JP6682491B2 - 表示制御装置、液晶表示装置およびテレビジョン受像機 - Google Patents

表示制御装置、液晶表示装置およびテレビジョン受像機 Download PDF

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Description

本発明は、表示制御装置、液晶表示装置およびテレビジョン受像機に関する。
近年、テレビジョン受像機には、スーパーハイビジョンに対応する高精細な表示性能が求められている。このような高精細な表示性能を有する表示装置には、いわゆるダブルソース駆動方式の液晶表示装置が知られている。このような高性能の液晶表示装置では、短時間にて画素への画像データの書き込みを行う高速駆動が必要となる。このため、上記液晶表示装置は、一般に、その表示を制御するための表示制御装置を有する。
上記表示制御装置には、複数のゲートラインと、複数のソースラインと、これらのラインが交差する部分のそれぞれに対応して配置されている表示画素とを有する液晶表示装置の表示制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この表示制御装置は、補正値を生成する生成部と、当該補正データを更新する更新部と、更新後の補正値に基づく画像データを生成して駆動部に供給する補正部とをさらに有する。上記生成部は、ある垂直走査期間(フレーム)分の過去から現在までの第一および第二データ線の積算値に基づく補正値を生成する。上記更新部は、両補正値の少なくとも一方が両補正値間になるように上記補正値を更新する。
また、上記表示制御装置には、表示画素に与える現フレームの出力階調を求める補正回路を含む表示制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。上記補正回路は、表示画素の両側に配置されたソースラインにそれぞれ印加される入力階調に対応する電圧値を0.5フレーム以上の期間積算し、得られた2つの積算値の差分を上記電圧値に加算する。そして、表示画素に与える現フレームの出力階調を求める。
さらに、上記の表示の制御には、各画素の画像データを補正し、補正後の画像データに応じた電位にソース配線の電位を設定する技術が知られている(例えば、特許文献3参照)。各画素の画像データは、まず、コモン電極の電位と画素電極の電位の高低関係を示す極性を反転させる。そして、個々の画素電極のフレーム内の平均電位が、ソース配線の電位変化に伴う画素電極の電位変化が生じないと仮定した場合におけるフレーム内の平均電位と一致するように、各画素の画像データが補正される。
特開2014−178362号公報(2014年9月25日公開) 国際公開第2016/171069号(2016年10月27日公開) 特開2005−77508号公報(2005年3月24日公開)
上述のような従来技術では、補正のための指標となる数値を求めて、それに基づいて補正値を算出している。しかしながら、上記従来技術では、当該指標となる数値は、1フレーム間で一定となる値である。このため、上記従来技術では、ソース電位の変動が1フレーム間で偏って生じる場合に、このような変動の影響の上記補正値への反映が不十分となることがある。
本発明の一態様は、液晶表示装置においてソース電位の1フレーム間で偏って生じる変動に対しても有効な補正が可能な画像表示の制御を実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る表示制御装置は、複数のゲートラインと、複数のソースラインと、これらのラインが交差する部分のそれぞれに対応して配置されている表示画素とを有する液晶表示装置の表示を制御する表示制御装置であって、上記表示画素のそれぞれに印加するソース電圧を補正する補正部を備える。そして、上記補正部は、対象の上記表示画素に対して印加されるソース電圧の補正値を算出するための上記対象の表示画素のソース電位の次の1フレームにおける変位量を、上記対象の表示画素の書き込みタイミングを起点としたときの、対象の上記表示画素のソース電位の過去1フレーム分の積算値を参照して算出する。
また、上記の課題を解決するために、本発明の第二の態様に係る液晶表示装置は、上記表示制御装置を有する。
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の第三の態様に係るテレビジョン受像機は、上記液晶表示装置を有する。
本発明における上記の態様によれば、液晶表示装置においてソース電位の1フレーム間で偏って生じる変動に対しても有効な補正が可能な画像表示の制御を実現することができる。
本発明の実施形態1におけるテレビジョン受像機の構成を模式的に示す分解斜視図である。 本発明の実施形態1における液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態1に係る表示制御装置の補正部における画像信号処理回路を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置における一列目および二列目の画素と、一列目の画素の両側に配置される二本のソースラインとを模式的に示す図である。 本発明の実施形態1に係る液晶表示装置の対象の画素のソース電圧の1フレーム間における変動を模式的に示す図である。 (a)は、本発明の実施形態1の液晶表示装置において補正部による補正がなされていない場合の画素のソース電位の一例を示す図であり、(b)は、上記実施形態1の液晶表示装置において補正部が算出する補正値の一例を示す図であり、(c)は、上記実施形態1の液晶表示装置において補正部によってソース電圧が補正された場合の画素のソース電位の一例を示す図である。 (a)は、1フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置におけるソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図であり、(b)は、(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。 (a)は、2フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置における、現フレームでソース電位の極性が反転する場合のソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図であり、(b)は、(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。 (a)は、2フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置における、次のフレームでソース電位の極性が反転する場合のソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図であり、(b)は、(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。 (a)は、動作例1における液晶表示装置に表示される画像を模式的に示す図であり、(b)は、当該液晶表示装置における画素とソースラインの配置とを模式的に示す図であり、(c)は、上記液晶表示装置におけるソース電位の変動を模式的に示す図である。 (a)は、動作例2における液晶表示装置に表示される画像を模式的に示す図であり、(b)は、当該液晶表示装置における画素とソースラインの配置とを模式的に示す図であり、(c)は、上記液晶表示装置におけるソース電位の変動を模式的に示す図である。 動作例3における液晶表示装置のソース電位の変動を模式的に示す図である。
〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
(表示装置の構成)
図1は、本発明の実施形態1におけるテレビジョン受像機の構成を模式的に示す分解斜視図である当該テレビジョン受像機は、後述する表示制御装置以外は、公知のテレビジョン受像機と同様に構成することが可能である。
テレビジョン受像機1は、図1に示されるように、液晶表示装置2と、液晶表示装置2を収容する背面側キャビネット3と、液晶表示装置2を収容する背面側キャビネット3の前面側に取り付けられる額縁状の前面側キャビネット4とを備えている。
液晶表示装置2は、液晶表示パネル5、ゲートドライバ6およびソースドライバ7A〜7Dを備えている。さらに、液晶表示装置2は、図示しないチューナを有しており、当該チューナが受信した映像信号に応じた映像を表示する。ゲートドライバ6およびソースドライバ7A〜7Dは、矩形形状の液晶表示パネル5における側面部にそれぞれ配置される。たとえば、ゲートドライバ6は、液晶表示パネル5の短手方向に沿う一側面部に配置され、ソースドライバ7A〜7Dは、液晶表示パネル5の長手方向に沿う一側面部に配置される。
(液晶表示装置の構成)
図2は、本発明の実施形態1における液晶表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。図2は、一例として、液晶表示装置2におけるソースドライバ7Aに対応する部分の構成を模式的に示している。
液晶表示装置2は、図2に示されるように、ゲートドライバ6、ソースドライバ7A、表示部11、CSドライバ12および不図示の表示制御装置を含む。ゲートドライバ6からは、複数のゲートラインG1〜G4が、液晶表示パネル5の長手方向に沿って延出している。ソースドライバ7Aからは、複数のソースラインS1〜S5が、液晶表示パネル5の短手方向に沿って延出している。さらに、液晶表示パネル5の短手方向における上記ゲートラインの間には、液晶表示パネル5の長手方向に沿って、複数の保持容量配線CS1〜CS4が延出している。上記保持容量配線は、CS電圧(Vsc)を供給するためのCSドライバ12に接続されている。
液晶表示装置2は、上記ゲートラインおよび上記ソースラインが交差する部分のそれぞれに、画素(表示画素)20を有している。画素20は、スイッチング素子21、画素電極22および画素容量23を含んでいる。画素20は、例えば、一本のゲートラインG1と、二本のソースラインS1、S2とによって区切られる矩形の領域である。
画素20電気的に接続するソースラインは、列で異なっている。たとえば、ある列の画素20は、行番号に関わらず一方のソースラインSに接続され、その隣の列の画素20は、他方のソースラインSに接続されている。なお、本明細書において、「行」とは、ゲートラインに沿う方向への画素の配列を意味し、「列」とは、ソースラインに沿う方向への画素の配列を意味する。このように、液晶表示装置2は、いわゆるシングルソースライン構造を有している。
スイッチング素子21は、ゲートラインと、両側のソースラインのうちのその画素20に対応する一方のソースラインとに電気的に接続している。画素電極22は、スイッチング素子21に接続されている。画素容量23は、スイッチング素子21と上記保持容量配線とに電気的に接続されている。
(表示制御装置の構成)
上記表示制御装置は、補正部30を含んでいる。図3は、本発明の実施形態1に係る表示制御装置の補正部における画像信号処理回路を模式的に示すブロック図である。補正部30は、入力部31、階調電圧変換部32、垂直電圧積算部33、基準電圧積算部34、加減算部35、係数乗算部36、補正値算出部37、補正値加算部38および出力部39を含む。
(表示制御の概要)
補正部30は、対象の画素20のソース電位の次の1フレームにおける変位量(次の1フレーム分の変位量)を用いて対象の画素20のソース電位の補正値を算出する。上記対象画素のソース電圧の上記変位量の算出以外は、補正部30による上記対象画素へ印加されるソース電圧の補正値の算出は、例えば、特許文献2に記載されているような公知の方法によって行うことが可能である。
まず、入力部31には、液晶表示装置2において表示する画像の画像データが入力される。入力部31は、当該画像データを後段の階調電圧変換部32に出力する。
階調電圧変換部32は、入力部31から入力された画像データ(入力階調)をソース電圧に変換する。たとえば、階調電圧変換部32は、共通電極の電位(Vcom)を基準とし、それより低い電圧をマイナス、それより高い電圧をプラスとするLUT(ルックアップテーブル)を用いて上記入力階調をソース電圧に変換する。階調電圧変換部32は、当該ソース電圧を後段の垂直電圧積算部33および基準電圧積算部34に出力する。
垂直電圧積算部33および基準電圧積算部34、それらの後段の加減算部35における作業については、後述する。これらにより、対象の画素20のソース電位の次の1フレームにおける変位量が求められる。加減算部35は、上記変位量を後段の係数乗算部36に出力する。
係数乗算部36は、上記変位量に係数を乗算し、当該係数を乗じた上記変位量を後段の補正値算出部37に出力する。上記係数は、例えば、画素20の全体の容量(ΣC)に対する、画素20におけるソースラインS1による寄生容量(Csou1)の比(Csou1/ΣC)である。
補正値算出部37は、係数乗算部36で求められた上記変位量と画素20の階調とから補正値(補正階調)を算出し、後段の補正値加算部38に出力する。
補正値加算部38は、表示画像の階調に、補正値算出部37による補正値(補正階調)を加算する。こうして、補正値加算部38は、補正後の出力階調を算出し、出力部39に出力する。
