の視覚にとって極めて不自然なので、編み込みイメージを除去するより良い方法が必要である。

したがって、本発明の少なくとも一つの目的は、映像が変わる際の残像を速やかに除去することのできるイメージ編み込み現象を改善する方法を提供することである。更に、映像をフレーム全体を変えることなく自然で漸進的な方法で更新できることである。更に、異なるディスプレイ装置またユーザのためにイメージ編み込み効果を改善する最良の結果を達成できるパラメータを決めることができることである。

本発明の目的に従い、これらの、そしてその他の有利な点を達成するために、本明細書の中で実施例を挙げ、広範囲に説明しているように、本発明はイメージ編み込み現象を改善する方法を提供する。この方法は次のステップを含む。先ず、対応する数の第１のグレースケール線がフレーム中の少なくとも走査線の位置に挿入される。次に、対応する数の第２のグレースケール線が次のフレーム中の少なくとも走査線の位置に挿入される。グレースケール線を連続して異なる位置に挿入することによって、長時間表示されていた映像を変えても、イメージ編み込み現象が生じない。第１のグレースケール線及び第２のグレースケール線は、それらの数は調整可能であり、映像フレーム全体に亘って連続的に走査される。グレースケール線は如何なる輝度にもなる（黒線も白線も含む）。更に、グレースケール線の数は一つに限られることはない。更には、グレースケール線の走査位置は任意に決めることができる。

本発明の一実施例によると、イメージ編み込み現象を改善する方法は、更に、対応する数の第３のグレースケール線を第２のフレームの少なくとも走査線位置に挿入することを含む。第１のグレースケール線、第２のグレースケール線及び第３のグレースケール線は全て異なるグレースケールを有しており、順繰りにフレームを走査する。

本発明はフレーム更新機構を使用しており、当該機構はグレースケール線を連続的に異なる位置に挿入することを含み、そのことにより、同一の映像が長時間表示されたとき映像が変化する過程で通常生じるイメージ編み込み現象を改善する。更に、異なるディスプレイ装置及び異なるユーザの場合には、イメージ編み込み現象の最適の改善は多くのパラメータを決めることにより達成できる。他方、自然で漸進的なフレームの更新は人間の視覚の期待に合う。

前述の一般的な説明及び後述の詳細な説明は双方とも典型的なものであり、請求の範囲に記載された発明の更なる説明を提供しようとするものであると解することができる。

添付図面は本発明を更なる理解を提供するために含まれ、明細書の一部に組み込まれており、且つ、明細書の一部を構成する。図面は、説明とともに本発明の実施例を示しており、本発明の原理を説明するのに役立つ。図面において、

図１は通常の液晶ディスプレイ装置の内部構造の透視図である。

図２はチェス盤のような電子フレームを示す図である。

図３は映像を表示していない電子フレームを示す。

図４は本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図５は本発明のその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図６は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図７は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図８は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図９は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。

図１０は本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するためのステップを示すフロー図である。

本発明の好ましい実施例について詳細に言及する。好ましい実施例が添付図面中に示されている。可能な限り、図面及び説明中で同じ、もしくは同様の部品について言及する際には同じ参照番号を使用している。

図４は本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。図４における各フレーム指示番号Ｔ４１〜Ｔ４４は連続する異なるフレームを表しており、各走査線指示番号Ｇ１〜Ｇｎは異なる走査線の位置を表している。イメージの編み込み現象を改善する方法は次のステップを含む。先ず、対応する第１のグレースケール線の数がフレームの少なくとも走査線の位置に挿入される。次に、対応する第２のグレースケール線が次のフレームの少なくとも走査線の位置に挿入される。本実施例において、第１のグレースケール線及び第２のグレースケール線はそれぞれ黒線及び中間色グレー線である。換言すると、黒線及び中間色グレー線が連続してフレームに挿入される。先ず、黒線（図４において最上段から最下段の平行な直線を使って表されている）がフレームＴ４１の走査線位置Ｇ１に挿入される。その後、中間色グレー線（図4において左上から右下までの斜めのしかし平行な直線で表されている）が次のフレームＴ４２の走査線位置Ｇ１に挿入される。次に、黒線が第２のフレームＴ４３の走査線位置Ｇ２に挿入される。その後、中間色グレー線がフレームＴ４４の走査線位置Ｇ２に挿入される。以上のサイクルを中間色グレー線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。

