JPH09127907A - 画像表示装置の多階調表示方法 - Google Patents
画像表示装置の多階調表示方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査電極及びデータ電極駆動信号電圧を大幅
に減少させることができるとともにサブフレームの駆動
電圧の格差を大幅に減らすことのできる画像表示装置の
多階調表示方法を提供する。 【解決手段】 制限された階調表示能力で二倍以上の階
調数を画面に表示するため、誤差拡散法のような空間変
調技術を用いる階調表示方法において、従来の画像の二
進データコードを、画像表示装置の特性、階調化駆動の
ためのサブフレーム数及び駆動電圧条件などの表示器シ
ステムの環境を考慮した最適のコードに変換し、この変
換されたコード値を用いて階調を表示する。すなわち、
前記変換されたコード値のうち、発生頻度の低い階調レ
ベルについて部分的に誤差拡散法で処理した後、電圧及
びフレーム変調階調表示方式により多階調の表示を実現
する。
に減少させることができるとともにサブフレームの駆動
電圧の格差を大幅に減らすことのできる画像表示装置の
多階調表示方法を提供する。 【解決手段】 制限された階調表示能力で二倍以上の階
調数を画面に表示するため、誤差拡散法のような空間変
調技術を用いる階調表示方法において、従来の画像の二
進データコードを、画像表示装置の特性、階調化駆動の
ためのサブフレーム数及び駆動電圧条件などの表示器シ
ステムの環境を考慮した最適のコードに変換し、この変
換されたコード値を用いて階調を表示する。すなわち、
前記変換されたコード値のうち、発生頻度の低い階調レ
ベルについて部分的に誤差拡散法で処理した後、電圧及
びフレーム変調階調表示方式により多階調の表示を実現
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は駆動電圧を立ち下
げ、サブフレーム間の駆動電圧大きさの変化率も大幅に
下げつつ、階調レベルの飽和領域なしに全階調を表示す
ることのできる実効電圧応答特性を有する画像表示装置
の多階調表示方法に関する。
げ、サブフレーム間の駆動電圧大きさの変化率も大幅に
下げつつ、階調レベルの飽和領域なしに全階調を表示す
ることのできる実効電圧応答特性を有する画像表示装置
の多階調表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に画像表示装置としては液晶表示装
置、プラズマディスプレイパネル及び電子蛍光表示器な
どがある。この画像表示装置の従来の多階調表示方法を
説明すれば、次のとおりである。
置、プラズマディスプレイパネル及び電子蛍光表示器な
どがある。この画像表示装置の従来の多階調表示方法を
説明すれば、次のとおりである。
【０００３】現在、画像表示装置として多用されている
マトリックス液晶表示装置は、基本的にその表示装置の
走査線を制御する走査電極と各走査線の選択時に各画素
上のデータ表示を制御するデータ電極より構成される。
マトリックス液晶表示装置は、基本的にその表示装置の
走査線を制御する走査電極と各走査線の選択時に各画素
上のデータ表示を制御するデータ電極より構成される。
【０００４】この単純マトリックス液晶表示装置の駆動
方式としては、図７に示されたように、多重化による線
順次駆動方式を用いる電圧平均化法が駆動方式の標準と
して用いられている。図７は、電圧平均化法により２×
６画素より構成される単純マトリックス液晶表示素子を
線順次駆動方式で駆動する場合の走査電極及びデータ電
極に印加される駆動信号波形図及び前記走査電極とデー
タ電極駆動信号に応じて画素に印加される信号の波形図
である。
方式としては、図７に示されたように、多重化による線
順次駆動方式を用いる電圧平均化法が駆動方式の標準と
して用いられている。図７は、電圧平均化法により２×
６画素より構成される単純マトリックス液晶表示素子を
線順次駆動方式で駆動する場合の走査電極及びデータ電
極に印加される駆動信号波形図及び前記走査電極とデー
タ電極駆動信号に応じて画素に印加される信号の波形図
である。
【０００５】線順次駆動方式においては、図７の（ａ）
に示されたように、走査電極（ロー番号１，２，３，
４，５，６）に電圧Ｖｓのパルス（走査電極駆動信号）
が順次に印加されると共に、図７の（ｂ）に示されたよ
うに、データ電極（コラム番号１，２）に電圧＋Ｖｄ，
−Ｖｄのパルス（データ電極駆動信号）が印加される。
従って、図７の（ｃ）に示されたように、電圧Ｖｓ，Ｖ
ｄの平均電圧により形成された画素信号に応じて、図７
の（ｄ）に示されたように、素子が駆動される。
に示されたように、走査電極（ロー番号１，２，３，
４，５，６）に電圧Ｖｓのパルス（走査電極駆動信号）
が順次に印加されると共に、図７の（ｂ）に示されたよ
うに、データ電極（コラム番号１，２）に電圧＋Ｖｄ，
−Ｖｄのパルス（データ電極駆動信号）が印加される。
従って、図７の（ｃ）に示されたように、電圧Ｖｓ，Ｖ
ｄの平均電圧により形成された画素信号に応じて、図７
の（ｄ）に示されたように、素子が駆動される。
【０００６】しかしながら、この方式は液晶の応答速度
が遅い場合、すなわち、液晶表示素子の反応時間が４０
０ｍｓｅｃ程度の場合にのみ、画像のコントラストを失
わずに用いられる。
が遅い場合、すなわち、液晶表示素子の反応時間が４０
０ｍｓｅｃ程度の場合にのみ、画像のコントラストを失
わずに用いられる。
【０００７】従って、コンピューターのマウスの移動速
度及び動画像の表示速度に対応する高速応答特性を必要
とする分野においては、多重線走査（Multi-Line Scann
ing;ＭＬＳ）方式またはアクティブアドレス（Active A
ddress；ＡＡ）方式が用いられている。
度及び動画像の表示速度に対応する高速応答特性を必要
とする分野においては、多重線走査（Multi-Line Scann
ing;ＭＬＳ）方式またはアクティブアドレス（Active A
ddress；ＡＡ）方式が用いられている。
【０００８】図８は、ＭＬＳ方式またはＡＡ方式を適用
して液晶表示素子を駆動する場合の走査電極及びデータ
電極に印加する信号を示す説明図である。同図に示した
ように、ＭＬＳ方式は複数の走査電極（Ｆ1 〜Ｆ5 ；五
個の走査電極が１０個以上選択されると仮定する）が時
刻ｔに同時に選択されて駆動される方式であり、ＡＡ方
式は全ての走査電極（Ｆ1 〜Ｆ5 ；走査電極は五個のみ
存在し、いずれも選択されると仮定する）が時刻ｔに同
時に選ばれて駆動される方式である。
して液晶表示素子を駆動する場合の走査電極及びデータ
電極に印加する信号を示す説明図である。同図に示した
ように、ＭＬＳ方式は複数の走査電極（Ｆ1 〜Ｆ5 ；五
個の走査電極が１０個以上選択されると仮定する）が時
刻ｔに同時に選択されて駆動される方式であり、ＡＡ方
式は全ての走査電極（Ｆ1 〜Ｆ5 ；走査電極は五個のみ
存在し、いずれも選択されると仮定する）が時刻ｔに同
時に選ばれて駆動される方式である。
【０００９】この際、データ電極Ｇ1 には、 Ｇ1 (t) ＝−ｃＦ1 (t) ＋ｃＦ2 (t) −ｃＦ3 (t) ＋ｃ
Ｆ4 (t) ＋ｃＦ5(t) （ｃは任意の定数）のように表れるデータ電極の駆動信
号が印加されて二つの画素が“オン”となる。
Ｆ4 (t) ＋ｃＦ5(t) （ｃは任意の定数）のように表れるデータ電極の駆動信
号が印加されて二つの画素が“オン”となる。
【００１０】このように、複数の走査電極を同時に駆動
することにより、液晶表示素子のデューティ比を増やし
て高速応答の液晶表示素子に適用することができる。し
かしながら、多数のデータ電圧を要し、かつ現在の駆動
環境では画面データの記憶装置及び演算回路等をさらに
要する。
することにより、液晶表示素子のデューティ比を増やし
て高速応答の液晶表示素子に適用することができる。し
かしながら、多数のデータ電圧を要し、かつ現在の駆動
環境では画面データの記憶装置及び演算回路等をさらに
要する。
【００１１】このような線順次駆動方式の電圧平均化法
やＭＬＳ方式（またはＡＡ方式）により階調を表示する
方法としては、次に述べるように、フレーム変調階調表
示法、振幅変調階調表示法、面積分割階調表示法、電圧
及びフレーム変調階調表示法、電圧大きさ変調階調表示
法、誤差拡散による階調表示法がある。
やＭＬＳ方式（またはＡＡ方式）により階調を表示する
方法としては、次に述べるように、フレーム変調階調表
示法、振幅変調階調表示法、面積分割階調表示法、電圧
及びフレーム変調階調表示法、電圧大きさ変調階調表示
法、誤差拡散による階調表示法がある。
【００１２】１．フレーム変調階調表示方式 フレーム変調階調表示方式は、単純マトリックス構造の
液晶表示素子で最も一般的に用いる方法であって、複数
のサブフレームを一画面の表示単位で駆動する。すなわ
ち、複数のサブフレームのうち、“オン”選択サブフレ
ームの数に応じて階調水準が表示される。この方式は、
液晶のオン／オフ状態のみを制御することのできる単純
マトリックス構造の液晶表示装置の駆動において走査電
極駆動信号とデータ電極駆動信号の両方が二進値を有す
るので、駆動費用が少なくて階調方式の標準として用い
られてきた。
液晶表示素子で最も一般的に用いる方法であって、複数
のサブフレームを一画面の表示単位で駆動する。すなわ
ち、複数のサブフレームのうち、“オン”選択サブフレ
ームの数に応じて階調水準が表示される。この方式は、
液晶のオン／オフ状態のみを制御することのできる単純
マトリックス構造の液晶表示装置の駆動において走査電
極駆動信号とデータ電極駆動信号の両方が二進値を有す
るので、駆動費用が少なくて階調方式の標準として用い
られてきた。
【００１３】しかしながら、表示階調の数が増えるほ
ど、一画面の表示周波数は低くなり、動画像に好適の表
示速度の実現には問題がある。また、画面表示周波数の
低下による画面のフリッカー現象も画質を劣化させる原
因となる。
ど、一画面の表示周波数は低くなり、動画像に好適の表
示速度の実現には問題がある。また、画面表示周波数の
低下による画面のフリッカー現象も画質を劣化させる原
因となる。
【００１４】図９は、七つのサブフレームにて８階調を
実現するフレーム変調階調表示方式を示す。ここで、走
査電極駆動信号のパルス幅及び電圧はそれぞれｔ（ｓ）
及びＶ（ｓ）であり、Ｖｎｓは基準電圧である。そし
て、データ電極駆動信号のパルス電圧は＋Ｖｄ及び−Ｖ
ｄより構成される。
実現するフレーム変調階調表示方式を示す。ここで、走
査電極駆動信号のパルス幅及び電圧はそれぞれｔ（ｓ）
及びＶ（ｓ）であり、Ｖｎｓは基準電圧である。そし
て、データ電極駆動信号のパルス電圧は＋Ｖｄ及び−Ｖ
ｄより構成される。
【００１５】同図に示したように、二番目及び七番目の
階調レベルで画面周波数（データ電極駆動信号）が急激
に減るため、サブフレームの数を増やして二番目及び七
番目の階調レベル表示の周波数を増やす方式が適用され
ている。
階調レベルで画面周波数（データ電極駆動信号）が急激
に減るため、サブフレームの数を増やして二番目及び七
番目の階調レベル表示の周波数を増やす方式が適用され
ている。
