JP4982760B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は広い温度範囲での液晶表示装置の応答速度を向上させた液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置においては、各液晶セルに信号電圧を印加して液晶の状態を変化させて透過率を変えて階調を変える。階調を８ビットの２５６段階で変化させる場合、例えば図１のグラフに示すように、横軸の表示データ値０からデータ２５５までの２５６段階の階調値に対応して予め定められたカーブ上の縦軸の電圧値が液晶表示素子に印加される。

液晶表示装置ではフレームごとにデータが変わるため、ある一つ液晶表示素子について見ると、与えられる階調データが変化し、印加される電圧が変化し、これに伴って透過率が変化しなければならないが、液晶の応答速度は一般に必ずしも速くない。なお、応答速度は通常、所望の輝度の１０％から９０％に達する時間で定義される。

この応答速度は低温では特に遅くなる傾向があり、例えば北欧などの寒冷地で用いる機器、例えば車載用のカーナビゲーションなどにおいては、マイナス数十℃の状態から始動させる場合もあるが、このような始動時には液晶の低温時の粘度が高いために、応答が遅く、動く被写体に追従できず、ぼやけた画像となったり、表示そのものが欠ける等の不十分な品質の表示しか得られないことがある。

液晶の応答速度を向上させる一方法として、一般にオーバードライブが知られている。

これは、液晶では階調（例えば０レベルから２５５レベルの２５６段階）に対して液晶セルに印加される電圧が決まっているが、ある階調に対して与えられる電圧よりも高い電圧（より高い階調に対する電圧）をかけることにより液晶の状態変化を早めるようにした技術である。

画素ごとに、オーバードライブ電圧をきめ細かに制御するため、前フレーム画像における１つずつのピクセルについて階調データを予測し、これに基づいてオーバードライブされた階調データを出力させることが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１の方法でも、オーバードライブは１フレームごとに更新されるため、低温環境などの液晶の応答速度が非常に遅い場合には、１フレーム後の階調データの変化量が非常に小さく、予測値が変化せず、オーバードライブの効果が現れないという問題がある。

このため、本発明の発明者は、先の出願（特願２００８−１１１７３０）において、温度毎に所定フレーム後の予測階調値のルックアップテーブルを準備することにより、例えば低温時のように液晶分子の活性度が低く応答速度が遅い場合でも、予め設定されたオーバードライブ値を用い、しかもその温度での所定フレーム後の予測階調値を用いてその所定フレーム数同じ値でのオーバードライブを行うようにして、液晶表示装置の応答速度を改善することを提案した。

特開２００５−１０７５３１号公報

しかし、先の出願における構成では、常にすべての画素について駆動電圧を予測値を参照しながら計算して制御する必要がある。また、オーバードライブ値を記憶するルックアップテーブルはオーバードライブ開始時と終了時の階調の組み合わせすべてについてデータを持っていなければならないため、記憶容量が多くなるという問題もある。

例えば、８ビットグレイスケール表示で−３０℃から３５℃までの１４段階の温度（−３０、−２５、−２０、−１５、−１０、−５、０、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５℃）のルックアップテーブルを準備するためには、 ２５６×２５６×８×１４＝
７．３Mbit のメモリが必要となる。表示グレイスケールや温度条件をより細かく設定すればさらに多くのメモリが必要となり、コストを上昇させることになる。

一方、５℃ごとのルックアップテーブルは液晶の応答時間が温度にきわめて敏感であることを考慮すれば、間隔が広すぎる場合もある。このため、温度が急激に変化したときに、ルックアップテーブルが異なるものに変化したときに画質の差が明確にわかってしまうという問題がある。

したがって、温度を細かく設定してよりきめ細かな制御を行うことが望まれるが、メモリ上の制約から実現が困難であるという問題がある。

さらに、特に液晶テレビ等においては、動画の速い動きに対する応答速度を向上させるため、２倍速や４倍速駆動が行われるが、２５℃などの室温を標準に製造されているため、例えば１０℃程度の温度下降があったときには、高速駆動では追随できないという問題があり、このため、上述したルックアップテーブルを用いたフィードバックタイプ制御を適用することも考えられている。

