JP4912661B2 - 表示装置及びその駆動装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置及びその駆動装置に関する。
一般的な液晶表示装置(LCD)は、画素電極及び共通電極が具備された二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層を有する。画素電極は、行列状に配列されており、薄膜トランジスタ(TFT)などのスイッチング素子に接続されて、一行ずつ、順次、データ電圧の印加を受ける。共通電極は、表示板の全面に亘って形成されており、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は、回路的に見れば液晶キャパシタをなし、液晶キャパシタは、これに接続されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
このような液晶表示装置は、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長く印加されることによって発生する劣化現象を防ぐために、フレーム毎に、行毎に、または画素毎に、共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
現在の液晶表示装置は、R、G、Bそれぞれの画素の電気光学的特性が異なるにもかかわらず、電気光学的特性が同一であるという仮定下で電気的な信号を同一に用いる。このため、実際にR、G、Bのガンマ特性を独立的に測定して見ると、一つの曲線として一致しない。この結果、階調毎に色感が一定でなくなったり、ある一方に著しく偏向することが生じる。
例えば、PVAモードの液晶表示装置は、一般に明るい階調ではR成分が多く、暗い階調ではB成分が多い。そのため、任意の色相を表示する際に、暗い階調に向かうにつれて青くなり、例えば、人間の顔を表示するとき、青色系の色感が加えられて冷たい色感となる。
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。
そのため、R、G、Bそれぞれのガンマ曲線を独立的に変形して、適応型色補正(adaptive color correction:以下、ACCという。)機能を有する液晶表示装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
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。
統合制御器は、ACC機能を実現する際、入力映像データのビット数と異なるビット数に映像データを変換し、変換された映像データのビット数と異なるビット数に映像データを再び変換して出力する。例えば、映像データは8ビット−10ビット−8ビット、8ビット−9ビット−6ビット、6ビット−8ビット−6ビットなどに変換される。よって、各場合のデータ変換によるロジックを個別に用意して運用する場合には、極めて複雑なロジックが統合制御器に含まれることになる。
一方、統合制御器には、ACC機能を実現するためにメモリなどからなるルックアップテーブルが実装されているが、ルックアップテーブルのサイズが大きいほど消費電力が大きくなる。
特開2003−29724号公報
本発明の目的は、ルックアップテーブルのサイズを小さくして消費電力を低減する表示装置及びその駆動装置を提供すること、ACC機能のためのロジックを共用できる表示装置及びその駆動装置を提供することである。
このような技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動装置は、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。
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とよい。
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個であるとよい。
また、前記第2の場合がN=8、L=6であるとよい。
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とよい。
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。
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。
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。
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、初期始動時に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とよい。
M=8、N=9である第1の場合と、M=6、N=8である第2の場合との前記ルックアップテーブル及び前記演算部は実質的に同一であるとよい。
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。
本発明の他の実施形態に係る表示装置は、前記駆動装置を有する。
本発明により、ルックアップテーブルのサイズを小さくして消費電力を低減する表示装置及びその駆動装置を提供することが可能となる。また、ACC機能のためのロジックを共用できる表示装置及びその駆動装置を提供することが可能となる。
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、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。
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。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
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。
本発明の実施形態に係る表示装置及びその駆動装置について図面を参照して詳細に説明する。
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。
液晶表示板組立体300は、等価回路的には、複数の表示信号線G1−Gn、D1−Dmと、これに接続されてほぼ行列状に配列された複数の画素を有する。
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。