【００１６】ここで、図９に示された二番目乃至七番目
の階調レベルではデータ電極駆動信号の周波数が一致す
るが、実はデータ電極駆動信号は走査電極駆動信号が
“オン”の場合のみ有効である。従って、二番目及び七
番目の階調レベル表示のデータ電極駆動信号の周波数が
最も低い。
の階調レベルではデータ電極駆動信号の周波数が一致す
るが、実はデータ電極駆動信号は走査電極駆動信号が
“オン”の場合のみ有効である。従って、二番目及び七
番目の階調レベル表示のデータ電極駆動信号の周波数が
最も低い。
【００１７】２．振幅変調階調表示方式 振幅変調階調表示方式は、図１０に示されたように、デ
ータ電極駆動信号（Ｙ）及び選択パルス幅ｄを有する走
査電極駆動信号（Ｘ）の両方がそれぞれ二つの電圧レベ
ルだけで駆動されるという長所がある。
ータ電極駆動信号（Ｙ）及び選択パルス幅ｄを有する走
査電極駆動信号（Ｘ）の両方がそれぞれ二つの電圧レベ
ルだけで駆動されるという長所がある。
【００１８】しかしながら、データ電圧の印加幅ｆは所
望の階調数により分割されるべきなので、駆動周波数が
増える。また、液晶表示素子は速いデータ電極駆動信号
に反応できないので、表示可能な階調数は限定される。
望の階調数により分割されるべきなので、駆動周波数が
増える。また、液晶表示素子は速いデータ電極駆動信号
に反応できないので、表示可能な階調数は限定される。
【００１９】３．面積分割階調表示方式 面積分割階調表示方式は駆動ＩＣ数の増加及び画面走査
線数の増加など解像度を劣化させる問題点があり、特殊
の場合を除いては用いられない。
線数の増加など解像度を劣化させる問題点があり、特殊
の場合を除いては用いられない。
【００２０】４．電圧及びフレーム変調階調表示方式 電圧及びフレーム変調階調表示方式は、図１１に示され
たように、各データビットにサブフレームを割り当て
て、各ビットの加重値に鑑みて駆動電圧の大きさを調整
する方式である。
たように、各データビットにサブフレームを割り当て
て、各ビットの加重値に鑑みて駆動電圧の大きさを調整
する方式である。
【００２１】図１１の１６階調を示す電圧及びフレーム
変調階調表示方式においては、データ体系が８：４：
２：１なので、各フレームの駆動電圧（Ｖｓ，Ｖｄ）の
大きさ比は（２×２1/2 ）：２：２1/2 ：１となる。す
なわち、各サブフレーム間の駆動電圧差が大きく、かつ
駆動電圧の大きさも増える。
変調階調表示方式においては、データ体系が８：４：
２：１なので、各フレームの駆動電圧（Ｖｓ，Ｖｄ）の
大きさ比は（２×２1/2 ）：２：２1/2 ：１となる。す
なわち、各サブフレーム間の駆動電圧差が大きく、かつ
駆動電圧の大きさも増える。
【００２２】この方式において、データ電極のデューテ
ィ：１／２４０、Ｖth：２．０の条件で最上位ビット
（ＭＳＢ）のデータ信号によりＬＣＤが駆動される場
合、走査電圧の大きさＶｓは略３５．４Ｖとなる。フレ
ーム変調階調表示方式において、同じ条件及び場合に走
査電極信号Ｖｓの大きさは略２２．６５Ｖである。これ
はフレーム変調階調表示方式におけるＶｓ値に比べて約
１．５６倍以上のＶｓ値の増加を示す。
ィ：１／２４０、Ｖth：２．０の条件で最上位ビット
（ＭＳＢ）のデータ信号によりＬＣＤが駆動される場
合、走査電圧の大きさＶｓは略３５．４Ｖとなる。フレ
ーム変調階調表示方式において、同じ条件及び場合に走
査電極信号Ｖｓの大きさは略２２．６５Ｖである。これ
はフレーム変調階調表示方式におけるＶｓ値に比べて約
１．５６倍以上のＶｓ値の増加を示す。
【００２３】従って、駆動電圧及び各サブフレームの駆
動電圧の大きさ差は、階調の数が増えるほど大きくなる
ため、結果的に表示階調の数を制限しなければならな
い。しかしながら、この方式は各サブフレームの駆動電
圧の大きさ差が激しいという問題にもかかわらず、デー
タ電極の駆動電位数を極小とすることができ、サブフレ
ームの数も大いに減らせるという長所のため、今後の活
用可能性も非常に高いと見込まれている。
動電圧の大きさ差は、階調の数が増えるほど大きくなる
ため、結果的に表示階調の数を制限しなければならな
い。しかしながら、この方式は各サブフレームの駆動電
圧の大きさ差が激しいという問題にもかかわらず、デー
タ電極の駆動電位数を極小とすることができ、サブフレ
ームの数も大いに減らせるという長所のため、今後の活
用可能性も非常に高いと見込まれている。
【００２４】５．電圧大きさ変調階調表示方式 電圧大きさ変調階調表示方式は、最近の複数電極同時選
択方式（ＡＡ方式）と共に高速応答用の液晶表示装置の
実現のために注目されている方式である。その代表的な
適用例としては、図１２に示されたように、パルス高さ
変調（ＰＨＭ：Pulse Height Modulation ）方式があ
る。
択方式（ＡＡ方式）と共に高速応答用の液晶表示装置の
実現のために注目されている方式である。その代表的な
適用例としては、図１２に示されたように、パルス高さ
変調（ＰＨＭ：Pulse Height Modulation ）方式があ
る。
【００２５】ここで、走査電極の駆動信号（Ｘ）の選択
パルス幅の各半分区間（ｄｔ／２）にパルス高さの異な
るデータ電極駆動信号（Ｙ）のパルスがデータ電極に印
加される。この方式の場合、データ電極の駆動電位を多
数必要とするので、駆動ＩＣのコスト高をもたらす。ま
た、アナログ方式のＩＣを採用する場合、データの処理
速度に限界があるなどの問題点が多い。
パルス幅の各半分区間（ｄｔ／２）にパルス高さの異な
るデータ電極駆動信号（Ｙ）のパルスがデータ電極に印
加される。この方式の場合、データ電極の駆動電位を多
数必要とするので、駆動ＩＣのコスト高をもたらす。ま
た、アナログ方式のＩＣを採用する場合、データの処理
速度に限界があるなどの問題点が多い。
【００２６】６．誤差拡散法による階調表示方式 この方式は画像処理技術を用いて空間変調を行い階調化
を実現する方式である。この方式は、画像表示装置の駆
動費用を大いに減らせると共に充分な画像の階調数を容
易に確保できる側面から注目されている。
を実現する方式である。この方式は、画像表示装置の駆
動費用を大いに減らせると共に充分な画像の階調数を容
易に確保できる側面から注目されている。
【００２７】誤差拡散法による空間変調階調化方式は、
一般に図１３に示されたような誤差拡散システムで処理
される。このシステムにおいては、表示しようとする元
の画素データ（Ｘm ，n ）から以前の画素で発生した誤
差値（ｅ′m ，n ）を減算して得られた実効値（ｕm ，
n ）を量子化値（ｂm ，n ）に近似させて画面表示デー
タとして用い、実効値（ｕm ，n ）と量子化値（ｂm ，
n ）との差を新たな誤差値（ｅm ，n ）として適用する
誤差拡散法則により周辺画素に任意の設定比率で誤差値
を拡散させる。この作用を走査方向に沿って順次に適用
することにより所望の階調レベルを表現することができ
る。
一般に図１３に示されたような誤差拡散システムで処理
される。このシステムにおいては、表示しようとする元
の画素データ（Ｘm ，n ）から以前の画素で発生した誤
差値（ｅ′m ，n ）を減算して得られた実効値（ｕm ，
n ）を量子化値（ｂm ，n ）に近似させて画面表示デー
タとして用い、実効値（ｕm ，n ）と量子化値（ｂm ，
n ）との差を新たな誤差値（ｅm ，n ）として適用する
誤差拡散法則により周辺画素に任意の設定比率で誤差値
を拡散させる。この作用を走査方向に沿って順次に適用
することにより所望の階調レベルを表現することができ
る。
【００２８】ここで、Ｑ（* ）は量子化器を示し、
ｈm ，n は低域通過フィルターを示す。誤差拡散系の各
値は次のとおりである。
ｈm ，n は低域通過フィルターを示す。誤差拡散系の各
値は次のとおりである。
【００２９】 ｕm ，n ＝ｘm ，n −ｅ′m ，n ｂm ，n ＝Ｑ（ｕm ，n ）（量子化） ｅm ，n ＝ｂm ，n −ｕm ，n ｅ′m ，n ＝ｈm ，n （ｅm ，n ）（低域通過フィルタ
リング）
リング）
【００３０】このシステムで発生した誤差値を周辺の画
素に拡散させる方式としては、Floyd & Steinberg アル
ゴリズムが最も一般に用いられており、 Jarvis 、 Jud
ice& Ninke アゴリズムや Stucki アルゴリズムなども
多用されている。さらに、応用方式により多様なアルゴ
リズムが開発されて適用されている。
素に拡散させる方式としては、Floyd & Steinberg アル
ゴリズムが最も一般に用いられており、 Jarvis 、 Jud
ice& Ninke アゴリズムや Stucki アルゴリズムなども
多用されている。さらに、応用方式により多様なアルゴ
リズムが開発されて適用されている。
【００３１】Floyd & Steinberg アルゴリズムは、図１
４に示されたように、誤差拡散を、画素Ｐから誤差が周
辺の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ７／１６（ｅＡ），
１／１６（ｅＢ），５／１６（ｅＣ），３／１６（ｅ
Ｄ）拡散されるように行う。この際、画像データは図３
に示された順次に誤差拡散処理される。
４に示されたように、誤差拡散を、画素Ｐから誤差が周
辺の画素Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ７／１６（ｅＡ），
１／１６（ｅＢ），５／１６（ｅＣ），３／１６（ｅ
Ｄ）拡散されるように行う。この際、画像データは図３
に示された順次に誤差拡散処理される。
【００３２】すなわち、まずＮビットの画像データが入
力されると、Ｎビットのうち下位ｎビット（ｎは１，
２，３，．．などの整数）が誤差拡散処理され、この誤
差拡散処理された（Ｎ−ｎ）ビットの画像データが画像
として表示される。
力されると、Ｎビットのうち下位ｎビット（ｎは１，
２，３，．．などの整数）が誤差拡散処理され、この誤
差拡散処理された（Ｎ−ｎ）ビットの画像データが画像
として表示される。
【００３３】しかしながら、この方法は最上位階調レベ
ルで飽和領域を有する問題点がある。これを図１５のグ
ラフに示す。
ルで飽和領域を有する問題点がある。これを図１５のグ
ラフに示す。
【００３４】図１５は、８ビットデータを誤差拡散法を
適用して表示した場合の表示装置の階調表示能力による
実質的な階調表現状態を示す。ここで、“ａ”は表示装
置が２階調を有する場合の実質的な階調表現状態であっ
て、８ビットデータの最大階調表示数である２8 ＝２５
６の半分以上、すなわち、１２８以上の階調レベルは飽
和状態となり、階調レベルが区分できなくなる。ｂ、ｃ
及びｄはそれぞれ表示装置が４階調、８階調及び１６階
調を有する場合の実質的な階調表現状態を示す。また、
“ｅ”は８ビットデータの表示限界である２５６階調を
示す。
適用して表示した場合の表示装置の階調表示能力による
実質的な階調表現状態を示す。ここで、“ａ”は表示装
置が２階調を有する場合の実質的な階調表現状態であっ
て、８ビットデータの最大階調表示数である２8 ＝２５
６の半分以上、すなわち、１２８以上の階調レベルは飽
和状態となり、階調レベルが区分できなくなる。ｂ、ｃ
