(57)【要約】      （修正有）【課題】オーバードライブ処理を行うコントローラ・ドライバによって静止画を表示する場合に消費電力を低減する。【解決手段】コントローラ・ドライバ１は、画像データＳＤｎ及び画像データＳＤｎより１フレーム前の画像データＳＤｎ-1に基づいて補正画像データＤｄｎを生成するオーバードライブ演算回路１６、液晶駆動電圧を生成するデータ線駆動回路１９、オーバードライブ演算回路１６を迂回して画像データＳＤｎ-1をデータ線駆動回路１９に入力可能な迂回経路Ｒ２、画像データＳＤｎ-1をオーバードライブ演算回路１６との接続経路Ｒ１及び迂回経路Ｒ２のいずれかに対して出力する第２伸張回路１５、動画表示又は静止画表示の切り替えを指示する動画・静止画切り替え信号Ｓ１を第２伸張回路１５に出力する命令制御回路１０を備えている。第２伸張回路１５は、信号Ｓ１に基づいて、動画表示時は経路Ｒ１を選択し、静止画表示時は迂回経路Ｒ２を選択する。【選択図】  図１
2006195170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信画像データ及び前記受信画像データより１フレーム前の画像データに基づいて、前記受信画像データの階調値を補正した補正画像データを生成するオーバードライブ演算回路と、
前記補正画像データに基づいて液晶駆動電圧を生成するデータ線駆動回路と、
前記オーバードライブ演算回路を迂回して、前記１フレーム前の画像データを前記データ線駆動回路に入力可能な迂回経路と、
前記１フレーム前の画像データを、前記オーバードライブ演算回路との接続経路又は前記迂回経路に対して出力する出力選択手段と、
動画表示又は静止画表示の切り替えを指示する動画・静止画切り替え信号を前記出力選択手段に出力する制御部とを備え、
前記出力選択手段は、動画・静止画切り替え信号に基づいて、動画表示時は前記オーバードライブ演算回路との接続経路を選択し、静止画表示時は前記迂回経路を選択することを特徴とするコントローラ・ドライバ。
【請求項２】
受信画像データを圧縮して圧縮画像データを生成する圧縮回路と、
前記圧縮回路から受信した前記圧縮画像データを少なくとも１フレーム遅延させる画像メモリと、
前記圧縮回路から受信した圧縮画像データを伸張する第１の伸張回路と、
前記画像メモリから受信した圧縮画像データを伸張する第２の伸張回路とを備え、
前記オーバードライブ演算回路は、前記第１の伸張回路及び前記第２の伸張回路が生成する伸張後の画像データに基づいて、前記受信画像データの階調値を補正した補正画像データを生成し、
前記出力選択手段は、前記第２の伸張回路が生成する伸張後の画像データを、前記オーバードライブ演算回路との接続経路又は前記迂回経路に対して出力する請求項１に記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項３】
前記第１の伸張回路及び前記第２の伸張回路はスルー回路又は配線であり、前記オーバードライブ演算回路は、圧縮画像データに基づいて補正画像データを生成する請求項２に記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項４】
前記圧縮回路はスルー回路又は配線であり、前記圧縮画像データは受信画像データそのものである請求項３に記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項５】
前記圧縮回路が出力する圧縮画像データを保持可能であり、前記画像メモリからアクセス可能な第１の一時データ保持回路と、
前記画像メモリが出力する圧縮画像データを保持可能であり、前記第２の伸張回路からアクセス可能な第２の一時データ保持回路とを備える請求項２乃至４のいずれかに記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項６】
前記補正画像データを格納するシフトレジスタ部を備え、
前記シフトレジスタ部は、前記画像メモリから１ライン分の前記圧縮画像データを一括して取得できるよう前記画像メモリと接続され、
さらに前記シフトレジスタ部は、保持しているデータをシフト動作によって前記第２の伸張回路に出力できるよう前記第２の伸張回路と接続されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項７】
前記補正画像データを格納するシフトレジスタ部を備え、
前記第２の伸張回路は、前記画像メモリから１ライン分の前記第２の圧縮画像データを一括して取得できるよう前記画像メモリと接続され、
前記シフトレジスタ部は、前記伸張回路から前記第２の圧縮画像データを伸張した１ライン分の画像データを一括して取得できるよう前記第２の伸張回路と接続され、
さらに前記シフトレジスタ部は、保持しているデータをシフト動作によって前記オーバードライブ演算回路に出力できるよう前記オーバードライブ演算回路と接続されていることを特徴とする請求項２に記載のコントローラ・ドライバ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のコントローラ・ドライバと、
前記コントローラ・ドライバにより駆動される液晶表示部とを備える液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを駆動するコントローラ・ドライバ及びそれを用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話端末やＰＤＡ等の携帯情報機器が液晶パネルを駆動するために備えているコントローラ・ドライバには、１フレーム分の画像データを蓄積可能な画像メモリと、画像メモリに保存した画像データの表示タイミングを指示する同期信号を生成する簡単な制御回路を備えるよう構成されたものがある。このような構成によれば、静止画表示等の表示画像を切り替える必要がない場合は、ＣＰＵ等の外部の処理装置から画像データを受信することなく、画像メモリに保存した画像データを液晶パネルに表示することで静止画の表示が可能であり、消費電力の削減に有効である。
【０００３】
