液晶ディスプレイおよびその駆動方法
【課題】複数の駆動型の利点を採り、駆動型に関連する不利益を被らず、動画、静止画の別なく一貫した最適化された表示品質を提供すること。
【解決手段】光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置において、駆動方法は、イメージデータの現フレームを受け取り、前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅の少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示することを含む。ディスプレイ装置は上記駆動方法を実行する、比較部と光源制御部とを有する。
【解決手段】光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置において、駆動方法は、イメージデータの現フレームを受け取り、前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅の少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示することを含む。ディスプレイ装置は上記駆動方法を実行する、比較部と光源制御部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は台湾特許出願第９３１３８５４４号（２００４年１２月１３日出願）の優先権の主張を伴い、同出願の内容全体が本明細書において参照される。
【０００２】
技術分野
本開示内容はディスプレイ装置とその駆動方法に関し、特に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
背景技術
情報の時代の到来とともに情報提示媒体としてのディスプレイ装置に対する需要がますます増加している。陰極線管（ブラウン管）（ＣＲＴ）ディスプレイは表示性能がよく、かつ技術的に成熟しており、ここ数十年にわたってディスプレイ市場を席巻してきた。しかしながら、最近開発されたＬＣＤのような最先端技術製品はより薄型化、より小型化される傾向がある。従って、今までよりも表示品質が高く、専有面積が狭く、消費電力が少なく、放射線技術を用いないというような利点を持つＬＣＤが徐々に従来のＣＲＴディスプレイに取って代わり、ディスプレイ市場の主流となりつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の２種類のディスプレイにはともに利点と欠点を有する。ＣＲＴディスプレイはインパルス型駆動で発光する電子ビームを使用する。換言すれば、あるフレーム時間（６０Ｈｚのリフレッシュ速度（垂直走査周波数ともいう）で約１６．７ミリ秒（ｍｓ））において、ＣＲＴディスプレイのピクセル輝度（ブライトネス）の振幅が経時変化するので、ＣＲＴディスプレイは動画フレームを表示するのに適合されている。しかしながら、静止画フレームを表示するときは、そのようなＣＲＴディスプレイはちらつきの問題が生じ易い。そのようなちらつく静止画フレームを長時間視つめていると視聴者の目に不快感が残ることがある。
【０００５】
液晶ディスプレイはほとんどが駆動されると一時待機（ホールド）型の発光をする。換言すれば、各フレーム時間において、バックライト光源は動画フレームを表示するときに人間の目の視覚特性によるフレームぶれの問題が生じる。
【０００６】
ディスプレイ性能を向上するために、いくつかのＬＣＤディスプレイでは、動画フレームを表示するのにインパルス型バックライト光源が使用されている。そのようなＬＣＤディスプレイは、動画フレームを表示するときには、ＣＲＴディスプレイと同等の性能を有するけれども、静止画フレームを表示するときには、残念ながらＣＲＴと同様に性能が低いという難点がある。
【０００７】
発明の要約
一態様に従えば、光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置の駆動方法は、イメージデータの現フレームを受け取り、前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅野少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示することを含む。
【０００８】
別の態様に従えば、フラットパネルディスプレイは、ディスプレイパネルと、前記フラットパネルディスプレイの背後に配置されたバックライト光源と、前記ディスプレイパネルと前記バックライト光源とに電気的に接続されたデータ制御回路とを備え、前記データ制御回路は、イメージデータの現フレームを受領し、これをイメージデータの参照フレームと比較する比較部と、前記比較部に電気的に接続された、前記比較部に格納されたフレームイメージデータ記憶部であって前記フレームイメージデータ格納部内に格納された前記イメージデータの参照フレームを前記比較部に出力するフレームイメージデータ格納部と、前記バックライト光源と前記比較部とに電気的に接続された光源制御部であって、前記バックライト光源の少なくとも駆動パラメータを前記比較部から受領した比較結果に基づいて制御する光源制御部とを備える。
【０００９】
本明細書に開示された実施形態に関連する本発明の目的、特徴および利点はそのような非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から明かになるであろう。以下の説明は添付図面を参照してなされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の開示された実施形態並びにその目的および利点は、添付図面を参照した以下の詳細な説明からよく理解されるであろう。添付図面において、類似の参照符号は類似の部材に対して本明細書において一貫して用いられる。
【００１１】
本発明の開示されている実施形態について添付図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は多数の異なった形態に具現することが可能であり、本明細書に開示されている実施形態に限定されると解してはならない。これらの実施形態はこの開示内容が完全に、本発明の範囲を当業者に良く知らしめるためのものである。
【００１２】
開示された実施形態において、液晶のバックライト光源の駆動が、表示されるべきフレームが静止画であるか、または動画であるかの判断を考慮して行われる。次いで、適切な駆動型が選択され、このようにして液晶ディスプレイの表示品質が改善される。
【００１３】
本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイはＩ×Ｊ個のピクセルを有する表示パネルと、バックライト光源と、イメージデータの少なくとも一つのフレームを有するデータ制御回路とを備える。図１は本発明の第１の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【００１４】
図１を参照すると、まず工程Ｓ１００が処理されてイメージデータのＭ番目のフレームがデータ制御回路に入力される。この制御回路は、その内部にイメージデータの参照フレーム、例えばＭ−１番目のフレームを格納してある。しかしながら、−１番目以外の前のフレームを制御回路内に参照フレームとして格納することも本発明の範囲内である。次いで、工程１０２が処理されてイメージデータのＭ番目のピクセルのグレーレベルと、イメージデータの参照フレーム、例えばＭ−１番目のフレームの対応するピクセルのグレーレベルを比較する。次いで、工程Ｓ１０４で示されるように、イメージデータのＭ番目のフレームが出力されて液晶ディスプレイのディスプレイパネル上に表示される。
【００１５】
その後、工程Ｓ１０６が処理されてイメージデータのＭ番目のフレームとイメージデータのＭ−１番目のフレームにおける異なるグレーレベルを有するピクセルの量Ｎ（Ｍ）をカウントする。工程Ｓ１０２とＳ１０６のいずれかの工程の前、後または同時に工程Ｓ１０４を処理することは本発明の範囲内である。本発明の開示された実施形態において、ノイズにより引き起こされる不正確な計数が行われないようにするために、閾値グレーレベル差が設定される。例示的な一実施形態では、閾値グレーレベル差が処理すべき８−ビット（２５６グレーレベル）イメージデータに対して８に設定される。しかしながら、本発明は閾値グレーレベル差をなんらかの特定の値に限定するものではなく、閾値グレーレベル差をアプリケーションや実際上の要請に従って選択することも本発明の範囲内である。一実施形態に従えば、ピクセル量Ｎ（Ｍ）を計算する式は、例えば、次式（１）の通りである。
【００１６】
【数１】
【００１７】
ここに、イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差に等しいかそれよりも大きいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝１であり；イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差よりも小さいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝０である。
