JP4912661B2 - 表示装置及びその駆動装置 - Google Patents
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Description
これは、階調表現時、階調レベルの増減とは関係なく色温度特性を有するべきであるが、従来技術では、暗いレベル側に向かうにつれて色温度が急激に上昇し、B成分が強く現れるためである。
一方、現在では、部品の標準化及び共用化を図るため、液晶表示装置駆動用の統合制御器の開発が進んでいる。統合制御器は、TN及びPVAなどの液晶モードに関係なく、いかなるモードでも使用することができ、解像度もプログラム可能に設計することができる。ただし、統合制御器は、入出力映像データのビット数によって幾つかに分類される。
また、前記第2の場合がN=8、L=6であるとよい。
また、前記第2ルックアップテーブルは、前記演算データの最下位ビットが“0”である場合に対し、前記第2の数の半分に相当するフレームのディザリングパターンのみ記憶するとよい。
また、前記演算部は、前記入力映像信号に2 (N-M) を乗算してNビットのデータに変換した後、前記差データを加算して前記演算データを算出するとよい。
さらに、前記ルックアップテーブルは、前記差データを所定の階調単位で記憶し、前記演算部は、前記差データ及び前記入力映像信号によって補間し、前記演算データを算出するとよい。
また、前記ルックアップテーブルは、赤色及び青色入力映像信号に対する色補正パラメータを記憶するとよい。
また、前記第2の場合において、前記入力映像信号に4を乗算して8ビットのデータに変換するビット変換部をさらに有するとよい。
例えば、ACC用ルックアップテーブルに差データを記憶させ、補間法を利用することによって、ルックアップテーブルのサイズを小さくすることができ、その結果、消費電力を減らすことができる。
また例えば、8ビット−9ビット補間ロジックに6ビット−8ビット補間ロジックを含ませ、9ビット−6ビットディザリングロジックに8ビット−6ビットディザリングロジックを含ませることによって、ルックアップテーブル及びACC機能のためのロジックを共用することができる。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置のブロック図であり、図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一画素に対する等価回路図である。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置1000は、液晶表示板組立体300及びこれに接続されたゲート駆動部400、データ駆動部500、データ駆動部500に接続された階調電圧生成部800、並びにこれらを制御する信号制御部600を備える。
表示信号線G1−Gn、D1−Dmは、ゲート信号(走査信号ともいう。)を伝達する複数のゲート線G1−Gnと、データ信号を伝達するデータ線D1−Dmを有する。ゲート線G1−Gnは、ほぼ行方向に延びて、互いにほぼ平行であり、データ線D1−Dmは、ほぼ列方向に延びて、互いにほぼ平行である。
薄膜トランジスタなどスイッチング素子Qは、下部表示板100に備えられ、三端子素子としてその制御端子及び入力端子は、各々ゲート線G1−Gn及びデータ線D1−Dmに接続されており、出力端子は、液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTに接続されている。
階調電圧生成部800は、画素の透過率に関わる二組の複数階調電圧を生成する。そのうちの一組は、共通電圧Vcomに対してプラスの値を有し、もう一組は、マイナスの値を有する。
データ駆動部500は、液晶表示板組立体300のデータ線D1−Dmに接続され、階調電圧生成部800からの階調電圧を選択して、データ信号として画素に印加する。
色補正部610は、ルックアップテーブル611とディザリング処理部617とを有し、階調レベルの増減に応じて色温度が一定の特性を有するように、外部のグラフィック制御部(図示せず)からの入力映像データR、G、Bを補正する。
