JPH0895523A - 液晶パネルの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の行を同時選択する単純マトリクス型液
晶パネルの駆動装置において、動画表示時に現われる縦
筋を除去し画質を改善する。 【構成】 フィルタブロック３００は、入力する動画像
データの時間周波数における高周波成分を非線形に強調
するハイパスフィルタであり、画像データバッファメモ
リ１はフィルタブロック３００の出力する１フレーム分
の画像データを記憶し出力する。行列発生回路２は、予
め定められた直交行列のデータを出力する。変換ブロッ
ク１００は、行列発生回路２の出力データで画像データ
バッファメモリ１の出力データを変換する。変換データ
バッファメモリ５は、変換ブロック１００の出力データ
を記憶し出力する。駆動ブロック２００は、行列発生回
路２の出力データを行信号に、変換データバッファメモ
リ５の出力データを列信号に、それぞれ用いて単純マト
リクス型液晶表示装置１０に画像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の行を同時に選択
する駆動法を用いた液晶パネルの駆動装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶パネルは、フラットパネルデ
ィスプレイとして広く一般で使用されているが、その代
表的な種類の１つに単純マトリクス型液晶パネルがあ
る。この単純マトリクス型液晶パネルは、図５に示され
るように、横方向、縦方向の縞状の透明電極（それぞれ
行電極、列電極）をマトリクス状に形成した、２枚のガ
ラス基板で液晶層を挟持するという構造となっている。
この構造から、この液晶パネルは低コストという利点を
持つ。またビデオの動画を表示できる応答速度の速い液
晶パネルが開発されつつある現在、その利用分野が広が
りつつある。

【０００３】ただ、この高速応答のパネルを、従来のよ
うに順次１行ずつ選択しその行の画素の明るさに応じた
電圧を列電極から供給する駆動法で駆動すると、応答が
速いために一度明るくなった後すぐ暗くなりコントラス
トが低下するフレーム応答現象が生じてしまうという問
題がある。

【０００４】そこで、高速応答の単純マトリクス型液晶
パネルの複数の行を同時に選択してフレーム応答現象の
影響を除去し、コントラストの低下を防ぐ駆動法が開発
された。この駆動法は、１と−１の２値または１と０と
−１の３値からなる直交行列を用いた直交変換に依拠し
た駆動法である。ここでこの駆動法を簡単に説明する
が、以下の説明において、行列及び単純マトリクス型液
晶パネルにおける行と列の定義は数学でなされているも
のとし、直交行列とは、任意の異なる２つの行ベクトル
または列ベクトルの内積が必ず０になる行列を指す。

【０００５】まず、１フレーム分のディジタル画像であ
る行列Ａの大きさに適した直交行列Ｈを考え、この２つ
の行列の乗算を（数１）の順序で行い列信号のパターン
である行列Ｂを作成する。

【０００６】

【数１】

【０００７】次に、１フレーム期間内の時刻ｉにおい
て、直交行列Ｈのｉ行目の各データのうち、１を電圧レ
ベルLow、０を電圧レベルMiddle、−１を電圧レベルHig
hとした行信号を単純マトリクス型液晶パネルの各行電
極に印加するのに同期して、行列Ｂのｉ行目の各データ
の値に応じた電圧を列信号として各列電極に印加する。
こうすると、１フレーム期間全体として、印加された列
信号が液晶パネル上で逆変換され、行電極、列電極間
に、行列Ａの各データに比例した実効値電圧が蓄積され
る。各画素の液晶層は、行電極、列電極間の実効値電圧
に応じて光を透過するため、液晶パネルに画像が表示さ
れる。この行信号のうち、電圧レベルLowと電圧レベルH
ighとが選択電圧であり、電圧レベルMiddleが非選択電
圧であるので、直交行列の１つの行にある１と−１との
総数分の行が同時に選択されることになる。なお、画像
データは、オンを−１、オフを１とし、−１以上１以下
の実数値として定義されている。

