JP2003208140A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターレス映像信号に対して２フィールド
間のデータ比較による加速駆動を行なうことで、液晶表
示パネルの光学応答特性を補償して、残像や尾引きの発
生を抑制しつつ、斜め輪郭部の偽信号発生を抑制し、滑
らかな輪郭表示を行なうことが可能な液晶表示装置を提
供する。 【解決手段】 少なくとも２フィールド前の画像データ
を保持する画像メモリ２と、前記画像メモリ２に保持さ
れた２フィールド前の画像データと現フィールドの画像
データとの比較を行ない、該比較結果から得られる強調
変換パラメータに基づいて、入力画像データを強調デー
タに変換する演算器３とを備え、前記演算器３により求
められた強調データを表示画像データとして液晶表示パ
ネル５へ出力することにより、前記液晶表示パネル５を
加速駆動するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネルを
用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特に液晶表
示パネルの応答速度を向上させることができる加速駆動
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今の画像表示装置は、ＰＣ用ＴＶ用と
もにブラウン管（ＣＲＴ）にとってかわり、液晶表示装
置（ＬＣＤ）が広く使用されるようになってきている。
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率
を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節
して基板を透過する光の量を調節することによって所望
の画像信号を得る表示装置である。

【０００３】現在、ＬＣＤの性能を出来る限りブラウン
管に近づけようと、様々な研究が行われているが、液晶
の応答速度の改善もその一つである。液晶の応答速度を
速める方法としては、液晶材の最適化や液晶セルの厚み
（セルギャップ）を小さくするなど様々な試みがなされ
ているが、他方、液晶自体の性能によらず、その駆動方
法を工夫することで応答速度を速めようとする研究が行
われている。

【０００４】このような液晶の応答速度の問題を改善す
るために、１フィールド前の入力画像データと現フィー
ルドの入力画像データとの組み合わせに応じて、予め決
められた現フィールドの入力画像データに対する階調電
圧より高い（オーバーシュートされた）駆動電圧或いは
より低い（アンダーシュートされた）駆動電圧を液晶表
示パネルに供給する液晶駆動方法が知られている。以
下、本願明細書においては、この駆動方式を加速駆動と
定義する。

【０００５】例えば特開平４−３６５０９４号公報に
は、表示用デジタル画像データを１フレーム分記憶する
画像メモリと、上記デジタル画像データと上記画像メモ
リから１フレーム遅れて読出される画像データの２入力
に対応する画像データを格納したテーブルを記憶したＲ
ＯＭとを備え、画像データが変化した場合にはその変化
の方向と度合いに応じて予め格納してある最適な画像デ
ータを読出して液晶パネルを駆動することにより、その
光透過率の立上りあるいは立下がりを必要充分な範囲で
急峻とさせて、液晶の応答速度を向上させるものが提案
されている。

【０００６】一般的に液晶表示パネルにおいては、ある
中間調から別の中間調に変更させる時間は長く、中間調
を１フィールド（約１６．６m秒）内に表示することが
できず、残像が発生するだけでなく、中間調を正しく表
示することができないという課題があったが、上述の加
速駆動を用いることにより、目標の中間調を短時間で表
示することが可能となる。

【０００７】

【特許文献】特開平４−３６５０９４号公報

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示装
置の画像表示方法としては、ブラウン管のインターレス
走査に対してラインダブラという方法が採られることが
多い。これは、放送局側から送られてきたインターレス
映像信号に対し、ＩＰ変換処理を行なわずに、１水平期
間の信号を液晶表示パネルの２ラインに書き込むことに
よって、擬似インターレス走査を行なうものである。

【０００９】しかしながら、上述した１フィールド前の
画像データと現フィールドの画像データとの比較に基づ
く加速駆動（強調駆動）を、このラインダブラ処理に適
用した場合、斜め線がギザギザのジャギーとなって現れ
てしまうという問題がある。