各画素2000は、表示信号線G1−Gn、D1−Dmに接続されたスイッチング素子Qと、これに接続された液晶キャパシタCLC及びストレージキャパシタCSTを有する。ストレージキャパシタCSTは、必要に応じて省略することができる。
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。
液晶キャパシタCLCは、下部表示板100の画素電極190と上部表示板200の共通電極270とを二つの端子とし、二つの電極190、270の間の液晶層3が誘電体として機能する。画素電極190は、スイッチング素子Qに接続されており、共通電極270は、上部表示板200の全面に形成されて共通電圧Vcomの印加を受ける。図2とは異なって、共通電極270が下部表示板100に備えられることもあり、その場合には、二つの電極190、270のうちの少なくとも一つを線状または棒状に作ることができる。
液晶キャパシタCLCの補助的な役割を果たすストレージキャパシタCSTは、下部表示板100に備えられた別個の信号線(図示せず)と画素電極190が絶縁体を介在して重畳してなり、この別個の信号線には、共通電圧Vcomなどの定められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタCSTは、画素電極190が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重畳してなることができる。
一方、色表示を実現するため、各画素が三原色のうちの一つを固有に表示したり(空間分割)、各画素が時間によって交互に三原色を表示するように(時間分割)し、これら三原色の空間的、時間的な作用によって所望の色相が認識できるようにする。図2は、空間分割の一例であって、各画素が画素電極190に対応する領域に赤色、緑色、または青色のカラーフィルタ230を備えている様子を示す。図2とは異なって、カラーフィルタ230は、下部表示板100の画素電極190の上または下に形成することもできる。
液晶表示板組立体300の二つの表示板100、200の少なくとも一方の外側面には、光を偏光させる偏光子(図示せず)が付着されている。
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。
ゲート駆動部400は、液晶表示板組立体300のゲート線G1−Gnに接続され、外部からのゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffの組み合わせからなるゲート信号をゲート線G1−Gnに印加する。
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。
ゲート駆動部400またはデータ駆動部500は、複数の駆動集積回路チップの形態で液晶表示板組立体300上に直接装着されたり、可撓性印刷回路膜(図示せず)上に装着されて、TCP(tape carrier package)の形態で液晶表示板組立体300に付着されることもできる。これと異なって、ゲート駆動部400またはデータ駆動部500が液晶表示板組立体300に集積されることもできる。
信号制御部600は、色補正部610を有し、ゲート駆動部400及びデータ駆動部500などの動作を制御する。これと異なって、色補正部610が信号制御部600の外部に具現されることもできる。
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。
ルックアップテーブル611は、mビットの入力映像データR、G、B各々に対するnビットの色補正映像データ(以下、ACCデータという。)を記憶しており、入力映像データR、G、Bを受信して、これと対応するACCデータを出力する。この時、ルックアップテーブル611が記憶するACCデータの全容量は、2m×n×3である。ルックアップテーブル611は、ROMまたはRAMで実現することができ、RAMで実現する場合、色補正部611の外部にROMをさらに有し、初期起動時、そこからACCデータを読み取る。
ディザリング処理部617は、ルックアップテーブル611からACCデータを読み取り、ディザリング(dithering)処理を行った後、出力映像データを送出する。ディザリングは、Nビットの入力データのうちデータ駆動ICが処理可能なビット数であるMビットのみを利用して表示できるように入力データを再構成する技術であって、入力データの下位(N−M)ビットに対し空間的及び時間的に隣接した画素の平均階調を表示することによって、Nビットの入力データを表示することができる。
次に、このような液晶表示装置1000の表示動作について、より詳細に説明する。
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。
ゲート制御信号CONT1は、ゲートオン電圧Vonの走査開始を指示する走査開始信号STVと、ゲートオン電圧Vonの出力を制御する少なくとも一つのクロック信号などを有する。
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。
データ駆動部500は、信号制御部600からのデータ制御信号CONT2によって一行の画素に対する映像データDATを受信し、階調電圧生成部800からの階調電圧のうちの各映像データDATに対応する階調電圧を選択することによって、映像データDATを当該データ電圧に変換した後、これを当該データ線D1−Dmに印加する。
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。
画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Vcomの差は、液晶キャパシタCLCの充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさに応じてその配列を異にし、そのため液晶層3を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板100、200に付着された偏光子(図示せず)によって光透過の率変化として現れる。
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)。
以下、添付図を参照して、本発明の他の実施形態によって液晶表示装置1000の色補正部に含まれている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る様々な方法について詳細に説明する。
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。
次に、入力映像データR、Bの全階調に対して、赤色及び青色ACCデータと入力映像データR、Bの差データfをルックアップテーブルに記憶させる。このようにして、ACCデータと差データfとのビット数の差だけ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。
