JP5299741B2 - 表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、表示装置の駆動方法、及び制御プログラム - Google Patents

表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、表示装置の駆動方法、及び制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、表示装置の駆動方法、及び制御プログラムに関する。
ホールド型表示装置は、フレーム期間内で画像を静止画として保持するとともに、1フレーム毎に画面を切り換えて動画を表示する。ホールド型表示装置での動画表示では、フレームからフレームにかけて静止画が切れ目無く切り換わる。このため、動画表示に追従して視線が動く人間には、ホールドされ静止した画像がずれた状態で重ねあわされた画像を知覚し動画ボケとして認識する。
このようなホールド型表示装置の一例である液晶表示装置において、動画ボケを改善するために、フレーム期間の映像表示に黒表示を挿入して駆動を行う黒挿入駆動の提案がなされている。
液晶表示装置における黒挿入駆動では、1フレーム期間内に映像表示期間と黒表示期間を設けて、液晶表示パネルの画素に映像信号に続けて黒表示信号を書き込むために、パネル書き込み周波数を増やす必要があり、液晶の保持時間が減ることになる。
このため、例えば特許文献1に記載されるように、サブフレーム毎に黒と映像が交互に繰り返す黒挿入駆動において、オーバーシュート駆動を行うことによって応答速度を早める提案がなされている。
特許文献1の液晶表示装置では、映像信号をフレーム周波数変換手段によりN倍速変換した後に、黒挿入手段により黒表示信号を挿入し、その後、強調変換手段により強調変換(オーバーシュート)に必要な情報をOS(オーバーシュート)テーブルメモリから取得して映像信号に強調変換処理を行うものである。
この強調変換処理では、映像信号に続けて黒表示信号の書き込みを行う場合、黒表示期間内に液晶が実際に到達可能な(黒表示の)階調輝度を考慮した強調変換パラメータを用いて、映像信号に強調変換処理(オーバーシュート駆動)を施し(段落番号0074)、黒表示期間内に液晶が完全に黒階調(0階調)まで応答到達しない場合であっても、実際の最終到達階調(0階調)に基づいて、後続の映像表示期間に表示画像データに対し強調変換処理を行うこともできる。
すなわち、特許文献1では、一つのOSテーブルメモリに基づいて強調変換処理(オーバーシュート)を行い、一のフレーム期間中に黒信号の階調値が応答未達であったとしても、次のフレームにおいて、映像信号にオーバーシュートさせる量を元来のオーバーシュートさせる量である118階調から70階調に下方調整することで(特許文献1の図14及び図18)、画素の白化を防止するものである。
特開2004−253827号公報
しかしながら、特許文献1の液晶表示装置において、黒挿入駆動において映像信号に通常のオーバーシュート(強度調整)を行ったとしても、一のフレームと他のフレームとで映像信号の階調値(階調電圧)に差が生じると、液晶の応答遅延により、他のフレームにおける映像表示期間中に所望の輝度に到達せず、図47に示すように、映像表示には、段差状の尾引きや、文字のスクロール表示でのゴーストが発生し、画質に悪影響が発生する、という改善すべき点があった。
特に、特許文献1では、映像信号の階調値の応答未達については、通常のオーバーシュートによる強調調整を行うこと以外には考慮されていないため、次のフレームにおいて映像信号の階調値が上がると所望の輝度(透過率)に到達せず、前記尾引きやゴーストが発生してしまう。
また、特許文献1では、所定の階調のオーバーシュート量を減らすことで、各フレーム毎の各階調電圧を等しくするようにしているが、黒表示の応答未達(黒表示の沈み込み不足)は改善されておらず、黒表示期間(サブフレーム期間)内に輝度(透過率)が完全に黒階調(0階調)にまで応答到達しない(特許文献1の図14、図18など)ため、これによっても映像表示で段差状の尾引きが発生してしまう。
特に、各フレーム毎で映像表示における階調値(階調電圧)に差が生じると、黒表示の応答未達のみならず、図47に示すように、黒表示において各フレーム毎で輝度(黒表示の沈み込み)に差が生じ、映像表示の際にゴーストなどが発生する、という改善すべき点があった。加えて、黒表示の沈み込みの差は、以降のフレームにおいても累積的に影響を与え、これに応じて映像表示の輝度が累積的に変化するため、前記尾引きや、文字のスクロール表示でのゴーストが発生する原因となっている。
さらに、各フレームの各映像表示における各輝度をほぼ等しくしたとしても、前記ゴースト状の尾引きは改善しない。
本発明は、上記した技術の改善すべき点を解決することを課題としてなされたものであって、その目的とするところは、黒挿入駆動を行う際に、映像表示において段差状の尾引きや、文字のスクロール表示でのゴーストの発生を防止可能な表示パネルの制御装置、液晶表示装置、電子機器、表示装置の駆動方法、及び制御プログラムを提供することにある。
上記目的は、主たる独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。この発明の概要は、必要な特徴すべてを列挙しているものではなく、よってここには記載されない下位請求項並びにこれらの特徴群の下位結合(サブコンビネーション)も発明になり得る。
本発明の表示パネルの制御装置は、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示パネルの制御装置であって、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正手段と、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正手段と、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御手段と、を含むこと特徴としている。
本発明の表示装置の駆動方法は、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示装置の駆動方法であって、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正ステップと、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正ステップと、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御ステップと、を含むこと特徴としている。
本発明の制御プログラムは、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示パネルの制御装置に備えられたコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正機能と、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正機能と、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御機能と、を含む機能をコンピュータに実行させることを特徴としている。
本発明の作用及び他の利得は、以下に説明する「発明を実施するための最良の形態」から明らかにされる。
本発明によれば、単色画像挿入駆動において単色画像信号を挿入する前に、映像信号の階調値を第1の補正手段により補正し、単位フレーム周期期間毎に映像信号の階調値が変化する場合には、さらに第2の補正手段により映像信号の階調値又は単色画像表示信号の階調値を補正した上で、単色画像挿入駆動を行うので、累積的な輝度の変化に起因する段差状の尾引きや、文字のスクロール表示でのゴーストの発生を防止できる。
以下に説明する内容は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
〔表示パネルの制御装置の基本的構成〕
先ず、表示パネルの制御装置の基本的構成について説明する。本発明の表示パネルの制御装置(例えば図1に示す符号20)は、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間(例えばフレーム周期など)が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行うものを対象とするものである。
前記表示パネルの制御装置は、基本的構成として、第1の補正手段(例えば図1に示す符号32、34からなる構成)、第2の補正手段(例えば図1に示す符号40や図25に示す符号60など)、単色画像挿入駆動制御手段(例えば図1に示す符号24など)、を含む構成としている。
この第1の補正手段は、前記第2の階調電圧から前記第1の階調電圧へ変化する際の前記表示パネルの応答遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行うものである(第1のオーバーシュート駆動)。
上述の第2の補正手段は、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、異なる各単位フレーム周期期間の各前記単色画像部分による各々の単色表示輝度の差に起因する前記映像部分の累積的な輝度到達遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行うものである(第2のオーバーシュート駆動又は第3のオーバーシュート駆動)。
上述の単色画像挿入駆動制御手段は、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する。
このような表示パネルの制御装置によれば、第1の補正手段により、単色表示から映像表示への応答遅れを現フレームの映像情報を元に補正し、比較的応答速度の遅い表示パネルに単色画像挿入を行う際の輝度低下を抑制できる。また、第2の補正手段により、前フレームの映像表示の後の単色表示の沈み込みと、現フレームの映像表示の後の単色表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを補正し、単色画像表示の沈み込み不足による段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善できる。
ここで、「単位周期期間」は、フレーム周期であってもよいし、他の種々の単位周期例えば複数フレーム周期、サブフレーム、フィールド、サブフィールド、水平走査期間などであってもよい。また、「単位フレーム周期期間」は、フレーム周期であってもよいし、他の種々の単位周期例えばサブフレームであってもよい。さらに、「単位フレーム周期期間」は、「単位周期期間」と同一のフレーム周期であってもよいし、異なる単位であってもよい。
また、第2の補正手段は、前記一の単位フレーム周期期間(例えば一つ前のフレーム)の映像信号の階調値に基づいて、前記他の単位フレーム周期期間(例えば現在のフレーム)の映像信号の階調値を補正し、前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の前記他の単位フレーム周期期間(例えば現在のフレーム)における輝度の時間積分値を、表示変化後のさらに他の前記単位フレーム周期期間(例えば次のフレーム)における輝度の時間積分値より大きくなるように(例えば図17など)、前記階調値を補正することができる(第2のオーバーシュート駆動)。
この際、単色画像挿入駆動制御手段は、前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うことができる。
このように第2の補正手段が、前フレームの映像信号に基づいて現フレームの映像信号を補正して、映像表示の応答速度を補正することにより累積的な輝度到達遅れを防止でき、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善可能としている。
さらに、前記第2の補正手段は、前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該一の単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を行うことができる(第3のオーバーシュート駆動)。
この際、単色画像挿入駆動制御手段は、前記第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うことができる。
このように第3の補正手段が、前フレームの映像表示の階調値に基づいて、該前フレームの映像表示の後の単色表示の階調値を補正して、映像表示の応答速度を補正することにより累積的な輝度到達遅れを防止でき、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善可能としている。
このような作用及び他の利得は、次に説明する各実施の形態から更に明らかにされる。
以下、本発明の「表示パネルの制御装置」を「液晶表示装置」に適用したさらに詳細な実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。
〔第1の実施の形態〕
先ず、本実施の形態の液晶表示装置の具体的構成について、全体構成から説明し、続いて、コントローラの詳細構成、黒挿入駆動制御部の機能、全体の概略動作について説明することとする。
(液晶表示装置の全体構成)
本実施の形態の液晶表示装置の全体構成について、図1を参照しつつ説明する。図1は、本発明における第1実施の形態の液晶表示装置の全体構成の一例を示すブロック図である。
本実施の形態の液晶表示装置1は、黒挿入駆動において第1、第2のオーバーシュート駆動を行うことが可能なものであり、図1に示すように、液晶表示パネル10、この液晶表示パネル10の画素12を駆動するゲートドライバ14(14―1〜14−i)、ソースドライバ16(16−1、・・以降省略)、オーバーシュート駆動用のオーバーシュート電源部18、ゲートドライバ14及びソースドライバ16を制御するコントローラ20、映像信号の映像情報を一時記憶するFM(フレームメモリ)部42、を含んで構成される。
本実施の形態では、液晶表示パネル10は、IPSなどのノーマリーブラックのように、黒表示から白表示へのオーバーシュート駆動が容易なパネルとすることが好ましい。
ここで、液晶表示パネル10のより具体的な構成について説明する。
本第1の実施の形態の液晶表示装置1は、図1に示すように、j本(jは自然数)で1つのブロックをなすゲート線群がi個(iは自然数)構成されたゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)(これらをまとめてi×j=m[mは自然数]本のゲート線V1〜Vmとしてもよい)、及びn(nは自然数)本のソース線H1〜Hnがそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)とソース線H1〜Hnとの交差部それぞれに画素12が形成された構成の表示パネル10と、各ソース線H1〜Hnに接続し映像信号を供給するソースドライバ16(16―1〜16−k)と、複数のゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)をi個の群に分けそのゲート線群それぞれに対して設けられ対応するゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)にゲートオン信号(Vg)を順次供給する複数のゲートドライバ14(14―1〜14―i)と、ソースドライバ16にオーバーシュート駆動用の電源を供給するためのオーバーシュート用電源部18と、を含んで構成される。
図1に示すように、第1群の上からj本のゲート線V(1―1)〜V(1―j)は、ゲートドライバ14―1(ゲートドライバ1)に接続され、第2群のj+1本目からj+j本目のゲート線V(2―1)〜V(2―j)は、ゲートドライバ14―2に接続されており、最後の第i群の{(i―1)j+1}本目からi×j本目までのゲート線V(i―1)〜V(i―j)は、ゲートドライバ14―iに接続されている{2j+1本目から(i―1)j本目までについては図示せず}。
本実施の形態における液晶表示パネル10を形成する画素は、薄膜トランジスタ(TFT)のソース電極がソース線H1〜Hnに接続され、TFTのゲート電極がゲート線V(i―1)〜V(i―j)に接続され、TFTのドレイン電極が一方のアレイ基板に形成されている画素電極に接続されており、一方のアレイ基板に形成された画素電極と他方の対向基板に形成された共通電極との間に液晶層が封止されている構成である。
表示パネル10では、画素電極と共通電極との電位差により液晶層の光透過率が制御されて映像表示が行われるが、映像信号が画素に書き込まれるときには、ゲート線V(i―1)〜V(i―j)を介して伝送されるゲートオン信号(Vg1〜Vgm)がTFTをオン状態にし、これによりソース線H1〜Hnからの映像信号に応じた階調電圧が画素電極に印加されて、一定の電圧に設定されている共通電極と階調電圧が印加された画素電極との電位差によって液晶層の光透過率を制御し映像信号に基づいた映像表示を実現する。
(コントローラの詳細構成)
次に、コントローラの詳細構成について説明する。
コントローラ20は、タイミングコントローラとしての機能を含むものであり、図1に示すように、黒挿入率設定部22、第1のオーバーシュート駆動制御部34、第1のオーバーシュート駆動制御に利用される第1LUT(ルックアップテーブル)部32、フレームメモリ通信制御部44、第2のオーバーシュート駆動に利用される第2LUT部46、第2のオーバーシュート駆動制御部48、フレーム変調制御を行うFRC(フレームレートコントロール)部26、映像信号に黒信号を挿入して黒挿入駆動制御を行う黒挿入駆動制御部24を含んで構成される。
ここで、FM(フレームメモリ)部42、フレームメモリ通信制御部44、第2LUT部46、第2のオーバーシュート駆動制御部48により第2のオーバーシュート部40ということもできる。
黒挿入率設定部22は、1フレーム毎に順次入力される映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し、変化したデータ数に基づいて黒画像挿入率を設定する機能を備えている。この黒挿入率設定部22の設定に基づいて、黒挿入駆動制御部24が、各種信号を生成することとなる。
より詳細には、黒挿入率設定部22は、現フレームデータdata(n)とその1つ前のフレームデータdata(n−1)とを比較し、変化したデータを1フレーム間カウントする。カウントした情報は例えば数フレーム間移動平均して平滑化し、閾値判別することで、静的な画像か動的な画像かを判別する機能を含むこともできる。
第1のオーバーシュート駆動制御部34には、映像信号が入力される。第1のオーバーシュート駆動制御部34は、黒挿入率設定部22において定められた黒挿入率において予め設定された第1LUT部32の設定値に基づいて、入力された映像信号の階調値を、第1のオーバーシュート駆動用の階調値に補正し、映像信号(第1補正映像信号)を第2のオーバーシュート駆動部48に供給する。
第1のオーバーシュート駆動制御部34は、現フレームの映像情報に基づいて、黒表示(ないし所定の階調表示)から映像表示への応答遅れを補正する。この第1のオーバーシュート駆動制御部34により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、映像信号を黒表示の電圧と離れるように補正した電圧値を、液晶表示パネル10に入力することができる。
第1LUT部32は、第1のオーバーシュート駆動制御部34にて補正される階調値の補正値を決定するものであり、複数のLUTを含む。第1LUT部32のLUTは、入力された映像信号に対応するオーバーシュート補正値が事前の計測によって定めてある。第1LUT部32のLUTの一例としては、図2、図3に示すものが挙げられる。図2に示すLUTでは、入力された映像信号が249階調の場合、黒挿入時の映像信号は253階調に変換される(第1の補正)。
また、第1LUT部32は、黒挿入率に応じた複数種類のLUTを含む構成としている。そして、第1LUT部32は、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTに適宜切替可能に構成してよい。これにより、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTを第1のオーバーシュート駆動制御部34にて適宜選択できる。
また、オーバーシュートにより階調の分解能が不足する場合は、FRC部26などの多階調表示手法により多階調化を行うのが好ましい。第1LUT部32のLUTの一例である図3のLUTでは、FRC部26により10bitに分解能を増やした場合に、利用されるLUTの例が開示されている。
さらに、図9乃至図11に示すように、通常駆動で使う液晶表示パネルの電圧よりも大きなパネル印加電圧が必要となる場合には、階調電圧は、事前にオーバーシュート駆動で必要な電圧を調査しておき、備えておくのが好ましい。
第2のオーバーシュート部40では、第1補正映像信号がフレームメモリ通信制御部44を介してFM(フレームメモリ)部42に一時記憶され、FM部42に一時記憶された前フレーム(n―1)の映像信号(第1補正映像信号)と、第1のオーバーシュート駆動制御部34からの現フレーム(n)の映像信号(第1補正映像信号)を第2のオーバーシュート駆動制御部48に供給する。
第2のオーバーシュート駆動制御部48では、前フレーム(n―1)の映像信号(第1補正映像信号)の映像情報(階調値)と、現フレーム(n)の映像信号(第1補正映像信号)の映像情報(階調値)とを比較し、黒挿入率設定部22にて設定された黒挿入率に対応する第2LUT46の設定値に基づいて、第2のオーバーシュート駆動用の階調値に補正し、第2補正映像信号としてFRC部26に供給する。
