表示駆動装置及び表示装置
【課題】表示する映像の階調に応じてＦＲＣ方式を用いる階調レベルの設定を行うことにより、表示の品質の劣化を低減することが可能な表示駆動装置及び表示装置を提供すること。
【解決手段】信号ドライバ３０に表示データＤａｔａが入力されると、ヒストグラム演算部３０３において表示データＤａｔａが示す階調レベルの出現頻度を示す階調ヒストグラムが作成される。階調電圧設定部３０４は階調ヒストグラムに従って出現頻度の高い階調レベルに対応した階調電圧が極力生成される組み合わせとなるように階調電圧生成部３０５内の階調電圧設定スイッチの設定を行う。この設定と表示データとに従ってＦＲＣ駆動用の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）が生成され、この表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）に従って表示が行われる。
【解決手段】信号ドライバ３０に表示データＤａｔａが入力されると、ヒストグラム演算部３０３において表示データＤａｔａが示す階調レベルの出現頻度を示す階調ヒストグラムが作成される。階調電圧設定部３０４は階調ヒストグラムに従って出現頻度の高い階調レベルに対応した階調電圧が極力生成される組み合わせとなるように階調電圧生成部３０５内の階調電圧設定スイッチの設定を行う。この設定と表示データとに従ってＦＲＣ駆動用の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）が生成され、この表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）に従って表示が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームレート制御（ＦＲＣ）方式を用いて映像表示を行う表示駆動装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置等の表示装置において階調表示を行うための方式の１つとして、フレームレート制御（ＦＲＣ）方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＦＲＣ方式は、表示装置を駆動するための表示駆動装置において生成可能な階調電圧の表示よりも多くの階調レベルに対応した表示を行うための手法である。ＦＲＣ方式においては、１表示周期を複数フレームによって構成しておき、フレーム毎に異なる階調レベルに対応した階調電圧を表示画素に印加して、１表示周期内の平均として所望の階調レベルの表示が見えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、表示駆動装置において生成不能な階調レベルを、ＦＲＣ方式を用いて表示させる際には、ちらつき（フリッカ）が発生して表示の品質が低下することが知られている。ここで、映像の表示においては長時間同じ階調レベルでの表示を行うこともあり、このような場合にまでＦＲＣ方式を用いての表示を行うのは表示の品質の劣化の観点等から見ても余り好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、表示する映像の階調に応じてＦＲＣ方式を用いる階調レベルの設定を行うことにより、表示の品質の劣化を低減することが可能な表示駆動装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の表示駆動装置は、表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の表示装置は、２次元に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて駆動して表示を行う表示装置において、前記表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表示する映像の階調に応じてＦＲＣ方式を用いる階調レベルの設定を行うことにより、表示の品質の劣化を低減することが可能な表示駆動装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を適用した表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示画素の等価回路を示す図である。
【図３】１ビットのＦＲＣ駆動を行う際の表示装置の各ブロックの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】信号ドライバの概要を示す構成図である。
【図５】階調ヒストグラムを示す図である。
【図６】階調電圧生成部の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の一例としての階調電圧の設定について説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例としての階調電圧の設定について説明するための図である。
【図９】階調電圧選択部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を適用した表示装置の構成を示す図である。図１に示す表示装置１は、表示パネル１０と、走査ドライバ２０と、信号ドライバ３０と、共通電極駆動回路４０と、電源調整回路５０と、映像メモリ６０と、制御部７０とを有している。
【００１１】
表示パネル１０は、画素側基板１１と対向側基板１２との間に液晶が狭持されて構成されている。画素側基板１１と対向側基板１２とはシール材１３によって接着され、またこのシール材１３によって画素側基板１１と対向側基板１２との間から液晶が漏れ出さないように封止されている。
【００１２】
画素側基板１１はガラス基板等の透明性を有する基板であり、複数の走査線Ｇ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ）と複数の信号線Ｓ（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｍ）とがそれぞれ交差するように配設されている。さらに、走査線Ｇ（ｊ）と信号線Ｓ（ｉ）との各交点に対応した位置には表示画素１４が設けられている。なお、図１においては、表示画素１４を１つのみ図示している。
【００１３】
対向側基板１２には、共通電極１５が形成され、この共通電極１５の電位はＶｃｏｍとなっている。詳細は後述するが、共通電極１５の電位Ｖｃｏｍは、所定期間毎に、高レベル側電位Ｖｃｈと低レベル側電位Ｖｃｌとの間で切り替えられるものである。
【００１４】
図２は、表示画素１４の等価回路を示す図である。表示画素は、画素側基板１１に形成される画素電極と対向側基板１２に形成される共通電極との間に液晶を挟持してなる容量Ｃｌｃｄとして構成されている。画素電極は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４１を介して信号線Ｓ（ｉ）に接続され、さらにＴＦＴ１４１のゲートは走査線Ｇ（ｊ）に接続されている。また、容量Ｃｌｃｄと並列に補助容量Ｃｃｓが接続されている。このような構成の表示画素において、画素電極と共通電極との間に電圧が印加されると、これら印加された電圧に応じて画素電極と共通電極との間に充填された液晶の配向状態が変化して液晶層中における光の透過率が変化する。これにより、表示画素の背面等に配置された図示しない光源（バックライト）からの光の透過状態が変化して所定の階調レベルでの映像表示が行われる。
【００１５】
走査ドライバ２０には、走査線Ｇ（ｊ）が接続されている。この走査ドライバ２０は、制御部７０からの垂直制御信号Ｖｓを受けてｎ本の走査線Ｇ（ｊ）の駆動を開始する。この際、走査ドライバ２０は、制御部７０からの水平制御信号Ｈｓを受ける毎に、１行分のＴＦＴ１４１をオンするための走査信号をゲートオフレベルＶｇｌからゲートオンレベルＶｇｈに切り替える。
【００１６】
