JPH0736418A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents
表示装置の駆動方法Info
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- JPH0736418A JPH0736418A JP20292693A JP20292693A JPH0736418A JP H0736418 A JPH0736418 A JP H0736418A JP 20292693 A JP20292693 A JP 20292693A JP 20292693 A JP20292693 A JP 20292693A JP H0736418 A JPH0736418 A JP H0736418A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- signal
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- Pending
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】表示パネルの低電圧駆動が可能となり、簡単な
構成で階調表示駆動信号が発生でき、高周波成分と低周
波成分を低減できるので低コストで高コントラスト比で
表示ムラやフリッカーの少ない良好な品質の表示装置を
提供する。 【構成】列電極信号としては、表示パネル上の選択され
た行電極の位置に対応する映像信号を直交関数で変換し
た直交変換信号を加え、選択された行電極への行電極信
号としては、該直交変換信号を復元させ得る直交関数の
信号を加え、かつ、所定の階調レベルを得るために、１
画面のデジタル映像信号をビットの重みごとにビット長
と同数のサブ画面に分配し、各サブ画面における駆動電
圧の尖頭値を信号ビットの重みに対応させるとともに、
サブ画面のロウレベルに対応する駆動電圧の実効値が、
ビットの重みにかかわらず所定の電圧に一致することを
特徴とする。
構成で階調表示駆動信号が発生でき、高周波成分と低周
波成分を低減できるので低コストで高コントラスト比で
表示ムラやフリッカーの少ない良好な品質の表示装置を
提供する。 【構成】列電極信号としては、表示パネル上の選択され
た行電極の位置に対応する映像信号を直交関数で変換し
た直交変換信号を加え、選択された行電極への行電極信
号としては、該直交変換信号を復元させ得る直交関数の
信号を加え、かつ、所定の階調レベルを得るために、１
画面のデジタル映像信号をビットの重みごとにビット長
と同数のサブ画面に分配し、各サブ画面における駆動電
圧の尖頭値を信号ビットの重みに対応させるとともに、
サブ画面のロウレベルに対応する駆動電圧の実効値が、
ビットの重みにかかわらず所定の電圧に一致することを
特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は碁盤目状に配置された表
示装置、いわゆる単純マトリックス型表示装置で、複数
行電極を同時選択し、直交関数で変換された信号を用い
た駆動方法をとる表示装置であって、碁盤目状の横と縦
の電極、つまり行電極と列電極の交点の印加電圧がしき
い値を超えると光の透過率が変化する表示装置に関す
る。
示装置、いわゆる単純マトリックス型表示装置で、複数
行電極を同時選択し、直交関数で変換された信号を用い
た駆動方法をとる表示装置であって、碁盤目状の横と縦
の電極、つまり行電極と列電極の交点の印加電圧がしき
い値を超えると光の透過率が変化する表示装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置を例にとって従来技術を説
明する。従来Ｎr 本の行電極とＭc 本の列電極を備えた
単純マトリックス型の液晶表示パネルを駆動するにあた
って、任意の１本の行電極上の画素に対応する画素信号
の組を列電極に印加すると同時に該行電極に行電極選択
電圧を印加して選択された各画素の光透過率を変化さ
せ、この操作を各行電極１本毎にＮr 本について走査す
るいわゆる線順次走査駆動方式や、あるいは直交変換を
利用して複数の行電極を同時選択しつつ対応する複数行
の直交変換された複合信号を列電極に加える複数同時選
択駆動方式などが知られている。
明する。従来Ｎr 本の行電極とＭc 本の列電極を備えた
単純マトリックス型の液晶表示パネルを駆動するにあた
って、任意の１本の行電極上の画素に対応する画素信号
の組を列電極に印加すると同時に該行電極に行電極選択
電圧を印加して選択された各画素の光透過率を変化さ
せ、この操作を各行電極１本毎にＮr 本について走査す
るいわゆる線順次走査駆動方式や、あるいは直交変換を
利用して複数の行電極を同時選択しつつ対応する複数行
の直交変換された複合信号を列電極に加える複数同時選
択駆動方式などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置では画素
の光透過率は画素が受ける電圧の実効値に依存するしき
い値特性を持っている。上記の駆動方法では光透過率の
最大最小比つまりコントラストが最大となる条件は行電
圧絶対値の最大をＶr 、列電圧絶対値の最大をＶc とし
たときに数１で与えられることが知られている（参考文
献：Paul M. Alt,Peter Pleshko著「Scanning Limitati
ons of Liquid-Crystal-Displays 」,IEEE Transaction
s on Electron Devices,vol.ED-21, No2, February 197
4,pp146-155）。
の光透過率は画素が受ける電圧の実効値に依存するしき
い値特性を持っている。上記の駆動方法では光透過率の
最大最小比つまりコントラストが最大となる条件は行電
圧絶対値の最大をＶr 、列電圧絶対値の最大をＶc とし
たときに数１で与えられることが知られている（参考文
献：Paul M. Alt,Peter Pleshko著「Scanning Limitati
ons of Liquid-Crystal-Displays 」,IEEE Transaction
s on Electron Devices,vol.ED-21, No2, February 197
4,pp146-155）。
【０００４】
【数１】Ｖr ／Ｖc ＝ Ｎr 1/2
【０００５】数１の条件のもとで光透過率最大（または
最小）を与える画素電圧の実効値Ｖonと透過率最小（ま
たは最大）を与える画素電圧の実効値Ｖoff の比は数２
で与えられる。
最小）を与える画素電圧の実効値Ｖonと透過率最小（ま
たは最大）を与える画素電圧の実効値Ｖoff の比は数２
で与えられる。
【０００６】
【数２】Ｖon／Ｖoff ＝（（Ｎr 1/2−１）／（Ｎr 1/2＋
１））1/2
１））1/2
【０００７】またＶoff は数３で与えられる。
【０００８】
【数３】 Ｖoff ＝Ｖc （２（Ｎr −Ｎr 1/2）／Ｎr 2 ）1/2
【０００９】数１と数３から数４のようになる。
【００１０】
【数４】Ｖr ＝Ｖoff ［Ｎr ／（２（１−１／Ｎr
1/2 ））］1/2＝Ｖth［Ｎr ／（２（１−１／
Ｎr 1/2））］1/2
1/2 ））］1/2＝Ｖth［Ｎr ／（２（１−１／
Ｎr 1/2））］1/2
【００１１】すなわちＶoff は通常、透過率対実効値特
性のしきい値Ｖthに設定されるのでこれによってＶc 、
Ｖr が決定されることになる。したがって、行電極数が
多くなるにつれて行電圧が非常に大きい値を求められる
という欠点があった。
性のしきい値Ｖthに設定されるのでこれによってＶc 、
Ｖr が決定されることになる。したがって、行電極数が
多くなるにつれて行電圧が非常に大きい値を求められる
という欠点があった。
【００１２】ところで単純マトリックス表示装置で階調
表示を得るには、行電極の印加電圧を選択期間には＋Ｖ
r または−Ｖr とし、非選択期間には０ｖとしたとき、
列電圧を階調に応じて変化させる振幅変調かまたは印加
時間を変化させることで可能となる。印加時間を変化さ
せる方法には列電圧のパルス幅を変化させる方法（パル
ス幅変調）とパルス幅は一定でパルス数を変化させる方
法がある。パルス数変調の方法は例えば１画面を階調数
のフレーム数（またはフィールド数）で表現し各画素の
階調に応じてＶonとなる列電極パルスを加えるフレーム
数（フィールド数）を決めてやればよい。この方法はフ
レーム変調あるいはフレーム間引きといわれている。
表示を得るには、行電極の印加電圧を選択期間には＋Ｖ
r または−Ｖr とし、非選択期間には０ｖとしたとき、
列電圧を階調に応じて変化させる振幅変調かまたは印加
時間を変化させることで可能となる。印加時間を変化さ
せる方法には列電圧のパルス幅を変化させる方法（パル