このようなメモリ内蔵コントローラ・ドライバを備えた従来の液晶表示装置の一例を図１５に示す。従来の液晶表示装置は、液晶パネル７、液晶パネル７のゲート線を駆動するゲート線駆動回路６、ＣＰＵ等の処理装置５から画像データＤｎを受信して携帯電話端末等が備える液晶パネル７に表示を行うコントローラ・ドライバ８を備えている。コントローラ・ドライバ８は、少なくとも1フレーム分の画像データを蓄積可能な画像メモリ８３、階調化された電圧を発生する階調電圧発生回路１７、液晶パネル７のデータ線を駆動するデータ線駆動回路８９、データ線駆動回路８９及びゲート線駆動回路６に表示タイミングを指示するタイミング制御回路１８、及び、階調電圧発生回路１７に対する階調電圧の設定指示やタイミング制御回路１８に対する画像表示タイミングの指示等を行う命令制御回路８０を備えている。なお、コントローラ・ドライバ８の構成は一例であり、コントローラ・ドライバにゲート線駆動回路を含んで構成される場合もあり、さらに、電源を含んで構成されることもある。
【０００４】
上述したように、コントローラ・ドライバ８が少なくとも1フレーム分の画像データを蓄積可能な画像メモリ８３を備えることにより、静止画の表示を行う際には、画像メモリ８３に保存した画像を液晶パネル７に表示することで、外部の処理装置５から画像データを転送することなく画像表示が可能となる。具体的には、命令制御回路８０が、画像データを画像メモリ８３からデータ線駆動回路８９へ転送するよう指示し、さらに、データ線駆動回路８９及びゲート線駆動回路６に表示タイミングを指示する。このような構成により、静止画表示中に外部の処理装置５の動作を停止して消費電力を低減することができるという利点がある。
【０００５】
また一方では、携帯電話端末等の高機能化に伴って、携帯情報機器でも動画の表示を行うことが求められている。しかし、液晶パネルは表示画像の変化に対する応答速度が遅く、動画を表示する際に画像ボケが発生する性質がある。そこで従来から、大型液晶パネル等においては液晶の応答速度を改善するためにオーバードライブ処理が行われている。オーバードライブ処理とは、現在の画像データと１フレーム前の画像データとを比較し、階調値が増加、つまり輝度が高くなっている場合には、通常の値より高い液晶駆動電圧によって液晶パネルを駆動し、階調値が減少（輝度が低下）している場合には、通常より低い駆動電圧で液晶パネルを駆動するものである。これによって、液晶パネルの応答速度を高めることができる。このようなオーバードライブ処理の詳細は、例えば特許文献１乃至３に記載されている。
【特許文献１】特許２６１６６５２号公報
【特許文献２】特開平４−３６５０９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０２８４５号公報
【特許文献４】特開２００３−１６２２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のメモリ内蔵コントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を付加することによって、液晶の応答速度の改善が期待できる。しかし、携帯電話端末等の携帯情報機器は機器サイズ及び消費電力の制約が大きい。このため、これらの機器に使用するメモリ内蔵コントローラ・ドライバ８も、チップサイズが小さくかつ消費電力が小さいことが望ましいが、コントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を単純に付加したのでは、コントローラ・ドライバ８のチップサイズ及び消費電力が増大することが問題となる。
【０００７】
このうち、消費電力については、従来のコントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を付加する場合に、静止画を表示する際の消費電力を低減できないという課題がある。
【０００８】
コントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を単純に付加して得られる構成を図１６に示す。オーバードライブ処理回路１６は、命令制御回路８０から入力される現在の画像データＤｎと、画像メモリ８３から入力される1フレーム前の画像データＤｎ−１ との比較を行って、両画像データ間での階調変化を検出する。さらに、画像データＤｎ及びＤｎ−１間の階調変化に応じた補正画像データＤｄｎをデータ線駆動回路８９に出力する。データ線駆動回路８９が、補正画像データＤｄｎに基づいて液晶パネル７を駆動することによって、液晶パネル７の応答速度の改善が図られることになる。
【０００９】
しかしながら、図１６に示す構成を備えるコントローラ・ドライバにおいて静止画を出力する場合は、オーバードライブ演算回路１６が現フレーム画像データＤｎと前フレーム画像データＤｎ−１の比較を行い、比較結果が同一であったときに補正した画像データではなく元の画像データをそのままデータ線駆動回路８９に出力することによって行われる。このため、図１６に示すような従来のコントローラ・ドライバでは、静止画を出力する場合にもオーバードライブ演算回路１６を動作させる必要があり、静止画を表示する際の消費電力を低減できない。
【００１０】
本発明は、上述の課題を考慮してなされたものであり、静止画を表示する場合に消費電力を低減することが可能なオーバードライブ処理を行うコントローラ・ドライバ及びそれを用いた液晶表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかるコントローラ・ドライバは、受信画像データ及び前記受信画像データより１フレーム前の画像データに基づいて、前記受信画像データの階調値を補正した補正画像データを生成するオーバードライブ演算回路と、前記補正画像データに基づいて液晶駆動電圧を生成するデータ線駆動回路と、前記オーバードライブ演算回路を迂回して、前記１フレーム前の画像データを前記データ線駆動回路に入力可能な迂回経路と、前記１フレーム前の画像データを、前記オーバードライブ演算回路との接続経路又は前記迂回経路に対して出力する出力選択手段と、動画表示又は静止画表示の切り替えを指示する動画・静止画切り替え信号を前記出力選択手段に出力する制御部とを備えている。さらに、前記出力選択手段は、動画・静止画切り替え信号に基づいて、動画表示時は前記オーバードライブ演算回路との接続経路を選択し、静止画表示時は前記迂回経路を選択することを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成により、静止画表示を行う場合は、オーバードライブ演算回路を迂回して、データ線駆動回路に表示画像データを送ることができる。