信号制御部600は、グラフィック制御部から入力映像データR、G、B及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号Vsyncと水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、データイネーブル信号DEなどの提供を受ける。信号制御部600は、入力映像データR、G、Bと入力制御信号に基づいて映像信号R、G、Bを液晶表示板組立体300の動作条件に合うように適切に処理し、ゲート制御信号CONT1及びデータ制御信号CONT2などを生成した後、ゲート制御信号CONT1をゲート駆動部400に送出し、データ制御信号CONT2と処理した映像信号DATは、データ駆動部500に送出する。
データ制御信号CONT2は、一つの画素行のデータ伝送を知らせる水平同期開始信号STHとデータ線D1−Dmに当該データ電圧の印加を指示するロード信号LOAD、共通電圧Vcomに対するデータ電圧の極性(以下、共通電圧に対するデータ電圧の極性を略してデータ電圧の極性という。)を反転させる反転信号RVS、及びデータクロック信号HCLKなどを有する。
ゲート駆動部400は、信号制御部600からのゲート制御信号CONT1によってゲートオン電圧Vonをゲート線G1−Gnに印加し、このゲート線G1−Gnに接続されたスイッチング素子Qをターンオンさせ、これによってデータ線D1−Dmに印加されたデータ電圧がターンオンしたスイッチング素子Qを介して該当する画素に印加される。
一水平周期(または1H)(水平同期信号Hsync、データイネーブル信号DE、ゲートクロックCPVの一周期)が経過すれば、データ駆動部500とゲート駆動部400は、次行の画素に対して同一の動作を繰り返す。このような方法で、1フレーム期間中、全ゲート線G1−Gnに対して、順次ゲートオン電圧Vonを印加して全画素にデータ電圧を印加する。1フレームが終了すれば次のフレームが開始し、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、データ駆動部500に印加される反転信号RVSの状態が制御される(フレーム反転)。この時、1フレーム期間内であっても反転信号RVSの特性に応じて、一つのデータ線を介して流れるデータ電圧の極性が変わったり(例:行反転、ドット反転)、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることができる(例:列反転、ドット反転)。
まず、赤色及び青色の入力映像データR、Bに対してのみ色補正を行い、緑色入力映像データGに対しては色補正を行わない。これによってもACC効果を十分に発揮することができ、かえって緑色入力映像データGに対して色補正を行うと、ガンマ値が変更されて問題が発生することがある。よって、ルックアップテーブルには、赤色ACCデータ及び青色ACCデータのみを記憶させ、緑色ACCデータは除去する。これにより、ルックアップテーブルのサイズを2/3に小さくすることができる。
これに加えて、入力映像データR、Bの全階調に対し、ACCデータを全て記憶させるのではなく、所定階調の間隔毎にACCデータを記憶させ、残りの階調では補間を利用する。このようにして、ルックアップテーブルのサイズをより小さくすることができる。
まず、図3乃至図7を参照して、入力映像データが8ビットで、補正された出力映像データが8ビットである色補正部について詳細に説明する。この色補正部は、8ビット入力映像データを10ビットのACCデータに変換した後、ディザリング処理して8ビットの出力映像データを送出する。
図3に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部620は、ルックアップテーブル621、乗算器623、加算器625、及びディザリング処理部627を有する。
ルックアップテーブル621は、図4に示すように、入力映像データR、Bと当該ACCデータとの差DIFによる差データfを記憶し、入力映像データR、Bを受信して、これに対応する差データfを送出する。
加算器625は、ルックアップテーブル621からの差データfと乗算器623からの出力データとを加算して10ビットのACCデータR’、B’を生成した後、ディザリング処理部627に送出する。
この時、入力映像データGは、別途の色補正を行わずそのままデータ駆動部500に送出する。
差データfは、8ビットデータとしてMSB(most significant bit)1ビットはサインビット(sign bit)を示し、LSB(least significant bit)2ビットは解像度(0.25)を示し、中間の5ビットは差DIFの整数値を示す。図4のように、整数値は+/−16以下であるので5ビットで表現することができる。よって、この場合、全体ルックアップテーブル621のサイズを80%に小さくすることができる。例えば、整数値を4ビットで表現する場合、ルックアップテーブル621のサイズが70%に小さくなり、この時、解像度を1ビット(0.5)とすれば、ルックアップテーブル621のサイズを最大60%に小さくすることができる。