上述のメモリ容量に関しては、前述した特許文献１にオーバードライブ値を記憶するメモリを一対の一次元テーブルとして容量を減少させることが開示されているが、設定されるオーバードライブ値は液晶表示装置の表示特性を最大限発揮できるものではなかった。

そこで、本発明の目的は、メモリ容量を増加させずに、よりきめ細かなオーバードライブ制御を行って表示品質を向上させることのできる液晶表示装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明によれば、
液晶表示モジュールと、
前記液晶表示モジュール中に設けられた温度センサと、
イメージデータ中のスタート階調値とエンド階調値から、前記液晶表示モジュールに対するオーバードライブ電圧と次フレームに対する予測値を演算し出力する演算装置と、
前記予測値を記憶し、前記スタート階調値として前記演算装置に対して出力するフレームメモリとを備え、
前記演算装置は、
前記スタート階調値と前記エンド階調値が一致するか否かを検知する第１の比較器と、
階調値と、階調値に応じる電圧の２乗値で構成される曲線が一致するように正規化されたオフセット量との関係を表す一次元の第１のルックアップテーブルと、
階調値と、階調値に応じる電圧の２乗値との関係を表す一次元の第２のルックアップテーブルと、
前記スタート階調値と前記エンド階調値と、前記第1および第２のルックアップテーブルの値を参照して、前記電圧の２乗値に関連したオーバードライブ用の中間出力値を求める演算器と、
前記演算器の出力が所定の最大値より大きいか、所定の最小値より小さいか、中間値かを判断する第２の比較器と、
前記第１および第２の比較器の出力に応じて参照されるオーバードライブ値算出のための一次元の第３のルックアップテーブルと、
前記第１および第２の比較器の出力に応じて参照される予測値算出のための一次元の第４のルックアップテーブルとを備え、
前記第1〜４のルックアップテーブルは前記温度センサの値に応じて随時更新され、
前記第１の比較器、前記第２の比較器、前記演算器の出力を用いて、前記スタート階調値とエンド階調値が一致する第１の場合、前記階調差が前記所定の最大値よりも大きい第２の場合、前記階調差が前記所定の最小値よりも小さい第３の場合、前記階調差が前記所定の最大値と最小値の間にある第４の場合の４つの場合に応じてオーバードライブ出力および予測出力を発生する選択器／データ発生器とを備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。

この液晶表示装置によれば、使用するルックアップテーブルは、関係量の一方を電圧の２乗値を採用することにより、従来の２次元のものに代わり、複数の一次元のものを用いることができるため、必要なメモリ容量が減少してコストダウンを図ることができ、あるいは温度間隔を狭めたルックアップテーブルを使用できるため、より適切なオーバードライブが可能となって、画質の向上を図ることができる。

液晶表示装置において、データと液晶表示素子に印加される電圧の関係を示すグラフである。 本発明にかかる液晶表示装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。 図２に示されたオーバードライブ／予測演算装置の第１の実施例を示すブロック図である。 スタート階調値に対してオーバードライブ値として最小値および最大値を与えたときの予測階調値を示す、予測値ルックアップテーブルの内容を示す図表である。 図４の数値をプロットしたグラフである。 横軸を最終的に液晶素子に印加される電圧の２乗、縦軸を到達階調値としてスタート階調値をパラメータとしてプロットしたグラフである。 図６のグラフにおいて、各線にオフセットを与えることにより１つの曲線が得られることを示すグラフである。 図３の構成におけるルックアップテーブルLUT_G2Vsの記憶内容をプロットしたグラフである。 図３の構成におけるルックアップテーブルLUT_G2VVの記憶内容をプロットしたグラフである。 図３の構成におけるルックアップテーブルLUT_G2VV2Gの記憶内容をプロットしたグラフである。 図３の構成における動作を表すフローチャートである。 図２に示されたオーバードライブ／予測演算装置の第２の実施例を示すブロック図である。 図１２の構成におけるルックアップテーブルLUT_G2VsVeの記憶内容をプロットしたグラフである。 図１２の構成におけるルックアップテーブルLUT_VsVe2Gの記憶内容をプロットしたグラフである。 図１２の構成における動作を表すフローチャートである。 図１２の構成におけるスタート階調値とエンド階調値が変化しない場合の動作例を示すグラフである。 図１２の構成においてスタート階調値からエンド階調値への変化がオーバードライブ電圧に対して適度である場合の動作例を示すグラフである。 図１２の構成においてスタート階調値からエンド階調値への変化がオーバードライブ電圧の出力範囲を超える場合の動作例を示すグラフである。

