JP2005260329A - Display device and display method - Google Patents
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Abstract
【課題】消費電力および信号処理のためのビット精度を増加させることなく、良好なコントラストが得られる映像表示を可能とする表示装置および表示方法を提供する。
【解決手段】ガンマ補正のために2種類のLUTを有し、入力したディジタルの映像信号の1フィールド分の信号値の平均値MVを算出して、画面全体としての明暗レベルを把握し、当該明暗レベルに応じて、LUTを選択して映像信号に対してガンマ補正を行う映像信号処理部2と、水平同期信号HSYNCおよび垂直同期信号VSYNCに基づいて、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ3と、画面全体としての明暗レベルに応じて、振幅を抑制するようにレベル変換された1H反転されたアナログ映像信号を生成するLCDドライバ4と、タイミング信号に基づいて、アナログ映像信号をLCDパネルに書き込むLCDパネルモジュール5と、を有する。
【選択図】図1Provided are a display device and a display method capable of displaying an image with good contrast without increasing power consumption and bit accuracy for signal processing.
Two types of LUTs are provided for gamma correction, an average value MV of signal values for one field of an input digital video signal is calculated, the brightness level of the entire screen is grasped, and A video signal processing unit 2 that selects an LUT and performs gamma correction on the video signal according to the brightness level, and a timing generator 3 that generates various timing signals based on the horizontal synchronization signal HSYNC and the vertical synchronization signal VSYNC. And an LCD driver 4 that generates a 1H inverted analog video signal level-converted to suppress the amplitude according to the brightness level of the entire screen, and the analog video signal to the LCD panel based on the timing signal An LCD panel module 5 for writing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、印加電圧に応じて映像の表示階調を可変とする液晶表示装置(LCD)などの表示装置および表示方法に関するものである。 The present invention relates to a display device such as a liquid crystal display device (LCD) and a display method that can change the display gradation of an image according to an applied voltage.
画素がマトリクス状に配列されて構成される表示装置、たとえば、液晶表示装置(LCDドライバ)の駆動方式として、画素のそれぞれに対して個々の独立した画素電極を配列し、これらの画素電極のそれぞれに薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)等のスイッチング素子を接続して、画素を選択的に駆動する、いわゆるアクティブマトリクス駆動方式が知られている。 As a driving method for a display device in which pixels are arranged in a matrix, for example, a liquid crystal display device (LCD driver), individual pixel electrodes are arranged for each of the pixels, and each of these pixel electrodes is arranged. There is known a so-called active matrix drive system in which a switching element such as a thin film transistor (TFT) is connected to a pixel to selectively drive a pixel.
アクティブマトリクス型液晶表示装置では、スイッチング素子として例えば薄膜トランジスタが形成されたTFT基板と、カラーフィルタや対向電極等が形成された対向基板とを重ね合わせ、これら基板間に液晶を封入することによって液晶パネルが構成されている。そして、この液晶パネルにおいて、薄膜トランジスタによるスイッチング制御と映像信号に基づく電圧印加によって、液晶の配向を制御し、光の透過率を変えることで映像表示を行っている。 In an active matrix liquid crystal display device, for example, a TFT substrate on which a thin film transistor is formed as a switching element and a counter substrate on which a color filter, a counter electrode, and the like are overlapped, and a liquid crystal is sealed between these substrates. Is configured. In this liquid crystal panel, liquid crystal orientation is controlled by switching control using a thin film transistor and voltage application based on a video signal, and video display is performed by changing light transmittance.
アクティブマトリクス型液晶パネルの駆動系では、一般的に、映像信号と水平、垂直同期信号をタイミングジェネレータおよびLCDドライバが受け、タイミングジェネレータからは各種のタイミング信号を、LCDドライバからは交流駆動化されたアナログ映像信号をそれぞれ液晶パネルに供給することによって表示駆動が行われる。
ここで、交流駆動化されたアナログ映像信号とは、液晶に同極性の直流電圧が印加され続けることによって液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等が劣化することを防ぐために、基準電圧Vcomを中心に、所定の周期により極性が反転するアナログ映像信号のことをいう。
In the drive system of an active matrix type liquid crystal panel, generally, a video signal and horizontal and vertical synchronization signals are received by a timing generator and an LCD driver, and various timing signals are received from the timing generator and AC driving is performed from the LCD driver. Display driving is performed by supplying analog video signals to the respective liquid crystal panels.
Here, the AC-driven analog video signal is a reference voltage Vcom in order to prevent the specific resistance (substance specific to the substance) of the liquid crystal from being deteriorated by continuously applying a DC voltage of the same polarity to the liquid crystal. An analog video signal whose polarity is inverted at a predetermined cycle.
