(57)【要約】【課題】インパルス駆動での本来の映像の輝度を更に高くすることにより、特に動画の更なる鮮明化を実現できる表示装置を提供する。【解決手段】本発明による表示装置では、信号制御部が、直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとに基づいて仮想フレームでの映像の位置を算出し、その位置に基づいて現在のフレームに対する補正入力映像データを生成する。信号制御部は更に、直前のフレームに対する入力映像データと補正入力映像データとに基づいて、現在のフレームに対する入力映像データを一対の出力映像データに変換する。好ましくは、一対の出力映像データの一方は他方より各画素の階調が一般に高く設定されている。信号制御部は更に好ましくは各フレームを二つのフィールドに分け、一対の出力映像データのそれぞれをフィールド別に出力する。【選択図】図6
2007213056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素、
直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとに基づいて仮想フレームでの映像の位置を算出し、その位置に基づいて前記現在のフレームに対する補正入力映像データを生成し、前記直前のフレームの入力映像データと前記補正入力映像データとに基づき、前記現在のフレームに対する入力映像データを一対の出力映像データに変換して出力する信号制御部、及び、
前記信号制御部から入力された出力映像データの各々をデータ電圧に変換して画素に対して印加するデータ駆動部、
を有する表示装置。
【請求項２】
前記信号制御部が、前記直前のフレームに対する入力映像データと前記現在のフレームに対する入力映像データとで輝度の階調が異なる画素の位置を算出し、算出された位置に基づき、両フレーム間で移動した映像部分の前記仮想フレームでの仮想位置を特定する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記信号制御部が、前記仮想位置に含まれる画素について、前記補正入力映像データの示すべき階調を前記直前のフレームに対する入力映像データの示す階調と同一に設定する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記信号制御部が、前記直前のフレームに対する入力映像データの示す第１階調と前記現在のフレームに対する入力映像データの示す第２階調とが異なる画素であり、かつ前記仮想位置には含まれていない画素について、前記補正入力映像データの示すべき階調を、前記第１階調と前記第２階調との間の平均値に設定する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記信号制御部が、前記直前のフレームに対する入力映像データと前記現在のフレームに対する入力映像データとで輝度の階調が異なる画素であり、かつ前記仮想位置には含まれていない画素について、前記補正入力映像データの示すべき階調を、前記画素と前記画素の周辺にある所定数の画素との間での前記直前のフレームにおける階調の平均値に設定する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項６】
前記信号制御部が、前記直前のフレームに対する入力映像データと前記現在のフレームに対する入力映像データとで輝度の階調が同一である画素について、前記補正入力映像データの示すべき階調を前記直前のフレームにおける階調と同一に設定する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記信号制御部が、
前記現在のフレームに対する入力映像データを記憶する第１フレームメモリ、
前記直前のフレームに対する入力映像データを記憶する第２フレームメモリ、
前記現在のフレームに対する入力映像データと前記直前のフレームに対する入力映像データとを比較して階調の異なる画素の位置を特定し、その位置に基づいて移動した映像部分の位置を特定し、特定された映像部分の位置に基づいて前記仮想フレームでの前記映像部分の仮想位置を算出し、前記階調の異なる画素と前記仮想位置に含まれる画素とについて前記現在のフレームに対する入力映像データの示す階調を補正し、その補正された階調を前記補正入力映像データの示すべき階調として設定する信号処理部、
前記信号処理部から入力される補正入力映像データを記憶する第３フレームメモリ、
入力映像データの関数として一対の出力映像データを記憶し、前記直前のフレームに対する入力映像データを、対応する一対の出力映像データに変換する第１ルックアップテーブル部、
入力映像データの関数として一対の出力映像データを記憶し、前記補正入力映像データを、対応する一対の出力映像データに変換する第２ルックアップテーブル部、及び、
前記第１ルックアップテーブル部と前記第２ルックアップテーブル部とのそれぞれから入力される出力映像データから、最終的に出力されるべき一対の出力映像データを選択して出力するマルチプレクサ、
を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記マルチプレクサが、各フレームの上位フィールドでは前記第１ルックアップテーブル部から入力された一対の出力映像データの一方を出力し、前記フレームの下位フィールドでは前記第２ルックアップテーブル部から入力された一対の出力映像データの一方を出力する、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記上位フィールドで出力映像データの示す階調が、前記下位フィールドで出力映像データの示す階調以上である、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１ルックアップテーブル部に記憶された出力映像データが、前記第２ルックアップテーブル部に記憶された出力映像データと同一である、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記信号制御部では、出力映像データの周波数が入力映像データの周波数の２倍である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
複数の画素を含む表示装置の駆動装置であり、
直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとに基づいて仮想フレームでの映像の位置を算出し、その位置に基づいて前記現在のフレームに対する補正入力映像データを生成し、前記直前のフレームの入力映像データと前記補正入力映像データとに基づき、前記現在のフレームに対する入力映像データを一対の出力映像データに変換して出力する信号制御部、及び、
