KR970006865B1

KR970006865B1 - 액정디스플레이의 구동장치

Info

Publication number: KR970006865B1
Application number: KR1019940008387A
Authority: KR
Inventors: 야스히토 후쿠이; 마나부 유미네; 토키카즈 마츠모토
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤; 모리시타 요이찌
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1994-04-21
Publication date: 1997-04-30
Also published as: DE69416441D1; EP0621578A2; KR940024653A; US5684502A; EP0621578B1; EP0621578A3; DE69416441T2

Abstract

내용 없음.

Description

액정디스플레이의 구동장치

제1도는 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이의 구조도.

제2도는 복수행동시선택에 의한 구동법의 개념을 표시한 도면.

제3도는 복수행종시선택에 의한 구동법에 있어서의 화상데이타의 기록, 판독의 방향을 표시한 도면.

제4도는 본 발명의 제1실시예의 구성을 표시한 블록도.

제5도는 제1실시예에 있어서의 반전회로군(4)의 구성을 표시한 블록도.

제6도는 제1실시예에 있어서의 가산회로망(5)의 구성을 표시한 블록도.

제7도는 제1실시예에 있어서의 행쪽구동블록(300)을 가진 경우의 복수행동시선택에 의한 구동법의 개념을 표시한 도면.

제8도는 제1실시예에 있어서의 스위치(14)의 구성을 표시한 블록도.

제9도는 제1실시예에 있어서의 가상행정성회로(3)의 구성을 표시한 블록도.

제10a도는 제1실시예에 있어서의 화상데이터버퍼메모리(1)의 구성을 표시한 블록도.

제10b도는 제1실시예에 있어서의 변환데이터버퍼메모리(7)의 구성을 표시한 블록도.

제11도는 화상데이터버퍼메모리(1)를 구성하는 2차원버퍼메모리내의 화상데이타의 배치를 표시한 도면.

제12도는 화상데이터버퍼메모리(1) 전체의 동작을 표시한 도면.

제13도는 본 발명의 제2실시예의 구성을 표시한 블록도.

제14도는 제2실시예에 있어서의 재배열회로(53)의 구성을 표시한 블록도.

제15도는 제2실시예에 있어서의 필터(62)의 구성을 표시한 블록도.

제16도는 하다말변환의 고속계산법의 순서도.

제17도는 쌍 1차형 디지틀필터의 구성을 표시한 블록도.

제18도는 제2실시예에 있어서의 필터(62)의 동작파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 51 : 화상데이터버퍼메모리 2, 52 : 열레지스터

3 : 가상행정성회로 4 : 반전회로군

5 : 가산회로망

6, 501∼507, 621, 625 : 가산회로

7, 58 : 변환데이터버퍼메모리 8, 59 : D/A 변환기

9, 60 : 열드라이버 10 : 행렬발생회로

11, 63, 107, 624, 707 : 어드레스발생회로

12 : 행레지스터 13, 56 : 행쪽전압용레지스터

14 : 스위치 15, 57 : 행드라이버

16, 61 : 단순매트릭스 행액정디스플레이

53 : 재배열회로 54 : 연산회로

55 : 행렬메모리 62 : 필터

100, 500 : 변환블록 101, 106, 701, 706 : 셀렉터

102∼105, 702∼705 : 2차원버퍼메모리

108, 708 : 카운터 150 : 연산블록

200 : 행렬발생블록 300 : 행쪽구동블록

301, 622, 626, 627 : 승산회로

302 : 축적회로 3032 : 테이블용메모리

400 : 열쪽구동블록 401 : XOR 어레이

402 : 가산회로군 600 : 구동블록

623 : 필터용버퍼메모리

본 발명은 고속응답의 STN(Super Twisted Nematics) 단순매트릭스형 액정디스플레이에 높은 콘트라스트의 화상을 표시하는 구동법을 사용한 액정디스플레이의 구동장치에 관한 것이다.

현재, 액정디스플레이는 플랫패널디스플레이로서 널리 일반적으로 사용되고 있다. 그 대표적인 종류의 하나로, STN 단순매트릭스형 액정디스플레이가 있다. 이 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이는 제1도에 표시되는 바와 같이 가로방향, 세로방향의 줄무늬형상의 투명전극(각각 행전극, 열전극)을 매트릭스형으로 형성했다. 2매의 유리기판에 의해서 액정층을 사이에 끼워두는 단순구조로 되어 있다. 이 구조로부터 STN 액정디스플레이는 지코스트라는 이점을 가진다. 또 비데오레이트의 움직임화상을 표시할 수 있는 응답속도가 빠른 STN액정디스플레이가 개발되고 있는 현재, 그 이용분야가 확대되고 있다.

그러나, 응답속도가 빠른 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이에 대해서, 1개의 행전국에 1프레임기간에 한번만 선택전압을 인가하고, 그 행위 위의 화소의 정보를 열전극으로부터 공급하는 종래의 구동법을 사용하면, 콘트라스트가 현저하게 저하한다. 그래서 최근 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 새로운 구동법이 제안되었다. 이 기술은, 한번에 복수의 행을 동시에 선택하고, 1개의 행을 1프레임기간에 복수의 선택함으로써, 콘트라스트 저하를 막을 수 있다.

이 구동법은 제2도에 표시된다. 먼저, 미리 정해진 직교행렬이 가진 데이터에 비례한 전압을 행신호로서, STN 단순매트릭스형 액정디스플레이의 행전극에 인가한다. 이 직교행렬은 각 데이터가 1, -1의 2차, 또는 1, 0, -1의 3치로 이루어지고, 행렬을 구성하는 행벡터 또는 열벡터중, 임의의 다른 2개의 행벡터 또는 열벡터의 내적치가 반드시 0이 되는 행렬이다. 이 행렬이 가진 데이터중, 1을 저레벨, 0을 중레벨, -1을 고레벨이라고 생각하고, 행신호로 한다. 즉 행드라이버에는 3차드라이버를 사용한다.