ス幅変調）とパルス幅は一定でパルス数を変化させる方
法がある。パルス数変調の方法は例えば１画面を階調数
のフレーム数（またはフィールド数）で表現し各画素の
階調に応じてＶonとなる列電極パルスを加えるフレーム
数（フィールド数）を決めてやればよい。この方法はフ
レーム変調あるいはフレーム間引きといわれている。
【００１３】一方振幅変調はそのままでは列電極に印加
した電圧の実効値すなわち自乗平均値の平方根が列電極
ごとあるいはフレーム毎に異なってくるので表示ムラの
原因となり補正信号を必要とするので、信号処理回路が
複雑になるという欠点がある。
した電圧の実効値すなわち自乗平均値の平方根が列電極
ごとあるいはフレーム毎に異なってくるので表示ムラの
原因となり補正信号を必要とするので、信号処理回路が
複雑になるという欠点がある。
【００１４】またパルス幅変調はパルス幅が狭い信号に
対しては電極抵抗のため駆動点に遠い画素で駆動波形歪
が大きくなって表示ムラが発生し、またパルス幅を十分
広くとってパルス幅変調を行うとフレーム周波数が小さ
くなりすぎて画面のちらつきすなわちフリッカーを発生
させる。フレーム変調はフレーム周波数を大きくできな
ければ階調数が多くなるにつれて低周波の駆動信号成分
が多くなりフリッカーが目立つようになるという欠点が
ある。
対しては電極抵抗のため駆動点に遠い画素で駆動波形歪
が大きくなって表示ムラが発生し、またパルス幅を十分
広くとってパルス幅変調を行うとフレーム周波数が小さ
くなりすぎて画面のちらつきすなわちフリッカーを発生
させる。フレーム変調はフレーム周波数を大きくできな
ければ階調数が多くなるにつれて低周波の駆動信号成分
が多くなりフリッカーが目立つようになるという欠点が
ある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる欠点を解
決し補正信号発生回路を付加する必要なく表示ムラやフ
リッカーが少ない階調表示を可能とする表示装置を提供
することにある。すなわち、行電極と列電極の印加電圧
差に対応して該行電極と該列電極で選ばれた画素の光透
過率が変化する表示装置の駆動方法であって、列電極信
号としては、表示パネル上の選択された行電極の位置に
対応する映像信号を直交関数で変換した直交変換信号を
加え、選択された行電極への行電極信号としては、該直
交関数の信号を加える駆動方法において、所定の階調レ
ベルを得るために、１画面のデジタル映像信号をビット
の重みごとにビット長と同数のサブ画面に分配し、各サ
ブ画面における駆動電圧の尖頭値を信号ビットの重みに
対応させるとともに、サブ画面のロウレベルに対応する
駆動電圧の実効値がビットの重みにかかわらず、所定の
電圧に一致するようにしたことを特徴とする表示装置の
駆動方法を提供するものである。
決し補正信号発生回路を付加する必要なく表示ムラやフ
リッカーが少ない階調表示を可能とする表示装置を提供
することにある。すなわち、行電極と列電極の印加電圧
差に対応して該行電極と該列電極で選ばれた画素の光透
過率が変化する表示装置の駆動方法であって、列電極信
号としては、表示パネル上の選択された行電極の位置に
対応する映像信号を直交関数で変換した直交変換信号を
加え、選択された行電極への行電極信号としては、該直
交関数の信号を加える駆動方法において、所定の階調レ
ベルを得るために、１画面のデジタル映像信号をビット
の重みごとにビット長と同数のサブ画面に分配し、各サ
ブ画面における駆動電圧の尖頭値を信号ビットの重みに
対応させるとともに、サブ画面のロウレベルに対応する
駆動電圧の実効値がビットの重みにかかわらず、所定の
電圧に一致するようにしたことを特徴とする表示装置の
駆動方法を提供するものである。
【００１６】具体的には、複数本の行電極と複数本の列
電極を配置した表示パネルと、駆動信号を受けて表示パ
ネルの行電極と列電極に駆動電圧を印加する行電圧発生
器と列電圧発生器と、直交関数発生器と、直交関数信号
と映像信号から表示駆動信号を合成する駆動信号発生器
と、を備え、同時選択された行電極のパネル上の位置に
対応する映像信号を直交関数で変換した信号を列電極信
号として加え、選択された複数の該行電極には該直交関
数の信号を加える駆動方法であって、１画面のデジタル
映像信号をビットの重み毎にビット長と同数の各サブ画
面に分配し、各サブ画面における駆動電圧の尖頭値を信
号ビットの重みに対応させ、かつ各サブ画面の低レベル
に対応する駆動電圧の実効値がビットの重みにかかわら
ず所定の値に一致するようにして印加することにより目
標の階調レベルを実現することを特徴とする。本発明に
おいては、複数の行電極を同時選択することができる
が、線順次走査を行う場合は、上記の直交関数として
［１］を用いれば本発明を適用できる。以下は行電極を
複数本同時選択する場合を前提として説明する。
電極を配置した表示パネルと、駆動信号を受けて表示パ
ネルの行電極と列電極に駆動電圧を印加する行電圧発生
器と列電圧発生器と、直交関数発生器と、直交関数信号
と映像信号から表示駆動信号を合成する駆動信号発生器
と、を備え、同時選択された行電極のパネル上の位置に
対応する映像信号を直交関数で変換した信号を列電極信
号として加え、選択された複数の該行電極には該直交関
数の信号を加える駆動方法であって、１画面のデジタル
映像信号をビットの重み毎にビット長と同数の各サブ画
面に分配し、各サブ画面における駆動電圧の尖頭値を信
号ビットの重みに対応させ、かつ各サブ画面の低レベル
に対応する駆動電圧の実効値がビットの重みにかかわら
ず所定の値に一致するようにして印加することにより目
標の階調レベルを実現することを特徴とする。本発明に
おいては、複数の行電極を同時選択することができる
が、線順次走査を行う場合は、上記の直交関数として
［１］を用いれば本発明を適用できる。以下は行電極を
複数本同時選択する場合を前提として説明する。
【００１７】まず行電極数が多くなった場合に駆動電圧
の実効値を一定レベル以上得るのに駆動電圧ピーク値が
大きくなってしまうという欠点に対しては、複数本の行
電極を同時選択することと、直交関数による映像信号の
変換とその逆変換を組み合わせることによって駆動電圧
を低減することができる。図２にしたがって駆動電圧低
減方法を示す。
の実効値を一定レベル以上得るのに駆動電圧ピーク値が
大きくなってしまうという欠点に対しては、複数本の行
電極を同時選択することと、直交関数による映像信号の
変換とその逆変換を組み合わせることによって駆動電圧
を低減することができる。図２にしたがって駆動電圧低
減方法を示す。
【００１８】図２においては映像信号がデジタル信号に
変換されてから後の処理を示す。映像信号はフレームメ
モリ１に一旦蓄えられてから表示パネル１１の任意の行
電極Ｌ本（行番号＝ｉ、ｉ＝１〜Ｌ）に対応する水平ラ
インＬ本の信号について関数値が−１と＋１からのみな
る直交関数系により信号変換を行い列信号要素ｇkj'を
得る。「’」は後に述べる補正信号が加わっていない状
態の列信号要素であることを示すものである。すなわち
行番号ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）と列番号ｊ（ｊ＝１〜Ｍc ）に
対応する画素（ｉ、ｊ）の映像信号（階調信号）を
Ｇij、直交関数発生器からの信号を行列［ｄki］で表す
と変換信号は数５のようになる。
変換されてから後の処理を示す。映像信号はフレームメ
モリ１に一旦蓄えられてから表示パネル１１の任意の行
電極Ｌ本（行番号＝ｉ、ｉ＝１〜Ｌ）に対応する水平ラ
インＬ本の信号について関数値が−１と＋１からのみな
る直交関数系により信号変換を行い列信号要素ｇkj'を
得る。「’」は後に述べる補正信号が加わっていない状
態の列信号要素であることを示すものである。すなわち
行番号ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）と列番号ｊ（ｊ＝１〜Ｍc ）に
対応する画素（ｉ、ｊ）の映像信号（階調信号）を
Ｇij、直交関数発生器からの信号を行列［ｄki］で表す
と変換信号は数５のようになる。
【００１９】
【数５】ｇkj' （Δｔk ）＝ΣｄkiＧij、｛ｋ＝１〜
Ｌ、ｉ＝１〜Ｌ｝
Ｌ、ｉ＝１〜Ｌ｝
【００２０】ｋは時間に関する添字であって１からＬの
値をとる。（Δｔk ）は行電極の組［ｉ（ｉ＝１〜
Ｌ）］が選択されている時間Δｔs に対して数６の関係
になる。
値をとる。（Δｔk ）は行電極の組［ｉ（ｉ＝１〜
Ｌ）］が選択されている時間Δｔs に対して数６の関係
になる。
【００２１】
【数６】LΣk=1 ｛ｔk ｝＝Δｔs
【００２２】なおここで、 LΣk=1 ｛ ｝とは、
｛ ｝内の式のｋ＝１からＬまでの総和をとることを示
すこととする。以下、同様な表記法をとる。ｉは前述の