発明の実施の形態

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図２は本発明にかかる液晶表示装置の主要部の概略構成を示すブロック図である。

周知のごとく、液晶表示素子ＬＱは、例えばＶＧＡ表示画面の場合６４０×４８０の画素構成をなすように、マトリクス状に配列されて液晶パネル１０を構成しており、ゲートがロウデコーダ１１で選択される行線ＲＬに接続され、ソースがカラムデコーダ１２で制御される列線（データ線）に接続されたトランジスタＴＲを介して各液晶表示素子ＬＱが接続されている。

行線ＲＬは行デコーダＲＤにより１ライン表示期間ごとにラインが順次活性化され、列デコーダＣＤにより順次活性化される列線ＣＬに、表示すべき階調データを電圧に変化して印加する電圧変換部１３により選択された液晶表示素子に対応する列線ＣＬに所望の階調に応じた電圧が印加されることにより、液晶の透過率が変化し、表示が行われるようになっている。この液晶パネル１０には、環境温度、すなわち液晶の実際の温度を測定するために温度に関連した情報を取得するための温度情報取得手段１４が設けられている。この温度情報取得手段は、温度に関連する物理量を発生するものであればどのようなものでも使用できるが、この実施例では例えば直接温度を測定する温度センサが用いられる。

電圧変換部１３には、オーバードライブ／予測演算装置２０からオーバードライブ値が供給され、最終的に各液晶表示素子に供給される電圧はオーバードライブが適用された階調値に相当する電圧である。

オーバードライブ／予測演算装置２０には温度センサ１４の出力が与えられ、入力されたイメージデータをエンド階調値Ｇｎとして温度センサ１４の出力に基づいてオーバードライブ値ＯＤと１フレーム後の予測値ＰＤが出力される。予測値ＰＤはフレームメモリ１５を参照してスタート階調値Ｇn-1としてオーバードライブ／予測演算装置２０にフィードバックされ、演算が行われる。フレームメモリは１フレーム分の全画素の表示データよりなり、ＶＧＡ画像の場合６４０×４８０の画素数分のデータである。

なお、液晶には電圧が印加されないときは黒であるノーマリーブラックのものと、同様の場合に白であるノーマリーホワイトの２種類があるが、以下の説明ではノーマリーブラック(階調０で黒)として説明する。

図３は図２に示されたオーバードライブ／予測演算装置の第１の実施例の構成を示すブロック図である。

以下では６０フレーム／秒表示を行うものとし、１フレーム（約１６．７ｍｓ）ごとにイメージデータが入力される。以下の処理においては、１行の全画素について並行処理や時分割処理が行われるが、説明を簡略化するため、以下、１つの画素に着目して説明を行う。

スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎはまず比較器２１に入力され、これらが同じ値かどうかが比較され、その比較結果である１ビット出力は選択器／データ発生器２２の第１の選択入力Ｓｅｌ０に入力される。

スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎは演算器２３にも入力され、これらの入力値をアドレスとして２つのルックアップテーブルLUT_G2VsおよびLUT_G2VVを参照してデータを取り出し、所定の演算を行ってオーバードライブ演算値ＶＶｏｄを出力して選択器／データ発生器２２および比較器２６に供給される。これらのルックアップテーブルについては後述する。

比較器２６ではオーバードライブ値の最大値、最小値、他の値のいずれであるかを比較し、結果は２ビット出力として選択器／データ発生器２２の第２の選択入力Ｓｅｌ１に入力される。

スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎはそれぞれタイミング調整用の遅延器（ＤＬ）２９および３０を介して選択器／データ発生器２２にも入力されており、選択器／データ発生器２２ではこれらの５つの入力データをもとに２つのルックアップテーブルLUT_VV2GおよびLUT_Predictを参照して最終的にオーバードライブ値ＯＤおよび予測値ＰＤを出力し、オーバードライブ値ＯＤは液晶パネル１０に、予測値ＰＤはフレームメモリ１５にそれぞれ与えられる。