なお、補正値算出部37によって算出される補正値は、正、負のいずれの数であり得る。たとえば、画素20のソース電位が、画素20を明るくする方向にずれている場合には、上記補正値は負の数になり、暗くなる方向にずれている画素20では、上記補正値が正の数になる。
出力部39は、補正値加算部38からの補正された出力階調をソースドライバ7Aに送る。
(変位量の算出法)
次いで、補正部30が行う上記対象画素のソース電位の変位量の算出方法について説明する。当該変位量の算出は、垂直電圧積算部33および基準電圧積算部34、それらの後段の加減算部35より行われる。
補正部30は、対象の画素20のソース電位の次の1フレームにおける変位量(次の1フレーム分の変位量)を、対象の画素20の書き込みタイミングを起点としたときの、対象の画素20のソース電位の過去1フレーム分の積算値を参照して算出する。
1フレーム分の垂直走査に要する時間は、例えば、毎秒60フレームのフレームレートとした場合、1/60秒間という非常に短い時間である。よって、動画、静止画のいずれにおいても、あるフレームにおけるソース電位は、その前のフレームのソース電位のよい近似になっている。よって、上記変位量を求めるにあたって、例えば、現時点に対して次の1フレーム分の積算値を、その前の1フレーム分の積算値に置き換えることが実質的には可能である。このように、直近の実際の1フレーム分のソース電位の積算量を参照することにより、次の1フレーム分の積算値を、それを実際に算出するための多大な処理をせずに、より簡易な処理によって得ることができる。
上記変位量を求めるための上記積分値の用い方は、当該変位量を求めることが可能な範囲において適宜に決めることが可能である。たとえば、補正部30は、対象の画素20のソース電位の次の1フレーム分の変位量を、二つの積分値の差により算出する。第一の積分値は、対象の画素20の書き込みタイミングを起点としたときの過去1フレーム分の期間における対象の画素20の実際のソース電位の積算値である。第二の積分値は、対象の画素20の書き込みタイミングを起点としたときのソース電位を1フレーム分の期間、積算した値である。
次に、上記第一および第二の積算値の求め方を説明する。図4は、本発明の実施形態1に係る液晶表示装置における一列目および二列目の画素と、一列目の画素の両側に配置される二本のソースラインとを模式的に示す図である。図4は、一例として、4320行の画素を有する液晶表示装置2における一列目の画素20と、画素20においてゲートラインG1に接続されるべき二本のソースラインS1、S2とを示している。また、図5は、本発明の実施形態1に係る液晶表示装置の対象の画素のソース電位の1フレーム間における変動を模式的に示す図である。図5において、Vsはソース電位を表し、Vcomは共通電極の電位を表す。また、図5において、Vcomよりも上側のソース電位Vsの極性(符号)を+(プラス)、Vcomよりも下側のソース電位Vsの極性(符号)を−(マイナス)とする。
画素20の列では、最初の行である1行目の画素20から最後の行である4320行目の画素20に対し、一垂直走査期間内に、ソースドライバ7Aからソース電圧が順次印加される。ある列に属する全ての画素20に対してソース電圧が一回印加されるために要する期間を1フレーム、または一垂直走査期間と言う。そして、現在、fフレームのn行目(1≦n≦4320)の画素20にソース電位が書き込まれている、とする。
上記第一の積分値は、前述したように、実際にソース電圧が印加された画素20における過去1フレーム分の期間のソース電位の積算値である。当該第一の積算値は、画素20におけるソース電位Vs1の、f−1フレームのn行目から4320行目までの積算値、および、fフレームにおける1行目からn行目までの積算値、の和である。
上記第二の積分値は、前述したように、対象の画素20の書き込みタイミングを起点としたときのソース電位を、1フレーム分の期間積算した値である。当該第二の積算値は、fフレームのn行目の画素20におけるソース電位Vs1(f,n)の、fフレームのn行目から4320行目までの積算値、および、f+1フレームにおける1行目からn行目までの積算値、の和である。
そして、対象の画素20のソース電位の変位量、すなわちf+1フレームにおけるn行目の画素20のソース電位の変位量、は、前述したように、上記第一の積分値および前記第二の積分値の差により算出される。n行目の画素20における、fフレームでの変位量は、下記式(1)で表され、図5では斜線部Δcの面積で表される。n行目の画素20における、f+1フレームでの変位量は、下記式(2)で表され、図5では斜線部Δdの面積で表される。よって、上記対象の画素20の電位の変位量(ΔVs1(f+1,n))は、式(3)によって求められる。
Figure 0006682491
Figure 0006682491
Figure 0006682491
本実施形態は、典型的には以下のように実施され得る。すなわち、垂直電圧積算部33が、実際にソース電圧が印加された画素における所期の1フレーム分の期間のソース電位の積算値を求める。また、基準電圧積算部34が、基準となるソース電位の上記期間の積算値を求める。そして、加減算部35が、これらの積算値を必要に応じて計算処理し、当該積分値の差分を求める。
対象となる画素20のソース電位の変位量は、上記式(1)〜(3)に示されるように、フレームごとに分けて上記積分値の差を求め、次いで各フレームにおける当該差を足すことによって算出されてもよい。あるいは、上記変位量は、1フレーム分の期間におけるそれぞれの積算値を求めたのちにそれらを加減することによって算出されてもよい。
また、上記対象の画素20のソース電位の変位量は、実際のソース電位(上記式のVs1(k))から基準となるソース電位(上記式のVs1(f,n))を引いた差分を画素20ごとに算出し、当該差分を1フレーム分積算することによって算出されてもよい。この場合、補正部30は、垂直電圧積算部33、基準電圧積算部34および加減算部35に代えて、上記差分の積算値を求める適当な構成を有していてもよい。たとえば、上記の場合、補正部30は、画素20ごとの上記差分を求める減算部と、求められた差分を1フレーム分積算する積算部と、を有していてよい。
(補正の効果)
図6の(a)は、本発明の実施形態1の液晶表示装置において補正部による補正がなされていない場合の画素のソース電位の一例を示す図である。図6の(b)は、上記実施形態1の液晶表示装置において補正部が算出する補正値の一例を示す図である。図6の(c)は、上記実施形態1の液晶表示装置において補正部によってソース電圧が補正された場合の画素のソース電位の一例を示す図である。