前記信号制御部から入力された出力映像データの各々をデータ電圧に変換して前記表示装置の画素に対して印加するデータ駆動部、
を有する、表示装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特にその駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置（ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極を備えた二枚の表示パネル、並びに、それらの間に挟まれている、誘電率異方性を示す液晶層、を有する。画素電極は一方の表示パネルの上にマトリックス状に配列されている。各画素電極は個別に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に接続されている。画素電極はマトリックスの行ごとにデータ電圧の印加を受ける。共通電極は一方の表示パネル（画素電極を備えた表示パネルと同じでも異なっても良い）に備えられ、共通電圧の印加を受ける。画素電極、共通電極、及びそれらの間の液晶層は回路的にはキャパシタと等価である。以下、そのキャパシタを液晶キャパシタという。液晶キャパシタと、それに接続されたスイッチング素子とが、一つの画素を構成する基本単位となる。各画素では、画素電極と共通電極との間に電圧が印加されるとき、液晶層に電界が生成される。その電界の強さに応じてその液晶層の透過率が変化する。従って、画素電極と共通電極との間の電圧を調節することによって各画素の透過率が調節されるので、表示パネルには所望の映像が再現される。
【特許文献１】特開2004−355017号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液晶表示装置では、液晶層の劣化と画面のフリッカーとの防止を目的として、共通電圧に対するデータ電圧の極性を、フレーム別に、画素マトリックスの行別に、または画素別に反転させる。その場合、液晶分子の応答が遅いので、液晶キャパシタの両端電圧を目標電圧まで十分に早く到達させることが難しい。その結果、画面を更に鮮明にすること、すなわち、ぼけ（blurring）を更に低減させることが困難である。特に動画の場合、映像を更に速やかに変化させることが難しいので、その画質の更なる向上が困難である。
【０００４】
動画の映像の更なる鮮明化を目的とする従来の技術としては、インパルス駆動方式が知られている。インパルス駆動方式では、本来の映像画面の間に短時間ずつ、一様なブラック画面が挿入される。従来のインパルス駆動方式には、一定の周期でバックライトを消して画面全体をブラックにする方式と、本来の映像を示すデータ電圧の他にブラックのデータ電圧を全ての画素に対して一定の周期で印加する方式とがある。しかし、従来のインパルス駆動方式ではいずれの方式でも、ブラック画面の挿入により本来の映像の表示時間が制限されるので、本来の映像の輝度を更に高めることが難しい。
本発明の目的は、インパルス駆動での本来の映像の輝度を更に高くすることにより、特に動画の更なる鮮明化を実現できる表示装置、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による表示装置は、複数の画素、信号制御部、及びデータ駆動部を有する。信号制御部は、直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとに基づいて仮想フレームでの映像の位置を算出し、その位置に基づいて現在のフレームに対する補正入力映像データを生成し、直前のフレームに対する入力映像データと補正入力映像データとに基づいて、現在のフレームに対する入力映像データを一対の出力映像データに変換して出力する。ここで、仮想フレームは好ましくは、直前のフレームと現在のフレームとの間の時点に仮想的に設定されたフレームである。更に好ましくは、一対の出力映像データの一方は他方より各画素の階調が一般に高く設定されている。データ駆動部は、信号制御部から入力された出力映像データの各々をデータ電圧に変換して画素に対して印加する。
【０００６】
信号制御部は好ましくは、直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとで輝度の階調が異なる画素の位置を算出し、算出された位置に基づき、両フレーム間で移動した映像部分の仮想フレームでの位置（仮想位置）を特定する。
信号制御部は更に好ましくは、仮想位置に含まれる画素について、補正入力映像データの示すべき階調を直前のフレームに対する入力映像データの示す階調と同一に設定生成する。
信号制御部は更に好ましくは、直前のフレームに対する入力映像データの示す第１階調と現在のフレームに対する入力映像データの示す第２階調とが異なる画素であり、かつ仮想位置には含まれていない画素について、補正入力映像データの示すべき階調を、第１階調と第２階調との間の平均値に設定する。ここで、信号制御部が、その画素とその画素の周辺にある所定数の画素との間で直前のフレームにおける階調を平均し、その平均値を補正入力映像データの示すべき階調として設定しても良い。
信号制御部は更に好ましくは、直前のフレームに対する入力映像データと現在のフレームに対する入力映像データとで輝度の階調が同一である画素について、補正入力映像データの示すべき階調を直前のフレームにおける階調と同一に設定する。
【０００７】
信号制御部は好ましくは、三つのフレームメモリ、信号処理部、二つのフックアップテーブル部、及びマルチプレクサを含む。第１フレームメモリは現在のフレームに対する入力映像データを記憶する。第２フレームメモリは直前のフレームに対する入力映像データを記憶する。信号処理部は、現在のフレームに対する入力映像データと直前のフレームに対する入力映像データとを比較して階調の異なる画素の位置を特定し、その位置に基づいて移動した映像部分の位置を特定し、特定された映像部分の位置に基づいて仮想フレームでのその映像部分の仮想位置を算出し、直前のフレームと現在のフレームとの間で階調の異なる画素と仮想位置に含まれる画素とについて現在のフレームに対する入力映像データの示す階調を補正し、その補正された階調を補正入力映像データの示すべき階調として設定する。第３フレームメモリは、信号処理部から入力される補正入力映像データを記憶する。二つのルックアップテーブル部はそれぞれ、入力映像データの関数として一対の出力映像データを記憶している。第１ルックアップテーブル部は直前のフレームに対する入力映像データを、対応する一対の出力映像データに変換する。第２ルックアップテーブル部は補正入力映像データを、対応する一対の出力映像データに変換する。マルチプレクサは、各ルックアップテーブルから入力された出力映像データから、最終的に出力されるべき一対の出力映像データを選択して出力する。