第2のオーバーシュート駆動制御部48は、前フレームの映像信号から現フレームの映像信号に基づいて、前フレームの映像表示後の所定の階調表示の沈み込みと、現フレームの映像表示後の所定の階調表示の沈み込みとの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、現フレームの映像表示で補正する。また、前記第2のオーバーシュート駆動制御部48は、前記映像表示の補正量を、目標輝度より過度に補正する。
第2のオーバーシュート駆動制御部48は、前フレームの映像信号と現フレームの映像信号に変化があるときに、変化量に基づき、現フレームの映像信号を補正した電圧値を、液晶表示パネル10に入力することができる。これらのオーバーシュートにより、到達目標とする階調の電圧レベルを超える電圧をかけることで、その階調に達する時間を短縮することもできる。
このようにして第1、第2のオーバーシュート駆動制御部34、48は、入力された映像信号に基づいて、黒挿入駆動時の補正量を各々決定する。
第2LUT部46は、第2のオーバーシュート駆動制御部48にて補正される階調値の補正値を決定するものであり、複数のLUTを含む。第2LUT部46のLUTは、入力された前フレームの映像信号と、現フレームの映像情報に対応するオーバーシュート補正値が、事前の計測によって定めてあるものである。第2LUT部46のLUTの一例としては、図4、図5に示すものが挙げられる。図4に示すLUTでは、例えば、入力された前回のフレームの映像信号が32階調、今回のフレームの映像信号が192階調の場合、黒挿入時の今回の映像信号は210階調に変換される(第2の補正)。
また、第2LUT部46は、黒挿入率に応じた複数種類のLUTを含む構成としている。そして、第2LUT部46は、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTに適宜切替可能に構成してよい。これにより、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTを第2のオーバーシュート駆動制御部48にて適宜選択できる。
また、オーバーシュートにより階調の分解能が不足する場合は、FRC部26などの多階調表示手法により多階調化を行うのが好ましい。第2LUT部46のLUTの一例である図5のLUTでは、FRC部26により10bitに分解能を増やした場合の例が開示されている。
FRC部26は、フレーム変調制御を行うことで、フレーム毎に異なる階調表示を行い時間平均により特定の階調(中間階調)を擬似的に生成する多階調化手段である。
ここで、本実施の形態ではFRC部26を構成しているが、FRC部26がない構成であっても構わない。その場合、第2のオーバーシュート駆動制御部48からの第2補正映像信号は、黒挿入駆動制御部24に直接入力する。
黒挿入駆動制御部24では、映像信号(第2補正映像信号)のライン間に黒信号を挿入し、各ソースドライバに入力する。
また、黒挿入駆動制御部24では、黒信号の挿入された映像信号と共に、黒挿入率設定部22において設定された黒挿入率に従ったタイミングで、ドライバの制御信号を生成し、各ゲートドライバ14、各ソースドライバ16に入力する。各ゲートドライバ14、各ソースドライバ16では、入力された制御信号に従い、階調電源18で設定した電圧を液晶表示パネル10に書き込む。
黒挿入駆動制御部24は、前記第2のオーバーシュート駆動制御部48からの映像信号(第2補正映像信号)に、特定の階調表示(例えば黒)を一定の割合で挿入し高速駆動を行う。
また、本実施の形態の液晶表示装置1においては、液晶表示パネル10の画素12に印加する電圧を通常より過大に印加できるオーバーシュート駆動用のオーバーシュート用電源部18を用いて、オーバーシュート駆動のできない階調変化を減らすことができる。オーバーシュート用電源部18は、映像表示の各階調において前記表示パネルに印加する電圧を、透過率ピークとなる電圧を越す電圧として印加可能である。
ここで、本実施の形態の構成要件と、本発明の構成要件との対応関係を述べると、本実施の形態の第1のオーバーシュート駆動制御部34と第1LUT部32とで、本発明にいう「第1の補正手段」を構成できる。また、第2のオーバーシュート部40により「第2の補正手段」を構成できる。さらに、黒挿入駆動制御部24により「単色画像挿入駆動制御手段」を構成できる。また、黒挿入率設定部22により「単色画像挿入比率設定手段」を構成できる。さらに、FRC部26により「多階調化手段」を構成できる。またさらに、ソースドライバ16により「ソース線駆動手段」を構成できる。また、ゲートドライバ14により「ゲート線駆動手段」を構成できる。
ここにおいて、「第1の補正手段」は、第2の階調電圧から前記第1の階調電圧へ変化する際の前記表示パネルの応答遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う。「第2の補正手段」は、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、異なる各単位フレーム周期期間の各前記単色画像部分による各々の単色表示輝度の差に起因する前記映像部分の累積的な輝度到達遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う。「単色画像挿入駆動制御手段」は、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する。
また、「第2の補正手段」が第2のオーバーシュート部として機能する場合は、前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、前記他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値を補正し、前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の前記他の単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値を、表示変化後のさらに他の前記単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正するものである。この場合、「単色画像挿入駆動制御手段」は、前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行う。
さらに、「単色画像挿入比率設定手段」は、単位フレーム周期期間における前記映像信号に対する前記単色画像信号の挿入比率を、動作環境に応じて設定可能である。この場合、「第2の補正手段」は、前記単色画像挿入率設定手段にて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うものである。「第1の補正手段」は、前記単色画像挿入率設定手段にて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うものである。これによって、表示パネルのタイプに応じて単色画像挿入比率が決まるが、これに応じて第1の補正、第2の補正を行うことができる。
また、「多階調化手段」は、入力される映像信号に対して階調の解像度を増加して多階調化を行うものである。この際、「第2の補正手段」は、前記多階調化手段にて多階調化された階調値にて補正を行うものである。また、「第1の補正手段」は、前記多階調化手段にて多階調化された階調値にて補正を行うものである。
さらに、、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルの場合には、第1の補正手段は、前記第3の階調電圧を前記第1の階調電圧より大きくなるように前記映像信号の階調値を補正し、前記第2の補正手段は、前記第4の階調電圧を前記第3の階調電圧より大きくなるように前記映像信号の階調値を補正するものである。
また、「ソース線駆動手段」は、映像部分と単色画像部分とが交互に含まれた単色画像挿入映像信号を、各ソース線に供給する。「ゲート線駆動手段」は、前記単色画像挿入映像信号の映像部分のみを前記画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給して映像表示走査を実行する映像表示走査実行機能と、前記単色画像挿入映像信号の単色画像部分のみを前記画素に書き込ませる単色表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給し単色画像表示走査を実行する単色画像表示走査実行機能とを備えることができる。
(黒挿入駆動制御部の機能)
次に、黒挿入駆動制御部24の機能について説明する。
本第1の実施の形態の液晶表示装置1のコントローラ20は、ソースドライバ16及びゲートドライバ14―1〜14―iの動作を制御して、黒挿入駆動の駆動制御を行う。
コントローラ20の黒挿入駆動制御部24は、入力映像信号に黒画像信号を挿入し映像信号部分と黒画像信号部分とを水平走査期間内に含む黒挿入映像信号を生成し、この黒挿入映像信号をソースドライバ16へ出力するものである。
図19に示すように、1フレーム期間は、ゲート線V1〜Vmの数(m)と同数分の書込み期間(水平走査期間)に分けられ、入力映像信号の書込み期間に対応する部分をライン画像部分(水平走査期間部分)とすると、黒挿入駆動制御部24は、入力映像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入する機能を有している。
また、黒挿入駆動制御部は、入力映像信号におけるブランキング期間にも同様に黒画像信号を挿入する機能を有している。図19では、黒挿入駆動制御部は、ブランキング期間にダミー信号の出力が無い入力映像信号に黒画像信号を挿入する場合を示している。
ソースドライバ16は、黒挿入映像信号に従ってソース線H1〜Hnにライン映像像部分と黒画像部分を交互に出力することでソース線駆動手段として機能している。
ここで、本第1の実施の形態では、黒挿入駆動制御部24によって生成された黒挿入画像信号をソースドライバ16が入力しソース線H1〜Hnへ倍速駆動で出力するように構成している。
黒挿入駆動制御部24は、ゲートドライバ14(14―1〜14―i)におけるゲート出力の開閉を制御するための出力イネーブル信号をゲートドライバ14(14―1〜14―i)へ個別に供給する機能を有している。具体的には、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線H1〜Hnに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号(VOE_i)、または、黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線H1〜Hnに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号(VOE_b)をゲートドライバ14(14―1〜14―i)へ個別に供給する機能を有している。
これにより、ゲートドライバ14(14―1〜14―i)のそれぞれは、接続されたゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)に対する出力を一括して制御できる機能を有する。
具体的には、黒挿入駆動制御部24からのVOE_iに応じてゲートオン信号を黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませるパルス幅の映像表示用ゲートオン信号にしてゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)に順次供給し映像表示走査を順次実行する映像表示手段としての機能と、VOE_bに応じてゲートオン信号を黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませるパルス幅の黒表示用ゲートオン信号にしてゲート線V(1―1)〜V(1―j)、V(2―1)〜V(2―j)、・・・、V(i―1)〜V(i―j)に順次供給して黒画像表示走査を順次実行する黒表示手段としての機能とを有している。
また、黒挿入駆動制御部24は、ゲートドライバ14―1に対して、映像信号書込みのための映像表示用走査スタートパルス(VSP_i)と、黒画像信号書込みのための黒表示用走査スタートパルス(VSP_b)とを1フレーム期間に異なるタイミングで1回ずつ出力する機能を有している。黒挿入駆動制御部24は、映像表示走査の開始時にVSP_iをゲートドライバ14―1へ出力し同時にゲートドライバ14−1へVOE_iの供給を開始する。そして、ゲートドライバ12―1において映像表示走査が終了すると、ゲートドライバ14―1へVOE_bの供給を開始し、黒画像表示走査を開始するタイミングにVSP_bをゲートドライバ14―1へ出力する。
さらに、タイミングコントローラ20は、黒挿入駆動制御部24による黒表示用スタートパルス(VSP_b)出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定部22を備えている。
黒挿入率設定部22は、入力信号を参照し黒画像挿入率を判定する機能を含む。黒挿入率設定部22は、判定された黒画像挿入率に対応して黒挿入駆動制御部24によるVSP_b出力のタイミングを設定する機能を含む。
例えば、黒挿入率設定部22は、使用者の趣向により選択された設定情報を基に黒挿入率を決定する判定部を含む構成とすることも可能であるし、1フレーム毎に順次入力される入力映像信号の特徴値を算出し、当該一のフレームの特徴値と前のフレームの特徴値とを比較して、最適な黒画像挿入率を判定する判定部を含んで構成することも可能である。
これにより、表示パネル10の駆動方式や使用状況等に適したフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率を実現できるVSP_b出力のタイミングを設定することができる。また、ここで設定するタイミングは、1つのゲートドライバで映像信号書込みと黒画像信号書込みの画素ラインが同時に選択されることのないタイミングである。
ゲートドライバ14―1は、黒挿入率設定部22で設定されたタイミングに黒挿入駆動制御部24からVSP_bを入力し、予め供給されているVOE_bに基づいてVSP_bを黒表示用ゲートオン信号としてゲート線V1〜Vjへ順次供給し、この走査が終了するとVSP_bをゲートドライバ14―2へシフト出力する。このような走査をゲートドライバ14(14―1〜14―i)が順次行うことで、黒挿入率設定部22で判定された1フレーム毎の黒画像挿入率を実現する。
また、黒挿入駆動制御部24は、ソースドライバ14に対して黒挿入映像信号(data)と共に、ソースドライバ16を駆動制御するための信号である信号スタートパルス(HSP)、水平クロック信号(HCK)、ラッチ信号(DLP)、極性反転制御信号(POL)を供給し、ゲートドライバ12―1〜12―iに対してゲートドライバ12―1〜12―iを駆動制御するための信号である走査スタートパルス(VSP_i又はVSP_b)、垂直クロック信号(VCK)、イネーブル信号(VOE_i又はVOE_b)を供給している。
ソースドライバ16は、一般に使われているものと同様な機能を有している。例えば、HSPの入力によりdata信号の取り込みを開始し、HCKと同期して内部のシフトレジスタにdata信号を順次蓄積していく。そして、DLPの入力によりdata信号を確定し、同時にPOLに応じて基準電圧からの正負を確定して、data信号に応じた階調電圧をソース線H1〜Hnに出力する。
極性反転制御信号(POL)は、ソースドライバ16からソース線H1〜Hnへ出力される階調電圧の極性(基準電圧からの正負)を確定させる制御信号である。黒挿入駆動制御部24は、POLを制御して、ドット反転や1H2V反転駆動などのフレーム極性反転駆動を実行し、ライン画像部分の書込み極性はVSP_i基点のフレーム周期で反転させ、黒画像部分の書込み極性はVSP_b基点のフレーム周期で反転させる機能を含む。
(コントローラの全体の概略動作)
以上のような構成からなる液晶表示装置1は、概略以下のように動作する。すなわち、コントローラ20に映像信号が入力されると、黒挿入率設定部22は、フレーム毎のデータ数に応じて映像信号の黒挿入率を設定する。
また、第1のオーバーシュート駆動制御部34は、入力される映像信号と、黒挿入率設定部22にて設定された黒挿入率に基づいて、第1LUT部32に含まれる黒挿入率に対応したテーブルを選択参照し、映像信号の階調値を補正し、第1補正映像信号とする。第1のオーバーシュート駆動制御部34にて補正された第1補正映像信号は、第2のオーバーシュート部40に入力される。
第2のオーバーシュート部40では、第1補正映像信号をさらに補正し第2補正映像信号とする。具体的には、フレームメモリ通信制御部44は、FM部42に前フレームの第1補正映像信号を一時記憶する。
第2のオーバーシュート駆動制御部48は、この一時記憶された前フレームの第1補正映像信号と、フレームメモリ通信制御部44を介して入力される現フレームの第1補正映像信号とを比較するとともに、黒挿入率設定部22にて設定された黒挿入率に基づいて、第2LUT部46に含まれる黒挿入率に対応したテーブルを選択参照し、前記第1補正映像信号の階調値を補正し、第2補正映像信号とする。
この際、FRC部26にて特定の中間階調が生成されて多階調化が行われる場合には、第2のオーバーシュート駆動制御部48は、多階調化される階調数に応じた最適なテーブルを選択し、第2補正映像信号の階調値を設定することができる。
黒挿入駆動制御部24により、映像信号(第2補正映像信号)に単色画像信号(黒画像信号)を挿入する。すなわち、黒挿入駆動制御部24は、前記映像信号の書込期間に対応する映像表示部分と前記黒画像信号の書込期間に対応する黒表示部分とが特定期間内に交互に含まれた黒挿入映像信号を生成する。
黒挿入駆動制御部24は、黒挿入映像信号に基づいて、映像表示の階調値に対応する第1の階調電圧を前記特定期間の第1の期間に表示パネルに供給し、前記黒表示の階調値に対応する第2の階調電圧を前記特定期間の前記第1の期間に連続する第2の期間に液晶表示パネル10に供給して、液晶表示パネル10の表示駆動制御を行う。
ここで、黒挿入駆動において、第1、第2のオーバーシュート駆動を行う場合に、輝度が如何なる変化をするかについて、図6乃至図8を用いて説明する。図6乃至図8は、応答速度が比較的遅い液晶表示パネルに黒挿入駆動を適用した場合の例を示す。
黒挿入駆動は、映像表示の間に黒表示を行う駆動であり、パネル書き込み周波数は倍増し、液晶の保持時間が減少する。このため、図7に示すように、応答の遅いパネルでは、図6に示す通常駆動の場合に比して、映像表示において輝度が目標輝度に到達しない。したがって、図7では、図6の通常駆動の場合の輝度に比して、輝度が大きく低下する。
これに対して、本実施の形態の第1のオーバーシュート駆動では、図8に示すように、黒表示の後の映像表示の階調値に第1の補正することによって、映像信号の印加電圧を第1の階調電圧より大きい第2の階調電圧とすることができる。これにより、映像表示の応答を早め、輝度を改善できる。
ここで、図12に示すように、第1のオーバーシュート駆動のみでは、応答速度が比較的遅いパネルでは、黒の沈み込みが完了しない場合、前回の映像表示の後の黒の沈み込みの差により、表示が累積的に変化し、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを引き起こす。また、段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストが、映像表示の累積的な輝度変化だけでなく、黒の沈み込みの差によっても生じる。
このため、図14に示すように、第2のオーバーシュート駆動を行う際に、映像信号が目標輝度に到達するレベルまでしか第2のオーバーシュート駆動をしなかった場合には、映像表示の累積的な輝度変化に起因する尾引きや、文字スクロールでのゴーストは軽減するものの、黒の沈み込みの差に起因する段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストが依然として発生する。
よって、図13及び図15に示すように、第2のオーバーシュート駆動は、黒の沈み込みの差に起因する段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストを、さらに軽減するために、映像表示が目標輝度より過度に推移するように補正する。
また、黒表示の未達によっても映像表示でゴースト状の尾引きが発生する。さらに、図16に示すように、表示変化中と表示変化後のフレーム期間の輝度の平均値をほぼ等しくしても、前記ゴースト状の尾引きは改善しない。この理由は、ホールド型表示装置の動画尾引きは、フレーム期間幅の移動平均のため、擬似インパルス型駆動の黒表示の透過率が変化すると、黒表示の透過率変化と、映像表示の透過率変化タイミングが異なるため、ホールド型表示装置の動画尾引きは2段階に推移するためである。
これに対して本実施の形態では、図17に示すように、間接的に映像表示の透過率を表示変化中のフレーム期間の液晶透過量の時間積分値が、表示変化後の時間積分値に比べ大きくなるように過度に強調することで、ゴースト状の尾引きを軽減できる。また、表示変化中の「映像表示期間」の輝度平均値が、表示変化後の1フレーム期間(映像+黒表示期間)の輝度平均値にすることによっても、ゴースト状の尾引きを軽減できる。
これにより、フレームメモリ周波数の削減、黒挿入率変更が可能な構成で、比較的応答速度の遅い液晶表示パネルでも動画表示の不具合を改善できる。