補正部30によるソース電圧の印加値の補正を行わない場合では、画素20に印加されるソース電圧の、極性反転による変動量が大きくなることがある。このため、図6の(a)に示されるように、補正を行わない場合の画素20のソース電位は、1フレームの終わりに向けて漸次減少することがある。
前述したように、補正部30は、対象の画素20のソース電位の過去1フレーム分の積算値と、対象の画素20のソース電位の1フレーム分の積算値との差を用いて対象の画素のソース電位の変位量を算出することができる。より詳しくは、補正部30は、過去1フレーム分にわたり、画素20のソース電位の基準電位(Vs(f,n))に対する実際のソース電位の変位量を積算値の差によって算出し、この変位量に基づいて上記補正値を算出する。たとえば、前述のように1フレーム間においてソース電位が漸減する場合では、補正部30は、図6の(b)に示されるような、1フレーム間で漸次増加するソース電圧の印加値を上記補正値として算出する。
このように補正されたソース電圧がソースラインS1から画素20に印加されることにより、1フレーム間における極性反転によるソース電位の漸減が打ち消される。その結果、図6の(c)に示されるような、基準電位と実質的に同じの所期のソース電位が実現される。
本実施形態では、前述したように、補正部30は、対象の画素20に対して印加されるソース電圧の補正値を算出するための対象の画素20のソース電位の変位量を、積算値の差により算出する。この積算値の差とは、対象の画素20の書き込みタイミングを起点としたときの、対象の画素20のソース電位の過去1フレーム分の積算値と、対象の画素20のソース電位の1フレーム分の積算値との差である。よって、本実施形態では、1フレーム間において当該ソース電位が低下する場合のように、1フレーム間において意図せずに変動するソース電位を所期の電位に維持することができる。
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態は、所定の列(例えば一列目)の画素20における上記変位量を、この変位量と、隣接するソースラインに接続されている(例えば二列目の)画素20における上記変位量との和によって求める。それ以外は、本実施形態は、前述した実施形態1と同じ構成を有し、同様に実施され得る。
たとえば、図4に示されるソースラインS1のソース電位の次の1フレームにおける上記変位量は、前述した実施形態1で説明した方法により求められる。ソースラインS2のソース電位の上記変位量は、例えば、n行目の画素20における、一列目の画素20の隣の画素、すなわち二列目の画素20におけるソース電位の次の1フレームにおける変位量である。この変位量は、対象となる画素20およびソースラインが異なる以外は、ソースラインS1のそれと同様に求められる。すなわち、ソースラインS2におけるソース電圧の変位量は、上記式(1)〜(3)における「s1」を「s2」に代えた式によって表される。
このように、本実施形態における対象(n行、m列)の画素20のソース電位の次の1フレームにおける変位量は、n行、m列の画素20のソースラインSmによるソース電位の変位量と、n行、m+1列の画素20のソースラインSm+1によるソース電位の変位量との和で求められる。ここで、m、nは、いずれも正の整数である。よって、求めるべき変位量を「ΔV1(n)」とすると、当該変位量は、下記式(4)によって求めることができる。
Figure 0006682491
本実施形態において、典型的には、垂直電圧積算部33が、隣り合う二つの画素20のそれぞれにおける所期の1フレーム分の期間のソース電位の積算値を求める。また、基準電圧積算部34が、隣り合う二つの画素20のそれぞれにおける基準となるソース電位の上記期間の積算値を求める。そして、加減算部35が、上記の積算値の差分を求める。加減算部35は、必要に応じて、計算による処理を上記積算値に適宜に施す。
このように、本実施形態では、対象の画素20の電位の変位量は、第一の変位量と第二の変位量との和である。第一の変位量は、画素20の一方側に配置されたソースラインS1を対象の画素20(例えばm列目)のソースラインとしたときの積算値の差である。第二の変位量は、対象の画素20の他方側に配置されたソースラインS2を対象の画素20(例えばm+1列)のソースラインとしたときの積算値の差である。
本実施形態によれば、前述のシングルソースのライン構造における画素に隣接するものの電気的には接続されていないソースラインによる影響、例えば寄生容量、による対象の画素のソース電位の変位量が、より精密に求められる。このため、補正部30は、より精密な補正値を算出することが可能となる。よって、本実施形態によれば、1フレームの後半(画面の下方)においても所期の高精細な画像を表示する観点からより一層効果的である。
〔実施形態3〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態は、ソース電位の変位量の求め方以外は、前述した実施形態1と同じ構成を有し、同様に実施され得る。なお、本実施形態では、ソース電圧の極性(プラスとマイナス)を1フレーム毎に切り替える方式(「1フレーム反転」とも言う)でソース電圧を印加している、とする。
図7の(a)は、1フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置におけるソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図である。図7の(b)は、図7の(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。現在書き込まれている画素20は、fフレームにおけるn列目の画素である。ここで、1フレーム分の垂直走査に要する時間は、例えば、毎秒60フレームのフレームレートとした場合、1/60秒間という非常に短い時間である。よって、動画、静止画のいずれにおいても、1フレーム前のフレーム(f)におけるソース電位は、その前のフレーム(f−1)のソース電位のよい近似になっている。
前のフレーム(f−1フレーム)のソース電位の積算値σaは、式(5)で表される。また、現フレーム(fフレーム)における現画素までのソース電位の積算値σbは、式(6)で表される。そして、n列目の画素20における現時点でのソース電位Vnの1フレーム分の積算値σ0は、式(7)で表される。
Figure 0006682491
Figure 0006682491
Figure 0006682491
図7の(b)に示されるΔcは、現フレームにおける現時点以降のソース電位における、現時点のn列目の画素のソース電位Vnに対する変位量の積算値である。Δcは、σcからn列以降の画素のVnの積算値を引くことによって求められる。前のフレーム(f−1フレーム)のソース電位が現フレーム(fフレーム)のソース電位のよい近似となっていることから、図7の(a)より、絶対値では、σcは、σaからσbを引いた数値になる。よって、Δcは、式(8)で表される。