【０００８】
マルチプレクサは更に好ましくは、各フレームを上位フィールドと下位フィールドとに分け、上位フィールドでは第１ルックアップテーブル部から入力された一対の出力映像データの一方を出力し、下位フィールドでは第２ルックアップテーブル部から入力された一対の出力映像データの一方を出力する。ここで、好ましくは、上位フィールドで出力映像データの示す階調が、下位フィールドで出力映像データの示す階調以上である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による表示装置は各フレームの入力映像データを一対の出力映像データに変換する。ここで、それら一対の出力映像データの一方では他方より各画素の階調が一般に高い。但し、階調が低い方の出力映像データでは、元の入力映像データにより示されている階調の高い領域での変化がある程度維持されている。それにより、本来の映像の輝度を高く維持したまま、インパルス駆動の効果を十分に高く確保できる。その結果、残像や映像の遅延を十分に抑えることができるので、本発明による表示装置は画質が高い。
本発明による表示装置では特に、連続する二つのフレームの入力映像データを利用してそれらのフレーム間に仮想フレームを設定し、二つのフレーム間で移動した映像部分の仮想位置を推測する。更に、仮想位置に基づいて補正入力映像データを生成する。特に好ましくは、補正入力映像データから変換された（階調が一般的に低い）出力映像データを下位フィールドで出力する。こうして、仮想位置を下位フィールドでの各画素の階調に反映させることにより、下位フィールドでは、二つのフレーム間で階調が極端に変化する領域が狭められる。その結果、本来の映像の輝度を高く維持する効果とインパルス駆動の効果とがいずれも更に向上するので、動画が更に鮮明化し、その画質が更に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態である液晶表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示したように、本発明の実施形態による液晶表示装置は、液晶表示パネルアセンブリ300、ゲート駆動部400、データ駆動部500、階調電圧生成部800、及び信号制御部600を含む。
【００１１】
液晶表示パネルアセンブリ300は、複数の信号線G1〜Gn、D1〜Dm、及び、ほぼマトリックス状に配列された複数の画素PXを含む。更に、図2に示したように、液晶表示パネルアセンブリ300は、互いに対向する下部表示パネル100と上部表示パネル200、及びそれらの間に挟まれている液晶層3を含む。液晶表示パネルアセンブリ300の外面には、少なくとも一つの偏光子（図示せず）が接着されている。
【００１２】
信号線は、ゲート信号（“走査信号”とも言う）を伝達する複数のゲート線G1〜Gnと、データ電圧を伝達する複数のデータ線D1〜Dmとを含む。ゲート線G1〜Gnは画素マトリックスの行方向に延び、互いにほとんど平行である。データ線D1〜Dmは画素マトリックスの列方向に延び、互いにほとんど平行である。
【００１３】
各画素PXは、スイッチング素子Q、液晶キャパシタClc、及びストレージキャパシタCstを含む。尚、ストレージキャパシタCstは省略されていても良い。
スイッチング素子Qは、好ましくは下部表示パネル100に備えられている薄膜トランジスタなどの三端子素子である。例えば、i番目（i＝1、2、…、n）のゲート線Giとj番目（j＝1、2、…、m）のデータ線Djとに接続された画素PXでは、スイッチング素子Qの制御端子がそのゲート線Giに接続され、入力端子がそのデータ線Djに接続され、出力端子が液晶キャパシタClc及びストレージキャパシタCstに接続されている。
【００１４】
液晶キャパシタClcは、下部表示パネル100の画素電極191と上部表示パネル200の共通電極270とを二つの端子として含み、それら二つの電極191、270の間に挟まれた液晶層3を誘電体として含む。画素電極191はスイッチング素子Qに接続されている。共通電極270は上部表示パネル200の全面に形成され、外部から共通電圧Vcomの印加を受ける。尚、図2とは異なり、共通電極270が下部表示パネル100に備えられていても良い。この場合、二つの電極191、270の少なくとも一つが線状または棒状に形成されていても良い。
【００１５】
ストレージキャパシタCstは液晶キャパシタClcの容量を補う。ストレージキャパシタCstは好ましくは下部表示パネル100に備えられ、絶縁体を隔てて重なっている専用の信号線（図示せず）と画素電極191とから成る。その専用の信号線に対しては外部から所定の電圧（好ましくは共通電圧Vcom）が印加される。ストレージキャパシタCstはその他に、絶縁体を隔てて重なっている画素電極191とゲート線とから構成されていても良い。
【００１６】
色表示を実現するための方式には、各画素PXが基本色の一つを固有に表示する空間分割方式と、各画素PXが異なる基本色を時間別に切り換えて表示する時間分割方式とがある。基本色の空間的分布、または時間的変化によって所望の色相が表現される。基本色の例としては三原色（赤、緑、青）がある。図2は空間分割方式の一例であり、各画素PXが、画素電極191に対向する上部表示パネル200の領域に、基本色の一つを示すカラーフィルタ230を備えている。図2とは異なり、カラーフィルタが下部表示パネル100の画素電極191の上または下に形成されていても良い。
【００１７】
図1に示されている階調電圧生成部800は、複数の階調電圧（または基準階調電圧）を生成してデータ駆動部500に供給する。各階調電圧は画素PXの輝度の各階調、すなわち選択可能な透過率の各値に対応づけられている（基準階調電圧は階調の基準値に対応づけられている）。階調電圧生成部800は好ましくは、二組の階調電圧群（または基準階調電圧群）を生成する。一組は、共通電圧Vcomに対して正の階調電圧から成り、もう一組は負の階調電圧から成る。
【００１８】