本具体例では、前記のイメージ編み込み現象を改善する方法は予め定められたサイクルＮ（例えば、１５分、３０分、４５分等）毎に実行できる。映像フレーム全体を更新するために異なるグレースケール線を交互に挿入する動作を通して、液晶分子が活性化してイメージ編み込み現象を除去することができる。更に、イメージ編み込みを改善する方法を実行する過程は予め定められた時間間隔Ｍ（例えば、１分、２分、３分等）内に制限することができる。このようにして、映像はフレーム全体の代わりに走査線で一度に更新されるので、このタイプのフレーム更新は人間の視覚の要求に近いものになる。

前記実施例のイメージ編み込み現象を改善する方法は、数学的ルールを用いて簡単に説明できる。数学的ルールは複数のフレームにおいて黒線を（２ｉ）番目のフレームのｉ番目の走査線の位置に挿入し、中間色グレー線を（２ｉ＋１）番目のフレームのｉ番目の走査線の位置に挿入することを含む。ここに、ｉは整数である。

図５は本発明のその他の具体例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。この実施例では二つの黒線及び二つの中間色グレー線が交互にフレームに挿入される。先ず、フレームＴ５１において二つの黒線が走査線位置Ｇ１およびＧ２に挿入される。次に、次のフレームＴ５２において二つの中間色グレー線が走査線位置Ｇ１及びＧ２に挿入される。その後、フレームＴ５３において、二つの黒線が走査線位置Ｇ３及びＧ４に挿入される。その後、フレームＴ５４において、二つの中間色グレー線が走査線位置Ｇ３及びＧ４に挿入される。このようにして、前記サイクルを中間色グレー線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。

前記実施例のイメージ編み込み現象を改善する方法は、数学的ルールを用いて簡単に説明できる。数学的方法は、連続する多くのフレームにおいて、ｊ本の第１のグレースケール線を（２i）番目のフレームの(ｉ*ｊ)番目から[（i+１）*j-１]番目の走査線位置に挿入し、j本の第２のフレースケール線を（２i+１）番目のフレームの(i*j)番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入することを含む。ここに、ｉ及びｊは整数である。この実施例においては、第１のグレースケール線及び第２のグレースケール線は異なるグレースケールを有することができる。更に、グレースケール線の挿入は黒線を最初に挿入してその後中間色グレー線を連続的に挿入することに限定されることはない。

図６は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。フレームＴ６１において、二つの黒線がそれぞれ走査線位置Ｇ１及び走査線位置Ｇ[（ｎ/２）+１]に挿入される。次に、次のフレームＴ６２において、二つの中間色グレー線がそれぞれ走査線位置Ｇ１及び走査線位置Ｇ[（ｎ/２）+１]に挿入される。その後、第二のフレームＴ６３において、二つの黒線がそれぞれ走査線位置Ｇ２及び走査線位置Ｇ[（ｎ/２）+２]に挿入される。その後、フレームＴ６４において、二つの中間色グレー線がそれぞれ走査線位置Ｇ２及び走査線位置Ｇ[（ｎ/２）+２]に挿入される。前記ステップを中間色グレー線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。本実施例においては挿入されるグレースケール線は同じ黒線でよいし、同一のグレースケールでもよいし、異なるグレースケールでもよい。更に、グレースケール線は黒線又は中間色グレー線に限定されることはない。なぜなら、それらは任意の輝度（黒線及び白線を含む）のグレースケール線でよいからである。更に、挿入されるグレースケール線の数は二つに限定されない。一般的に、任意のグレースケール線の数をフレームに挿入してよい。

図７は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。本実施例においては、液晶分子を活性化し、映像を更新するために黒線が映像上を走査される。先ず、フレームＴ７１においては、黒線が走査線位置Ｇ１に挿入される。次に、次のフレームＴ７２において、黒線が走査線位置Ｇ２に挿入される。これらのステップを黒線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。同様に本実施例は数学的ルールを用いて表すことができる。連続した複数のフレームにおいて、黒線がｉ番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入される。ここで、ｉは整数である。更に、各フレームに挿入される黒線の数は一つに限定されることはない。実際に必要なことによれば、設計者はｊ本のグレースケール線を連続した複数のフレームのｉ番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入する。ここに、ｉ及びｊは整数である。