また、上記交流駆動化されたアナログ映像信号による駆動方法として、1H反転駆動(1Hは1水平走査期間)が知られている。1H反転駆動は、横方向(水平方向)1ライン毎にアナログ映像信号の極性を反転させ、これをさらにフィールド毎に反転させる駆動方法である。 Further, 1H inversion driving (1H is one horizontal scanning period) is known as a driving method using the analog video signal that is AC driven. The 1H inversion driving is a driving method in which the polarity of the analog video signal is inverted for each line in the horizontal direction (horizontal direction) and further inverted for each field.
ところで、従来、上述したような液晶表示装置等の表示装置においては、最大輝度と最小輝度の比であるコントラストを改善するために、画像全体の表示レベルに関係なく、表示デバイスに入力可能な印加電圧の範囲内において、極力大振幅のアナログ映像信号を表示デバイスに供給している。
そのために、表示装置の消費電力が増大するという問題があると同時に、大振幅のアナログ映像信号を得るためには、比較的大きなトランジスタのプロセスを用いる必要があることから、表示デバイスを駆動するためのドライバICのチップサイズが大きくなり、低コスト化が難しいという問題もある。
Conventionally, in a display device such as a liquid crystal display device as described above, in order to improve contrast, which is a ratio of maximum luminance to minimum luminance, an application that can be input to a display device regardless of the display level of the entire image. An analog video signal having a large amplitude as much as possible is supplied to the display device within the voltage range.
For this reason, there is a problem that the power consumption of the display device increases, and at the same time, in order to obtain a large amplitude analog video signal, it is necessary to use a relatively large transistor process. There is also a problem that the chip size of the driver IC becomes large and it is difficult to reduce the cost.
また、大振幅のアナログ映像信号をディジタルデータにより階調表示するため、単位階調当たりの精度が悪化し、表示デバイスにおいて印加電圧に対する表示輝度の階調の変動特性が大きい場合には、階調表示が荒くなるという問題がある。 In addition, since an analog video signal with a large amplitude is displayed in gradation using digital data, the accuracy per unit gradation deteriorates, and if the display device has a large variation characteristic of display brightness with respect to applied voltage, There is a problem that the display becomes rough.
一方、液晶表示装置において、液晶のV−T特性(電圧−透過率特性)が中間調において急峻なカーブを有しているため、中間調では、数mVの電圧変動であっても透過率変動が大きいという特徴がある。従来は、かかる液晶のV−T特性を考慮して、ディジタル信号処理のビット精度を上げなければならず、結果として、低コスト化が難しいという問題がある。 On the other hand, in the liquid crystal display device, since the VT characteristic (voltage-transmittance characteristic) of the liquid crystal has a steep curve in the halftone, the transmittance fluctuation in the halftone even if the voltage fluctuation is several mV. There is a feature that is large. Conventionally, the bit accuracy of digital signal processing has to be increased in consideration of the VT characteristics of the liquid crystal, and as a result, there is a problem that cost reduction is difficult.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、消費電力および信号処理のためのビット精度を増加させることなく、良好なコントラストが得られる映像表示を可能とする表示装置および表示方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device and a display capable of displaying an image with good contrast without increasing power consumption and bit accuracy for signal processing. It is to provide a method.
上記目的を達成するために本発明の第1の観点は、印加電圧に応じて映像表示の階調を変化させる表示手段と、映像信号を入力し、前記表示手段の表示特性に応じたガンマ補正を行うガンマ補正手段と、単位フレームにおける前記映像信号の平均である平均映像信号値を算出する平均映像算出手段と、ガンマ補正手段によりガンマ補正された映像信号と、前記平均映像信号値とに基づいて、前記表示手段に印加する印加電圧を生成する表示駆動手段とを有する表示装置である。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a display means for changing a gradation of video display according to an applied voltage, and a gamma correction according to display characteristics of the display means by inputting a video signal. Based on the gamma correction means for performing, an average video calculation means for calculating an average video signal value that is an average of the video signals in a unit frame, a video signal that has been gamma corrected by the gamma correction means, and the average video signal value And a display driving means for generating an applied voltage to be applied to the display means.
好適には、前記表示駆動手段は、前記平均映像信号値に応じて、印加電圧を制限する。 Preferably, the display driving means limits an applied voltage according to the average video signal value.
好適には、前記ガンマ補正手段は、前記表示手段の表示特性に応じて設定される複数の補正変換テーブルを有し、前記平均映像信号値に応じて、前記複数の補正変換テーブルの中から選択した一の補正変換テーブルに基づいてガンマ補正を行う。 Preferably, the gamma correction unit has a plurality of correction conversion tables set in accordance with display characteristics of the display unit, and is selected from the plurality of correction conversion tables in accordance with the average video signal value. Gamma correction is performed based on the one correction conversion table.