図３に示すように、垂直制御信号Ｖｓは表示パネル１０の１画面分の表示を行うための期間である１フレーム毎に印加される。また、水平制御信号Ｈｓは表示パネル１０の１行分（１本の走査線分）の階調電圧を書き込むための期間である１水平期間毎に印加される。この水平制御信号Ｈｓに同期するように、走査ドライバ２０は、走査線Ｇ（１）から順次、電位をゲートオンレベルＶｇｈとする。走査線Ｇ（ｊ）の電位がゲートオンレベルＶｇｈとなることにより、当該走査線に接続されているＴＦＴ１４１がオン状態となる。このとき、そのオン状態となったＴＦＴ１４１を介して信号線Ｓ（ｉ）に印加されている階調電圧が表示画素１４の画素電極に印加される。
【００１７】
信号ドライバ３０は、表示データｄａｔａが入力され、表示データｄａｔａによって示される階調レベルに応じた階調電圧を選択し、選択した階調電圧を、信号線Ｓ（ｉ）を介して表示画素１４の画素電極に供給する。ここで、本実施形態における信号ドライバ３０は、ＦＲＣ方式を利用して表示パネル１０を駆動可能なドライバを想定している。この信号ドライバ３０の詳細については後述する。
【００１８】
図３は、ＦＲＣ方式を利用した場合のタイミングチャートを示している。図３の例は、液晶表示装置において１ビットのＦＲＣ方式の表示を行う例を示しており、１表示周期を４フレームで構成している。図３に示す４フレームのうち、奇数番目のフレームが表示画素１４に印加される階調電圧が共通電圧よりも高電圧となる期間（以下、正極期間という）であり、偶数番目のフレームが表示画素１４に印加される階調電圧が共通電圧よりも低電圧となる期間（以下、負極期間という）である。一般に、表示画素１４を構成する液晶は、直流電圧を長時間印加すると特性が劣化する性質を有しているため、表示画素１４に印加する階調電圧及び共通電圧の極性（階調電圧と共通電圧の大小関係）を一定期間毎に反転させて長時間の直流電圧が液晶に印加されないようにする必要がある。このための手法としては種々の手法が考えられるが、本実施形態では一例として、正極期間と負極期間とで階調電圧及び共通電圧の極性を反転させるようにしている。
【００１９】
液晶表示装置における１ビットのＦＲＣ方式では、正極期間及び負極期間をそれぞれ２フレームで構成し、各期間でＦＲＣ方式を用いた表示を行う。即ち、正極期間及び負極期間をそれぞれ構成する２フレームの間で表示画素１４に印加する階調電圧のレベルを変化させることにより、人間の眼には各期間を構成する２フレームの平均の階調レベルの表示がなされているように認識させることができる。
【００２０】
共通電極駆動回路４０は、制御部７０から出力される極性反転制御信号Ｐｏｌに基づいて対向側基板１２の共通電極１５に共通電圧Ｖｃｏｍを供給する。図３に示すように、極性反転制御信号Ｐｏｌは例えば１フレーム毎に印加される信号である。なお、共通電極駆動回路４０は、極性反転制御信号Ｐｏｌがローレベルのときに共通電極１５の電位を高レベル側電位Ｖｃｈとし、極性反転制御信号Ｐｏｌがハイレベルのときに共通電極１５の電位を低レベル側電位Ｖｃｌとする。
【００２１】
電源調整回路５０は、電源Ｖｃｃから図１に示す表示装置１の各ブロックが必要とする電源電圧を生成して供給する。映像メモリ６０は、例えば表示装置１の外部から入力されてくる表示データが一時記憶される。制御部７０は、図１に示す表示装置１の各ブロックの制御信号を供給する。
【００２２】
次に、信号ドライバ３０について詳細に説明する。図４は、信号ドライバ３０の概要を示す構成図である。なお、説明を単純化するため、以下の説明においては、信号ドライバ３０が５つの階調レベルに対応した５種類の階調電圧を生成できるドライバであるとする。また、１ビットのＦＲＣ駆動を用いて８つの階調レベル（Ｖ０〜Ｖ７）の表示を行えるものとする。しかしながら、本実施形態の手法は１ビット以外のＦＲＣ方式にも適用でき、また８階調よりも多階調の表示に対しても適用できる。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態における信号ドライバ３０は、メモリ制御部３０１と、表示データメモリ３０２と、ヒストグラム演算部３０３と、階調電圧設定部３０４と、階調電圧生成部３０５と、ＦＲＣ用表示データ生成部３０６と、データレジスタ部３０７と、データラッチ部３０８と、階調電圧選択部３０９とを有している。
【００２４】
メモリ制御部３０１は、表示データメモリ３０２のデータ格納状態を監視しつつ、表示データメモリ３０２への表示データＤａｔａの書き込み及び表示データメモリ３０２からの表示データＤａｔａの読み出しを制御する。
【００２５】
表示データメモリ３０２は、２つのメモリ領域Ａ、Ｂを有して構成されている。ここで、各メモリ領域はそれぞれ１フレーム分の表示データを格納できるだけの容量を有しているものとする。メモリ制御部３０１は、外部から１フレーム分の表示データＤａｔａが入力される毎に、入力された表示データＤａｔａを表示データメモリ３０２の空いている側のメモリ領域に書き込む。そして、１フレーム分の表示データＤａｔａの書き込みが終了すると、メモリ制御部３０１は、書き込みが終了したメモリ領域から表示データＤａｔａを読み出し、読み出した表示データＤａｔａをヒストグラム演算部３０３とＦＲＣ用表示データ生成部３０６とに出力する。
【００２６】
頻度演算手段としての機能を有するヒストグラム演算部３０３は、表示データが示す階調レベルの頻度分布（階調ヒストグラム）を演算する。図５は、階調ヒストグラムを示している。図５に示すように、階調ヒストグラムは、表示データＤａｔａが示す階調レベルＶ０〜Ｖ７の出現頻度を求めたものである。なお、階調ヒストグラムは、表示装置１の電源オン後から現在までのヒストグラムを求めるようにしても良いし、所定の表示周期前までのヒストグラムを求めるようにしても良い。
【００２７】
設定手段としての機能を有する階調電圧設定部３０４は、ヒストグラム演算部３０３で演算された階調ヒストグラムに基づいて階調電圧生成部３０５が生成する階調電圧の設定を行うための階調電圧設定信号Ｓｅｔを階調電圧生成部３０５とＦＲＣ用表示データ生成部３０６とに供給する。
【００２８】
階調電圧生成部３０５は、電源調整回路５０から供給される電圧ＶγＨ、ＶγＬを電源として表示画素１４の画素電極に印加される階調電圧を生成する。
【００２９】
ここで、階調電圧生成部３０５について詳細に説明する。図６は、本実施形態における階調電圧生成部３０５の構成を示す図である。図６に示すように、階調電圧生成部３０５は、極性切替スイッチ部３０５１と、抵抗部３０５２と、階調電圧設定スイッチ部３０５３と、階調アンプ部３０５４とを有している。
【００３０】
極性切替スイッチ部３０５１は、極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂを有して構成されている。極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂは、極性反転制御信号Ｐｏｌのレベルに応じて電源調整回路５０から供給される電源ＶγＨ、ＶγＬの何れかに接続される。なお、電源ＶγＨ、ＶγＬの電位はＶγＨのほうが高く設定されている。本例では、極性反転制御信号Ｐｏｌがハイレベルのときに極性切り替えスイッチＳＷａが高レベル側電源ＶγＨに、極性切替スイッチＳＷｂが低レベル側電源ＶγＬに接続される。一方、極性反転制御信号Ｐｏｌがローレベルのときに極性切り替えスイッチＳＷａが低レベル側電源ＶγＬに、極性切替スイッチＳＷｂが高レベル側電源ＶγＨに接続される。このように極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂを切り替えることにより、階調電圧生成部３０５において生成される階調電圧の極性（レベル）が例えば１フレーム毎に反転される。
【００３１】
抵抗部３０５２は、（表示データが取り得る階調レベル−１）個（本例では７個）の抵抗を有し、各抵抗が直列に接続されて構成されている。このような構成を有する抵抗部３０５２は、電源調整回路５０から供給される電圧ＶγＨと電圧ＶγＬとの間に発生する電圧を分割して階調電圧を生成する。ここで、抵抗Ｒ７とＲ６との間、抵抗Ｒ６とＲ５との間、抵抗Ｒ５とＲ４との間、抵抗Ｒ４とＲ３との間、抵抗Ｒ３とＲ２との間、及び抵抗Ｒ２とＲ１との間には階調電圧設定スイッチ部３０５３を構成する階調電圧設定スイッチと接続される接続端子が設けられている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ７の一端は階調電圧設定スイッチが接続されずに階調アンプ部３０５４を構成する階調アンプに接続されている。