ゲート駆動部400は、液晶表示パネルアセンブリ300のゲート線G1〜Gnに接続されている。ゲート駆動部400は、ゲートオン電圧Vonとゲートオフ電圧Voffとの組み合わせからゲート信号を生成し、そのゲート信号を各ゲート線G1〜Gnに対して印加する。
【００１９】
データ駆動部500は、液晶表示パネルアセンブリ300のデータ線D1〜Dmに接続されている。データ駆動部500は、階調電圧生成部800から供給される階調電圧のいずれかを選択し、データ電圧として目標のデータ線D1〜Dmに対して印加する。尚、階調電圧生成部800が基準階調電圧のみを提供する場合、データ駆動部500は基準階調電圧を分圧して各階調に対応する階調電圧を生成し、それらの中からデータ電圧を選択する。
【００２０】
信号制御部600は、外部のグラフィックコントローラ（図示せず）から入力映像データR、G、B及び入力制御信号を受信する。入力映像データR、G、Bは各画素PXの輝度情報を含む。輝度情報では画素の輝度が所定数（例えば、1024＝210、256＝28、または64＝26）の階調で表されている。入力制御信号は好ましくは、垂直同期信号Vsync、水平同期信号Hsync、メインクロックMCLK、及びデータイネーブル信号DEを含む。
【００２１】
信号制御部600は入力映像データR、G、Bと入力制御信号とに基づき、入力映像データR、G、Bを液晶表示パネルアセンブリ300の動作条件に合うように適切に処理し、出力映像データDATに変換する。信号制御部600は特に入力映像データR、G、Bを、好ましくは一対の出力映像データDATに変換する。各出力映像データDATの周波数は入力映像データR、G、Bの周波数とは異なり、好ましくは2倍である。好ましくは、一対の出力映像データDATの一方が階調の最高値または最低値を示す。信号制御部600による映像データ処理の詳細については後述する。
【００２２】
信号制御部600は更に、入力制御信号に基づいてゲート制御信号CONT1及びデータ制御信号CONT2を生成し、ゲート制御信号CONT1をゲート駆動部400に送出し、データ制御信号CONT2と出力映像データDATとをデータ駆動部500に送出する。ゲート制御信号CONT1は、ゲート線G1〜Gnへの走査信号の送信開始を指示するための走査開始信号、ゲートオン電圧Vonの出力タイミングを制御するためのクロック信号を含む。ゲート制御信号CONT1は、ゲートオン電圧Vonの持続時間を限定するための出力イネーブル信号をさらに含んでいても良い。データ制御信号CONT2は、各画素行に対する出力映像データの伝送開始を指示するための水平同期開始信号、各データ線D1〜Dmに対するデータ電圧の印加を指示するためのロード信号、及びデータ電圧に対する処理のタイミングを制御するためのデータクロック信号を含む。データ制御信号CONT2は好ましくは、共通電圧Vcomに対するデータ電圧の極性（以下、単に“データ電圧の極性”と言う）の反転を指示するための反転信号をさらに含む。
【００２３】
駆動装置400、500、600、800の各々は好ましくは、集積回路チップの形態で液晶表示パネルアセンブリ300の上に直接実装されている。その他に、ＴＣＰ（Tape  Carrier  Package）の形態で液晶表示パネルアセンブリ300に実装されていても良い。すなわち、各駆動装置400、500、600、800が集積回路チップの形態で可撓性印刷回路膜の上に実装され、その可撓性印刷回路膜が液晶表示パネルアセンブリ300に接着されている。更にその他に、各駆動装置400、500、600、800が表示パネルとは別の印刷回路基板の上に実装されていても良い。それらとは異なり、駆動装置400、500、600、800が、信号線G1〜Gn、D1〜Dm及び各画素PXのスイッチング素子Qと共に、液晶表示パネルアセンブリ300に集積化されていても良い。各駆動装置400、500、600、800は好ましくは単一のチップに集積化されている。その場合、それらの少なくとも一つ、またはそれぞれに含まれている少なくとも一つの回路素子がチップに外付けされていても良い。
【００２４】
次に、上記の液晶表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部600は、外部のグラフィックコントローラから入力映像データR、G、B及び入力制御信号を受信する。信号制御部600は更に、入力映像データR、G、Bを出力映像データDATに変換し、かつ、ゲート制御信号CONT1及びデータ制御信号CONT2を生成する。ゲート制御信号CONT1はゲート駆動部400に送出され、データ制御信号CONT2と出力映像データDATとはデータ駆動部500に送出される。
【００２５】
データ駆動部500はデータ制御信号CONT2に従い、各画素行に対する出力映像データDATを受信し、対応する階調電圧を選択する。それによって、デジタル信号である出力映像データDATが、アナログ信号であるデータ電圧に変換される。データ駆動部500はその後、データ電圧を目標のデータ線D1〜Dmに対して印加する。
【００２６】
ゲート駆動部400はゲート制御信号CONT1に従い、ゲートオン電圧Vonをゲート線G1〜Gnに対して順番に印加し、各ゲート線G1〜Gnに接続されたスイッチング素子Qを導通させる。それにより、データ線D1〜Dmに対して印加されたデータ電圧が、導通したスイッチング素子Qを通じて目標の画素PXの画素電極191に対して印加される。画素電極191に対して印加されたデータ電圧と共通電圧Vcomとの間の差が、その画素PXの液晶キャパシタClcの両端電圧、つまり、画素電圧に等しい。その液晶キャパシタClcに含まれる液晶層3では、液晶分子の配向方向が画素電圧に応じて変化する。それに伴い、その液晶層3を通過する光の偏光方向の回転角が変化する。この偏光の変化が、液晶表示パネルアセンブリ300に接着された偏光子によって画素PXの透過率の変化として現れる。こうして、液晶表示パネルアセンブリ300の画面に、入力映像データR、G、Bに対応する所望の映像が表示される。
【００２７】
上記の過程が、1水平周期（“1H”とも記し、水平同期信号Hsync及びデータイネーブル信号DEの一周期に等しい）ごとに繰り返される。それにより、全てのゲート線G1〜Gnに対して順番にゲートオン電圧Vonが印加され、全ての画素PXに対してデータ電圧が印加される。その結果、1フレームの映像が画面に表示される。
【００２８】
1つのフレームの映像表示が終了すれば、次のフレームの映像表示が開始される。そのとき、好ましくは、データ制御信号CONT2に含まれている反転信号の状態が制御されることにより、データ電圧の極性が直前のフレームでの極性とは反対になる（フレーム反転）。更に好ましくは、同じフレーム内でも反転信号の状態が制御されることにより、同じデータ線を通じて伝達されるデータ電圧の極性が水平周期ごとに反転し（行反転、ドット反転）、または、画素列（すなわちデータ線）ごとにデータ電圧の極性が反転する（列反転、ドット反転）。