上記目的を達成するために本発明の第1の観点は、印加電圧に応じて映像表示の階調を変化させる表示部の表示方法であって、映像信号を入力するステップと、入力した映像信号の単位フレーム分の平均である平均映像信号値を算出するステップと、入力した映像信号に対して、前記表示部の表示特性に応じたガンマ補正を行うステップと、ガンマ補正されたディジタル映像信号に基づいて、前記平均映像信号値に応じて前記表示部に印加する印加電圧を制限するステップとを有する。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a display method of a display unit that changes a gradation of video display according to an applied voltage, the step of inputting a video signal, and the input video signal Calculating an average video signal value that is an average of the unit frames, performing gamma correction on the input video signal in accordance with display characteristics of the display unit, and converting the gamma-corrected digital video signal And a step of limiting an applied voltage applied to the display unit according to the average video signal value.
第1の観点に係る表示装置によれば、ガンマ補正手段は、映像信号を入力し、前記表示手段の表示特性に応じたガンマ補正を行い、平均映像算出手段は、単位フレームにおける前記映像信号の平均である平均映像信号値を算出し、表示駆動手段は、ガンマ補正手段によりガンマ補正された映像信号と前記平均映像信号値とに基づいて、表示手段に印加する印加電圧を生成するので、画面全体の明暗に応じて、良好なコントラストを維持しつつ、表示手段に対して最適な印加電圧を供給することができる。 According to the display device of the first aspect, the gamma correction unit inputs the video signal, performs gamma correction according to the display characteristics of the display unit, and the average video calculation unit calculates the video signal in the unit frame. An average video signal value that is an average is calculated, and the display driving unit generates an applied voltage to be applied to the display unit based on the video signal that has been gamma corrected by the gamma correction unit and the average video signal value. An optimum applied voltage can be supplied to the display means while maintaining a good contrast according to the overall brightness.
第1の観点に係る表示装置によれば、前記表示駆動手段は、前記平均映像信号値に応じて、印加電圧を制限するので、消費電力を低減させることが可能となる。 According to the display device according to the first aspect, the display driving unit limits the applied voltage in accordance with the average video signal value, so that power consumption can be reduced.
第1の観点に係る表示装置によれば、前記ガンマ補正手段は、前記表示手段の表示特性に応じて設定される複数の補正変換テーブルを有し、前記平均映像信号値に応じて、前記複数の補正変換テーブルの中から選択した一の補正変換テーブルに基づいてガンマ補正を行うので、表示手段の表示特性に合った自然な階調表示が可能となる。 According to the display device of the first aspect, the gamma correction unit has a plurality of correction conversion tables set according to display characteristics of the display unit, and the plurality of correction conversion tables are set according to the average video signal value. Since the gamma correction is performed based on one correction conversion table selected from the correction conversion tables, a natural gradation display suitable for the display characteristics of the display means is possible.
本発明によれば、消費電力および信号処理のためのビット精度を増加させないので、良好なコントラストが得られる映像表示を可能とするので、低コストと高い表示性能を両立できる利点がある。 According to the present invention, since the power consumption and the bit accuracy for signal processing are not increased, it is possible to display an image with good contrast, and there is an advantage that both low cost and high display performance can be achieved.
実施形態
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリックス型の液晶表示装置1の構成例を示すブロック図である。同図から明らかなように、液晶表示装置1は、映像信号処理部(2、タイミングジェネレータ(TG)3、LCDドライバ4、およびLCDパネルモジュール5を有し、電界を印加しない状態で光が通過するノーマリーホワイトモードのパネル構成となっている。
以下、上記構成の液晶表示装置1の各構成要素について説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an active matrix type liquid
Hereinafter, each component of the liquid
映像信号処理部2は、RGBのディジタル映像信号を入力し、ホワイトバランス調整やガンマ調整などの画質調整を行う信号処理を実行する。
一般に、映像表示デバイスの入力信号に対する表示出力は、人間の目にとって線形に変化しているように見えないので、これを調整するためガンマ補正をおこなっている。すなわち、外部から入力されたRGBの映像信号は、LCDパネルモジュール5に実装される液晶の電圧−透過率特性(V−T特性)に合ったガンマ補正が行われて出力される。
The video
In general, the display output corresponding to the input signal of the video display device does not appear to be linearly changing for the human eye, so gamma correction is performed to adjust this. That is, the RGB video signal input from the outside is output after being subjected to gamma correction matching the voltage-transmittance characteristics (VT characteristics) of the liquid crystal mounted on the LCD panel module 5.