Figure 0006682491
Δdは、図7の(b)より、絶対値では、f+1フレームにおけるn列目の画素のソース電位Vnの積算値から、実際に印加されたソース電位の積算値σbを引くことにより求められる。
ここで、本実施形態では、フレーム間におけるソース電位の極性の違いに応じて、積算値の符号が適宜に調整される。たとえば、σaは、f−1フレームの値であり、そのソース電位の極性は、fフレームにおけるソース電位の極性とは逆である。よって、式(8)では、σaの符号を反転させる。また、Δdについては、fフレームに対してf+1フレームでは極性が反転している。よって、Δdについては、実際のソース電位の積算値の符号を逆転させる。よって、Δdは、式(9)で表される。
Figure 0006682491
現フレーム(f+1フレーム)のn行目の画素20におけるソース電位の変位量は、ΔcとΔdの和から求められる。よって、現フレームのn行目の画素20におけるソース電位の変位量は、式(10)より求められる。
Figure 0006682491
実施形態3におけるソース電位の積算値の変位量の算出は、前述した垂直電圧積算部33、基準電圧積算部34および加減算部35によって行うことが可能である。たとえば、垂直電圧積算部33は、過去の実際のソース電位の積算値に基づいてσa、σbおよびそれらの差分を算出する。基準電圧積算部34は、fフレームのn列目の画素におけるソース電位Vnのfフレームにおける積算値((4320−n)×Vn)を算出する。そして加減算部35が、上記の両積算部による算出値へ、必要に応じて極性の反転による符号の逆転処理を施し、式(8)および式(9)のΔcおよびΔdを算出し、それらの和を算出する。
あるいは、実施形態3における上記変位量の算出は、必要に応じて他の構成要素を含む補正部30によって行うことができる。たとえば、上記変位量の算出は、ソース電位の前述の極性の反転によるソース電位の正負の符号を変更する符号反転部をさらに含む補正部30によって実施することも可能である。上記符号反転部は、例えば、垂直電圧積算部33および基準電圧積算部34と加減算部35との間にあって、両積算部の算出値のそれぞれの正負の符号を、必要に応じて変更する。
このように、実施形態3では、補正部30は、連続するフレーム間でソース電位の極性が反転する場合に、極性の反転に応じて上記の積算値の正負の符号を逆転させて用いる。よって、実施形態3では、液晶表示装置2は、1フレームごとに極性を反転させたソース電圧をソースラインに印加するように構成されている。そして、補正部30は、前の1フレームのソース電位の積算値を現フレームのソース電位の積算値に置き換えて対象の画素20のソース電位の変位量を算出している。実施形態3は、より簡易に上記変位量を求める観点からより一層効果的である。
なお、実施形態3は、n行目における画素20の一方のソースラインSmによるソース電位の変位量のみから画素20におけるソース電位の上記変位量を求める実施形態に適用可能である。また、実施形態3は、n行、m列の画素20の一方のソースラインSmによるソース電位の変位量と、他方のソースラインSm+1によるm+1列の画素20のソース電位の変位量との和から、対象(n行、m列)の画素20におけるソース電位の上記変位量を求める実施形態にも適用可能である。
〔実施形態4〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態は、実施形態3と同様に、前の1フレームのソース電位の積算値を現フレームのソース電位の積算値に置き換えて対象の画素20のソース電位の変位量を算出する。本実施形態におけるソース電圧の印加は、ソース電圧の極性(プラスとマイナス)を2フレーム毎に切り替える方式(「2フレーム反転」とも言う)である。本実施形態は、当該ソース電圧の印加方法以外は、実施形態3と同様である。
図8の(a)は、2フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置における、現フレームでソース電位の極性が反転する場合のソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図である。図8の(b)は、図8の(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。f+1フレームとfフレームとは、印加されるソース電圧の極性が同じである。fフレームとf−1フレームとでは、印加されるソース電圧の極性が逆である。
あるフレームのソース電位は、それに連なるフレームのソース電位のよい近似になっていることから、図8の(a)および図8の(b)から明らかなように、σcは、σaからσbを引くことにより求めることができる。よって、Δcは、下記式(11)で表される。また、Δdは、σbからf+1フレームにおけるVnの積算値を引くことにより求めることができるので、下記式(12)で表される。したがって、2フレーム反転のうち、前フレームで極性が反転する場合の次のフレーム(f+1フレーム)のn行目の画素20におけるソース電位の変位量Δは、下記式(13)により求められる。
Figure 0006682491
Figure 0006682491
Figure 0006682491
次に、2フレーム反転のうち、次のフレーム(f+1)で極性が反転する場合について説明する。図9の(a)は、2フレーム反転でソース電圧を印加する液晶表示装置における、次のフレームでソース電位の極性が反転する場合のソース電位の、前のフレーム分から次のフレーム分までの期間での変動を模式的に示す図である。図9の(b)は、図9の(a)のうちの、現時点からその次の1フレーム分までの期間でのソース電位の変動を模式的に示す図である。
あるフレームのソース電位は、それに連なるフレームのソース電位のよい近似になっていることから、図9の(a)および図9の(b)から明らかなように、σcはσaからσbを引くことにより求めることができる。よって、Δcは、上記式(8)で表される。また、Δdは、σbからf+1フレームにおけるVnの積算値を引くことにより求めることができるので、上記式(9)で表される。さらに、σaとσcとは同じ極性である。したがって、2フレーム反転のうち、現フレームで極性が反転する場合の次のフレーム(f+1フレーム)のn行目の画素20におけるソース電位の変位量Δは、下記式(14)により求められる。
Figure 0006682491