【０００８】以上のように、同時に選択される行を増や
して１つの行が１フレーム期間内で複数回選択されるよ
うにし、各画素の実効値電圧を分散させて与えることで
フレーム応答現象を除去でき、コントラストの低下を防
ぐことができる。なお、この駆動法の参考文献として
は、福井他，”ＳＴＮ液晶のアクティブ駆動法の検
討，”テレビジョン学会誌 Vol.48, No.3, pp.343〜346
(1994)などがある。

【０００９】図６は、複数行を同時選択する駆動法の概
念図である。この図において注目すべき点としては、列
信号は、それを供給すべき列電極上に存在するすべての
画素に共通であるということである。つまり、なんらか
原因で液晶パネル上での列信号の逆変換に異常が生じた
場合、その列電極上のすべての画素においてノイズが生
じ、結果として縦筋が現れるということである。

【００１０】この逆変換に異常が生じる原因として、液
晶の応答の遅れがある。図８は、この液晶の応答の遅れ
を表した波形図である。つまり、液晶パネル上の１つの
画素に対する画像データの時間的変化（図８（ａ））
が、実際には液晶パネルの明るさの応答波形が図８
（ｂ）のようになり、これが原因となって、図１０に示
されるように、あるフレーム期間に出力される列信号が
すべて出力された後、液晶パネル上での逆変換の演算が
液晶の応答の遅れから次のフレーム期間にまで及び、次
のフレーム期間の列信号と重複して逆変換にノイズが生
じて、表示画像上の縦筋として現れてしまう。

【００１１】ここで仮に、線形な特性を持つハイパスフ
ィルタで画像データの時間的変化を強調する場合を考え
てみる。図９は、画像データに線形な特性を持つハイパ
スフィルタで処理した場合の画像データの時間的変化と
液晶パネルの明るさの応答波形を表した図である。この
図から次のようなことがわかる。すなわち、画像データ
が時間的に図９（ａ）のような変化をすると、処理結果
が−１以上１以下という画像データの定義範囲を超過す
る可能性が高く（図９（ｂ））、データの変化をほとん
ど強調することができない（図９（ｃ））。従って液晶
パネルの応答をほとんど改善することができない（図９
（ｄ））ということである。

【００１２】このような駆動法を用いた従来の液晶パネ
ルの駆動装置の構成を、図７を参照しながら説明する。
図７において、画像データバッファメモリ１は外部から
転送されるディジタル動画像データを１フレーム分一時
記憶し、その１フレーム分の画像データであるＬ行Ｍ列
の行列Ａを縦の１列の単位で列レジスタ３に出力する。
列レジスタ３は、行列Ａの縦の１列のデータ、つまり行
列Ａの列ベクトルのＬ個のデータをラッチする。行列発
生回路２は、予め定められたＮ行Ｌ列の直交行列Ｈを記
憶するＲＯＭとそれを読み出す回路からなり、直交行列
Ｈのデータを１行単位で出力する。つまり直交行列Ｈの
行ベクトルのＬ個のデータを出力する。

【００１３】演算回路４は、行列発生回路２の出力する
行ベクトルと列レジスタ３のラッチする列ベクトルとの
内積を計算するが、直交行列Ｈのすべての行ベクトルと
行列Ａのすべての列ベクトルとの組み合わせに対して内
積を計算するので、全体として、（数２）のような行列
の乗算を行う。この乗算の結果作成されるのがＮ行Ｍ列
の行列Ｂである。

【００１４】

【数２】

【００１５】変換データバッファメモリ５は、作成され
た行列Ｂを一時記憶し、１行単位で出力する。Ｄ／Ａ変
換器６は、変換データバッファメモリ５から送られてく
るディジタルデータをアナログ値に変換し出力する。列
ドライバ７は、Ｄ／Ａ変換器６によって変換されたアナ
ログデータに応じた電圧を、単純マトリクス型液晶表示
装置１０のＭ個の列電極に印加する。

【００１６】一方、行列発生回路２から出力された直交
行列Ｈの行ベクトルは、行側電圧用レジスタ８にラッチ
され、行ドライバ９は、行側電圧用レジスタ８に格納さ
れたＬ個のデータに応じた電圧を、単純マトリクス型液
晶表示装置１０のＬ個の行電極に印加する。ただし、行
ドライバ９、列ドライバ７とも、１フレーム期間内の時
刻ｉ（ｉはＮ以下の自然数）において、直交行列Ｈ、行
列Ｂのｉ行目のデータに応じた電圧をそれぞれの電極に
印加する。