【００３２】
階調電圧設定スイッチ部３０５３は、（階調電圧生成部３０５が生成可能な階調電圧の数−２）個（本例では３個）の階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を有して構成されている。各階調電圧設定スイッチは、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて、奇数番号が付された抵抗と偶数番号が付された抵抗との間に設けられた接続端子と、偶数番号が付された抵抗と奇数番号が付された抵抗との間に設けられた接続端子との何れかに接続される。本例では、階調電圧設定信号Ｓｅｔがハイレベルのときに、各階調電圧設定スイッチが、奇数番号が付された抵抗と偶数番号が付された抵抗との間（図６の例では抵抗Ｒ７とＲ６との間、抵抗Ｒ５とＲ４との間、抵抗Ｒ３とＲ２との間）に設けられた接続端子に接続される。一方、階調電圧設定信号Ｓｅｔがローレベルのときに、各階調電圧設定スイッチが、偶数番号が付された抵抗と奇数番号が付された抵抗との間（図６の例では抵抗Ｒ６とＲ５との間、抵抗Ｒ４とＲ３との間、抵抗Ｒ２とＲ１との間）に設けられた接続端子に接続される。
【００３３】
階調アンプ部３０５４は、階調電圧設定スイッチ部３０５３を介して供給される階調電圧にそれぞれ対応した数（図６の例では５個）の階調アンプを有している。各階調アンプは、バッファ回路として動作し、階調電圧設定スイッチ部３０５３を介して供給される階調電圧をそれぞれ増幅する。
【００３４】
以上のような構成により、階調電圧生成部３０５は、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて、電源電圧ＶγＨ、ＶγＬから階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７とＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７の何れかを生成する。
【００３５】
ここで、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルはヒストグラム演算部３０３で生成される階調ヒストグラムに応じて設定する。図７は、階調ヒストグラムと階調電圧設定スイッチの状態（階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに対応する）との対応関係を示す図である。
【００３６】
本実施形態においては、ヒストグラム演算部３０３で生成される階調ヒストグラムに基づき、出現頻度の高い階調レベルに対応した階調電圧が極力生成されるように階調電圧設定スイッチ部３０５３の設定を行う。ただし、ｋビットのＦＲＣ駆動を行うためには、階調電圧生成部３０５で生成される階調電圧が対応している階調レベルが等間隔で且つ隣り合う階調レベルの差が（２ｋ−１）レベルを超えてはならない。この点も考慮して階調電圧設定スイッチ部３０５３の設定を行う。
【００３７】
例えば、図６に示す構成の階調電圧生成部３０５を用いて１ビットのＦＲＣ駆動を行うためには、階調レベルの差が等しい階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループと階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れかが生成されるようにすれば良い。ここで、最大及び最小の階調レベルに対応した階調電圧Ｖ０、Ｖ７については階調ヒストグラムの状態によらずに生成可能とする。これは、最大及び最小の階調レベルについてはＦＲＣ駆動によって表示することができないためである。
【００３８】
階調レベルＶ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループとＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れを生成可能とするかを階調ヒストグラムによって決定する。この決定手法としては、例えば、以下の２種類の手法が考えられる。
（１）階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルに応じて設定する手法
（２）奇数階調レベルの出現頻度の総和と偶数階調レベルの出現頻度の総和との比較結果に応じて設定する手法
（１）の手法において、階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルがＶ１、Ｖ３、Ｖ５のとき（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）には、図７（ａ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをローレベルとする。一方、階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルがＶ２、Ｖ４、Ｖ６のときには、図７（ｂ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをハイレベルとする。
【００３９】
また、（２）の手法において、階調レベルＶ１、Ｖ３、Ｖ５の出現頻度の総和（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）が階調レベルＶ２、Ｖ４、Ｖ６の出現頻度の総和よりも大きい場合には、図７（ａ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをローレベルとする。一方、階調レベルＶ１、Ｖ３、Ｖ５の出現頻度の総和（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）が階調レベルＶ２、Ｖ４、Ｖ６の出現頻度の総和よりも小さい場合には、図７（ｂ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをハイレベルとする。
【００４０】
以上のようにして階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルを決定することにより、正しくＦＲＣ駆動を行うことができ、且つ長期間に渡って映像表示を行っている階調レベルについては、実際に生成される階調電圧に基づいて表示しているのでＦＲＣ方式を用いた場合に発生するちらつき等の表示品位の劣化が生じない。さらに、（２）の手法は、複数の階調レベルの出現頻度を考慮しているため、（１）の手法に比べてより表示品位の劣化が生じにくい。
【００４１】
ここで、図６の構成例においては、１種の階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を一括して切り替えるようにしているため、階調電圧生成部３０５が階調レベルＶ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループとＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れかしか生成することができない。これに対し、３種の階調電圧設定信号Ｓｅｔ１、Ｓｅｔ２、Ｓｅｔ３によって階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を独立して切り替え可能とすることにより、上述の考え方とは異なる考え方に従って階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧の設定を行うことも可能である。
【００４２】
例えば、奇数階調レベルの出現頻度と当該階調レベルよりも１レベルだけ高レベルの偶数階調レベルの出現頻度とを比較して何れか大きいほうに対応した階調電圧が生成されるように設定を行う手法が考えられる。この手法において、例えば、図８（ａ）のような階調ヒストグラムが得られた場合には、階調レベルＶ１とＶ２の出現頻度、階調レベルＶ３とＶ４の出現頻度、階調レベルＶ５とＶ６の出現頻度をそれぞれ比較する（Ｖ０、Ｖ７については無視）。図８（ａ）の例では、階調レベルＶ１とＶ２では階調レベルＶ２の出現頻度が高く、階調レベルＶ３とＶ４では階調レベルＶ４の出現頻度が高く、階調レベルＶ５とＶ６では階調レベルＶ５の出現頻度が高い。したがって、図８（ｂ）に示すように、階調電圧Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５が生成されるように階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３の設定を行う。