図6に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部630は、ルックアップテーブル631、乗算器633、補間部634、加算器635、及びディザリング処理部637を有する。ここで、乗算器633、加算器635、及びディザリング処理部637は、上述した色補正部620の乗算器623、加算器625、及びディザリング処理部627と各々実質的に同一であるので、これに対する説明は省略する。
図7に示すように、入力映像データ値がxである場合、xに対する差データfを線形補間法で次式により求めることができる
差データpは、8ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビットを示し、LSB2ビットは、解像度(0.25)を示し、中間の5ビットは差DIFの整数値を示す。パラメータqは、6ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビットを示し、LSB2ビットは、解像度(0.25)を示し、中間の3ビットは、隣接した差データpの差を示す。
(2)8ビット入力−6ビット出力
図8及び図9を参照して、入力映像データが8ビットで、補正された出力映像データが6ビットである色補正部について詳細に説明する。この色補正部は、8ビット入力映像データを9ビットのACCデータに変換した後、ディザリング処理して6ビットの出力映像データを送出する。
説明の便宜上、図8及び図9で色補正の対象として赤色映像データRのみを表示しているが、青色映像データBにも同様に適用される。
図8に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部640は、ルックアップテーブル641、乗算器643、加算器645、及びディザリング処理部647を有する。
乗算器643は、入力映像データR、Bに2(2進数で10)を乗算して9ビットにした後、加算器645に送出する。
ディザリング処理部647は、ACCデータR’、B’を受信してディザリング処理した後、6ビットの出力映像データR”、B”を送出する。
図9に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部650は、ルックアップテーブル651、乗算器653、補間部654、加算器655、及びディザリング処理部657を有する。ここで、乗算器653、加算器655、及びディザリング処理部657は、上述した色補正部640の乗算器643、加算器645、及びディザリング処理部647と各々実質的に同一であるのでこれに対する説明は省略する。
補間部654は、入力映像データR、Bのうちの下位3ビット及びルックアップテーブル651から差データp及びパラメータqを受信し、上述の数式1に基づいて、入力映像データR、Bに対する差データfを算出し、加算器655に送出する。
図10及び図11を参照して、入力映像データが6ビットであり、補正された出力映像データが6ビットである色補正部について詳細に説明する。この色補正部は、6ビット入力映像データを8ビットのACCデータに変換した後、ディザリング処理して、6ビットの出力映像データを送出する。
説明の便宜上、図10及び図11で、色補正の対象として赤色映像データRのみを表示しているが、青色映像データBにも同様に適用される。
図10に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部660は、ルックアップテーブル661、乗算器663、加算器665、及びディザリング処理部667を有する。
乗算器663は、入力映像データR、Bに4(2進数で100)を乗算して8ビットにした後、加算器665に送出する。
ディザリング処理部667は、ACCデータR’、B’を受信してディザリング処理した後、6ビットの出力映像データR”、B”を送出する。
図11に示すように、本発明の他の実施形態に係る色補正部670は、ルックアップテーブル671、乗算器673、補間部674、加算器675、及びディザリング処理部677を有する。ここで、乗算器673、加算器675、及びディザリング処理部677は、上述した色補正部660の乗算器663、加算器665、及びディザリング処理部667と各々実質的に同様であるのでこれに対する説明は省略する。