또, 액정디스플레이에 표시해야 할 1프레임분의 디지틀화상데이터에 대해서 행전극을 구동하기 위하여 사용하는 직교행렬과의 곱을 구하고 변환데이터를 작성한다. 이 변환데이터의 각 데이터의 값에 비례한 전압을 일신호로서 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이의 행전극에 인가한다. 화상데이터가 다계조의 데이터일 경우, 변환데이터도 다레벨의 데이터가 되므로, 열드라이버에는 애널로그드라이버를 사용한다. 또, 이 구동법을 사용하면, 열신호의 전압이 높아지기 때문에, 내압이 큰 열드라이버를 사용하는 것이 필요하게 된다. 이와 같은 2개의 신호를 액정디스플레이의 2종류의 전극에 인가하면, 1프레임기간에서 행전극, 열전극 사이에 화상데이터의 각 데이터에 비례한 실요치전압이 축적된다. 각 화소의 액정층은 행전극, 열전극 사이의 실효치전압에 따라서 광을 투과하기 때문에, 액정디스플레이에 화상이 표시된다.

이 구동법에관한 문헌으로서는 다음과 같은 논문이 있다. 먼저 첫번째는, Active Addressing Method for High-Contrast Video Rate STN Displays, T.J. Scheffer and B. Clifton, 1992 SID Digest of Techical Papers XXIII, 228-231(1992)이다. 이 논문에는 행선택을 위한 직교함수로서 월시함수는 열신호의 전압을 내릴 수 있다는 점에서 적합하다는 것이 기술되어 있다.

그러나, 이 논문에서 설명되고 있는 월시함수를 사용하면, 열신호를 계산하기 위한 연산회로에 있어서 하다말변환의 고소계산법을 이용할 수 없기 때문에 연산회로의 규모가 커진다는 문제가 있다.

다음에, Hardware Architectures for Video-Rate, Active Addressed STN Display, B. Clifton and D. Prince. Proceedings 12th International Display Research Conference, 503-526(1992)가 있다. 이 논문에는 열전압을 계산하기 위한 연산회로의 구성등이 기술되어 있다.

이 논문에서 소개되어 있는 연산회로는, 디지틀데이터의 각 비트에 대해서 연산을 실시하는 구성으로 되어 있다. 그러나 이 구성에서는 0을 의미하는 디지틀데이터를 0이라고 인식할 수 없고, 다른 데이터와의 승산을 생략할 수 없기 때문에 회로규모나 연산속도에 낭비가 생긴다.

세번째로, Pulse-Height Modulation(PHM) Gray Shading Methods for Passive Matrix LCDs, A.R.Corner and T.J. Scheffer, Proceedings 12th International Display Research Conference, 69-72(1992)가 있다. 이 논문에는 개조표시를 위한 열신호의 변조방법인 펄스높이 변조가 기술되어 있다.

이 논문에는, 가상행의 요소의 계산식이 소개되고 있으나, 이 계산식에는 승산이나 평방근이 포함되고 있고, 단순히 식대로 구성한 연산회로에서는, 회로규모나 연산속도에 있어서의 손실이 크다.

또, 이들 논문에는 기술되고 있지 않으나, 실제로 이 새로운 구동법을 사용할 액정디스플레이를 개발하는데 있어서, 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 인터레이스방식으로 전송되는 2필드분이 화상을 논인터레이스화해서 1매의 화상으로 하면, 다른 시간의 데이터를 동시에 표시하기 대문에, 이 동물체의 애지에 변형이 생긴다는 문제가 있다.

다음에 이 신구동법에 의거한 신호처리장치에 있어서는 화상데이터의 열백터에 대해서 연산을 행하고, 변환 데이터의 1개의 데이터를 구한다. 제2도에 있어서의 화상데이터의 행렬에서 설명하면, 화상데이터의 각 데이터의 판독의 순서는,

a₁₂→a₂₁→a₃₁→a₄₁→a₁₂→a₂₂→…→a₄₄

와 같이 되고, 화상데이터의 기록시에는 화상데이터가 래스터스캔으로 입력되기 대문에, 다음과 같은 순서로 행해진다.

a₁₂→a₁₂→a₁₃→a₁₄→a₂₁→a₂₂→…→a₄₄

즉, 판독의 방향은, 제3b도와 같이 기록의 방향은 제3a도와 같이 된다. 이와 같이, 판독과 기록의 방향이 다르므로, 화상데이터를 유지할 수 있는 용량의 버퍼메모리를 2개 사용하고, 한쪽의 버퍼메모리에 행단위로 화상데이터를 기록하고, 다른 한쪽의 버퍼메모리에 유지된 1프레임앞의 화상데이터를 열단위로 판독하는 동작을 1프레임마다 교호로 행하는 것이 필요하게 된다.

한편, 변환데이터의 각 데이터는 화상데이터의 열벡터와 직교행렬의 행벡터와의 내적치이나 화상데이터의 1개의 열백터에 관해서, 직교행렬의 행벡터를 1행째부터 최종행까지 차례로 진행하면서 계산되므로, 다음과 같은 순서로 작성된다.

b₁₁→b₂₁→b₃₁→b₄₁→b₁₂→b₂₂→…→b₄₄

이와 같이 작성된 변환데이터는 제2도와 같이 열드라이버에는 1행단위로 보내지기 대문에, 다음의 순서로 판독하게 된다.

b₁₁→b₁₂→b₁₃→b₁₄→b₂₁→b₂₂→…→b₄₄

따라서, 변환데이터의 경우도 화상데이터와 마찬가지로, 그 데이터의 사이즈의 2배의 용량의 버퍼메모리가 필요하게 된다.