及びｄはそれぞれ表示装置が４階調、８階調及び１６階
調を有する場合の実質的な階調表現状態を示す。また、
“ｅ”は８ビットデータの表示限界である２５６階調を
示す。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のごとき
従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、駆動電圧を大幅に下げることができるととも
に駆動電圧の格差を大幅に減らすことができ、ごく低い
発生頻度を有する階調レベルのみについて部分的に誤差
拡散法を適用することにより、空間変調による画質の劣
化を極小とする画像表示装置の多階調表示方法を提供す
ることにある。
従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とする
ところは、駆動電圧を大幅に下げることができるととも
に駆動電圧の格差を大幅に減らすことができ、ごく低い
発生頻度を有する階調レベルのみについて部分的に誤差
拡散法を適用することにより、空間変調による画質の劣
化を極小とする画像表示装置の多階調表示方法を提供す
ることにある。
【００３６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明による画像表示装置の多階調表示方法は、入
力されたＮビットの画像データの誤差拡散処理値をＮよ
り小さいｎビットとして決めるステップと、前記Ｎビッ
トの画像データをＮより大きいか、等しいＭビットの最
適データコードに変換するが、この最適データコードに
より表現される上位（Ｍ−ｎ）ビットデータの最大値
は、二進コード体系により表現される前記Ｎビットの画
像データの最大値より大きいか、等しくなるべき第１コ
ード選択基準と、誤差拡散法により発生する新たな階調
レベルのうち、相互隣接する階調レベルの数を最小とす
べき第２コード選択基準とを満足させるように選択され
た（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードと空間変調のた
めのｎビットの付加コードよりなる最適のＭビットデー
タコードに変換するステップと、前記最適のＭビットに
変換された画像データのうち、前記誤差拡散処理値であ
るｎビットほどを誤差拡散処理するステップと、前記ｎ
ビットほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの
画像データコードを画像として表示するステップと、を
含むことを特徴とする。
めに本発明による画像表示装置の多階調表示方法は、入
力されたＮビットの画像データの誤差拡散処理値をＮよ
り小さいｎビットとして決めるステップと、前記Ｎビッ
トの画像データをＮより大きいか、等しいＭビットの最
適データコードに変換するが、この最適データコードに
より表現される上位（Ｍ−ｎ）ビットデータの最大値
は、二進コード体系により表現される前記Ｎビットの画
像データの最大値より大きいか、等しくなるべき第１コ
ード選択基準と、誤差拡散法により発生する新たな階調
レベルのうち、相互隣接する階調レベルの数を最小とす
べき第２コード選択基準とを満足させるように選択され
た（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードと空間変調のた
めのｎビットの付加コードよりなる最適のＭビットデー
タコードに変換するステップと、前記最適のＭビットに
変換された画像データのうち、前記誤差拡散処理値であ
るｎビットほどを誤差拡散処理するステップと、前記ｎ
ビットほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの
画像データコードを画像として表示するステップと、を
含むことを特徴とする。
【００３７】本発明において、前記Ｍビットの最適デー
タコードに変換するステップで、前記第１コード選択基
準及び前記第２コード選択基準を同時に満足させるコー
ド体系が二つ以上ある場合、最上位ビットと最下位ビッ
トのデータ値の加重値の差を最小とすべき最適コード体
系を選択する第３コード選択基準と、各データビット間
の加重値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する
第４選択基準とを満足させるように、前記Ｎビットの画
像データを前記Ｍビットの最適データコードに変換する
ことが望ましく、前記画像を表示するステップで、前記
（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ変調
方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現すること
が望ましい。
タコードに変換するステップで、前記第１コード選択基
準及び前記第２コード選択基準を同時に満足させるコー
ド体系が二つ以上ある場合、最上位ビットと最下位ビッ
トのデータ値の加重値の差を最小とすべき最適コード体
系を選択する第３コード選択基準と、各データビット間
の加重値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する
第４選択基準とを満足させるように、前記Ｎビットの画
像データを前記Ｍビットの最適データコードに変換する
ことが望ましく、前記画像を表示するステップで、前記
（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ変調
方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現すること
が望ましい。
【００３８】また、前記目的を達成するために本発明に
よる他の液晶表示素子の多階調表示方法は、入力された
Ｎビットの画像データの誤差拡散処理値をＮより小さい
ｎビットとして決めるステップと、前記Ｎビットの画像
データをＮより大きいか、等しいＭビットの最適データ
コードに変換するが、最上位ビットと最下位ビットとの
データ値の加重値の差を最小とすべき最適コード体系を
選択する第３コード選択基準と、各データビット間の加
重値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する第４
選択基準とを満足させるように選択された（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコード及び空間変調のためのｎビット
の付加コードよりなるＭビットの最適データコードに変
換するステップと、前記最適のＭビットに変換された画
像データのうち、前記誤差拡散処理値であるｎビットほ
どを誤差拡散処理するステップと、前記ｎビットほど誤
差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコ
ードを画像として表示するステップと、を含むことを特
徴とする。
よる他の液晶表示素子の多階調表示方法は、入力された
Ｎビットの画像データの誤差拡散処理値をＮより小さい
ｎビットとして決めるステップと、前記Ｎビットの画像
データをＮより大きいか、等しいＭビットの最適データ
コードに変換するが、最上位ビットと最下位ビットとの
データ値の加重値の差を最小とすべき最適コード体系を
選択する第３コード選択基準と、各データビット間の加
重値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する第４
選択基準とを満足させるように選択された（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコード及び空間変調のためのｎビット
の付加コードよりなるＭビットの最適データコードに変
換するステップと、前記最適のＭビットに変換された画
像データのうち、前記誤差拡散処理値であるｎビットほ
どを誤差拡散処理するステップと、前記ｎビットほど誤
差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコ
ードを画像として表示するステップと、を含むことを特
徴とする。
【００３９】本発明において、前記Ｍビットの最適デー
タコードに変換するステップで、前記第３コード選択基
準及び前記第４コード選択基準を同時に満足させるコー
ド体系が二つ以上ある場合、前記最適コード体系により
表現される最大値は二進コード体系により表現される前
記画像データの最大値と一致すべき第１コード選択基準
と、誤差拡散法により発生する新たな階調レベルのう
ち、相互隣接する階調レベルの数を最小とすべき第２コ
ード選択基準とを満足させるように、前記Ｎビットの画
像データを前記Ｍビットの最適データコードに変換する
ことが望ましく、前記画像を表示するステップで、前記
（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ変調
方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現すること
が望ましい。
タコードに変換するステップで、前記第３コード選択基
準及び前記第４コード選択基準を同時に満足させるコー
ド体系が二つ以上ある場合、前記最適コード体系により
表現される最大値は二進コード体系により表現される前
記画像データの最大値と一致すべき第１コード選択基準
と、誤差拡散法により発生する新たな階調レベルのう
ち、相互隣接する階調レベルの数を最小とすべき第２コ
ード選択基準とを満足させるように、前記Ｎビットの画
像データを前記Ｍビットの最適データコードに変換する
ことが望ましく、前記画像を表示するステップで、前記
（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ変調
方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現すること
が望ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。
明の実施の形態を詳しく説明する。
【００４１】本発明は制限された階調表示能力で二倍以
上の階調数を画面に表示するため、誤差拡散法のような
空間変調技術を用いる階調表示方法において、従来の画
像の二進データコードを、画像表示装置の特性、階調化
駆動のためのサブフレーム数及び駆動電圧条件などの表
示器システムの環境を考慮した最適のコードに変換し、
この変換されたコード値を用いて階調を表示する新たな
階調表示方式である。
上の階調数を画面に表示するため、誤差拡散法のような
空間変調技術を用いる階調表示方法において、従来の画
像の二進データコードを、画像表示装置の特性、階調化
駆動のためのサブフレーム数及び駆動電圧条件などの表
示器システムの環境を考慮した最適のコードに変換し、
この変換されたコード値を用いて階調を表示する新たな
階調表示方式である。
【００４２】すなわち、前記変換されたコード値のう
ち、発生頻度の低い階調レベルについて部分的に誤差拡
散法で処理した後、電圧及びフレーム変調階調表示方式
により多階調の表示を実現することを特徴とする。
ち、発生頻度の低い階調レベルについて部分的に誤差拡