このように大きさが減少したルックアップテーブルを有する色補正部について、以下のように分類してより詳細に説明する。色補正部は、信号制御部600に入力される入力映像データR、G、Bと処理された映像データDATのビット数に応じて、8ビット入力−8ビット出力、8ビット入力−6ビット出力、及び6ビット入力−6ビット出力に分類される。
(1)8ビット入力−8ビット出力
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ブロック図の一例であり、図4は、ACCデータと入力映像データの差を示したグラフであり、図5は、色補正前後の色温度曲線を示す図である。図6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ブロック図の他の例であり、図7は、線形補間法を適用するため、図4のグラフの一つの区間を示す図である。
説明の便宜上、図3及び図6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。
乗算器623は、入力映像データR、Bに4(2進数で100)を乗算して10ビットにした後、加算器625に送出する。
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。
ディザリング処理部627は、ACCデータR’、B’を受信してディザリング処理した後、8ビットの出力映像データR”、B”を送出する。
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。
上述した実施形態において、mが8であり、nが10であるので、ルックアップテーブル611が記憶する全体容量は、256×10×3=7,680ビットである。ところが、本実施形態のように、緑色ACCデータを除去する場合には、ルックアップテーブル621は256×10×2=5,120ビットを記憶すれば良く、これに8ビットの差データfのみを記憶する場合、ルックアップテーブル621は256×8×2=4,096ビットのみを記憶すれば良い。
次に、補間法を適用してルックアップテーブルのサイズをより小さくする色補正部について説明する。
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。
ルックアップテーブル631は、入力映像データR、Bと当該ACCデータの差DIFに対する差データpを8階調単位で記憶し(入力映像データの8階調毎に差データpを記憶し)、隣接した差データp値の差をパラメータqに記憶する。ルックアップテーブル631は、入力映像データR、Bの上位5ビットを受信し、これに対応する差データp及びパラメータqを補間部634に送出する。
補間部634は、入力映像データR、Bの下位3ビット及びルックアップテーブル631から差データp及びパラメータqを受信し、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635に送出する。
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
Figure 0004912661
ここで、(x1−x0)は、階調間隔として8であり、(x−x0)は、入力映像データR、Bの下位3ビットデータ値である。
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。
従って、ルックアップテーブル631は、8ビット差データpと6ビットパラメータqとを8階調単位で記憶すれば良いので、32×14×2=896ビットを記憶すれば良い。このように補間法を利用して、ルックアップテーブル631のサイズをルックアップテーブル611のサイズの12%に小さくすることができる。
(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。
図8及び図9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ブロック図の他の例である。
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。
ルックアップテーブル641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、これに対応する差データfを送出する。
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。
加算器645は、ルックアップテーブル641からの差データfと乗算器643からの出力データとを加算して9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647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。
差データfは、7ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビットを示し、LSB1ビットは、解像度(0.5)を示し、中間の5ビットは、差DIFの整数値を示す。従って、この場合、緑色ACCデータを除去し、差データfのみを記憶する場合、ルックアップテーブル641のサイズは256×7×2=3,584ビットになり、最初の実施形態におけるルックアップテーブル611(3色の256階調に対して、9ビットのデータを有する場合)のサイズ256×9×3=6,912ビットの52%に小さくすることができ、さらに、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641のサイズは256×6×2=3,072ビットになり、44%に小さくすることができる。
ここで、この場合において、補間法を適用してルックアップテーブルのサイズをより小さくする色補正部について説明する。
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。
ルックアップテーブル651は、入力映像データR、Bと当該ACCデータの差DIFに対する差データpを8階調単位で記憶し、隣接した差データp値の差をパラメータqに記憶する。ルックアップテーブル651は、入力映像データR、Bのうちの上位5ビットを受信し、これに対応する差データp及びパラメータqを補間部654に送出する。
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。