ように行電極の番号を表す。ｊ列上のＬ個の画素をひと
組として時間軸上でＬ個の信号に展開されたことにな
る。以後は特に断らない限りｇkj' はｇkj' （Δｔk ）
を表すものとする。ここで［ｄki］は直交関数として例
えばＷａｌｓｈ関数系を使用した場合は表１に示される
関数値をとる。
｛ ｝内の式のｋ＝１からＬまでの総和をとることを示
すこととする。以下、同様な表記法をとる。ｉは前述の
ように行電極の番号を表す。ｊ列上のＬ個の画素をひと
組として時間軸上でＬ個の信号に展開されたことにな
る。以後は特に断らない限りｇkj' はｇkj' （Δｔk ）
を表すものとする。ここで［ｄki］は直交関数として例
えばＷａｌｓｈ関数系を使用した場合は表１に示される
関数値をとる。
【００２３】
【表１】
【００２４】ここではまず、Ｗａｌｓｈ関数の次数Ｌと
行電極の同時選択本数とはとりあえず等しいものとして
記述を進める。
行電極の同時選択本数とはとりあえず等しいものとして
記述を進める。
【００２５】列番号ｊで行番号がｉである映像信号Ｇij
（ｉ＝１〜Ｌ）の組がｊ列電極に関するＬ個の信号ｇ
kj' （ｋ＝１〜Ｌ）に変換され、時間軸上で展開され
る。一方表示パネル１１上で元の映像信号に対応した表
示にするためにはｇkj' を逆変換してやればよい。逆変
換は数７で表される。
（ｉ＝１〜Ｌ）の組がｊ列電極に関するＬ個の信号ｇ
kj' （ｋ＝１〜Ｌ）に変換され、時間軸上で展開され
る。一方表示パネル１１上で元の映像信号に対応した表
示にするためにはｇkj' を逆変換してやればよい。逆変
換は数７で表される。
【００２６】
【数７】［Ｇij］＝［ｄki］-1［ｇkj' ］
【００２７】直交関数の性質から［ｄki］＝［ｄik］と
なるので数８のようになる。
なるので数８のようになる。
【００２８】
【数８】［Ｇij］＝（１／Ｌ）［ｄik］［ｇkj' ］ ＝（１／Ｌ） LΣk=1 ｛ｄikｇkj' ｝
【００２９】これを実現するには、同時選択された行電
極ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）に対し、直交関数［ｄik］を駆動信
号として用いればよい。このようにすると、液晶の光透
過率が印加電圧の実効値すなわち自乗平均値の平方根に
応答することから、次に示すように表示信号が行信号
（ｄik）と列信号（ｇkj' ）との積和 LΣk=1 ｛ｄikｇ
kj' ｝を含むことになり、元の映像信号と対応した復元
信号が得られるからである。そのことを以下に詳しく説
明する。
極ｉ（ｉ＝１〜Ｌ）に対し、直交関数［ｄik］を駆動信
号として用いればよい。このようにすると、液晶の光透
過率が印加電圧の実効値すなわち自乗平均値の平方根に
応答することから、次に示すように表示信号が行信号
（ｄik）と列信号（ｇkj' ）との積和 LΣk=1 ｛ｄikｇ
kj' ｝を含むことになり、元の映像信号と対応した復元
信号が得られるからである。そのことを以下に詳しく説
明する。
【００３０】画素（ｉ、ｊ）の１フレームで印加される
電圧の実効値をＶijとすると、数９、数１０となる。
電圧の実効値をＶijとすると、数９、数１０となる。
【００３１】
【数９】Ｖij 2=[LΣk=1{（ｄikＶr −ｇkj' Ｖc ）2}+F
Σk=L+1{（ｇuj' Ｖc)2}］／Ｆ
Σk=L+1{（ｇuj' Ｖc)2}］／Ｆ
【００３２】
【数１０】Ｆ＝Ｌ・Ｍ Ｆ≧Ｎr
【００３３】ここでＭは一度にＬ本の行電極を同時選択
したとき行電極数Ｎr をすべて走査するのに必要な同時
選択の回数、すなわち１フレームを完成させるのに必要
な同時選択の回数なのでＦはＮr より大きいかあるいは
等しい整数である。
したとき行電極数Ｎr をすべて走査するのに必要な同時
選択の回数、すなわち１フレームを完成させるのに必要
な同時選択の回数なのでＦはＮr より大きいかあるいは
等しい整数である。
【００３４】また（ｄikＶr ）は直交関数発生器８から
得られた行駆動信号ｄikが行信号発生器９に送られ、そ
の結果行電圧発生装置１０から行電極ｉに印加される電
圧であり、（ｇkj' Ｖc ）は変換信号ｇkj' が列信号バ
ッファメモリ６から列電圧発生装置７に送られ、その結
果列電極ｊに印加される電圧である。数９の第１項は行
電極が選択されている期間、第２項は非選択期間の自乗
平均値にそれぞれ対応する。非選択期間の行電圧は０で
あり、その間の時間は数１１で表される。
得られた行駆動信号ｄikが行信号発生器９に送られ、そ
の結果行電圧発生装置１０から行電極ｉに印加される電
圧であり、（ｇkj' Ｖc ）は変換信号ｇkj' が列信号バ
ッファメモリ６から列電圧発生装置７に送られ、その結
果列電極ｊに印加される電圧である。数９の第１項は行
電極が選択されている期間、第２項は非選択期間の自乗
平均値にそれぞれ対応する。非選択期間の行電圧は０で
あり、その間の時間は数１１で表される。
【００３５】
【数１１】Ｌ・（Ｍ−１）・（Δｔk ）
【００３６】数９を展開して整理すると数１２になる。
【００３７】
【数１２】Ｖij 2＝[LΣk=1{（ｄikＶr ）2 ｝＋ FΣu=1
{（ｇuj' Ｖc ）2 ｝−２ LΣk=1{（ｄikｇkj' ）Ｖr
Ｖc ｝］／Ｆ
{（ｇuj' Ｖc ）2 ｝−２ LΣk=1{（ｄikｇkj' ）Ｖr
Ｖc ｝］／Ｆ
【００３８】ｄik＝±１なので数１２の第１項は数１３
のようになり一定である。
のようになり一定である。
【００３９】
【数１３】LΣk=1 ｛（ｄikＶr ）2 ｝＝ＬＶr 2
【００４０】また数１２の第３項はｇkj' の逆変換とな
っていることが数８から明らかである。数１２の第３項
に数８を代入すると数１４となる。
っていることが数８から明らかである。数１２の第３項
に数８を代入すると数１４となる。
【００４１】
【数１４】２ LΣk=1 ｛（ｄikｇkj' ）Ｖr Ｖc ｝＝２
ＬＧijＶr Ｖc
ＬＧijＶr Ｖc
【００４２】したがって数１２の第２項を一定に保てば
Ｖijは映像信号Ｇijと１対１に対応することになり映像
が復元されることになる。
Ｖijは映像信号Ｇijと１対１に対応することになり映像
が復元されることになる。
【００４３】数１２の第２項はもともと、F Σu=1{（ｇujＶc ）2 ｝＝［ FΣk=L+1{（ｇlj' ）
2 ｝＋ LΣk=1{（ｇkj' ）2 ］Ｖc 2 なのでまず映像信号Ｇijを直交変換した信号の正味の自
乗加算値である、 Σk ｛（ｇkj' ）2 ｝ について吟味してみる。行列［ｄki］が直交関数である
ことを用いると、数１５のようになる。
2 ｝＋ LΣk=1{（ｇkj' ）2 ］Ｖc 2 なのでまず映像信号Ｇijを直交変換した信号の正味の自
乗加算値である、 Σk ｛（ｇkj' ）2 ｝ について吟味してみる。行列［ｄki］が直交関数である
ことを用いると、数１５のようになる。
【００４４】
【数１５】Σk ｛（ｇkj' ）2 ｝＝Σk ｛（Σi ｛ｄki
Ｇij｝）2 ｝＝ＬΣi ｛Ｇij 2 ｝
Ｇij｝）2 ｝＝ＬΣi ｛Ｇij 2 ｝
【００４５】ここでＧijが２値のみの信号の場合、すな
わち「明」あるいは「暗」のみの場合を考えてみると、
Ｇij＝±ｑ、ｑを一定値とすると、数１６のようにな
る。
わち「明」あるいは「暗」のみの場合を考えてみると、
Ｇij＝±ｑ、ｑを一定値とすると、数１６のようにな
る。
【００４６】
【数１６】Σk （ｇkj' ）2 ＝Ｌ2 ｑ2
【００４７】したがって数１２の第２項は次のようにな
る。
る。
【００４８】
【数１７】FΣp （ｇpjＶc ）2 ＝ＦＬｑ2 Ｖc 2
【００４９】すなわち映像信号が２値信号であれば数１
２の第２項は一定となる。他方映像信号が２値以外の中
間レベルをとる場合には数１２の第２項は一定とはなら
ず補正信号を必要とする。
２の第２項は一定となる。他方映像信号が２値以外の中
間レベルをとる場合には数１２の第２項は一定とはなら
ず補正信号を必要とする。
【００５０】数１３、数１４、および数１７を用いて数
１２を書き直すと次式のようになる。 Ｖij 2 ＝［ＬＶr 2＋ＦＬｑ2 Ｖc 2−２ＬＧijＶr Ｖc ］
／Ｆ
１２を書き直すと次式のようになる。 Ｖij 2 ＝［ＬＶr 2＋ＦＬｑ2 Ｖc 2−２ＬＧijＶr Ｖc ］
／Ｆ
【００５１】上式は行電圧ピーク値Ｖr と列電圧のピー
ク値Ｖc が一定であれば画素の実効電圧は映像信号にそ
のまま対応させられることを示す。
ク値Ｖc が一定であれば画素の実効電圧は映像信号にそ
のまま対応させられることを示す。
【００５２】次に（Ｖij 2 ）の最大値と最小値を求め
る。これは従来方式の説明における数１から数３と比較
するためである。上式の第１項、第２項は定数なので第
３項が最大値あるいは最小値を決定する。またＧij＝±
ｑ、（ｑ＝一定）としたので最小値：（Ｖij 2 ）MIN と