このため、静止画表示には、オーバードライブ演算回路を動作させる必要がなく、消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、静止画を表示する場合に消費電力を低減することが可能なオーバードライブ処理を行うコントローラ・ドライバ及びそれを用いた液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ１を備える液晶表示装置の構成を図１に示す。コントローラ・ドライバ１は、（１）第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２の２つの圧縮回路を備えて個別に圧縮処理を行うことにより、第１圧縮回路１１に転送される圧縮画像データに含まれる圧縮誤差と画像メモリ１３に保存される圧縮画像データに含まれる圧縮誤差を変更できること、及び（２）命令制御回路１０が外部の処理装置５から動画・静止画切り替え信号Ｓ１を受信し、受信した信号Ｓ１に応じて第２伸張回路１５が伸張後の画像データの出力先を切り替えることを特徴としている。以下、コントローラ・ドライバ１について詳細に説明する。なお、図１５に示した従来の構成と同一の機能を有するものについては、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
【００１５】
命令制御回路１０は、処理装置５から画像データＤｎ、制御信号及び動画・静止画切り替え信号Ｓ１を受信する。制御信号には、画像データＤｎが動画である場合に表示タイミングを制御するタイミング制御信号を含む、処理装置５からコントローラ・ドライバ１の制御を行うための信号である。命令制御回路１０は、受信した画像データＤｎを第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２に出力する。さらに、命令制御回路１０は、動画・静止画切り替え信号Ｓ１を第２伸張回路１５に出力する。
【００１６】
第１圧縮回路１１は、入力された1画素単位の画像データＤｎを圧縮し、圧縮後の画像データＣＤ１ｎを第1伸張回路１４に対して出力する。一方、第２圧縮回路１２は、画像データＤｎを圧縮して圧縮後の画像データＣＤ２ｎを画像メモリ１３に保存する。画像メモリ１３は、少なくとも1フレーム分の圧縮画像データを蓄積可能なメモリである。なお、第１圧縮回路１１と第２圧縮回路１２は、画像データＤｎに対して別々の圧縮処理を行うことができる。第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２で行う圧縮処理の詳細については後述する。
【００１７】
第1伸張回路１４は、圧縮画像データＣＤ１ｎを伸張し、伸張後の画像データＳＤ１ｎをオーバードライブ演算回路１６に転送する。第２伸張回路１５は、圧縮画像データＣＤ１ｎより1フレーム前であって、第２圧縮回路１２で圧縮された画像データＣＤ２ｎ−１を画像メモリ１３から読み出して伸張処理を行う。
【００１８】
第２伸張回路１５は、動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて、伸張後の画像データＳＤ２ｎ−１をオーバードライブ演算回路１６に出力するか、オーバードライブ演算回路１６をバイパスしてデータ線駆動回路１９に直接出力するかを選択する。このような動作は様々な具体的構成により実現可能であるが、要するに動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて第２伸張回路１５の接続先を変更できればよく、具体的な構成は特に限定されるものではない。一例としては、第２伸張回路１５の出力端子に動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて動作するセレクタを備えることとし、動画を表示する際にはオーバードライブ演算回路１６に接続される経路Ｒ１を選択し、静止画を表示する際にはオーバードライブ演算回路を迂回してデータ線駆動回路１９に接続される迂回経路Ｒ２を選択するよう構成すればよい。
【００１９】
次に、オーバードライブ演算回路１６の構成例を図２に示す。オーバードライブ演算回路１６が備える画像データ比較部１６１では、第１伸張回路１４から入力される現フレーム画像データＳＤｎと、第２伸張回路１５から入力される前フレーム画像データＳＤｎ−１ との比較を行って、両画像データ間での階調変化を検出する。さらに、画像データ比較部１６１は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）１６２を参照して、入力画像データＳＤｎ及びＳＤｎ−１間の階調変化に応じた補正画像データを選択し、補正画像データＤｄｎとしてデータ線駆動回路１９に出力する。
【００２０】
ここで、ＬＵＴ１６２は、現フレーム画像データＳＤｎと前フレーム画像データＳＤｎ−１ との組合せに対応して予め定められた補正画像データＤｄｎを格納したテーブルである。補正画像データは、入力画像データＳＤｎ及びＳＤｎ−１間の階調変化を強調するよう定めされており、補正画像データに基づいてデータ線駆動回路１９が液晶パネル７を駆動することによって、液晶パネル７の応答速度の改善が図られる。
【００２１】
なお、画像データ比較部１６１は、現フレーム画像データＳＤｎと前フレーム画像データＳＤｎ−１ とを比較した結果、両者が同一であった場合は、現フレーム画像データＳＤｎあるいは前フレーム画像データＳＤｎ−１をそのまま補正画像データＤｄｎとして出力する。オーバードライブ処理を行う必要がないためである。
【００２２】
オーバードライブ処理の効果を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、オーバードライブ処理を行わない場合における液晶パネル７に対する印加電圧と、当該印加電圧に応じた液晶パネル７の輝度変化の様子を示したものである。グラフの横軸は、時間を画像フレーム単位で表している。液晶パネルに表示する画像データがＬ１で示す破線のように変化した場合、液晶パネル７に対する印加電圧は、画像データの輝度変化に応じてＬ２のように変化する。このとき、液晶の応答速度が遅いために、液晶パネルの表示輝度の変化は、Ｌ３で示すように画像データ及び印加電圧の変化から遅れてしまう。
【００２３】