(処理手順について)
(全体処理について)
次に、上述のような構成を有する液晶表示装置の黒挿入駆動制御部24において生成される制御信号による液晶表示パネルのより具体的な駆動制御手順、並びに液晶表示装置における各種の処理手順について、図18乃至図24を参照しつつ説明する。
先ず、本実施の形態の液晶表示装置の処理手順について、全体処理から説明し、続いて、黒挿入駆動制御処理、オーバーシュート駆動処理、ドライバ側の詳細処理について説明することとする。
本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動制御方法は、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行うものを対象とするものである。
そして、液晶表示装置の駆動制御方法は、その基本的構成として、前記第2の階調電圧から前記第1の階調電圧へ変化する際の前記表示パネルの応答遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正ステップ(例えば図18に示すステップS10)と、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、異なる各単位フレーム周期期間の各前記単色画像部分による各々の単色表示輝度の差に起因する前記映像部分の累積的な輝度到達遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正ステップ(例えば図18に示すステップS11)と、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御ステップ(例えば図18に示すステップS12)とを含むものである。
また、前記第2の補正ステップでは、前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、前記他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値を補正し、前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の前記他の単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値を、表示変化後のさらに他の前記単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正できる。この場合、前記単色画像挿入駆動制御ステップでは、前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うことができる。
また、単位フレーム周期期間における前記映像信号に対する前記単色画像信号の挿入比率を、動作環境に応じて設定可能な単色画像挿入比率設定ステップをさらに有することができる。この場合、前記第2の補正ステップでは、前記単色画像挿入率設定ステップにて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行う。前記第1の補正ステップでは、前記単色画像挿入率設定ステップにて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行う。さらに、前記第2の補正ステップでは、入力される映像信号に対して階調の解像度を増加して多階調化を行い、この多階調化された階調値にて補正を行うことができる。
(黒挿入駆動制御処理)
ここで、黒挿入率を変更可能な黒挿入駆動の詳細を、図19から図24を参照しつつ説明する。
黒挿入率を変更可能な黒挿入駆動において、図1に示すようにゲートドライバ14は、ゲートドライバ14(14―1)、ゲートドライバ14(14―2)のように、一括してゲート出力をイネーブルできるゲートドライバ14を少なくとも2個以上使用する。
図19に示すとおり、ソースドライバには、映像信号のライン間に黒信号を挿入した黒挿入映像信号を入力する。次に、ソースドライバは入力された信号の順に、パネルに映像信号、黒信号を交互に出力する。
図22は、本第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動の一例を説明するための説明図である。
図22に示すように、本実施の形態は、少なくとも1回の映像信号書込みのための第1のゲートドライバのスタートパルス(VSP_i)入力と、少なくとも1回の黒信号書込みのための第2のゲートドライバのスタートパルス(VSP_b)入力を行う。
映像用スタートパルス(VSP_i)は、フレームの開始に入力し、ゲートドライバのクロック(VCK)により、画面のラインをシフトしながら、順次液晶パネルのTFTのONしていく。
さらにこの間、各ゲートドライバには、そのゲートドライバにつながるラインが映像用スタートパルス(VSP_i)のシフトにより選択されている期間は、映像書込み用のイネーブル信号(VOE_i)を入力する。
一方、黒用スタートパルス(VSP_b)は、決定した黒挿入率に従って、フレームの中盤に入力し、同じくゲートドライバのクロック(VCK)により画面のラインをシフトしながら、順次液晶パネルのTFTのONしていく。
この間、各ゲートドライバには、そのゲートドライバにつながるラインが黒用スタートパルス(VSP_b)のシフトにより選択されている期間は、黒書込み用のイネーブル信号(VOE_b)を入力する。
このような構成とすることで、画面表示は、図23(B)に示すように、1フレーム間に画面を黒帯がスクロールし、黒帯の幅を変化することで黒挿入率を調整できる黒挿入駆動が実現できる。
黒用スタートパルス(VSP_b)は、図22に示すように、1つのゲートドライバで同時に映像と黒のラインが選択されなければ、任意のタイミングで入力可能であり、ドライバの切れ目のタイミングなどの制約がない。
図20、図21は、本実施の形態の液晶表示装置を伝搬する信号のタイミングチャートである。
図20は、ゲートドライバ12―1に対応するゲート線V1〜Vi上の画素にライン画像信号を供給し、ゲートドライバ12―2に対応するゲート線V(i+1)〜Vj上の画素に黒画像信号を供給する場合を例にしたタイミングチャートである。
図21は、図20とは逆に、ゲートドライバ12―1に対応するゲート線V1〜Vi上の画素に黒画像信号を供給し、ゲートドライバ12―2に対応するゲート線V(i+1)〜Vj上の画素にライン画像信号を供給する場合を例にしたタイミングチャートである。
図20に示すように、対応するゲート線V1〜Vi上の画素にライン画像信号を供給する場合のゲートドライバ12―1には、VOE_iが入力され、これにより、ゲートドライバ12―1からは、ゲートオン信号がソースドライバ4のライン画像信号出力期間と同一のパルス幅の映像表示用ゲートオン信号に変換されてゲート線V1〜Viに順次供給される。
図20に示すように、1H期間にゲートドライバ1のいずれかのラインに映像信号、ゲートドライバ2のいずれかのラインに黒を書込む場合は、ゲートドライバ1には、ソースドライバが黒を出力する期間、ゲートをOFFする映像書き込み用のイネーブル信号(VOE_i)を入力し、ゲートドライバ2には、ソースドライバが映像を出力する期間、ゲートをOFFする黒書き込み用のイネーブル信号(VOE_b)を入力する。
一方で、ゲート線V(i+1)〜Vj上の画素に黒画像信号を供給する場合のゲートドライバ12―2には、VOE_bが入力され、これにより、ゲートドライバ12―2からは、ゲートオン信号がソースドライバ14の黒画像信号出力期間と同一のパルス幅の黒表示用ゲートオン信号に変換されゲート線V(i+1)〜Vjに順次供給される。
図21に示すように、1H期間にゲートドライバ1のいずれかのラインに黒、ゲートドライバ2のいずれかのラインに映像信号を書き込む場合は、ゲートドライバ1に黒書き込み用のイネーブル信号(VOE_b)を入力し、ゲートドライバ2に映像書き込み用のイネーブル信号(VOE_i)を入力する。
このようにすることで、本第1実施形態では、1H期間(1水平走査期間)に、異なるラインに対して映像信号と黒画像信号とを書き込むことができる。
(オーバーシュート駆動処理)
次に、コントローラにおけるオーバーシュート駆動処理について説明する。図18は、本実施の形態の液晶表示装置におけるオーバーシュート駆動を行う際の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。ここで、本実施の形態の表示装置の駆動方法についても各工程を示して同時に説明する。
まず、図1に示す黒挿入率設定部22によって入力された映像信号を基にフレーム期間毎の黒画像挿入率が判定され設定される<(単色画像挿入率設定ステップ)黒挿入率設定ステップ>。
次に、図18に示すように、コントローラ20は、第1のオーバーシュート駆動制御部により映像信号の階調値を補正する(ステップS10)<第1の階調補正ステップ>。
続いて、コントローラ20は、第2のオーバーシュート駆動制御部により第1の階調補正ステップにて補正された映像信号の階調値を補正する(ステップS11)<第2の階調補正ステップ>。
次に、コントローラ20は、黒挿入駆動制御部により、第2の階調補正ステップにて階調値の補正された映像信号に、黒画像信号を挿入し、黒挿入映像信号を生成する(ステップS12)<黒挿入映像信号生成ステップ>。
そして、コントローラ20は、黒挿入駆動制御部24により、黒挿入映像信号をソースドライバに供給し、他の制御信号をゲートドライバに供給することにより、液晶表示パネル10において、映像表示を行う際に黒挿入駆動でのオーバーシュト駆動を行うことになる(ステップS13)<黒挿入映像信号供給ステップ>。
この際、液晶表示パネル10の画素には、第1のオーバーシュート駆動によって第1の階調電圧より高い第3の階調電圧が印加され、第2のオーバーシュート駆動によって第3の階調電圧より高い第4の階調電圧が印加される。
すなわち、黒挿入駆動制御部24は、映像信号(入力映像信号)のライン画像部分の相互間に黒画像信号が挿入され黒挿入映像信号を生成する(黒挿入信号生成ステップ)。
そして、黒挿入駆動制御部24から各ソースドライバ14へ黒挿入映像信号が出力されると、これに同期して各種駆動制御信号がゲートドライバ12―1〜12―i及び各ソースドライバ14へ出力される。
(ドライバ側の詳細処理)
本実施の形態では、一括してゲート出力をイネーブルできるゲートドライバを複数使用し、ゲートドライバ12―1〜12―iは、黒挿入駆動制御部24からの独立した出力イネーブル信号(VOE_i又はVOE_b)により制御される。
この際、ソースドライバ14には、黒挿入駆動制御部24から黒挿入映像信号が入力される。ソースドライバ14は、入力された黒挿入映像信号に基づいてソース線H1〜Hnに映像信号と黒画像信号とを交互に出力する(黒挿入映像信号供給ステップ)。
図22に示すように、ゲートドライバ12―1には、フレームの開始を示すVSP_iがVOE_iと共に黒挿入駆動制御部24から入力され(映像用スタートパルス入力工程)、このVSP_iは、同様に入力されたクロック信号(VCK)に同期してゲートオン信号としてゲート線V1〜Viをシフトしていき、各ゲート線V1〜Vi上の画素のTFT12をONにしていく。この間、ゲートドライバ5AにはVOE_iが入力されている。
続いて、ゲートドライバ12―1での走査が終了すると、VSP_iがゲートドライバ5Bにシフト入力され、この入力と同時にVOE_iが黒挿入駆動制御部24からゲートドライバ12―2に入力される。ゲートドライバ12―2では、VSP_iがゲートオン信号として対応するゲート線V(i+1)〜Vjをシフトしていき、このシフトしていく期間は、ゲートドライバ12―2においてもVOE_iが入力されている。
その後、同様にして、ゲートドライバ12―iにVSP_iがシフト入力され、同時にVOE_iが黒挿入駆動制御部24から入力される。ゲートドライバ12―iにおいてもVSP_iがゲートオン信号として対応するゲート線V(l+1)〜Vmをシフトしていき、このシフトしていく期間は、VOE_iが入力されている(映像走査ステップ)。また、この期間以外のゲートドライバ12―1〜12―iには、VOE_bが入力されている。
また、黒挿入率設定部22により決定されたタイミングに従って、フレーム期間内に一回、ゲートドライバ12―1に黒挿入駆動制御部24からのVSP_bが入力され(黒表示用スタートパルス入力ステップ)、同じくゲートドライバ12―1のクロック信号(VCK)によりVSP_bがゲートオン信号として対応するゲート線V1〜Viをシフトし各ゲート線V1〜Vi上の画素のTFTをONにしていく。このような黒画像表示走査の間、ゲートドライバ12―1には、VOE_bが入力されている。
ゲートドライバ12―1での黒画像表示走査が終了すると、VSP_bがゲートドライバ12―2にシフト入力され、VSP_bがゲートオン信号として対応するゲート線V(i+1)〜Vjをシフトしていく。このシフトしている期間は、ゲートドライバ12―2においてもVOE_bが入力されている。その後、同様にして、VSP_bがゲートドライバ12―iにシフト入力され、ゲートドライバ12―iでの黒画像表示走査が開始される<黒走査ステップ>。
このように本第1の実施の形態では、1フレーム期間内に1回の映像信号書込みのための映像表示用走査スタートパルス(VSP_i)入力と、1回の黒画像信号書込みのための黒表示用走査スタートパルス(VSP_b)入力とをゲートドライバ12―1に対して行う。
このような構成とすることで、図23(B)に示すように、画面表示は1フレーム間に画面を黒帯がスクロールする黒画像挿入駆動が実現できる。この黒帯の幅は、映像表示用走査スタートパルス(VSP_i)入力に対する黒表示用走査スタートパルス(VSP_b)入力のタイミングによって決定する。
さらに、黒挿入駆動制御部が、図19に示すように、各フレーム間のブランキング期間も黒信号(単色画像信号)の書込みを行い続けることにより、画面の全ての画素で、映像信号の保持時間と黒画像信号の保持時間とが一定となり、保持時間の差による面内輝度差をなくすこともできる。
ここで、VSP_bは、図24に示す黒用VSP設定可能範囲内のように、1つのゲートドライバで同時に映像信号と黒画像信号の画素ラインが選択されることのないタイミングであれば、任意のタイミングで入力可能であり、従来の表示装置のようなゲートドライバの切れ目のタイミングなどの制約がない。このため、黒挿入率は微細な調整が可能であり、黒画像挿入のメリットである動画ボケを改善する効果とデメリットである輝度低下のバランスとを勘案し、使用環境に応じた最適な黒挿入率を設定することができる。
また、本第1実施形態では、表示パネル1がTNパネル、IPSパネル、VAパネル、OCBパネルなど、どの液晶駆動方式であっても最適な黒挿入駆動を適用することが可能である。
続いて、黒挿入駆動制御部24がPOLを制御することにより、図22に示すように、映像信号はVSP_iの入力時を基点としてフレーム反転され(映像信号極性反転ステップ)、それとは独立して黒信号はVSP_bの入力時を基点としてフレーム反転される(黒画像信号極性反転ステップ)。
このような構成とすることで、画面中央付近での反転の順序逆転を防ぐことができ、表示パネル1面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきをなくすことができる。また、この構成は、黒挿入駆動制御部24が黒信号反転用のカウンタを独立して装備するだけでよいので、コストアップにもならず黒挿入率の切り替えに対し柔軟な対応が可能である。
また、本実施の形態では、表示装置において、各映像フレームの相互間に黒画像表示を挿入することにより動画ボケを軽減しているが、黒表示に限定するものではなく、グレーなどの中間調表示を挿入するようにしてもよい。この場合、動画ボケの改善に加え、輝度の低下も抑制できるが色度域とコントラストの低下が起こるため、それを勘案して最適な中間調挿入率を設定する構成となる。
また、本実施の形態では、黒挿入率設定部22は、入力映像信号を参照しフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、判定された黒画像挿入率に対応してゲートドライバ12―1にVSP_bを入力するタイミングを設定しているが、これに限らず、黒挿入率設定部22は、ユーザの操作等により外部入力されたタイミングデータに従って、ゲートドライバ12―1にVSP_bを入力するタイミングを設定してもよい。
(効果について)
以上のように本実施の形態によれば、単色画像挿入駆動において単色画像信号を挿入する前に、映像信号の階調値を第1の補正手段により補正し、単位フレーム周期期間毎に映像信号の階調値が変化する場合には、さらに第2の補正手段により映像信号の階調値又は単色画像表示信号の階調値を補正した上で、単色画像挿入駆動を行うので、累積的な輝度の変化に起因する段差状の尾引きや、文字のスクロール表示でのゴースト状の尾引きの発生を防止できる。
また、第1のオーバーシュート駆動制御部により、以下の効果を有する。すなわち、応答速度が比較的遅いパネルに黒挿入駆動を適用した場合、図6乃至図8に示すように、黒挿入駆動は、映像表示の間に黒表示を行う駆動であり、パネル書き込み周波数は倍増し、液晶の保持時間が減少する。そのため、図7に示すように、応答の遅いパネルでは映像表示が目標に到達せず輝度が大きく低下する。これに対して、第1のオーバーシュート部による第1のオーバーシュート駆動では、黒表示の後の映像表示の階調を補正し、映像表示の応答を早め、図8に示すように、輝度を改善できる。
また、第2のオーバーシュート駆動制御部では、前回の映像情報と今回の映像情報を比較し、黒挿入率設定部において定められた黒挿入率において予め設定したLUT2の設定値を元に、第2のオーバーシュート駆動を行う。
このような第2のオーバーシュート駆動制御部により、以下の効果を有する。すなわち、図12に示すように、第1のオーバーシュート駆動だけでは、応答速度が比較的遅いパネルでは、黒の沈み込みが完了しない場合、前回の映像表示の後の黒の沈み込みの差により、表示が累積的に変化し、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを引き起こす。そのため、本実施の形態では、前回のフレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みと、今回のフレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、今回のフレームの映像表示で補正するため、前回のフレームの映像信号から今回のフレームの映像信号を元に第2のオーバーシュート駆動を行う。
また、段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストが、映像表示の累積的な輝度変化だけでなく、黒の沈み込みの差によっても生じる。
このため、図14に示すように、映像信号が目標輝度に到達するレベルに第2のオーバーシュート駆動を行うと、映像表示の累積的な輝度変化二起因する尾引きや、文字スクロールでのゴーストは軽減するものの、黒の沈み込みの差に起因する段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストが発生する。
よって、図15に示すように、第2のオーバーシュート駆動は、黒の沈み込みの差に起因する段差状の尾引きや、文字スクロールでのゴーストを、さらに軽減するために、映像表示が目標輝度より過度に推移するように補正するのが好ましい。
以上のように、本実施の形態では、タイミングコントローラから各ソースドライバには、前記第1のオーバーシュート駆動により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、黒表示の電圧値と離れるような電圧に相当する階調に、映像信号の階調を変換し、前記第2のオーバーシュート駆動により、先のフレームの映像信号と、今回のフレームの映像信号に変化があるときに、フレーム間の変化量を強調する電圧が加わるように、今回のフレームの映像信号の階調を変換し、これら変換した映像信号のライン間に、黒信号のラインを挿入した信号が入力される。
これにより、各ゲートドライバ、各ソースドライバからパネルには、前述の信号に従い、前記第1のオーバーシュート駆動により、図3に示すように、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、黒表示の電圧値と離れるように変換した映像信号の電圧が書き込まれ、前記第2のオーバーシュート駆動により、図5に示すように、先のフレームの映像信号と、今回のフレームの映像信号に変化があるときに、フレーム間の変化量を強調するような電圧に変換した今回のフレームの映像信号の電圧が書き込まれ、これら変換した映像信号のラインの電圧間に、黒信号のラインの電圧が入力される。
これにより、比較的遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、輝度低下、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善することが可能である。
このように、黒挿入駆動の黒信号が、画面全域で所定の階調であることを利用し、黒挿入で高速駆動する以前の映像信号にオーバーシュートを適用する構成としたため、オーバーシュート駆動に必要なフレームメモリの処理速度は倍増しない。
このため、メモリの数量を増やすなど、回路規模を増大させることなく黒挿入駆動にオーバーシュート駆動の適用を可能とした。
また、第1の実施の形態の黒挿入駆動では、黒表示から映像表示への応答遅れを、今回のフレームの映像情報を基に補正する第1のオーバーシュート駆動を有する。これにより、必要となる階調電圧を備えたため、比較的応答速度の遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、輝度低下を抑制できる。