【００１８】
ピクセル量 Ｎ（Ｍ）の計数が終了した後、工程Ｓ１０８が処理されて、バックライト光源の発光負荷時間率（または動作周期）Ｄと発光振幅Ａを制御する信号を計算し出力する。この実施形態に従えば、例えば、発光負荷時間率Ｄはピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ（Ｍ）］であり、例えば、発光振幅Ａも、また、ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ（Ｍ）］である。発光負荷時間率Ｄは次式（２）により定義される。
【００１９】
【数２】
【００２０】
ここに、Ｄlimit はバックライト光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量である。
【００２１】
バックライト光源からの放射光の輝度Ｙは発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］と発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］との積で定義され、ここに輝度Ｙは定数であり、例えばユーザーにより設定される。従って、バックライト光源の発光負荷時間率が小さ過ぎると、輝度Ｙを一定に保つために比較的大きい発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］が必要になる。少なくともＣＲＴディスプレイ並の動画フレームの表示品質を提供するために、バックライト光源の閾値発光負荷時間率を適切に設定して発光負荷時間率が０に近づくこと、および発光振幅Ａが無限大に近づくことを防止する。Ｄlimit はＤ［Ｎ（Ｍ）］とり得る最小値を設定する。この実施形態では、閾値発光負荷時間率Ｄlimit は、例えば２５％の値を持つ。この場合も、本発明は発光負荷時間率Ｄlimit をいかなる特定値にも限定するものではなく、本発明は発光負荷時間率Ｄlimit をアプリケーションまたは実際上の要請に従って選択することは本発明の範囲内である。
【００２２】
ピクセル量Ｎ（Ｍ）はＩ×Ｊに等しくなることはかならずしも必要ではない。すなわちＭ番目のフレームは全体として前の、すなわちＭ−１番目のフレームとグレーレベルが完全に異なっている必要はないが、これはＭ番目のフレームは動画フレームであると考えられるからである。人間の視覚の特質から、フレームのデータの一部だけが前のフレームの対応するデータから異なっている場合でさえも、フレームは動画フレームであるとみなすことができる。従って、適切な最大閾値ピクセル量Ｎmax が設定される。Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax であるならば、Ｍ番目のフレームは「動画」であり、Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax 以外であるならば、「静止画」である。ここに、本実施形態ではＮmax を０．１×Ｉ×Ｊすなわち、液晶ディスプレイの解像度の１０％に設定している。換言すると、Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax であるならば、ディスプレイの９０％が「移動した」と考えられ、Ｍ番目のフレームは「動画」と呼ばれる。さらに、この実施形態に従えば、Ｎ（Ｍ）がＮmax よりも大であるならば、式（２）において、Ｎ（Ｍ）はＮmax に等しいとみなされる。
【００２３】
別の実施形態では、Ｎmax はゼロに設定される。式（１）および式（２）から、液晶ディスプレイが静止画フレームを表示するときは、イメージデータのＭ番目のフレームのピクセルとイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセルとの間の生じ得るグレーレベル差はノイズによるもののみである。従って、図２−１に示すように、式（１）により得られる静止画フレームに対するピクセル品質Ｎ（Ｍ）は０であり、一方、式（２）により得られるバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］は１である。換言すると、静止画を表示するときは、本発明の開示された実施形態に従う液晶ディスプレイはホールド型の駆動方法を用いてバックライト光源を駆動するので、フレームのちらつきとそれによる視聴者の不快感とが防止される。
【００２４】
動画フレームの表示に関しては、イメージデータのＭ番目のフレームのピクセルとイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセルとの間でグレーレベルが異なるピクセルの量は式（１）により得ることができる。その後、式（２）を用いてバックライト光源の必要な発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］を得る。図２−２に示すように、動画フレームに対しては１未満である。換言すれば、開示されている実施形態の液晶はインパルス型駆動方法を用いてバックライト光源を駆動して動画フレームをより明瞭に表示している。
【００２５】
注意すべきは、バックライト光源の輝度Ｙは発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］と発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］との積として定義され、ここに、バックライト光源の輝度Ｙは定数である。換言すれば、図２−２における発光負荷時間率と発光振幅との積は、図２−１における発光負荷時間率と発光振幅との積に等しい。すなわち、Ｙ＝Ｄ［Ｎ（Ｍ）］×Ａ［Ｎ（Ｍ）］＝Ｄ［Ｎ（Ｋ）］×Ａ［Ｎ（Ｋ）］であり、ここに、ＭおよびＫは正の整数であり、かつＭ≠Ｋである。例えば、図２−１に示すように、発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］は１であり、発光振幅Ａ［Ｎ（Ｋ）はＡに等しい。従って、発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｋ）］が、例えば５０％であるならば、図２−２の発光振幅Ａ［Ｎ（Ｋ）］は２Ａに等しい。従って、バックライト光源により出力される輝度Ｙを本発明に従って決定することが可能である。
【００２６】
前述の実施形態ではステップＳ１００において比較すべきであると図示されているのはイメージデータのＭ番目のフレームとイメージデータのＭ−１番目のフレームだけであるけれども、本発明の範囲はそのような実施形態に限定されない。以下に、もう一つの実施形態を示して、本発明に従うさらなる駆動方法を説明する。
【００２７】
図３は本発明のさらなる実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。この実施形態に従えば、液晶ディスプレイのデータ制御回路は、例えば、１×ＲのアレイＳを内部に備えており、このアレイＳは要素Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］．．．、Ｓ［Ｒ］を含む。ここに、すべての要素の初期値は０である、すなわち、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝Ｓ［３］＝．．．Ｓ［Ｒ］である。換言すれば、液晶ディスプレイが駆動される前は、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝．．．Ｓ［Ｒ］＝０である。
【００２８】
図３に示す駆動方法は、図１に示す駆動方法の工程Ｓ１００〜Ｓ１０６を備えている。図１に示す駆動方法とは異なり、工程Ｓ１０６の後、工程Ｓ３００が処理されて工程Ｓ１０６で得られたピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳに格納する。ここに、アレイＳはＳ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有する。換言すれば、工程Ｓ３００が実行されて、Ｍ番目のフレームと関連するピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳの要素Ｓ［１］として格納し、Ｍ−１番目のフレームと関連するピクセル量Ｎ（Ｍ−１）をアレイＳの要素Ｓ［２］の要素として格納する、等々であり、最後にＭ−（Ｒ−１）番目のフレームに関連するピクセル量Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））をアレイＳの要素Ｓ［Ｒ］として格納する。
【００２９】
次いで、工程Ｓ３０２が実行されて、アレイＳに格納されたピクセル量に従って平均ピクセル量を計算する。重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）が、アレイＳに格納されたピクセル量に重み付け計算を行うことにより得られる。その計算式は次式（３）である。