次に、ルックアップテーブルの構成について説明する。なお、以下の説明ではある温度例えば−１０℃に対する記憶内容を説明しているものとする。温度が特に低温域で変化したときには、液晶の特性に大きな変化が生ずるため、参照されるルックアップテーブルを変える必要があり、通常５℃おきにルックアップテーブルが作成される。

本発明におけるルックアップテーブルの基本例として温度−１０℃における数値を図４の図表およびその数値をプロットしたグラフである図５に示す。これらは０〜６３の６４階調として説明する。

図４において、左の欄はスタート階調値を、中央の欄はオーバードライプ値を最小の０としたときの１フレーム後の予測階調値、右欄はオーバードライブ値を最大の６３としたときの１フレーム後の予測階調値を示す。

例えば、スタート階調が０、すなわち黒であるときには、この温度では最大のオーバードライブ値６３をかけても１フレーム後の階調は４までしか増加しないため、予測階調値を４以上にする場合にはオーバードライブ値は６３に設定すれば良く、逆にスタート階調が６３、すなわち白であるときには、オーバードライブ値を０にしても階調５１までしか低下しないため、予測階調値を５１以下にする場合にはオーバードライブ値を０にすれば良い。

したがって、図５のグラフで上の実線よりも上の予測階調値に対してはオーバードライブ値６３を、下の実線よりも下の予測階調値に対してはオーバードライブ値０を適用すれば良く、これらの間の領域では以下に説明する手法によりオーバードライブ値を決定する。

換言すれば、図５に示す２つの実線に相当する図４の２つの一次元ルックアップテーブルを持てば、この値を用いてオーバードライブ値と予測値を決定できることとなる。

図５に示す実線のデータは、図３におけるルックアップテーブルLUT_Predict２８に記憶される。このルックアップテーブルのデータ内容は２本の曲線のデータのみとなり、従来のような６４階調に対応するマトリクスデータは必要なく、データ容量は２／６４＝１／３２となって、メモリ容量を著しく削減できる。また２５６階調表示の液晶表示装置の場合は、データ容量は１／１２８にさらに大きく削減可能である。

ところで、発明者は、オーバードライブ値をパラメータとして、横軸に液晶に印加される電圧の２乗値を、縦軸を１フレーム期間後に液晶が到達した階調値としてプロットすると、図６のようなグラフが得られ、オーバードライブ値が異なっても各到達階調値曲線の形状が近似し、特に中央部については直線で近似でき、それらの傾きもほぼ一致することを発見した。

したがって、適当なオフセットを与えて横軸方向に移動させると、図７に示すように、全部の特性曲線は１本の到達階調値曲線に一致させることができる。つまりこのグラフは、液晶に印加される電圧の２乗値Ｖe^2と、印加直前の液晶の状態すなわちスタート階調に対応するオフセット電圧Vsoffsetがわかれば、１フレーム後の到達階調を予測することができるということを示すもので、本発明のアイデアの基礎となるものである。

なお、図７の関係は、広い液晶動作温度範囲に渡って成立することが確認されている。

次に、図３において用いられるルックアップテーブルについて説明する。

図８はLUT_G2Vs２４に格納されるデータを示すグラフであり、横軸を６ビットの階調値、縦軸をオフセットされた印加電圧Vsoffsetとしたときの関係を示しているので、一次元のルックアップテーブルとなる。なお、縦軸の単位は無次元で単に比較のための相対的数値である。すなわち、このグラフは オーバードライブ階調値に対してどの程度のオフセットが必要かを相対的に示すものである。

図９はルックアップテーブルLUT_G2VV２５において記憶される、横軸を６ビットの階調値、縦軸を正規化された印加電圧Veの自乗値Ｖe^2（８ビット値）としてプロットした関係を示すグラフであり、図１０はルックアップテーブルLUT_VV2G２７はルックアップテーブルLUT_G2VV２５の縦軸と横軸を交換してプロットしたものである。いずれも一次元のルックアップテーブルである。

次にこれらのルックアップテーブルを用いる図３の構成における動作を図１１を参照して説明する。

スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎが入力されると、比較器２１においてこれらが同じ値であるか否かが比較され（ステップＳ１０１）、同じである場合（場合０）のときは、オーバードライブ値ＯＤをＧｎ、予測階調値ＰＤをＧｎとして出力する（ステップＳ１１１）。