さらに、第1の実施の形態の黒挿入駆動では、前フレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みと、現フレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、現フレームの映像表示で補正するため、前フレームの映像信号から現フレームの映像信号を元に補正する第2のオーバーシュート駆動をそなえる構成としている。これにより、黒挿入で高速駆動する以前の映像信号にオーバーシュートを適用する構成としたため、オーバーシュート駆動に必要なフレームメモリのアクセス周波数は倍増しない。
また、メモリの数量を増やすなど、回路規模を増大させることなく黒挿入駆動にオーバーシュート駆動の適用が可能である。これにより、黒挿入へのオーバーシュート適用の実現性を高め、比較的遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、黒表示の沈み込み不足による段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善できる。
また、本実施の形態では、黒挿入率を変更できる黒挿入駆動においては、映像信号と黒信号が1H期間毎に切り替わり、黒挿入率によって黒信号が表示画面のどの画素で用いられるかが変化するために、オーバーシュートの適用が困難であったが、黒挿入で高速駆動する以前の映像信号にオーバーシュートを適用する構成としたため、簡単なロジックでオーバーシュート駆動の適用を可能とし、黒挿入駆動の実現性を高めた。
また、本実施の形態は、黒挿入駆動の黒信号が、画面全域で所定の階調であることを利用し、黒挿入で倍速化される前の映像信号をフレームメモリに保存すればよい構成である。よって、関連技術の場合のような回路規模の増大を招くことなく実現可能である。
さらに、本実施の形態では、黒挿入駆動の黒信号が、画面全域で所定の階調であることを利用し、黒挿入で高速駆動する以前の映像信号にオーバーシュートを適用する構成としたため、オーバーシュート駆動に必要なフレームメモリの処理速度は倍増しない。このため、メモリの数量を増やすなど、回路規模を増大させることなく黒挿入駆動にオーバーシュート駆動の適用を可能とした。
また、本実施の形態では、黒表示から映像表示への応答遅れを、現フレームの映像情報を元に補正する第1のオーバーシュート駆動と、必要となる階調電圧を備えたため、比較的応答速度の遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、輝度低下を抑制し、さらに、前フレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みと、現フレームの映像表示の後の黒表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、現フレームの映像表示で補正するために、前フレームの映像信号から現フレームの映像信号を元に補正する第2のオーバーシュート駆動をそなえる構成としたため、比較的遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、黒表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、映像表示を補正することで、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善可能とした。
さらに、サブフレーム毎に黒と映像が交互に繰り返す黒フレーム挿入駆動に対してだけでなく、黒挿入率を変更可能な黒挿入駆動に対しても、簡単なロジックでオーバーシュート駆動が適用可能になり、応答速度が比較的遅いパネルでも、輝度低下、段差状の尾引き、文字のスクロールのゴースト等の改善を可能とし、黒挿入駆動の実現性を高めることができる。
さらに、関連技術では、所定の階調のオーバーシュートをやらないことで、フレームメモリ周波数の削減、黒挿入率変更が可能となるが、黒表示の未達により動画表示でゴースト状の尾引きが発生してしまう。また、表示変化中と表示変化後のフレーム期間の輝度の平均値をほぼ等しくしても、前記ゴースト状の尾引きは改善しない。
この理由は、ホールド型表示装置の動画尾引きは、動画に追従する人間の目の動きが原因であり、擬似インパルス型駆動の前回のフレームの黒表示から今回のフレームの黒表示の透過率変化と、前回のフレームの映像表示から今回のフレームの映像表示の透過率変化とのタイミングの差は、人間の目では異なる位置の変化として置き換えられるためである。
これに対して本実施の形態では、間接的に映像表示の透過率を表示変化中のフレーム期間の液晶透過量の時間積分値が、表示変化後の時間積分値に比べ大きくなるように過度に強調することで、ゴースト状の尾引きを軽減できる。また、表示変化中の「映像表示期間」の輝度平均値が、表示変化後の1フレーム期間(映像+黒表示期間)の輝度平均値にすることによっても、ゴースト状の尾引きを軽減できる。
これにより、フレームメモリ周波数の削減、黒挿入率変更が可能な構成で、比較的応答速度の遅い液晶表示パネルでも動画表示の不具合を改善できる。
黒挿入率を任意に変更可能な黒挿入駆動において、倍速駆動を実施する前の段階で、予めオーバーシュート用の階調値補正を行うことにより、フレームメモリ周波数を低減しつつ、黒挿入率の変更が可能となる。
また、映像表示の各階調において、液晶表示パネルに印加する電圧を、通常より過大に印加できるオーバシュート用電源を備えている。これにより、ノーマリーホワイトでは、白輝度を改善し、ノーマリーブラックでは、黒輝度を低減できる。
さらに、階調電源を別途追加するのではなく、オーバーシュート駆動しない表示は黒のみのため、全ての表示階調電圧設定をオーバーシュート専用とし、例えば、液晶表示パネルの透過率ピーク電圧を越す電圧にまで設定を広げることができる。
また、ゲートドライバ12―1にVSP_bを入力するタイミングを変えることで黒画像挿入率を変更することができ、さらにVSP_bを入力しなければ黒画像挿入を行わない通常の駆動にすることも可能であり、黒画像挿入率を容易に切り替えることが可能である。よって、モニタ用途で使う時は、黒挿入を行わずにフリッカの少なく明るい画面を提供し、TVなどの動画表示の場合は黒挿入を行い動画ボケの少ない画面を提供するなど、ユーザの使用状況に応じた表示を提供することが可能である。
さらに、風景などの静的な画面からスポーツのように動きの激しい画面など映像のシーンによって黒画像挿入率を連続的に切り替えるなどの応用も可能である。
またさらに、本実施の形態は、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転しているので、表示パネル1面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。
ホールド型表示装置において、1フレーム内に黒画像を挿入し、現フレーム画像とその前のフレームの残像との重なり認識による動画ボケを軽減して動画像の画質が向上し、1フレームに対する黒挿入率を個々の使用状況に応じて可変設定できる。すなわち、ホールド型表示装置において、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案しながら、1フレーム期間に対する黒挿入率を微細に調整することができ、動画像の画質を向上させることができる。
さらに、関連技術のように黒挿入で倍増した駆動周波数にオーバーシュート駆動を適用すると、フレームメモリとのアクセス周波数が倍増するため、実現するためには、1クロックでアクセスするデータを増やすためにメモリを複数個にするなど回路規模が増大する。
これに対して本実施の形態の液晶表示装置では、黒挿入駆動の黒信号が、画面全域で所定の階調であることを利用し、黒挿入駆動で黒信号が挿入され倍速化される前の映像信号のみをフレームメモリに保存し、その情報を元に黒挿入駆動時のオーバーシュート駆動を行う構成とし、フレームメモリのアクセス周波数の増大を防ぐことができる。
ここで、図1に示すブロック図における一部の各ブロック(例えば符号22、24、26、32、34、44、48等)は、コンピュータが適宜なメモリに格納された各種プログラムを実行することにより、該プログラムにより機能化された状態を示すソフトウエアモジュール構成であってもよい。すなわち、物理的構成は例えば一又は複数のCPU(或いは一又は複数のCPUと一又は複数のメモリ)等ではあるが、各部(回路・手段)によるソフトウエア構成は、プログラムの制御によってCPUが発揮する複数の機能を、それぞれ複数の部(手段)による構成要素として表現したものである。CPUがプログラムによって実行されている動的状態(プログラムを構成する各手順を実行している状態)を機能表現した場合、CPU内に各部(手段)が構成されることになる。プログラムが実行されていない静的状態にあっては、各手段の構成を実現するプログラム全体(或いは各手段の構成に含まれるプログラム各部)は、メモリなどの記憶領域に記憶されている。以上に示した各部(手段)の説明は、プログラムにより機能化されたコンピュータをプログラムの機能と共に説明したものと解釈することも出来るし、また、固有のハードウエアにより恒久的に機能化された複数の電子回路ブロックからなる装置を説明したものとも解釈することも出来る。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現でき、いずれかに限定されるものではない。
その際、上述したコントローラ20における各部については、その機能内容をプログラム化しコンピュータに実行させる構成にしてもよい。
[第2の実施の形態]
次に、本発明にかかる第2の実施の形態について、図25乃至図32に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態と実質的に同様の構成ないしは処理手順に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図25は、本発明の表示パネルの制御装置を液晶表示装置に適用した第2の実施の形態の一例を示すブロック図である。図25において、図1に示す前記第1の実施の形態のと同様の構成については、同様の符号が付してある。
上述の第1の実施の形態では、第2のオーバーシュート駆動により、累積的な輝度到達遅れを、映像表示の階調値を補正することにより行ったが、本実施の形態では、第3のオーバーシュート駆動により、累積的な輝度到達遅れを、単色表示の階調値を補正することにより行う構成としている。
具体的には、本実施の形態の液晶表示装置100は、黒挿入駆動において第1、第3のオーバーシュート駆動を行うことが可能なものであり、図25に示すように、液晶表示パネル10、この液晶表示パネル10の画素12を駆動するゲートドライバ14(14―1〜14−i)、ソースドライバ16(16−1、・・)、オーバーシュート駆動用のオーバーシュート電源部18、ゲートドライバ14及びソースドライバを制御するコントローラ120、映像信号の映像情報を一時記憶するFM(フレームメモリ)部62、を含んで構成される。
本実施の形態の駆動手法が適する例としては、液晶表示パネル10をIPSなどのノーマリーブラックのパネルとして構成し、黒に変わり中間調を挿入する駆動を行う場合などが挙げられる。また、他の例としては、液晶表示パネル10をTN、VAなどのノーマリーホワイトのパネルとして構成し、黒表示にオーバーシュート駆動を行う場合などが挙げられる。
コントローラ120は、タイミングコントローラとしての機能を含むものであり、図25に示すように、黒挿入率設定部22、第1のオーバーシュート駆動制御部34、第1のオーバーシュート駆動制御に利用される第1LUT(ルックアップテーブル)部32、フレームメモリ通信制御部64、第3のオーバーシュート駆動に利用される第3LUT部66、第3のオーバーシュート駆動制御部68、フレーム変調制御を行うFRC(フレームレートコントロール)部26、映像信号に黒信号を挿入して黒挿入駆動制御を行う黒挿入駆動制御部24を含んで構成される。
ここで、FM(フレームメモリ)部62、フレームメモリ通信制御部64、第3LUT部66、第3のオーバーシュート駆動制御部68により第3のオーバーシュート部60ということもできる。
黒挿入率設定部22は、1フレーム毎に順次入力される映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータ数に基づいて黒画像挿入率を設定する機能を備え、黒挿入駆動制御部24が、黒挿入率設定部22の設定に基づいて各種信号を生成する機能を備えている。
より詳細には、黒挿入率設定部22は、現フレームデータdata(n)とその1つ前のフレームデータdata(n−1)とを比較し、変化したデータを1フレーム間カウントする。カウントした情報は例えば数フレーム間移動平均して平滑化し、閾値判別することで、静的な画像か動的な画像かを判別する機能を含むこともできる。
第1のオーバーシュート駆動制御部34には、映像信号が入力される。
第1のオーバーシュート駆動制御部34は、黒挿入率設定部22において定められた黒挿入率において予め設定された第1LUT32の設定値に基づいて、入力された映像信号の階調値を、第1のオーバーシュート駆動用の階調値に補正し、映像信号(第1補正映像信号)を第3のオーバーシュート駆動部68に供給する。
第1のオーバーシュート駆動制御部34は、現フレームの映像情報に基づいて、黒表示(ないし所定の階調表示)から映像表示への応答遅れを補正する。この第1のオーバーシュート駆動制御部34により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、映像信号を黒表示の電圧と離れるように補正した電圧値を、液晶表示パネル10に入力することができる。この第1のオーバーシュート駆動制御部34は、第1の階調補正手段ということもできる。
第3のオーバーシュート部60では、第1補正映像信号がフレームメモリ通信制御部44を介してFM(フレームメモリ)部62に一時記憶され、FM部62に一時記憶された前フレーム(n―1)の映像信号(第1補正映像信号)と、第1のオーバーシュート駆動制御部34からの現フレーム(n)の映像信号(第1補正映像信号)を第3のオーバーシュート駆動制御部68に供給する。
第3のオーバーシュート部60では、図28、図29に示すように、黒挿入率によって決まる映像用スタートパルス(VSP_i)を出力してから黒用スタートパルス(VSP_b)を出力する時間(L水平期間)以前の映像信号(前フレーム<n―1>の映像信号)を、第3のオーバーシュート駆動制御部68に送る。
第3のオーバーシュート駆動制御部68では、黒信号に、L水平期間前の映像情報、すなわちその画素に前回書き込んだ映像情報<前フレーム(n―1)の映像信号の映像情報(階調値)>に基づいて、黒挿入率設定部22にて設定された黒挿入率に対応する第3LUT部66の設定値を参照し、第3のオーバーシュート駆動用の階調値に補正し、第3補正映像信号としてFRC部26に供給する。
第3のオーバーシュート駆動制御部68は、前フレーム(n―1)の映像信号に基づいて、前フレーム(n―1)の映像信号の後の単色表示信号の階調値を補正することで、前フレーム(n―1)の映像信号から所定の階調表示への沈み込みを補正する。この第3のオーバーシュート駆動制御部68により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、黒信号を白表示の電圧と離れるように補正した電圧値を、液晶表示パネル10に入力することができる。
このようにして第1、第3のオーバーシュート駆動制御部34、68は、入力された映像信号に基づいて、黒挿入駆動時の補正量を各々決定する。
第3LUT部66は、第3のオーバーシュート駆動制御部68にて補正される階調値の補正値を決定するものであり、複数のLUTを含む。第3LUT部66のLUTは、入力された前フレーム(n―1)の映像信号に対応するオーバーシュート補正値が事前の計測によって定めてあるものである。第3LUT部66のLUTの一例としては、図26、図27に示すものが挙げられる。図26に示すLUTでは、例えば、黒信号として16の中間調を挿入する場合であって、入力された前フレーム(n―1)の映像信号の階調値が249階調である場合には、黒挿入時の黒信号は、1階調に変換される。
また、第3LUT部66は、黒挿入率に応じた複数種類のLUTを含む構成としている。そして、第3LUT部66は、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTに適宜切替可能に構成してよい。これにより、黒挿入率設定部22にて黒挿入率が変更された場合には、当該黒挿入率に対応したLUTを第3のオーバーシュート駆動制御部68にて適宜選択できる。
また、オーバーシュートにより階調の分解能が不足する場合は、FRC部26などの多階調表示手法により多階調化を行うのが好ましい。第3LUT部66のLUTの一例である図27のLUTでは、FRCにより10bitに分解能を増やした場合に、利用されるLUTの例が開示されている。
FRC部26は、フレーム変調制御を行うことで、フレーム毎に異なる階調表示を行い時間平均により特定の階調(中間階調)を擬似的に生成する。各ドットのオンとオフの時間を変化させることにより、視覚的に重なり合うドットが積分され、中間階調を表現する。このFRC部26は多階調化手段ということもできる。
ここで、本実施の形態ではFRC26を構成しているが、FRC部26がない構成であっても構わない。その場合、第3のオーバーシュート駆動制御部68からの第3補正映像信号は、黒挿入駆動制御部24に直接入力する。
黒挿入駆動制御部24では、映像信号(第2補正映像信号)のライン間に黒信号を挿入し、各ソースドライバに入力する。
また、黒挿入駆動制御部24では、黒信号の挿入された映像信号と共に、黒挿入率設定部22において設定された黒挿入率に従ったタイミングで、ドライバの制御信号を生成し、各ゲートドライバ14、各ソースドライバ16に入力する。
各ゲートドライバ14、各ソースドライバ16では、入力された制御信号に従い、階調電源18で設定した電圧を液晶表示パネル10に書き込む。
黒挿入駆動制御部24は、前記第3のオーバーシュート駆動制御部68からの映像信号(第3補正映像信号)に、特定の階調表示(例えば黒)を一定の割合で挿入し高速駆動を行う。
また、液晶表示パネル10の画素12に印加する電圧を通常より過大に印加できるオーバーシュート駆動用の階調電源18を用いて、オーバーシュート駆動のできない階調変化を減らすことができる。
図30、図31に、第3のオーバーシュート駆動を適用した例を示す。図30に示すように、第1のオーバーシュート駆動だけでは、応答速度が比較的遅いパネルでは、黒の沈み込みが完了しない場合、前フレーム(n―1)の映像表示の後の黒の沈み込みの差により、表示が累積的に変化し、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを引き起こす。
第3のオーバーシュート駆動制御部68は、前フレーム(n―1)の映像表示(映像信号の階調値)から、前フレーム(n―1)の映像表示(映像信号)の後の黒表示(単色画像信号の階調値)に補正を行う構成である。これにより、図31に示すように、黒の沈み込みの差がなくなり、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストが改善できる。
ここで、第3のオーバーシュート部60は、第2の補正手段と考えることもできる。第2の補正手段が第3のオーバーシュート部として機能する場合には、前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該一の単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を可能とするものである。この場合、前記単色画像挿入駆動制御手段は、前記第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うものである。
また、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルの場合には、前記第2の補正手段は、前記第5の階調電圧を前記第2の階調電圧より小さくなるように前記単色画像信号の階調値を補正するものである。
(処理手順について)
次に、上述のような構成を有する液晶表示装置において、黒挿入駆動におけるオーバ−シュート駆動を行う際の駆動制御手順について、図32を参照しつつ説明する。図32は、本実施の形態の液晶表示装置におけるオーバーシュート駆動を行う際の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。
図32に示すように、コントローラ120は、第1のオーバーシュート駆動制御部により映像信号の階調値を補正する(ステップS20)<第1の階調補正ステップ>。
続いて、コントローラ120は、第3のオーバーシュート駆動制御部により黒画像信号の階調値を補正する(ステップS21)<第3の階調補正ステップ>。
次に、コントローラ120は、黒挿入駆動制御部により、階調値の補正された映像信号に、階調値の補正された黒画像信号を挿入し、黒挿入映像信号を生成する(ステップS22)<黒挿入映像信号生成ステップ>。
そして、コントローラ120は、黒挿入駆動制御部により、黒挿入映像信号をソースドライバに供給し、他の制御信号をゲートドライバに供給することにより、液晶表示パネル10において、映像表示を行う際に黒挿入駆動でのオーバーシュト駆動を行うことになる(ステップS23)<黒挿入映像信号供給ステップ>。