散法で処理した後、電圧及びフレーム変調階調表示方式
により多階調の表示を実現することを特徴とする。
【００４３】コード変換のための画像データの選択基準
は次のとおりである。
は次のとおりである。
【００４４】１．最適コード体系により表現されるデー
タの最大値は従来の二進コード体系により表現される画
像データの最大値より大きいか、等しくなるようにす
る。
タの最大値は従来の二進コード体系により表現される画
像データの最大値より大きいか、等しくなるようにす
る。
【００４５】２．誤差拡散法により発生する新たな階調
レベルのうち、相互隣接する階調レベルの数を最小とな
るようにする。前記コード選択基準１及び２の条件を満
足させるコード体系が二つ以上存在すると、次の選択基
準に基づいて最適コード体系を決める。
レベルのうち、相互隣接する階調レベルの数を最小とな
るようにする。前記コード選択基準１及び２の条件を満
足させるコード体系が二つ以上存在すると、次の選択基
準に基づいて最適コード体系を決める。
【００４６】３．このコード体系は、最上位ビットと最
下位ビットのデータ値の加重値の差を最小となるように
する。
下位ビットのデータ値の加重値の差を最小となるように
する。
【００４７】４．このコード体系は、各データビット間
の加重値の差を最小となるようにする。
の加重値の差を最小となるようにする。
【００４８】上述したように、四つのコード選択基準の
うちコード選択基準１は誤差拡散法の適用による階調の
飽和領域発生という問題を解決するためであり、コード
選択基準２は階調表現の正確性を確保して画質の劣化を
最小とするための基準である。これらは次の１６階調の
コード体系で詳しく説明する。コード選択基準３及び４
は駆動電圧特性の改善のための基準である。
うちコード選択基準１は誤差拡散法の適用による階調の
飽和領域発生という問題を解決するためであり、コード
選択基準２は階調表現の正確性を確保して画質の劣化を
最小とするための基準である。これらは次の１６階調の
コード体系で詳しく説明する。コード選択基準３及び４
は駆動電圧特性の改善のための基準である。
【００４９】１６階調表示のためのコード体系変換の例
としては、次の３ビットのコード体系と４ビットのコー
ド体系がある。１６階調表示のための従来の二進コード
体系は“８：４：２：１”の４ビットのコードで構成さ
れる。一方、二進コード体系の最下位１ビットのみを誤
差拡散した場合には、“８：４：２”の３ビットのデー
タコードのみが残り、１６階調表示のための画像データ
が作られる。この場合、階調値１４以上は飽和領域とな
る。
としては、次の３ビットのコード体系と４ビットのコー
ド体系がある。１６階調表示のための従来の二進コード
体系は“８：４：２：１”の４ビットのコードで構成さ
れる。一方、二進コード体系の最下位１ビットのみを誤
差拡散した場合には、“８：４：２”の３ビットのデー
タコードのみが残り、１６階調表示のための画像データ
が作られる。この場合、階調値１４以上は飽和領域とな
る。
【００５０】３ビットコード体系 ３ビットコード体系を用いて１６階調を表現するための
最適コード体系は次のように選択される。まず、１６階
調を表現するためのデータ値のうち、前記選択基準１を
満足させつつ、階調値の重畳を発生させない３ビットの
データコードを導出すると、次のように１２個のコード
体系が導出される。
最適コード体系は次のように選択される。まず、１６階
調を表現するためのデータ値のうち、前記選択基準１を
満足させつつ、階調値の重畳を発生させない３ビットの
データコードを導出すると、次のように１２個のコード
体系が導出される。
【００５１】（MSB, LSB+1, LSB)＝ (12, 2, 1), (11,
3, 1), (10, 4, 1), (9, 5, 1),(8, 6, 1), (10, 3,
2), (9, 4, 2), (8, 5, 2),(7, 6, 2), (8, 4, 3), (7,
5, 3), (6, 5, 4)
3, 1), (10, 4, 1), (9, 5, 1),(8, 6, 1), (10, 3,
2), (9, 4, 2), (8, 5, 2),(7, 6, 2), (8, 4, 3), (7,
5, 3), (6, 5, 4)
【００５２】前記各データコードに誤差拡散法を適用し
て発生する新たな階調値を導出すれば次の表１のように
なる。表１の下線付きの値は相互隣接する階調値を示
し、隣接する階調値の連続性が２階調以下の場合には階
調表現の正確性を大いに低下させずに用いられる（コー
ド選択基準２に基づく）。従って、データコード (9,
4, 2), (8, 5, 2), (8, 4, 3), (7, 5, 3) のうち、最
適コード体系が選択される。
て発生する新たな階調値を導出すれば次の表１のように
なる。表１の下線付きの値は相互隣接する階調値を示
し、隣接する階調値の連続性が２階調以下の場合には階
調表現の正確性を大いに低下させずに用いられる（コー
ド選択基準２に基づく）。従って、データコード (9,
4, 2), (8, 5, 2), (8, 4, 3), (7, 5, 3) のうち、最
適コード体系が選択される。
【００５３】ここで、誤差拡散法による階調値はデータ
コードのビット値の組合せにより得られない値を用いて
求められる。例えば、データコード(12, 2, 1)の場合に
組合せにより得られる値は、 1, 2, 3(=1+2), 12, 13(=12+1), 14(=12+2), 15(=12+2+
1) である。ここで、１６ビットの全ての階調値を満たすた
めには、4, 5, 6, 7, 8,9, 10, 11の値が必要である。
この階調値は誤差拡散法により満たされる。
コードのビット値の組合せにより得られない値を用いて
求められる。例えば、データコード(12, 2, 1)の場合に
組合せにより得られる値は、 1, 2, 3(=1+2), 12, 13(=12+1), 14(=12+2), 15(=12+2+
1) である。ここで、１６ビットの全ての階調値を満たすた
めには、4, 5, 6, 7, 8,9, 10, 11の値が必要である。
この階調値は誤差拡散法により満たされる。
【００５４】
【表１】
【００５５】前記＊の四つのデータコード（選択基準２
を満足させる）のうち、データコード (9, 4, 2)は最下
位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比率が４．
５（＝９／２）であって、従来の二進コード体系におけ
る最下位ビットを誤差拡散処理した場合の４より大きく
て前記選択基準３，４を満足させず、階調レベルの飽和
領域だけを解決する（選択基準１を満足する）コード体
系なので、最適コード体系の選択対象から除かれる。ま
た、データコード体系 (8, 4, 3)は２階調以下の隣接階
調値を四つ有するため、画質劣化の程度が残り二つのコ
ード体系に比べて大きい（選択基準２を満足しない）。
結果的に、最適コード体系は (8,5,2)と(7,5,3) コード
体系から選択される。これらのコード体系は、隣接する
階調値の連続性が二つ以下で同一であり、発生階調数も
同様である。従って、選択基準３及び４により最適コー
ド体系が選択される。
を満足させる）のうち、データコード (9, 4, 2)は最下
位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比率が４．
５（＝９／２）であって、従来の二進コード体系におけ
る最下位ビットを誤差拡散処理した場合の４より大きく
て前記選択基準３，４を満足させず、階調レベルの飽和
領域だけを解決する（選択基準１を満足する）コード体
系なので、最適コード体系の選択対象から除かれる。ま
た、データコード体系 (8, 4, 3)は２階調以下の隣接階
調値を四つ有するため、画質劣化の程度が残り二つのコ
ード体系に比べて大きい（選択基準２を満足しない）。
結果的に、最適コード体系は (8,5,2)と(7,5,3) コード
体系から選択される。これらのコード体系は、隣接する
階調値の連続性が二つ以下で同一であり、発生階調数も
同様である。従って、選択基準３及び４により最適コー
ド体系が選択される。
【００５６】コード体系 (8,5,2)及び (7,5,3)におい
て、最下位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比
率を求めると、それぞれ４（８／２）及び２．３（７／
３）であり、かつデータビット間の加重値の差はそれぞ
れ３及び２であるため、コード体系 (7,5,3)が最適のコ
ード体系として選択される。
て、最下位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比
率を求めると、それぞれ４（８／２）及び２．３（７／
３）であり、かつデータビット間の加重値の差はそれぞ
れ３及び２であるため、コード体系 (7,5,3)が最適のコ
ード体系として選択される。
【００５７】図１は、この (7,5,3)の３ビットのコード
体系を用いた場合の１６階調表現を示す。同図に示すよ
うに、空間の変換されたコード体系において、表現され
る階調の数は８階調 (0, 3, 5, 7, 8=3+5, 10=3+7, 12=
5+7, 15=3+5+7)である。また、誤差拡散法による空間変
換方式により新たに発生する階調の数も８階調（ 1,2,
4, 6, 9, 11, 13, 14）である。
体系を用いた場合の１６階調表現を示す。同図に示すよ
うに、空間の変換されたコード体系において、表現され
る階調の数は８階調 (0, 3, 5, 7, 8=3+5, 10=3+7, 12=
5+7, 15=3+5+7)である。また、誤差拡散法による空間変
換方式により新たに発生する階調の数も８階調（ 1,2,
4, 6, 9, 11, 13, 14）である。
【００５８】次の表２は、従来の二進コード体系におけ
る最下位のビットを誤差拡散処理した階調表示方式
（８：４：２の加重値コードを用いる）と、本発明によ
る階調表示方式（７：５：３の加重値コードを用いる）
の階調表現状態を示す。
る最下位のビットを誤差拡散処理した階調表示方式
（８：４：２の加重値コードを用いる）と、本発明によ
る階調表示方式（７：５：３の加重値コードを用いる）
の階調表現状態を示す。
【００５９】
【表２】
【００６０】この表２に示すように、従来の方式の場合
は階調値１４以上が飽和状態となることが判る。
は階調値１４以上が飽和状態となることが判る。
【００６１】一方、誤差拡散法の適用により発生した階
調値に対応する輝度レベルの再現性は、誤差拡散処理に
より発生する新たな階調値のうち、相互隣接して発生す
る階調値の数により大いに影響される。
調値に対応する輝度レベルの再現性は、誤差拡散処理に
より発生する新たな階調値のうち、相互隣接して発生す
る階調値の数により大いに影響される。
【００６２】例えば、データコード体系 (7,5,3)を用い
る場合、階調値４が誤差拡散処理により空間変調された
値として発生し、この値を画面上に表現するとき、階調
値３と階調値５が５０：５０の比率に画面上に表示され