【００４３】
ここで、階調レベルＶ１とＶ２の出現頻度、階調レベルＶ３とＶ４の出現頻度、階調レベルＶ５とＶ６の出現頻度をそれぞれ比較する手法では、階調レベルＶ１、Ｖ４、Ｖ５の組み合わせ等のように、隣り合う階調レベルの差が３レベルとなってしまう可能性がある。これではＦＲＣ駆動を行うことができないので、階調レベルＶ１ではなくＶ２を生成するようにするか、階調レベルＶ４ではなくＶ３を生成するようにするかの何れかとする必要がある。
【００４４】
以下、図４に戻って説明を続ける。図４のＦＲＣ用表示データ生成部３０６は、階調電圧設定部３０４からの階調電圧設定信号Ｓｅｔの入力に同期して表示データＤａｔａからＦＲＣ駆動用の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。本実施形態では、例として表示データＤａｔａが１フレーム分のみ入力され、この１フレーム分の表示データＤａｔａから、１表示期間の表示を行うための４フレーム分の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成するものとする。
【００４５】
図７、図８で説明したように、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルから階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧を判定可能である。階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧に対応した階調レベルの表示を行う表示画素１４についてはＦＲＣ駆動を用いる必要がない。したがってこの場合には、表示データＤａｔａ＝表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）とする。例えば、本実施形態では、階調レベルＶ７に対応した階調電圧は階調ヒストグラムの状態によらずに生成可能としている。このため、表示データＤａｔａが示す階調レベルが階調レベルＶ７であった場合には、図３に示すように、１表示期間を構成する４フレームの全てで階調電圧Ｖ７が階調電圧選択部３０９において選択されるように表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。
【００４６】
一方、階調電圧生成部３０５で生成不能な階調電圧に対応した階調レベルの表示を行う表示画素１４についてはＦＲＣ駆動を用いる必要がある。したがってこの場合には、表示データＤａｔａとは別の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。例えば、階調電圧Ｖ３が生成不能であったとすると、この階調電圧Ｖ３に対応した階調レベルの表示は、階調レベルＶ２の表示と階調レベルＶ４の表示の時間平均として実現できる。このため、表示データＤａｔａが示す階調レベルが階調レベルＶ３であった場合には、図３に示すように、１表示期間を構成する最初の２フレームで階調電圧Ｖ２が、後の２フレームで階調電圧Ｖ４が階調電圧選択部３０９において選択されるように表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。
【００４７】
データレジスタ部３０７は、制御部７０からの水平同期信号Ｈｓに同期したタイミング信号に応じてＦＲＣ用表示データ生成部３０６からの表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を順次取り込む。
【００４８】
データラッチ部３０８は、制御部７０からの水平同期信号Ｈｓに同期したタイミング信号に応じてデータレジスタ部３０７に保持された表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を一斉に取り込み、取り込んだ表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を階調電圧選択部３０９に出力する。
【００４９】
階調電圧選択部３０９は、図９に示すように、信号線Ｓ（ｉ）の数に対応したｍ個のＤＡＣ部３０９１とｍ個の出力アンプ３０９２とを有している。各ＤＡＣ部３０９１はデコーダ３０９１ａと階調電圧生成部３０５の出力数と同数のスイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７を有している。
【００５０】
デコーダ３０９１ａは、データラッチ部３０８から入力される表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）に対応したスイッチをオンするための切り替え信号を出力する。スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７は階調電圧生成部３０５の出力に接続され、デコーダ３０９１ａからの切り替え信号に応じて開閉する。スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７が閉じることにより、そのスイッチ対応した階調電圧が信号線Ｓ（ｉ）を介して表示画素１４の画素電極に供給される。表示画素１４に階調電圧が供給されることにより、表示画素１４における表示が行われる。
【００５１】
出力アンプ３０９２は、バッファ回路として動作し、スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７を介して供給される階調電圧をそれぞれ増幅する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、階調電圧生成部３０５で生成不能な階調電圧については出現頻度が低い階調電圧に対応しているので、単純にＦＲＣ駆動を行うよりも表示品位の劣化が生じにくい。
【００５３】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、上述の例では、信号ドライバ３０に入力される現在の表示期間用の表示データＤａｔａも考慮して階調ヒストグラムを作成している。しかしながら、過去に信号ドライバ３０に入力された表示データＤａｔａのみから階調ヒストグラムを作成するようにしても良い。
【００５４】
また、上述の例は、表示装置として液晶表示装置を示しているが、必ずしも液晶表示装置を用いる必要はない。例えば有機ＥＬ表示装置において上述した本実施形態の手法を適用しても良い。なお、有機ＥＬ表示装置では液晶表示装置のような交流駆動が不要であるので１ビットのＦＲＣ駆動を行うためには１表示周期を２フレームで構成すれば良い。
【００５５】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００５６】