スタート階調値Ｇn-1とエンド階調値Ｇｎとが異なる場合、演算器２３においてルックアップテーブルLUT_G2Vs２４およびLUT_G2VV２５を参照してＶＶod＝LUT_G2Vs（Ｇｎ）− LUT_G2Vs（Ｇn-1）＋LUT_G2VV（Ｇｎ）を演算し（ステップＳ１０２）、ＶＶodは比較器２６に与えられると共に選択器／データ発生器２２に送られる。

ここでＶＶodとは、要求されるオーバードライブ値を正規化された液晶印加電圧の２乗値で表現した値である。

比較器２６では、ＶＶodの値とＶＶの最大値（ＭａｘＶＶ）および最小値ＭｉｎＶＶとが比較され（ステップＳ１０３）、ＭａｘＶＶよりも大きいときには飽和最大オーバードライブを表す場合Ａとして、オーパドライブ値ＯＤを６３、予測階調値ＰＤはＧn-1とオーバードライブ値６３に対する値をルックアップテーブルLUT_Predictから取り出して出力する（ステップＳ１１２）。一方、ＭｉｎＶＶよりも小さいときには飽和最小オーバードライブを表す場合Ｂとして、オーバードライブ値ＯＤを０、予測階調値ＰＤはＧn-1とオーバードライブ値０に対する値をルックアップテーブルLUT_Predictから取り出して出力する（ステップＳ１１３）。

ＶＶodの値がＶＶの最大値（ＭａｘＶＶ）と最小値ＭｉｎＶＶとの間にあるときには、適度なオーバードライブを表す場合Ｃとして、オーバードライブ値ＯＤをルックアップテーブルLUT_VV2G２７を参照しＶＶodに対応する階調値として取り出し、予測値ＰＤをＧｎとして出力する（ステップＳ１１４）。

この実施例では、参照するＬＵＴはいずれも一次元のものであり、ＬＵＴの容量を小さくできるとともに、精度の高い制御が可能となる。

本発明の第２の実施例を図１２から図１８までを参照して説明する。

図１２は図２に示されたオーバードライブ／予測演算装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。

図３に示した第１の実施例と構成上類似するので、同じ構成要素については説明を省略する。

図３との相違点は、演算器２３が出力ＶＶodを発生させるために参照するルックアップテーブルとしてLUT_G2Vs２４に代わるLUT_G2VsVe３１とLUT_G2VV２５が用いられ、選択器／データ発生器２２がオーバードライブ値ＯＤおよび予測値ＰＤを発生させるために参照するルックアップテーブルとしてLUT_VV2G２７とLUT_Predict２８に代わるLUT_G2VsVe2G３２となっている点である。

LUT_G2VsVe３１の記憶内容を図１３に、LUT_VsVe2G３２の記憶内容を図１４に示す。

LUT_G2VsVe３１の横軸は０から６３までの階調値となっているが、縦軸はオフセットされた印加電圧VsoffsetにVe^2の値を加えたものとなっており、そのサイズは６４×１×１３ビットとなっている。

すなわち、LUT_G2VsVe ＝ LUT_G2VV ＋ LUT_G2Vs
の関係が成立する。

図１４に示すルックアップテーブルLUT_VsVe2G３２は、図１３に示すLUT_G2VsVe３１の縦軸と横軸を交換したものであり、そのサイズは８１９２（１３ビットに相当）×１×６ビットとなっている。なお、１３ビットは−３０度までの動作温度範囲を考慮した場合であって、よりせまい（高温側の）動作温度範囲のみを考える場合は、より少ないビット数であってもよい。

図１５は第１の実施例における図１１と対応する、図１２の構成における動作を示すフローチャートである。

スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎが入力されると、比較器２１においてこれらが同じ値であるか否かが比較され（ステップＳ２０１）、同じである場合（場合０）のときは、オーバードライブ値ＯＤをＧｎ、予測階調値ＰＤをＧｎとして出力する（ステップＳ２１１）。

スタート階調値Ｇn-1とエンド階調値Ｇｎとが異なる場合、演算器２３においてルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１およびLUT_G2VV２５を参照してまず
Vs（Ｇn-1）＝LUT_G2VsVe（Ｇn-1）− LUT_G2VV（Ｇn-1）
として求める。次に、
ＶＶod＝LUT_G2VsVe（Ｇｎ）− Vs（Ｇn-1）
として求め、これら両方は選択器／データ発生器２２に供給されるが、比較器２６にはＶＶodのみが送られる（ステップＳ２０２）。