最大値：（Ｖij 2 ）MAX はそれぞれ数１８および数１９
のようになる。
る。これは従来方式の説明における数１から数３と比較
するためである。上式の第１項、第２項は定数なので第
３項が最大値あるいは最小値を決定する。またＧij＝±
ｑ、（ｑ＝一定）としたので最小値：（Ｖij 2 ）MIN と
最大値：（Ｖij 2 ）MAX はそれぞれ数１８および数１９
のようになる。
【００５３】
【数１８】（Ｖij 2 ）MIN ＝Ｌ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2−２
ｑＶr Ｖc ］／Ｆ
ｑＶr Ｖc ］／Ｆ
【００５４】
【数１９】（Ｖij 2 ）MAX ＝Ｌ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２
ｑＶr Ｖc ］／Ｆ
ｑＶr Ｖc ］／Ｆ
【００５５】（Ｖij 2 ）の最大値と最小値の比つまり選
択比を求める。これは数２で述べたｏｎ／ｏｆｆ比と同
じ意味である。選択比を（ＳＲ）とすれば数２０のよう
になる。
択比を求める。これは数２で述べたｏｎ／ｏｆｆ比と同
じ意味である。選択比を（ＳＲ）とすれば数２０のよう
になる。
【００５６】
【数２０】（ＳＲ）2 ＝［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］ ／［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2−２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］
【００５７】数２０の最大値は（Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2）が
最小値をとる場合、つまり数２１が成り立つ場合であ
る。
最小値をとる場合、つまり数２１が成り立つ場合であ
る。
【００５８】
【数２１】Ｖr 2＝Ｆｑ2 Ｖc 2
【００５９】これを数２０に代入して整理すると数２２
になる。
になる。
【００６０】
【数２２】 （ＳＲ）2 MAX＝（Ｆ1/2 ＋１）／（Ｆ1/2 −１）
【００６１】また数２１の条件下で画素電圧の最小値は
数１９から数２３のようになる。
数１９から数２３のようになる。
【００６２】
【数２３】（Ｖij 2 ）MIN ＝Ｌ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2−２
ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］／Ｆ＝２Ｌ［１−１／Ｆ1/2 ）］Ｖr 2
／Ｆ
ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］／Ｆ＝２Ｌ［１−１／Ｆ1/2 ）］Ｖr 2
／Ｆ
【００６３】これをしきい値電圧Ｖthに設定すれば、Ｆ
＝ＭＬなので数２４が得られる。
＝ＭＬなので数２４が得られる。
【００６４】
【数２４】 Ｖr ＝Ｖth［Ｍ／（２（１−１／（Ｆ1/2 ））］1/2
【００６５】数２４と数４を比べてみると行電極数が多
い場合は、 Ｎr 1/2＞＞１、Ｆ1/2 ＞＞１ とできるので、数２４で示される行電圧ピーク値の方が
（Ｍ／Ｎr ）1/2 倍に低減されている。数２１で示され
るように行駆動ピーク電圧Ｖr と列駆動ピーク電圧Ｖc
との比は（Ｆ1/2 ｑ）となっており、これは通常１より
大きいのでＶr ＞Ｖc である。またＦ＝ＬＭであり、こ
れはＮr に近い数字であるからｏｎ／ｏｆｆ比つまり選
択比（数２２）は従来方式のｏｎ／ｏｆｆ比（数２）と
ほぼ同じ値となっている。
い場合は、 Ｎr 1/2＞＞１、Ｆ1/2 ＞＞１ とできるので、数２４で示される行電圧ピーク値の方が
（Ｍ／Ｎr ）1/2 倍に低減されている。数２１で示され
るように行駆動ピーク電圧Ｖr と列駆動ピーク電圧Ｖc
との比は（Ｆ1/2 ｑ）となっており、これは通常１より
大きいのでＶr ＞Ｖc である。またＦ＝ＬＭであり、こ
れはＮr に近い数字であるからｏｎ／ｏｆｆ比つまり選
択比（数２２）は従来方式のｏｎ／ｏｆｆ比（数２）と
ほぼ同じ値となっている。
【００６６】次に同時選択の本数とＷａｌｓｈ関数の次
数Ｌとの関係について言及する。上に述べてきた範囲で
は行電極同時選択本数をＳとしてＳ＝Ｌの場合であった
が、Ｓ≠Ｌの場合にはＬ＞ＳとなるようにＷａｌｓｈ関
数を選ぶ必要がある。その場合には同時選択の回数Ｍは
Ｍ・Ｓ＞Ｎr となる最小の整数であり、１フレームあた
りの時間はＦ＝Ｌ・Ｍ・Δｔk となってＳとＬが等しい
場合に比べ長くなり、また選択比も小さくなる。
数Ｌとの関係について言及する。上に述べてきた範囲で
は行電極同時選択本数をＳとしてＳ＝Ｌの場合であった
が、Ｓ≠Ｌの場合にはＬ＞ＳとなるようにＷａｌｓｈ関
数を選ぶ必要がある。その場合には同時選択の回数Ｍは
Ｍ・Ｓ＞Ｎr となる最小の整数であり、１フレームあた
りの時間はＦ＝Ｌ・Ｍ・Δｔk となってＳとＬが等しい
場合に比べ長くなり、また選択比も小さくなる。
【００６７】以上述べてきたように行電極の複数同時選
択と直交関数変換によって駆動電圧を低減できることが
示された。
択と直交関数変換によって駆動電圧を低減できることが
示された。
【００６８】次に映像信号と列駆動信号との関係につい
て述べる。数１６と表１に示される関数値から数２５の
関係が得られる。
て述べる。数１６と表１に示される関数値から数２５の
関係が得られる。
【００６９】
【数２５】（ｇkj' ）MAX ＝Ｌｑ
【００７０】これは映像信号と駆動信号との間のスケー
ルファクタがＬであることを示す。したがって列駆動信
号の階調レベル数は明暗の２値表示に対しＬ個のレベル
が必要となる。次に２値表示だけのサブ画面を使った階
調表現の方法について述べる。
ルファクタがＬであることを示す。したがって列駆動信
号の階調レベル数は明暗の２値表示に対しＬ個のレベル
が必要となる。次に２値表示だけのサブ画面を使った階
調表現の方法について述べる。
【００７１】表示階調は視覚の残像特性を利用して例え
ば明暗２値の画面を時間軸上で重ね合わせて実現するこ
とができる。例えば、そのひとつとして１フレームを階
調数より１だけ少ないサブ画面（フィールド画面）に分
けて各画素の階調に応じて「明」と「暗」を振り分けて
表示すればよい（いわゆるフレーム間引き）。しかしこ
の方法ではフィールド数は階調数より１少ないだけであ
り階調数が増えるとフレーム周波数を小さくせざるを得
なくなりフリッカーがでやすくなる。発明者はこのよう
な欠点を解決するために、各フィールドでの「明」部の
輝度に重みを付ける方法を提案している。
ば明暗２値の画面を時間軸上で重ね合わせて実現するこ
とができる。例えば、そのひとつとして１フレームを階
調数より１だけ少ないサブ画面（フィールド画面）に分
けて各画素の階調に応じて「明」と「暗」を振り分けて
表示すればよい（いわゆるフレーム間引き）。しかしこ
の方法ではフィールド数は階調数より１少ないだけであ
り階調数が増えるとフレーム周波数を小さくせざるを得
なくなりフリッカーがでやすくなる。発明者はこのよう
な欠点を解決するために、各フィールドでの「明」部の
輝度に重みを付ける方法を提案している。
【００７２】この方法によれば前者よりフィールド数を
低減することができる。すなわち映像信号の各ビットに
１フィールドを当て、ビットの重みに応じて列駆動電圧
のピーク値と行駆動電圧のピーク値を調整する。この調
整は、列駆動電圧と行駆動電圧とについて、同時に行っ
てもよいが、片方のみについて行ってもよい。Ｎビット
の映像信号に対し前者では（２Ｎ−１）フィールドが必
要であるが発明者の提案した方法ではＮフィールドだけ
でよい。
低減することができる。すなわち映像信号の各ビットに
１フィールドを当て、ビットの重みに応じて列駆動電圧
のピーク値と行駆動電圧のピーク値を調整する。この調
整は、列駆動電圧と行駆動電圧とについて、同時に行っ
てもよいが、片方のみについて行ってもよい。Ｎビット
の映像信号に対し前者では（２Ｎ−１）フィールドが必
要であるが発明者の提案した方法ではＮフィールドだけ
でよい。
【００７３】各フィールドの駆動電圧ピーク値は次のよ
うな方法で決めることができる。通常のＳＴＮ型液晶表
示装置の電圧−透過率特性についてみてみると例えば図
１２に示される特性になっている場合がある。図１２で
は図から明らかなようにしきい値電圧Ｖthより低い画素
電圧ではむしろＶth点より透過率が大きくなっている。
このような場合、単純にＶon／Ｖoff 比が最大になるよ
うに列電圧と行電圧を決めたのでは、「暗」に対応する
画素電圧Ｖoff がＶth点より低くなる。したがって、コ
ントラストを低下させ、またＶth点より大きい透過率レ
ベルが階調表示の低レベル側の限界を決めることにな