【００３０】
【数３】
【００３１】
ここに、ａr はアレイＳの要素Ｓ［ｒ］の重み付き指数であり、この重み付き指数ａr は、例えばａr+1 に等しいかそれよりも大きい。換言すれば、時系列において前のフレームがＭ番目のフレームに近いほど前のフレームに関連するピクセル量Ｎに大きい重みが与えられる。しかしながら、重み付け指数ａr の値のこの構成は本発明の範囲を限定するものではなく、他の構成が排除されるものではない。
【００３２】
工程Ｓ３０が実行されてバックライト光源の発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａを計算し、出力する。発光負荷時間率Ｄは、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］であり、例えば次式（４）により定義される。
【００３３】
【数４】
【００３４】
ここに、発光振幅Ａは、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数 Ａ［Ｎ’（Ｍ）］であり、例えば、バックライト光源の輝度Ｙをバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］で除した値に等しい。
【００３５】
この実施形態に従うバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］の計算式は図１を参照して説明した実施形態の式（２）と類似している。もっとも重要な差は、単一のフレーム、すなわちＭ番目のフレームに関連するピクセル量Ｎ（Ｍ）がＭ−（Ｒ−１）番目のフレームからＭ番目のフレームまでの複数のフレームに関連する複数のピクセル量の重み付き平均に置き替えられていることである。
【００３６】
また、式（３）および式（４）から、この実施形態では、静止画フレームまたは動画フレームのいずれかを表示するときはバックライト光源を駆動するのに、適切な異なる駆動型を選択することが可能であることがわかる。
【００３７】
本発明の開示された実施形態に従う駆動型を実行することが可能な液晶ディスプレイを以下に説明するが、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３８】
図４は本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイを示す概略ブロック図である。図４を参照すると、本発明の実施形態に従うフラットパネルディスプレイは、例えば液晶ディスプレイ４００である。液晶ディスプレイ４００はディスプレイパネル４１０、バックライト光源４２０、およびデータ制御回路４３０を備えている。バックライト光源４２０はディスプレイパネル４１０の下方に配置され、バックライトをディスプレイパネル４１０に供給する。データ制御回路４３０はディスプレイパネル４１０とバックライト光源４２０とに電気的に接続されており、一般に比較部４３２と、フレームイメージデータ記憶部４３４と、光源制御部４３８とを備えている。
【００３９】
比較部４３２は、イメージデータのＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）をフレームイメージデータ記憶部４３４から受取り、ピクセルのグレーレベルを、イメージデータの記憶されたＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）とイメージデータの入力されたＭ番目のフレーム（フレームＭ）の間で比較し、次いでイメージデータのＭ番目のフレーム（フレームＭ）をディスプレイパネル４１０に出力するように構成されている。イメージデータのＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）は、例えば、比較部４３２に電気的に接続されたフレームイメージデータ記憶部４３４に記憶される。イメージデータのＭ番目のフレーム（フレームＭ）が比較部４３２に入力されると（図１の工程１００）、このフレームはフレームイメージデータ記憶部４３４にも入力され、そこに記憶され、次のフレーム、すなわちイメージデータのＭ＋１番目のフレーム（フレーム（Ｍ＋１））と比較される。比較結果Ｎ（Ｍ）は光源制御回路４３８に直接出力され、発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａが計算される。構成要素４３２、４３４および４３８を備えたデータ制御回路４３０のこの構造は、図１を参照して説明した駆動方法を実行するのに十分な構成である。
【００４０】
イメージデータのさらに前のフレームを用いて図３を参照して説明した駆動方法を実行するために、データ制御回路４３０は、さらに、フレームイメージ重み付けフィルター４３６を備えている。フレームイメージ重み付けフィルター４３６は比較部４３２に電気的に接続されており、比較部４３２から出力された複数の比較結果を受け取る。フレームイメージ重み付けフィルターは内部に１×ＲのアレイＳを備えている。アレイＳは要素Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］．．．、Ｓ［Ｒ］を含み、上述のように、すべての要素の初期値は０である、すなわち、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝Ｓ［３］＝．．．Ｓ［Ｒ］である。フレームイメージ重み付けフィルターが比較部４３２から受け取ったピクセル量はアレイＳに格納されるが、アレイＳは上述のように、Ｓ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有する。上述の比較結果を用いてイメージ重み付けフィルター４３６は、上述のように、重み付き分布、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）を計算する。次いで、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）は光源制御回路４３８に出力される。光源制御回路４３７は、例えばバックライト光源負荷時間率制御器４３８ａと、バックライト光源振幅制御器４３８ｂとを備えている。
【００４１】
計算結果、すなわちＮ’（Ｍ）をフレームイメージ重み付けフィルター４３６から受け取り、要求されたバックライト光源負荷時間率Ｄと発光振幅Ａとを決定した後、光源制御回路４３８は適切な駆動電圧または電流を出力して、得られた値ＤおよびＡに従ってバックライト光源４２０を駆動する。従って、液晶ディスプレイ４００はディスプレイパネル４１０に入力されたイメージデータに従ってイメージを表示する。バックライト光源４２０の発光負荷時間率Ｄはバックライト光源負荷率制御器４３８ａにより制御され、発光振幅Ａはバックライト光源振幅制御器４３８ｂにより制御される。バックライト光源負荷率制御器４３８ａとバックライト光源振幅制御器４３８ｂは異なるフレームの発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａの積を一定に維持し、そのようにしてバックライト光源の輝度を、ユーザーが調整しない限り、変化しないように維持する。
【００４２】
本発明の開示された実施形態はフレームの現状に従って適切な駆動型を選択する駆動方法を提供する。本発明の開示された実施形態は、さらに、動画フレームと静止画フレームの両方を表示する際に最適化された表示品質を提供するように構成された液晶ディスプレイを提供する。本発明の開示された実施形態に従えば、イメージデータの一つのフレームがまず液晶ディスプレイに入力され、次いでイメージデータの現フレームのピクセルとイメージデータの少なくとも前のフレームのピクセルとの間でグレーレベルが比較され、ピクセル量Ｎ（Ｍ）がカウントされ、このピクセル量現フレームＮ（Ｍ）に従って現フレームが動画状態であるか静止画状態であるかが判定される。この計算結果を用いてバックライト光源負荷時間率が決定される。
【００４３】
例えば、Ｎmax ＝０のであり、かつ計算結果がゼロでないときは、現フレームは動画であるとみなされ、従って、バックライト光源は（例えば図２−２に示すように）インパルス型で駆動され、現動画フレームが明瞭に表示される。それ以外、すなわち、計算結果が０であるときは、フレームは静止画フレームであるとみなされ、従って、バックライト光源は（例えば、図２−１に示すように）ホールド型で駆動され、ちらつきが防止される。
【００４４】
要約すると、本発明の開示された実施形態は適切な駆動型、例えばインパルス型またはホールド型を用いて、表示すべきフレームが動画であるか静止画であるかの決定に従って液晶ディスプレイを駆動している。換言すれば、本発明の開示された実施形態に従う駆動方法で駆動される液晶ディスプレイは、複数の駆動型、例えばインパルス型とホールド型の両方の利点を採り、駆動型に関連する不利益を被ることがない。従って、液晶ディスプレイは、表示されるフレームが静止画であるか動画であるかにかかわらず、一貫した最適化された表示品質を提供する。
【００４５】