또, 컬러화상을 표시하는 경우 화상데이터가 R.G.B로 분해되어 보내져 온다. 이 R.G.B의 화상데이터 각각에 대해서 전용의 연산회로를 설치하면, 회로규모가 커지므로 연산회로를 1개통으로 하고 회로규모를 삭감하는 것이 필요하다.

또, 응답속도 150ms정도의 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이는 움직임화상표시용으로서는 응답속도가 불충분하고, 잔상이 보인다는 문제가 있다.

본 발명의 첫번째의 목적은, 화상데이터나 변환데이터를 기억하는 버퍼메모리가 복수의 2차원메모리로 구성되고, 데이터의 판독과 기록을 1개의어드레스에 있어서 동시에 행하고, 1프레임마다 액세스의 방향을 절환함으로써, 필요한 2차원메모리의 용량을 종래의 절반으로 하는 동시에, 이와 같은 버퍼메모리를 설치함으로서 R.G.B의 화상데이터를 처리하기 위한 연산회로를 1계통으로 구성할 수 있는 액정디스플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

또, 본 발명의 두번째의 목적은, 가상행의 값을 미리 설정된 테이블을 사용해서 간소화한 회로에서 계산하고, 연산회로의 규모를 축소하는 액정디스플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

또 본 발명의 세번째의 목적은, 디지틀데이터를 각 비트마다 연산을 행하지 않고, 전체비트를 1개의 실수라고 생각해서 연산을 행함으로써, 0을 의미하는 디지틀데이터와의 승산을 생략하고, 연산회로의 규모를 축소하고 액정디스플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

또 본 발명의 네번째의 목적은, 인터레이스방식으로 전송되는 1필드분의 화상데이터를 1행의 데이터를 인접하는 2행에 표시하면서, 1필드기간에 표시함으로써, 이동 물체의 에지가 변형되지 않는 액정디스플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

또한, 본 발명의 다섯번째의 목적은, 월시함수를 사용한 경우, 화상데이터의 행의 순서를 교체해서, 하다말변환의 고속계산법을 이용함으로써, 연산회로의 규모를 작게 하는 액정디스플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

또한 본 발명의 여섯번째의 목적은, 움직임화상데이터의 시간주파수성분의 고주파 영역을 강조하는 필터를 사용해서, STN 단순매트릭스형 액정디스플레이의 응답속도를 가상적으로 개선하고, 찬상을 제거하는 액정디시플레이의 구동장치를 실현하는데 있다.

이하, 본 발명의 단순매트릭스형 액정디스플레이의 구동장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제4도는 본 발명이 제1실시예의 구성을 표시한 블록도이다.

제4도에 있어서, 화상데이터버퍼메모리(1)는, 외부로부터 입력되는 1필드분(L행M열, M 은 자연수, L은 N₁보다 작은 자연수)의 화상데이터를 행렬 A₁로서 일단 유지한후, 행렬 A₁의 열벡터를 차례로 출력한다. 이 화상 데이터는 1개의 데이터가 1부터 -1까지의 값에 대응하는 D비트(D는 2이상의 자연수)의 디지틀데이터이다. 엘레지스터(2)는 화상데이터버퍼메모리(1)가 출력하는 행렬 A₁의 열벡터의 각 데이터를 차례로 로딩하여 래치한다. 행렬메모리(10)는 1과 -1의 2치로 이루어진 N₁행 N₁열(N₁은 자연수)의 직교행렬 H₁의 모든 데이터를, 1을 논리 Low, -1을 논리 High로서 기억하고, 어드레스발생회로(11)은 행렬메모리(10)의 어드레스를 지정함으로써, 그 장소에 기록되어 있는 데이터를 판독한다. 행레지스터(12)는, 행렬메모리(10)로부터 판독된 행렬 H1의 1개의 행의 데이터를 일시 유지한다. 이하, 행레지스터(12)는 행렬 H₁의 i번째(j는 N₁이하의 자연수)의 행벡터의 데이터를 유지하고 열레지스터(2)는 행렬 A₁외 j번째(j는 M 이하의 자연수)의 열벡터의 데이터를 유지하고 있는 것으로 한다.

가상행생성회로(3)는 1개의 열의 각 데이터이 제곱의 합을 전체열 모두 1개의 정수로 조정하기 위한 값을, 각 열에 대해서 산출하고, 가상행으로서 행렬 A₁의 최종행에 부가한다. 반전회로군(4)을, 제5도에 표시된 바와 같이 DXL 계의 XOR 게이트로 이루어진 XOR 어레이(401)와 L개의 가산회로로 이루어진 가산회로군(402)으로 구성되고 있고, 행레지스터(12)의 K번째(K는 L이하의 자연수)의 데이터가 -1(논리 High)일 경우만, 열레지스터(2)의 K번째의 D비트의 디지틀데이터의 2의 보수를 취하고, 부호를 반전시켜 출력한다. 즉, 행레지스터(12)의 K번째의 데이터와 열레지스터(2)의 K번째의 데이터와의 곱의 계산에 상당한다.

가산회로망(5)은, 반전회로군(4)이 출력하는 L개의 D비트데이터에 대해서, 인접하는 2개의 데이터를 가산하여 1개의 데이터로 하는 계산을, 최종적으로 1개의 데이터가 될때까지 L-1회 반복하고,반전회로군(4)의 출력데이터의 총합을 산출한다. 제6도는 L가 8일 경우의 가산회로망(5)에 예이다. 제6도에 있어서, 가산회로(501)로부터 가산회로(504)까지는 D비트+D비트의 가산회로, 가산회로(505)와 가산회로(506)는 (D+1)비트+(D+1)비트의 가산회로, 가산회로(507)는 (D+2)비트(D+2)비트의 가산회로이고, 입력되는 데이터가 D비트이면 얻어지는 데이터는 D+3비트가 된다.