る。
うな方法で決めることができる。通常のＳＴＮ型液晶表
示装置の電圧−透過率特性についてみてみると例えば図
１２に示される特性になっている場合がある。図１２で
は図から明らかなようにしきい値電圧Ｖthより低い画素
電圧ではむしろＶth点より透過率が大きくなっている。
このような場合、単純にＶon／Ｖoff 比が最大になるよ
うに列電圧と行電圧を決めたのでは、「暗」に対応する
画素電圧Ｖoff がＶth点より低くなる。したがって、コ
ントラストを低下させ、またＶth点より大きい透過率レ
ベルが階調表示の低レベル側の限界を決めることにな
る。
【００７４】本発明では、より良好な階調表示を実現す
るに、どのフィールドにおいてもＶoff が透過率極小点
となるようにする。次にＶoff を常にＶth、すなわち透
過率極小点に一致させる駆動方法について説明する。今
までの説明では非選択時の行電極バイアスは０ｖとして
きたが０ではない一定なバイアス電圧ＶR0をかけると画
素電圧の自乗平均値はＶijを実効値として数２６とな
る。
るに、どのフィールドにおいてもＶoff が透過率極小点
となるようにする。次にＶoff を常にＶth、すなわち透
過率極小点に一致させる駆動方法について説明する。今
までの説明では非選択時の行電極バイアスは０ｖとして
きたが０ではない一定なバイアス電圧ＶR0をかけると画
素電圧の自乗平均値はＶijを実効値として数２６とな
る。
【００７５】
【数２６】Ｖij 2 ＝［ LΣK=1 ｛（ｄikＶr −ｇkj' Ｖ
c ）2 ｝＋ FΣu=L+1 ｛（ＶR0−ｇuj' Ｖc ）2 ｝］／
Ｆ これを展開して整理すると数２７になる。
c ）2 ｝＋ FΣu=L+1 ｛（ＶR0−ｇuj' Ｖc ）2 ｝］／
Ｆ これを展開して整理すると数２７になる。
【００７６】
【数２７】Ｖij 2 ＝［ LΣk=1 ｛（ｄikＶr ）2 ｝−２
LΣK=1 ｛ｄikｇkj' ｝Ｖr Ｖc＋ FΣu=1 ｛（ｇuj'
Ｖc ）2 ｝＋（Ｆ−Ｌ）（Ｖr0 2 ）−２ FΣu=L+1 ｛ｇ
uj' ｝ＶR0Ｖc ］／Ｆ
LΣK=1 ｛ｄikｇkj' ｝Ｖr Ｖc＋ FΣu=1 ｛（ｇuj'
Ｖc ）2 ｝＋（Ｆ−Ｌ）（Ｖr0 2 ）−２ FΣu=L+1 ｛ｇ
uj' ｝ＶR0Ｖc ］／Ｆ
【００７７】後段の実施例でも述べるように一般に液晶
パネル上に直流電位を残さないためにひと組のフィール
ドデータに対し駆動電圧の符号が交流化されている。し
たがって数２７についてＶR0の符号はそのままで駆動電
圧の符号反転までを含めて数２７の第４項の符号だけが
変化するので数２８のように整理される。
パネル上に直流電位を残さないためにひと組のフィール
ドデータに対し駆動電圧の符号が交流化されている。し
たがって数２７についてＶR0の符号はそのままで駆動電
圧の符号反転までを含めて数２７の第４項の符号だけが
変化するので数２８のように整理される。
【００７８】
【数２８】Ｖij 2 ＝［ LΣk=1 ｛（ｄikＶr ）2 ｝＋ F
Σu=1 ｛（ｇuj' Ｖc ）2 ｝−２ LΣk=1 ｛ｄikｇ
kj' ｝Ｖr Ｖc ＋（Ｆ−Ｌ）ＶR0 2 ］／Ｆ
Σu=1 ｛（ｇuj' Ｖc ）2 ｝−２ LΣk=1 ｛ｄikｇ
kj' ｝Ｖr Ｖc ＋（Ｆ−Ｌ）ＶR0 2 ］／Ｆ
【００７９】本方法では、映像信号は明暗２値だけの場
合を考えれば十分なので数２８の値はＶR0が０の場合の
最大・最小値である数１８、数１９と同様にして数２９
のようになる。
合を考えれば十分なので数２８の値はＶR0が０の場合の
最大・最小値である数１８、数１９と同様にして数２９
のようになる。
【００８０】
【数２９】（Ｖij 2 )=Ｌ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2±２ｑ｜Ｖ
r Ｖc ｜＋（Ｍ−１）ＶR0 2 ］／Ｆ
r Ｖc ｜＋（Ｍ−１）ＶR0 2 ］／Ｆ
【００８１】次に各フィールドの駆動電圧ピーク値をき
めるにあたって列電圧ピーク値と行電圧ピークを同時に
変化させる場合について説明する。ピーク電圧比は同じ
割合、すなわち数２１の関係を保つようにして駆動電圧
ピーク値をｋ（ｋは駆動電圧低減比で、０＜ｋ＜１）倍
にすると画素電圧は数１８、数１９および数２４とから
数３０のようになる。
めるにあたって列電圧ピーク値と行電圧ピークを同時に
変化させる場合について説明する。ピーク電圧比は同じ
割合、すなわち数２１の関係を保つようにして駆動電圧
ピーク値をｋ（ｋは駆動電圧低減比で、０＜ｋ＜１）倍
にすると画素電圧は数１８、数１９および数２４とから
数３０のようになる。
【００８２】
【数３０】（Ｖij 2 ）＝Ｌ｛ｋ2 ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2±
２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ
２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ
【００８３】与えられたＶR0に対して上式の最小値・最
大値は数３１となる。
大値は数３１となる。
【００８４】
【数３１】（Ｖij 2 ）MIN ＝Ｌ｛ｋ2 ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖ
c 2−２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ （Ｖij 2 ）MAX ＝Ｌ｛ｋ2 ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜
Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ
c 2−２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ （Ｖij 2 ）MAX ＝Ｌ｛ｋ2 ［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜
Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶR0 2 ］｝／Ｆ
【００８５】画素（ｉｊ）の映像信号をＮビット長の２
進数として数３２のように表す。
進数として数３２のように表す。
【００８６】
【数３２】 Ｇij＝｛ｄ１ij、ｄ２ij、ｄ３ij、・・・、ｄＮij｝
【００８７】ここで添字の番号の小さい方を重みの大き
いビットとする。ビット（ｄＮij）に対して「明」に対
応する画素電圧をＶN とする。また「暗」に対応するの
はＶthであるから数３１を対応させると数３３を得る。
いビットとする。ビット（ｄＮij）に対して「明」に対
応する画素電圧をＶN とする。また「暗」に対応するの
はＶthであるから数３１を対応させると数３３を得る。
【００８８】
【数３３】（Ｖth 2 ）＝Ｌ｛ＫN 2［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2−
２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶRN 2 ］｝／Ｆ （ＶN 2）＝Ｌ｛ＫN 2［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜Ｖr Ｖ
c ｜］＋［（Ｍ−１）ＶRN 2 ］｝／Ｆ
２ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］＋［（Ｍ−１）ＶRN 2 ］｝／Ｆ （ＶN 2）＝Ｌ｛ＫN 2［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜Ｖr Ｖ
c ｜］＋［（Ｍ−１）ＶRN 2 ］｝／Ｆ
【００８９】数３３でＶRNはＮビットサブフィールドの
非選択電圧であり、ＫN はＮビットサブフィールドの駆
動電圧低減比である。ここで最も重い（ｄ１ij）のフィ
ールドに対しては ＫN ＝１、ＶRN＝０となる場合であ
り数２１〜数２４を満足するように決定された駆動電圧
Ｖr 、Ｖc そのまま使用する。この時（数２４）のＶth
は図１２で示されるしきい値であり、図１２のＶ1 が数
１９の（ＶijMAX ）に相当する。Ｖthが与えられればＶ
1 は一意的に決められる。ここでＶijMAX をＶMAX と記
することにする。（ｄ１ij）に対して数３３は次のよう
になる。
非選択電圧であり、ＫN はＮビットサブフィールドの駆
動電圧低減比である。ここで最も重い（ｄ１ij）のフィ
ールドに対しては ＫN ＝１、ＶRN＝０となる場合であ
り数２１〜数２４を満足するように決定された駆動電圧
Ｖr 、Ｖc そのまま使用する。この時（数２４）のＶth
は図１２で示されるしきい値であり、図１２のＶ1 が数