実施形態4におけるソース電位の積算値の変位量は、前述した実施形態3におけるそれと同様に、補正部30によって算出され得る。
前述したように、実施形態4では、液晶表示装置2は、2フレームごとに極性を反転させたソース電圧をソースラインに印加するように構成されている。そして、補正部30は、連続するフレーム間でソース電位の極性が反転する場合に、極性の反転に応じてソース電位の積算値の正負の符号を逆転させて用いている。よって、実施形態4も、実施形態3と同様に、より簡易に上記変位量を求める観点からより一層効果的である。
なお、実施形態4も、実施形態3と同様に、対象となるn行m列目の画素20のソース電位の上記変位量のみから対象の画素20のソース電位の上記変位量を求める実施形態に適用可能である。また、実施形態4も、実施形態3と同様に、n行m列目の画素20のソース電位の上記変位量とn行m+1列目の画素20のソース電位の上記変位量との和によって対象の画素20のソース電位の上記変位量を求める実施形態にも適用可能である。
〔変形例〕
前述の実施形態における液晶表示装置は、液晶表示装置とチューナとを備えたテレビジョン受像機であるが、テレビジョン受像機以外の液晶表示装置であってもよい。たとえば、上記液晶表示装置は、パソコン用のモニタ、各種録画装置または各種記録媒体などに記録された映像を再生するためのモニタ、あるいは、タブレットまたはスマートフォンなどの画像表示装置であってもよい。
また、前述の実施形態における補正部は、本実施形態の効果が得られる範囲において、他の構成要素をさらに含んでいてもよい。たとえば、上記補正部は、フレームメモリ遅延調整部をさらに含んでいてもよい。フレームメモリ遅延調整部は、例えば、入力部および補正値加算部に、前述した階調電圧変換部から係数乗算部までとは並列に接続するように配置される。フレームメモリ遅延調整部は、入力部に入力された画像データが補正値加算部に入力されるのを1フレーム遅延させるように構成されている。これにより、補正対象となるフレームと、補正値を求めるためのフレームとを同じにできる。よって、動画などのようにフレーム毎に表示画像が変化する場合に有効である。
また、前述の実施形態では、ソース電位の実際の積算値および対象画素のソース電位の積算値の積算期間を1フレームとしている。当該積算期間は、ソース電位の補正されるべき変動を検知可能な範囲であればよく、厳密に1フレームには限定されない。たとえば、上記積算期間は、前述したソース電位の漸減であれば、その傾きを検知可能な範囲であればよく、たとえば、0.5〜1フレームの範囲から適宜に決めることが可能である。
また、前述の実施形態では、1フレーム過去の画素のソース電位を基準電位として、過去1フレーム分のソース電位の変位量を求めているが、上記基準電位は、当該変位量を求めるための基準となり得る電位値から選ばれる他の電位であってもよい。たとえば、前述の実施形態は、前述の式に適宜の修正を加えることにより、共通電極の電位(Vcom)を基準電位として実施することが可能であり、あるいは、Vcom以外の他の任意の電位を基準電位として実施することも可能である。
また、前述の実施形態とは異なり、液晶表示装置は、ダブルソースライン構造を含んでいてもよい。ダブルソースライン構造とは、画素20電気的に接続するソースラインが列内または行内で交互に異なっている構造である。たとえば、ダブルソースライン構造では、同じ列の画素20において、奇数行では一方のソースラインSに接続され、偶数行の画素20では他方のソースラインSに接続される。また、同じ行の画素20において、奇数列の画素20では一方のソースラインSに接続され、偶数列の画素20では他方のソースラインSに接続される。このようなダブルソース駆動方式の液晶表示装置は、シングルソース駆動方式の液晶表示装置に比べて充電率を高めることができる。
なお、前述した補正部30は、例えば集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)であるが、ソフトウェアによって実現されてもよい。
後者の場合、補正部30は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、補正部30の所期の機能が発現される。
上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」を用いることができる。このような媒体の例には、ROM(Read Only Memory)、テープ、ディスク、カード、半導体メモリおよびプログラマブルな論理回路、が含まれる。また、補正部30は、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。
また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波など)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の実施の形態において、補正部30によって行われるソース電位の補正は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
次に、本発明のより具体的な動作例を以下に説明する。
[動作例1]
図10の(a)は、動作例1における液晶表示装置に表示される画像を模式的に示す図である。図10の(b)は、当該液晶表示装置における画素とソースラインの配置とを模式的に示す図である。図10の(c)は、上記液晶表示装置におけるソース電位の変動を模式的に示す図である。
動作例1では、前述したような構成を有するテレビジョン受像機の液晶表示パネル5の中央部に矩形の緑色の画像(静止画像)5Gを表示する。上記テレビジョン受像機の液晶表示装置は、図10の(b)に示されるように、ソースラインS1に電気的に接続されるA列の画素20Aと、ソースラインS2に電気的に接続されるB列の画素20Bと、を含んでいる。画素20Aは、緑色を発する画素であり、画素20Bは、青色を発する画素である。
なお、本動作例では、液晶表示装置を、画素がその両側のソースラインのうちの一方のみに接続されているシングルソース駆動方式で駆動させる。これは、いずれのソースラインも画素に接続可能な位置に配置されており、シングルソース駆動であっても、このようなソースラインの配置による寄生容量などのソース電位の影響が十分に反映されるためである。
本動作例において、ソースライン間の極性反転はなく、ソースラインには、ゲート方向において所定の交互の極性(例えばソースラインS1でプラスならソースラインS2はマイナスなど)のソース電圧が印加される。各ソースラインでは、1フレーム反転でソース電圧が印加される。