가산회로(6)는 가상행생성회로(3)의 출력데이터와, 가산회로망(5)의 출력데이터를 가산하나, 행렬 H₁의 N₁열째의 데이터는, 교호로 1과 -1을 반복하고 있으므로, 가상행생성회로(3)의 출력데이터를 1개 걸려서 부호를 반전시켜서 출력하면, 가상적으로, 행렬 A₁을 N₁계의 행을 가진 행렬로 확장하고, 가상행위 정보를 행렬 A₁의 N₁행째의 데이터로 하고 있는 것에 상당한다. 또, 가산회로(6)의 동작은, N₁가 L+2이상일 경우, 행렬 A₁의 L+1행째부터 N₁-1행까지의 데이터는 0으로 간주하고, 또한 그들 0과 다른 데이터와 계산은 생략하고 있는 것에 상당한다. 가산회로(6)의 출력데이터는 변환데이터버퍼메모리(7)에 행렬 H₁과 행렬 A₁의 곱인 행렬 B₁의 1개의 데이타로서 일단 유지된다.

한편, 단순매트릭스형 액정디스플레이(15)는, 2×L개의 행과 M개의 열을 가진 단순매트릭스형의 액정디스플레이이다. 행쪽전압용레지스터(13)는, 2×N₁비트의 시프트레지스터이고, 1필드기간을 N₁등분한 시각 i에 행렬 H₁의 i행째의 데이터를 로딩하나, 그 동작의 속도는 행렬메모리(10)의 출력데이터의 절환속도의 2배가 되고 있으므로, 행렬메모리(10)의 1개의 출력데이터를 2회 로딩하게 된다. 즉 행쪽전압용레지스터(13)의 2×K-1, 2×K번째의 비트에는 행렬 H₁의 K열째의 데이터가 격납되게 된다.

또, 스위치(12)는 제7도와 같이 2×L개의 스위치로 구성되어 있고, 수직동기 신호를 신호로 해서 전체 스위치를 절환하나, 홀수필드의 수직동기신호의 경우는, 스위치는 아래쪽으로 절환되고, 짝수필드의 수직동기신호의 경우는, 스위치는 위쪽으로 절환된다.

즉, 홀수필드의 경우는 행드라이버(15)는 행쪽전압용레지스터(14)의 2번째의 비트부터 2×L+1번째의 비트까지의 데이터에 따른 전압을 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)가 가진 2×L개의 행전극에 인가하고, 짝수필드의 경우는 행드라이버(15)는 행쪽전압용레지스터(14)의 첫번째의 비트부터 2×L번째의 비트까지의 데이터에 따른 전압을, 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)가 가진 2×L개의 행전극에 인가한다.

변환데이터버퍼메모리(7)는 행렬 B₁의 각 데이터를 1행 1열부터 1행 M열까지 출력하는 동작은 N₁행까지 차례로 행하여, D/A 변환기(8)에 보내고, D/A 변환기(8)는 보내져오는 디지틀치를 애널로그치로 변환해서 출력한다. 열드라이버(9)는 시각 i에 있어서 D/A 변환기(8)에 의해서 변환된 행렬 B₁의 i행째의 M개의 데이터에 대응하는 애널로그치에 따른 전압을, 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)의 M개의 열전극에 인가한다.

이들 구성요소중, 열레지스터(2)와 반전회로군(4)과 가산회로망(5)과 가산회로(6)로 승산과 가산을 행하는 연산블록(150)이 구성되고, 가상행생성회로(3)와 연산블록(15)으로 행렬 A₁을 행렬 B₁로 변환하는 변환블록(100)이 구성되고, 행렬메모리(10)와 어드레스발생회로(11)와 행레지스터(12)로 행렬발생블록(200)이 구성되고, 행쪽전압용 레지스터(13)와 스위치(14)와 행드라이버(15)로, 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)의 행전극을 구동하는 행쪽구동블록(300)이 구성되고, D/A 변환기(8)와 열드라이버(9)로 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)의 열전극을 구동하는 열쪽구동블록(400)이 구성되고 있다.

제8도는 이들 구성요소를 사용한 경우의 STN 단순매트릭스형 액정디스플레이의 구동법을 표시한 것이다. 제8도에 있어서의 화상데이터 변환데이터는, 1필드분의 데이터이다. 제8도에 표시된 바와 같이, 액정디스플레이의 2개의 인접하는 행전극을동일한 행신호로 구동하나, 짝수필드의 경우는 홀수필드의 경우보다 1행 어긋난 2개의 인접하는 행전극에 동일한 행신호를 인가한다. 제8도의 구동법에 의해서 단순매트릭스형 액정디스플레이(16)에 1프레임분의 화상을 표시시키면, 실제로는 1개의 행의 데이터가 2행에 걸쳐서 표시되기 때문에 해상도는 저하하나, 인터레이스 방식으로 전송되는 2필드분의 화상을 단순히 합성한 경우에 볼 수 있는 이동물체의 에지의 변형을 발생하지 않는다.

여기서, 행렬 H1이, 어떠한 행렬인지를 설명한다. 먼저, 1 및 -1의 2치의 데이터로 이루어진 직교행렬인 N₁차의 순회형하다말행렬(Circulant Hadamard Matrix) H₀를 생각한다. 이 순회형마다말행렬은 1만으로 구성되는 제1행 및 제1일을 제외하면, N₁-1차의 순회행렬이라는 성질을 가지고 있다. 이 행렬에 대해서 행방향, 열방향 모두 1개 걸러서, 행렬 H₁의 데이터의 부호를 반전시킴으로써 새로운 행렬을 작성한다. 식 ①의 순회형하다말행렬을 예로 들면, 식 ②에표시되는 행렬을 얻는다.