本発明を例示として開示された実施形態に関して説明したが、本発明はそれらに限定されないことが了解されるべきである。逆に、本発明は種々の変更並びに類似の構成および手順を網羅することを意図したものであり、従って添付の特許請求の範囲はそのような全ての変更および類似の構成および手順を包含するようにもっとも広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【図２−１】本発明の一実施形態に従う、静止画フレームを表示するバックライト光源の駆動電圧を表示する図である。
【図２−２】本発明の一実施形態に従う、動画フレームを捧持するバックライト光源の駆動電圧を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
４００ 液晶ディスプレイ
４１０ ディスプレイパネル
４２０ バックライト光源
４３０ データ制御回路
４３２ 比較部
４３４ フレームイメージデータ記憶部
４３８ 光源制御部
４３６ フレームイメージ重み付けフィルター
４３８ａ 光源負荷時間率制御器
４３８ｂ バックライト光源振幅制御器
Ｎ（Ｍ） ピクセル量
Ａ 発光振幅
Ａ［Ｎ（Ｍ）］ 関数
ａr 、ａr+1 重み付き指数
Ｄ 発光負荷時間率
Ｄ［Ｎ（Ｍ）］、Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］ 関数
Ｄlimit 閾値発光負荷時間率であり、
Ｎmax 閾値ピクセル量
Ｎ’（Ｍ） 重み付き平均ピクセル量
Ｓ アレイ
Ｙ 放射光の輝度
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は台湾特許出願第９３１３８５４４号（２００４年１２月１３日出願）の優先権の主張を伴い、同出願の内容全体が本明細書において参照される。
【０００２】
技術分野
本開示内容はディスプレイ装置とその駆動方法に関し、特に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
背景技術
情報の時代の到来とともに情報提示媒体としてのディスプレイ装置に対する需要がますます増加している。陰極線管（ブラウン管）（ＣＲＴ）ディスプレイは表示性能がよく、かつ技術的に成熟しており、ここ数十年にわたってディスプレイ市場を席巻してきた。しかしながら、最近開発されたＬＣＤのような最先端技術製品はより薄型化、より小型化される傾向がある。従って、今までよりも表示品質が高く、専有面積が狭く、消費電力が少なく、放射線技術を用いないというような利点を持つＬＣＤが徐々に従来のＣＲＴディスプレイに取って代わり、ディスプレイ市場の主流となりつつある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の２種類のディスプレイにはともに利点と欠点を有する。ＣＲＴディスプレイはインパルス型駆動で発光する電子ビームを使用する。換言すれば、あるフレーム時間（６０Ｈｚのリフレッシュ速度（垂直走査周波数ともいう）で約１６．７ミリ秒（ｍｓ））において、ＣＲＴディスプレイのピクセル輝度（ブライトネス）の振幅が経時変化するので、ＣＲＴディスプレイは動画フレームを表示するのに適合されている。しかしながら、静止画フレームを表示するときは、そのようなＣＲＴディスプレイはちらつきの問題が生じ易い。そのようなちらつく静止画フレームを長時間視つめていると視聴者の目に不快感が残ることがある。
【０００５】
液晶ディスプレイはほとんどが駆動されると一時待機（ホールド）型の発光をする。換言すれば、各フレーム時間において、バックライト光源は動画フレームを表示するときに人間の目の視覚特性によるフレームぶれの問題が生じる。
【０００６】
ディスプレイ性能を向上するために、いくつかのＬＣＤディスプレイでは、動画フレームを表示するのにインパルス型バックライト光源が使用されている。そのようなＬＣＤディスプレイは、動画フレームを表示するときには、ＣＲＴディスプレイと同等の性能を有するけれども、静止画フレームを表示するときには、残念ながらＣＲＴと同様に性能が低いという難点がある。
【０００７】
発明の要約
一態様に従えば、光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置の駆動方法は、イメージデータの現フレームを受け取り、前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅野少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示することを含む。
【０００８】
別の態様に従えば、フラットパネルディスプレイは、ディスプレイパネルと、前記フラットパネルディスプレイの背後に配置されたバックライト光源と、前記ディスプレイパネルと前記バックライト光源とに電気的に接続されたデータ制御回路とを備え、前記データ制御回路は、イメージデータの現フレームを受領し、これをイメージデータの参照フレームと比較する比較部と、前記比較部に電気的に接続された、前記比較部に格納されたフレームイメージデータ記憶部であって前記フレームイメージデータ格納部内に格納された前記イメージデータの参照フレームを前記比較部に出力するフレームイメージデータ格納部と、前記バックライト光源と前記比較部とに電気的に接続された光源制御部であって、前記バックライト光源の少なくとも駆動パラメータを前記比較部から受領した比較結果に基づいて制御する光源制御部とを備える。
【０００９】
本明細書に開示された実施形態に関連する本発明の目的、特徴および利点はそのような非限定的な実施形態の以下の詳細な説明から明かになるであろう。以下の説明は添付図面を参照してなされている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の開示された実施形態並びにその目的および利点は、添付図面を参照した以下の詳細な説明からよく理解されるであろう。添付図面において、類似の参照符号は類似の部材に対して本明細書において一貫して用いられる。
【００１１】
本発明の開示されている実施形態について添付図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は多数の異なった形態に具現することが可能であり、本明細書に開示されている実施形態に限定されると解してはならない。これらの実施形態はこの開示内容が完全に、本発明の範囲を当業者に良く知らしめるためのものである。
【００１２】
開示された実施形態において、液晶のバックライト光源の駆動が、表示されるべきフレームが静止画であるか、または動画であるかの判断を考慮して行われる。次いで、適切な駆動型が選択され、このようにして液晶ディスプレイの表示品質が改善される。
【００１３】
本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイはＩ×Ｊ個のピクセルを有する表示パネルと、バックライト光源と、イメージデータの少なくとも一つのフレームを有するデータ制御回路とを備える。図１は本発明の第１の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【００１４】
図１を参照すると、まず工程Ｓ１００が処理されてイメージデータのＭ番目のフレームがデータ制御回路に入力される。この制御回路は、その内部にイメージデータの参照フレーム、例えばＭ−１番目のフレームを格納してある。しかしながら、−１番目以外の前のフレームを制御回路内に参照フレームとして格納することも本発明の範囲内である。次いで、工程１０２が処理されてイメージデータのＭ番目のピクセルのグレーレベルと、イメージデータの参照フレーム、例えばＭ−１番目のフレームの対応するピクセルのグレーレベルを比較する。次いで、工程Ｓ１０４で示されるように、イメージデータのＭ番目のフレームが出力されて液晶ディスプレイのディスプレイパネル上に表示される。
【００１５】
その後、工程Ｓ１０６が処理されてイメージデータのＭ番目のフレームとイメージデータのＭ−１番目のフレームにおける異なるグレーレベルを有するピクセルの量Ｎ（Ｍ）をカウントする。工程Ｓ１０２とＳ１０６のいずれかの工程の前、後または同時に工程Ｓ１０４を処理することは本発明の範囲内である。本発明の開示された実施形態において、ノイズにより引き起こされる不正確な計数が行われないようにするために、閾値グレーレベル差が設定される。例示的な一実施形態では、閾値グレーレベル差が処理すべき８−ビット（２５６グレーレベル）イメージデータに対して８に設定される。しかしながら、本発明は閾値グレーレベル差をなんらかの特定の値に限定するものではなく、閾値グレーレベル差をアプリケーションや実際上の要請に従って選択することも本発明の範囲内である。一実施形態に従えば、ピクセル量Ｎ（Ｍ）を計算する式は、例えば、次式（１）の通りである。
【００１６】
【数１】
【００１７】
ここに、イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差に等しいかそれよりも大きいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝１であり；イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差よりも小さいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝０である。