映像信号処理部2は、入力した映像信号の1画面当り、すなわち、1フィールド当りの映像信号の平均値(MV)を算出し、算出した1フィールド当りの映像信号の平均値MVに応じたDCレベルの制御信号CTRLを、LCDドライバ4へ供給する。
ここで、1フィールド当りの映像信号の平均値MVを算出する理由は、後述するように、画面全体が明るいか暗いかに応じて、LCDドライバ4により生成されるアナログ映像信号の電圧レベルを調整するためである。
The video
Here, the reason why the average value MV of the video signal per field is calculated is that the voltage level of the analog video signal generated by the LCD driver 4 is adjusted according to whether the entire screen is bright or dark, as will be described later. Because.
映像信号処理部2は、算出した1フィールド当りの映像信号の平均値MVに応じて、ガンマ補正のための補正係数を変更する。
映像信号処理部2には、2種類の補正変換テーブル(以下、LUT)が用意されており、入力するディジタル映像信号に対して、上記2種類のLUTのうち、いずれかを適用してガンマ補正を行う。
The video
The video
図2は、映像信号処理部2に用意される2種類のLUTによるガンマ補正の例であり、(a)は、液晶の電圧−透過率特性(V−T特性)を、(b)および(c)は、2種類のLUTで決定されるガンマ補正の特性を、それぞれ示す。
図2(a)において、液晶に対する印加電圧が電圧範囲RV1にある場合と、電圧範囲RV2にある場合とでは、V−T特性が大きく異なるため、液晶の表示特性に合うような曲線(ガンマカーブ)によりガンマ補正が行われるようにする必要があり、図2(b)および(c)に示すガンマカーブが得られるように2種類のLUTを設定する。
FIG. 2 is an example of gamma correction using two types of LUTs prepared in the video
In FIG. 2A, since the VT characteristic differs greatly between the case where the voltage applied to the liquid crystal is in the voltage range RV1 and the case where it is in the voltage range RV2, a curve (gamma curve) that matches the display characteristics of the liquid crystal. ) To perform gamma correction, and two types of LUTs are set so that the gamma curves shown in FIGS. 2B and 2C can be obtained.
図2において、映像信号処理部2は、液晶への印加電圧が低い電圧範囲RV1(画面全体として比較的明るい)、すなわち、算出した1フィールド当りの映像信号の平均値MVが所定の閾値(Dth)以上の場合には、図2(b)に示すようなガンマカーブが得られるLUTを選択する。逆に、液晶への印加電圧が高い電圧範囲RV2(画面全体として比較的暗い)、すなわち、算出した1フィールド当りの映像信号の平均値MVが所定の閾値(Dth)以下の場合には、図2(c)に示すようなガンマカーブが得られるLUTを選択する。
In FIG. 2, the video
以上のとおり、映像信号処理部2は、入力した映像信号の1画面当り、すなわち、1フィールド当りの映像信号の平均値MVを算出し、算出した平均値MVと所定の閾値(Dth)とを比較し、その比較結果に応じたLUTによりガンマ補正を実行したディジタル映像信号出力S2と、算出した平均値MVに応じたDCレベルの制御信号CTRLとをLCDドライバ4へ出力する(図1参照)。
As described above, the video
タイミングジェネレータ3は、水平同期信号HSYNCおよび垂直同期信号VSYNCに基づいて、1H反転のための制御信号(1HC)を生成してLCDドライバ4へ出力するとともに、垂直スタートパルスVST、垂直クロックパルスVCK、水平スタートパルスHSTおよび水平クロックパルスHCKなどの各種のタイミング信号を生成してLCDパネルモジュール5へ出力する。
また、タイミングジェネレータ3は、LCDドライバ4において実行されるサンプリング処理のためのサンプルホールドパルス(SHP)を生成する。
The timing generator 3 generates a control signal (1HC) for 1H inversion based on the horizontal synchronization signal HSYNC and the vertical synchronization signal VSYNC and outputs the control signal (1HC) to the LCD driver 4, and also includes a vertical start pulse VST, a vertical clock pulse VCK, Various timing signals such as a horizontal start pulse HST and a horizontal clock pulse HCK are generated and output to the LCD panel module 5.
The timing generator 3 generates a sample hold pulse (SHP) for sampling processing executed in the LCD driver 4.
LCDドライバ4は、タイミングジェネレータ3より供給される1H反転の制御信号(1HC)に基づいて、映像信号処理部2から出力されるRGBの映像信号に対して、1H反転のための制御を行う。これにより、LCDドライバ4からは、1H周期により交流駆動化されたアナログ映像信号が出力される。
これにより、LCDパネルモジュール5の液晶に対して、直流電圧が印加され続けることによって生ずる液晶の比抵抗(物質固有の抵抗値)等の劣化を防ぐことができる。
The LCD driver 4 performs control for 1H inversion on the RGB video signal output from the video
As a result, it is possible to prevent the deterioration of the specific resistance of the liquid crystal (substance value specific to the substance) caused by the continuous application of the DC voltage to the liquid crystal of the LCD panel module 5.