前述したように、補正をしない場合では、図10の(c)の一点鎖線で示されるように、ソースラインS1におけるソース電位は、フレームごとの極性反転の影響を受け、後段ほど(画面の下部ほど)低下する。補正部は、このようなソース電位の漸減をソース電位の積層値の差から検出し、補正されたソース電圧をソースラインS1に印加する。補正されたソース電圧とは、図10の(c)の二点鎖線で示されるように、1フレームの期間において、上記の漸減を相殺するように漸増するソース電圧である。このような補正されたソース電圧の印加により、画素20Aにおけるソース電位は、図10の(c)の実線で示されるように、いずれのフレームでも所期のソース電位に維持される。
[動作例2]
図11の(a)は、動作例2における液晶表示装置に表示される画像を模式的に示す図である。図11の(b)は、当該液晶表示装置における画素とソースラインの配置とを模式的に示す図である。図11の(c)は、上記液晶表示装置におけるソース電位の変動を模式的に示す図である。
動作例2では、液晶表示パネル5の中央部に矩形の白色の画像(静止画像)5Wを表示する。上記テレビジョン受像機の液晶表示装置は、図11の(b)に示されるように、ソースラインS1に電気的に接続されるA列の画素20Aと、ソースラインS2に電気的に接続されるB列の画素20Bと、ソースラインS3に電気的に接続されるC列の画素20Cと、を含んでいる。画素20Aは、赤色を発する画素であり、画素20Bは、緑色を発する画素であり、画素20Cは、青色を発する画素である。
なお、本動作例でも、液晶表示装置は、シングルソース駆動方式で駆動する。ソースラインは、ソースライン間の極性反転はなく、ソースラインには、ゲート方向において二本ずつ交互の極性(例えばソースラインS1からソースラインS4までであれば、+−−+など)のソース電圧が印加される。各ソースラインでは、1フレーム反転でソース電圧が印加される。
本動作例では、例えば、赤色の画素20AのためにソースラインS1に印加されるソース電圧の極性は、その隣の緑色の画素20BのためにソースラインS2に印加されるソース電位の極性と同じである。このため、図11の(c)に示されるように、ソースラインS1によるソース電位の変位は、ソースラインS2によるソース電位の変位と同じ方向にシフトする。よって、補正しない場合のソースラインS1によるソース電位は、例えば図11の(c)のs1における一点鎖線で示されるように、前述した反転極性の影響により変化する。
これに対して、ソースラインS2に印加されるソース電圧の極性は、その隣の青色の画素20CのためにソースラインS3に印加されるソース電位の極性とは逆である。このため、ソースラインS2のソース電位の変位は、例えばプラス側にシフトするが、ソースラインS3のソース電位の変位は、例えばマイナス側にシフトする。よって、図11の(c)に示されるように、ソースラインS2のソース電位は、変化しない。
ソースラインS3によるソース電位は、前述したソースラインS1のそれと同様の理由により、図11の(c)のs3における一点鎖線で示されるように変化する。このように、動作例2では、隣のソースラインの電圧の極性によって、上記ソース電位の変化が生じ得る。補正部は、このようなソース電位の漸減をソース電位の積層値の差から検出し、補正されたソース電圧をソースラインS1およびソースラインS3に印加する。それにより、ソースラインS1およびソースラインS3におけるソース電圧は、それぞれ極性が異なるものの1フレームの期間において、図11の(c)におけるs1、s3のそれぞれの二点鎖線で示されるように、上記の漸減を相殺するように漸増する。それにより、画素20Aおよび画素20Cにおけるソース電位は、図11の(c)の実線で示されるように、いずれのフレームでも所期のソース電位に維持される。
[動作例3]
動作例3は、ソースラインS1において2フレーム反転でソース電圧が印加される以外は、動作例1と同じである。図12は、動作例3における液晶表示装置のソース電位の変動を模式的に示す図である。
ソースラインS1のソース電位は、fフレームとf+1フレームとでは同じ極性である。次のフレームで極性反転しないフレームでは、ソース電位の変動がない。このため、ソースラインS1のソース電位は、fフレームでは一定である。
これに対して、次フレームで極性反転するフレームでは、ソース電位は、1フレーム反転の場合と同様に変動する。すなわち、上記フレームでは、次のフレーム間の極性反転の影響により、画面の下側ほどソース電位の変動が大きくなり、図12の一点鎖線で示すように、補正をしない場合のソース電位は漸次減少する。このため、ソースラインS1のソース電位は、f−1フレームおよびf+1フレームでは変動する。
補正部は、このようなソース電位の変動をソース電位の積層値の差から検出し、例えば図12の二点鎖線で示されるような、補正されたソース電圧をソースラインS1に印加する。それにより、ソースラインS1によるソース電位は、図12の実線で示されるように、いずれのフレームでも所期のソース電位に維持される。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る表示制御装置は、複数のゲートラインと、複数のソースラインと、これらのラインが交差する部分のそれぞれに対応して配置されている表示画素とを有する液晶表示装置の表示を制御する。この表示画素のそれぞれに印加するソース電圧を補正する補正部を備える。そして、当該補正部は、対象の上記表示画素に対して印加されるソース電圧の補正値を算出するための上記対象の表示画素のソース電位の次の1フレームにおける変位量を、上記対象の表示画素の書き込みタイミングを起点としたときの、対象の上記表示画素のソース電位の過去1フレーム分の積算値に置き換えて算出するように構成されている。
上記の構成によれば、書き込み時から1フレーム分過去まで遡ったソース電位の変位量の積算値に基づいて書き込み時のソース電圧の補正量が決められる。よって、上記構成によれば、液晶表示装置においてソース電位の1フレーム間で偏って生じる変動に対しても有効な補正が可能な画像表示の制御を実現することが可能となる。
本発明の態様2に係る表示制御装置は、上記態様1において、上記変位量が、上記対象の表示画素の一方側に配置された上記ソースラインを上記対象の上記表示画素のソースラインとしたときの上記積算値の差である第一の変位量と、上記対象の表示画素の他方側に配置された上記ソースラインを上記対象の表示画素のソースラインとしたときの上記積算値の差である第二の変位量との和となるように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、表示画素の両側のソースラインにおける一方のソースラインのみならず他方のソースラインのソース電圧に起因する当該表示画素のソース電位の変位量が算出される。よって、上記の構成は、上記変位量の精密に算出する観点からより一層効果的である。