【００１８】
ピクセル量 Ｎ（Ｍ）の計数が終了した後、工程Ｓ１０８が処理されて、バックライト光源の発光負荷時間率（または動作周期）Ｄと発光振幅Ａを制御する信号を計算し出力する。この実施形態に従えば、例えば、発光負荷時間率Ｄはピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ（Ｍ）］であり、例えば、発光振幅Ａも、また、ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ（Ｍ）］である。発光負荷時間率Ｄは次式（２）により定義される。
【００１９】
【数２】
【００２０】
ここに、Ｄlimit はバックライト光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量である。
【００２１】
バックライト光源からの放射光の輝度Ｙは発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］と発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］との積で定義され、ここに輝度Ｙは定数であり、例えばユーザーにより設定される。従って、バックライト光源の発光負荷時間率が小さ過ぎると、輝度Ｙを一定に保つために比較的大きい発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］が必要になる。少なくともＣＲＴディスプレイ並の動画フレームの表示品質を提供するために、バックライト光源の閾値発光負荷時間率を適切に設定して発光負荷時間率が０に近づくこと、および発光振幅Ａが無限大に近づくことを防止する。Ｄlimit はＤ［Ｎ（Ｍ）］とり得る最小値を設定する。この実施形態では、閾値発光負荷時間率Ｄlimit は、例えば２５％の値を持つ。この場合も、本発明は発光負荷時間率Ｄlimit をいかなる特定値にも限定するものではなく、本発明は発光負荷時間率Ｄlimit をアプリケーションまたは実際上の要請に従って選択することは本発明の範囲内である。
【００２２】
ピクセル量Ｎ（Ｍ）はＩ×Ｊに等しくなることはかならずしも必要ではない。すなわちＭ番目のフレームは全体として前の、すなわちＭ−１番目のフレームとグレーレベルが完全に異なっている必要はないが、これはＭ番目のフレームは動画フレームであると考えられるからである。人間の視覚の特質から、フレームのデータの一部だけが前のフレームの対応するデータから異なっている場合でさえも、フレームは動画フレームであるとみなすことができる。従って、適切な最大閾値ピクセル量Ｎmax が設定される。Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax であるならば、Ｍ番目のフレームは「動画」であり、Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax 以外であるならば、「静止画」である。ここに、本実施形態ではＮmax を０．１×Ｉ×Ｊすなわち、液晶ディスプレイの解像度の１０％に設定している。換言すると、Ｎ（Ｍ）＞Ｎmax であるならば、ディスプレイの９０％が「移動した」と考えられ、Ｍ番目のフレームは「動画」と呼ばれる。さらに、この実施形態に従えば、Ｎ（Ｍ）がＮmax よりも大であるならば、式（２）において、Ｎ（Ｍ）はＮmax に等しいとみなされる。
【００２３】
別の実施形態では、Ｎmax はゼロに設定される。式（１）および式（２）から、液晶ディスプレイが静止画フレームを表示するときは、イメージデータのＭ番目のフレームのピクセルとイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセルとの間の生じ得るグレーレベル差はノイズによるもののみである。従って、図２−１に示すように、式（１）により得られる静止画フレームに対するピクセル品質Ｎ（Ｍ）は０であり、一方、式（２）により得られるバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］は１である。換言すると、静止画を表示するときは、本発明の開示された実施形態に従う液晶ディスプレイはホールド型の駆動方法を用いてバックライト光源を駆動するので、フレームのちらつきとそれによる視聴者の不快感とが防止される。
【００２４】
動画フレームの表示に関しては、イメージデータのＭ番目のフレームのピクセルとイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセルとの間でグレーレベルが異なるピクセルの量は式（１）により得ることができる。その後、式（２）を用いてバックライト光源の必要な発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］を得る。図２−２に示すように、動画フレームに対しては１未満である。換言すれば、開示されている実施形態の液晶はインパルス型駆動方法を用いてバックライト光源を駆動して動画フレームをより明瞭に表示している。
【００２５】
注意すべきは、バックライト光源の輝度Ｙは発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］と発光振幅Ａ［Ｎ（Ｍ）］との積として定義され、ここに、バックライト光源の輝度Ｙは定数である。換言すれば、図２−２における発光負荷時間率と発光振幅との積は、図２−１における発光負荷時間率と発光振幅との積に等しい。すなわち、Ｙ＝Ｄ［Ｎ（Ｍ）］×Ａ［Ｎ（Ｍ）］＝Ｄ［Ｎ（Ｋ）］×Ａ［Ｎ（Ｋ）］であり、ここに、ＭおよびＫは正の整数であり、かつＭ≠Ｋである。例えば、図２−１に示すように、発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｍ）］は１であり、発光振幅Ａ［Ｎ（Ｋ）はＡに等しい。従って、発光負荷時間率Ｄ［Ｎ（Ｋ）］が、例えば５０％であるならば、図２−２の発光振幅Ａ［Ｎ（Ｋ）］は２Ａに等しい。従って、バックライト光源により出力される輝度Ｙを本発明に従って決定することが可能である。
【００２６】
前述の実施形態ではステップＳ１００において比較すべきであると図示されているのはイメージデータのＭ番目のフレームとイメージデータのＭ−１番目のフレームだけであるけれども、本発明の範囲はそのような実施形態に限定されない。以下に、もう一つの実施形態を示して、本発明に従うさらなる駆動方法を説明する。
【００２７】
図３は本発明のさらなる実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。この実施形態に従えば、液晶ディスプレイのデータ制御回路は、例えば、１×ＲのアレイＳを内部に備えており、このアレイＳは要素Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］．．．、Ｓ［Ｒ］を含む。ここに、すべての要素の初期値は０である、すなわち、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝Ｓ［３］＝．．．Ｓ［Ｒ］である。換言すれば、液晶ディスプレイが駆動される前は、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝．．．Ｓ［Ｒ］＝０である。
【００２８】
図３に示す駆動方法は、図１に示す駆動方法の工程Ｓ１００〜Ｓ１０６を備えている。図１に示す駆動方法とは異なり、工程Ｓ１０６の後、工程Ｓ３００が処理されて工程Ｓ１０６で得られたピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳに格納する。ここに、アレイＳはＳ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有する。換言すれば、工程Ｓ３００が実行されて、Ｍ番目のフレームと関連するピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳの要素Ｓ［１］として格納し、Ｍ−１番目のフレームと関連するピクセル量Ｎ（Ｍ−１）をアレイＳの要素Ｓ［２］の要素として格納する、等々であり、最後にＭ−（Ｒ−１）番目のフレームに関連するピクセル量Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））をアレイＳの要素Ｓ［Ｒ］として格納する。
【００２９】
次いで、工程Ｓ３０２が実行されて、アレイＳに格納されたピクセル量に従って平均ピクセル量を計算する。重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）が、アレイＳに格納されたピクセル量に重み付け計算を行うことにより得られる。その計算式は次式（３）である。
【００３０】
【数３】
【００３１】