図3は、LCDドライバ4が出力する1H周期により交流駆動化されたアナログ映像信号の波形の一例を示す。
図3に示すように、LCDドライバ4から出力されるアナログ映像信号は、基準電圧Vcomを中心として、横方向(水平方向)1ライン毎に極性が反転され、さらに、フィールド(1F)毎に、同ラインの信号が反転される。LCDドライバ4は、このように交流駆動化されたアナログ映像信号を生成する。
FIG. 3 shows an example of the waveform of an analog video signal that is AC driven by the 1H period output from the LCD driver 4.
As shown in FIG. 3, the analog video signal output from the LCD driver 4 is inverted in polarity for each line in the horizontal direction (horizontal direction) around the reference voltage Vcom, and further, for each field (1F), The signal on the same line is inverted. The LCD driver 4 generates an analog video signal that is AC driven in this way.
なお、LCDドライバ4は、D/A変換回路およびサンプルホールド回路を内蔵し、映像信号処理部2からのディジタル映像信号をアナログ信号に変換し、タイミングジェネレータ3から供給されるサンプルホールドパルス(SHP)に基づいて、一定間隔でサンプリングした信号を生成し、上述のような交流化処理を行う。
The LCD driver 4 includes a D / A conversion circuit and a sample / hold circuit, converts the digital video signal from the video
上述したように、LCDドライバ4は、基本的には、上述したように交流駆動化されたアナログ映像信号を生成して出力するが、その際、映像信号処理部2より与えられる制御信号CTRLに応じて、上記生成したアナログ映像信号をレベル変換して、LCDパネルモジュール5へ出力する。
図4は、LCDドライバ4において行われるアナログ映像信号のレベル変換処理を示す波形図であり、(a)は、レベル変換を行わない場合を、(b)は、明るい側にレベル変換を行う場合を、(c)は、暗い側にレベル変換を行う場合を、それぞれ示す。
As described above, the LCD driver 4 basically generates and outputs an analog video signal that is AC-driven as described above. At this time, the LCD driver 4 generates a control signal CTRL supplied from the video
4A and 4B are waveform diagrams showing level conversion processing of an analog video signal performed in the LCD driver 4. FIG. 4A shows a case where level conversion is not performed, and FIG. 4B shows a case where level conversion is performed on the bright side. (C) shows a case where level conversion is performed on the dark side.
たとえば、10ビットのディジタル信号処理が行われた映像信号に基づいて、アナログ映像信号を生成する場合、図4(a)において、ディジタル映像信号のディジタル値「000h」は、非反転側においてVn4のレベル、反転側においてVr4のレベルとなる。ディジタル映像信号のディジタル値「3FFh」は、非反転側においてVn1(>Vn4)のレベル、反転側においてVr1(<Vr4)のレベルになる。
したがって、図4(a)において、アナログ映像信号の動作範囲は、図中のVn4〜Vn1(非反転側)及びVr1〜Vr4(反転側)の範囲である。
For example, when an analog video signal is generated based on a video signal subjected to 10-bit digital signal processing, in FIG. 4A, the digital value “000h” of the digital video signal is Vn4 on the non-inversion side. The level is Vr4 on the inversion side. The digital value “3FFh” of the digital video signal has a level of Vn1 (> Vn4) on the non-inversion side and a level of Vr1 (<Vr4) on the inversion side.
Therefore, in FIG. 4A, the operation range of the analog video signal is a range of Vn4 to Vn1 (non-inversion side) and Vr1 to Vr4 (inversion side) in the drawing.