【００２９】
以下、図3〜5を参照しながら、信号制御部600における映像データ処理について説明する。
図3に示されているように、信号制御部600はフレームメモリ610と映像データ補正部620とを含む。
フレームメモリ610は、外部からの入力映像データR、G、Bをフレーム単位で記憶する。以下の説明では、フレームメモリ610に記憶されているr番目（r＝1、2、3、…）のフレームの入力映像データをgrと表記する。
【００３０】
図3に示されているように、映像データ補正部620はルックアップテーブル部630とマルチプレクサ640とを含む。
ルックアップテーブル部630はフレームメモリ610に接続されている。ルックアップテーブル部630は、フレームメモリ610に記憶されている一フレームの入力映像データgrをフレームメモリ610から読み出す。好ましくは、同じ入力映像データgrが二回ずつ読み出される。ルックアップテーブル部630には更に、一対の出力映像データgr1、gr2が入力映像データの関数として記憶されている。それにより、ルックアップテーブル部630は、フレームメモリ610から読み出された一フレームの入力映像データgrを、対応する一対の出力映像データgr1、gr2に変換し、マルチプレクサ640に交互に出力する。
【００３１】
マルチプレクサ640はルックアップテーブル部630に接続され、ルックアップテーブル部630から一対の出力映像データgr1、gr2を受信し、一フレームの期間に多重化してデータ駆動部500に供給する。好ましくは、マルチプレクサ640は外部からフィールド選択信号FSを受信し、その値に応じて一対の出力映像データgr1、gr2のいずれか一方を選択してデータ駆動部500に出力する。ここで、フィールド選択信号FSは好ましくは信号制御部600の内部でカウンターを用いて生成される。その他に、フィールド選択信号FSが、信号制御部600の外部から提供されても良い。
【００３２】
より具体的には、フレームメモリ610に第rフレームの入力映像データgrが記憶されたとき、ルックアップテーブル部630はまず、フレームメモリ610から入力映像データgrを一回読み取って第１出力映像データgr1に変換し、マルチプレクサ640に出力する。ルックアップテーブル部630は次に、フレームメモリ610から同じ入力映像データgrを再び一回読み取って第２出力映像データgr2に変換し、マルチプレクサ640に出力する。マルチプレクサ640はフィールド選択信号FSに応じて一対の出力映像データgr1、gr2を交互に選択してデータ駆動部500に出力する。ここで、フィールド選択信号FSの値は好ましくは、フレーム周波数の2倍の周波数で切り換えられる。それにより、マルチプレクサ640はデータ駆動部500に、第rフレームの前半では第１出力映像データgr1を供給し、後半では第２出力映像データgr2を供給する。従って、データ駆動部500は、第rフレームの前半では第１出力映像データgr1に基づくデータ電圧をデータ線D1〜Dmに対して印加し、第rフレームの後半では第２出力映像データgr2に基づくデータ電圧をデータ線D1〜Dmに対して印加する。
【００３３】
以下では、マルチプレクサ640からデータ駆動部500に第１出力映像データgr1及び第２出力映像データgr2のそれぞれが出力される期間、及び、各出力映像データgr1、gr2に基づくデータ電圧がデータ駆動部500からデータ線D1〜Dmに対して印加される期間を、フィールドと言う。上記の場合、各フィールドの長さはフレームの長さの半分に等しい。更に、ルックアップテーブル部630がフレームメモリ610から入力映像データを読み取る動作の周波数（すなわち、フレームメモリ610の出力周波数）は、フレームメモリ610に入力映像データを書き込む動作の周波数（すなわち、フレームメモリ610の入力周波数）の2倍である。それに伴い、マルチプレクサ640とデータ駆動部500との各動作周波数もフレームメモリ610の入力周波数の2倍である。従って、フレームメモリ610の入力周波数が例えば60Hzであれば、映像データ補正部620から出力される出力映像データの周波数、及びデータ電圧の周波数はいずれも120Hzである。
【００３４】
一対の出力映像データgr1、gr2は一フレームの入力映像データgrから、好ましくは次の条件を満たすように決定される。
第一に、各画素について、第１出力映像データgr1の示す輝度による光量と、第２出力映像データgr2の示す輝度による光量との合計が、元の入力映像データgrの示す輝度による光量と同一である。ここで、光量とは、輝度とその輝度を維持する時間との積である。具体的に式で表せば次の通りである。入力映像データgrの示す輝度をT(gr)とし、第１出力映像データgr1の示す輝度をT(gr1)とし、第２出力映像データgr2に対応する輝度をT(gr2)とすれば、1フレームの長さが1フィールドの長さの2倍であるので、次式(1)が成立する：
【００３５】
2T(gr)＝T(gr1)＋T(gr2)。                                (1)
【００３６】
この第一の条件により、各画素では、各フレームの全体での光量が元の入力映像データの示す輝度による光量と等しく維持される。
【００３７】
第二に、各画素について、第１出力映像データgr1の示す輝度の階調Pr1と、第２出力映像データgr2の示す輝度の階調Pr2との間では、いずれかの一方の値が常に他方の値以上である。つまり、全ての画素について、Pr1≧Pr2（またはPr1≦Pr2）である。更に、不等号が成立する階調が一般的には必ず含まれている。以下、一対の出力映像データgr1、gr2のうち、階調が高い方を上位出力映像データとし、階調が低い方を下位出力映像データとする。ここで、一対の出力映像データgr1、gr2のいずれが上位出力映像データであっても良い。すなわち、上位出力映像データが先に出力されても、その反対であっても良い。更に、上位出力映像データが出力されるフィールドを上位フィールドとし、下位出力映像データが出力されるフィールドを下位フィールドとする。
【００３８】
好ましくは、各画素について、下位出力映像データの示す輝度による光量が、上位出力映像データの示す輝度による光量の約50％を超えない。更に好ましくは、下位出力映像データの示す輝度の階調を0（つまり、ブラック階調）またはその近くに抑える。ここで、各フレームの前半と後半とでは上位出力映像データの示す輝度と下位出力映像データの示す輝度とが切り換えられる。従って、第二の条件により、インパルス駆動の効果が得られる。