ここに、ａr はアレイＳの要素Ｓ［ｒ］の重み付き指数であり、この重み付き指数ａr は、例えばａr+1 に等しいかそれよりも大きい。換言すれば、時系列において前のフレームがＭ番目のフレームに近いほど前のフレームに関連するピクセル量Ｎに大きい重みが与えられる。しかしながら、重み付け指数ａr の値のこの構成は本発明の範囲を限定するものではなく、他の構成が排除されるものではない。
【００３２】
工程Ｓ３０が実行されてバックライト光源の発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａを計算し、出力する。発光負荷時間率Ｄは、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］であり、例えば次式（４）により定義される。
【００３３】
【数４】
【００３４】
ここに、発光振幅Ａは、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数 Ａ［Ｎ’（Ｍ）］であり、例えば、バックライト光源の輝度Ｙをバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］で除した値に等しい。
【００３５】
この実施形態に従うバックライト光源の発光負荷時間率Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］の計算式は図１を参照して説明した実施形態の式（２）と類似している。もっとも重要な差は、単一のフレーム、すなわちＭ番目のフレームに関連するピクセル量Ｎ（Ｍ）がＭ−（Ｒ−１）番目のフレームからＭ番目のフレームまでの複数のフレームに関連する複数のピクセル量の重み付き平均に置き替えられていることである。
【００３６】
また、式（３）および式（４）から、この実施形態では、静止画フレームまたは動画フレームのいずれかを表示するときはバックライト光源を駆動するのに、適切な異なる駆動型を選択することが可能であることがわかる。
【００３７】
本発明の開示された実施形態に従う駆動型を実行することが可能な液晶ディスプレイを以下に説明するが、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３８】
図４は本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイを示す概略ブロック図である。図４を参照すると、本発明の実施形態に従うフラットパネルディスプレイは、例えば液晶ディスプレイ４００である。液晶ディスプレイ４００はディスプレイパネル４１０、バックライト光源４２０、およびデータ制御回路４３０を備えている。バックライト光源４２０はディスプレイパネル４１０の下方に配置され、バックライトをディスプレイパネル４１０に供給する。データ制御回路４３０はディスプレイパネル４１０とバックライト光源４２０とに電気的に接続されており、一般に比較部４３２と、フレームイメージデータ記憶部４３４と、光源制御部４３８とを備えている。
【００３９】
比較部４３２は、イメージデータのＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）をフレームイメージデータ記憶部４３４から受取り、ピクセルのグレーレベルを、イメージデータの記憶されたＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）とイメージデータの入力されたＭ番目のフレーム（フレームＭ）の間で比較し、次いでイメージデータのＭ番目のフレーム（フレームＭ）をディスプレイパネル４１０に出力するように構成されている。イメージデータのＭ−１番目のフレーム（フレームＭ−１）は、例えば、比較部４３２に電気的に接続されたフレームイメージデータ記憶部４３４に記憶される。イメージデータのＭ番目のフレーム（フレームＭ）が比較部４３２に入力されると（図１の工程１００）、このフレームはフレームイメージデータ記憶部４３４にも入力され、そこに記憶され、次のフレーム、すなわちイメージデータのＭ＋１番目のフレーム（フレーム（Ｍ＋１））と比較される。比較結果Ｎ（Ｍ）は光源制御回路４３８に直接出力され、発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａが計算される。構成要素４３２、４３４および４３８を備えたデータ制御回路４３０のこの構造は、図１を参照して説明した駆動方法を実行するのに十分な構成である。
【００４０】
イメージデータのさらに前のフレームを用いて図３を参照して説明した駆動方法を実行するために、データ制御回路４３０は、さらに、フレームイメージ重み付けフィルター４３６を備えている。フレームイメージ重み付けフィルター４３６は比較部４３２に電気的に接続されており、比較部４３２から出力された複数の比較結果を受け取る。フレームイメージ重み付けフィルターは内部に１×ＲのアレイＳを備えている。アレイＳは要素Ｓ［１］、Ｓ［２］、Ｓ［３］．．．、Ｓ［Ｒ］を含み、上述のように、すべての要素の初期値は０である、すなわち、Ｓ［１］＝Ｓ［２］＝Ｓ［３］＝．．．Ｓ［Ｒ］である。フレームイメージ重み付けフィルターが比較部４３２から受け取ったピクセル量はアレイＳに格納されるが、アレイＳは上述のように、Ｓ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有する。上述の比較結果を用いてイメージ重み付けフィルター４３６は、上述のように、重み付き分布、例えば、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）を計算する。次いで、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）は光源制御回路４３８に出力される。光源制御回路４３７は、例えばバックライト光源負荷時間率制御器４３８ａと、バックライト光源振幅制御器４３８ｂとを備えている。
【００４１】
計算結果、すなわちＮ’（Ｍ）をフレームイメージ重み付けフィルター４３６から受け取り、要求されたバックライト光源負荷時間率Ｄと発光振幅Ａとを決定した後、光源制御回路４３８は適切な駆動電圧または電流を出力して、得られた値ＤおよびＡに従ってバックライト光源４２０を駆動する。従って、液晶ディスプレイ４００はディスプレイパネル４１０に入力されたイメージデータに従ってイメージを表示する。バックライト光源４２０の発光負荷時間率Ｄはバックライト光源負荷率制御器４３８ａにより制御され、発光振幅Ａはバックライト光源振幅制御器４３８ｂにより制御される。バックライト光源負荷率制御器４３８ａとバックライト光源振幅制御器４３８ｂは異なるフレームの発光負荷時間率Ｄと発光振幅Ａの積を一定に維持し、そのようにしてバックライト光源の輝度を、ユーザーが調整しない限り、変化しないように維持する。
【００４２】
本発明の開示された実施形態はフレームの現状に従って適切な駆動型を選択する駆動方法を提供する。本発明の開示された実施形態は、さらに、動画フレームと静止画フレームの両方を表示する際に最適化された表示品質を提供するように構成された液晶ディスプレイを提供する。本発明の開示された実施形態に従えば、イメージデータの一つのフレームがまず液晶ディスプレイに入力され、次いでイメージデータの現フレームのピクセルとイメージデータの少なくとも前のフレームのピクセルとの間でグレーレベルが比較され、ピクセル量Ｎ（Ｍ）がカウントされ、このピクセル量現フレームＮ（Ｍ）に従って現フレームが動画状態であるか静止画状態であるかが判定される。この計算結果を用いてバックライト光源負荷時間率が決定される。
【００４３】
例えば、Ｎmax ＝０のであり、かつ計算結果がゼロでないときは、現フレームは動画であるとみなされ、従って、バックライト光源は（例えば図２−２に示すように）インパルス型で駆動され、現動画フレームが明瞭に表示される。それ以外、すなわち、計算結果が０であるときは、フレームは静止画フレームであるとみなされ、従って、バックライト光源は（例えば、図２−１に示すように）ホールド型で駆動され、ちらつきが防止される。
【００４４】
要約すると、本発明の開示された実施形態は適切な駆動型、例えばインパルス型またはホールド型を用いて、表示すべきフレームが動画であるか静止画であるかの決定に従って液晶ディスプレイを駆動している。換言すれば、本発明の開示された実施形態に従う駆動方法で駆動される液晶ディスプレイは、複数の駆動型、例えばインパルス型とホールド型の両方の利点を採り、駆動型に関連する不利益を被ることがない。従って、液晶ディスプレイは、表示されるフレームが静止画であるか動画であるかにかかわらず、一貫した最適化された表示品質を提供する。
【００４５】
本発明を例示として開示された実施形態に関して説明したが、本発明はそれらに限定されないことが了解されるべきである。逆に、本発明は種々の変更並びに類似の構成および手順を網羅することを意図したものであり、従って添付の特許請求の範囲はそのような全ての変更および類似の構成および手順を包含するようにもっとも広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【図２−１】本発明の一実施形態に従う、静止画フレームを表示するバックライト光源の駆動電圧を表示する図である。