１０…表示パネル、１１…画素側基板、１２…対向側基板、２０…走査ドライバ、３０…信号ドライバ、４０…共通電極駆動回路、５０…電源調整回路、６０…映像メモリ、７０…制御部、３０１…メモリ制御部、３０２…表示データメモリ、３０３…ヒストグラム演算部、３０４…階調電圧設定部、３０５…階調電圧生成部、３０６…ＦＲＣ用表示データ生成部、３０７…データレジスタ部、３０８…データラッチ部、３０９…階調電圧選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームレート制御（ＦＲＣ）方式を用いて映像表示を行う表示駆動装置及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置等の表示装置において階調表示を行うための方式の１つとして、フレームレート制御（ＦＲＣ）方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＦＲＣ方式は、表示装置を駆動するための表示駆動装置において生成可能な階調電圧の表示よりも多くの階調レベルに対応した表示を行うための手法である。ＦＲＣ方式においては、１表示周期を複数フレームによって構成しておき、フレーム毎に異なる階調レベルに対応した階調電圧を表示画素に印加して、１表示周期内の平均として所望の階調レベルの表示が見えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、表示駆動装置において生成不能な階調レベルを、ＦＲＣ方式を用いて表示させる際には、ちらつき（フリッカ）が発生して表示の品質が低下することが知られている。ここで、映像の表示においては長時間同じ階調レベルでの表示を行うこともあり、このような場合にまでＦＲＣ方式を用いての表示を行うのは表示の品質の劣化の観点等から見ても余り好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、表示する映像の階調に応じてＦＲＣ方式を用いる階調レベルの設定を行うことにより、表示の品質の劣化を低減することが可能な表示駆動装置及び表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の表示駆動装置は、表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様の表示装置は、２次元に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて駆動して表示を行う表示装置において、前記表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、表示する映像の階調に応じてＦＲＣ方式を用いる階調レベルの設定を行うことにより、表示の品質の劣化を低減することが可能な表示駆動装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を適用した表示装置の構成を示す図である。
【図２】表示画素の等価回路を示す図である。
【図３】１ビットのＦＲＣ駆動を行う際の表示装置の各ブロックの動作を示すタイミングチャートである。
【図４】信号ドライバの概要を示す構成図である。
【図５】階調ヒストグラムを示す図である。
【図６】階調電圧生成部の構成を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の一例としての階調電圧の設定について説明するための図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例としての階調電圧の設定について説明するための図である。
【図９】階調電圧選択部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る表示駆動装置を適用した表示装置の構成を示す図である。図１に示す表示装置１は、表示パネル１０と、走査ドライバ２０と、信号ドライバ３０と、共通電極駆動回路４０と、電源調整回路５０と、映像メモリ６０と、制御部７０とを有している。
【００１１】
表示パネル１０は、画素側基板１１と対向側基板１２との間に液晶が狭持されて構成されている。画素側基板１１と対向側基板１２とはシール材１３によって接着され、またこのシール材１３によって画素側基板１１と対向側基板１２との間から液晶が漏れ出さないように封止されている。
【００１２】
画素側基板１１はガラス基板等の透明性を有する基板であり、複数の走査線Ｇ（ｊ）（ｊ＝１、２、…、ｎ）と複数の信号線Ｓ（ｉ）（ｉ＝１、２、…、ｍ）とがそれぞれ交差するように配設されている。さらに、走査線Ｇ（ｊ）と信号線Ｓ（ｉ）との各交点に対応した位置には表示画素１４が設けられている。なお、図１においては、表示画素１４を１つのみ図示している。
【００１３】
対向側基板１２には、共通電極１５が形成され、この共通電極１５の電位はＶｃｏｍとなっている。詳細は後述するが、共通電極１５の電位Ｖｃｏｍは、所定期間毎に、高レベル側電位Ｖｃｈと低レベル側電位Ｖｃｌとの間で切り替えられるものである。
【００１４】
図２は、表示画素１４の等価回路を示す図である。表示画素は、画素側基板１１に形成される画素電極と対向側基板１２に形成される共通電極との間に液晶を挟持してなる容量Ｃｌｃｄとして構成されている。画素電極は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１４１を介して信号線Ｓ（ｉ）に接続され、さらにＴＦＴ１４１のゲートは走査線Ｇ（ｊ）に接続されている。また、容量Ｃｌｃｄと並列に補助容量Ｃｃｓが接続されている。このような構成の表示画素において、画素電極と共通電極との間に電圧が印加されると、これら印加された電圧に応じて画素電極と共通電極との間に充填された液晶の配向状態が変化して液晶層中における光の透過率が変化する。これにより、表示画素の背面等に配置された図示しない光源（バックライト）からの光の透過状態が変化して所定の階調レベルでの映像表示が行われる。
【００１５】
走査ドライバ２０には、走査線Ｇ（ｊ）が接続されている。この走査ドライバ２０は、制御部７０からの垂直制御信号Ｖｓを受けてｎ本の走査線Ｇ（ｊ）の駆動を開始する。この際、走査ドライバ２０は、制御部７０からの水平制御信号Ｈｓを受ける毎に、１行分のＴＦＴ１４１をオンするための走査信号をゲートオフレベルＶｇｌからゲートオンレベルＶｇｈに切り替える。
【００１６】
図３に示すように、垂直制御信号Ｖｓは表示パネル１０の１画面分の表示を行うための期間である１フレーム毎に印加される。また、水平制御信号Ｈｓは表示パネル１０の１行分（１本の走査線分）の階調電圧を書き込むための期間である１水平期間毎に印加される。この水平制御信号Ｈｓに同期するように、走査ドライバ２０は、走査線Ｇ（１）から順次、電位をゲートオンレベルＶｇｈとする。走査線Ｇ（ｊ）の電位がゲートオンレベルＶｇｈとなることにより、当該走査線に接続されているＴＦＴ１４１がオン状態となる。このとき、そのオン状態となったＴＦＴ１４１を介して信号線Ｓ（ｉ）に印加されている階調電圧が表示画素１４の画素電極に印加される。
【００１７】
信号ドライバ３０は、表示データｄａｔａが入力され、表示データｄａｔａによって示される階調レベルに応じた階調電圧を選択し、選択した階調電圧を、信号線Ｓ（ｉ）を介して表示画素１４の画素電極に供給する。ここで、本実施形態における信号ドライバ３０は、ＦＲＣ方式を利用して表示パネル１０を駆動可能なドライバを想定している。この信号ドライバ３０の詳細については後述する。
【００１８】
図３は、ＦＲＣ方式を利用した場合のタイミングチャートを示している。図３の例は、液晶表示装置において１ビットのＦＲＣ方式の表示を行う例を示しており、１表示周期を４フレームで構成している。図３に示す４フレームのうち、奇数番目のフレームが表示画素１４に印加される階調電圧が共通電圧よりも高電圧となる期間（以下、正極期間という）であり、偶数番目のフレームが表示画素１４に印加される階調電圧が共通電圧よりも低電圧となる期間（以下、負極期間という）である。一般に、表示画素１４を構成する液晶は、直流電圧を長時間印加すると特性が劣化する性質を有しているため、表示画素１４に印加する階調電圧及び共通電圧の極性（階調電圧と共通電圧の大小関係）を一定期間毎に反転させて長時間の直流電圧が液晶に印加されないようにする必要がある。このための手法としては種々の手法が考えられるが、本実施形態では一例として、正極期間と負極期間とで階調電圧及び共通電圧の極性を反転させるようにしている。
【００１９】
液晶表示装置における１ビットのＦＲＣ方式では、正極期間及び負極期間をそれぞれ２フレームで構成し、各期間でＦＲＣ方式を用いた表示を行う。即ち、正極期間及び負極期間をそれぞれ構成する２フレームの間で表示画素１４に印加する階調電圧のレベルを変化させることにより、人間の眼には各期間を構成する２フレームの平均の階調レベルの表示がなされているように認識させることができる。
【００２０】
共通電極駆動回路４０は、制御部７０から出力される極性反転制御信号Ｐｏｌに基づいて対向側基板１２の共通電極１５に共通電圧Ｖｃｏｍを供給する。図３に示すように、極性反転制御信号Ｐｏｌは例えば１フレーム毎に印加される信号である。なお、共通電極駆動回路４０は、極性反転制御信号Ｐｏｌがローレベルのときに共通電極１５の電位を高レベル側電位Ｖｃｈとし、極性反転制御信号Ｐｏｌがハイレベルのときに共通電極１５の電位を低レベル側電位Ｖｃｌとする。