一方、図３（ｂ）は、オーバードライブ処理を行った場合の様子を、図３（ａ）と対応させて示したものである。図３（ａ）と同様に、Ｌ１のように画像データが変化した場合には、オーバードライブ演算回路１６が、画像データの階調変化を強調するような補正画像データをデータ線駆動回路１９に出力することにより、液晶パネル７に対する印加電圧はＬ４に示すように変化する。オーバードライブ処理を行った場合の液晶パネルの表示輝度Ｌ５は、オーバードライブ処理を行わない場合の表示輝度Ｌ３より速く所望の表示輝度に達することになり、液晶の応答速度が改善される。
【００２４】
図１に戻り、データ線駆動回路１９は、オーバードライブ演算回路１６から出力される補正画像データＤｄｎ、又は、オーバードライブ演算回路１６をバイパスして第２伸張回路１５から入力される伸張後の画像データＳＤ２ｎ−１を順次受信して１ライン分の画像データをラッチし、タイミング制御回路１８から指示されるタイミング信号ＣＬＫ１に従って、階調電圧発生回路１７の生成する階調電圧Ｖｇから画像データに応じて選択した電圧を液晶パネル７に印加する。他方、ゲート線駆動回路６は、タイミング制御回路１８から指示されるタイミング信号ＣＬＫ２に従って液晶パネル７にゲートパルスを印加し、液晶パネル７を駆動する。
【００２５】
このように構成することにより、静止画を表示する際に、データ線駆動回路１９が、第２伸張回路１５が出力する伸張後の画像データＳＤ２ｎ−１をラッチして液晶パネル７を駆動することができるため、オーバードライブ演算回路１６を経由せずに画像表示を行うことができる。
【００２６】
図１６を用いて説明したように、従来のコントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を単純に内蔵した構成では、静止画表示を行う場合もオーバードライブ処理回路に対する入力を必要とするため、入力のための電力を必要とする。さらに画像メモリに対するアクセス電力も必要となる。これは、コントローラ・ドライバ８が動画・静止画切り替え信号Ｓ１を用いていないために、常に動画表示として動作するためである。このように、従来のコントローラ・ドライバ８にオーバードライブ処理回路を単純に内蔵した構成では、消費電力を低減できないという問題が発生する。さらに、このような構成において静止画表示を行うと、オーバードライブ処理回路に対して入力する画像データが存在しないために、オーバードライブ処理回路は、最後に入力された画像データとの比較によるオーバードライブ演算を実行し続けることとなる。したがって、オーバードライブ処理回路は、静止画表示になる前に最後に表示される画像データと画像メモリに残っている画像データを比較して、補正画像データを選択して出力することになるため、正しい静止画表示を行うことができないという問題もある。
【００２７】
これに対して、本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ１は、迂回経路Ｒ２を設け、画像種別に応じて第２伸張回路１５の出力先を選択するよう構成することにより、静止画を表示する際にオーバードライブ演算回路１６を迂回して画像表示を行うことができる。このような構成により、オーバードライブ演算回路１６を動作させることなく静止画表示を行うことができるため、静止画表示を行う際の消費電力を低減することができる。さらに、静止画表示の際にオーバードライブ演算回路１６から誤った補正画像データが出力されることがないため、正しい静止画表示を行うことができる。
【００２８】
続いて、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２が行う圧縮処理について説明する。第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２における画像データの圧縮方法には、例えば組織的ディザ法が適用できる。組織的ディザ法は、画像圧縮により生じる誤差を空間的に分散させて擬似的な表示を行う方法であり、隣接する複数の画素を１組とするディザマトリクスを使用して、画像圧縮で損なわれた階調に相当する中間階調を擬似的に表現する。以下、図４及び図５を用いて具体的に説明する。
【００２９】
図４（ａ）は、入力される画像データが１８ビット（６ビット×ＲＧＢ）である場合に、２×２画素のディザマトリクスを適用して、１２ビット（４ビット×ＲＧＢ）の圧縮画像データを得る例を示したものである。第1圧縮回路１１に１８ビットの画像データが入力されると、ディザ係数加算処理（１１０１）と、ディザ係数を加算したＲＧＢの各副画素から下位２ビットを削除する処理（１１０２）が行われ、１２ビット（４ビット×ＲＧＢ）の画像データが出力される。第1圧縮回路１１から出力される圧縮後の１２ビット画像データは、第１伸張回路１４に転送されが、組織的ディザ法では伸張処理を行うことはできないため、この場合の第１伸張回路１４は単なるスルー回路あるいは配線のみが存在することになる。
【００３０】
組織的ディザ法による画像圧縮の例を図５に示す。図５は、1画素当たり６ビットの画像データで構成される１０画素×４画素の入力画像と、入力画像に対して図に示す２×２ディザマトリクスを適用して、1画素当たり４ビットにまで圧縮した出力画像を表している。なお、入力画像及び出力画像の数値は、各画素の階調数を１０進数で示したものである。図５の入力画像に対するディザ係数加算処理（１１０１）では、入力画像の奇数ラインに対してラインの先頭画素から順にディザ係数０，２，０，２，・・・が加算され、偶数ラインに対してラインの先頭画素から順にディザ係数３，１，３，１，・・・が加算される。ディザ係数を加算した画像データから下位２ビットを削除する処理（１１０２）を行うと、階調１６から２０の４階調を含む入力画像から中間階調（１７、１８，１９）が失われ、階調１６及び２０のみの画像に圧縮された出力画像が得られる。出力画像は1画素当たり４ビットにまで圧縮されるものの、視覚の積分効果によって、見かけ上は６ビット相当の階調数を表現することができる点が組織的ディザ法の特徴である。
【００３１】