補間部674は、入力映像データR、Bのうちの下位3ビット及びルックアップテーブル671から差データp及びパラメータqを受信し、上述の数式1に基づいて入力映像データR、Bに対する差データfを算出して、加算器675に送出する。
本発明の他の実施形態に係るルックアップテーブルは、ROMまたはRAMで実現され、RAMで実現する場合、色補正部の外部にROMをさらに備え、初期起動の際にそこから差データpを読み取る。特に、補間を利用する場合には、外部ROMには差データpのみを記憶させ、初期起動の際にそこからパラメータqを計算し、内部RAMに書き込む。このようにして、外部ROMのサイズを小さくすることができる。
まず、8ビット入力−6ビット出力ロジックのうちの8ビット−9ビット補間ロジックと、6ビット入力−6ビット出力ロジックのうちの6ビット−8ビット補間ロジックの統合について、図12A及び図12Bを参照して詳細に説明する。
8ビット−9ビット補間ロジックである図12Aに示す演算過程は、色補正部650で行われる。補間部654は、ルックアップテーブル651から入力映像データRに相当する5ビットのパラメータqを抽出し、入力映像データRの下位3ビットデータR[2:0]を乗算する。乗算した結果算出されたデータを8で割って、下位3ビットを除去した後、ルックアップテーブル651からの7ビットの差データpを加算し、入力映像データRに対する7ビットの差データfを算出する。次いで、加算器655は、差データfと入力映像データRに2を乗算したデータとを加算し、9ビットのACCデータR’を算出する。
図12A及び図12Bで、赤色映像データRのみを表示しているが、青色映像データBにも同様に適用される。
図13及び図14は、本発明の他の実施形態に係る液晶表示装置の色補正部のディザリングパターンを示す図である。
ディザリングパターンが“000”である場合、全て“0”であるので、これを除く7個の入力に対して8フレーム間のパターンを有する。ディザリングパターンは“0”と“1”と表現され、16個画素に対して16ビットが必要であり、その結果、ディザリングパターン用ルックアップテーブルのサイズは16×7×8=896ビットになる。
まず、ディザリングパターンにおいて反転関係にある二つの部分のうちのいずれか一部分を削除する。即ち、001、010及び011のディザリングパターンと111、110及び101のディザリングパターンは、それぞれ互いに反転させて表現できるので、このうちいずれか一つに対してのみルックアップテーブルに記憶させる。するとルックアップテーブルは、16×4×8=512ビットのみ記憶すればよい。
これによって、図14に示すように、斜線部のディザリングパターンに対する情報のみ記憶すれば、9ビット−6ビットディザリングロジックを実現することができる。
一方、ACCデータが記憶されているルックアップテーブルとディザリングパターン用ルックアップテーブルは、同一の物理的メモリで実現できる。
以上、液晶表示装置について本発明の実施形態を説明したが、これに限定されるわけではなく、本発明の実施形態は、色補正が必要な表示装置、例えばプラズマ表示装置(PDP)、有機発光表示装置(OLED)などに適用することができる。
また、ディザリングパターンをルックアップテーブルに記憶させることで、ディザリングパターンを容易に変更することができ、ディザリングパターンの規則性を利用して、ディザリングパターン用ルックアップテーブルのサイズを最少化することができる。
以上で本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
100、200 表示板
190 画素電極
230 カラーフィルタ
270 共通電極
300 液晶表示板組立体
400 ゲート駆動部
500 データ駆動部
600 信号制御部
610、620、630、640、650、660、670 色補正部
611、621、631、641、651、661、671 ルックアップテーブル
617、627、637、647、657、667、677 ディザリング処理部
623、633、643、653、663、673 乗算器
634、654、674 補間部
625、635、645、655、665、675 加算器
800 階調電圧生成部
1000 液晶表示装置
2000 画素
Claims (16)
- 表示装置の駆動装置であって、