比較器２６では、ＶＶodの値とＶＶの最大値（ＭａｘＶＶ）および最小値ＭｉｎＶＶとが比較され（ステップＳ２０３）、ＭａｘＶＶよりも大きいときには飽和最大オーバードライブを表す場合Ａとして、オーバードライブ値を６３、予測階調値ＰＤはLUT_VsVe2G（LUT_G2VV（６３）＋Vs(Ｇn-1)として出力される（ステップＳ２１２）。

一方、ＶＶodの値がＭｉｎＶＶよりも小さいときには飽和最小オーバードライブを表す場合Ｂとして、オーバードライブ値を０、予測階調値ＰＤはLUT_VsVe2G（LUT_G2VV（０）＋Vs(Ｇn-1)として出力される（ステップＳ２１３）。

ＶＶodの値がＶＶの最大値（ＭａｘＶＶ）と最小値ＭｉｎＶＶとの間にあるときには、適度なオーバードライブを表す場合Ｃとして、オーバードライブ値ＯＤをルックアップテーブルLUT_VV2G（ＶＶod）により階調値に変換した値とし、予測値ＰＤをＧｎとして出力する（ステップＳ２１４）。

この実施例でも、参照するＬＵＴはいずれも一次元のものであり、ＬＵＴの容量を小さくできるとともに、精度の高い制御が可能となる。

図１６から図１８はＶｓoffset、正規化されたエンド電圧Ｖｅの２乗値Ｖe^2（＝ＶＶ）、これらの合計の値Ve^2 +Vsoffset（＝ＶｓＶｅ）を表す３つの曲線を用いてスタート値Ｇn-1、エンド値Ｇｎ、オーバードライブ値Ｇod、予測値Ｇpredictを求める手順を示す説明図である。ここで記号のＶは電圧に基づく値、Ｇは階調の値を意味する。

前述したように、ＶｓoffsetはルックアップテーブルLUT_G2Vs２４の記憶内容であり、Ｖe^2はルックアップテーブルLUT_G2VV２５の記憶内容であり、Ve^2 +VsoffsetはルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１の記憶内容となっている。

図１６は、スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎが同じ場合を示している。（Ｇｎ＝Ｇn-1＝３２）
この場合には、図１１および図１５からオーバードライブ値ＯＤはＧｎ、予測階調値ＰＤもＧｎであるから、
Ｇn-1＝Ｇｎ＝Ｇod＝Ｇpredict
であり、各曲線の縦軸の値を参照することなくＧod＝Ｇpredict＝３２と決定される。

なお、この場合は、ルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１の記憶内容を定義する。すなわち、各階調に対するVsoffsetの値と、Ve^2の値を合計した値が同じ階調値に対するVe^2 +Vsoffset上の値となっている。

図１６においては、階調値３２に対し、ルックアップテーブルLUT_G2Vs２４から取り出された値５４とルックアップテーブルLUT_G2VV２５から取り出された値１１７の合計値１７１がルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１の階調値３２に対する値となり、以下、各階調値毎に２つのルックアップテーブルを参照することによりルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１を作成できる。
LUT_G2VsVe(x) = LUT_G2Vs(x) + LUT_G2VV(x)；ここでxは任意の階調値０〜６３
そして、このルックアップテーブルが作成された後はVsoffsetの値は２つのルックアップテーブルLUT_G2VsVe３１とLUT_G2VV２５により求めることができるので、図１２のように、ルックアップテーブルLUT_G2Vs２４は不要となる。

図１７は、スタート階調値Ｇn-1およびエンド階調値Ｇｎが適度に離れている場合を示し、スタート階調値Ｇn-1が８、エンド階調値Ｇｎが３２の場合を示している。これは図１１、図１５における場合Ｃ；適度なＯＤの例である。