なお、上述したように、１つのディザマトリクスを固定的に使用したのでは、ディザ処理によって空間的に配置された誤差がオーバードライブ処理によってさらに強調され、液晶パネルに表示される画像の粒状感が増した表示となる可能性がある。図６を用いて具体的に説明する。図６は、８画素の画像全体が１８階調で表示されている画像が、全体が２１階調の画像に変化する際のオーバードライブ処理を示すものである。図６（ａ）は、ルックアップテーブル１６２の例であり、例えば、１８階調の画像から２１階調の画像に変化する場合には、２４階調の画像に相当する印加電圧によってオーバードライブを行うことを示している。
【００３２】
図６（ｂ）は、ディザ処理を行わない画像に対するオーバードライブ処理を示している。現フレーム画像が１８階調、変化後のフレーム画像が２１階調であるから、変化時のフレーム（オーバードライブフレーム）では、２４階調の画像に相当する電圧が液晶に印加される。その後のフレーム（次フレーム）では、２１階調の電圧を液晶に印加することによって、図３を用いて説明したように、応答速度の向上が図られる。
【００３３】
一方、図６（ｃ）は、図５に示したものと同様の２×２ディザマトリクスによって２ビット圧縮を行った画像に対するオーバードライブ処理を示している。このような組織的ディザ法を適用した場合は、図６（ｃ）に示すように、１８階調であった圧縮前の画像は、１６階調と２０階調の画素が混在した画像として表される。また、２１階調の変化後の画像は、２０階調と２４階調の画素が混在した画像として表され、変化前のフレーム（現フレーム）と比較すると、１６階調から２０階調に変化する画素、２０階調のまま変化しない画素、２０階調から２４階調に変化する画素の３種類が混在することになる。
【００３４】
このような画像変化に対して、図６（ａ）に示したＬＵＴ１６２に従ってオーバードライブ処理を適用すると、２０階調のまま変化しない画素にはオーバードライブが行われず、他の画素にはオーバードライブが行われることになるため、画素によってオーバードライブの強弱が生じてしまう。この結果、図６（ｃ）のオーバードライブフレームでは、２０階調の画素と３０階調の間で１０階調の差が生じることになり、組織的ディザ法による４階調の誤差がさらに強調されて、表示画像の粒状感を増すことになる。
【００３５】
そこで本発明では、画像データに適用するディザマトリクスを時間経過に応じて変更することで、誤差を時間的に分散し、表示画像の粒状感を抑制したオーバードライブ処理を行う。例えば、図４（ｂ）に示すように、４フレームを一周期としてディザマトリクスを切り替えることにより、フレーム毎に適用する圧縮処理を変更する。また、図４（ｃ）に示すように、１フレーム毎にディザ係数を時計回りに回転させ、４フレームを一周期としてディザマトリクスを切り替えてもよい。
【００３６】
このような処理を行った場合、入力画像に変化がなければ、ディザ処理後の画像が出力されることになる。一方、入力画像が変化した場合は、ディザ処理された画像に対してオーバードライブ処理が行われることになる。このため、上述したように、表示画像中の場所によってはオーバードライブの強弱に際が生じてディザ処理による誤差が強調され、粒状感が増した画像となる可能性がある。しかしながら、本発明では、フレーム毎にディザマトリクスを回転することにより誤差を時間的に分散しているため、出力画像の粒状感を抑制することができる。
【００３７】
また、一般的には、ｎ×ｎディザマトリクス（ｎは２以上の整数）を用いて画像データの圧縮を行う場合、ディザ係数を置換して得られるｎ２通りのディザマトリクスを用い、ｎ２フレームを一周期としてディザマトリクスを順次変更することとすればよい。例えば、画像データの下位４ビットを削減する場合には、ディザ係数に０〜１５を用いた４×４のディザマトリクスを使用して、１６通りのディザマトリクスを1フレーム毎に順次変更して適用することにより、ディザ処理による誤差を時間的に分散し、表示画像の粒状感を抑制したオーバードライブ処理を行うことができる。
【００３８】
しかし、上述したように画像データの圧縮処理を時間経過に応じて変更すると、圧縮された画像データ若しくは伸張後の画像データに含まれる圧縮誤差が刻々と変化することになるため、新たな問題が生じる。組織的ディザ法の場合を例にとると、同一階調である現在の画像データと１フレーム前の画像データが異なるディザマトリクスを用いて圧縮された場合は、これらの画像に含まれる圧縮誤差が異なるため、オーバードライブ演算回路で比較する際に両画像が階調の異なった画像として認識され、誤ったオーバードライブ処理が行われることになる。
【００３９】
この新たな問題を解消するため、本発明では、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２に適用する圧縮処理を、画像データＤｎを第１圧縮回路１１で圧縮する際に圧縮後の画像データに含まれることになる圧縮誤差と、画像データＤｎより１フレーム前の画像データＤｎ−１を第２圧縮回路１２で圧縮する際に圧縮後の画像データに含まれることになる圧縮誤差とが同一となるよう決定する。例えば、組織的ディザ法であれば、第１圧縮回路１１において画像データＤｎに適用するディザマトリクスを、第２圧縮回路１２において１フレーム前の画像データＤｎ−１に適用したディザマトリクスと同一とすればよい。換言すれば、第２圧縮回路１２で用いるディザマトリクスを、１フレーム後の画像データを圧縮する際に第１圧縮回路１１で用いるディザマトリクスと同一とすればよいことになる。
【００４０】
図７を用いて具体的に説明する。図７は、第１圧縮回路１１、第２圧縮回路１２及び画像メモリ１３の出力データに対して適用されるディザマトリクスを示している。図のように、ある時刻のフレームｎに対して第１圧縮回路１１に適用されるディザマトリクスは、１フレーム前のフレームｎ−１に対して第２圧縮回路１２で適用されるディザマトリクスと共通である。このように、第１圧縮回路１１に適用されるディザマトリクスは、第２圧縮回路１２に適用されるディザマトリクスから１フレーム分遅延した関係にある。一方、画像メモリ１３の出力データは、１フレーム前に第２圧縮回路１２において圧縮された画像データであるから、図のように、ある時刻（例えばフレームｎ）に第１圧縮回路１１で適用されるディザマトリクスと、当該時刻に画像メモリ１３から出力される画像データに適用されたディザマトリクスは一致している。オーバードライブ演算回路１６では、第１圧縮回路１１の出力データと画像メモリ１３の出力データの比較が行われるが、両者に適用されたディザマトリクス、つまり圧縮誤差は共通したものとなる。
【００４１】