Mビット入力映像信号のガンマ特性によって予め定められた色補正データに基づいた色補正パラメータを記憶する第1ルックアップテーブルと、
前記入力映像信号及び前記色補正パラメータに基づいて前記色補正データに対応するNビットの演算データを算出する演算部と、
前記演算データのうちの下位(N−L)ビットのデータ値によって所定の第1の数の画素を一単位として空間的平均を表示し、所定の第2の数のフレームを一単位として時間的平均を表示するディザリングパターンを記憶する第2ルックアップテーブルと、
前記演算部からの前記演算データ及び前記第2ルックアップテーブルからのディザリングパターンによってディザリング処理して、前記Lビットの出力映像信号を生成するディザリング処理部と、
を備え、
前記第2ルックアップテーブルは、前記表示装置が対応する、前記(N−L)ビットのデータ値と前記第2の数との組み合わせから成るディザリングパターンのうち、前記ディザリングパターンの時間的な規則性によって他のディザリングパターンと重複するディザリングパターンを記憶せず、
前記ディザリング処理部は、前記第2ルックアップテーブルに記憶されている前記ディザリングパターンから、前記第2ルックアップテーブルに記憶されていない前記ディザリングパターンを、前記ディザリングパターンの時間的な規則性を利用して導出する、
駆動装置。 - 前記第2ルックアップテーブルは、下位(N−L)ビットが所定のビット数である第1の場合のディザリングパターンを記憶するものであって、
前記ディザリング処理部は、下位(N−L)ビットが前記所定のビット数より小さい第2の場合、前記データ値を、前記第1の場合の特定のデータ値に対応づけてディザリング処理する、請求項1に記載の駆動装置。 - 前記第1の場合がN=9、L=6であって、前記第1の数が16個であり、前記第2の数が8個である、
請求項2に記載の駆動装置。 - 前記第2の場合がN=8、L=6である、
請求項3に記載の駆動装置。 - 前記第2の場合の前記演算データの下位2ビット“01/10/11”に相当するディザリングパターンが、前記第1の場合の前記演算データの下位3ビット“010/100/110”に相当するディザリングパターンに対応している、
請求項4に記載の駆動装置。 - 前記第2ルックアップテーブルは、前記ディザリングパターンにおいて反転関係にある二部分のうちいずれか一部分のみ記憶する、
請求項1に記載の駆動装置。 - 前記第2ルックアップテーブルは、前記演算データの最下位ビットが“0”である場合に対し、前記第2の数の半分に相当するフレームのディザリングパターンのみ記憶する、請求項1に記載の駆動装置。
- 前記色補正パラメータは、前記入力映像信号と前記色補正データとの差に基づいた差データを有する、
請求項1に記載の駆動装置。 - 前記演算部は、前記入力映像信号に2(N-M)を乗算してNビットのデータに変換した後、前記差データを加算して前記演算データを算出する、
請求項8に記載の駆動装置。 - 前記ルックアップテーブルは、前記差データを所定の階調単位で記憶し、
前記演算部は、前記差データ及び前記入力映像信号によって補間し、前記演算データを算出する、
請求項8に記載の駆動装置。 - 前記ルックアップテーブルは、前記差データを所定の階調単位で記憶し、
前記色補正パラメータは、隣接した前記差データの差に基づいた差パラメータをさらに有し、
前記演算部は、前記差データ、前記差パラメータ及び前記入力映像信号によって補間し、前記演算データを算出する、
請求項8に記載の駆動装置。 - 前記ルックアップテーブルは、赤色及び青色入力映像信号に対する色補正パラメータを記憶する、
請求項11に記載の駆動装置。 - 前記差データを記憶するROMからなるメモリをさらに有し、
初期始動時、前記メモリから前記隣接した差データを受信し、前記差パラメータを算出して、RAMからなる前記ルックアップテーブルに記憶させる、
請求項11に記載の駆動装置。 - M=8、N=9である第1の場合と、M=6、N=8である第2の場合とにおける前記ルックアップテーブル及び前記演算部が実質的に同一である、
請求項8に記載の駆動装置。 - 前記第2の場合において、前記入力映像信号に4を乗算して8ビットのデータに変換するビット変換部をさらに有する、
請求項14に記載の駆動装置。 - 請求項1乃至請求項15のいずれか一項に記載の駆動装置を備える表示装置。
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