図８は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。イメージ編みこみ現象を改善する方法は次のステップを含む。先ず、対応する数の第１のグレースケール線がフレームの少なくとも走査線位置に挿入される。次に、対応する数の第２のグレースケール線が次のフレームの少なくとも走査線位置に挿入される。その後、対応する数の第３のグレースケール線が第２のフレームの走査線位置に挿入される。第１のグレースケール線、第２のグレースケール線及び第３のグレースケール線は全て異なるグレースケールを有する。ここで、第１のグレースケールは黒線（図８における最上段から最下段までの一連の平行な直線で表されている）と仮定し、第２のグレースケール線は中間色グレー線（図８において左上から右下にかけて走っている一連の平行な斜めの直線で表されている）と仮定し、第３のグレースケール線は白線（図８において右上から左下にかけて走っている一連の平行で斜めの直線により表されている）と仮定する。

先ず、フレームＴ８１において、黒線が走査線位置Ｇ１に挿入される。次に、次のフレームＴ８２において、中間色グレー線が走査線位置Ｇ１に挿入される。その後、第二のフレームＴ８３において、白線が走査線位置Ｇ１に挿入される。次のフレームＴ８４において、黒線が走査線位置Ｇ２に挿入される。次に、フレームＴ８５において、中間色フレー線が走査線位置Ｇ２に挿入される。その後、フレーム８６において白線が走査線位置Ｇ２に挿入される。同様の過程を白線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。本実施例においては、三つの異なるフレースケール線が交互にフレームに挿入されることにより、三つの異なる更新状態が液晶分子を活性化するためにフレームの全ての色について用いられる。本実施例の刷新方法は数学的ルールを用いて簡単に説明することができる。連続した複数のフレームにおいて、黒線は（３ｉ）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入され、中間色グレー線は（３ｉ+１）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入され、白線が（３ｉ+２）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入される。ここで、ｉは整数である。

図９は本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。フレームＴ９１において、二本の黒線がそれぞれ走査線位置Ｇ１及びＧ２に挿入される。次のフレームＴ９２において、二本の中間色グレー線がそれぞれ走査線位置Ｇ１及びＧ２に挿入される。その次のフレームＴ９３において、二本の白線がそれぞれ走査線位置Ｇ１及びＧ２に挿入される。次にフレームＴ９４において、二本の黒線がそれぞれ走査線位置Ｇ３及びＧ４に挿入される。次のフレームＴ９５において、二本の中間色グレー線がそれぞれ走査線位置Ｇ３及びＧ４に挿入される。その後、フレームＴ９６において、二本の白線がそれぞれ走査線位置Ｇ３及びＧ４に挿入される。前記ステップを白線が走査線位置Ｇｎに挿入されるまで繰り返す。

本実施例は数学的ルールを用いて簡単に説明することができる。連続した複数のフレームにおいて、ｊ本の第１のグレースケール線が（３ｉ）番目のフレームの（ｉ＊ｊ）番目から[（ｉ＋１）＊ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される。ｊ本の第２グレースケール線が（３ｉ+１）番目のフレームの（ｉ＊ｊ）番目から[（ｉ＋１）＊ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される。そしてｊ本の第３のグレースケール線が（３ｉ+２）番目のフレームの（ｉ＊ｊ）番目から[（ｉ＋１）＊ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される。

実際には、更新期間がある。走査線位置Ｇｎに到達したとき、更新期間が未だ残っていれば、走査線位置Ｇ１から始まるもう一つの更新操作が開始される。前記実施例では、更新操作は走査線位置Ｇｎまでの刷新に限定されることはない。

図１０は本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するためのステップを示すフロー図である。先ず、ステップＳ１００１において、イメージ編み込み現象を改善するシステムが始動される。次に、ステップＳ１００３において、更新の度に更新される行数、例えば、１行、２行又はそれ以上の行数を選定するために、パラメータｊが決定される。その後、ステップＳ１００５において、パラメータＭが更新期間を選定するために決定される。ステップＳ１００７において、システムを始動した後、更新操作を開始する待ち時間を選定するためにパラメータＮが決定される。パラメータｊ、Ｍ及びＮを調整することにより、本発明は異なるタイプの電子フレーム、異なるタイプのディスプレイ装置及び異なるユーザのニーズを扱うために操作条件を最大化する手段を提供しており、その結果、最良の効果を得ることができる。イメージ編み込み現象の改善を証明するために、テストフレームとして図２のチェス盤状電子フレームを用いた実験を行い、その結果を下記表に示す。