이렇게 해서 얻어진 행렬 H₁은 여전히 직교행렬이고, 또한 행렬 H₀의 제1행 및 제1열과 같이, 모든 데이터가 동일한 값으로 구성되는 행 및 열은 없어지기 때문에 결과로서 열신호의 전압을 내릴 수 있다.

다음에 가상생성회로(3)는 가상행위 값을 정확하게는 식 ③을 사용해서 산출하나, 이 식대로 계산하면, 회로 규모가 커지므로, 제9도의 구성에 의해서 계산을 간소화한다.

제9도에 있어서, 승산회로(301)는 화상데이터버퍼메모리(1)로부터 보내지는 1개의 화상데이트를 제곱하고, 축적회로(302)는, 승산회로(301)의 출력데이터를 축적하고, 1열분의 화상데이터의 제곱의 합을 산출한다. 테이블용메모리(303)에는 미리 1열분의 화상데이터의 제곱의 합에 대응하는 가상행위 값이 기록되어 있고, 축적회로(302)의 출력데이터를 사용해서 데이터를 판독하고 있다.

또, 화상데이터버퍼메모리(1), 변환데이터버퍼메모리(7)의 동작에 대해서 제10도를 사용해서 설명한다. 먼저 제10a도에 있어서 셀렉터(101)에 입력되는 화상데이터는 래스터스캔으로 전송되고, 각각 3행 4열의 RGB의 데이터로 분해되고 있다고 하면, RGB의 데이터는 식 ④, 식 ⑤, 식 ⑥으로 표시된다.

이하의 설명에 있어서, 통상의 래스터스캔과 같은 방법으로, 데이터를 전송하는 동작을 수평방향의 주사라고 부르고, 그것과는 세로, 가로를 반대로 해서 데이터를 전송하는 동작을 수직방향의 주사라고 부르기로 한다.

카운터(108)는 0부터 3까지를 반복하여 셀렉터(101)에 출력한다. 셀렉터(101)는 카운터(108)의 출력데이터를 토대로, 2차원 버퍼메모리(102), (103), (104), (105)를 선택하고, 선택한 2차원 버퍼메모리에 입력데이터를 출력한다. 2차원버퍼메모리(102), (103), (104), (105)는 3행 3열의 메모리영역을 가지고, 지정된 어드레스에 데이터를 기록하지 전에, 그 어드레스에 기록되어 있는 데이터를 판독한다. 어드레스발생회로(107)는, 2차원버퍼메모리상에 수평방향의 주사와 수직방향의 주사를 1필드마다 반복하는 어드레스를 발생한다. 셀렉터(106)는 카운터(108)의 출력데이터를 토대로, 2차원 버퍼메모리(102), (103), (104), (105)를 선택하고, 선택한 2차원 버퍼메모리로부터의 출력데이터를 출력한다.

이들의 결과, 입력된 3개의 화상데이터는, 식 ⑦로 표시되는 1개의 화상데이터로서 화상데이터버퍼메모리(1)에 입력되게 하고, 2차원 버퍼메모리(102), (103), (104), (105)에는 각각 식 ⑧, 식 ⑨, 식 ⑩, 식 ⑪과 같이 전송된다.

이 예에서는 2차원 버퍼메모리(102), (103), (104), (105)는 각각 수평방향의 주사로 기록을 행하고 있으나, 2차원 버퍼메모리(102), (103), (104), (105)는 어드레스발생회로(107)가 출력하는 어드레스를 사용하기 때문에, 다음 필드에서는 수직 방향의 주사를 행하게 된다.

또, 데이터의 기록을 행하기 전에, 그 어드레스에 기록되어 있는 1필드앞에 데이터의 판독을 행하고 있으므로, 결과적으로 화상데이터버퍼메모리(1)는 식 ⑫로 표시되는 화상데이터의 1개의 열의 데이터를 차례로 변환블록(00)에 출력하고 있다.

제11도는 이와 같은 화상데이터버퍼메모리(1)를 구성하는 2차원 버퍼메모리에 있어서, 화상데이터가 어떻게 배치되는지를 표시한 도면이다. 이 도면에 표시된 바와 같이, 1프레이마다 2차원 버퍼메모리의 행과 열의 정의를 절환한 상태에서 화상데이터는 기억된다. 또, 제12도는 화상데이터버퍼메모리(1) 전체의 동작을 표시한 도면이다. 제12도에 있어서 입력되는 화상데이터는 화상데이터버퍼메모리(1)를 구성하는 2차원 버퍼메모리에 순번대로 분배되고, 각각의 2차원 버퍼메모리에서는, 1프레임마다 그 동작의 방향을 절환하면서, 데이터의 판독과 기록을 동시에 행한다.

이하, 변환데이터버퍼메모리(7)의동작에 대해서 설명한다. 제10b도에 있어서, 카운터(708)는 0부터 3까지를 반복하여 셀렉터(701)에 출력한다. 셀릭터(701)는 카운터(708)의 출력데이터를 토대로, 2차원 버퍼메모리(702), (703), (704), (705)를 선택하고, 선택한 2차원 버퍼메모리에 입력데이터를 출력한다. 2차원버퍼메모리(702), (703), (704), (705)는 3행 3열의 메모리영역을 가지고, 지정된 어드레스에 데이터를 기록하기 전에, 그 어드레스에 기록되어 있는 데이터를 판독한다. 어드레스발생회로(707)는 1필드마다 2차원 버퍼메모리상에서 수평방향의 주사와 수직방향의 주사를 반복하는 어드레스를 발생한다. 셀렉터(706)는 카운터(708)의 출력 데이타를 토대로, 2차원 버퍼메모리(702), (703), (704), (705)를 선택하고, 선택한 2차원 버퍼메모리로부터의 출력데이터를 출력한다.