【００２１】
電源調整回路５０は、電源Ｖｃｃから図１に示す表示装置１の各ブロックが必要とする電源電圧を生成して供給する。映像メモリ６０は、例えば表示装置１の外部から入力されてくる表示データが一時記憶される。制御部７０は、図１に示す表示装置１の各ブロックの制御信号を供給する。
【００２２】
次に、信号ドライバ３０について詳細に説明する。図４は、信号ドライバ３０の概要を示す構成図である。なお、説明を単純化するため、以下の説明においては、信号ドライバ３０が５つの階調レベルに対応した５種類の階調電圧を生成できるドライバであるとする。また、１ビットのＦＲＣ駆動を用いて８つの階調レベル（Ｖ０〜Ｖ７）の表示を行えるものとする。しかしながら、本実施形態の手法は１ビット以外のＦＲＣ方式にも適用でき、また８階調よりも多階調の表示に対しても適用できる。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態における信号ドライバ３０は、メモリ制御部３０１と、表示データメモリ３０２と、ヒストグラム演算部３０３と、階調電圧設定部３０４と、階調電圧生成部３０５と、ＦＲＣ用表示データ生成部３０６と、データレジスタ部３０７と、データラッチ部３０８と、階調電圧選択部３０９とを有している。
【００２４】
メモリ制御部３０１は、表示データメモリ３０２のデータ格納状態を監視しつつ、表示データメモリ３０２への表示データＤａｔａの書き込み及び表示データメモリ３０２からの表示データＤａｔａの読み出しを制御する。
【００２５】
表示データメモリ３０２は、２つのメモリ領域Ａ、Ｂを有して構成されている。ここで、各メモリ領域はそれぞれ１フレーム分の表示データを格納できるだけの容量を有しているものとする。メモリ制御部３０１は、外部から１フレーム分の表示データＤａｔａが入力される毎に、入力された表示データＤａｔａを表示データメモリ３０２の空いている側のメモリ領域に書き込む。そして、１フレーム分の表示データＤａｔａの書き込みが終了すると、メモリ制御部３０１は、書き込みが終了したメモリ領域から表示データＤａｔａを読み出し、読み出した表示データＤａｔａをヒストグラム演算部３０３とＦＲＣ用表示データ生成部３０６とに出力する。
【００２６】
頻度演算手段としての機能を有するヒストグラム演算部３０３は、表示データが示す階調レベルの頻度分布（階調ヒストグラム）を演算する。図５は、階調ヒストグラムを示している。図５に示すように、階調ヒストグラムは、表示データＤａｔａが示す階調レベルＶ０〜Ｖ７の出現頻度を求めたものである。なお、階調ヒストグラムは、表示装置１の電源オン後から現在までのヒストグラムを求めるようにしても良いし、所定の表示周期前までのヒストグラムを求めるようにしても良い。
【００２７】
設定手段としての機能を有する階調電圧設定部３０４は、ヒストグラム演算部３０３で演算された階調ヒストグラムに基づいて階調電圧生成部３０５が生成する階調電圧の設定を行うための階調電圧設定信号Ｓｅｔを階調電圧生成部３０５とＦＲＣ用表示データ生成部３０６とに供給する。
【００２８】
階調電圧生成部３０５は、電源調整回路５０から供給される電圧ＶγＨ、ＶγＬを電源として表示画素１４の画素電極に印加される階調電圧を生成する。
【００２９】
ここで、階調電圧生成部３０５について詳細に説明する。図６は、本実施形態における階調電圧生成部３０５の構成を示す図である。図６に示すように、階調電圧生成部３０５は、極性切替スイッチ部３０５１と、抵抗部３０５２と、階調電圧設定スイッチ部３０５３と、階調アンプ部３０５４とを有している。
【００３０】
極性切替スイッチ部３０５１は、極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂを有して構成されている。極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂは、極性反転制御信号Ｐｏｌのレベルに応じて電源調整回路５０から供給される電源ＶγＨ、ＶγＬの何れかに接続される。なお、電源ＶγＨ、ＶγＬの電位はＶγＨのほうが高く設定されている。本例では、極性反転制御信号Ｐｏｌがハイレベルのときに極性切り替えスイッチＳＷａが高レベル側電源ＶγＨに、極性切替スイッチＳＷｂが低レベル側電源ＶγＬに接続される。一方、極性反転制御信号Ｐｏｌがローレベルのときに極性切り替えスイッチＳＷａが低レベル側電源ＶγＬに、極性切替スイッチＳＷｂが高レベル側電源ＶγＨに接続される。このように極性切替スイッチＳＷａ、ＳＷｂを切り替えることにより、階調電圧生成部３０５において生成される階調電圧の極性（レベル）が例えば１フレーム毎に反転される。
【００３１】
抵抗部３０５２は、（表示データが取り得る階調レベル−１）個（本例では７個）の抵抗を有し、各抵抗が直列に接続されて構成されている。このような構成を有する抵抗部３０５２は、電源調整回路５０から供給される電圧ＶγＨと電圧ＶγＬとの間に発生する電圧を分割して階調電圧を生成する。ここで、抵抗Ｒ７とＲ６との間、抵抗Ｒ６とＲ５との間、抵抗Ｒ５とＲ４との間、抵抗Ｒ４とＲ３との間、抵抗Ｒ３とＲ２との間、及び抵抗Ｒ２とＲ１との間には階調電圧設定スイッチ部３０５３を構成する階調電圧設定スイッチと接続される接続端子が設けられている。また、抵抗Ｒ１、Ｒ７の一端は階調電圧設定スイッチが接続されずに階調アンプ部３０５４を構成する階調アンプに接続されている。
【００３２】
階調電圧設定スイッチ部３０５３は、（階調電圧生成部３０５が生成可能な階調電圧の数−２）個（本例では３個）の階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を有して構成されている。各階調電圧設定スイッチは、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて、奇数番号が付された抵抗と偶数番号が付された抵抗との間に設けられた接続端子と、偶数番号が付された抵抗と奇数番号が付された抵抗との間に設けられた接続端子との何れかに接続される。本例では、階調電圧設定信号Ｓｅｔがハイレベルのときに、各階調電圧設定スイッチが、奇数番号が付された抵抗と偶数番号が付された抵抗との間（図６の例では抵抗Ｒ７とＲ６との間、抵抗Ｒ５とＲ４との間、抵抗Ｒ３とＲ２との間）に設けられた接続端子に接続される。一方、階調電圧設定信号Ｓｅｔがローレベルのときに、各階調電圧設定スイッチが、偶数番号が付された抵抗と奇数番号が付された抵抗との間（図６の例では抵抗Ｒ６とＲ５との間、抵抗Ｒ４とＲ３との間、抵抗Ｒ２とＲ１との間）に設けられた接続端子に接続される。
【００３３】
階調アンプ部３０５４は、階調電圧設定スイッチ部３０５３を介して供給される階調電圧にそれぞれ対応した数（図６の例では５個）の階調アンプを有している。各階調アンプは、バッファ回路として動作し、階調電圧設定スイッチ部３０５３を介して供給される階調電圧をそれぞれ増幅する。
【００３４】
以上のような構成により、階調電圧生成部３０５は、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて、電源電圧ＶγＨ、ＶγＬから階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７とＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７の何れかを生成する。
【００３５】
ここで、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルはヒストグラム演算部３０３で生成される階調ヒストグラムに応じて設定する。図７は、階調ヒストグラムと階調電圧設定スイッチの状態（階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに対応する）との対応関係を示す図である。
【００３６】