【００３９】
以下、上記二つの条件を満たす上位出力映像データと下位出力映像データとの一例について詳細に説明する。尚、便宜上、以下の説明では、第１出力映像データgr1を上位出力映像データとし、第２出力映像データgr2を下位出力映像データとする場合（すなわち、各画素について、第１出力映像データgr1の示す輝度の階調Pr1が、第２出力映像データgr2の示す輝度の階調Pr2以上（Pr1≧Pr2）である場合）を想定する。従って、各フレームでは、上位出力映像データが下位出力映像データよりも先に出力される。もちろん、これとは反対の場合にも以下の説明は当てはまる。
【００４０】
入力映像データgrが画素の輝度の階調を8ビットで表現している場合、入力映像データgrの示す階調Prの範囲は0〜255である。その場合、階調Prに対応づけられるべき画素の輝度T(gr)は次式(2)で表される：
【００４１】
T(gr)＝α(Pr／255)γ。                                (2)
【００４２】
ここで、αは所定の定数であり、γは液晶表示パネルアセンブリ300のγ値である。
γ＝2.4の時、入力映像データgrの示す階調Prが192であれば、画素の輝度T(gr)は最大階調255に対応する画素の最高輝度の半分程度である。従って、好ましくは、上位出力映像データgr1の示すべき階調Pr1と、下位出力映像データgr2の示すべき階調Pr2とを次の通りに決める：
【００４３】
（1）0≦Pr≦192であれば、Pr1＝(255／192)×Pr、Pr2＝0、
（2）193≦Pr≦255であれば、Pr1＝255、Pr2＝T−1[2T(Pr)−T(255)]。
【００４４】
つまり、入力映像データgrの示す階調Prが192以下の範囲に含まれている場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は入力映像データgrの示す階調Prの255／192倍（最大255）に増大され、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2は一律に0に抑えられる。
一方、入力映像データgrの示す階調Prが192を超えている場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は一律に最大階調255に維持され、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2は式(1)を満たす値に設定される。
【００４５】
入力映像データgrの示す階調Prが255、224、192、及び128である各場合について、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1に対応するデータ電圧と、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2に対応するデータ電圧との波形を図4(a)〜(d)の各右側に示す。各図の左側の波形は、入力映像データgrの示す階調Prに対応するデータ電圧の波形である。入力映像データgrの示す階調Prが255である場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1と下位出力映像データgr2の示す階調Pr1とがいずれも255に等しい。従って、上位フィールドと下位フィールドとの両方でデータ電圧のレベルが最大に維持される（図4(a)参照）。入力映像データgrの示す階調Prが224である場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は255に増大し、下位出力映像データgr2の示す階調Pr1は138に減少する。従って、上位フィールドではデータ電圧のレベルが最大値まで上がり、下位フィールドではデータ電圧のレベルが図4(b)の左側に示されたレベルより下がる。入力映像データgrの示す階調Prが192である場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は255に増大し、下位出力映像データgr2の示す階調Pr1は0に減少する。従って、上位フィールドではデータ電圧のレベルが最大値まで上がり、下位フィールドではデータ電圧のレベルが最小値まで下がる（図4(c)参照）。入力映像データgrの示す階調Prが128である場合、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は170に増大し、下位出力映像データgr2の示す階調Pr1は0に減少する。従って、上位フィールドではデータ電圧のレベルが図4(d)の左側に示されたレベルより上がり、下位フィールドではデータ電圧のレベルが最小値まで下がる。
【００４６】
入力映像データgrの示す階調Prが192以下である場合、図4(c)、(d)に示されているように、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1の範囲は最小階調0から最大階調255までの範囲に拡張される。特に、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1は入力映像データgrの示す階調Prよりも大きく設定される。それにより、上位フィールドでの画素の光量が、入力映像データgrの示す輝度による一フレームでの光量と実質的に等しく設定される。一方、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2は一律に0に抑えられている。すなわち、下位フィールドではデータ電圧が最低レベルに抑えられている。従って、一フレーム内でのデータ電圧の実際の印加時間が一フレームの約1／2に減少する。すなわち、画素の光る期間が上位フィールドに限られる。その結果、インパルス駆動の効果が得られる。
【００４７】