변환블록(100)으로부터 출력되는 변환데이터 식 ⑬은 tr11, tr21, tr31, tg11, tg21, tg31, …과 같이 수직방향의 주사로 출력되므로, 2차원 버퍼메모리(702), (703), (704), (705)에 각각 식 ⑭, 식 ⑮, 식, 식과 같이 전송된다.

이 예에서는 2차원 버퍼메모리(702), (703), (704), (705)는 각각 수직방향의 주사로 기록을 행하고 있으나, 2차원 버퍼메모리(702), (703), (704), (705)는, 어드레스발생회로(707)가 출력하는 어드레스를 사용하기 때문에, 다음 필드에서는 수직방향의 주사를 행하게 된다.

또, 데이터의 기록을 행하기 전에, 그 어드레스에 기록되어 있는 1필드앞의 데이터의 판독을 행하고 있으므로, 결과적으로 변환데이터메모리(7)는 식 ⑬의 변환데이터의 1개의 행의 데이터를 차례로 D/A 변환기(8)에 출력하고 있다.

이와 같이 화상데이터버퍼메모리(1)는 화상데이터의 사이즈와 동일용량의 메모리정도이고, 수평방향의 주사로 전송되는 화상데이터를 일단 유지한후, 그 화상데이터를 수직방향의 주사로 판독하는 것이 가능하고, 변환데이터버퍼메모리(7)는, 변환데이터의 사이즈와 동일용량의 메모리정도이고, 수직방향의 주사로 전송되는 변환데이터를 일단 유지한후, 그 변환데이터를 수평방향의 주사로 판독하는 것이 가능하다.

그와 동시에, 화상데이터버퍼메모리(1)가 R.G.B 3개의 화상데이터를 1개의 화상데이터로 종합함으로써, 3개의 화상데이터를 처리하기 위한 연산회로(변환블록(100)를 1계통으로 하는 것을 용이하게 할 수 있다.

또한, 행레지스터(12)로부터 출력되는 행렬 H₁의 N₁열째의 데이터를 가상행성회로(3)에 입력하고, 그 데이터가 -1(논리 High)일때에는 가상행생성회로(3)가 가상행의 정보의 부호를 반전시켜서 출력하면, 마찬가지의 효과가 얻어진다.

또, 가산회로망(5)에 있어서, L이 2의 수능이 아닌 경우에도, L개의 값을 적당히 조합하고, 2개의 값의 가산을 L-1회 행하면, L개의 데이터의 총합을 계산할 수 있고, 마찬가지의 효과가 얻어진다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제13도는 본 발명의 제2실시예의 구성을 표시한 블록도이다.

제13도에 있어서, 필터(62)는 외부로부터 입력된 디지틀움직임화상데이터의 각 화소에 있어서 소정의 시간 주파수정분을 강조하는 필터이다.

화상데이터버퍼메모리(51)는, 외부로부터 입력되는 1프레임분(N₂행 M열, N₂는 자연수)의 디지틀화상데이터를 행렬 A₂로서 일단 유지하고, 1열 단위로 열레지스터(52)에 전송한다. 행렬메모리(55)에는 N₂행 N₂열(N₂=2n, n은 자연수)의 월시하다말행렬 H₂(n)으로부터 얻어진 행렬 H₂(n)'가 격납되어 있다.

재배열회로(53)는 열레지스터(52)의 데이터의 순서를 바꾸도록 열레지스터(52)와 연산회로(54)를 접속하고 있고, 결과적으로, 행렬 A₂의 행을 재배열해서 연산회로(54)에 전송한다. 연산회로(54)는 행렬 H₂(n)와 행렬 A₂'의 곱인 행렬 B₂를 작성하기 위하여 행렬 A₂'의 각렬에 데이터에 대해서 하다말변환의 고속계산법을 사용한다.

행쪽전압용레지스터(56)는 시각 u(u는 N₂이하의 자연수)에 있어서, 행렬메모리(55)가 출력하는 행렬 H₂(n)'의 u행째의 데이터를 래치한다. 행드라이버(57)는 행쪽전압용레지스터(56)의 데이터에 따른 전압을 단순 매트릭스형 액정디스플레이(61)의 행전극에 인가한다.

한편, 연산회로(54)에서 일단위로 계산된 행렬 B₂는 변환데이터버퍼메모리(58)에 일단 유지된다. 변환데이터버퍼메모리(58)는 행렬 B₂의 각 데이터를 1행 1열부터 1행 M열까지 출력하는 동작을 N₂행까지 차례로 행하고, D/A 변환기(59)에 보내고, D/A 변환기(59)는 보내져오는 디지틀값을 애널로그값으로 변환해서 출력한다. 열드라이버(60)는 시각 u에 있어서, D/A 변환기(59)에 의해서 변환된 행렬 B₂의 u행째의 M개의 데이터에 대응하는 애널로그값에 따른 전압을 단순매트릭스형 액정디스플레이(61)의 M개의 열전극에 병렬로 인가한다.

이들의 구성요소중, 행쪽전압용레지스터(56)과 행드라이버(57)와 변환데이터버퍼메모리(58)와 D/A 변환기(59)와 열드라이버(60)로 단순매트릭스형 액정디스플레이(61)를 구동하는 구동블록(600)이 구성되고, 열레지스터(52)와 재배열회로(53)와 연산회로(54)로 액티브매트릭스형(51)에 유지되는 행렬 A₂의 행을 재배열한 행렬 A₂'에 대해서 하다말변환의 고속계산법을 사용해서 행렬 B₂를 작성하는 변환블록(500)이 구성되어 있다.

여기서, 행렬메모리(55)가 출력하는 행렬 H₂(n)가 어떠한 행렬인지를 설명한다. 먼저 행렬 H₂(n)은 식로 부터 얻어지는 행렬이다.