本実施形態においては、ヒストグラム演算部３０３で生成される階調ヒストグラムに基づき、出現頻度の高い階調レベルに対応した階調電圧が極力生成されるように階調電圧設定スイッチ部３０５３の設定を行う。ただし、ｋビットのＦＲＣ駆動を行うためには、階調電圧生成部３０５で生成される階調電圧が対応している階調レベルが等間隔で且つ隣り合う階調レベルの差が（２ｋ−１）レベルを超えてはならない。この点も考慮して階調電圧設定スイッチ部３０５３の設定を行う。
【００３７】
例えば、図６に示す構成の階調電圧生成部３０５を用いて１ビットのＦＲＣ駆動を行うためには、階調レベルの差が等しい階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループと階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れかが生成されるようにすれば良い。ここで、最大及び最小の階調レベルに対応した階調電圧Ｖ０、Ｖ７については階調ヒストグラムの状態によらずに生成可能とする。これは、最大及び最小の階調レベルについてはＦＲＣ駆動によって表示することができないためである。
【００３８】
階調レベルＶ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループとＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れを生成可能とするかを階調ヒストグラムによって決定する。この決定手法としては、例えば、以下の２種類の手法が考えられる。
（１）階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルに応じて設定する手法
（２）奇数階調レベルの出現頻度の総和と偶数階調レベルの出現頻度の総和との比較結果に応じて設定する手法
（１）の手法において、階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルがＶ１、Ｖ３、Ｖ５のとき（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）には、図７（ａ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをローレベルとする。一方、階調ヒストグラムの最大頻度の階調レベルがＶ２、Ｖ４、Ｖ６のときには、図７（ｂ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをハイレベルとする。
【００３９】
また、（２）の手法において、階調レベルＶ１、Ｖ３、Ｖ５の出現頻度の総和（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）が階調レベルＶ２、Ｖ４、Ｖ６の出現頻度の総和よりも大きい場合には、図７（ａ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをローレベルとする。一方、階調レベルＶ１、Ｖ３、Ｖ５の出現頻度の総和（Ｖ０、Ｖ７については出現頻度によらずに生成可能とするため無視する）が階調レベルＶ２、Ｖ４、Ｖ６の出現頻度の総和よりも小さい場合には、図７（ｂ）に示すように階調電圧Ｖ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７が生成されるように、階調電圧設定信号Ｓｅｔをハイレベルとする。
【００４０】
以上のようにして階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルを決定することにより、正しくＦＲＣ駆動を行うことができ、且つ長期間に渡って映像表示を行っている階調レベルについては、実際に生成される階調電圧に基づいて表示しているのでＦＲＣ方式を用いた場合に発生するちらつき等の表示品位の劣化が生じない。さらに、（２）の手法は、複数の階調レベルの出現頻度を考慮しているため、（１）の手法に比べてより表示品位の劣化が生じにくい。
【００４１】
ここで、図６の構成例においては、１種の階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルに応じて階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を一括して切り替えるようにしているため、階調電圧生成部３０５が階調レベルＶ０、Ｖ１、Ｖ３、Ｖ５、Ｖ７のグループとＶ０、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６、Ｖ７のグループの何れかしか生成することができない。これに対し、３種の階調電圧設定信号Ｓｅｔ１、Ｓｅｔ２、Ｓｅｔ３によって階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３を独立して切り替え可能とすることにより、上述の考え方とは異なる考え方に従って階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧の設定を行うことも可能である。
【００４２】
例えば、奇数階調レベルの出現頻度と当該階調レベルよりも１レベルだけ高レベルの偶数階調レベルの出現頻度とを比較して何れか大きいほうに対応した階調電圧が生成されるように設定を行う手法が考えられる。この手法において、例えば、図８（ａ）のような階調ヒストグラムが得られた場合には、階調レベルＶ１とＶ２の出現頻度、階調レベルＶ３とＶ４の出現頻度、階調レベルＶ５とＶ６の出現頻度をそれぞれ比較する（Ｖ０、Ｖ７については無視）。図８（ａ）の例では、階調レベルＶ１とＶ２では階調レベルＶ２の出現頻度が高く、階調レベルＶ３とＶ４では階調レベルＶ４の出現頻度が高く、階調レベルＶ５とＶ６では階調レベルＶ５の出現頻度が高い。したがって、図８（ｂ）に示すように、階調電圧Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５が生成されるように階調電圧設定スイッチＳＷｃ１〜ＳＷｃ３の設定を行う。
【００４３】
ここで、階調レベルＶ１とＶ２の出現頻度、階調レベルＶ３とＶ４の出現頻度、階調レベルＶ５とＶ６の出現頻度をそれぞれ比較する手法では、階調レベルＶ１、Ｖ４、Ｖ５の組み合わせ等のように、隣り合う階調レベルの差が３レベルとなってしまう可能性がある。これではＦＲＣ駆動を行うことができないので、階調レベルＶ１ではなくＶ２を生成するようにするか、階調レベルＶ４ではなくＶ３を生成するようにするかの何れかとする必要がある。
【００４４】
以下、図４に戻って説明を続ける。図４のＦＲＣ用表示データ生成部３０６は、階調電圧設定部３０４からの階調電圧設定信号Ｓｅｔの入力に同期して表示データＤａｔａからＦＲＣ駆動用の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。本実施形態では、例として表示データＤａｔａが１フレーム分のみ入力され、この１フレーム分の表示データＤａｔａから、１表示期間の表示を行うための４フレーム分の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成するものとする。
【００４５】
図７、図８で説明したように、階調電圧設定信号Ｓｅｔのレベルから階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧を判定可能である。階調電圧生成部３０５で生成可能な階調電圧に対応した階調レベルの表示を行う表示画素１４についてはＦＲＣ駆動を用いる必要がない。したがってこの場合には、表示データＤａｔａ＝表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）とする。例えば、本実施形態では、階調レベルＶ７に対応した階調電圧は階調ヒストグラムの状態によらずに生成可能としている。このため、表示データＤａｔａが示す階調レベルが階調レベルＶ７であった場合には、図３に示すように、１表示期間を構成する４フレームの全てで階調電圧Ｖ７が階調電圧選択部３０９において選択されるように表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。
【００４６】