【図２−２】本発明の一実施形態に従う、動画フレームを捧持するバックライト光源の駆動電圧を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に従う駆動方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に従う液晶ディスプレイを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
４００ 液晶ディスプレイ
４１０ ディスプレイパネル
４２０ バックライト光源
４３０ データ制御回路
４３２ 比較部
４３４ フレームイメージデータ記憶部
４３８ 光源制御部
４３６ フレームイメージ重み付けフィルター
４３８ａ 光源負荷時間率制御器
４３８ｂ バックライト光源振幅制御器
Ｎ（Ｍ） ピクセル量
Ａ 発光振幅
Ａ［Ｎ（Ｍ）］ 関数
ａr 、ａr+1 重み付き指数
Ｄ 発光負荷時間率
Ｄ［Ｎ（Ｍ）］、Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］ 関数
Ｄlimit 閾値発光負荷時間率であり、
Ｎmax 閾値ピクセル量
Ｎ’（Ｍ） 重み付き平均ピクセル量
Ｓ アレイ
Ｙ 放射光の輝度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置の駆動方法であって、
イメージデータの現フレームを受け取り、
前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、
前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、
かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅の少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示する
ことを含む、ディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２】
前記イメージデータの現フレームはＩ×Ｊピクセルを有するＭ番目のフレームであり、前記イメージデータの現フレームに関連する前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）は、次式
【数１】
（ここに、イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差に等しいかそれよりも大きいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝１であり；イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差よりも小さいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝０である）により決定されることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
【請求項３】
前記閾値グレーレベル差は２に等しいかそれより大であることを特徴とする請求項２に記載の駆動方法。
【請求項４】
前記発光負荷時間率Ｄは前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ（Ｍ）］であり、前記光源の振幅Ａは前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ（Ｍ）］であることを特徴とする、請求項１に記載の駆動方法。
【請求項５】
前記発光負荷時間率Ｄは次式
【数２】
（ここに、Ｄlimit は前記光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量を表す）により定義されることを特徴とする、請求項４に記載の駆動方法。
【請求項６】
前記ピクセル量［Ｎ（Ｍ）］が前記閾値ピクセル量Ｎmax よりも大きいならば、前記ピクセル量［Ｎ（Ｍ）］は前記閾値ピクセル量Ｎmax に等しいことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項７】
前記バックライト光源の前記閾値発光負荷時間率Ｄlimit は２５％に等しいかまたはそれより大きいことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項８】
前記閾値ピクセル量Ｎmax は前記表示装置のピクセル解像度の１０％に等しいかそれより少ないことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項９】
前記表示装置は、さらに１×ＲのアレイＳを備え、かつ前記方法は、さらに、
前記イメージデータの現フレーム、Ｍ番目のフレームと関連する前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）を決定した後に、前記決定されたピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳに格納する工程を含み、前記アレイＳはＳ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有し、Ｒは前記参照フレームの量を表す
ことを特徴とする、請求項１に記載の駆動方法。
【請求項１０】
前記光源の前記発光負荷時間率Ｄと振幅Ａを制御する信号を計算し、出力する工程の前に、前記方法は、さらに、
前記アレイＳに基づいて平均ピクセル量を計算する工程
を含むことを特徴とする、請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１１】
前記平均ピクセル量は、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）として計算され、Ｎ’（Ｍ）は次式
【数３】
（ここに、Ｓ［ｒ］はアレイＳのｒ番目の要素であり、ｒ＝１、２、．．．、またはＲであり、ａr はアレイＳの要素Ｓ［ｒ］の重み付き指数であり、前記発光負荷時間率Ｄは前記重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］であり、前記振幅Ａは前記重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ’（Ｍ）］である）により計算される
ことを特徴とする、請求項１０に記載の駆動方法。
【請求項１２】
前記アレイＳの前記要素Ｓ［ｒ］の前記重み付き指数ａr は、ａr ≧ａr+1 ≧０を満たすことを特徴とする、請求項１１に記載の駆動方法。
【請求項１３】
前記光源の前記発光負荷時間率Ｄは
【数４】
（ここに、Ｄlimit は前記光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量を表す）として定義されることを特徴とする、請求項１１に記載の駆動方法。
【請求項１４】
前記閾値ピクセル量Ｎmax は前記表示装置のピクセル解像度の１０％に等しいかそれより少ないことを特徴とする、請求項１３に記載の駆動方法。
【請求項１５】
前記光源の前記閾値発光負荷時間率Ｄlimit は２５％に等しいかまたはそれより大きいことを特徴とする、請求項１３に記載の駆動方法。
【請求項１６】
ディスプレイパネルと、
前記フラットパネルディスプレイの背後に配置されたバックライト光源と、
前記ディスプレイパネルと前記バックライト光源とに電気的に接続されたデータ制御回路とを備え、
前記データ制御回路は、
イメージデータの現フレームを受領し、これをイメージデータの参照フレームと比較する比較部と、
前記比較部に電気的に接続された、前記比較部に格納されたフレームイメージデータ記憶部であって前記フレームイメージデータ格納部内に格納された前記イメージデータの参照フレームを前記比較部に出力するフレームイメージデータ格納部と、
前記バックライト光源と前記比較部とに電気的に接続された光源制御部であって、前記バックライト光源の少なくとも駆動パラメータを前記比較部から受領した比較結果に基づいて制御する光源制御部とを備える、
ことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項１７】
前記光源制御部は、さらに、バックライト光源発光負荷時間率制御器とバックライト光源振幅制御器とを備え、前記バックライト光源の発光負荷時間率が前記バックライト光源発光負荷時間率制御器により制御され、かつ前記バックライト光源の発光振幅が前記バックライト光源振幅制御器により制御される
ことを特徴とする請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１８】
前記データ制御回路は、さらに、前記比較部に電気的に接続され、前記比較部から出力された比較結果を受け取り、前記比較結果の重み付き分布を計算する重み付けフィルターを備えることを特徴とする、請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１９】