るので、階調値４に対応する輝度レベルの表現が可能で
ある。その反面、階調値１は階調値２と共に誤差拡散処
理により発生するので、画面上に階調値１を表現すると
き、階調値０と階調値３が６６．６％：３３．３％の比
率に画面上に表示される。従って、階調値の差が３であ
る輝度を有する画素が画面の１／３及び２／３を占める
ので、画素が画面上で識別される可能性は大きくなり、
結果的に階調値１の正確な輝度表現はさらに困難にな
る。
る場合、階調値４が誤差拡散処理により空間変調された
値として発生し、この値を画面上に表現するとき、階調
値３と階調値５が５０：５０の比率に画面上に表示され
るので、階調値４に対応する輝度レベルの表現が可能で
ある。その反面、階調値１は階調値２と共に誤差拡散処
理により発生するので、画面上に階調値１を表現すると
き、階調値０と階調値３が６６．６％：３３．３％の比
率に画面上に表示される。従って、階調値の差が３であ
る輝度を有する画素が画面の１／３及び２／３を占める
ので、画素が画面上で識別される可能性は大きくなり、
結果的に階調値１の正確な輝度表現はさらに困難にな
る。
【００６３】４ビットコード体系 ４ビットコードそれ自体のみで１６階調を表現し得るコ
ードは、 (8,4,2,1)である。このコード体系は正確な１
６階調の表現が可能であるが、最下位のビットに対する
最上位ビットのデータ値の比率が８（８／１）であって
駆動電圧が大きく、サブフレーム間の駆動電圧の変化率
も大きい（表６参照）。
ードは、 (8,4,2,1)である。このコード体系は正確な１
６階調の表現が可能であるが、最下位のビットに対する
最上位ビットのデータ値の比率が８（８／１）であって
駆動電圧が大きく、サブフレーム間の駆動電圧の変化率
も大きい（表６参照）。
【００６４】４ビットコード体系の適用においては、１
６階調表現のうち最小の隣接階調レベル数を有する階調
値に誤差拡散法を適用して空間変調させ、駆動電圧を大
いに減らせるコード体系を選択して最適コード体系とし
て決める。最適コード体系選択基準１を満足させつつ、
１６階調を表現するコード体系は次のように１８個が存
在する。
６階調表現のうち最小の隣接階調レベル数を有する階調
値に誤差拡散法を適用して空間変調させ、駆動電圧を大
いに減らせるコード体系を選択して最適コード体系とし
て決める。最適コード体系選択基準１を満足させつつ、
１６階調を表現するコード体系は次のように１８個が存
在する。
【００６５】(MSB, LSB+2, LSB+1, LSB)= (9, 3, 2,
1), (7, 5, 2, 1), (6, 6, 2, 1),(8, 3, 3, 1), (7,
4, 3, 1), (6, 5, 3, 1),(6, 4, 4, 1), (5, 5, 4, 1),
(8, 3, 2, 2),(7, 4, 2, 2), (6, 5, 2, 2), (7, 3,
3, 2),(6, 4, 3, 2), (5, 5, 3, 2), (5, 4, 4, 2),(6,
3, 3, 3), (5, 4, 3, 3), (4, 4, 4, 3)
1), (7, 5, 2, 1), (6, 6, 2, 1),(8, 3, 3, 1), (7,
4, 3, 1), (6, 5, 3, 1),(6, 4, 4, 1), (5, 5, 4, 1),
(8, 3, 2, 2),(7, 4, 2, 2), (6, 5, 2, 2), (7, 3,
3, 2),(6, 4, 3, 2), (5, 5, 3, 2), (5, 4, 4, 2),(6,
3, 3, 3), (5, 4, 3, 3), (4, 4, 4, 3)
【００６６】このデータコード体系のうち最下位ビット
に対する最上位ビットのデータ値の比率が従来の二進コ
ード体系における比率と等しいか、大きいコード体系を
除く残りコード体系に誤差拡散法を適用することにより
発生する新たな階調値を導出すれば、次の表３のとおり
である。
に対する最上位ビットのデータ値の比率が従来の二進コ
ード体系における比率と等しいか、大きいコード体系を
除く残りコード体系に誤差拡散法を適用することにより
発生する新たな階調値を導出すれば、次の表３のとおり
である。
【００６７】
【表３】
【００６８】この表３で誤差拡散法の適用により発生す
る新たな階調値の数が最小のコード体系を選択すれば、
次のとおりである。
る新たな階調値の数が最小のコード体系を選択すれば、
次のとおりである。
【００６９】(MSB, LSB+2, LSB+1, LSB) = (7,5,2,1),
(6,5,3,1), (6,4,3,2)
(6,5,3,1), (6,4,3,2)
【００７０】このコード体系のいずれも誤差拡散処理に
より二つの新たな階調値を有するので、最適コード選択
基準３及び４により最適のコード体系を選択する。従っ
て、最下位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比
率が最も小さいコード体系 (6,4,3,2)が最適のコード体
系として選択される。コード体系 (6,4,3,2)に対する１
６階調表現は図２に示したとおりである。
より二つの新たな階調値を有するので、最適コード選択
基準３及び４により最適のコード体系を選択する。従っ
て、最下位ビットに対する最上位ビットのデータ値の比
率が最も小さいコード体系 (6,4,3,2)が最適のコード体
系として選択される。コード体系 (6,4,3,2)に対する１
６階調表現は図２に示したとおりである。
【００７１】本発明の最適コード選択基準は１６階調以
上及び１６階調以下に適用されることができる。この最
適コード体系を用いた階調化の実現は、図３に示したよ
うに従来の誤差拡散方式において、Ｎビットの画像デー
タのうち最下位ビット（ＬＳＢ：least significant bi
t)からｎビット（ｎは１，２，３，．．などの整数）を
誤差拡散アルゴリズムによりデータ処理した後、得られ
た変調された画像データを用いてＭＳＢから（Ｎ−ｎ）
ビットを画像表示器に出力するが、図４に示されたよう
なアルゴリズムで具現される。
上及び１６階調以下に適用されることができる。この最
適コード体系を用いた階調化の実現は、図３に示したよ
うに従来の誤差拡散方式において、Ｎビットの画像デー
タのうち最下位ビット（ＬＳＢ：least significant bi
t)からｎビット（ｎは１，２，３，．．などの整数）を
誤差拡散アルゴリズムによりデータ処理した後、得られ
た変調された画像データを用いてＭＳＢから（Ｎ−ｎ）
ビットを画像表示器に出力するが、図４に示されたよう
なアルゴリズムで具現される。
【００７２】第一に、Ｎビットの二進画像データを液晶
表示装置の階調表示に最適のＭビットコードに画像デー
タのコードを変換する。すなわち、Ｎビットの画像デー
タを最適のコード選択基準により選択された最適コード
体系（（Ｍ−ｎ）ビット）と空間変調処理のための付加
コード（ｎビット）に変換する。
表示装置の階調表示に最適のＭビットコードに画像デー
タのコードを変換する。すなわち、Ｎビットの画像デー
タを最適のコード選択基準により選択された最適コード
体系（（Ｍ−ｎ）ビット）と空間変調処理のための付加
コード（ｎビット）に変換する。
【００７３】第二に、Ｍビットに変換された画像データ
のうち、空間変調処理のためのｎビット（ｎは１，２，
３．．などの整数）の付加コードについて空間変調を行
う。空間変調方式には従来の誤差拡散法や用いられる表
示器の特性に適する方式などが用いられる。
のうち、空間変調処理のためのｎビット（ｎは１，２，
３．．などの整数）の付加コードについて空間変調を行
う。空間変調方式には従来の誤差拡散法や用いられる表
示器の特性に適する方式などが用いられる。
【００７４】第三に、最適コード体系（（Ｍ−ｎ）ビッ
ト）により表現された画像データを階調表示方式により
表示することにより階調化を実現する。
ト）により表現された画像データを階調表示方式により
表示することにより階調化を実現する。
【００７５】このような最適コード体系で構成された画
像データを従来の電圧及びフレーム変調階調表示方式の
ように三つのサブフレームで構成して１６階調を実現す
るためには、次のようにコード変換が行われる。
像データを従来の電圧及びフレーム変調階調表示方式の
ように三つのサブフレームで構成して１６階調を実現す
るためには、次のようにコード変換が行われる。
【００７６】まず、前記のように最適コード変換方法の
実例として、前記表１から得られた３ビットの１６階調
表現のための最適コード体系 (7,5,3)と付加コード (1,
1)への画像データ変換は表４の通りである。
実例として、前記表１から得られた３ビットの１６階調
表現のための最適コード体系 (7,5,3)と付加コード (1,
1)への画像データ変換は表４の通りである。
【００７７】
【表４】
【００７８】この表４からのコード変換論理は次の表５
の通りである。
の通りである。
【００７９】
【表５】
【００８０】また、前記のような最適コード変換方法の
他の実施形態であって、前記表３から得られた４ビット
の１６階調表現のための最適コード体系 (6,4,3,2)と付
加コード１への変換も同じく行われる。
他の実施形態であって、前記表３から得られた４ビット
の１６階調表現のための最適コード体系 (6,4,3,2)と付
加コード１への変換も同じく行われる。
【００８１】このように画像データを最適コードに変換
した後は、Floyd & Steinberg アルゴリズムのような従
来の誤差拡散処理方式を用いて空間変調を行うことによ
り、画像データを変調する。
した後は、Floyd & Steinberg アルゴリズムのような従
来の誤差拡散処理方式を用いて空間変調を行うことによ
り、画像データを変調する。
【００８２】次に、変調された画像データについて階調
化を行うことにより、画像の階調表現を具現する。ここ
で、階調表現のために電圧大きさ変調階調表示方式、電
圧及びフレーム変調階調表示方式などのほとんどの階調
化表示方式が用いられる。
化を行うことにより、画像の階調表現を具現する。ここ
で、階調表現のために電圧大きさ変調階調表示方式、電
圧及びフレーム変調階調表示方式などのほとんどの階調
化表示方式が用いられる。
【００８３】電圧及びフレーム変調階調表示方式の適用
例として３ビットの最適コード体系(7,5,3)を用いて１
６階調を液晶表示装置に表現する場合の液晶表示装置の
走査電極、データ電極の駆動電圧及び駆動信号の波形は
表６及び図５に示された通りである。
例として３ビットの最適コード体系(7,5,3)を用いて１
６階調を液晶表示装置に表現する場合の液晶表示装置の
走査電極、データ電極の駆動電圧及び駆動信号の波形は
表６及び図５に示された通りである。
【００８４】
【表６】
【００８５】この表６において、選択された最適コード
体系 (7,5,3)に対する駆動電圧は次の式１により算出さ
れる。
体系 (7,5,3)に対する駆動電圧は次の式１により算出さ
れる。
【００８６】
【式１】
【００８７】また、４ビットの最適コード体系 (6,4,3,
2)を用いた１６階調を液晶表示装置で表現する場合の走
査及びデータ電極駆動電圧の特性を従来の二進コード体