１９の（ＶijMAX ）に相当する。Ｖthが与えられればＶ
1 は一意的に決められる。ここでＶijMAX をＶMAX と記
することにする。（ｄ１ij）に対して数３３は次のよう
になる。
【００９０】（Ｖth 2 ）＝Ｌ｛［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2−２
ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］｝／Ｆ （Ｖ1 2） ＝Ｌ｛［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜Ｖr Ｖc
｜］｝／Ｆ これを使って数３３を書き直すと数３４を得る。
ｑ｜Ｖr Ｖc ｜］｝／Ｆ （Ｖ1 2） ＝Ｌ｛［Ｖr 2＋Ｆｑ2 Ｖc 2＋２ｑ｜Ｖr Ｖc
｜］｝／Ｆ これを使って数３３を書き直すと数３４を得る。
【００９１】
【数３４】 （Ｖth 2 ）＝ＫN 2Ｖth 2 ＋Ｌ（Ｍ−１）ＶRN 2 ／Ｆ （ＶN 2） ＝ＫN 2ＶMAX 2＋Ｌ（Ｍ−１）ＶRN 2 ／Ｆ
【００９２】これを（ＫN ）と（ＶRN）について解くと
数３５を得る。
数３５を得る。
【００９３】
【数３５】 （ＫN ）2 ＝（ＶN 2−Ｖth 2 ）／（ＶMAX 2−Ｖth 2 ） （ＶRN）2 ＝Ｖth 2 Ｍ（ＶMAX 2−ＶN 2）／（Ｍ−１）
【００９４】数３５においてＶN を与えれば駆動条件が
決定される。したがって例えば（ｄ２ij）に対しては重
みが（ｄ１ij）の２分の１なので図１２の特性からＶ1
に対応する透過率の半分となる画素電圧実効値Ｖ2 を求
め、これと数３５から必要な駆動電圧低減率（Ｋ2 ）と
バイアス電圧ＶR2を割り出す。同様にして（ｄ３ij）以
下のビットに対応する列電圧ピーク値を決めることがで
きる。
決定される。したがって例えば（ｄ２ij）に対しては重
みが（ｄ１ij）の２分の１なので図１２の特性からＶ1
に対応する透過率の半分となる画素電圧実効値Ｖ2 を求
め、これと数３５から必要な駆動電圧低減率（Ｋ2 ）と
バイアス電圧ＶR2を割り出す。同様にして（ｄ３ij）以
下のビットに対応する列電圧ピーク値を決めることがで
きる。
【００９５】図１は本発明による液晶表示装置のブロッ
ク図であり、図２の構成にフィールドカウンタ３、基準
電圧セレクタ２および非選択電圧発生器１４を付け加
え、行電極複数同時選択と直交関数変換を使い、映像信
号のビット毎にフィールド画面を割り当て、ビット重み
に対応して行および列の両駆動電圧基準値を変化させ階
調表示をできるようにしたものである。フレームメモリ
１からの映像信号はフィールド番号とアドレスデータに
したがって取り出されるがフィールド番号によって処理
されるビット重みが決められており、映像信号バッファ
メモリ５に送られる。
ク図であり、図２の構成にフィールドカウンタ３、基準
電圧セレクタ２および非選択電圧発生器１４を付け加
え、行電極複数同時選択と直交関数変換を使い、映像信
号のビット毎にフィールド画面を割り当て、ビット重み
に対応して行および列の両駆動電圧基準値を変化させ階
調表示をできるようにしたものである。フレームメモリ
１からの映像信号はフィールド番号とアドレスデータに
したがって取り出されるがフィールド番号によって処理
されるビット重みが決められており、映像信号バッファ
メモリ５に送られる。
【００９６】ビットの重み毎にフィールド表示する方法
としては上記の方法以外に行電圧かまたは列電圧のどち
らか一方を固定し他方の基準電圧を変化させてもよい。
としては上記の方法以外に行電圧かまたは列電圧のどち
らか一方を固定し他方の基準電圧を変化させてもよい。
【００９７】
【作用】以上の方法によって、従来と比較して表示パネ
ル駆動電圧ピーク値の低減に寄与し、階調表示におい
て、影像信号の重みに対応させてフィールド画面の行電
極および列電極の駆動基準電圧を変化させると共に非選
択行電極にバイアス電圧を印加する事によって、 １画面
を複数のフィールドで合成して階調表現する方式として
は最少のフィールド数で実現でき、しかも「暗」レベル
をどのフィールドでもしきい値に一致させてあるのでコ
ントラストが大きくフリッカーを少なくでき、また補正
信号を必要としないので性能対価格比を大きくできる。
ル駆動電圧ピーク値の低減に寄与し、階調表示におい
て、影像信号の重みに対応させてフィールド画面の行電
極および列電極の駆動基準電圧を変化させると共に非選
択行電極にバイアス電圧を印加する事によって、 １画面
を複数のフィールドで合成して階調表現する方式として
は最少のフィールド数で実現でき、しかも「暗」レベル
をどのフィールドでもしきい値に一致させてあるのでコ
ントラストが大きくフリッカーを少なくでき、また補正
信号を必要としないので性能対価格比を大きくできる。
【００９８】
【実施例】行電極数２４０、列電極数３２０×３＝９６
０本の液晶表示パネルを用意し、行電極の同時選択本数
を８本として本発明の実施例を図３のように構成した。
イメージ上は１行当り３２０個の画素であるがＲＧＢの
３原色に分解して表示するので９６０本の列電極が必要
となる。図３の構成はフレームメモリ１、基準電圧セレ
クタ２、フィールドカウンタ３、直交変換信号発生器
４、映像信号バッファメモリ５、列信号バッファメモリ
６、列電圧発生装置７、直交関数発生器８、行信号発生
器９、行電圧発生装置１０、コントローラ１２、非選択
電圧発生器１４、および表示パネル１１からなってい
る。
０本の液晶表示パネルを用意し、行電極の同時選択本数
を８本として本発明の実施例を図３のように構成した。
イメージ上は１行当り３２０個の画素であるがＲＧＢの
３原色に分解して表示するので９６０本の列電極が必要
となる。図３の構成はフレームメモリ１、基準電圧セレ
クタ２、フィールドカウンタ３、直交変換信号発生器
４、映像信号バッファメモリ５、列信号バッファメモリ
６、列電圧発生装置７、直交関数発生器８、行信号発生
器９、行電圧発生装置１０、コントローラ１２、非選択
電圧発生器１４、および表示パネル１１からなってい
る。
【００９９】フレームメモリ１は２４０行×９６０列×
５ビットの構成で図１０にそのブロック図を示す。フレ
ームメモリ１にはＲＧＢの各信号をアナログ・デジタル
変換した後ガンマ補正をかけて各水平ラインに対応して
ＲＧＢの順序で格納する。本実施例では各画素の輝度信
号（階調信号）のデータ長は５ビットとしたのでメモリ
１の構成も５ビット長としたが入力信号が８ビット長で
あるならばガンマ補正回路に８／５ビット変換を含ませ
て図７に示す構成としてもよい。使用した表示パネル１
１の平均応答時間は５０ｍｓ、しきい値電圧は２．５Ｖ
rms であった。
５ビットの構成で図１０にそのブロック図を示す。フレ
ームメモリ１にはＲＧＢの各信号をアナログ・デジタル
変換した後ガンマ補正をかけて各水平ラインに対応して
ＲＧＢの順序で格納する。本実施例では各画素の輝度信
号（階調信号）のデータ長は５ビットとしたのでメモリ
１の構成も５ビット長としたが入力信号が８ビット長で
あるならばガンマ補正回路に８／５ビット変換を含ませ
て図７に示す構成としてもよい。使用した表示パネル１
１の平均応答時間は５０ｍｓ、しきい値電圧は２．５Ｖ
rms であった。
【０１００】映像信号の最重要ビット（ＭＳＢ）に対し
て行電極駆動電圧のピーク値Ｖr は±１０．０Ｖ、列電
極駆動電圧のピーク値Ｖc は±５．１６４Ｖを使用し
た。このとき非選択行の電圧は０ｖである。その他のビ
ットに対する行電圧ピーク値、列電圧ピーク値、および
非選択行電圧は表２のように設定した。以下では各ビッ
トにおいて選択電圧は、±ＶR である。
て行電極駆動電圧のピーク値Ｖr は±１０．０Ｖ、列電
極駆動電圧のピーク値Ｖc は±５．１６４Ｖを使用し
た。このとき非選択行の電圧は０ｖである。その他のビ
ットに対する行電圧ピーク値、列電圧ピーク値、および
非選択行電圧は表２のように設定した。以下では各ビッ
トにおいて選択電圧は、±ＶR である。
【０１０１】
【表２】
【０１０２】列電極はＲＧＢの３原色の順序で配置され
各々３２０本、合計９６０本からなっている。表示パネ
ル上辺の行電極から３０水平ラインおきに合計８本の行
電極の組で同時選択することにしてまず対応する水平ラ
インのメモリーのＭＳＢ領域からバッファメモリ５に信
号を転送する。バッファメモリ５は８本のラインメモリ
から構成されておりライン先頭から各ライン並列にすな
わち８ビット長で出力される。これをフィールド信号Ｇ
ij' と呼ぶことにする。ひとつのラインメモリは２重構
造になっており、１×９６０ビット構成のシリアルメモ
リが書き込みと読みだし専用の２本備えられそれぞれ独
立のクロックで動作する。書き込みと読みだしとの間は
データ転送信号により一括転送される。