まず曲線Ve^2+Vsoffset上のポイント（３２、１７１）を参照されたい。このポイントのエンド階調Ｇｎ＝３２を得るためには、Ve^2+Vsoffset＝１７１が必要である。次に曲線Vsoffset上のポイント（８、２６）を見ると、スタート階調Ｇn-1＝８に対するVsoffsetは２６であることがわかる。よって、オーバードライブに必要なVe^2の値は残り１７１−２６＝１４５（＝ＶＶod）である。これを曲線Ve^2上で参照すると、ポイント（４４、１４５）になる。つまりオーバードライブ階調値Ｇodは４４である。なお、予測階調値はエンド階調に等しくなるので、Ｇpredict＝Ｇｎ＝３２である。

さらに、これらの事を図１６との対比で説明する。まずスタート階調Ｇn-1は３２から８に変わっていることから、Vsoffsetは５４から２６へと、−２８変化している。この分をVe^2で補償するには、Ve^2を＋２８する必要がある。つまりVe^2＝１１７＋２８＝１４５とすればよい。このとき階調値４４がＧodとなる。このようにして、Ve^2+Vsoffsetが一定値を保つようにバランスをとることで、同じエンド階調値Ｇｎを達成できる。

このように、適度なＯＤの例では予測階調値は計算によって求める必要が無く、常にＧpredict＝Ｇｎである。

図１８は最大オーバードライブの場合であり、スタート階調値Ｇn-1が０、エンド階調値Ｇｎが６０の場合を示している。これは図１１、図１５における場合Ａの例である。

まず曲線Ve^2+Vsoffset上のポイント（６０、３０１）を参照されたい。このポイントのエンド階調Ｇｎ＝６０を得るためには、Ve^2+Vsoffset＝３０１が必要である。これに対して、曲線Vsoffset上のポイント（０，０）を見ると、スタート階調Ｇn-1＝０に対するVsoffsetは０であることがわかる。よって、オーバードライブに必要なVe^2の値は残り３０１−０＝３０１（＝ＶＶod）である。しかしながら、曲線Ve^2上のポイント（６３、２５５）を参照すると、Ve^2の最大値（maxVV）は、Ｇod＝６３のときに２５５である。つまり、残り３０１−２５５＝４６は最大オーバードライブでも補償できないことになる（ＶＶod ＞ maxVV）。この場合、最大オーバードライブＧodとして６３を出力し、予測階調値Ｇpredictは、曲線Ve^2+Vsoffset上で、Ve^2+Vsoffset＝０＋２５５＝２５５となる点を見ると、５４とわかる。（Ｇpredict≠Ｇｎ）

また、これらの事をＧｎ＝Ｇn-1＝６０であった場合との対比で説明する。まずスタート階調Ｇn-1は６０から０に変わっていることから、Vsoffsetは７７から０へと、−７７変化している。この分をVe^2つまりオーバードライブで補償する必要がある。よってVe^2を２２４から３０１へと＋７７とすればよい。しかしながら、Ve^2の最大値（maxVV）は２５５であるから、実際の補償は２５５−２２４＝＋３１と十分でなく、エンド階調値Ｇｎを達成することはできない。

これまでの図１６から図１８の説明で行われた計算を、あらためてルックアップテーブルを用いた計算式で示す。
ＶＶod ＝ LUT_G2VsVe(Ｇｎ)−LUT_G2Vs(Ｇn-1) ・・・・・・・・・・実施例２
＝ LUT_G2Vs(Ｇｎ)＋LUT_G2VV(Ｇｎ)−LUT_G2Vs(Ｇn-1) ・・・実施例１
ここで、実施例２から１への式変形は、前述の関係式を代入することでなされる。
ＯＤ＝LUT_VV2G(ＶＶod) （0<ＶＶod<255のとき）
＝６３ （ＶＶod>255のとき）
＝０ （ＶＶod<0のとき）
ＰＤ＝LUT_VsVe2G(LUT_G2Vs(Ｇn-1)＋LUT_G2VV(ＶＶod))
＝LUT_VsVe2G(LUT_G2VsVe(Ｇn-1)−LUT_G2VV(Ｇn-1)＋LUT_G2VV(ＶＶod)) ・・・実施例２

上記の式変形にも前述の関係式を用いた。さらに、ＰＤはＧn-1とＶＶodの２変数で決まるといえるが、ＶＶodが０から２５５の範囲内では予測階調値はエンド階調に一致する（ＰＤ＝Ｇｎ）ので計算により求める必要が無い。そこでＶＶod＝０とＶＶod＝２５５のときの予測階調値のみをあらかじめ計算により求めておけば、２本の一次元ルックアップテーブルとして計算を簡略化できる。すなわち、
ＰＤ＝LUT_predict(Ｇn-1, OD0/OD255) ・・・実施例１