【００１７】これらの構成要素の内、列レジスタ３と演
算回路４とから行列の乗算を行う変換ブロック１００が
構成され、Ｄ／Ａ変換器６と列ドライバ７と行側電圧用
レジスタ８と行ドライバ９とから単純マトリクス型液晶
表示装置１０を駆動する駆動ブロック２００が構成され
ている。このような構成で前述した駆動法を実現してい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、動画像データを表示すると、液晶の応答
に遅れが生じるため、印加された列信号の液晶パネル上
における逆変換の演算速度がその列信号の出力される速
度に追随できず、結果として画面全体に縦筋が現れると
いう問題点があった。

【００１９】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、液晶パネルの応答を仮想的に改善することで列信
号の液晶パネル上での演算速度を補い、複数行同時選択
の駆動法を用いた単純マトリクス型液晶パネルに動画を
表示する際に現れる縦筋を除去する液晶パネルの駆動装
置を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の液晶パネルの駆動装置は、外部から入力する
動画像データの時間周波数における高周波成分を予め用
意したテーブルを用いて非線形に強調するハイパスフィ
ルタであり、動画像データを処理し出力するフィルタ手
段と、フィルタ手段から出力される動画像データの１フ
レーム分の画像データを記憶し１フレーム後に出力する
画像データバッファメモリと、予め定められた直交行列
のデータを１行ずつ繰り返し出力する行列発生手段と、
行列発生手段の出力データで画像データバッファメモリ
の出力する画像データの各列のデータを変換する変換手
段と、変換手段の出力データを１フレーム分記憶し１フ
レーム後に出力する変換データバッファメモリと、行電
極と列電極との間に実効値電圧に応答する液晶を挟持す
る単純マトリクス型液晶表示手段と、行列発生手段の出
力データを行電極に印加する周期的な行信号のパターン
とし、ある時点の行列発生手段の出力データで変換され
たデータ列を変換データバッファメモリから入力し、同
じ時点での列信号として列電極に印加する駆動手段の構
成を有している。

【００２１】

【作用】本発明は上記した構成によって、液晶パネルの
応答を仮想的に改善することで列信号の液晶パネル上で
の演算速度を補い、複数行同時選択の駆動法を用いた単
純マトリクス型液晶パネルに動画を表示する際に現れる
縦筋を除去することができる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００２３】図１は本発明の実施例における液晶パネル
の駆動装置のブロック図である。図１において、図７と
同じ働きをする部分には、同じ符号を付し説明を省略す
る。

【００２４】演算回路１１は、テーブルＲＯＭ１２のデ
ータと遅延用バッファメモリ１３のデータとを用いなが
ら、外部から入力されるディジタル動画像データに信号
処理を施す。遅延用バッファメモリ１３は、１フレーム
分の画像データを記憶できる容量を持つバッファメモリ
であり、入力されるデータを１フレーム後に出力するた
めにデータを一時記憶し、１フレーム後にそのデータと
同じ画素に対するデータが入力された時に、記憶してお
いたデータを出力し新しいデータを記憶する。これら演
算回路１１とテーブルＲＯＭ１２と遅延用バッファメモ
リ１３とから、動画像データの時間周波数に対するハイ
パスフィルタであるフィルタブロック３００が構成され
ている。

【００２５】図２は、本発明の実施例における液晶パネ
ルの駆動装置のフィルタブロック３００のブロック図で
ある。テーブルＲＯＭ１２は、テーブルＲＯＭ１２１、
テーブルＲＯＭ１２２とからなり、演算回路１１は、減
算回路１１１、減算回路１１２、加算回路１１３とから
なる。テーブルＲＯＭ１２１、テーブルＲＯＭ１２２
は、減算回路１１２の出力データをアドレスに用いて、
それぞれ予め用意されたテーブルからデータを読み出し
出力する。減算回路１１１は、外部からの入力データか
らテーブルＲＯＭ１２１の出力データを引き算し、遅延
用バッファメモリ１３に出力する。減算回路１１２は、
外部からの入力データから遅延用バッファメモリ１３の
出力データを引き算し出力する。加算回路１１３は外部
からの入力データとテーブルＲＯＭ１２２の出力データ
との和を計算し出力する。