このような構成によって、オーバードライブ演算回路１６において比較される圧縮画像データＳＤ１ｎに含まれる圧縮誤差と１フレーム前の圧縮画像データＳＤ２ｎ−１に含まれる圧縮誤差とを同一にすることができる。
【００４２】
以上に説明したように、本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ１は、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２に適用する圧縮処理を時間と共に変更すると共に、オーバードライブ演算回路１６で比較される２つの画像データに含まれる圧縮誤差を同一とするものである。このような構成により、コントローラ・ドライバの回路規模を小さくしながら、オーバードライブと圧縮誤差による粒状感やブロックノイズを軽減でき、圧縮誤差の違いに起因する不要な電圧が液晶パネル７に印加されることがなく、適切なオーバードライブ処理を行うことができる。
【００４３】
なお、上述した効果を得るためには、要するにオーバードライブ演算回路１６において比較される画像データＳＤ１ｎと１フレーム前の画像データＳＤ２ｎ−１に含まれる圧縮誤差が同一となるよう構成することが重要である。したがって、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２の２つの圧縮回路を備えるコントローラ・ドライバ１の構成は一例にすぎない。例えば、１つの圧縮回路における時分割処理によって、１つの画像データＤｎを異なる圧縮誤差で圧縮するよう構成してもよい。
【００４４】
また、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２において適用される画像圧縮方法は組織的ディザ法に限られず、その他の非可逆圧縮方法を適用する場合であっても、上述したように第１圧縮回路１１において現在の画像データに適用される圧縮処理を、第２圧縮回路１２において前フレームの画像データに対して適用された圧縮処理に合わせることによって、適切なオーバードライブ処理を行うことができる。例えば、特許文献４に開示された、ディザ処理によって圧縮されたデータを圧縮時のディザ処理に対する逆処理によって伸張することにより、誤差を最小限に抑える圧縮伸張処理を行うこととしてもよい。
【００４５】
発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ２を備える液晶表示装置の構成を図８に示す。コントローラ・ドライバ２は、発明の実施の形態１に示したコントローラ・ドライバ１と比較して、第２圧縮回路１２と画像メモリ２３の間にＤ型フリップフロップ回路（Ｄ−ＦＦ）２１を備え、画像メモリ２３と第２伸張回路１５との間にＤ−ＦＦ２２を備えていることを特徴としている。なお、その他の構成はコントローラ・ドライバ１と同じであるため、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。以下では、Ｄ−ＦＦ２１及び２２を備えたことによるコントローラ・ドライバ２の動作の特徴を説明する。
【００４６】
図９は、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２からオーバードライブ演算回路１６に至るまでの画像データの流れを示す図である。図９(ａ)と(ｂ)は、連続する２画素の画像データに対する処理を示している。なお、図９（ａ）での入力画像データをＤｎ（ｋ）と表し、図９（ｂ）での入力画像データをＤｎ（ｋ＋１）と表す。ここで、ｎはフレームに付与した番号、ｋは画素に付与した番号である。
【００４７】
図９（ａ）に示す第一状態では、まず、第１圧縮回路１１及び第２圧縮回路１２に画像データＤｎ（ｋ）が入力される。第１圧縮回路１１は画像データＤｎ（ｋ）を前述した組織的ディザ法等によって圧縮し、圧縮画像データＣＤ１ｎ（ｋ）を第１伸張回路１４に出力する。一方、第２圧縮回路１２は圧縮画像データＣＤ２ｎ（ｋ）をＤ−ＦＦ２１に出力し、画像メモリ２３には書き込みを行わない。第２伸張回路１５は、画像メモリ２３から１フレーム前の圧縮画像データＣＤ２ｎ−１（ｋ）を取得し、伸張後の画像データＳＤ２ｎ−１（ｋ）をオーバードライブ演算回路１６に出力する。なおこのとき、Ｄ−ＦＦ２２には、ＣＤ２ｎ−１（ｋ）に連続するｋ+１番目の画素の圧縮画像データＣＤ２ｎ−１（ｋ＋１）を画像メモリ２３から読み出して保持する。このように、図９（ａ）に示す処理では、画像メモリ２３からの読み込みだけを行い、画像メモリ２３に対する書き込みは行われない。
【００４８】
図９（ｂ）に示す第２状態では、画像データＤｎ（ｋ＋１）が入力される。第１圧縮回路１１は画像データＤｎ（ｋ＋１）を圧縮し、圧縮画像データＣＤ１ｎ（ｋ）を第１伸張回路１４に出力する。第２圧縮回路１２は圧縮画像データＣＤ２ｎ（ｋ＋１）を画像メモリ２３に書き込み、これとともにＤ−ＦＦ２１に保持されているＣＤ２ｎ（ｋ）も画像メモリ２３に書き込まれる。一方、第２伸張回路１５は、Ｄ−ＦＦ２２に保持されているＣＤ２ｎ−１（ｋ＋１）を読み込み、画像メモリ２３からの画像データの読み込みは行わない。このように、図９（ｂ）に示す処理では、画像メモリ２３に対する書き込みだけを行い、画像メモリ２３からの読み込みは行われない。
【００４９】
図１０は、コントローラ・ドライバ２における画像データの入出力タイミングを示す図である。図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第一状態と第二状態とで画像メモリ２３の読み出し及び書き込みを交互に行う。ここで、図１０に示すメモリバス（１）は、第一状態では画像メモリ２３から第２伸張回路１５に入力されるデータを示し、第二状態ではＤ−ＦＦ２１から画像メモリ２３に入力されるデータを示している。またメモリバス（２）は、第一状態では画像メモリ２３からＤ−ＦＦ２２に入力されるデータを示し、第二状態では第２圧縮回路１２から画像メモリ２３に入力されるデータを示している。
【００５０】