이 행렬 H₂(n)의 1개의 열의 데이터를 한쪽의 끝에서부터 다른쪽의 끝으로 차례로 더듬어갈때, 부호가 반전하는 횟수를 계산하고, 이 횟수의 차례로 행렬 H(n)의 열을 재배열함으로써, 행렬 H₂(n)'가 얻어진다. 이 부호의 반전하는 횟수의 2분의 1의 값은 시퀸스라고 불리고, 삼각함수에 있어서의 주파수에 대응하는 것이다.

이하, n을 3, N₂를 8로 해서 구체적으로 행렬 H₂(n), 및 행렬 A₂의 재배열에 대해서 설명을 행한다. 먼저, 식의 행렬의 각 열을, 왼쪽부터 시퀸스가 작은 순서가 되도록 재배열하면 식의 행렬이 된다.

이때, 행렬 H₂(n)의 m열재를, 행렬 H₂(n)'의 m열째가 되도록 한 경우, m→m'라고 써서 나타내도록 하면(m, m'는 N₂이하의 자연수), 이때의 재배열방법은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

1→1, 2→8, 3→4, 4→5, 5→2, 6→7, 7→3, 8→6

재배열회로(53)는 열레지스터(52)의 데이터를 행렬 H₂(n)으로부터 행렬 H₂(n)'가 작성될때와는 재배열의 순서가 반대가 되는 방법으로서, 행렬 A₂로부터 행렬 A₂'를 작성한다. 즉, 행렬 H₂(n)'의 m열째를 행렬 H₂(n)의 m'열째로 한것과는 반대로, 행렬 A₂의 m'행째가 되도록 한다. 이 재배열방법을 상기한 표현방법으로 나타내면,

1→1, 8→2, 4→3, 5→4, 2→5, 7→6, 3→7, 6→8

가 된다.

식과 같은 행렬 A₂의 1개의 열벡터를 상기한 m'→m의 재배열방법으로 재배열한 것이 식이다.

제14도는 재배열회로(53)의 구성을 표시한 도면이다. 이 회로에 식의 8개의 데이터를 통과시키면, 식에의 재배열을 행할 수 있다.

다음에, 식의 열벡터와 행렬 H₂(3)과의 곱으로부터 얻어지는 행렬 B₂의 1개의 열벡터를 식으로 표시한다.

식의 우변의 열벡터는 식와 같이 다시 기록되면, 행렬 H₂(3)'와 식의 열벡터와의 곱임을 알 수 있다.

따라서, 식가 성립한다. 이와 같이 직교행렬에 월시함수를 사용한 경우, 하다말변환의 고속계산법을 이용할 수 있고, 연산회로를 간소화할 수 있다.

또, n을 3, N₂를 8로 한 경우의 하다말변환의 고속계산법의 순서도는 제16도에 의해서 표시된다. 이 도면에 있어서 a(u)는 행렬 A₂의 1개의 열의 u 번째의 데이터이고, a₁(k), a₂(k), a₃(k)는 도중결과이고, 그중 a₂(k)를 행렬 B₂의 1개의 열의 K번째의 데이터 b(K)로 하고 있다.

이하, 움직임화상데이터의 각 화소에 있어서, 소정의 시간주파수성분을 강조하는 필터에 대해서 설명한다. 먼저 액정디스플레이의 구동전압에 대한 광의 투과율의 주파수특성을 시정수 T이 1차 지연이라고 가정하면,

이 응답의 전달함수는 다음식으로 근사된다.

여기서, 이 필터의 전달함수를 다음식으로 하면

식과 식을 합성함으로써, 액정디스플레이의 외관상의 전달함수는 2개의 전달함수를 합성하여 다음식이 된다.

즉, 이 필터에 의해서 처리된 움직임화상데이터를 액정디스플레이에 표시하면, 외관상의 액정디스플레이의 응답특성이 시정수 γ가 된다. 그래서 τγ로서 필터를 설계하면, 외관상의 액정디스플레이의 응답속도를 향상시킬 수 있다.

식로부터 이 필터는 액정패널의 응답속도를 τ로 부터 γ로 바꿀 수 있다. 그래서 τγ로서 필터를 설계하면, 외관상의 액정디스플레이의 응답속도를 향상시킬 수 있다. 이 필터를 제17도에 표시한 쌍 1차형디지틀필터로 구성한 경우의 전달함수는 다음식으로 표시된다.

단, a, b, c는 다음식으로 표시되고, T는 프레임주기이다.

필터(62)는 제17도의 구성을 토대로 해서, 제15도와 같은 구성요소로 이루어진다. 필터용버퍼메모리(623)는 화상데이터 1매분을 유지할 수 있는 용량을 가지고 있으며, 어드레스발생회로(624)는 외부로부터 입력된 1개의 화상데이터에 대응하는 데이터가 기록되어 있는 어드레스를 발생하고, 필터용 버퍼메모리(623)로부터 데이터를 판독한다. 필터용버퍼메모리(623)와 어드레스발생회로(624)는, 제17도에 있어서의 지역소자에 대응하고 있다. 가산회로(621)와 승산회로(622)와 가산회로(625)와 승산회로(626)와 가산회로(627)는 h매째(h는 자연수)의 입력화상데이터의 i행 j열의 화소에 있어서이ㅡ 데이터를 γ(h, i, j), 필터에 의해 처리한 후의 데이터를 γ(h, u, j), h-1 프레임까지 지연소자에 축적된 2차원 데이터의 i행 j열째의 데이터를 S(h, i, j)로 하면

와 같은 연산을 행하고, 처리된 화상데이터를 화상데이터버퍼메모리(51)에 전송하는 동시에

와 같은 연산을 행하고, 필터용버퍼메모리(624)를 개선한다.