各々３２０本、合計９６０本からなっている。表示パネ
ル上辺の行電極から３０水平ラインおきに合計８本の行
電極の組で同時選択することにしてまず対応する水平ラ
インのメモリーのＭＳＢ領域からバッファメモリ５に信
号を転送する。バッファメモリ５は８本のラインメモリ
から構成されておりライン先頭から各ライン並列にすな
わち８ビット長で出力される。これをフィールド信号Ｇ
ij' と呼ぶことにする。ひとつのラインメモリは２重構
造になっており、１×９６０ビット構成のシリアルメモ
リが書き込みと読みだし専用の２本備えられそれぞれ独
立のクロックで動作する。書き込みと読みだしとの間は
データ転送信号により一括転送される。
【０１０３】フィールドカウンタ３は２ビットのアップ
カウンタでフレームメモリ１のアドレスデコーダ１３に
フィールド番号を送りどの重みのビットから映像信号を
取り出すかを決める。フィールド信号は８ビット長で順
次、直交変換器４に入力される。直交変換器４は図４に
示される構成になっておりインバータ４２を通してフィ
−ルド信号Ｇij' の補数をとり排他論理和４３に入力さ
れる。排他論理和４３には直交関数発生器８からの信号
ｄkiも入力され表１に示される関数値に従って(+ｄki)
または(-ｄki) を出力する。（ｄki・Ｇij）の計算はイ
ンバータ４２と排他論理和４３でなされる。排他論理和
４３の出力はアキュムレータ４１で同時選択内の行番号
（ｉ＝１からＬ）について累積加算されていく。
カウンタでフレームメモリ１のアドレスデコーダ１３に
フィールド番号を送りどの重みのビットから映像信号を
取り出すかを決める。フィールド信号は８ビット長で順
次、直交変換器４に入力される。直交変換器４は図４に
示される構成になっておりインバータ４２を通してフィ
−ルド信号Ｇij' の補数をとり排他論理和４３に入力さ
れる。排他論理和４３には直交関数発生器８からの信号
ｄkiも入力され表１に示される関数値に従って(+ｄki)
または(-ｄki) を出力する。（ｄki・Ｇij）の計算はイ
ンバータ４２と排他論理和４３でなされる。排他論理和
４３の出力はアキュムレータ４１で同時選択内の行番号
（ｉ＝１からＬ）について累積加算されていく。
【０１０４】インバータ４４の機能は直交行関数の値が
（−１）の場合に加算器４１にキャリージコントロール
信号を送るものである。直交変換信号発生器４としては
アキュムレータ４１からインバータ４４までを含む構成
を１ブロックとして、１同時選択期間のタイムスロット
数である８ブロックからなっており、加算処理はタイム
スロット番号ｋ毎に並列処理される。ここでタイムスロ
ットというのは行電極の駆動信号として使う直交関数の
最小パルス幅であってΔｔk である。
（−１）の場合に加算器４１にキャリージコントロール
信号を送るものである。直交変換信号発生器４としては
アキュムレータ４１からインバータ４４までを含む構成
を１ブロックとして、１同時選択期間のタイムスロット
数である８ブロックからなっており、加算処理はタイム
スロット番号ｋ毎に並列処理される。ここでタイムスロ
ットというのは行電極の駆動信号として使う直交関数の
最小パルス幅であってΔｔk である。
【０１０５】列信号バッファメモリ６は図６に示される
ように二組のラインメモリアレイから成っており、ひと
つのラインメモリーアレイは８個のラインメモリーから
なっている。ここで使われるラインメモリの構造は前述
の映像信号バッファのラインメモリと同様であるがビッ
ト長は３ビットである。
ように二組のラインメモリアレイから成っており、ひと
つのラインメモリーアレイは８個のラインメモリーから
なっている。ここで使われるラインメモリの構造は前述
の映像信号バッファのラインメモリと同様であるがビッ
ト長は３ビットである。
【０１０６】アキュムレータ４１からの出力ｇkj' は３
ビット長であり次の列信号発生器６のラインメモリアレ
イ６１あるいは６２内のタイムスロット番号ｋに対応し
たラインメモリに蓄えられる。
ビット長であり次の列信号発生器６のラインメモリアレ
イ６１あるいは６２内のタイムスロット番号ｋに対応し
たラインメモリに蓄えられる。
【０１０７】前述のように画素（ｉ、ｊ）（：ｉ＝１か
ら８、ｊ＝１から９６０）の直交変換信号は並列に８個
のアキュムレータで累積加算され、同時選択内の行につ
いて直交変換、加算の演算を実行する。累積加算された
信号はラインメモリに蓄えられ次の列の映像信号の変換
計算に移る。同時選択内のすべての列について同様の変
換を行い１フィールド分の信号を８本のラインメモリー
に蓄えたら直交変換番号ｋの早いラインメモリーから列
電圧発生器７に信号を送る。直交変換番号ｋは１から８
である。
ら８、ｊ＝１から９６０）の直交変換信号は並列に８個
のアキュムレータで累積加算され、同時選択内の行につ
いて直交変換、加算の演算を実行する。累積加算された
信号はラインメモリに蓄えられ次の列の映像信号の変換
計算に移る。同時選択内のすべての列について同様の変
換を行い１フィールド分の信号を８本のラインメモリー
に蓄えたら直交変換番号ｋの早いラインメモリーから列
電圧発生器７に信号を送る。直交変換番号ｋは１から８
である。
【０１０８】直交関数発生器８は表１に示す関数値を発
生し、（ｄki）あるいは（ｄik）の信号として直交変換
信号発生器４や行信号発生器９に送る。直交変換信号発
生器４への信号は（ｋ）については並列に、（ｉ）につ
いては演算対象の行番号のタイミングに応じて送出す
る。
生し、（ｄki）あるいは（ｄik）の信号として直交変換
信号発生器４や行信号発生器９に送る。直交変換信号発
生器４への信号は（ｋ）については並列に、（ｉ）につ
いては演算対象の行番号のタイミングに応じて送出す
る。
【０１０９】行信号発生器９は直交関数発生器８からの
関数値を受けてタイムスロットごとの行駆動パタ−ンと
同時選択パタ−ンの信号を作りだし行電圧発生装置１０
に送る。
関数値を受けてタイムスロットごとの行駆動パタ−ンと
同時選択パタ−ンの信号を作りだし行電圧発生装置１０
に送る。
【０１１０】行電圧発生装置１０は図８に示す構成とな
っており駆動パターンレジスタ１０１、選択信号レジス
タ１０２、およびデコーダ（電圧レベル選別器）１０３
からなっている。選択信号レジスタ１０２の内容によっ
て同時選択行が決められ、駆動パターンレジスタ１０１
の内容によって選択された各行が（＋ＶR ）を出力する
か、または（−ＶR ）を出力するか決められる。非選択
行には（＋ＶRN）または（−ＶRN）が出力されるがこれ
はデコーダ１０３に接続された非選択電圧反転端子のレ
ベルに応じてどちらかに接続され、全サブフィールド走
査ごとに反転される。なおこれらの値は相対的なもので
ある。
っており駆動パターンレジスタ１０１、選択信号レジス
タ１０２、およびデコーダ（電圧レベル選別器）１０３
からなっている。選択信号レジスタ１０２の内容によっ
て同時選択行が決められ、駆動パターンレジスタ１０１
の内容によって選択された各行が（＋ＶR ）を出力する
か、または（−ＶR ）を出力するか決められる。非選択
行には（＋ＶRN）または（−ＶRN）が出力されるがこれ
はデコーダ１０３に接続された非選択電圧反転端子のレ
ベルに応じてどちらかに接続され、全サブフィールド走
査ごとに反転される。なおこれらの値は相対的なもので
ある。
【０１１１】列電圧発生器７は図７に示す構成となって
おりシフトレジスタ７１、ラッチ７２、電圧レベル選別
器７３、および電圧分割器７４から成っている。１行分
のデータをシフトレジスタ７１に送り込んだ段階で列電
圧の変換と直交変換番号に対応する直交関数の行電圧へ
の変換とを同時に行う。
おりシフトレジスタ７１、ラッチ７２、電圧レベル選別
器７３、および電圧分割器７４から成っている。１行分
のデータをシフトレジスタ７１に送り込んだ段階で列電
圧の変換と直交変換番号に対応する直交関数の行電圧へ
の変換とを同時に行う。
【０１１２】ひと組のフィールドデータに対し駆動電圧
の符号を反転させてもう１度同じ信号で駆動する。すな
わち、列電圧発生装置７と行電圧発生装置１０の反転出
力端子をアクティブにしながら前フィールドの信号をも
う一度繰り返すことによって前フィールドと全く正負反
対の駆動波形が得られる。このような駆動シーケンスの
理由は液晶パネル上に直流電位を残さないためである。
一つのフィールドを表示している間に次のフィールドの
準備をするのに図６に示すようにもう一組のラインメモ
リーアレイで次のフィールド番号について同様の演算デ
ータの格納を行う。ふた組のラインメモリーで順番に第
５フィールドまで信号変換を行う。
の符号を反転させてもう１度同じ信号で駆動する。すな
わち、列電圧発生装置７と行電圧発生装置１０の反転出
力端子をアクティブにしながら前フィールドの信号をも
う一度繰り返すことによって前フィールドと全く正負反