入力映像データgrの階調Prが192を超えている場合、もし192以下の場合と同様に下位出力映像データgr2の示すべき階調Pr2を一律に0にすれば、上位出力映像データgr1の示す階調Pr2を最大階調255に設定しても、入力映像データgrの示す階調Prによる一フレームでの光量が得られない。しかし、上記の実施形態では、図4(a)、(b)に示されているように、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2を0よりも大きい値に設定している。従って、上位フィールドだけでは不足している光量を下位フィールドでの光量で補うことができる。但し、その場合、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2が0ではないので、インパルス駆動の効果は若干低下する。しかし、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2は十分に低く、0に近いので、インパルス駆動の効果を十分に確保できる。
【００４８】
このように、上記の実施形態では、入力映像データgrの示す、合計で256個の階調Prのうち、約3／4に相当する0〜192の範囲では、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1が入力映像データgrの示す階調Prよりも大きく設定され、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2が0に抑えられている。一方、残りの1／4に相当する193〜255の範囲では、上位出力映像データgr1の示す階調Pr1が255に増大され、下位出力映像データgr2の示す階調Pr2が0に近い低い値に抑えられる。それにより、画面全体を一様にブラックにする（すなわち、ブラックに相当するデータ電圧を全ての画素に対して一様に印加する）従来のインパルス駆動とは異なり、一フレーム全体での各画素の光量を損失させることなく、インパルス駆動の効果を得ることができる。こうして、インパルス駆動の効果が確保されたまま、画質が更に向上する。
【００４９】
好ましくはデータ駆動部500が、上位出力映像データgr1に対応するデータ電圧と下位出力映像データgr2に対応するデータ電圧との間で極性を、図5に示すように反転させる。図5の（a）は、第１フィールドが上位フィールドである場合でのデータ電圧の極性反転を示し、図5の（b）は、第２フィールドが上位フィールドである場合でのデータ電圧の極性反転を示す。
【００５０】
第１フィールドが上位フィールドである場合、図5の（a）に示すように、各フレーム内の二つのフィールド間でデータ電圧の極性が反転する。一方、フレームが次のフレームに切り換えられる時点ではデータ電圧の極性が等しく維持されている。第２フィールドが上位フィールドである場合、図5の（b）に示すように、各フレーム内の二つのフィールド間ではデータ電圧の極性が同一に維持されている。一方、隣接する二つのフレーム間ではデータ電圧の極性が反対である。こうして、図5の(a)、(b)のいずれでも、データ電圧の極性が連続する二つのフィールドごとに反転する。その結果、隣接する二つのフレームの間で対応する各フィールドではデータ電圧の極性が反対である。従って、画素電圧の平均の極性が“＋”と“−”とのいずれにも偏らないので、その偏りに起因する画素の劣化が防止される。
【００５１】
上位フィールドでは下位フィールドに比べ、基準電圧（共通電圧）Vcomとデータ電圧との間の差が一般に大きい。従って、図5に示されているように、上位フィールドでのデータ電圧の極性が、直前のフィールドでのデータ電圧の極性と同一に設定される。それにより、（特に上位フィールドでは）データ電圧による画素の充電に要する時間が十分に短い。
【００５２】
次に、図6及び図7を参照しながら、本発明の他の実施形態による液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、信号制御部600Aを除けば、図1〜図5に示した上記の実施形態による液晶表示装置と構造及び動作が同様である。従って、以下では、信号制御部600Aの構造及び動作について詳細に説明し、その他の部分については上記の説明を援用する。
【００５３】
図6に示すように、信号制御部600Aは、三つのフレームメモリ610a〜610cと映像データ補正部620Aとを含む。
第１フレームメモリ610aは、現在（r番目）のフレームの入力映像データgrを記憶している。第２フレームメモリ610bは、直前（r−1番目）のフレームの入力映像データgr−1を記憶している。第３フレームメモリ610cは、映像データ補正部620Aにより現在（r番目）のフレームの入力映像データgrから生成された新たな入力映像データ（以下、‘補正入力映像データ’と言う）grAを記憶している。
【００５４】
映像データ補正部620Aは、信号処理部650、二つのルックアップテーブル部630a、630b、及び、マルチプレクサ640を有する。
信号処理部650は、第１フレームメモリ610aから現在のフレームの入力映像データgrを受信し、第２フレームメモリ610bから直前のフレームの入力映像データgr−1を受信する。信号処理部650は更に、受信された二つの入力映像データgr、gr−1から補正入力映像データgrAを後述のように生成し、第３フレームメモリ610cに格納する。
【００５５】
第１ルックアップテーブル部630aは、上位出力映像データgr−11と下位出力映像データgr−12とのそれぞれを直前のフレームの入力映像データgr−1の関数として記憶している。第２ルックアップテーブル部630bは、上位出力映像データgrA1と下位出力映像データgrA2とを補正入力映像データgrAの関数として記憶している。ここで、各ルックアップテーブル部630a、630bに記憶された出力映像データが同一であっても異なっていても良い。第１ルックアップテーブル部630aは更に、第２フレームメモリ610bから直前のフレームの入力映像データgr−1を受信し、一対の出力映像データgr−11、gr−12に変換し、マルチプレクサ640に送出する。第２ルックアップテーブル630bは更に、第３フレームメモリ610cから補正入力映像データgrAを受信し、一対の出力映像データgrA1、grA2に変換し、マルチプレクサ640に送出する。それらの変換は好ましくは、図3に示されているルックアップテーブル部630による上記の変換と同様に行われる。特に、各出力映像データgr−11、gr−12、grA1、及びgrA2の周波数は、入力映像データの周波数の約2倍、またはそれ以上に設定されている。
【００５６】