差データpは、7ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビットを示し、LSB1ビットは、解像度(0.5)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、5ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビットを示し、LSB1ビットは、解像度(0.5)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。
従って、ルックアップテーブル651は、7ビット差データpと5ビットパラメータqとを8階調単位で記憶すれば良く、32×12×2=768ビットを記憶すれば良い(11%に縮少)。例えば、差DIFの整数値のビット数を一つずつ小さくする場合、差データpは6ビット、パラメータqは4ビットになり、ルックアップテーブル651は、32×10×2=640ビットを記憶すれば良い(9.3%に縮少)。
(3)6ビット入力−6ビット出力
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。
図10及び図11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ブロック図の他の例である。
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。
ルックアップテーブル661は、入力映像データR、Bと当該ACCデータとの差DIFによる6ビットの差データ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。
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。
加算器665は、ルックアップテーブル661からの差データfと乗算器663からの出力データを加算して、8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667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。
差データfの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、差DIFの整数値を示す。ここで、図4に示したグラフは、ACCデータと入力映像データとの差を8ビット256階調に対して表したものであって、同一のグラフを6ビット64階調に対して表せば、縦軸のスケールが1/4に小さくなる。よって、整数値は、−4以上+4以下になり、3ビットで表現することができる。この場合、緑色ACCデータを除去し、差データfのみを記憶する場合、ルックアップテーブル641のサイズは、64×6×2=768ビットになり、最初の実施形態のルックアップテーブル611(3色の64階調に対して、8ビットのデータを有する場合)のサイズ64×8×3=1,536ビットに比べて50%に小さくすることができる。
次に、この場合、補間法を適用してルックアップテーブルのサイズをより小さくする色補正部について説明する。
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。
ルックアップテーブル671は、入力映像データR、Bと当該ACCデータとの差DIFに対する差データpを8階調単位で記憶し、隣接した差データp値の差をパラメータqに記憶する。ルックアップテーブル671は、入力映像データR、Bのうちの上位3ビットを受信し、これに対応する差データp及びパラメータqを補間部674に送出する。
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。
差データpは、6ビットデータであって、MSB1ビットは、サインビット示し、LSB2ビットは、解像度(0.25)を示し、中間の3ビットは、差DIFの整数値を示す。パラメータqは、4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1ビットは隣接した差データpの差を示す。
従って、ルックアップテーブル671は、6ビット差データpと、4ビットパラメータqを8階調単位で記憶すれば良く、8×10×2=160ビットを記憶すれば良い(10.4%に縮少)。
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。
次に、8ビット入力−6ビット出力の色補正部と、6ビット入力−6ビット出力の色補正部のロジック統合について、図面を参照して詳細に説明する。
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。
図12A及び図12B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演算過程を示す図である。
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。
一方、6ビット−8ビット補間ロジックは、8ビット−9ビット補間ロジックと同一のロジックを使用して実現することができる。ただし、この場合、補間は2階調単位で行われる。そのために、6ビット入力映像データR、Bに4を乗算し、つまりLSB2ビットに“00”を挿入して8ビットに変換する。しかし、ルックアップテーブル671は、32×12×2ビットを記憶するルックアップテーブル651をそのまま使用する。この時、差データp及びパラメータqの最下位1ビットは演算には含まれているが、結果的に無視することができる。
図12Bに示すように、このような演算過程は、図12Aに示す演算過程と同様であるのでこれに対する詳細な説明は省略する。ここで、最終算出されたデータR’[8:0]のうちの最下位ビットR’0を除く8ビットのデータがACCデータR’となる。
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。
次に、8ビット入力−6ビット出力ロジックのうちの9ビット−6ビットディザリングロジックと、6ビット入力−6ビット出力のうちの8ビット−6ビットディザリングロジックの統合について、図13及び図14を参照して詳細に説明する。
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。
9ビット−6ビットディザリングロジックは、9ビットACCデータを6ビット出力映像データに変換するロジックであり、8ビット−6ビットディザリングロジックは、8ビットACCデータを6ビット出力映像データに変換するロジックである。ディザリングロジックは、既に説明したように、同一の映像を表現するため、高いビット数のデータを低いビット数のデータに変換するロジックである。9ビットを6ビットに変換する場合、9ビットのACCデータのうちの下位3ビットのデータに対し8フレーム間の時間的平均を表示し、16個の画素を一単位として空間的平均を表示する。なお、8ビットを6ビットに変換する場合、8ビットのACCデータのうちの下位2ビットのデータに対し4フレーム間の時間的平均を表示し、8個の画素を一単位として空間的平均を表示する。