【００１０】この問題を図１１乃至図１５とともに詳細
に説明する。図１１は画像中に斜め方向の輪郭が存在す
る静止画の原画像データである（影部分が黒表示、片斜
線部分が灰色表示）。図１２は原画像入力に対してライ
ンダブラ方式を用いて表示する仕組みを示す概略説明図
であり、図１１における奇数フィールド、偶数フィール
ドの各々のデータを２ラインずつ表示させることで、１
フレーム画像が表示される（両斜線部分が影部分と片斜
線部分との中間調灰色表示）。

【００１１】次に、液晶の応答速度を補償するために１
フィ−ルド間のデータを比較して強調データを生成し、
液晶表示パネルを加速駆動する場合について説明する。
図１３は現フィールドが奇数フィールドのときの画像デ
ータを示す概略説明図であり、偶数フィールド（１フィ
ールド前）に対する奇数フィールド（現フィールド）の
階調遷移に応じて、奇数フィールド（現フィールド）の
画像データに強調変換が施され、周囲よりも明るい部分
（白表示）が現れる。

【００１２】同様に、図１４は現フィールドが偶数フィ
ールドのときの画像データを示す概略説明図であり、奇
数フィールド（１フィールド前）に対する偶数フィール
ド（現フィールド）の階調遷移に応じて、偶数フィール
ド（現フィールド）の画像データに強調変換が施され、
周囲よりも暗い部分（黒表示）が現れる。

【００１３】上述のように強調変換が施された画像デー
タに対して、ラインダブラ処理を行ない、奇数フィール
ド、偶数ファールドの画像を２ラインずつ表示した場
合、図１５に示すように、斜め輪郭部分に白化及び黒化
した偽信号が発生し、ジャギー（明暗段差）が強調され
た１フレーム画像が表示されることとなるため、表示画
像の画質劣化を招来してしまうという問題があった。

【００１４】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、インターレス映像信号に対して２フィールド間
のデータ比較による加速駆動を行なうことで、液晶表示
パネルの光学応答特性を補償して、残像や尾引きの発生
を抑制しつつ、斜め輪郭部の偽信号発生を抑制し、滑ら
かな輪郭表示を行なうことが可能な液晶表示装置を提供
するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本願請求項１の発明は、
液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に
おいて、少なくとも２フィールド前の画像データを保持
する画像メモリと、前記画像メモリに保持された２フィ
ールド前の画像データと現フィールドの画像データとの
比較を行ない、該比較結果から得られる強調変換パラメ
ータに基づいて、入力画像データを強調データに変換す
る演算手段とを備え、前記演算手段により求められた強
調データを表示画像データとして前記液晶表示パネルへ
出力することにより、前記液晶表示パネルを加速駆動す
ることを特徴とする。

【００１６】本願請求項２の発明は、前記強調データに
対してラインダブラ処理を行ない、奇数フィールド、偶
数ファールドの画像を２ラインずつ表示することで、１
フレーム画像を表示することを特徴とする。

【００１７】本願請求項３の発明は、さらに、前記入力
画像データのシーンチェンジを検出するシーンチェンジ
検出手段と、前記シーンチェンジの検出結果に基づい
て、前記入力画像データと前記強調データとを選択的に
切換えて前記液晶表示パネルへ出力する切換手段とを備
えたことを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を、
図１乃至図８とともに詳細に説明する。ここで、図１は
本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示すブロ
ック図、図２は本実施形態の液晶表示装置におけるＲＯ
Ｍのテーブル内容を示す概略説明図、図３は本実施形態
の液晶表示装置における現フィールドが奇数フィールド
のときの画像データを示す概略説明図、図４は本実施形
態の液晶表示装置における現フィールドが偶数フィール
ドのときの画像データを示す概略説明図である。

【００１９】図５は本実施形態の液晶表示装置における
１フレーム画像を示す概略説明図、図６は本実施形態の
液晶表示装置においてラインダブラ方式を用いない場合
の１フレーム画像を示す概略説明図、図７は本実施形態
の液晶表示装置における印加電圧と透過率の関係を示す
概略説明図、図８は本実施形態の液晶表示装置における
シーン転換時の加速駆動による表示画面を示す概念説明
図である。