要約すると、本発明のイメージ編み込み現象を改善する手段はグレースケール線を走査線位置に挿入することを含み、そのことにより配列された液晶分子を再活性化することができる。その結果、同一の映像が長時間表示されているとき映像を変える過程で通常生じる残像の出現を改善することができる。更に、自然で、漸進的な更新はフレーム全体の更新操作に代わって人間の視覚の予測に合致する。更に、電子フレームのタイプ、ディスプレイ装置のタイプ及びユーザニーズに応じて刷新パラメータを調整することができ、最良の結果を生じる。

本発明の精神を逸脱しない限り、本発明の構成を様々に修正し、変更することができることは当業者にとって自明のことである。このことに鑑みて、本願の特許請求の範囲及びそれらの均等の範囲内であれば本発明の様々な修正及び変更は本発明の範囲に含まれる。

通常の液晶ディスプレイ装置の内部構造の透視図である。 チェス盤のような電子フレームを示す図である。 映像を表示していない電子フレームを示す。 本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明のその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明の更にその他の実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するための連続したステップを示す映像フレームの図である。 本発明の一実施例に従ってイメージの編み込み現象を改善するためのステップを示すフロー図である。

符号の説明

１１液晶分子層
１２光線
１００通常の液晶ディスプレイ装置
１０１偏光板
１０２ガラス基板
１０３インジューム・スズ酸化物膜
１０４配向膜
１０５カラーフィルタ板
１０６薄膜トランジスタ
２０１暗いテストブロック
３０１明るいグレースケールの編み込みブロック

Claims (7)

1. 次のステップから成る液晶ディスプレイ装置の残像現象を改善する方法。
   a. 少なくとも第１のグレースケール線を連続しているフレーム内のあるフレームの走査線位置に挿入する；
   b. 前記第１のグレースケール線とは異なるグレースケールを有する第２のグレースケール線を次のフレームの同一の走査線位置に挿入する；そして、
   c. 全ての走査線位置が第１のグレースケール線及び第２のグレースケール線を挿入してしまうまで前記a及びbのステップを連続しているフレーム内の他のフレームに対して繰り返し実行する。
2. ｉが正の整数で、走査線が連続している多数のフレーム中のｉ番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入される、請求項１記載の方法。
3. ｉ、ｊが正の整数で、ｊ本のグレースケール線が連続している多数のフレーム中のｉ番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される、請求項１記載の方法。
4. 第１のグレースケール線が黒線であり、第２のグレースケール線が中間色グレー線であり；そして、ｉが正の整数で、第１のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（２ｉ）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入され、第２のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（２ｉ+１）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入される、請求項１記載の方法。
5. 第１のグレースケール線及び第２のグレースケール線が異なるグレースケールを持ち； そして、ｉ、ｊが正の整数で、ｊ本の第１のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（２ｉ）番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入され、ｊ本の第２のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（２ｉ+１）番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される、請求項１記載の方法。
6. 前記方法が更に次を含む、請求項１記載の方法。
   対応する数の第３のグレースケール線を第２の次のフレームの少なくとも走査線位置に挿入する；
   第１のグレースケール線、第２のグレースケール線、第３のグレースケール線は異なるグレースケールを持ち、かつ、第１のグレースケール線は黒線であり、第２のグレースケール線は中間色のグレー線であり、第３のグレースケール線は白線であり：そして、
   ｉが正の整数で、第１のグレースケール線は連続している多数のフレーム中の（３ｉ）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入され、第２のグレースケール線は連続している多数のフレーム中の（３ｉ+１）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入され、第３のグレースケール線は連続している多数のフレーム中の（３ｉ+２）番目のフレームのｉ番目の走査線位置に挿入される。
7. 前記方法が更に次を含む、請求項１記載の方法。
   対応する数の第３のグレースケール線を第２の次のフレームの少なくとも走査線位置に挿入する；
   その場合、第１のグレースケール線、第２のグレースケール線及び第３のグレースケール線が異なるグレースケールを持ち；そして、
   その場合、ｉ、ｊが正の整数で、ｊ本の第１のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（３ｉ）番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入され、ｊ本の第２のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（３ｉ+１）番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入されており、ｊ本の第３のグレースケール線が連続している多数のフレーム中の（３ｉ+２）番目のフレームの（ｉ*ｊ）番目から[（ｉ+１）*ｊ-１]番目の走査線位置に挿入される。

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