この際、液晶表示パネル10の画素には、第1のオーバーシュート駆動によって第1の階調電圧より高い第3の階調電圧が印加され、第3のオーバーシュート駆動によって第2の階調電圧より低い第5の階調電圧が印加される。
ここで、前記ステップS20の第1の階調補正ステップは、本発明にいう「第1の補正ステップ」を構成できる。また、ステップS21の第3の階調補正ステップは、本発明にいう「第2の補正ステップ」を構成できる。さらに、ステップS22、23により「単色画像挿入駆動制御ステップ」を構成できる。この第2の補正ステップでは、前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該一の単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を可能とする。この場合、前記単色画像挿入駆動制御ステップでは、前記第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うものである。
以上のように本第2の実施の形態では、タイミングコントローラから各ソースドライバには、前記第1のオーバーシュート駆動により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、黒表示の電圧値と離れるような電圧に相当する階調に、映像信号の階調を変換し、前記第3のオーバーシュート駆動により、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、白表示の電圧値と離れるような電圧に相当する階調に、黒信号の階調を変換し、これら変換した映像信号のライン間に黒信号のラインを挿入した信号が入力される。
これにより、各ゲートドライバ、各ソースドライバからパネルには、前述の信号に従い、前記第1のオーバーシュート駆動により、図6乃至図8に示すように、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、黒表示の電圧値と離れるように変換した映像信号の電圧が書き込まれ、前記第3のオーバーシュート駆動により、図30、図31に示すように、黒挿入駆動を行わない場合に比べ、白表示の電圧値と離れるように変換した黒信号の電圧が書き込まれ、これら変換した映像信号のライン間に黒信号の電圧データが入力される。
これにより、比較的遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、輝度低下、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善することが可能である。
また、本実施の形態は、黒挿入駆動の黒信号が、画面全域で所定の階調であることを利用し、黒挿入で倍速化される前の映像信号をフレームメモリに保存すればよい構成である。よって従来の場合のような回路規模の増大を招くことなく実現可能である。
また、第2の実施の形態の黒挿入駆動では、黒表示から映像表示への応答遅れを、今回のフレームの映像情報を元に補正する第1のオーバーシュート駆動と、必要となる階調電圧とを備えている。これにより、比較的応答速度の遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、輝度低下を抑制できる。
さらに、第2の実施の形態の黒挿入駆動では、映像信号から黒表示への応答遅れを、前回の映像信号だけに基づいて補正する第3のオーバーシュート駆動をそなえる構成としている。これにより、比較的応答速度の遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、黒表示の沈み込みの差により発生する累積的な輝度到達遅れを、黒表示の応答速度を補正することで防止し、この結果、段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善できる。
また、第3のオーバーシュート駆動では、前回の映像信号から特定の階調表示への沈み込みを補正する。このため、ゴースト状の尾引きの原因である黒表示の応答未達を直接補正することができる。これにより、フレームメモリ周波数を低減しつつ、黒挿入率が変更可能な構成で、比較的応答速度が遅い液晶表示パネルでも動画表示の不具合を改善できる。
さらに、黒挿入で高速駆動する以前の映像信号にオーバーシュートを適用でき、オーバーシュート駆動に必要なフレームメモリのアクセス周波数は倍増しない。このため、メモリの数量を増やすなど、回路規模を増大させることなく黒挿入駆動にオーバーシュート駆動の適用を可能とした。
また、黒挿入へのオーバーシュート適用の実現性を高め、比較的遅いパネルに黒挿入を行う場合に問題であった、黒表示の沈み込み不足による段差状の尾引き、文字スクロールでのゴーストを改善することを可能とした。
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。
また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容および各部をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。
[第3の実施の形態]
次に、本発明にかかる第3の実施の形態について、図33に基づいて説明する。以下には、前記第1及び第2の実施の形態と実質的に同様の構成ないしは処理手順に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図33は、本発明の表示パネルの制御装置を備えた液晶表示装置を放送受信装置に適用した第3の実施の形態の一例を示すブロック図である。
放送受信装置200は、図33に示すように、上述のいずれかの実施の形態と同様の構成を有する液晶表示装置274を含んで構成される。
放送受信装置200は、さらに、地上波アナログ放送用のアナログチューナ202と、アナログチューナ202からの信号を復調する復調器204と、地上波デジタル放送用の地上デジタルチューナ212と、地上デジタルチューナ212からの信号を復調するOFDM復調器214と、衛星デジタル放送用の衛星デジタルチューナ222と、衛星デジタルチューナ222からの信号を復調するQPSK復調器224と、地上波デジタル放送の映像及び衛星デジタル放送の映像など例えばMPEG−2方式などの動画像圧縮符号化方式の圧縮符号化データをデコードするMPEGデコーダ232と、アナログ信号を入力する第1の外部入力端子としての外部入力端子262と、デジタル信号を入力する第2の外部入力端子としての外部入力端子266と、ユーザ設定部252と、切り替え制御部234と、OSD制御部242と、映像処理部244と、音声処理部246と、音声出力部272と、を含んで構成される。
放送受信装置200において地上波アナログ放送を受信する場合は、地上波アナログ放送受信用のアンテナに接続したアナログチューナー202からの信号を復調器204により映像信号と音声信号を分離し映像信号を生成し、切り替え制御部234に入力する。
放送受信装置200において地上波デジタル放送を受信する場合は、地上波デジタル放送受信用のアンテナに接続した地上デジタルチューナー212からの信号をOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直行周波数分割多重)復調器214によりデジタル映像信号とデジタル音声信号に変換し、映像はMPEG(Moving Picture Export Group)デコーダ232で復元し、映像信号を生成し、切り替え制御部234に入力する。
放送受信装置200において衛星デジタル放送を受信する場合は、衛星デジタル放送受信用のアンテナに接続した衛星デジタルチューナー222からの信号をQPSK(Quadrature Phase Sift Keying:四位相偏移変調)復調器224によりデジタル映像信号とデジタル音声信号に変換し、映像はMPEG(Moving Picture Export Group)デコーダ232で復元し、映像信号を生成し、切り替え制御部234に入力する。
また、外部からの入力信号に対しては、アナログ入力はデジタル化し、映像信号を生成し、切り替え制御部234に入力し、デジタル入力は映像信号を切り替え制御部234に入力する。これらの入力信号は、ユーザのチャンネル設定によりユーザ設定部252にて切り替えられ、映像処理部244に送られえる。映像処理部244では、IP変換、スケーラ等のフォーマット変換や、明るさ、コントラスト、色等の映像調整を行い、液晶表示装置274に入力する。
以上のように本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる液晶表示装置を、このような放送受信装置に適用することで、安価で動画ぼやけの少ない画像の放送受信装置が実現可能である。
ここで、上述した放送受信装置においては、アナログ放送、地上波デジタル放送、衛星デジタル放送など、多様な放送信号を受信し映像を表示する例であるが、放送信号の種類に限定されるものではない。
また、上述の実施の形態にて開示された放送受信装置の図33におけるブロック構成は、構成の一例であり、放送受信装置の表示部として上述の各実施の形態の液晶表示装置が使用されればよく、放送受信装置の構成としては、他の種々の構成(例えば、アナログ放送のみを受信する放送受信装置、地上波デジタル放送のみを受信する放送受信装置、衛星デジタル放送のみを受信する放送受信装置、本実施の形態の構成に他の機能が付加された放送受信装置など)が想定され、表示部として利用される構成は、これらの構成により限定されるものではない。
また、図33の例では、放送受信装置について示したが、上述の実施の形態の液晶表示装置を、モニタとして使用した場合でも、安価で動画ぼやけの少ない画像を実現可能である。
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した第1の実施の形態の場合と同一となっている。
また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容および各部をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。
[第4の実施の形態]
次に、本発明にかかる第4の実施の形態について、図34に基づいて説明する。以下には、前記第1の実施の形態と実質的に同様の構成ないしは処理手順に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図34は、ノーマリホワイトモードにおける液晶表示装置に、本発明の表示パネルの制御装置を適用した実施の形態の一例を説明するための説明図である。
上述の第1の実施の形態では、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルの場合の例を示したが、本実施の形態では、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルの場合の例を示している。
具体的には、図34に示すように、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルでは、前記第1の実施の形態と同様に、第1の補正手段としての第1のオーバーシュート駆動制御部により、第3の階調電圧を第1の階調電圧より小さくなるように前記映像信号の階調値を補正する(図34のOS Iの部分)。ただし、このような補正を行うため第1LUT部内のデータ構造をノーマリホワイトモードに対応した構造とする必要がある。
また、第2の補正手段としての第2のオーバーシュート部により、第4の階調電圧を第3の階調電圧より小さくなるように前記映像信号の階調値を補正する(図34のOS IIの部分)。ただし、このような補正を行うため第2LUT部内のデータ構造をノーマリホワイトモードに対応した構造とする必要がある。
この第2のオーバーシュート部は、前記第1の実施の形態同様に、前単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、現単位フレーム周期期間の映像信号の階調値を補正し、第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の現単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値を、表示変化後の次単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正することができる。
そして、単色画像挿入駆動制御手段としての黒挿入駆動制御部により、前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行う。
また、単色画像挿入映像信号による駆動によって、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分(第1の期間)と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分(第2の期間)とを含む単位周期期間(特定期間)が繰り返される構造となっている。
このように、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルにおいても、黒挿入駆動における第1、第2のオーバーシュート駆動を行うことができ、前述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した実施の形態の場合と同一となっている。
また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容および各部をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。
[第5の実施の形態]
次に、本発明にかかる第5の実施の形態について、図35に基づいて説明する。以下には、前記第2の実施の形態と実質的に同様の構成ないしは処理手順に関しては説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。図35は、ノーマリホワイトモードにおける液晶表示装置に、本発明の表示パネルの制御装置を適用した実施の形態の一例を説明するための説明図である。
上述の第2の実施の形態では、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルの場合の例を示したが、本実施の形態では、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルの場合の例を示している。
具体的には、図35に示すように、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルでは、前記第1の実施の形態と同様に、第1の補正手段としての第1のオーバーシュート駆動制御部により、第3の階調電圧を第1の階調電圧より小さくなるように前記映像信号の階調値を補正する(図35のOS Iの部分)。ただし、このような補正を行うため第1LUT部内のデータ構造をノーマリホワイトモードに対応した構造とする必要がある。
また、第2の補正手段としての第3のオーバーシュート部により、第5の階調電圧を第2の階調電圧より大きくなるように前記単色画像信号の階調値を補正する(図35のOS IIIの部分)。ただし、このような補正を行うため第3LUT部内のデータ構造をノーマリホワイトモードに対応した構造とする必要がある。
この第3のオーバーシュート部は、前記第2の実施の形態同様に、前単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該前単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を可能とするものである。
そして、単色画像挿入駆動制御手段としての黒挿入駆動制御部により、第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行う。
また、単色画像挿入映像信号による駆動によって、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分(第1の期間)と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分(第2の期間)とを含む単位周期期間(特定期間)が繰り返される構造となっている。
このように、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルにおいても、黒挿入駆動における第1、第2のオーバーシュート駆動を行うことができ、前述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
その他の構成およびその他のステップ並びにその作用効果については、前述した実施の形態の場合と同一となっている。
また、上記の説明において、上述した各ステップの動作内容および各部をプログラム化し、コンピュータに実行させてもよい。
[その他の各種変形例]
ここで、本発明にかかる装置及び方法は、そのいくつかの特定の実施の形態に従って説明してきたが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく本発明の本文に記述した実施の形態に対して種々の変形が可能である。
例えば、上述の実施の形態では、黒挿入率を変更可能な黒挿入駆動に対して、オーバーシュート駆動を適用したものだが、サブフレーム毎に黒と映像が交互に繰り返す黒フレーム挿入駆動に対しても同様の構成で実現可能である。
さらに、上述の実施の形態では、0階調の黒信号を挿入する場合に限定されるものでなく、16階調などの中間調階調など、所定の階調信号を挿入する場合でも実現可能である。
液晶表示パネルには、幾つかの液晶駆動方式があり、TNパネル,IPSパネル,VAパネル,OCBパネルなど液晶駆動方式が異なれば応答特性が異なり、最適な黒挿入率も異なる。このような液晶表示パネルに応じて異なる黒挿入率を黒挿入率設定部にて設定がなされる。そして、第1、第2、第3のオーバーシュートでは、このような異なる黒挿入率に応じて第1LUT部、第2LUT部、第3LUT部の各々のLUTが選択制御され、液晶表示パネルに応じたオーバーシュートが可能である。
また、上述の実施の形態では、黒挿入率を変更可能な黒挿入駆動に対して、オーバーシュート駆動を適用したものだが、サブフレーム毎に黒と映像が交互に繰り返す黒フレーム挿入駆動に対しても同様の構成で実現可能である。
さらに、上述の実施の形態では、第2のオーバーシュート部による補正は、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、主として他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に対して行うものであった。これに対して第2のオーバーシュート部が、図36に示すように、他の単位フレーム周期期間に後続する後段の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に対しても補正を行うことができる構成としてもよい。
図36は、本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、第1、第2のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。この際、第2のオーバーシュート部による補正は、他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に対する補正量(OS II)<第4の階調電圧>と、後段の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に対する補正量(OS II)<第6の階調電圧>とで異なるように補正できるようにしてよい。
これによって、図36の下段の図に示すように、黒の沈み込みの差が各フレーム毎で段階的に生じるような場合に、変化当初のフレームにて第1、第2のオーバーシュートを行うとともに、以降のフレームでも第1、第2のオーバーシュートを行うことによって、変化当所のフレーム、後段のフレームの各輝度を、各フレーム毎の平均輝度よりも高くすることができ、段差状の尾引きやゴーストの低減に寄与できる。
さらに、上述の第1の実施の形態の第1、第2のオーバーシュートと、上述の第2の実施の形態の第3のオーバーシュートを組み合わせて行うようにしてもよい。この場合、例えば、図37に示すような印加電圧となることが想定される。図37は、本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、第1、第2、第3のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。すなわち、図37に示すように、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、他の単位フレーム周期期間の映像信号に対しては第1、第2のオーバーシュートによる補正を行う(OS I、OS II)。また、各々の単位フレーム周期期間の映像信号に対しては第1のオーバーシュートによる補正を行い(OS I)、各々の単位フレーム周期期間の黒信号(単色画像信号)に対しては第3のオーバーシュートによる補正を行う(OS III)。このようにして、第1、第2、第3のオーバーシュートを組み合わせることによって、段差状の尾引きやゴーストの低減に寄与できる。
またさらに、黒挿入映像信号を生成する際には、図38に示すように生成してもよい。