このように、電圧値の２乗を座標値にしたルックアップテーブルを採用することにより、装置の構成が簡単になり、演算が容易になる。

なお、液晶の温度特性は温度で劇的に変わるため、実施例では５℃刻で設けられていたものとしたが、メモリ容量が削減された分をルックアップテーブルの温度の刻みを細かくすることに振り分けることもできる。

以上の説明は一例であって、当業者が通常行う変形、置換などは本発明の範囲である。

以上説明した本発明にかかる液晶表示装置は、携帯電話、デジタルカメラ、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、自動車用ディスプレイ、航空用ディスプレイ、デジタルフォトフレーム、またはポータブルＤＶＤプレーヤなどの各種電子装置に使用することができ、特に低温環境で用いるものに好適である。

１０ 液晶パネル
１１ 行デコーダ
１２ 列デコーダ
１３ 電圧変換部
１４ 温度センサ
１５ フレームメモリ
２０ オーバードライブ／予測演算装置
２１ 比較器
２２ 選択器
２３ 演算器
２４ ルックアップテーブルLUT_G2Vs
２５ ルックアップテーブルLUT_G2VV
２６ 選択器／データ発生器２２
２７ ルックアップテーブルLUT_VV2G
２８ ルックアップテーブルLUT_Predict
２９ 遅延器
３０ 遅延器
３１ ルックアップテーブルLUT_G2VsVe
３２ ルックアップテーブルLUT_VsVe2G

Claims (4)

1. 液晶表示モジュールと、
   前記液晶表示モジュール中に設けられた温度センサと、
   イメージデータ中のスタート階調値とエンド階調値から、前記液晶表示モジュールに対するオーバードライブ電圧と次フレームに対する予測値を演算し出力する演算装置と、
   前記予測値を記憶し、前記スタート階調値として前記演算装置に対して出力するフレームメモリとを備え、
   前記演算装置は、
   前記スタート階調値と前記エンド階調値が一致するか否かを検知する第１の比較器と、
   階調値と、階調値に応じる電圧の２乗値で構成される曲線が一致するように正規化されたオフセット量との関係を表す一次元の第１のルックアップテーブルと、
   階調値と、階調値に応じる電圧の２乗値との関係を表す一次元の第２のルックアップテーブルと、
   前記スタート階調値と前記エンド階調値と、前記第1および第２のルックアップテーブルの値を参照して、前記電圧の２乗値に関連したオーバードライブ用の中間出力値を求める演算器と、
   前記演算器の出力が所定の最大値より大きいか、所定の最小値より小さいか、中間値かを判断する第２の比較器と、
   前記第１および第２の比較器の出力に応じて参照されるオーバードライブ値算出のための一次元の第３のルックアップテーブルと、
   前記第１および第２の比較器の出力に応じて参照される予測値算出のための一次元の第４のルックアップテーブルとを備え、
   前記第1〜４のルックアップテーブルは前記温度センサの値に応じて随時更新され、
   前記第１の比較器、前記第２の比較器、前記演算器の出力を用いて、前記スタート階調値とエンド階調値が一致する第１の場合、前記階調差が前記所定の最大値よりも大きい第２の場合、前記階調差が前記所定の最小値よりも小さい第３の場合、前記階調差が前記所定の最大値と最小値の間にある第４の場合の４つの場合に応じてオーバードライブ出力および予測出力を発生する選択器／データ発生器とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 第２のルックアップテーブルが階調値に対する正規化された液晶印加電圧の２乗値を記憶したものであり、
   第３のルックアップテーブルが正規化された液晶印加電圧の２乗値に対する階調値を記憶したものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 第４のルックアップテーブルがスタート階調値と予測階調値の関係を記憶するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 第１のルックアップテーブルは、階調値に対する、前記正規化オフセット量に前記第２のルックアップテーブルで規定される電圧の２乗値を加算したものであり、
   第４のルックアップテープルはこの第１のルックアップテーブルの横座標と縦座標を交換したものである、請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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