系を用いた場合の駆動電圧の特性と比べると、次の表７
の通りである。
2)を用いた１６階調を液晶表示装置で表現する場合の走
査及びデータ電極駆動電圧の特性を従来の二進コード体
系を用いた場合の駆動電圧の特性と比べると、次の表７
の通りである。
【００８８】
【表７】
【００８９】以上のような本発明による階調表現方式を
用いることにより得られる効果を、表８を用いて従来の
階調表示方式の特性と比べると次の通りである。
用いることにより得られる効果を、表８を用いて従来の
階調表示方式の特性と比べると次の通りである。
【００９０】
【表８】
【００９１】この表８の方式１、方式２は従来の電圧及
びフレーム変調階調表示方式である。方式１は画像デー
タを８：４：２：１の加重値で四つのサブフレームを構
成して１６階調を示した場合であり、方式２は方式１の
従来の電圧及びフレーム変調階調表示方式で加重データ
値８：４：２：１の最下位ビット（ＬＳＢ）を誤差拡散
処理した後（空間変調後）、残り３ビット、すなわち、
４：２：１（８：４：２）の加重値で三つのサブフレー
ムを構成して１６階調を示した場合であり、方式３は本
発明の第１実施形態であって従来の８：４：２：１の加
重値を有する画像データコードを７：５：３の加重値を
有する最適データコードに変換した後、三つのサブフレ
ームを構成して１６階調を示した場合であり、方式４は
本発明の第２実施形態であって従来の８：４：２：１の
加重値を有する画像データコードを６：４：３：２の加
重値を有する最適データコードに変換した後、四つのサ
ブフレームを構成して１６階調を示した場合であり、こ
の四種の方式について走査電極駆動電圧の最大値及びデ
ータ電極駆動電圧の最大値、そして電圧及びフレーム変
調階調表示方式における各サブフレーム間の走査電極駆
動信号電圧の変化量及びデータ電極駆動信号電圧の変化
量を算出して比べたものである。
びフレーム変調階調表示方式である。方式１は画像デー
タを８：４：２：１の加重値で四つのサブフレームを構
成して１６階調を示した場合であり、方式２は方式１の
従来の電圧及びフレーム変調階調表示方式で加重データ
値８：４：２：１の最下位ビット（ＬＳＢ）を誤差拡散
処理した後（空間変調後）、残り３ビット、すなわち、
４：２：１（８：４：２）の加重値で三つのサブフレー
ムを構成して１６階調を示した場合であり、方式３は本
発明の第１実施形態であって従来の８：４：２：１の加
重値を有する画像データコードを７：５：３の加重値を
有する最適データコードに変換した後、三つのサブフレ
ームを構成して１６階調を示した場合であり、方式４は
本発明の第２実施形態であって従来の８：４：２：１の
加重値を有する画像データコードを６：４：３：２の加
重値を有する最適データコードに変換した後、四つのサ
ブフレームを構成して１６階調を示した場合であり、こ
の四種の方式について走査電極駆動電圧の最大値及びデ
ータ電極駆動電圧の最大値、そして電圧及びフレーム変
調階調表示方式における各サブフレーム間の走査電極駆
動信号電圧の変化量及びデータ電極駆動信号電圧の変化
量を算出して比べたものである。
【００９２】この表８に示されたように、本発明による
方式３、すなわち、３ビットの最適コード体系 (7,5,3)
を用いる１６階調化駆動方式は、最大走査電極駆動電圧
が２６．８Ｖ、最大データ電圧駆動電圧が１．７２９Ｖ
であって、従来の方式１における最大走査電極駆動信号
電圧及び最大データ電極駆動信号電圧と比べて８１％程
度であり、従来の方式２における最大走査電極駆動進行
電圧及び最大データ電極駆動信号電圧と比べて９０．４
％程度である。
方式３、すなわち、３ビットの最適コード体系 (7,5,3)
を用いる１６階調化駆動方式は、最大走査電極駆動電圧
が２６．８Ｖ、最大データ電圧駆動電圧が１．７２９Ｖ
であって、従来の方式１における最大走査電極駆動信号
電圧及び最大データ電極駆動信号電圧と比べて８１％程
度であり、従来の方式２における最大走査電極駆動進行
電圧及び最大データ電極駆動信号電圧と比べて９０．４
％程度である。
【００９３】また、各サブフレーム間の走査電極駆動信
号電圧の変化量及びデータ電極駆動信号電圧の変化量
は、提案した方式３の場合にはそれぞれ９．２５５Ｖ及
び０．５９７Ｖであり、従来の方式１及び方式２の４
３．４％及び６２．４％程度である。
号電圧の変化量及びデータ電極駆動信号電圧の変化量
は、提案した方式３の場合にはそれぞれ９．２５５Ｖ及
び０．５９７Ｖであり、従来の方式１及び方式２の４
３．４％及び６２．４％程度である。
【００９４】さらに、４ビットの最適コード体系 (6,4,
3,2)を用いた階調化具現方式である方式４は、最大走査
電極駆動信号電圧が２８．６５Ｖ、最大データ電極駆動
信号電圧が１．８５Ｖであって、従来の方式１における
最大走査電極駆動信号電圧及び最大データ電極駆動信号
電圧と比べて８６．６％程度であり、従来の方式２にお
ける最大走査電極駆動信号電圧及び最大データ電極駆動
信号電圧と比べて方式４の最大走査電極駆動信号電圧及
び最大データ電極駆動信号電圧はそれぞれ２８．６５Ｖ
および１．８５Ｖであって９６．６％程度である。そし
て、各サブフレーム間の走査電極駆動信号電圧の変化量
及びデータ電極駆動信号電圧の変化量は、提案された方
式４の場合、それぞれ１２．１１Ｖ及び０．７８２Ｖで
あって従来の方式１及び方式２の５６．６％及び８１．
７％程度である。
3,2)を用いた階調化具現方式である方式４は、最大走査
電極駆動信号電圧が２８．６５Ｖ、最大データ電極駆動
信号電圧が１．８５Ｖであって、従来の方式１における
最大走査電極駆動信号電圧及び最大データ電極駆動信号
電圧と比べて８６．６％程度であり、従来の方式２にお
ける最大走査電極駆動信号電圧及び最大データ電極駆動
信号電圧と比べて方式４の最大走査電極駆動信号電圧及
び最大データ電極駆動信号電圧はそれぞれ２８．６５Ｖ
および１．８５Ｖであって９６．６％程度である。そし
て、各サブフレーム間の走査電極駆動信号電圧の変化量
及びデータ電極駆動信号電圧の変化量は、提案された方
式４の場合、それぞれ１２．１１Ｖ及び０．７８２Ｖで
あって従来の方式１及び方式２の５６．６％及び８１．
７％程度である。
【００９５】従って、電極駆動ＩＣの低コストを達成す
ることができ、変化率の低い安定した電極駆動信号の使
用により表示画像の安定化及び小型駆動信号によるクロ
ストークの減少効果（駆動信号が小さいほど、隣接電極
に発生する微分波誘導電圧が小さいためである）などが
得られる。
ることができ、変化率の低い安定した電極駆動信号の使
用により表示画像の安定化及び小型駆動信号によるクロ
ストークの減少効果（駆動信号が小さいほど、隣接電極
に発生する微分波誘導電圧が小さいためである）などが
得られる。
【００９６】このように、本発明による多階調表示方式
は表示階調数が増えるほど、その実効性は増す。そし
て、上述した最適コード体系の選択基準１，２，３，４
を逆順に活用して、選択基準４，３，２，１にコード体
系を選択して多階調表示駆動電圧の特性を改善するコー
ド変換方式が用いられる。
は表示階調数が増えるほど、その実効性は増す。そし
て、上述した最適コード体系の選択基準１，２，３，４
を逆順に活用して、選択基準４，３，２，１にコード体
系を選択して多階調表示駆動電圧の特性を改善するコー
ド変換方式が用いられる。
【００９７】一方、本発明による多階調表示方式を適用
した液晶表示素子の駆動装置の一例が図６に示されてい
る。図６のブロック“Ａ”に示されたように、エンコー
ダ１、誤差拡散論理部２及び誤差バッファーメモリ３が
加えられることにより具現される。その他のＮ×Ｍフレ
ームバッファーメモリ４、ＸＯＲアレイ５、和論理６、
ディジタル／アナログ変換器７、電圧制御器８、表示制
御器９、ロー関数ＲＯＭ１０、ロー関数レジスタ１１、
コラム駆動部１２（データ電極駆動部）、ロー駆動部１
３（走査電極駆動部）及びＮ×Ｍ液晶表示素子１４など
のブロックはＭＬＳ方式またはＡＡ方式適用時の回路を
示す。
した液晶表示素子の駆動装置の一例が図６に示されてい
る。図６のブロック“Ａ”に示されたように、エンコー
ダ１、誤差拡散論理部２及び誤差バッファーメモリ３が
加えられることにより具現される。その他のＮ×Ｍフレ
ームバッファーメモリ４、ＸＯＲアレイ５、和論理６、
ディジタル／アナログ変換器７、電圧制御器８、表示制
御器９、ロー関数ＲＯＭ１０、ロー関数レジスタ１１、
コラム駆動部１２（データ電極駆動部）、ロー駆動部１
３（走査電極駆動部）及びＮ×Ｍ液晶表示素子１４など
のブロックはＭＬＳ方式またはＡＡ方式適用時の回路を
示す。
【００９８】ここで、エンコーダ１は入力される８：
４：２：１の二進コード画像データを７：５：３：１：
１の最適コードに変換（エンコーディング）する。
４：２：１の二進コード画像データを７：５：３：１：
１の最適コードに変換（エンコーディング）する。
【００９９】誤差拡散論理部２は誤差バッファーメモリ
３に記憶された誤差ビット情報を用いて７：５：３：
１：１の下位２ビットを誤差拡散処理して７：５：３の
誤差拡散処理されたコードをＮ×Ｍフレームバッファー
メモリ４に出力する。
３に記憶された誤差ビット情報を用いて７：５：３：
１：１の下位２ビットを誤差拡散処理して７：５：３の
誤差拡散処理されたコードをＮ×Ｍフレームバッファー
メモリ４に出力する。
【０１００】Ｎ×Ｍフレームバッファーメモリ４は、印
加される７：５：３の誤差拡散処理されたコードを一時
的に貯蔵してデータ処理を円滑に行うようにする。
加される７：５：３の誤差拡散処理されたコードを一時
的に貯蔵してデータ処理を円滑に行うようにする。
【０１０１】ＸＯＲアレイ５は、Ｎ×Ｍフレームバッフ
ァーメモリ４から印加される誤差拡散されたコードとロ
ー関数レジスタ１１から印加されるロー関数情報Ｆ
1 （ｔ）〜Ｆ5 （ｔ）とをＸＯＲ論理で処理して和論理
６に提供する。
ァーメモリ４から印加される誤差拡散されたコードとロ
ー関数レジスタ１１から印加されるロー関数情報Ｆ
1 （ｔ）〜Ｆ5 （ｔ）とをＸＯＲ論理で処理して和論理
６に提供する。
【０１０２】和論理６は、ＸＯＲアレイ５で処理された
誤差拡散されたコードとロー関数情報Ｆ1 （ｔ）〜Ｆ5
（ｔ）のＸＯＲ論理値−ｃＦ1 （ｔ），ｃＦ2 （ｔ）、
−ｃＦ3 （ｔ），ｃＦ4 （ｔ）およびｃＦ5 （ｔ）を合
成して、図８に示されたような、 Ｇ1 （ｔ）＝−ｃＦ1 （ｔ）＋ｃＦ2 （ｔ）−ｃＦ
3 （ｔ）＋ｃＦ4 （ｔ）＋ｃＦ5 （ｔ） のアクティブアドレス方式のデータ電極駆動信号を作成
する。
誤差拡散されたコードとロー関数情報Ｆ1 （ｔ）〜Ｆ5
（ｔ）のＸＯＲ論理値−ｃＦ1 （ｔ），ｃＦ2 （ｔ）、
−ｃＦ3 （ｔ），ｃＦ4 （ｔ）およびｃＦ5 （ｔ）を合
成して、図８に示されたような、 Ｇ1 （ｔ）＝−ｃＦ1 （ｔ）＋ｃＦ2 （ｔ）−ｃＦ
3 （ｔ）＋ｃＦ4 （ｔ）＋ｃＦ5 （ｔ） のアクティブアドレス方式のデータ電極駆動信号を作成
する。
【０１０３】ディジタル／アナログ変換部７は、和論理
６で作成されたデータ電極駆動信号をアナログ信号に変
換してコラム駆動部１２（データ電極駆動部）に提供す
る。