図38は、本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、黒挿入映像信号を生成する過程の一例を説明するための説明図である。すなわち、図38に示すように、黒挿入駆動制御部が、ブランキング期間にダミー信号の出力がある入力映像信号に黒画像信号を挿入するようにして黒挿入映像信号を生成する場合であってもよい。一般に、映像信号は、ブランキング期間にダミー信号の出力があったり、何も出力がなかったりと様々な手法がある。
また、上述の実施の形態では、黒挿入駆動制御部によって生成された黒挿入画像信号をソースドライバ16が入力しソース線H1〜Hnへ倍速駆動で出力するように構成した。これに限らず、図39に示すようにしてもよい。図39は、本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、黒挿入映像信号を生成する過程の他の一例を説明するための説明図である。すなわち、ソースドライバ16が、ソース線H1〜Hnへの出力電荷を黒表示に応じた階調電荷にする機能を備える。そして、図39に示すように、一定の間隔で出力電荷を黒表示に応じた階調電荷に切り替えながら入力映像信号をソース線H1〜Hnへ出力するように構成してもよい。このようにすると、黒画像挿入に必要であるラインメモリが削減でき、黒画像挿入に伴うソースドライバ16の駆動周波数の倍増を行わなくてよい。
さらに、上述の実施の形態におけるPOL信号の一例を、ドット反転駆動とすることもできる。図40は、コントローラにおいてPOL信号の一例を、ドット反転駆動の場合を例にして説明するタイミングチャートである。例えば、POLがhighのときは、奇数番目のソース線H1,H3,H5,H7、・・・に正側電圧、遇数番目のソース線H2,H4,H6,H8、・・・に負側電圧を出力し、POLがlowのときは、ソース線H1,H3,H5,H7、・・・に負側電圧、ソース線H2,H4,H6,H8、・・・に正側電圧を出力するような機能をソースドライバ16が備えているとする。
黒挿入駆動制御部24は、VSP_i周期の1bitフレームカウンタにより、VSP_i基点の0〜1フレームをカウントし、同時にVSP_iからDLP周期の2bitラインカウンタにより、0〜3をカウントする。そして、0フレームでは、ラインカウンタ=2のときにLow、1フレームではラインカウンタ=0のときにLow、それ以外はhighとなるような内部信号(POL_i)を生成する。
黒挿入駆動制御部24は、一方で、内蔵されたVSP_b周期の1bitフレームカウンタにより、VSP_b基点の0〜1フレームをカウントし、同時にVSP_bからDLP周期の2bitラインカウンタにより、0〜3をカウントする。そして、0フレームではラインカウンタ=2のときにLow、1フレームではラインカウンタ=0のときにLow、それ以外はhighとなるような内部信号(POL_b)を生成する。
黒挿入駆動制御部24は、最終的に内部信号(POL_i)と内部信号(POL_b)のANDとなるPOLをソースドライバ14へ出力する。ソースドライバ14は、図40に示すようなPOLを入力することで、ライン画像部分の書込み極性はVSP_i基点のフレーム周期で反転し、黒画像部分の書込み極性はVSP_b基点のフレーム周期で反転するドット反転駆動を実行する。
このような構成にすると、黒挿入駆動制御部24が黒信号反転用のフレームカウンタ及びラインカウンタを独立して内蔵するだけで、映像信号と黒信号とがそれぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で極性を反転させることができる。
以上のように、黒挿入駆動制御部24は、POLを制御することで、映像信号に応じた画素への印加電圧極性を映像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させ、黒画像信号に応じた画素への印加電圧極性を黒画像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させるフレーム極性反転手段として機能する。これにより、液晶へ直流電圧が印加されることを防止している。
さらに、液晶表示装置が、図41に示すように、前述した第1の実施の形態と同様の構成に加えて、液晶表示パネル10のユーザから見て背面にバックライト19を設置する構成としてもよい。そして、黒挿入率設定部22が、1フレーム毎に順次入力される入力映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータ数に基づいて黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する機能を備え、黒挿入駆動制御部24が、黒挿入率設定部22の判定に基づいてバックライト19の調光輝度を調節する機能を備えるようにしてもよい。
また、第1の実施の形態と同様に、黒挿入率設定部22により決定されたタイミングに従ってゲートドライバ14(14―1)に、黒挿入駆動制御部24からのVSP_bが入力され、黒挿入駆動制御部24が、POLを制御することにより、映像信号は、VSP_iの入力時を基点としてフレーム反転され、それとは独立して黒信号は、VSP_bの入力時を基点としてフレーム反転される。
図42は、このような液晶表示装置における黒挿入率設定部22の動作を示すフローチャートである。黒挿入率設定部22は、現フレームデータdata(n)とその1つ前のフレームデータdata(n−1)とを比較し、変化したデータを1フレーム間カウントする(図42:ステップS91〜S93)。カウントした情報は例えば数フレーム間移動平均して平滑化し(図42:ステップS95)、閾値判別することで(図42:ステップS96)、静的な画像か動的な画像かを判別する。
判別結果が静的な映像の場合は、例えば黒挿入を行わず、バックライト21の調光輝度を50%にし(図42:ステップS98)、動的な映像画像の場合は、例えば黒挿入率を50%にし動画ボケを改善し、バックライト19の調光輝度を100%に切り替える(図42:ステップS97,黒挿入率設定ステップ)。
このような構成とすることで、映像のシーンによって黒挿入率を切り替え、必要に応じ動画ボケを改善する事が可能である。黒画像挿入にあわせバックライト19を調光する理由は、図43に示すように、黒画像挿入は動画ボケの改善と引き換えにパネルの透過効率が下がるためである。このようにすることで、黒挿入の切り替えによる輝度の変化を防ぐとともに、黒画像挿入が不必要な静的な映像の場合、バックライト19の調光を行うことで消費電力の低減を図ることが可能である。
また、黒挿入率設定部22の動作の別の例では、黒挿入率設定部22が黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する方法として以下のように行う。すなわち、図44に示すように、一フレームを予め設定した複数のブロックに分割する。そして、図45に示すように、任意の一ブロックの画像が前回から現在のフレームまでの間に移動した距離を算出する。この距離の算出方法は、例えば前回のフレームのブロックと、平均絶対値誤差が最小のブロック位置を木探索法等を用いて現在のフレーム内から検出し、そのブロックの移動した距離を求めればよい。算出した各ブロックの移動距離のうちの最大値と、その時の黒挿入率及びバックライト19の調光輝度を、図46に示す。このような構成とすることで、映像のシーンの移動に応じて黒挿入率を連続的に切り換え、動きの激しさに応じて必要最小限の黒画像挿入を行うことで、バックライトの消費電力も低減する事が可能である。
また、第1、第2のオーバーシュートを行う際の階調補正においてRGB各々に応じたLUTを用意してもよい。
さらに、TVなどで使われる解像度の場合、市場に多く出ているゲートドライバを用いると、例えばVA(Video Graphics Array)ではゲートドライバを2個,XGA(Extended Graphics Array)やWXGA(Wide XGA)ではゲートドライバを3個用いるのが一般的である。上述の実施の形態の液晶表示装置の構成においては、製品適用時にゲートドライバ数選択の自由度が増える。
また、液晶表示装置は、DRAMと画像エンコーダ機能付きフロントエンド回路からなる画像フレームメモリシステム、画像デコーダ、駆動ドライバ、フレームメモリ、電源電圧変換回路、インターフェース回路、DAC、上述の実施の形態の表示パネルのコントローラなどで構成される周辺回路など、画像表示に必要な外部回路を、液晶表示パネルと同一ガラス基板上に形成集積化した液晶表示パネルモジュール構成とすることが好ましい。この場合、システムのMPUバスラインに直結可能な構成としてよい。低温ポリシリコンTFTなどにより実現可能である。
前記第1の実施の形態では、表示パネルの制御装置として、映像信号に単色画像信号を挿入した単色画像挿入映像信号を生成し、前記単色画像挿入映像信号に基づいて、表示パネルの表示駆動を制御することができる。この際、第1のオーバーシュート駆動制御手段は、前記映像信号の階調値に第1の補正をし、予め決められた前記映像信号に対する階調電圧より高い第1のオーバーシュートされた駆動電圧を前記表示パネルに供給可能とすることができる。また、第2のオーバーシュート駆動制御手段は、前記第1の補正をした階調値に第2の補正をし、前記第1のオーバーシュートでの駆動電圧より高い第2のオーバーシュートされた駆動電圧を前記表示パネルに供給可能とすることができる。さらに、単色画像挿入駆動制御手段は、前記第1の補正もしくは前記第1、第2の補正を行った階調値の映像信号に、前記単色画像信号を挿入した単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御することができる。
ここで、第2のオーバーシュート駆動制御手段は、前記階調値に第2の補正をするものであってもよいし、前記第1の補正をした階調値に第2の補正をするものであってもよい。
前者の場合、単色画像挿入駆動制御手段は、前記第1の補正もしくは前記第2の補正を行った階調値の映像信号に、前記単色画像信号を挿入した単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御することができる。
前記第2の実施の形態では、表示パネルの制御装置として、映像信号に単色画像信号を挿入した単色画像挿入映像信号を生成し、前記単色画像挿入映像信号に基づいて、表示パネルの表示駆動を制御することができる。この際、第1のオーバーシュート駆動制御手段は、前記映像信号の階調値に第1の補正をし、予め決められた前記映像信号に対する階調電圧より高い第1のオーバーシュートされた駆動電圧を前記表示パネルに供給可能とすることができる。また、第3のオーバーシュート駆動制御手段は、前記単色画像信号の階調値に第3の補正をし、予め決められた前記単色画像信号に対する階調電圧より低い第3のオーバーシュートされた駆動電圧を前記表示パネルに供給可能とすることができる。
さらに、単色画像挿入駆動制御手段は、前記第1の補正の補正を行った階調値の映像信号に、前記第3の補正の補正を行った階調値の前記単色画像信号を挿入した単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御することができる。
また、前記第1の実施の形態および前記第2の実施の形態は、以下のようにまとめることもできる。すなわち、表示パネルの制御装置は、映像信号に単色画像信号を挿入して、前記映像信号の階調値に対応する第1の階調電圧と前記単色画像信号の階調値に対応する第2の階調電圧とを交互に印加可能とする単色画像挿入映像信号を生成し、前記単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給して、前記表示パネルの表示駆動制御を行うことを対象とするものである。この表示パネルの制御装置は、第1のオーバーシュート駆動制御手段と、第2のオーバーシュート駆動制御手段と、単色画像挿入駆動制御手段と、を含む構成とすることもできる。
この場合、第1のオーバーシュート駆動制御手段は、各前記階調値間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正をし、予め決められた前記第1の階調電圧と異なる第1のオーバーシュートされた第3の階調電圧にて前記表示パネルの表示駆動を可能とするものである。
第2のオーバーシュート駆動制御手段は、現フレームの映像表示の階調値が前フレームの映像表示の階調値から変化する際に、前フレームの映像表示の後の単色表示の階調値による第1の単色表示輝度と、現フレームの映像表示の後の単色表示の階調値による第2の単色表示輝度との差に起因する前記映像表示の累積的な輝度到達遅れを、現フレームの映像表示の階調値と単色表示の階調値との変化量が増大するように、前記映像表示又は前記単色表示のいずれか一方の階調値に第2の補正をし、前記第3の階調電圧と異なる第2のオーバーシュートされた第4の階調電圧又は前記第2の階調電圧と異なる第3のオーバーシュートされた第5の階調電圧にて前記表示パネルの表示駆動を可能とするものである。
単色画像挿入駆動制御手段は、前記第1の補正もしくは前記第1、第2の補正を行った階調値の映像信号に、前記単色画像信号を挿入した前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御することもできる。
また、表示装置の一態様では、表示パネルと、ソース線駆動手段と、映像走査手段と、黒走査手段とを有することができる。表示パネルは、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成とすることができる。ソース線駆動手段は、ライン映像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を各ソース線に供給することができる。映像走査手段は、黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給し映像表示走査を実行することができる。黒走査手段は、黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給し黒表示走査を実行することができる。さらに、この黒走査手段は、1映像フレーム期間内の任意のタイミングに黒表示走査を開始することができる。
このような表示装置によれば、連続する映像フレームに跨るように黒信号の書き込みを行う黒挿入駆動を実行でき、黒表示走査を開始するタイミングによって映像表示時間と黒画像の表示時間との比率(黒挿入率)を任意に設定することができる。
また、表示装置の他の態様では、映像走査手段は、入力映像信号に従って表示パネルに映像を表示させるための映像表示走査を実行することができる。黒走査手段は、この映像表示走査における1映像フレーム期間内の任意のタイミングで表示パネルに黒画面を表示させるための黒表示走査を開始して実行することができる。さらに、表示装置は、フレーム極性反転手段を有することができる。フレーム極性反転手段は、映像走査手段による画素への印加電圧極性を映像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させ、黒走査手段による画素への印加電圧極性を黒画像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させることができる。
このような表示装置によれば、1フレーム内に黒画像を挿入して黒挿入駆動を行う液晶表示装置において、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転されているので、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒走査手段は、映像走査手段による映像表示走査に対する黒表示走査開始のタイミングを可変制御する機能を有してもよい。このようにすると、フレーム毎の黒挿入率を任意に変えることができる。
また、上記の表示装置は、黒走査手段による黒表示走査開始のタイミングを動作環境に応じて任意に設定する黒挿入率設定部を有することができる。このようにすると、フレーム毎の黒挿入率を個々の使用状況に応じてより大きい範囲から設定することができる。
また、表示装置の他の態様では、表示パネルと、ソースドライバと、ゲートドライバと、駆動制御部とを有することができる。ソースドライバは、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を各ソース線に供給することができる。複数のゲートドライバは、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲートオン信号を順次供給することができる。黒挿入駆動制御部は、出力イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給しゲートドライバそれぞれのゲート出力を独立して制御する機能を有することができる。さらに、黒挿入駆動制御部は、ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第1のゲートドライバへ出力する機能を有することができる。加えて、黒挿入駆動制御部は、黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを1映像フレーム期間内の任意のタイミングに第1のゲートドライバへ出力する機能を有することができる。
このような表示装置によれば、複数のゲート線を幾つかに分けたゲート線群それぞれに対してゲートドライバを設け、各ゲートドライバのイネーブルを個別に制御しており、尚且つ、映像用スタートパルスとは異なるタイミングに黒表示用スタートパルスをゲートドライバに入力しているので、黒挿入駆動における映像表示時間と黒画像の表示時間との比率(以下、黒挿入率)をドライバ区切りではなく、連続的に調整することを可能とした。ゲートドライバは2個以上なら奇数個でもよいので、製品適用時にゲートドライバ選択の自由度が増し、かつ必要最小限のゲートドライバで黒挿入率を自由に設定することを可能とした。
また、表示装置の他の態様では、黒挿入駆動制御部は、ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させ、黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能を含むことができる。このような表示装置によれば、複数のゲート線を幾つかに分けたゲート線群それぞれに対してゲートドライバを設け、各ゲートドライバのイネーブルを個別に制御しており、尚且つ、映像用スタートパルスとは異なるタイミングに黒表示用スタートパルスをゲートドライバに入力しているので、黒挿入駆動における映像表示時間と黒画像の表示時間との比率(黒挿入率)をドライバ区切りではなく、連続的に調整することを可能とした。また、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転されているので、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。
1フレーム内に黒画像を挿入して黒挿入駆動を行う表示装置において、フレーム極性反転駆動により画面の途中で黒と映像の反転の順番が変わり、パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転が切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止できる。
すなわち、ホールド型表示装置において、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案しながら、1フレーム期間に対する黒挿入率を微細に調整することができ、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入駆動制御部は、映像用スタートパルス出力に対する黒表示用スタートパルス出力のタイミングを可変制御する機能を備えてもよい。このようにすると、黒表示用スタートパルス出力のタイミングを変えることで、フレーム毎の黒画像挿入率を任意に変えることができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入駆動制御部は、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号,または黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給する機能を備えてもよい。このようにすると、各ゲートドライバに対し、映像表示走査又は黒表示走査の実行について個別に制御できる。
また、上記の表示装置において、上述した各ゲートドライバは、映像表示用イネーブル信号に応じて黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給し、黒表示用イネーブル信号に応じて黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給する機能を備えてもよい。
このようにすると、各ゲートドライバは、映像表示走査又は黒表示走査を切り換えて実行することができる。
また、上記の表示装置は、黒挿入駆動制御部による黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて任意に設定する黒挿入率設定部を備えてもよい。このようにすると、フレーム毎の黒挿入率を個々の使用状況に応じてより大きい範囲から設定することができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入率設定部は、入力映像信号に基づいてフレーム期間毎の黒挿入率を判定する機能を備え、判定された黒挿入率に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定してもよい。このようにすると、黒挿入率を表示映像の内容に応じて設定することができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入率設定部は、1フレーム毎に順次入力される入力映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒挿入率を判定する機能を備えてもよい。このようにすると、表示映像の内容に応じて最適な黒挿入率を判定することができる。