上述したように、コントローラ・ドライバ２は、２画素を単位に画像メモリ２３への書き込み又は読み出しを行うことを特徴とする。発明の実施の形態１に示したコントローラ・ドライバ１では、１画素の画像データを出力する間（画像表示クロックと呼ぶ）に、コントローラ・ドライバ１が備える画像メモリ１３へのＣＤ２ｎの書き込みとＣＤ２ｎ−１の読み出しを実行する必要がある。このため、画像表示クロックを倍化した動作クロックによって画像メモリ１３へのアクセスを行うか、画像メモリ１３を２ポートメモリとする必要がある。これに対して、本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ２は、１画素の画像データを出力する間は、画像メモリ２３への書き込みと読み出しのいずれか一方しか行わないため、画像表示クロックを倍化した動作クロックを必要とせず、画像メモリ２３は１ポートメモリによって構成することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、Ｄ−ＦＦ２１及び２２を備えることとしたが、要するに、１画素の画像データを出力する間、一時的に圧縮画像データを保持することができる回路であればよい。したがって、Ｄ−ＦＦ２１及び２２に代えてラッチ回路等の一時データ保持回路を用いることとしてもよい。
【００５２】
また、本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ２は、発明の実施の形態１にかかるコントローラ・ドライバ１と同様に、迂回経路Ｒ２を設け、命令制御回路１０が出力する動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて第２伸張回路１５の出力先を選択するよう構成することにより、静止画を表示する際にオーバードライブ演算回路１６を迂回して画像表示を行うことができる。このような構成により、オーバードライブ演算回路１６を動作させることなく静止画表示を行うことができるため、静止画表示を行う際の消費電力を低減することができる。さらに、静止画表示の際にオーバードライブ演算回路１６から誤った補正画像データが出力されることがないため、正しい静止画表示を行うことができる。
【００５３】
発明の実施の形態３．
本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ３を備える液晶表示装置の構成を図１１に示す。コントローラ・ドライバ３は、発明の実施の形態１に示したコントローラ・ドライバ１と比較して、画像メモリ５３からデータ線駆動回路５９が備えるシフトレジスタ部５９１に対して１ライン分の圧縮画像データを一括転送した後に、圧縮画像データをシフトレジスタ部５９１から第２伸張回路１５に入力して伸張処理を行うことを特徴としている。以下では、このシフトレジスタ部５９１を介した伸張処理について説明する。
【００５４】
まず始めに、データ線駆動回路５９が備えるシフトレジスタ部５９１に対して、画像メモリ５３から１ライン分の圧縮画像データが一括して転送される。次に、シフトレジスタ部５９１が保持する圧縮データが第２伸張回路１５に転送されて、伸張処理が行われる。
【００５５】
シフトレジスタ部５９１と第２伸張回路１５の間でのデータ転送動作を、図１２を用いて説明する。なお、図では一例として、圧縮画像データが１２ビットであり、伸張後の画像データが１８ビットである場合を示している。まず図１２（ａ）に示すように、画像メモリ５３からシフトレジスタ部５９１に１ライン分の圧縮画像データが一括して転送される。ここで、画像メモリ５３は、少なくとも１フレーム分の圧縮画像データを保存可能なメモリである。
【００５６】
次に、図１２（ｂ）に示すように、シフト動作によってフリップフロップ（ＦＦ）回路５９１Ａが保持している圧縮画像データから順に第２伸張回路１５に転送される。同時に、ＦＦ回路５９１Ｂ及び５９１Ｃは、保持する画像データを図の左方向に順次シフトする。さらに、オーバードライブ演算回路１５から出力される１８ビットの補正画像データ、又は第２伸張回路１５から出力される伸張後の１８ビット画像データがＦＦ回路５９１Ｃに保持される。このシフト動作を１ライン分の画像データについて繰り返すことにより、シフトレジスタ部５９１が表示用の画像データによって書き換えられることになる。
【００５７】
最後に図１２（ｃ）に示すように、画像データを表示ラッチ部５９２に転送して、液晶パネル４を駆動する。また、この表示ラッチ部５９２に転送するラッチ動作に合わせて、画像メモリ５３からシフトレジスタ部５９１に次の１ライン分の圧縮画像データが一括して転送され、上記の処理が繰り返し実行される。
【００５８】
このように、コントローラ・ドライバ３では、シフトレジスタ部５９１に１ライン分の圧縮画像データを一括して転送した後に伸張処理を行うため、画像メモリ５３に対するメモリアクセスを１ラインの画像データに対して１回に抑えることができる。これにより、１画素毎にメモリアクセスを行う発明の実施の形態１に示したコントローラ・ドライバ１に比べてメモリアクセス回数を減少できるため、メモリアクセスに要する消費電力を低減することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ３は、発明の実施の形態１にかかるコントローラ・ドライバ１と同様に、迂回経路Ｒ２を設け、命令制御回路１０が出力する動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて第２伸張回路１５の出力先を選択するよう構成することにより、静止画を表示する際にオーバードライブ演算回路１６を迂回して画像表示を行うことができる。このような構成により、オーバードライブ演算回路１６を動作させることなく静止画表示を行うことができるため、静止画表示を行う際の消費電力を低減することができる。さらに、静止画表示の際にオーバードライブ演算回路１６から誤った補正画像データが出力されることがないため、正しい静止画表示を行うことができる。
【００６０】
発明の実施の形態４．
本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ４を備える液晶表示装置の構成を図１３に示す。コントローラ・ドライバ４ではまず、画像メモリ５３から第２伸張回路７５に１ライン分の圧縮画像データが一括して転送される。第２伸張回路７５は、１ライン分の圧縮画像データの伸張処理を並行して実施可能な伸張回路である。第２伸張回路７５は、例えば、従来の第２伸張回路１５を１ラインの画素分だけ並列に配置して構成すればよい。第２伸張回路７５で伸張された画像データＳＤ２ｎ−１は、データ線駆動回路７９が備えるシフトレジスタ部７９１に転送される。
【００６１】