LCDドライバ4は、映像信号処理部2が算出した1フィールド当りの映像信号の平均値、すなわち、1画面全体の明暗に応じたDCレベルの制御信号CTRLを供給されているので、供給された制御信号CTRLに基づいて、出力するアナログ映像信号の動作範囲をレベル変換する。
すなわち、映像信号処理部2により画面全体が比較的明るいと判断した結果に基づく制御信号CTRLが与えられた場合、図4(b)に示すように、アナログ映像信号がVn3〜Vn1(非反転側)およびVr1〜Vr3(反転側)の範囲をとるようにレベル変換を行う。
また、映像信号処理部2により画面全体が比較的暗いと判断した結果に基づく制御信号CTRLが与えられた場合、図4(c)に示すように、アナログ映像信号がVn4〜Vn2(非反転側)およびVr2〜Vr4(反転側)の範囲をとるようにレベル変換を行う。
The LCD driver 4 is supplied with the control signal CTRL having a DC level corresponding to the average value of the video signal per field calculated by the video
That is, when the control signal CTRL based on the result of the video
Further, when the control signal CTRL based on the result of the video
上述したように、アナログ映像信号に対してレベル変換を行うと、図4(b)の場合、黒レベルが明るい側にずれることになるが、一般に、人間の目の感度は光の量に対して線形でないため、画面全体として明るい画像の場合には、黒レベルが多少明るい側にずれていてもコントラストが悪く見えることはない。
また、図4(a)の場合、白レベルが暗い側にずれることになるが、一般に、画面全体として暗い画像の場合には、白レベルが多少暗く出ていても人間の目には十分コントラストがあるように見えるので、問題はない。
As described above, when level conversion is performed on an analog video signal, the black level shifts to the bright side in the case of FIG. 4B, but generally the sensitivity of the human eye is relative to the amount of light. Therefore, in the case of a bright image as a whole screen, even if the black level is slightly shifted to the bright side, the contrast does not look bad.
In the case of FIG. 4A, the white level shifts to the dark side. However, in general, in the case of a dark image as a whole screen, the human eye has sufficient contrast even if the white level is somewhat dark. There seems to be no problem.
LCDパネルモジュール5は、LCDドライバ4から供給されるアナログ映像信号により、タイミングジェネレータ3からの所定のタイミング信号に同期して、映像表示のために駆動される。
図5に、LCDパネルモジュール5の回路構成の一例を示す。
ここでは、図面の簡略化のため、3行(n−1行〜n+1行)4列(m−1列〜m+2列)の画素配列の場合を例として示している。
The LCD panel module 5 is driven for video display in synchronization with a predetermined timing signal from the timing generator 3 by an analog video signal supplied from the LCD driver 4.
FIG. 5 shows an example of the circuit configuration of the LCD panel module 5.
Here, for simplification of the drawing, a pixel arrangement of 3 rows (n−1 rows to n + 1 rows) and 4 columns (m−1 columns to m + 2 columns) is shown as an example.
図5において、表示エリア(有効画素エリア)51には、画素トランジスタである薄膜トランジスタTFT、液晶セルLCおよび保持容量Csを有する単位画素52がマトリクス状に配列されている。ここで、液晶セルLCは、薄膜トランジスタTFTで形成される画素電極とこれに対向して形成される対向電極との間で発生する容量を意味する。
In FIG. 5, in a display area (effective pixel area) 51,
上述の画素構造において、薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極が垂直走査線53n−1,53n,53n+1に接続され、ソース電極が信号線54m−1,54m,54m+1,54m+2に接続されている。
液晶セルLCは、画素電極が薄膜トランジスタTFTのドレイン電極に接続され、対向電極がコモン線55に接続されている。保持容量Csは、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極とコモン線25との間に接続されている。コモン線25には、基準電圧であるコモン電圧Vcomが印加されている。
In the pixel structure described above, the thin film transistor TFT has a gate electrode connected to the
In the liquid crystal cell LC, the pixel electrode is connected to the drain electrode of the thin film transistor TFT, and the counter electrode is connected to the
垂直走査線53n−1,53n,53n+1の各一端は、垂直駆動回路56の対応する行の各出力端にそれぞれ接続されている。信号線54m−1,54m,54m+1,54m+2の各一端は、水平駆動回路57の対応する行の各出力端にそれぞれ接続されている。
One end of each of the
垂直駆動回路56には、図1に示すタイミングジェネレータ3からタイミング信号として、垂直スタートパルスVSTおよび垂直クロックパルスVCKが与えられる。
垂直駆動回路56は、垂直スタートパルスVSTに応答して垂直駆動(垂直走査)を開始し、垂直クロックパルスVCKに同期して走査パルスφVn−1,φVn,φVn+1を順次出力し、垂直走査線53n−1,53n,53n+1に印加する。
The
The
水平駆動回路57には、図1に示すLCDドライバ4からのアナログ映像信号が供給されるとともに、タイミングジェネレータ3からタイミング信号として、水平スタートパルスHSTおよび水平クロックパルスHCKが与えられる。
水平駆動回路57は、水平スタートパルスHSTに応答して水平駆動を開始し、水平クロックパルスHCKに同期してアナログ映像信号を1H毎に順次サンプリングする。
An analog video signal from the LCD driver 4 shown in FIG. 1 is supplied to the
The
水平駆動回路57の駆動方式としては、点順次駆動方式と線順次駆動方式とがある。
点順次駆動方式の場合には、1H分のアナログ映像信号を順次サンプリングしてそのまま順に信号線54m−1,54m,54m+1,54m+2に出力する。これにより、垂直駆動回路56により選択されているライン(行)の画素52に対して、順番に映像信号が書き込まれる。
As a driving method of the