マルチプレクサ640は、第１ルックアップテーブル部630aからは一対の出力映像データgr−11、gr−12を受信し、第２ルックアップテーブル部630bからは一対の出力映像データgrA1、grA2を受信する。マルチプレクサ640は更に、外部から受信されるフィールド選択信号FSに従い、一対の出力映像データgr−11、gr−12のいずれか一方と、もう一対の出力映像データgrA1、grA2のいずれか一方とを選択してデータ駆動部500に順番に送出する。図6では、フィールド選択信号FSが上位フィールドを示す場合、マルチプレクサ640は、第１ルックアップテーブル部630aから受信された上位出力映像データgr−11を選択してデータ駆動部500に出力する。一方、フィールド選択信号FSが下位フィールドを示す場合、マルチプレクサ640は、第２ルックアップテーブル部630bから受信された下位出力映像データgr2Aを選択してデータ駆動部500に出力する。
【００５７】
以下、図7を参照しながら、信号処理部650の動作の詳細について説明する。
第１ステップS11では、第１フレームメモリ620aから現在のフレームの入力映像データgrを読み取り、第２フレームメモリ610bから直前のフレームの入力映像データgr−1を読み取る。
第２ステップS12では、直前のフレームの入力映像データgr−1と現在のフレームの入力映像データgrとの間で各画素の階調を比較する。
第３ステップS13では、第２ステップS12での比較結果に基づき、二つの入力映像データgr−1、grの間で階調が変わった画素の位置を特定する。
【００５８】
第４ステップS14では、第３ステップS13で特定された画素の位置に基づき、直前のフレームと現在のフレームとの間で変位した映像部分の範囲を特定する。  第５ステップS15では、直前のフレームと現在のフレームとの間に仮想的なフレーム（以下、‘仮想フレーム’と言う）を設定し、第４ステップS14で特定された映像部分の仮想フレームでの位置（以下、‘仮想位置’と言う）を、直前のフレームでの位置と現在のフレームでの位置との間から特定する。好ましくは、直前のフレームでの位置と現在のフレームでの位置とのほぼ中間に仮想位置が設定される。
【００５９】
信号処理部650は続いて、直前のフレームの入力映像データgr−1と現在のフレームの入力映像データgrとの間での各画素の階調変化、及び第５ステップS15で特定された仮想位置に基づき、補正入力映像データgrAを以下のステップで生成する。
第６ステップS16では、各画素について「仮想位置に含まれるか否か」を判断する。
第７ステップS17では、仮想位置に含まれる各画素について、補正入力映像データgrAの示すべきその画素の階調を、直前のフレームの入力映像データgr−1の示すその画素の階調に決める。
【００６０】
第８ステップS18では、仮想位置に含まれない各画素について更に、直前のフレームと現在のフレームとの間で階調が変わっているか否かを判断する。
第９ステップS19では、仮想位置に含まれないが階調が変わった各画素について、補正入力映像データgrAの示すべきその画素の階調を、直前のフレームの入力映像データgr−1の示す階調と現在のフレームの入力映像データgrの示す階調との間の平均値に決める。その他に、その画素とその画素の周辺にある所定数の画素との間で直前のフレームの入力映像データの示す階調の平均値を求め、この平均値を、補正入力映像データgrAの示すべきその画素の階調に決めても良い。
第１０ステップS20では、仮想位置に含まれず、かつ階調も変わっていない各画素について、補正入力映像データgrAの示すべきその画素の階調を、直前のフレームの入力映像データgr−1の示す階調に維持する。
第１１ステップS21では、以上のステップS11〜S20で生成された補正入力映像データgrAを第３フレームメモリ610cに保存する。
【００６１】
以上の通り、信号処理部650は、連続する二つのフレーム間での映像の変位に基づき、全ての画素について入力映像データの示す階調を補正し、補正入力映像データgrAとして第３フレームメモリ610cに記憶する。一方、マルチプレクサ640が上記の通り、上位フィールドでは第１ルックアップテーブル630aから出力される（直前のフレームの出力映像データgr−1に基づく）上位出力映像データgr−11を選択して出力し、下位フィールドでは第２ルックアップテーブル630bから出力される（補正入力映像データgrAに基づく）下位出力映像データgr2Aを選択して出力する。従って、この実施形態では、連続する二つのフレーム間での映像の変位に起因する各画素の階調の変化が下位出力映像データに反映される。特に仮想位置に含まれない画素の階調が、前のフレームと次のフレームとの間での階調の平均値に設定される。こうして、連続する二つのフレームの下位フィールド間では、映像の変位に伴って階調が大きく変化する範囲が狭められている。その結果、インパルス駆動の効果が高められるので、動画が更に鮮明化し、その画質が向上する。
尚、仮想位置の設定は上記のものの他に、ＰＲＡ（Pel  Recursive  Algorithm）やＢＭＡ（Block  Matching  Algorithm）などの動き予測方法を利用して行われても良い。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明した。しかし、本発明の技術的範囲は上記の実施形態には限定されない。添付した特許請求の範囲で定義されている本発明の基本概念を利用した当業者による種々の変形及び改良形態も本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置に含まれる一つの画素の模式図
【図３】本発明の一実施形態による信号制御部のブロック図
【図４】入力映像データの示す階調に対応するデータ電圧と、本発明の一実施形態による信号制御部によって入力映像データから変換された一対の出力映像データの示す階調に対応するデータ電圧とを示す波形図
【図５】本発明の一実施形態によるデータ駆動部の出力するデータ電圧の波形図
【図６】本発明の他の実施形態による信号制御部のブロック図
【図７】図6に示されている信号処理部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００６４】
3  液晶層
100、200  表示パネル
300  液晶表示パネルアセンブリ
400  ゲート駆動部
500  データ駆動部
600  信号制御部
610  フレームメモリ
620  映像データ補正部
630、630a、630b  ルックアップテーブル部
640  マルチプレクサ
800  階調電圧生成部
G1〜Gn、D1〜Dm  信号線
FS  フィールド選択信号
Clc  液晶キャパシタ
Cst  ストレージキャパシタ
PX  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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