本発明の態様3に係る表示制御装置は、上記態様1または2において、上記補正部が、対象の上記表示画素のソース電位の過去1フレーム分の積算値と、対象の上記表示画素のソース電位の1フレーム分の積算値との差を用いて上記変位量を算出するように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、1フレーム分過去の実際のソース電位の変位量の算出がより簡略化される。よって、上記の構成は、上記変位量の算出時間の短縮および算出処理の高速化の観点からより効果的である。
本発明の態様4に係る表示制御装置は、上記態様3において、上記補正部が、連続するフレーム間でソース電位の極性が反転する場合に、上記極性の反転に応じて上記積算値の正負の符号を逆転させて用いるように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、1フレーム分過去の実際のソース電位の変位量の算出がより一層簡略化される。よって、上記の構成は、上記変位量の算出時間の短縮および算出処理の高速化の観点から一層効果的である。
本発明の態様5に係る表示制御装置は、上記態様1〜4のいずれかにおいて、上記液晶表示装置が、1フレームごとに極性を反転させた上記ソース電圧を上記ソースラインに印加するように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、表示画素におけるソース電位の極性の偏りおよびそれによる画像表示への影響を抑制する観点からより一層効果的である。
本発明の態様6に係る表示制御装置は、上記態様1〜4のいずれかにおいて、上記液晶表示装置が、2フレームごとに極性を反転させた上記ソース電圧を上記ソースラインに印加するように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、表示画素におけるソース電位の極性の偏りおよびそれによる画像表示への影響を抑制するための電圧印加操作を簡易化する観点からより一層効果的である。
本発明の態様7に係る液晶表示装置は、上記態様1〜6のいずれかに記載の表示制御装置を有する。
上記の構成によれば、ソース電位の1フレーム間で偏って生じる変動による画像表示への影響が抑制された画像の表示が可能となる。
本発明の態様8に係るテレビジョン受像機は、上記態様7に記載の液晶表示装置を有する。
上記の構成によれば、8Kテレビジョンのような高精細な画像表示が可能なテレビジョン受像機においても、上記の補正による高画質な画像の表示が可能となる。
本発明は、一つの画素の両側にソースラインが配置されている液晶表示装置に適用さる。本発明は、特に、ダブルソース駆動方式の液晶表示装置に好適に利用することができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
1 テレビジョン受像機
2 液晶表示装置
3 背面側キャビネット
4 前面側キャビネット
5 液晶表示パネル
5G 緑色の画像
5W 白色の画像
6 ゲートドライバ
7A〜7D ソースドライバ
11 表示部
12 CSドライバ
20、20A、20B、20C 画素
21 スイッチング素子
22 画素電極
23 画素容量
30 補正部
31 入力部
32 階調電圧変換部
33 垂直電圧積算部
34 基準電圧積算部
35 加減算部
36 係数乗算部
37 補正値算出部
38 補正値加算部
39 出力部
CS1〜CS4 保持容量配線
G1〜G4 ゲートライン
S1〜S5 ソースライン

Claims (7)

  1. 複数のゲートラインと、複数のソースラインと、これらのラインが交差する部分のそれぞれに対応して配置されている表示画素とを有する液晶表示装置の表示を制御する表示制御装置であって、
    前記表示画素のそれぞれに印加するソース電圧を補正する補正部を備え、
    前記補正部は、対象の前記表示画素に対して印加されるソース電圧の補正値を算出するための前記対象の表示画素のソース電位の次の1フレームにおける変位量を、前記対象の表示画素の書き込みタイミングを起点としたときの、対象の前記表示画素のソース電位の過去1フレーム分の積算値を参照して算出し、
    前記変位量は、前記対象の表示画素の一方側に配置された前記ソースラインを前記対象の表示画素のソースラインとしたときの、所期の1フレーム分の期間のソース電位の積算値と前記表示画素における基準となるソース電位の前記期間の積算値との差である第一の変位量と、前記対象の表示画素の他方側に配置された前記ソースラインを前記対象の表示画素のソースラインとしたときの、前記所期の1フレーム分の期間のソース電位の積算値と前記表示画素における基準となるソース電位の前記期間の積算値との差である第二の変位量との和である、表示制御装置。
  2. 複数のゲートラインと、複数のソースラインと、これらのラインが交差する部分のそれぞれに対応して配置されている表示画素とを有する液晶表示装置の表示を制御する表示制御装置であって、
    前記表示画素のそれぞれに印加するソース電圧を補正する補正部を備え、
    前記補正部は、対象の前記表示画素に対して印加されるソース電圧の補正値を算出するための前記対象の表示画素のソース電位の次の1フレームにおける変位量を、対象の前記表示画素に接続されるソースラインのソース電位の過去1フレーム分の第一の積算値と、対象の前記表示画素に接続されるソースラインのソース電位の、対象の前記表示画素の書き込みタイミングにおける1フレーム分の第二の積算値との差を用いて算出する、表示制御装置。
  3. 前記補正部は、連続するフレーム間でソース電位の極性が反転する場合に、前記極性の反転に応じて前記積算値の正負の符号を逆転させて用いる、請求項1または2に記載の表示制御装置。
  4. 前記液晶表示装置は、1フレームごとに極性を反転させた前記ソース電圧を前記ソースラインに印加するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示制御装置。
  5. 前記液晶表示装置は、2フレームごとに極性を反転させた前記ソース電圧を前記ソースラインに印加するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の表示制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の表示制御装置を有する液晶表示装置。
  7. 請求項6に記載の液晶表示装置を有するテレビジョン受像機。
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