【００２６】テーブルＲＯＭ１２１、１２２とも、基本
的には入力されるデータに係数を乗じた値を出力する
が、テーブルを使うことによって、非線形な計算をする
ことができる。フィルタブロック３００全体としては、
非線形な特性を持つハイパスフィルタとなる。したがっ
て、通常の線形な特性を持つハイパスフィルタでは、処
理結果の絶対値が１を越える可能性があるが、フィルタ
ブロック３００は、処理結果の絶対値が１を越えないよ
うに、予めテーブルＲＯＭ１２のデータを用意し非線形
の演算を行っているので、画像データの定義されている
−１以上１以下の範囲内のデータだけを出力することが
できる。

【００２７】図３は、本発明の実施例における液晶パネ
ルの駆動装置のフィルタブロック３００で処理した場合
の、液晶パネルの画素の明るさの変化を表した波形図で
ある。図３（ａ）は、外部からの入力画像データの変
化、図３（ｂ）は、フィルタブロック３００で処理され
た画像データの変化、図３（ｃ）は、その時の画素の明
るさの変化を表わしている。このように、フィルタブロ
ック３００によって、処理結果が必ず−１と１との間の
値となり、かつ液晶パネルの応答が、図８（ｂ）から図
３（ｃ）に改善される。

【００２８】図４は、本発明の実施例における液晶パネ
ルの駆動装置のフィルタブロック３００を使用した場合
の、列信号の出力期間と液晶パネル上での逆変換の演算
期間とを表わしたタイムチャートである。この図に見ら
れるように、フィルタブロック３００は、液晶パネルの
応答を仮想的に改善することで逆変換の速度を補い、そ
のフレーム期間内で逆変換の演算を完了させることがで
きる。この結果、画面に縦筋は現れない。

【００２９】以上のように本発明の実施例によれば、単
純マトリクス型液晶表示手段（単純マトリクス型液晶表
示装置１０）と、外部から転送される動画像データの時
間周波数における高周波成分を非線形に強調するフィル
タ手段（フィルタブロック３００）と、フィルタ手段の
出力データを１フレーム分記憶し出力する画像データバ
ッファメモリ（画像データバッファメモリ１）と、予め
定められた直交行列のデータを出力する行列発生手段
（行列発生回路２）と、行列発生手段の発生する行列で
画像データを変換する変換手段（変換ブロック１００）
と、変換手段の出力データを一時記憶した後、出力する
変換データバッファメモリ（変換データバッファメモリ
５）と、行列発生手段の出力データを行信号に、変換デ
ータバッファメモリの出力データを列信号にそれぞれ用
いて単純マトリクス型液晶表示手段を駆動する駆動手段
（駆動ブロック２００）とから構成され、液晶パネルの
応答を仮想的に改善することで、列信号の液晶パネル上
における逆変換の演算速度を、その列信号が出力される
速度に追随させることができ、液晶パネルに動画を表示
する際に現れる縦筋を除去することができる。

【００３０】なお、フィルタブロック３００は、処理結
果が画像データの定義範囲に収まるような非線形なハイ
パスフィルタであればよく、実施例に留まるものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、外部から入力す
る動画像データの時間周波数における高周波成分を予め
用意したテーブルを用いて非線形に強調するハイパスフ
ィルタであり、動画像データを処理し出力するフィルタ
手段と、フィルタ手段から出力される動画像データの１
フレーム分の画像データを記憶し１フレーム後に出力す
る画像データバッファメモリと、予め定められた直交行
列のデータを１行ずつ繰り返し出力する行列発生手段
と、行列発生手段の出力データで画像データバッファメ
モリの出力する画像データの各列のデータを変換する変
換手段と、変換手段の出力データを１フレーム分記憶し
１フレーム後に出力する変換データバッファメモリと、
行電極と列電極との間に実効値電圧に応答する液晶を挟
持する単純マトリクス型液晶表示手段と、行列発生手段
の出力データを行電極に印加する周期的な行信号のパタ
ーンとし、ある時点の行列発生手段の出力データで変換
されたデータ列を変換データバッファメモリから入力
し、同じ時点での列信号として列電極に印加する駆動手
段とからなり、液晶パネルの応答を仮想的に改善する
で、列信号の液晶パネル上における逆変換の演算速度
を、その列信号が出力される速度に追随させることがで
き、液晶パネルに動画を表示する際に現れる縦筋を除去
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における液晶パネルの駆動装置
のブロック図