【００２０】図１において、１は入力画像データの階調
変化に応じた強調変換パラメータを格納しているＲＯ
Ｍ、２はフレームメモリ（ＦＭ）、３は現フィールドの
画像データとＦＭ２から読出された２フィールド前の画
像データとを比較し、該比較結果（階調遷移）に対応す
る強調変換パラメータをＲＯＭ１から読出して、強調デ
ータ（補正画像データ）を決定/出力する演算器、４は
演算器３からの強調データに基づいて、液晶パネル５の
ゲートドライバ６及びソースドライバ７に液晶駆動信号
を出力する液晶コントローラである。

【００２１】ここで、画像メモリであるＦＭ２は、少な
くとも２フィールドの画像データを保持可能なメモリで
ある。また、入力画像データは、ＲＧＢ信号やＹＵＶ信
号などのインターレス信号であり、ここではＲ信号の８
ビットデータとして説明する。さらに、液晶コントロー
ラ４が１水平期間に２ライン分のデータを液晶パネル５
に書き込むようにゲートドライバ６を制御することで、
ラインダブラ方式の画像表示を実現している。

【００２２】そしてまた、上記構成において、ＲＯＭ１
は、２フィールド前後の入力画像データの階調遷移に対
応した強調変換パラメータを格納したテーブルが記憶さ
れており、表示信号レベル数すなわち表示データ数が８
ビットの２５６階調である場合、２５６×２５６の全て
の階調遷移パターンに対する強調変換パラメータを持っ
ていても良いが、ここではＲＯＭ１のメモリ容量を低減
するために、例えば図２に示すような、３２階調毎の９
つの代表階調についての９×９の強調変換パラメータ
（実測値）のみを記憶したテーブルを用いて構成してい
る。

【００２３】演算器３は、２フィールド前の画像データ
と現フィールドの画像データとの階調遷移に応じて、Ｒ
ＯＭ１を参照することで、対応する強調変換パラメータ
を読出し、この強調変換パラメータに線形補完等の演算
を施すことで、すべての階調遷移に対して液晶コントロ
ーラ４に出力する強調データ（補正画像データ）を決定
することができる。

【００２４】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
においては、２フィールド前の画像データと現フィール
ドの画像データとを比較して、この比較結果に基づいて
強調データを決定する加速駆動を行なっているので、図
３及び図４に示すように、斜め輪郭部分に白化及び黒化
した偽信号は発生しない。また、この強調データに対し
てラインダブラ処理を行なって、各フィールドのデータ
を２ラインずつ表示する場合、図５に示すように、ジャ
ギー（明暗段差）のない輪郭斜め線の表示を行なうこと
が可能となる。

【００２５】尚、上記本発明の第１実施形態において
は、各フィールドの画像データに対してラインダブラ方
式の画像表示を行なっているが、ラインダブラ方式を用
いない場合、図６に示すような１フレーム画像を得るこ
とができる。この場合は、垂直方向の画像サイズが１／
２になるため、水平方向の画素データを間引く等の処理
が必要となるが、小さな画面サイズの液晶パネルに対し
ては有効である。

【００２６】さらに、液晶パネル４の印加電圧と透過率
との関係について、図７とともに説明する。ここでは、
ノーマリーブラックモードの液晶パネルを用い、入力画
像として連続する黒画面のデータが急に中間調のデータ
（例えば１２８）に変化する場合について説明する。通
常、ノーマリーブラックモードの液晶パネルにおいて
は、印加電圧が高いほど高階調を表示することができ、
すなわち印加電圧が高いほど画面は白に近づく。

【００２７】図７において、一番下の破線が加速駆動を
行なわず、通常駆動を行なった場合の透過率の推移を示
しており、２フィールド（１フィールドは約１６．６m
s）かけて目標の透過率に達している。これに対して、
１フィールド前のデータとの比較に基づく加速駆動を行
なった場合は、図７中２点鎖線で示すように、１フィー
ルド内で目標透過率を達成していることがわかる。