제18도는 액정디스플레이에 ON, OFF의 전압을 교호로 인가한 경우에, 필터(62)을 사용했을때와, 사용하지 않은때의 액정디스플레이의 밝기의 변화를 비교한 도면이다. 제18a도는 필터(62)를 사용하지 않는때의 인가전아의 변화, 제18b도는 그때의 액정디스플레이의 밝기의 변화이고, 제18c도는 필터(62)를 사용했을때의 인가 전압의 변화, 제18d도는 그때의 액정디스플레이의 밝기의 변화를 표시하고 있다. 필터(62)를 사용하면, 액정디스플레이의 응답이 제18b도로부터 제18b도와 같이 개선된다.

Claims

행전극과 열전극의 사이에 실효치전압에 응답하는 액정을 끼워두는 매트릭스형 액정디스플레이의 구동장치로서, 외부로부터 전송된 1프레임분의 다지를 화상데이터를 화상데이터행렬로서 기억하여 출력하는 화사데이터버퍼메모리와, 미리 정해진 직교행렬이 가진 데이터를 출력하는 행렬발생수단과, 상기 직교행렬을 사용해서 상기 화상데이터 행렬을 변환하여 변환데이터행렬로서 출력하는 변환수단과, 상기 변환데이터행렬을 기억하여 출력하는 변환데이터버퍼메모리와, 상기 직교행렬을 상기 액정디스플레이의 행전극에 부여하는 행신호에, 상기 변화데이터행렬을 상기 액정디스플레이의 열전극에 부여하는 열신호에 각각 사용하고, 상기 행신호와 상기 열신호를 동기시켜서 상기 액정디스플레이를 구동하는 구동수단을 이루어진 액정디스플레이의 구동장치에 있어서, 상기 화상데이터버퍼메모리는, 복수의 2차원메모리로 이루어지고, 1프레임마다 상기 복수의 2차원메모리의 각각에 있어서의 행과 열의 정의를 절환하면서, 1프레임분의 RGB의 화상데이터를 혼합한 후, 복수로 분할해서 상기 복수의 2차원메모리에 기록하는 동작과, 앞프레임기간에 마찬가지로 해서 기억한 화상데이터를 판독하는 동작을, 동일 장소에 대해서 동시에 행하고, 상기 변환데이터버퍼메모리는, 복수의 2차원메모리로 이루어지고, 1프레임마다 상기 복수의 2차원메모리의 각각에 있어서의 행과 열의 정의를 절환하면서, 상기 복수의 2차원메모리에 기록하는 동작과, 앞프레임기간에 마찬가지로 해서 기억한 변환데이터를 판독하는 동작을, 동일장소에 대해서 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이 구동장치.
제1항에 있어서, 변환수단은 화상데이터버퍼메모리가 유지하는, 1부터 -1까지의 실수치에 대응하는 이산치로 이루어진 화상데이터행렬의 1개이ㅡ 열의 각 데이터의 제곱의 합이 전체열 모두 일정하게 되기 위한 값을 산출하고, 그 값을 가상적으로 상기 화상데이터행렬의 최종행의 정보로서 추가하는 가상행생성수단과, 2개의 행렬의 곱을 산출하는 연산수단으로 구성되고, 상기 가상행생성수단은, 상기 가생행의 정보를 화상데이터의 1개의 열의 모든 데이터를 화상데이터버퍼메모리로부터 상기 연산수단에 전송할때 미리 준비된 테이블을 참조해서 산출하고, 연산수단은 상기 화상데이터행렬을 구성하는 상기 1부터 -1까지의 실수치에 대응하는 이산치를, 1개의 값으로 간주해서 행렬의 곱을 산출하는 것을 특징으로 하는 화상데이터버퍼메모리 구동장치.
제2항에 있어서, 연산수단은 상기 직교행렬의 가로의 길이와 상기 화상데이터행렬의 세로의 길이가 다른 경우, 상기 화상데이터행렬에 전체데이터가 0만으로 이루어진 행을 추가함으로써, 상기 화상데이터행렬의 세로의 길이를 상기 직교행렬의 가로의 길이에 맞추는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이 구동장치.
상기 액정디스플레이 구동장치에 있어서 외부로부터의 입력화상데이터가 인터레이스방식의 화상데이터이고, 화상데이터버퍼메모리와 변환데이터버퍼메모리는, 1필드분의 데이터를 기억하고, 구동수단은 짝수번째의 필드기간의 경우는 홀수번째의 필드기간의 경우보다. 1행분 시프트시킨 인접하는 2개의 행전극에 상기 행신호의 1개의 신호를 상기 액정디스플레이의 인접하는 2개의 행전극에 부여하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 구동장치.
상기 액정디스플레이의 구동장치에 있어서 행렬발생수단은, 월시하다말행렬의 각 열의 시퀸스의 순서로 전체열을 재배열한 행렬의 데이터를 발생하고, 변환수단은, 상기 행렬발생수단이 재배열한 순서와 반대의 순서로, 화상데이터버퍼메모리로부터의 상기 화상데이터행렬의 전체행을 재배열한 행렬에 대해서, 하다말변환의 고속계산법을 사용해서 상기 변환데이터행렬을 산출하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 구동장치.
액정디스플레이에 인가된 실효치전압에 대한 광의 투과율의 주파수특성을 저주파통과필터로 간주했을대에 상기 액정디스플레이의 구동장치에 대해서, 외부로부터 입력되는 움직임화상데이터의 시간주파수이 고주파영역을 강조하는 필터수단을 설치하고, 상기 필터수단에 의해서 상기 움직임화상데이터에 화상처리를 행한후, 상기 화상데이터버퍼메모리에 입력하는 것을 특징으로 하는 액정디스플레이의 구동장치.