６で作成されたデータ電極駆動信号をアナログ信号に変
換してコラム駆動部１２（データ電極駆動部）に提供す
る。
【０１０４】コラム駆動部１２は、前記アナログ変換さ
れた信号及び電圧制御器８から提供される適切な電圧で
表示制御器９の制御信号に応じて順次に液晶表示器１４
のデータ電極を駆動する。
れた信号及び電圧制御器８から提供される適切な電圧で
表示制御器９の制御信号に応じて順次に液晶表示器１４
のデータ電極を駆動する。
【０１０５】ロー駆動部１３（走査電極駆動部）はロー
関数ＲＯＭ１０の走査電極選択用のロー関数及び電圧制
御器８から提供される適切な電圧で表示制御器９の制御
信号に応じて順次に液晶表示器１４の走査電極を駆動す
る。
関数ＲＯＭ１０の走査電極選択用のロー関数及び電圧制
御器８から提供される適切な電圧で表示制御器９の制御
信号に応じて順次に液晶表示器１４の走査電極を駆動す
る。
【０１０６】電圧制御器８はコラム駆動部１２及びロー
駆動部１３に必要な電圧を提供する。
駆動部１３に必要な電圧を提供する。
【０１０７】ロー関数ＲＯＭ１０は走査電極選択用の関
数（情報）を記憶しており、ロー関数レジスタ１１はＸ
ＯＲアレイ５に提供されるロー関数を一時的に貯蔵す
る。
数（情報）を記憶しており、ロー関数レジスタ１１はＸ
ＯＲアレイ５に提供されるロー関数を一時的に貯蔵す
る。
【０１０８】そして、表示制御器９は走査電極及びデー
タ電極を適切な順序に駆動するように制御信号をそれぞ
れ提供する。
タ電極を適切な順序に駆動するように制御信号をそれぞ
れ提供する。
【０１０９】以上のような構成を有する駆動系の動作を
説明すると、次の通りである。
説明すると、次の通りである。
【０１１０】まず、エンコーダ１にＮビットの二進コー
ド（例えば、８：４：２：１の加重値を有する４ビット
の二進コード）の画像データが入力されると、エンコー
ダ１が入力データをＭビットの最適コード（例えば、
７：５：３：１：１の加重値を有する５ビット）に変換
（エンコーディング）する。
ド（例えば、８：４：２：１の加重値を有する４ビット
の二進コード）の画像データが入力されると、エンコー
ダ１が入力データをＭビットの最適コード（例えば、
７：５：３：１：１の加重値を有する５ビット）に変換
（エンコーディング）する。
【０１１１】このＭビット（５ビット）の最適コードで
誤差拡散論理部２は誤差バッファーメモリ３に記憶され
た誤差ビット情報を用いてＭビットの下位ｎビット
（７：５：３：１：１の下位２ビット）を誤差拡散処理
してＭ−ｎビット（７：５：３）の誤差拡散されたコー
ドを作成する。
誤差拡散論理部２は誤差バッファーメモリ３に記憶され
た誤差ビット情報を用いてＭビットの下位ｎビット
（７：５：３：１：１の下位２ビット）を誤差拡散処理
してＭ−ｎビット（７：５：３）の誤差拡散されたコー
ドを作成する。
【０１１２】（Ｍ−ｎ）ビットの誤差拡散されたコード
は、ロー関数ＲＯＭ１０から提供される走査電極選択用
のロー関数（例えば、Ｆ1 （ｔ）〜Ｆ5 （ｔ））と共に
ＸＯＲ論理処理されて（例えば、−ｃＦ1 （ｔ），ｃＦ
2 （ｔ）、−ｃＦ3 （ｔ），ｃＦ4 （ｔ）およびｃＦ5
（ｔ）などのＸＯＲ論理値となる）、和論理６でディジ
タルのデータ電極駆動信号（例えば、Ｇ1 （ｔ）＝−ｃ
Ｆ1 （ｔ）＋ｃＦ2 （ｔ）−ｃＦ3 （ｔ）＋ｃＦ
4 （ｔ）＋ｃＦ5 （ｔ））に合成される。
は、ロー関数ＲＯＭ１０から提供される走査電極選択用
のロー関数（例えば、Ｆ1 （ｔ）〜Ｆ5 （ｔ））と共に
ＸＯＲ論理処理されて（例えば、−ｃＦ1 （ｔ），ｃＦ
2 （ｔ）、−ｃＦ3 （ｔ），ｃＦ4 （ｔ）およびｃＦ5
（ｔ）などのＸＯＲ論理値となる）、和論理６でディジ
タルのデータ電極駆動信号（例えば、Ｇ1 （ｔ）＝−ｃ
Ｆ1 （ｔ）＋ｃＦ2 （ｔ）−ｃＦ3 （ｔ）＋ｃＦ
4 （ｔ）＋ｃＦ5 （ｔ））に合成される。
【０１１３】この合成されたディジタルのデータ電極駆
動信号は、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換さ
れてコラム駆動部１２に提供され、この信号によりデー
タ電極が駆動される。
動信号は、Ｄ／Ａ変換器７によりアナログ信号に変換さ
れてコラム駆動部１２に提供され、この信号によりデー
タ電極が駆動される。
【０１１４】コラム駆動部１２に提供された前記アナロ
グ変換信号は、電圧制御器８から提供される適切な電圧
に変換されて表示制御器９の制御信号に応じて順次に液
晶表示器１４のデータ電極を駆動する。
グ変換信号は、電圧制御器８から提供される適切な電圧
に変換されて表示制御器９の制御信号に応じて順次に液
晶表示器１４のデータ電極を駆動する。
【０１１５】一方、走査電極はロー関数ＲＯＭ１０から
提供される走査電極選択用のロー関数が電圧制御器８か
ら提供される適切な電圧に変換されて表示制御器９の制
御信号に応じてロー駆動部１３により順次に選択されて
駆動される。
提供される走査電極選択用のロー関数が電圧制御器８か
ら提供される適切な電圧に変換されて表示制御器９の制
御信号に応じてロー駆動部１３により順次に選択されて
駆動される。
【０１１６】このように、従来の二進画像データコード
体系を他の形態のコード体系に変換して駆動する装置は
多様な応用が可能であり、液晶表示素子だけでなく陰極
線管、プラズマディスプレイ、電子蛍光表示器などの全
ての表示装置へ適用できる。
体系を他の形態のコード体系に変換して駆動する装置は
多様な応用が可能であり、液晶表示素子だけでなく陰極
線管、プラズマディスプレイ、電子蛍光表示器などの全
ての表示装置へ適用できる。
【０１１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による画像
表示装置の階調表示方法は、従来の二進コード体系を用
いず、二進データコード体系のＮビット画像データを画
像表示装置の特性及び階調表示駆動のためのサブフレー
ムの数及び駆動電圧条件などの画像表示装置のシステム
環境に鑑みてＮより大きいか、等しいＭビットの最適デ
ータコードに変換するが、この最適のデータコードによ
り表現される上位（Ｍ−ｎ）ビットのデータの最大値は
二進コード体系により表現される前記画像データの最大
値と一致するようにするという第１コード選択基準と、
誤差拡散法により発生する新たな階調レベルのうち相互
隣接する階調レベルの数を最小とするという第２コード
選択基準とを満足させるように選択された（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコードと空間変調のためのｎビットの
付加コードよりなる最適のＭビットデータコードに変換
し、さらに前記第１コード選択基準及び前記第２コード
選択基準を同時に満足させるコード体系が二つ以上ある
場合は、最上位ビットと最下位ビットのデータ値の加重
値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する第３コ
ード選択基準と、各データビット間の加重値差を最小と
すべき最適コード体系を選択する第４コード選択基準と
を満足させるように前記Ｎビットの画像データを前記Ｍ
ビットの最適データコードに変換し、前記最適のＭビッ
トデータに変換された画像データで前記誤差拡散処理値
であるｎビツトほどを誤差拡散処理した後、前記ｎビッ
トほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像
データコードを電圧大きさ変調方式やフレーム変調方式
を用いて多階調表示を具現することにより、電圧大きさ
変調階調表示方式などの全ての階調表示方式について限
定された階調表示能で空間変調方式を用いて２倍以上の
階調表現を実現する場合に発生する階調値の飽和を防止
することができ、階調化方式として電圧及びフレーム変
調階調表示方式を用いる場合、走査電極及びデータ電極
駆動信号電圧を大幅に減少させることができるとともに
サブフレームの駆動電圧の格差を大幅に減らせ、かつ空
間変調による画質の劣化を極小化することができ、表現
しようとする階調数が増えるほど（サブフレームの数が
増えるほど）、駆動効率をさらに高めることができると
いう効果を有する。
表示装置の階調表示方法は、従来の二進コード体系を用
いず、二進データコード体系のＮビット画像データを画
像表示装置の特性及び階調表示駆動のためのサブフレー
ムの数及び駆動電圧条件などの画像表示装置のシステム
環境に鑑みてＮより大きいか、等しいＭビットの最適デ
ータコードに変換するが、この最適のデータコードによ
り表現される上位（Ｍ−ｎ）ビットのデータの最大値は
二進コード体系により表現される前記画像データの最大
値と一致するようにするという第１コード選択基準と、
誤差拡散法により発生する新たな階調レベルのうち相互
隣接する階調レベルの数を最小とするという第２コード
選択基準とを満足させるように選択された（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコードと空間変調のためのｎビットの
付加コードよりなる最適のＭビットデータコードに変換
し、さらに前記第１コード選択基準及び前記第２コード
選択基準を同時に満足させるコード体系が二つ以上ある
場合は、最上位ビットと最下位ビットのデータ値の加重
値の差を最小とすべき最適コード体系を選択する第３コ
ード選択基準と、各データビット間の加重値差を最小と
すべき最適コード体系を選択する第４コード選択基準と
を満足させるように前記Ｎビットの画像データを前記Ｍ
ビットの最適データコードに変換し、前記最適のＭビッ
トデータに変換された画像データで前記誤差拡散処理値
であるｎビツトほどを誤差拡散処理した後、前記ｎビッ
トほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像
データコードを電圧大きさ変調方式やフレーム変調方式
を用いて多階調表示を具現することにより、電圧大きさ
変調階調表示方式などの全ての階調表示方式について限
定された階調表示能で空間変調方式を用いて２倍以上の
階調表現を実現する場合に発生する階調値の飽和を防止
することができ、階調化方式として電圧及びフレーム変
調階調表示方式を用いる場合、走査電極及びデータ電極
駆動信号電圧を大幅に減少させることができるとともに
サブフレームの駆動電圧の格差を大幅に減らせ、かつ空
間変調による画質の劣化を極小化することができ、表現
しようとする階調数が増えるほど（サブフレームの数が
増えるほど）、駆動効率をさらに高めることができると
いう効果を有する。
【図１】３ビットの最適コード体系を用いた１６階調表
現方式を示す説明図。
現方式を示す説明図。
【図２】４ビットの最適コード体系を用いた１６階調表
現方式を示す説明図。
現方式を示す説明図。
【図３】従来の誤差拡散方式による画像データ処理順序
図。
図。
【図４】本発明による誤差拡散方式による画像データ処
理順序図。
理順序図。
【図５】本発明による階調化表示方式による走査電極駆
動信号及びデータ電極駆動信号の例を示す波形図。
動信号及びデータ電極駆動信号の例を示す波形図。
【図６】本発明による階調化表示方式による液晶表示素
子駆動装置のブロック図。