【００２８】次に、２フィールド前のデータとの比較に
基づく加速駆動を行なった場合は、中間調画面に変化し
てから２フィールドにわたって、黒から中間調へのデー
タ強調が行なわれるため、図７中太実線で示すように、
中間調に変化してから２フィールド目では透過率が上が
り過ぎてしまい、結果として中間調に変化した一瞬、白
画面が現れることとなる。

【００２９】すなわち、本実施形態のように、２フィー
ルド前データと現フィールドデータとの比較に基づく加
速駆動を行なった場合、残像や尾引きの発生を抑制しつ
つ、ジャギーの発生を防止し、滑らかな輪郭表示を行な
うことが可能となるが、図８に示すように、シーン転換
時においては２フィールドにわたり強調処理が施される
ため、データが強調され過ぎて、フリッカのように白く
点滅するような現象が生じる恐れがある。

【００３０】このような現象を防止するものを、本発明
の第２実施形態として図９及び図１０とともに以下説明
するが、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。ここで、図９は本実施形態の
液晶表示装置における要部概略構成を示すブロック図、
図１０は本実施形態の液晶表示装置におけるシーンチェ
ンジ検出部の構成例を示すブロック図である。

【００３１】図９において、１１は入力画像のシーン転
換点を検出するためのシーンチェンジ検出回路、１２は
シーンチェンジ検出回路１１によるシーンチェンジ検出
結果（切換制御信号）に基づいて、現フィールドの入力
画像データと演算器３からの強調データとのいずれか一
方をフィールド単位で選択的に切換えて、液晶コントロ
ーラ４に出力するセレクタである。

【００３２】すなわち、本実施形態においては、シーン
転換点から２フィールド目が過強調されて白く点滅する
のを防止するため、シーンチェンジ検出回路１１で検出
されたシーン転換点から２フィールド目に対しては、入
力画像データをそのまま表示画像データとして出力する
ようセレクタ１２を切換制御している。

【００３３】上記構成において、シーンチェンジ検出回
路１１は、例えば水平同期信号及び垂直同期信号に基づ
いて所定の画面位置に相当するタイミングデータを生成
するタイミング作成回路２１と、このタイミングデータ
に応じて所定の画面位置に相当する画素データをラッチ
するフリップフロップ２２、２３とを備えている。ここ
で、フリップフロップ２２、２３に保持されているデー
タは互いに１フィールド前後の対応する画面位置におけ
る画素データの関係になっている。

【００３４】また、フリップフロップ２２、２３に保持
されているデータの差分値を計算する差分計算回路２４
と、この差分値をシーン転換判定用閾値と比較する比較
回路２５と、この比較結果すなわちシーン転換判定結果
を１フィールド分遅延してセレクタ１２へ出力する遅延
回路２６とを備えている。これによって、１フィールド
間の同じ画面位置における画素データの差分値が所定の
閾値よりも大きい場合に、現フィールドがシーン転換フ
ィールドであるとの判定結果を得て、該シーン転換フィ
ールドの次のフィールドについてはセレクタ１２を切換
制御し、入力画像データを選択して液晶コントローラ４
へ出力することができる。

【００３５】尚、シーンチェンジ検出回路１１の構成
は、上述のものに限らず、例えば１フィールド間の画面
平均輝度の変化（差分）に基づくものなど、種々の回路
構成を採用しても良いことは言うまでもない。

【００３６】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
によれば、シーンチェンジ検出結果に応じて、２フィー
ルド間の比較に基づく加速駆動を停止（オフ）して通常
駆動に切換えるように制御しているので、シーン転換点
において生じる、データの過強調によりフリッカのよう
に白く点滅するような現象を防止することが可能とな
り、高画質な画像表示を実現することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、上記のような
構成としているので、２フィールド前の画像データと現
フィールドの画像データとの比較を行ない、該比較結果
に基づいて入力画像データを強調データに変換し、液晶
表示パネルに供給するようにしているので、残像や尾引
きの発生を抑制しつつ、斜め輪郭部の偽信号発生を抑制
し、滑らかな輪郭表示を行なうことが可能となり、高画
質の画像表示を実現することができる。