前記フレームイメージ重み付けフィルターは、さらに、前記フレームイメージ重み付けフィルターが受け取った前の比較結果を格納するアレイ記憶装置を備えることを特徴とする、請求項１８に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項２０】
前記フラットパネルディスプレイは液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１】
光源と、イメージデータの少なくとも１つの参照フレームを記憶する記憶部とを備えるディスプレイ装置の駆動方法であって、
イメージデータの現フレームを受け取り、
前記イメージデータの現フレームのピクセルと前記イメージデータの参照フレームの対応するピクセルの間でグレーレベルを比較し、
前記イメージデータの現フレームと前記イメージデータの参照フレームにおいて異なるグレーレベルを有するピクセルのピクセル量を決定し、
かつ前記決定されたピクセル量に基づいて、前記光源の発光負荷時間率と振幅の少なくとも一方を計算し出力するとともに現フレームを表示する
ことを含む、ディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項２】
前記イメージデータの現フレームはＩ×Ｊピクセルを有するＭ番目のフレームであり、前記イメージデータの現フレームに関連する前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）は、次式
【数１】
（ここに、イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差に等しいかそれよりも大きいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝１であり；イメージデータのＭ番目のピクセル（ｉ，ｊ）とイメージデータのＭ−１番目のフレームの対応するピクセル（ｉ，ｊ）の間のグレースケールレベル差が閾値グレーレベル差よりも小さいならば、Ｚ（Ｍ）（ｉ，ｊ）＝０である）により決定されることを特徴とする請求項１に記載の駆動方法。
【請求項３】
前記閾値グレーレベル差は２に等しいかそれより大であることを特徴とする請求項２に記載の駆動方法。
【請求項４】
前記発光負荷時間率Ｄは前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ（Ｍ）］であり、前記光源の振幅Ａは前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ（Ｍ）］であることを特徴とする、請求項１に記載の駆動方法。
【請求項５】
前記発光負荷時間率Ｄは次式
【数２】
（ここに、Ｄlimit は前記光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量を表す）により定義されることを特徴とする、請求項４に記載の駆動方法。
【請求項６】
前記ピクセル量［Ｎ（Ｍ）］が前記閾値ピクセル量Ｎmax よりも大きいならば、前記ピクセル量［Ｎ（Ｍ）］は前記閾値ピクセル量Ｎmax に等しいことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項７】
前記バックライト光源の前記閾値発光負荷時間率Ｄlimit は２５％に等しいかまたはそれより大きいことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項８】
前記閾値ピクセル量Ｎmax は前記表示装置のピクセル解像度の１０％に等しいかそれより少ないことを特徴とする、請求項５に記載の駆動方法。
【請求項９】
前記表示装置は、さらに１×ＲのアレイＳを備え、かつ前記方法は、さらに、
前記イメージデータの現フレーム、Ｍ番目のフレームと関連する前記ピクセル量Ｎ（Ｍ）を決定した後に、前記決定されたピクセル量Ｎ（Ｍ）をアレイＳに格納する工程を含み、前記アレイＳはＳ＝［Ｎ（Ｍ）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−１）、Ｎ（Ｍ−２）．．．、Ｎ（Ｍ−（Ｒ−１））］のフォーマットを有し、Ｒは前記参照フレームの量を表す
ことを特徴とする、請求項１に記載の駆動方法。
【請求項１０】
前記光源の前記発光負荷時間率Ｄと振幅Ａを制御する信号を計算し、出力する工程の前に、前記方法は、さらに、
前記アレイＳに基づいて平均ピクセル量を計算する工程
を含むことを特徴とする、請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１１】
前記平均ピクセル量は、重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）として計算され、Ｎ’（Ｍ）は次式
【数３】
（ここに、Ｓ［ｒ］はアレイＳのｒ番目の要素であり、ｒ＝１、２、．．．、またはＲであり、ａr はアレイＳの要素Ｓ［ｒ］の重み付き指数であり、前記発光負荷時間率Ｄは前記重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ｄ［Ｎ’（Ｍ）］であり、前記振幅Ａは前記重み付き平均ピクセル量Ｎ’（Ｍ）の関数Ａ［Ｎ’（Ｍ）］である）により計算される
ことを特徴とする、請求項１０に記載の駆動方法。
【請求項１２】
前記アレイＳの前記要素Ｓ［ｒ］の前記重み付き指数ａr は、ａr ≧ａr+1 ≧０を満たすことを特徴とする、請求項１１に記載の駆動方法。
【請求項１３】
前記光源の前記発光負荷時間率Ｄは
【数４】
（ここに、Ｄlimit は前記光源の閾値発光負荷時間率であり、Ｎmax は閾値ピクセル量を表す）として定義されることを特徴とする、請求項１１に記載の駆動方法。
【請求項１４】
前記閾値ピクセル量Ｎmax は前記表示装置のピクセル解像度の１０％に等しいかそれより少ないことを特徴とする、請求項１３に記載の駆動方法。
【請求項１５】
前記光源の前記閾値発光負荷時間率Ｄlimit は２５％に等しいかまたはそれより大きいことを特徴とする、請求項１３に記載の駆動方法。
【請求項１６】
ディスプレイパネルと、
前記フラットパネルディスプレイの背後に配置されたバックライト光源と、
前記ディスプレイパネルと前記バックライト光源とに電気的に接続されたデータ制御回路とを備え、
前記データ制御回路は、
イメージデータの現フレームを受領し、これをイメージデータの参照フレームと比較する比較部と、
前記比較部に電気的に接続された、前記比較部に格納されたフレームイメージデータ記憶部であって前記フレームイメージデータ格納部内に格納された前記イメージデータの参照フレームを前記比較部に出力するフレームイメージデータ格納部と、
前記バックライト光源と前記比較部とに電気的に接続された光源制御部であって、前記バックライト光源の少なくとも駆動パラメータを前記比較部から受領した比較結果に基づいて制御する光源制御部とを備える、
ことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【請求項１７】
前記光源制御部は、さらに、バックライト光源発光負荷時間率制御器とバックライト光源振幅制御器とを備え、前記バックライト光源の発光負荷時間率が前記バックライト光源発光負荷時間率制御器により制御され、かつ前記バックライト光源の発光振幅が前記バックライト光源振幅制御器により制御される
ことを特徴とする請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１８】
前記データ制御回路は、さらに、前記比較部に電気的に接続され、前記比較部から出力された比較結果を受け取り、前記比較結果の重み付き分布を計算する重み付けフィルターを備えることを特徴とする、請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１９】
前記フレームイメージ重み付けフィルターは、さらに、前記フレームイメージ重み付けフィルターが受け取った前の比較結果を格納するアレイ記憶装置を備えることを特徴とする、請求項１８に記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項２０】
前記フラットパネルディスプレイは液晶ディスプレイであることを特徴とする、請求項１６に記載のフラットパネルディスプレイ。
【図１】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１７１７３７（Ｐ２００６−１７１７３７Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００５−３５５９１５（Ｐ２００５−３５５９１５）
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（５９９１４２７２９）奇美電子股▲ふん▼有限公司 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５５９１５（Ｐ２００５−３５５９１５）
【出願日】平成１７年１２月９日（２００５．１２．９）
【出願人】（５９９１４２７２９）奇美電子股▲ふん▼有限公司 (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]