In the case of the dot sequential driving method, analog video signals for 1H are sequentially sampled and output to the
線順次駆動方式の場合には、アナログ映像信号を順次サンプリングし、かつ1ライン(1H)分の映像信号を一旦ラッチする。そして、このラッチした1ライン分の映像信号を一括して信号線54m−1,54m,54m+1,54m+2に出力する。これにより、垂直駆動回路56により選択されているライン(行)の画素52に対して、1ライン分の映像信号が一斉に書き込まれる。
In the case of the line sequential driving method, analog video signals are sampled sequentially, and video signals for one line (1H) are once latched. Then, the latched video signals for one line are collectively output to the
なお、本実施形態に係る液晶表示装置1では、水平駆動回路57の駆動方式として点順次駆動方式をとるか、線順次駆動方式をとるかは問わない。すなわち、本発明は、いずれの駆動方式の水平駆動回路57に対しても適用可能である。
In the liquid
以上、液晶表示装置1の各構成要素について説明した。
次いで、上述した構成を有する本実施形態に係る液晶表示装置1の動作について、図1に関連付けて述べる。
映像信号処理部2は、ディジタルの映像信号を入力すると、入力した映像信号の1フィールド分の信号値の平均値MVを算出して、所定の閾値(Dth)と比較することにより画面全体としての明暗レベルを把握するとともに、算出した平均値MVに応じて、入力した映像信号に対して、ガンマ補正を行う。
その際、ガンマ補正のために2種類の補正変換テーブル(以下、LUT)が用意され、算出した平均値MVと所定の閾値(Dth)とを比較して、その比較結果に応じて液晶のV−T特性に合ったLUTを選択して、ガンマ補正を行うので、人間の目にとって自然な階調となった映像信号S2が生成される。
In the above, each component of the liquid
Next, the operation of the liquid
When a digital video signal is input, the video
At that time, two types of correction conversion tables (hereinafter referred to as LUT) are prepared for gamma correction, the calculated average value MV is compared with a predetermined threshold value (Dth), and the liquid crystal V V is determined according to the comparison result. Since the LUT that matches the -T characteristic is selected and gamma correction is performed, the video signal S2 having a natural gradation for the human eye is generated.
映像信号処理部2は、映像信号の1フィールド分の信号値の平均値MVを基にして把握した画面全体としての明暗レベルの情報を、DCレベルの制御信号CTRLとして、LCDドライバ4に供給し、LCDドライバ4は、ガンマ補正された映像信号S2に基づいて、1H反転駆動のためのアナログ映像信号を生成するが、その際、制御信号CTRLに応じて、アナログ信号の動作範囲を制限するようにレベル変換を行う。
すなわち、画面全体が比較的明るい場合には、黒レベルの電圧値が明るい側へずれるように、アナログ信号をレベル変換する。画面全体が比較的暗い場合には、白レベルの電圧値が暗い側へずれるように、アナログ信号をレベル変換する。
The video
That is, when the entire screen is relatively bright, the analog signal is level-converted so that the black level voltage value shifts to the bright side. When the entire screen is relatively dark, the analog signal is level-converted so that the white level voltage value shifts to the dark side.
LCDパネルモジュール5は、LCDドライバ4により供給されるアナログ映像信号により、タイミングジェネレータ3から与えられる所定のタイミング信号に基づいて、順次書込みを行う。 The LCD panel module 5 sequentially writes data based on a predetermined timing signal supplied from the timing generator 3 by an analog video signal supplied from the LCD driver 4.
以上説明したように、本発明の実施形態に係る液晶表示装置1によれば、ガンマ補正のために2種類のLUTを有し、入力したディジタルの映像信号の1フィールド分の信号値の平均値MVを算出して、画面全体としての明暗レベルを把握し、当該明暗レベルに応じて、LUTを選択して映像信号に対してガンマ補正を行う映像信号処理部2と、水平同期信号HSYNCおよび垂直同期信号VSYNCに基づいて、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ3と、画面全体としての明暗レベルに応じて、振幅を抑制するようにレベル変換された1H反転されたアナログ映像信号を生成するLCDドライバ4と、タイミング信号に基づいて、アナログ映像信号をLCDパネルに書き込むLCDパネルモジュール5と、を有しているので、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the liquid
すなわち、一般に、人間の目の感度は光の量に対して線形でないため、画面全体として明るい画像の場合には、黒レベルが多少明るい側にずれていてもコントラストが悪く見えることがないこと、および、画面全体として暗い画像の場合には、白レベルが多少暗く出ていても人間の目には十分コントラストがあるように見えること、に着目し、画面全体としての明暗レベルを把握することで、アナログ映像信号の振幅を抑制させることが可能となり、その結果、低消費電力と良好なコントラスト感のある映像表示を両立させることが可能である。 That is, in general, since the sensitivity of the human eye is not linear with respect to the amount of light, in the case of a bright image as a whole screen, the contrast does not look bad even if the black level is slightly shifted to the bright side, Also, in the case of a dark image on the entire screen, paying attention to the fact that the human eye appears to have sufficient contrast even if the white level appears somewhat dark, Thus, the amplitude of the analog video signal can be suppressed. As a result, it is possible to achieve both low power consumption and video display with a good contrast feeling.