【００３８】また、入力画像のシーンチェンジを検出
し、このシーンチェンジ検出結果に基づいて、入力画像
データと強調データとを選択的に切換えて液晶表示パネ
ルへ供給するようにしているので、シーン転換時におい
て発生する、２フィールド間の比較に基づく加速駆動の
弊害（過強調による画質劣化）を防止して、高画質の画
像表示を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
ＲＯＭ１のテーブル内容の一例を示す概略説明図であ
る。

【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
現フィールドが奇数フィールドのときの画像データを示
す概略説明図である。

【図４】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
現フィールドが偶数フィールドのときの画像データを示
す概略説明図である。

【図５】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
１フレーム画像を示す概略説明図である。

【図６】本発明の液晶表示装置の第１実施形態において
ラインダブラ方式を用いない場合の１フレーム画像を示
す概略説明図である。

【図７】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
印加電圧と透過率の関係を示す概略説明図である。

【図８】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における
シーン転換時の加速駆動による表示画面を示す概念説明
図示すブロック図である。

【図９】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における
要部概略構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の液晶表示装置の第２実施形態におけ
るシーンチェンジ検出部の構成例を示すブロック図であ
る。

【図１１】斜め輪郭を含むインターレス入力画像の部分
模式図である。

【図１２】原画像入力に対してラインダブラ方式を用い
て表示する仕組みを示す概略説明図である。

【図１３】従来の液晶表示装置における現フィールドが
奇数フィールドのときの画像データを示す概略説明図で
ある。

【図１４】従来の液晶表示装置における現フィールドが
偶数フィールドのときの画像データを示す概略説明図で
ある。

【図１５】従来の液晶表示装置における１フレーム画像
を示す概略説明図である。

【符号の説明】

１ ＲＯＭ ２ フレームメモリ ３ 演算器 ４ 液晶コントローラ ５ 液晶パネル ６ ゲートドライバ ７ ソースドライバ １１ シーンチェンジ検出回路 １２ セレクタ ２１ タイミング作成回路 ２２ フリップフロップ ２３ フリップフロップ ２４ 差分計算回路 ２５ 比較回路 ２６ 遅延回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２２ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２２Ｎ ６３１ ６３１Ｂ ６４１ ６４１Ｒ ６５０ ６５０Ｅ ６６０ ６６０Ｖ (72)発明者 塩見 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 吉井 隆司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H093 ND10 ND12 ND15 ND32 ND34 ND58 5C006 AA01 AA16 AB03 AC29 AF03 AF04 AF11 AF42 AF44 AF45 AF46 AF51 AF53 AF84 BB11 BC03 BC12 BC22 BF02 BF06 BF07 BF08 BF14 BF24 BF28 FA14 FA18 FA29 FA44 FA56 5C080 AA10 BB05 DD02 DD07 DD22 EE19 EE29 FF09 GG08 GG15 GG17 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 JJ05 KK43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示パネルを用いて画像を表示する
   液晶表示装置において、 少なくとも２フィールド前の画像データを保持する画像
   メモリと、 前記画像メモリに保持された２フィールド前の画像デー
   タと現フィールドの画像データとの比較を行ない、該比
   較結果から得られる強調変換パラメータに基づいて、入
   力画像データを強調データに変換する演算手段とを備
   え、 前記演算手段により求められた強調データを表示画像デ
   ータとして前記液晶表示パネルへ出力することにより、
   前記液晶表示パネルを加速駆動することを特徴とする液
   晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１に記載の液晶表示装置にお
   いて、 前記強調データに対してラインダブラ処理を行ない、奇
   数フィールド、偶数ファールドの画像を２ラインずつ表
   示することで、１フレーム画像を表示することを特徴と
   する液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記請求項１又は２に記載の液晶表示装
   置において、 前記入力画像データのシーンチェンジを検出するシーン
   チェンジ検出手段と、 前記シーンチェンジの検出結果に基づいて、前記入力画
   像データと前記強調データとを選択的に切換えて前記液
   晶表示パネルへ出力する切換手段とを備えたことを特徴
   とする液晶表示装置。