子駆動装置のブロック図。
【図７】従来の電圧平均法によるマトリックス線順次駆
動方式の走査電極駆動信号、データ電極駆動信号及び画
素に印加される信号の波形図及び画素のマトリックス配
列を示す図。
動方式の走査電極駆動信号、データ電極駆動信号及び画
素に印加される信号の波形図及び画素のマトリックス配
列を示す図。
【図８】従来のアクティブアドレス駆動方式の走査電極
及びデータ電極駆動方式を示す説明図。
及びデータ電極駆動方式を示す説明図。
【図９】８階調を示す従来のフレーム変調階調表示方式
の走査電極及びデータ電極駆動信号の波形図。
の走査電極及びデータ電極駆動信号の波形図。
【図１０】従来の振幅変調階調表示方式の走査電極及び
データ電極駆動信号の波形図。
データ電極駆動信号の波形図。
【図１１】１６階調を示す従来の電圧及びフレーム変調
階調表示方式の走査電極及びデータ電極駆動信号の波形
図。
階調表示方式の走査電極及びデータ電極駆動信号の波形
図。
【図１２】従来の電圧大きさ変調階調表示方式の走査電
極及びデータ電極駆動信号の波形図。
極及びデータ電極駆動信号の波形図。
【図１３】誤差拡散系のブロック図。
【図１４】誤差拡散方式の例を示す説明図。
【図１５】８ビットデータ処理系におけるハードウェア
上の階調数と実質的な階調表示能力を示すグラフ。
上の階調数と実質的な階調表示能力を示すグラフ。
１ エンコーダ ２ 誤差拡散論理部 ３ 誤差バッファーメモリ ４ Ｎ×Ｍフレームバッファーメモリ ５ ＸＯＲアレイ ６ 和論理 ７ ディジタル／アナログ変換器 ８ 電圧制御器 ９ 表示制御器 １０ ロー関数ＲＯＭ １１ ロー関数レジスタ １２ コラム駆動部（データ電極駆動部） １３ ロー駆動部（走査電極駆動部） １４ Ｎ×Ｍ液晶表示素子
Claims (6)
- 【請求項１】 入力されたＮビットの画像データの誤差
拡散処理値をＮより小さいｎビットとして決めるステッ
プと、 前記Ｎビットの画像データをＮより大きいか、等しいＭ
ビットの最適データコードに変換するが、この最適デー
タコードにより表現される上位（Ｍ−ｎ）ビットデータ
の最大値は、二進コード体系により表現される前記Ｎビ
ットの画像データの最大値より大きいか、等しくなるべ
き第１コード選択基準と、誤差拡散法により発生する新
たな階調レベルのうち、相互隣接する階調レベルの数を
最小とすべき第２コード選択基準とを満足させるように
選択された（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードと空間
変調のためのｎビットの付加コードよりなる最適のＭビ
ットデータコードに変換するステップと、 前記最適のＭビットに変換された画像データのうち、前
記誤差拡散処理値であるｎビットほどを誤差拡散処理す
るステップと、 前記ｎビットほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコードを画像として表示するステップ
と、 を含むことを特徴とする画像表示装置の多階調表示方
法。 - 【請求項２】 前記Ｍビットの最適データコードに変換
するステップにおいて、前記第１コード選択基準及び前
記第２コード選択基準を同時に満足させるコード体系が
二つ以上ある場合、最上位ビットと最下位ビットのデー
タ値の加重値の差を最小とすべき最適コード体系を選択
する第３コード選択基準と、各データビット間の加重値
の差を最小とすべき最適データコードを選択する第４選
択基準とを満足させるように、前記Ｎビットの画像デー
タを前記Ｍビットの最適データコードに変換することを
特徴とする請求項１に記載の画像表示装置の多階調表示
方法。 - 【請求項３】 前記画像を表示するステップにおいて、
前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ
変調方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像
表示装置の多階調表示方法。 - 【請求項４】 入力されたＮビットの画像データの誤差
拡散処理値をＮより小さいｎビットとして決めるステッ
プと、 前記Ｎビットの画像データをＮより大きいか、等しいＭ
ビットの最適データコードに変換するが、最上位ビット
と最下位ビットとのデータ値の加重値の差を最小とすべ
き最適コード体系を選択する第３コード選択基準と、各
データビット間の加重値の差を最小とすべき最適コード
体系を選択する第４選択基準とを満足させるように選択
された（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコード及び空間変
調のためのｎビットの付加コードよりなるＭビットの最
適データコードに変換するステップと、 前記最適のＭビットに変換された画像データのうち、前
記誤差拡散処理値であるｎビットほどを誤差拡散処理す
るステップと、 前記ｎビットほど誤差拡散処理された前記（Ｍ−ｎ）ビ
ットの画像データコードを画像として表示するステップ
と、 を含むことを特徴とする画像表示装置の多階調表示方
法。 - 【請求項５】 前記Ｍビットの最適データコードに変換
するステップにおいて、前記第３コード選択基準及び前
記第４コード選択基準を同時に満足させるコード体系が
二つ以上ある場合、前記最適コード体系により表現され
る最大値は二進コード体系により表現される前記画像デ
ータの最大値と一致すべき第１コード選択基準と、誤差
拡散法により発生する新たな階調レベルのうち、相互隣
接する階調レベルの数を最小とすべき第２コード選択基
準とを満足させるように、前記Ｎビットの画像データを
前記Ｍビットの最適データコードに変換することを特徴
とする請求項４に記載の画像表示装置の多階調表示方
法。 - 【請求項６】 前記画像を表示するステップにおいて、
前記（Ｍ−ｎ）ビットの画像データコードを電圧大きさ
変調方式やフレーム変調方式を用いて階調化を具現する
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の画像
表示装置の多階調表示方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1995-32496 | 1995-09-28 | ||
| KR1019950032496A KR0155890B1 (ko) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 화상 표시 장치의 다계조 표시 구동 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127907A true JPH09127907A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3889837B2 JP3889837B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=19428267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5917471A (ja) |
| JP (1) | JP3889837B2 (ja) |
| KR (1) | KR0155890B1 (ja) |
| CN (1) | CN1107237C (ja) |
| DE (1) | DE19638635A1 (ja) |
| FR (1) | FR2739479B1 (ja) |
| GB (1) | GB2305802B (ja) |
| TW (1) | TW305983B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004163774A (ja) * | 2002-11-14 | 2004-06-10 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置および表示装置の駆動方法 |
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| JPH118765A (ja) * | 1997-06-16 | 1999-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 低階調化処理方法、低階調化処理装置、低階調化処理用集積回路および低階調化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| FR2769743B1 (fr) * | 1997-10-09 | 2000-01-07 | Thomson Multimedia Sa | Procede et dispositif de balayage d'un panneau a plasma |
| DE19745498C2 (de) * | 1997-10-15 | 2000-12-07 | Agfa Gevaert Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Kopieren einer transparenten Vorlage auf lichtempfindliches Material |
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- 1995-09-28 KR KR1019950032496A patent/KR0155890B1/ko not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-09-20 DE DE19638635A patent/DE19638635A1/de not_active Withdrawn
- 1996-09-24 JP JP25167496A patent/JP3889837B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-25 TW TW085111712A patent/TW305983B/zh active
- 1996-09-25 US US08/719,649 patent/US5917471A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-25 GB GB9619992A patent/GB2305802B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-27 FR FR9611820A patent/FR2739479B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-27 CN CN96121197A patent/CN1107237C/zh not_active Expired - Lifetime
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| GB2305802A (en) | 1997-04-16 |
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