図13に示すディザリングパターンは、下位3ビットのデータ値“100”に対して、4×4画素(16個画素)の空間的平均を表現したパターンの一例である。ここで、斜線部には、上位6ビットのデータ値に1を加算した値(“1”と表示)を出力映像データとして送出し、残りは上位6ビットのデータ値(“0”と表示)をそのまま送出する。図14は、このような16個画素に対し、フリッカーなどの影響を考慮して、8フレーム間の時間的平均を表したディザリングパターンが示されている。
8ビット−6ビットディザリングロジックを9ビット−6ビットディザリングロジックに含ませて統合ロジックを作ることができる。即ち、8ビットのACCデータのうちの下位2ビットのデータ値“00/01/10/11”に相当するディザリングパターンを9ビット−6ビットディザリングロジックで最下位ビットが“0”である3ビットデータ値、つまり“000/010/100/110”に相当するディザリングパターンに対応させる。これは、図12Bの統合された補間ロジックで最終算出されたデータR’[8:0]のうちの最下位ビットR’0に“0”を代入し、ディザリングロジックに適用することによって実現される。
本発明の実施形態に係る色補正部は、メモリからなるルックアップテーブル(図示せず)を含んでディザリングパターンを記憶する。このようにして、必要に応じてメモリのデータ値を変更することで、ディザリングパターンを変更することができる。
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。
ところが、ディザリングパターンの規則性を利用することによって、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小さくすることができる。これについて図14を参照して説明する。
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。
さらに、最下位ビットが“0”である場合のディザリングパターンは、4フレーム単位で繰り返されるので、ルックアップテーブルは4フレームのディザリングパターンのみ記憶すれば良い。よって、ルックアップテーブルは16×3×8=384ビットのみ記憶すれば良い。
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。
結局6ビット入力−6ビット出力の色補正部は、図9に示す8ビット入力−6ビット出力の色補正部650に統合可能であり、この時、色補正部650は、入力映像データが6ビットである場合、入力映像データに4を乗算することによって、8ビットのデータに変換するビット変換部(図示せず)をさらに有する。
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。
ロジック実現の便宜上、ルックアップテーブルがパラメータqデータを記憶するものと説明しているが、ルックアップテーブルから隣接した差データp二つを受信し、その差を算出することによって、パラメータqを記憶しないことができ、その結果、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。
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。
このように、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、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。
また、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。
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。
本発明は、ルックアップテーブルのサイズを小さくして消費電力を低減することが求められる分野において、例えば、表示装置及びその駆動装置として有用である。また、ACC機能のためのロジックを共用することが求められる分野において、例えば、表示装置及びその駆動装置として有用である。
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る。 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。 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ブロック図の一例である。 ACCデータと入力映像データの差を示したグラフである。 色補正前後の色温度曲線を示す図である。 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ブロック図の他の例である。 線形補間法を適用するために図4のグラフの一区間を示す図である。 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ブロック図の他の例である。 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ブロック図の他の例である。 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ブロック図の他の例である。 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ブロック図の他の例である。 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演算過程を示す図である。 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演算過程を示す図である。 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。 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。
符号の説明
3 液晶層
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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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