オーバードライブ処理を行う場合は、シフトレジスタ部７９１のシフト動作によって伸張画像データＳＤ２ｎ−１をオーバードライブ演算回路１６に順次出力し、オーバードライブ演算回路１６において伸張後の現在の画像データＳＤ１ｎとの比較を行う。オーバードライブ演算回路１６が出力する補正画像データＤｄｎは、シフトレジスタ部７９１に保持される。つまり、シフトレジスタ部７９１から１フレーム前の画像データＳＤ２ｎ−１をオーバードライブ演算回路１６に出力する度に、オーバードライブ演算回路１６から補正画像データＤｄｎがシフトレジスタ部７９１に入力されることになる。これを１ライン分繰り返すことにより、シフトレジスタ部７９１が表示用の画像データによって書き換えられることになる。このように１ライン分の表示用の画像データが得られると、画像データを表示ラッチ部５９２に転送して、液晶パネル４を駆動する。
【００６２】
一方、静止画表示を行う場合など、オーバードライブ処理を行わない場合は、第２伸張回路７５からシフトレジスタ部７９１に伸張後の画像データＳＤ２ｎ−１を転送し、この画像データＳＤ２ｎ−１をシフトレジスタ部７９１から表示ラッチ部５９２に転送して、液晶パネル４を駆動する。なお、動画と静止画でのシフトレジスタ部７９１の出力先の切り替えは、命令制御回路１０から出力される動画・静止画切り替え信号Ｓ１をデータ線駆動回路７９に入力し、静止画の場合にはシフトレジスタ部７９１をオーバードライブ演算回路１６に接続しないよう構成すればよい。
【００６３】
このように構成することにより、発明の実施の形態３に示したコントローラ・ドライバ３と同様に、メモリアクセス回数を抑えることにより消費電力を低減でき、さらに、静止画表示を行う場合には、シフトレジスタ部７９１のシフト動作も必要ないことから、コントローラ・ドライバ３に比べて静止画表示を行う際の消費電力をさらに低減することができる。さらに、オーバードライブ演算回路１６を動作させることなく静止画表示を行うことができるため、静止画表示を行う際の消費電力を低減することができる。また、静止画表示の際にオーバードライブ演算回路１６から誤った補正画像データが出力されることがないため、正しい静止画表示を行うことができる。
【００６４】
発明の実施の形態５．
本実施の形態にかかるコントローラ・ドライバ４１を備える液晶表示装置の構成を図１４に示す。コントローラ・ドライバ４１は、入力画像データＤｎに対する圧縮伸張処理を行わない場合の構成を示したものである。出力選択回路４２は、動画・静止画切り替え信号Ｓ１に応じて、画像メモリ８３から受信した画像データＤｎ−１をオーバードライブ演算回路１６に出力するか、オーバードライブ演算回路１６をバイパスしてデータ線駆動回路１９に直接出力するかを選択するセレクタであり、動画を表示する際にはオーバードライブ演算回路１６に接続される経路Ｒ１を選択し、静止画を表示する際にはオーバードライブ演算回路を迂回してデータ線駆動回路１９に接続される迂回経路Ｒ２を選択するものである。
【００６５】
このように圧縮回路及び伸張回路を持たない単純化した構成によっても、静止画を表示する際に、オーバードライブ演算回路１６を経由せずに画像表示を行うことができる。
【００６６】
なお、上述した発明の実施の形態１乃至５では、コントローラ・ドライバ１乃至４及び４１にゲート線駆動回路６を含まないものとして説明したが、このような構成は一例である。コントローラ・ドライバ１乃至４及び４１にゲート線駆動回路６を含んで構成される場合もあり、さらに、電源回路等を含んで構成されることもあるが、このように構成されたコントローラ・ドライバであっても、本発明の作用、効果を達成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】発明の実施の形態１にかかるコントローラ・ドライバ１の構成図である。
【図２】オーバードライブ演算回路１６の構成図である。
【図３】オーバードライブ演算回路１６の動作を説明する図である。
【図４】画像圧縮方法の一例を説明する図である。
【図５】画像圧縮方法の一例を説明する図である。
【図６】本発明の課題を説明する図である。
【図７】発明の実施の形態１における圧縮誤差の関係を説明する図である。
【図８】発明の実施の形態２にかかるコントローラ・ドライバ２の構成図である。
【図９】コントローラ・ドライバ２における画像データの流れを示す図である。
【図１０】コントローラ・ドライバ２のタイミングチャートである。
【図１１】発明の実施の形態３にかかるコントローラ・ドライバ３の構成図である。
【図１２】コントローラ・ドライバ３の動作を説明する図である。
【図１３】発明の実施の形態４にかかるコントローラ・ドライバ４の構成図である。
【図１４】発明の実施の形態５にかかるコントローラ・ドライバ４１の構成図である。
【図１５】従来のコントローラ・ドライバ８の構成図である。
【図１６】解決課題を説明するためのコントローラ・ドライバの構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１、２、３、４、４１  コントローラ・ドライバ
１０  命令制御回路
１１  第１圧縮回路
１２  第２圧縮回路
１３、２３、５３  画像メモリ
１４  第１伸張回路
１５  第２伸張回路
１６  オーバードライブ演算回路
１９、５９、７９  データ線駆動回路
５９１、７９１  シフトレジスタ部
Ｒ２  迂回経路
【図１】
2006195170.tif 000003
【図２】
2006195170.tif 000004
【図３】
2006195170.tif 000005
【図４】
2006195170.tif 000006
【図５】
2006195170.tif 000007
【図６】
2006195170.tif 000008
【図７】
2006195170.tif 000009
【図８】
2006195170.tif 000010
【図９】
2006195170.tif 000011
【図１０】
2006195170.tif 000012
【図１１】
2006195170.tif 000013
【図１２】
2006195170.tif 000014
【図１３】
2006195170.tif 000015
【図１４】
2006195170.tif 000016
【図１５】
2006195170.tif 000017
【図１６】
2006195170.tif 000018