その際、画面全体の明暗レベルに応じてアナログ映像信号をレベル変換させた場合に、印加電圧範囲によってLCDのV−T特性が異なるため、画面全体の明暗レベルに応じて設定された2種類のLUTから選択的にガンマ補正を行うことで、自然に階調表示をさせることが可能である。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置1によれば、ディジタル信号処理のビット精度を上げずに、消費電力を低減させつつ、良好なコントラスト感のある映像表示が可能になる。
At that time, when the analog video signal is level-converted according to the brightness level of the entire screen, the VT characteristics of the LCD differ depending on the applied voltage range, so two types set according to the brightness level of the entire screen. By performing gamma correction selectively from the LUT, it is possible to display gradations naturally.
As described above, according to the liquid
なお、本発明の実施形態は上述した内容に拘泥せず、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な改変が可能である。
たとえば、上述した実施形態の内容では、映像信号処理部2において、ガンマ補正のためのLUTが2種類設定されることとしたが、2種類に限定されず、記憶容量が許せば、より多くの種類のLUTを設定してもよい。その場合には、LUTの数に応じて、LCDドライバ4でのアナログ信号出力のレベル変換をより細かく設定することができる。
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described content, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
For example, in the content of the above-described embodiment, two types of LUTs for gamma correction are set in the video
1…液晶表示装置、2…映像信号処理部、3…タイミングジェネレータ、4…LCDドライバ、5…LCDパネルモジュール。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
映像信号を入力し、前記表示手段の表示特性に応じたガンマ補正を行うガンマ補正手段と、
単位フレームにおける前記映像信号の平均である平均映像信号値を算出する平均映像算出手段と、
ガンマ補正手段によりガンマ補正された映像信号と、前記平均映像信号値とに基づいて、前記表示手段に印加する印加電圧を生成する表示駆動手段と
を有する表示装置。 Display means for changing the gradation of the video display according to the applied voltage;
Gamma correction means for inputting a video signal and performing gamma correction according to the display characteristics of the display means;
Average video calculation means for calculating an average video signal value that is an average of the video signals in a unit frame;
And a display driving unit that generates an applied voltage to be applied to the display unit based on the video signal that has been gamma corrected by the gamma correction unit and the average video signal value.
前記平均映像信号値に応じて、印加電圧を制限する
請求項1記載の表示装置。 The display driving means includes
The display device according to claim 1, wherein an applied voltage is limited according to the average video signal value.
前記表示手段の表示特性に応じて設定される複数の補正変換テーブルを有し、
前記平均映像信号値に応じて、前記複数の補正変換テーブルの中から選択した一の補正変換テーブルに基づいてガンマ補正を行う
請求項2記載の表示装置。 The gamma correction means includes
A plurality of correction conversion tables set in accordance with display characteristics of the display means;
The display device according to claim 2, wherein gamma correction is performed based on one correction conversion table selected from the plurality of correction conversion tables according to the average video signal value.
映像信号を入力するステップと、
入力した映像信号の単位フレーム分の平均である平均映像信号値を算出するステップと、
入力した映像信号に対して、前記表示部の表示特性に応じたガンマ補正を行うステップと、
ガンマ補正されたディジタル映像信号と、前記平均映像信号値とに基づいて、前記表示部に印加する印加電圧を生成するステップと
を有する表示方法。 A display unit display method for changing a gradation of video display according to an applied voltage,
Inputting a video signal;
Calculating an average video signal value that is an average of unit frames of the input video signal;
Performing gamma correction according to the display characteristics of the display unit on the input video signal;
A display method comprising: generating a voltage to be applied to the display unit based on a gamma-corrected digital video signal and the average video signal value.
請求項4記載の表示方法。
The display method according to claim 4, wherein when the applied voltage is generated, the applied voltage is limited according to the average video signal value.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2004065509A JP2005260329A (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Display device and display method |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007199375A (en) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Denso Corp | Voltage drive type display apparatus |
| JP2014132366A (en) * | 2006-06-30 | 2014-07-17 | Thomson Licensing | Method and apparatus for driving display device with variable reference driving signals |
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2004
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