対の駆動波形が得られる。このような駆動シーケンスの
理由は液晶パネル上に直流電位を残さないためである。
一つのフィールドを表示している間に次のフィールドの
準備をするのに図６に示すようにもう一組のラインメモ
リーアレイで次のフィールド番号について同様の演算デ
ータの格納を行う。ふた組のラインメモリーで順番に第
５フィールドまで信号変換を行う。
【０１１３】基準電圧セレクタ２は図５に示す構成でフ
ィールドカウンタ３からの信号、すなわち表示しようと
しているビット重みに応じて表２に示される関係で基準
電圧を列電圧発生装置７および行電圧発生装置１０に出
力する。ここで行電圧ピーク値や列電圧のピーク値と供
給される基準電圧の絶対値とは等しくなるようにした。
ィールドカウンタ３からの信号、すなわち表示しようと
しているビット重みに応じて表２に示される関係で基準
電圧を列電圧発生装置７および行電圧発生装置１０に出
力する。ここで行電圧ピーク値や列電圧のピーク値と供
給される基準電圧の絶対値とは等しくなるようにした。
【０１１４】上記の方法で表示したら良好な表示を行え
るフレーム周波数は３０〜４０Ｈｚであった。
るフレーム周波数は３０〜４０Ｈｚであった。
【０１１５】１フレームに要する時間Ｔは次のようにな
った。 Ｔ＝２（５Ｆ’）Δｔk ＝２５〜３５ｍｓ （Ｆ’＝Ｆ＋８＝２４８、Δｔk ＝１０〜１４μｓ）
った。 Ｔ＝２（５Ｆ’）Δｔk ＝２５〜３５ｍｓ （Ｆ’＝Ｆ＋８＝２４８、Δｔk ＝１０〜１４μｓ）
【０１１６】フレーム周波数の高い領域では信号の演算
が追い付かず、また低い周波数ではフリッカーがめだつ
ようになった。タイムスロット数Ｆの替わりにＦ’を使
ったのは垂直帰線期間を（８Δｔk ）だけ設けたからで
ある。前述の基準電圧切り換えにはセットリングタイム
が必要であるが垂直帰線期間内で目標の電圧の（±１５
ｍＶ）以内におさまるようにした。
が追い付かず、また低い周波数ではフリッカーがめだつ
ようになった。タイムスロット数Ｆの替わりにＦ’を使
ったのは垂直帰線期間を（８Δｔk ）だけ設けたからで
ある。前述の基準電圧切り換えにはセットリングタイム
が必要であるが垂直帰線期間内で目標の電圧の（±１５
ｍＶ）以内におさまるようにした。
【０１１７】また図４の構成で、列電極を１６０本毎に
６つのグループに分割し、フレームメモリ以降から列電
圧発生装置までの信号処理系を列電極グループに対応さ
せて並列に信号処理を行うようにした処フレーム周波数
の使用範囲を広げることができた。
６つのグループに分割し、フレームメモリ以降から列電
圧発生装置までの信号処理系を列電極グループに対応さ
せて並列に信号処理を行うようにした処フレーム周波数
の使用範囲を広げることができた。
【０１１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く本発明によ
れば表示パネルの低電圧駆動が可能となり、簡単な構成
で階調表示駆動信号が発生でき、高周波成分と低周波成
分を低減できるので低コストで表示ムラやフリッカーの
少ない良好な品質の表示装置を提供可能とするものであ
る。
れば表示パネルの低電圧駆動が可能となり、簡単な構成
で階調表示駆動信号が発生でき、高周波成分と低周波成
分を低減できるので低コストで表示ムラやフリッカーの
少ない良好な品質の表示装置を提供可能とするものであ
る。
【図１】本発明を説明するブロック図
【図２】本発明を説明するブロック図
【図３】本発明の実施例の構成を示すブロック図
【図４】直交変換信号発生器４の構成を示すブロック図
【図５】基準電圧セレクタ２の構成を示すブロック図
【図６】列信号発生器６の構成を示すブロック図
【図７】列電圧発生装置７の構成を示すブロック図
【図８】行電圧発生装置１０の構成を示すブロック図
【図９】フレームメモリ１の別の構成例を示すブロック
図
図
【図１０】フレームメモリ１の構成を示すブロック図
【図１１】映像信号バッファメモリ５の構成を示すブロ
ック図
ック図
【図１２】光透過率と画素印加電圧実効値との関係を示
すグラフ
すグラフ
Ｇij：画素（ｉ、ｊ）に対応する映像信号、 ｇkj：Ｇijを直交関数［ｄki］で変換した信号、 ｄik：行列［ｄik］の要素、 ［ｄik］：行列［ｄki］の転置行列、 １：フレームメモリ ２：基準電圧セレクタ ３：フィールドカウンタ ４：直交変換信号発生器 ５：映像信号バッファメモリ ６：列信号バッファメモリ ７：列電圧発生装置 ８：直交関数発生器 ９：行信号発生器 １０：行電圧発生装置 １１：表示パネル １２：コントローラ １３：フレームメモリアドレスデコーダ １４：非選択電圧発生器
Claims (3)
- 【請求項１】行電極と列電極の印加電圧差に対応して該
行電極と該列電極で選ばれた画素の光透過率が変化する
表示装置の駆動方法であって、 列電極信号としては、表示パネル上の選択された行電極
の位置に対応する映像信号を直交関数で変換した直交変
換信号を加え、選択された行電極への行電極信号として
は、該直交関数の信号を加える駆動方法において、 所定の階調レベルを得るために、１画面のデジタル映像
信号をビットの重みごとにビット長と同数のサブ画面に
分配し、各サブ画面における駆動電圧の尖頭値を信号ビ
ットの重みに対応させるとともに、サブ画面のロウレベ
ルに対応する駆動電圧の実効値がビットの重みにかかわ
らず、所定の電圧に一致するようにしたことを特徴とす
る表示装置の駆動方法。 - 【請求項２】複数の行電極を同時選択することを特徴と
する請求項１記載の表示装置の駆動方法。 - 【請求項３】行電圧と列電圧とは共通の基準電圧源を基
にして行電圧の尖頭値と列電圧の尖頭値の比率が一定と
なるように保ちつつ生成され、各サブ画面に対応するビ
ットの重みに応じて行電圧と列電圧を同一比率で変化さ
せ、かつ、非選択時の行電極に一定バイアス電圧を加え
ることにより目標の階調レベルを実現することを特徴と
する請求項１または請求項２記載の表示装置の駆動方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20292693A JPH0736418A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 表示装置の駆動方法 |
| EP94105066A EP0618562B1 (en) | 1993-03-30 | 1994-03-30 | A display apparatus and a driving method for a display apparatus |
| CN94103082A CN1110789A (zh) | 1993-03-30 | 1994-03-30 | 显示装置和用于显示装置的驱动方法 |
| KR1019940006608A KR940022137A (ko) | 1993-03-30 | 1994-03-30 | 표시 장치 및 표시 장치의 구동 방법 |
| DE69410682T DE69410682T2 (de) | 1993-03-30 | 1994-03-30 | Anzeigevorrichtung und Steuerverfahren für Anzeigevorrichtung |
| US08/714,493 US5689280A (en) | 1993-03-30 | 1996-09-16 | Display apparatus and a driving method for a display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20292693A JPH0736418A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 表示装置の駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0736418A true JPH0736418A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16465451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20292693A Pending JPH0736418A (ja) | 1993-03-30 | 1993-07-23 | 表示装置の駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736418A (ja) |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP20292693A patent/JPH0736418A/ja active Pending
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