また、上記の表示装置においては、表示パネルの背面に配置されたバックライトを備えると共に、上述した黒挿入率設定部が、1フレーム毎に順次入力される入力映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する機能を備えてもよい。このようにすると、黒挿入に合わせてバックライトを調光するので、黒挿入の切り替えによる輝度の変化を防止しながら黒挿入駆動を実行できる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入駆動制御部は、映像用スタートパルス入力に従ってゲートオン信号を対応する各ゲート線へシフト出力するゲートドライバに対して、このシフト出力が終了するまで映像表示用イネーブル信号を供給し、それ以外のゲートドライバに対しては黒表示用イネーブル信号を供給してもよい。このようにすると、自由度の高いタイミングでのゲートドライバに対する黒表示用スタートパルス入力を可能にし、黒挿入率を連続的に調整することができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入映像信号は、入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を含むことが好ましい。このようにすると、複数の映像フレームにまたがる黒信号の書き込みに対して、フレーム間のブランキング期間も休まずに黒の書込みを行うので、表示パネル内の黒画像保持期間の差による面内輝度差をなくすことができる。
また、上記の表示装置において、上述した黒挿入映像信号は、黒画像信号に代えて中間調信号を含むこともできる。このようにすると、黒挿入駆動による輝度低下を軽減することができる。
次に、上述の表示装置の駆動方法においては、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、各ソース線に映像信号を供給するソースドライバと、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ各ゲート線に対してゲートオン信号を順次供給する複数のゲートドライバと、出力イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給する黒挿入駆動制御部とを備えた表示装置を対象とするものである。
この表示装置の駆動方法の一態様では、黒挿入映像信号供給ステップと、映像用スタートパルス入力ステップと、映像走査ステップと、黒表示用スタートパルス入力ステップと、黒表示用スタートパルス入力ステップと、黒走査ステップとを含めることができる。
黒挿入映像信号供給ステップは、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号をソースドライバが各ソース線へ供給開始することができる。映像用スタートパルス入力ステップは、この黒挿入映像信号供給ステップに同期して、ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを駆動制御部から第1のゲートドライバが入力することができる。映像走査ステップは、黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給する映像表示走査を第1のゲートドライバから順に実行することができる。
黒表示用スタートパルス入力ステップは、1映像フレーム期間内の任意のタイミングに黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを第1のゲートドライバが黒挿入駆動制御部から入力することができる。黒走査ステップは、黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給する黒画像表示走査を第1のゲートドライバから順に実行することができる。
また、上述した映像走査ステップでは、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号に応じて映像表示用ゲートオン信号を出力し、黒走査ステップでは、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号に応じて黒表示用ゲートオン信号を出力するようにしてもよい。
また、黒挿入駆動制御部による黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて任意に設定する黒挿入率設定ステップを設けてもよい。この黒挿入率設定ステップでは、1フレーム毎に順次入力される入力映像信号の1フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された1つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒画像挿入率を判定し、この判定された黒挿入率に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定するようにしてもよい。さらに、黒挿入率設定ステップでは、黒画像挿入率と予め表示パネルの背面に装備されたバックライトの調光輝度とを判定し、この判定に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミング及びバックライトの調光輝度を設定してもよい。
このような表示装置の駆動方法によれば、上記の表示装置と同様に、黒挿入率を、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案して微細に設定することができる。
次に、表示装置の駆動方法の他の態様では、黒挿入映像信号供給ステップに続いて、映像用スタートパルス入力ステップと、映像走査ステップと、黒表示用スタートパルス入力ステップと、黒走査ステップと、映像信号極性反転ステップと、黒信号極性反転ステップと、を含むことができる。
この場合、黒表示用スタートパルス入力ステップでは、1映像フレーム期間内の任意のタイミングに黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを第1のゲートドライバが駆動制御部から入力することができる。また、映像信号極性反転ステップでは、ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させることができる。さらに、黒信号極性反転ステップでは、黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させることができる。
また、上述した映像走査ステップでは、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号に応じて映像表示用ゲートオン信号を出力する。そして、黒走査ステップでは、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号に応じて黒表示用ゲートオン信号を出力するようにしてもよい。
さらに、黒挿入駆動制御部による黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定ステップを設けることができる。またさらに、上述した黒挿入映像信号供給ステップの前に、映像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号としてソースドライバへ出力する黒挿入映像信号を生成することができる。
このような表示装置の駆動方法によれば、上記表示装置と同様に、黒挿入率を、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案して微細に設定することができ、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。
(プログラム)
また、前述した実施の形態の機能を実現する本発明の表示パネルの制御装置(表示装置、液晶表示装置)の制御に用いられるソフトウエアのプログラム(制御プログラム)は、前述した各実施の形態における各種ブロック図などに示されたコントローラ内などの各部、各回路(処理部、処理手段)、機能などに対応したプログラムや、図に示すフローチャートなどに示された処理手順、処理手段、機能などに対応したプログラムや、図に示すLUTなどのデータ構造を利用するプログラム、上述の各実施の形態において各々処理される各処理プログラム、本明細書で全般的に記述される方法(ステップ)、説明された処理、データ(例えば、第1LUT部、第2LUT部、第3LUT部等)のデータの全体もしくは各部を含む。
すなわち、以上の説明では、本発明の実施形態を、ハードウェアとしての液晶表示装置として構築したが、これに限られるものではない。本発明の実施形態は、上述した液晶表示装置のうち制御装置たるコントローラの機能をコンピュータに実行させるプログラムとして構築してもよいものである。
この場合、制御プログラムは、映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示パネルの制御装置に備えられたコンピュータが実行可能な制御プログラムを対象とするものである。
この制御プログラムは、前記第2の階調電圧から前記第1の階調電圧へ変化する際の前記表示パネルの応答遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正機能(例えば図1に示す符号32、34からなる構成)と、前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、異なる各単位フレーム周期期間の各前記単色画像部分による各々の単色表示輝度の差に起因する前記映像部分の累積的な輝度到達遅延を考慮して、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正機能(例えば図1に示す符号40や図25に示す符号60など)と、前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御機能(例えば図1に示す符号24など)と、を含む機能をコンピュータに実行させることができる。
プログラムは、ソースプログラム・中間コードプログラム・実行形式プログラムなどのプログラムの形態を問わない。上述の制御プログラムを、一般のパソコンや携帯型情報端末などで動作可能なアプリケーションソフトに組み込んだものも含む。
制御プログラムを供給する手法としては、電気通信回線(有線、無線を問わない)によってコンピュータと通信可能に接続された外部の機器から前記電気通信回線を通じて提供することも可能である。
本発明の制御プログラムによれば、当該制御プログラムを格納するROM等の記憶媒体から、当該制御プログラムをコンピュータ(CPU)に読み込んで実行させれば、或いは、当該制御プログラムを、通信手段を介してコンピュータにダウンロードさせた後に実行させれば、上述した本発明に係る表示パネルの制御装置を比較的簡単に実現できる。発明の思想の具現化例として表示パネルの制御装置のソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記憶した記憶媒体上においても当然に存在し、利用される。
また、一次複製品、二次複製品などの複製段階については全く問う余地無く同等である。プログラムの供給方法として通信回線を利用して行なう場合であれば通信回線が伝送媒体となって本発明が利用されることになる。
さらに、上述したコントローラにて利用される各種LUTなどのテーブルのデータ構造は、表示パネルに映像信号に応じて映像表示を行う映像表示走査における任意のタイミングにて、前記表示パネルに単色表示を行う単色画像表示走査を挿入し、前記表示パネルの駆動制御を行う制御装置に備えられたコンピュータが行う単色画像挿入駆動制御に用いられる階調補正情報のデータ構造を対象とするものである。
このデータ構造は、前記単色画像信号の階調値から前記映像信号の階調値に変化する際に各階調値間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値を補正する第1の階調補正情報と、前記映像信号の階調値とが対応づけられた第1構造と、現フレームの映像信号の階調値と、前フレームの映像信号の階調値とが対応づけられた第2構造と、を含むことができる。
この際、前記第1構造は、コンピュータが、前記映像信号の階調値を前記第1の階調補正情報に補正する前記第1の階調補正機能を実行するのに利用される。また、前記第2構造は、コンピュータが、前記現フレームの映像表示の階調値が前記前フレームの映像表示の階調値から変化する際に、各階調値間の変化量が増大するように、前記現フレームの前記映像信号について、前記第1の階調補正機能にて補正された階調値をさらに補正する第2の階調補正機能を実行するのに利用される。そして、前記第2の階調補正機能では、表示変化中の現フレーム期間における輝度の時間積分値を、表示変化後の次フレーム期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正することができる。
さらに、このデータ構造は、前回の映像信号の階調値と、単色画像信号の階調値とを対応づけた第3構造を有することができる。この際、前記第3構造は、コンピュータが、前回の映像信号の階調値に基づいて、単色画像信号の階調値を補正する第3の階調補正機能を実行するのに利用される。
また、制御プログラムを、情報記録媒体に記録した構成であってもよい。情報記録媒体には、制御プログラムを含むアプリケーションプログラムが格納されており、コンピュータが当該情報記録媒体からアプリケーションプログラムを読み出し、当該アプリケーションプログラムをハードディスクにインストールすることが可能である。これにより、上述のプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体あるいはROMなどの情報記録媒体に記録してプログラムを提供することができる。そのようなプログラムが記録された情報記録媒体を、コンピュータにおいて使用することは、好都合な情報処理装置を構成する。
プログラムを供給するための情報記録媒体としては、例えばROM、RAM、フラッシュメモリやSRAM等の半導体メモリ並びに集積回路、あるいはそれらを含むUSBメモリやメモリカード、光ディスク、光磁気ディスク、磁気記録媒体等を用いてよく、さらに、フレキシブルディスク、CD−ROM、CD―R、CD―RW、FD、DVDROM、HDDVD(HDDVD−R−SL<1層>、 HDDVD−R−DL<2層>、HDDVD−RW−SL、HDDVD−RW−DL、HDDVD−RAM−SL)、DVD±R−SL、DVD±R−DL、DVD±RW−SL、DVD±RW−DL、DVD−RAM、Blu−Ray Disk<登録商標>(BD−RーSL、BD−R−DL、BD−RE−SL、BD−RE−DL)、MO、ZIP、磁気カード、磁気テープ、SDカード、メモリスティック、不揮発性メモリカード、ICカード、等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置、等に記録して構成して用いてよい。
さらに「情報記録媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
さらに、本明細書において、フローチャートに示されるステップは、記載された手順に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。また、実装では、プログラム手順(ステップ)が実行される順序を変更することができる。さらに、実装の必要に応じて、本明細書で説明した特定の手順(ステップ)を、組み合わされた手順(ステップ)として実装、除去、追加、または再配置することができる。
さらにまた、表示パネルの制御装置(コントローラ)の各手段(各部・各回路)、各機能、各ステップの手順の機能などのプログラムの機能を、専用のハードウエア(例えば専用の半導体回路等)によりその機能を達成してもよく、プログラムの全機能のうち一部の機能をハードウエアで処理し、全機能のうちさらに他の機能をソフトウエアで処理するようにしてもよい。専用のハードウエアの場合、各部を集積回路例えばLSIにて形成されてもよい。これらは個別に1チップ化されても良いし、一部または全部を含むように1チップ化されても良い。また、LSIには、他の機能ブロックが含まれていても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
ここで、上述した各実施の形態に係る表示装置は、各種の電子機器の表示部として用いることができる。電子機器の例としては、上述の実施の形態の放送受信装置などのテレビ、コンピュータなどの各種情報処理装置や、プロジェクタ、ディジタルスチルカメラ、各種機器のリモコン、各種情報通信機能を搭載した家電機器、ゲーム機器、携帯音楽プレーヤ、各種記録装置、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、POS端末、各種モバイル端末、PDA、携帯電話機、ウエアラブル情報端末、PND、PMPなどのポータブル機器など各種の電気製品を含んでよい。
電子機器における表示部の用途としては、表示パネルによる画像をそのまま直視して用いる直視型と、表示パネルによる画像を光学的に拡大投射して用いる投射型とに大別することができるが、実施の形態に係る液晶表示装置は、いずれの型にも適用可能である。
さらに、黒挿入駆動において第1、第2のオーバーシュートを行う手法、第1、第3のオーバーシュートを行う手法などは、必ずしも実体のある装置に限られる必要はなく、その方法としても機能することは容易に理解できる。このため、方法にかかる発明も、必ずしも実体のある装置に限らず、その方法としても有効であることに相違はない。この場合、方法を実現するための一例として表示パネルの制御装置や、表示装置、ホールド型表示装置、液晶表示装置、放送受信装置、電子機器なども含めることができる。
ところで、このような表示パネルの制御装置や液晶表示装置は、単独で存在する場合もあるし、ある機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。発明の思想の具現化例として表示パネルの制御装置がソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアを記憶した記憶媒体上においても当然に存在し、利用されるといわざるをえない。
さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記憶媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態のものとしてあってもよい。本発明をソフトウェアで実現する場合、ハードウェアやオペレーティングシステムを利用する構成とすることも可能であるし、これらと切り離して実現することもできる。
さらに、装置における従属請求項を、方法,プログラムにおける従属請求項として装置の従属請求項に対応した構成にすることも可能である。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。つまり、上述の各実施の形態同士、あるいはそれらのいずれかと各変形例のいずれかとの組み合わせによる例をも含むことは言うまでもない。また、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除された構成による実施の形態並びにその構成に基づく技術的範囲も発明になりうることは言うまでもない。
そして、各実施の形態及びそれらの変形例を含むこれまでの記述は、本発明の理解を容易にするために、本発明の多様な実施の形態のうちの一例の開示、すなわち、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、例証するものであり、制限するものではなく、適宜変形及び/又は変更が可能である。本発明は、その技術思想、またはその主要な特徴に基づいて、様々な形で実施することができ、各実施の形態及びその変形例によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
従って、上記に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物を含む趣旨である。
本発明は、表示装置を製造する製造業、コンピュータ産業などに適用可能である。