【図２】本発明の実施例における液晶パネルの駆動装置
のフィルタブロック３００のブロック図

【図３】本発明の実施例における液晶パネルの駆動装置
のフィルタブロック３００を用いた場合の液晶の応答波
形図

【図４】本発明の実施例における列信号の出力期間とそ
の逆変換の演算期間とを示すタイムチャート図

【図５】単純マトリクス型液晶パネルの構造図

【図６】複数行を同時選択する駆動法の概念図

【図７】従来の液晶パネルの駆動装置のブロック図

【図８】従来の（ハイパスフィルタを用いない場合の）
液晶の応答波形図

【図９】従来の（線形なハイパスフィルタを用いた場合
の）液晶の応答波形図

【図１０】従来の（液晶パネル上での演算の遅れを伴な
う場合の）列信号の出力期間とその逆変換の演算期間と
を示すタイムチャート図

【符号の説明】

１ 画像データバッファメモリ ２ 行列発生回路 ３ 列レジスタ ４ 演算回路 ５ 変換データバッファメモリ ６ Ｄ／Ａ変換器 ７ 列ドライバ ８ 行側電圧用レジスタ ９ 行ドライバ １０ 単純マトリクス型液晶表示装置 １１ 演算回路 １２ テーブルＲＯＭ １３ 遅延用バッファメモリ １００ 変換ブロック １１１，１１２ 減算回路 １１３ 加算回路 １２１，１２２ テーブルＲＯＭ ２００ 駆動ブロック ３００ フィルタブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から入力する動画像データの時間周
   波数における高周波成分を予め用意したテーブルを用い
   て非線形に強調するハイパスフィルタであり、前記動画
   像データを処理し出力するフィルタ手段と、前記フィル
   タ手段から出力される動画像データの１フレーム分の画
   像データを記憶し１フレーム後に出力する画像データバ
   ッファメモリと、予め定められた直交行列のデータを１
   行ずつ繰り返し出力する行列発生手段と、前記行列発生
   手段の出力データで前記画像データバッファメモリの出
   力する画像データの各列のデータを変換する変換手段
   と、前記変換手段の出力データを１フレーム分記憶し１
   フレーム後に出力する変換データバッファメモリと、行
   電極と列電極との間に実効値電圧に応答する液晶を挟持
   する単純マトリクス型液晶表示手段と、前記行列発生手
   段の出力データを前記行電極に印加する周期的な行信号
   のパターンとし、ある時点の前記行列発生手段の出力デ
   ータで変換されたデータ列を前記変換データバッファメ
   モリから入力し、同じ時点での列信号として前記列電極
   に印加する駆動手段とを具備することを特徴とする液晶
   パネルの駆動装置。
2. 【請求項２】 フィルタ手段は、入力されるデータをも
   とに予め用意したテーブルからデータを読み出して出力
   するテーブルＲＯＭと、入力されたデータを記憶し１フ
   レーム後に出力する遅延用バッファメモリと、前記テー
   ブルＲＯＭからのデータと前記遅延用バッファメモリか
   らのデータとを用いて、外部から転送される動画像デー
   タに信号処理を行い、途中結果を前記テーブルＲＯＭと
   前記遅延用バッファメモリとに出力し、最終結果を前記
   画像データバッファメモリに出力する演算手段とからな
   る請求項１記載の液晶パネルの駆動装置。