本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図1の液晶表示装置のタイミングコントローラの第1LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図である。 図1の液晶表示装置のタイミングコントローラの第1LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図であって、10bitに分解能を増やした場合の構造を示す。 図1の液晶表示装置のタイミングコントローラの第2LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図である。 図1の液晶表示装置のタイミングコントローラの第2LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図であって、10bitに分解能を増やした場合の構造を示す。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動における印加電圧および輝度の状態を説明するための図であって、通常駆動の場合を示す説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動における印加電圧および輝度の状態を説明するための図であって、応答速度が比較的遅いパネルにおける黒挿入駆動の場合を示す説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動における印加電圧および輝度の状態を説明するための図であって、黒挿入駆動に第1のオーバーシュート駆動を採用した場合を示す説明図である。 液晶表示装置における印加電圧と透過率との相関関係を示す説明図である。 液晶表示装置の通常駆動の白電圧を用いた場合における時間(フレーム周期)に応じた透過率の変化を示す説明図である。 液晶表示装置の黒挿入駆動の白電圧を増やした場合における時間(フレーム周期)に応じた透過率の変化を示す説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第1のオーバーシュート駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第2のオーバーシュート駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第2のオーバーシュート駆動の補正量の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第2のオーバーシュート駆動の補正量の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第2のオーバーシュート駆動の補正量の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第2のオーバーシュート駆動の補正量の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にてオーバーシュート駆動を行う際の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置において、黒挿入画像信号を生成する過程の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動の一例を説明するための図であって、一のゲートドライバ(Yドライバ)のいずれかのラインに映像信号、他のゲートドライバのいずれかのラインに黒を書き込む場合を示すタイミングチャートである。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動の一例を説明するための図であって、一のゲートドライバ(Yドライバ)のいずれかのラインに黒、他のゲートドライバのいずれかのラインに映像信号を書き込む場合を示すタイミングチャートである。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動での画面表示の一例を説明するための説明図であり、同図(A)は、通常駆動の場合を示す説明図、同図(B)は、黒挿入駆動の場合を示す説明図である。 本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置による黒挿入駆動での黒用VSP設定可能域の一例を説明するための説明図である。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置による概略構成の一例を示すブロック図である。 図25の液晶表示装置のタイミングコントローラの第3LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図である。 図25の液晶表示装置のタイミングコントローラの第3LUT(ルックアップテーブル)のデータ構造の一例を示す説明図であって、10bitに分解能を増やした場合の構造を示す説明図である。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第3のオーバーシュート駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第3のオーバーシュート駆動の一例を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第1のオーバーシュート駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にて第3のオーバーシュート駆動の一例を説明するための説明図である。 本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置の黒挿入駆動にてオーバーシュート駆動を行う際の駆動制御手順の一例を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態による放送受信装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第4の実施の形態による液晶表示装置において、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルに第2のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。 本発明の第5の実施の形態による液晶表示装置において、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルに第3のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、第1、第2のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、第1、第2、第3のオーバーシュート駆動を行う場合の一例を説明するための説明図である。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、黒挿入映像信号を生成する過程の一例を説明するための説明図である。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、黒挿入映像信号を生成する過程の他の一例を説明するための説明図である。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置において、フレーム極性反転駆動の一例を示すタイミングチャートである。 本発明のその他の一実施の形態による液晶表示装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図41の液晶表示装置において、黒挿入率設定部の動作の一例を示すフローチャートである。 図41の液晶表示装置において、黒挿入率と動画ボケ及び透過効率との関係特性を説明するための一例を示す説明図である。 図41の液晶表示装置において、黒挿入率設定部の動作を説明するための一例を示す説明図である。 図41の液晶表示装置において、黒挿入率設定部の動作を説明するための一例を示す説明図である。 図41の液晶表示装置において、黒挿入率設定部が算出した各ブロックの移動距離最大値と黒挿入率及びバックライトの調光輝度との関係特性を説明するための一例示す説明図である。 関連技術の改善点を説明するための説明図である。
符号の説明
1、100 液晶表示装置
10 液晶表示パネル
12 画素
14(14―1〜14―i) ゲートドライバ(ゲート線駆動手段)
16 ソースドライバ(ソース線駆動手段)
18 オーバーシュート用電源部
20 コントローラ(表示パネルの制御装置)
22 黒挿入率設定部
24 黒挿入駆動制御部(単色画像挿入駆動制御手段)
26 FRC部
32 第1LUT部
34 第1のオーバーシュート駆動制御部(第1の補正手段)
40 第2のオーバーシュート部(第2の補正手段)
42 FM(フレームメモリ)
44 フレームメモリ通信制御部
46 第2LUT部
48 第2のオーバーシュート駆動制御部
60 第3のオーバーシュート部(第2の補正手段)
66 第3LUT部
68 第3のオーバーシュート駆動制御部
200 放送受信装置

Claims (22)

  1. 映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示パネルの制御装置であって、
    前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正手段と、
    前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正手段と、
    前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御手段と、
    を含むこと特徴とする表示パネルの制御装置。
  2. 請求項1に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記第2の補正手段は、
    前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、前記他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値を補正し、前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の前記他の単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値を、表示変化後のさらに他の前記単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正するものであり、
    前記単色画像挿入駆動制御手段は、
    前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  3. 請求項1に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記第2の補正手段は、
    前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該一の単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を可能とするものであり、
    前記単色画像挿入駆動制御手段は、
    前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  4. 請求項2に記載の表示パネルの制御装置において、
    単位フレーム周期期間における前記映像信号に対する前記単色画像信号の挿入比率を、動作環境に応じて設定可能な単色画像挿入比率設定手段をさらに有し、
    前記第2の補正手段は、
    前記単色画像挿入率設定手段にて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  5. 請求項4に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記第1の補正手段は、
    前記単色画像挿入率設定手段にて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  6. 請求項5に記載の表示パネルの制御装置において、
    入力される映像信号に対して階調の解像度を増加して多階調化を行う多階調化手段をさらに有し、
    前記第2の補正手段は、
    前記多階調化手段にて多階調化された階調値にて補正を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  7. 請求項6に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記第1の補正手段は、
    前記多階調化手段にて多階調化された階調値にて補正を行うものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  8. 請求項2に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記表示パネルは、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルを含み、
    前記第1の補正手段は、
    前記第3の階調電圧を前記第1の階調電圧より大きくなるように前記映像信号の階調値を補正し、
    前記第2の補正手段は、
    前記第4の階調電圧を前記第3の階調電圧より大きくなるように前記映像信号の階調値を補正するものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  9. 請求項2に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記表示パネルは、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルを含み、
    前記第1の補正手段は、
    前記第3の階調電圧を前記第1の階調電圧より小さくなるように前記映像信号の階調値を補正し、
    前記第2の補正手段は、
    前記第4の階調電圧を前記第3の階調電圧より小さくなるように前記映像信号の階調値を補正するものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  10. 請求項3に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記表示パネルは、ノーマリブラックモードの液晶表示パネルを含み、
    前記第2の補正手段は、
    前記第5の階調電圧を前記第2の階調電圧より小さくなるように前記単色画像信号の階調値を補正するものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  11. 請求項3に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記表示パネルは、ノーマリホワイトモードの液晶表示パネルを含み、
    前記第2の補正手段は、
    前記第5の階調電圧を前記第2の階調電圧より大きくなるように前記単色画像信号の階調値を補正するものであることを特徴とする表示パネルの制御装置。
  12. 請求項1乃至11のうちいずれか一項に記載の表示パネルの制御装置において、
    前記映像表示の各階調において前記表示パネルに印加する電圧を、透過率ピークとなる電圧を越す電圧として印加可能なオーバーシュート用電源部をさらに有することを特徴とする表示パネルの制御装置。
  13. 請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の表示パネルの制御装置と、
    複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、
    映像部分と単色画像部分とが交互に含まれた単色画像挿入映像信号を、各ソース線に供給するソース線駆動手段と、
    前記単色画像挿入映像信号の映像部分のみを前記画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給して映像表示走査を実行する映像表示走査実行機能と、前記単色画像挿入映像信号の単色画像部分のみを前記画素に書き込ませる単色表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給し単色画像表示走査を実行する単色画像表示走査実行機能とを備えたゲート線駆動手段と、
    が同一基板上に集積形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
  14. 請求項13に記載の液晶表示装置を備えた電子機器
  15. 映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示装置の駆動方法であって、
    前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正ステップと、
    前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正ステップと、
    前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御ステップと、
    を含むこと特徴とする表示装置の駆動方法。
  16. 請求項15に記載の表示装置の駆動方法において、
    前記第2の補正ステップでは、
    前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、前記他の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値を補正し、前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧と異なる第4の階調電圧にて前記映像部分の表示駆動を可能とするものであって、表示変化中の前記他の単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値を、表示変化後のさらに他の前記単位フレーム周期期間における輝度の時間積分値より大きくなるように、前記階調値を補正し、
    前記単色画像挿入駆動制御ステップでは、
    前記第3の階調電圧又は前記第4の階調電圧の前記映像部分と前記第2の階調電圧の単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  17. 請求項15に記載の表示装置の駆動方法において、
    前記第2の補正ステップでは、
    前記一の単位フレーム周期期間の映像信号の階調値に基づいて、該一の単位フレーム周期期間の映像信号の後の単色画像信号の階調値を補正し、前記第2の階調電圧と異なる第5の階調電圧にて前記単色画像部分の表示駆動を可能とし、
    前記単色画像挿入駆動制御ステップでは、
    前記第1の補正にて補正された階調値に対応する第3の階調電圧の前記映像部分と前記第5の階調電圧の前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号に基づいて、前記単色画像挿入駆動の制御を行うものであることを特徴とする表示装置の駆動方法。
  18. 請求項16に記載の表示装置の駆動方法において、
    単位フレーム周期期間における前記映像信号に対する前記単色画像信号の挿入比率を、動作環境に応じて設定可能な単色画像挿入比率設定ステップをさらに有し、
    前記第2の補正ステップでは、
    前記単色画像挿入率設定ステップにて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  19. 請求項18に記載の表示装置の駆動方法において、
    前記第1の補正ステップでは、
    前記単色画像挿入率設定ステップにて設定された挿入比率に応じた階調値の補正を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  20. 請求項16に記載の表示装置の駆動方法において、
    前記第2の補正ステップでは、
    入力される映像信号に対して階調の解像度を増加して多階調化を行い、この多階調化された階調値にて補正を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  21. 請求項16に記載の表示装置の駆動方法において、
    前記第1の補正ステップでは、
    入力される映像信号に対して階調の解像度を増加して多階調化を行い、この多階調化された階調値にて補正を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  22. 映像信号の階調値に従って映像表示を行う第1の階調電圧の映像部分と、単色画像信号の階調値に従って単色表示を行う第2の階調電圧の単色画像部分とを含む単位周期期間が繰り返される単色画像挿入映像信号を表示パネルに供給し、前記表示パネルに対して映像表示走査の任意のタイミングにて単色画像表示走査を挿入開始する単色画像挿入駆動による表示駆動制御を行う表示パネルの制御装置に備えられたコンピュータが実行可能な制御プログラムであって、
    前記第1、第2の各階調電圧間の変化量が増大するように、前記映像信号の階調値に第1の補正を行う第1の補正機能と、
    前記映像信号の階調値が一の単位フレーム周期期間から他の単位フレーム周期期間に変化する際に、前記第1、第2の各階調電圧間の変化量を増大するように、前記第1の補正にて補正された前記映像信号の階調値及び前記単色画像信号の階調値のいずれか一方又は双方に第2の補正を行う第2の補正機能と、
    前記第1の補正又は前記第2の補正を行った前記映像部分と前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号、又は、前記第1の補正を行った前記映像部分と前記第2の補正を行った前記単色画像部分とを含む前記単色画像挿入映像信号を生成し、前記表示パネルの単色画像挿入駆動による表示駆動を制御する単色画像挿入駆動制御機能と、
    を含む機能をコンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。
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