一方、階調電圧生成部３０５で生成不能な階調電圧に対応した階調レベルの表示を行う表示画素１４についてはＦＲＣ駆動を用いる必要がある。したがってこの場合には、表示データＤａｔａとは別の表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。例えば、階調電圧Ｖ３が生成不能であったとすると、この階調電圧Ｖ３に対応した階調レベルの表示は、階調レベルＶ２の表示と階調レベルＶ４の表示の時間平均として実現できる。このため、表示データＤａｔａが示す階調レベルが階調レベルＶ３であった場合には、図３に示すように、１表示期間を構成する最初の２フレームで階調電圧Ｖ２が、後の２フレームで階調電圧Ｖ４が階調電圧選択部３０９において選択されるように表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を生成する。
【００４７】
データレジスタ部３０７は、制御部７０からの水平同期信号Ｈｓに同期したタイミング信号に応じてＦＲＣ用表示データ生成部３０６からの表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を順次取り込む。
【００４８】
データラッチ部３０８は、制御部７０からの水平同期信号Ｈｓに同期したタイミング信号に応じてデータレジスタ部３０７に保持された表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を一斉に取り込み、取り込んだ表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）を階調電圧選択部３０９に出力する。
【００４９】
階調電圧選択部３０９は、図９に示すように、信号線Ｓ（ｉ）の数に対応したｍ個のＤＡＣ部３０９１とｍ個の出力アンプ３０９２とを有している。各ＤＡＣ部３０９１はデコーダ３０９１ａと階調電圧生成部３０５の出力数と同数のスイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７を有している。
【００５０】
デコーダ３０９１ａは、データラッチ部３０８から入力される表示データＤａｔａ（ＦＲＣ）に対応したスイッチをオンするための切り替え信号を出力する。スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７は階調電圧生成部３０５の出力に接続され、デコーダ３０９１ａからの切り替え信号に応じて開閉する。スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７が閉じることにより、そのスイッチ対応した階調電圧が信号線Ｓ（ｉ）を介して表示画素１４の画素電極に供給される。表示画素１４に階調電圧が供給されることにより、表示画素１４における表示が行われる。
【００５１】
出力アンプ３０９２は、バッファ回路として動作し、スイッチＳＷｄ０〜ＳＷｄ７を介して供給される階調電圧をそれぞれ増幅する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態によれば、階調電圧生成部３０５で生成不能な階調電圧については出現頻度が低い階調電圧に対応しているので、単純にＦＲＣ駆動を行うよりも表示品位の劣化が生じにくい。
【００５３】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。例えば、上述の例では、信号ドライバ３０に入力される現在の表示期間用の表示データＤａｔａも考慮して階調ヒストグラムを作成している。しかしながら、過去に信号ドライバ３０に入力された表示データＤａｔａのみから階調ヒストグラムを作成するようにしても良い。
【００５４】
また、上述の例は、表示装置として液晶表示装置を示しているが、必ずしも液晶表示装置を用いる必要はない。例えば有機ＥＬ表示装置において上述した本実施形態の手法を適用しても良い。なお、有機ＥＬ表示装置では液晶表示装置のような交流駆動が不要であるので１ビットのＦＲＣ駆動を行うためには１表示周期を２フレームで構成すれば良い。
【００５５】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００５６】
１０…表示パネル、１１…画素側基板、１２…対向側基板、２０…走査ドライバ、３０…信号ドライバ、４０…共通電極駆動回路、５０…電源調整回路、６０…映像メモリ、７０…制御部、３０１…メモリ制御部、３０２…表示データメモリ、３０３…ヒストグラム演算部、３０４…階調電圧設定部、３０５…階調電圧生成部、３０６…ＦＲＣ用表示データ生成部、３０７…データレジスタ部、３０８…データラッチ部、３０９…階調電圧選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、
前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、
前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、
前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段と、
を具備することを特徴とする表示駆動装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記表示データが取り得る階調レベルにおける最大及び最小の階調レベルに対応した階調電圧については前記出現頻度によらずに生成させるように前記設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示駆動装置。
【請求項３】
前記設定手段は、階調レベルの差が等間隔となるように前記複数の階調電圧を生成させるように前記設定を行うことを特徴とする請求項２に記載の表示駆動装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記頻度演算手段で演算された出現頻度の中で最大の出現頻度の階調レベルを基準として前記設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の表示駆動装置。
【請求項５】
前記階調レベルは、階調レベルの差が等しい複数のグループに分けられており、
前記設定手段は、前記頻度演算手段で演算された出現頻度の総和が最も大きいグループに属する階調レベルを基準として前記設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の表示駆動装置。
【請求項６】
２次元に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて駆動して表示を行う表示装置において、
前記表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、
前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、
前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、
前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項１】
表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、
前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、
前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、
前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段と、
を具備することを特徴とする表示駆動装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記表示データが取り得る階調レベルにおける最大及び最小の階調レベルに対応した階調電圧については前記出現頻度によらずに生成させるように前記設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示駆動装置。
【請求項３】
前記設定手段は、階調レベルの差が等間隔となるように前記複数の階調電圧を生成させるように前記設定を行うことを特徴とする請求項２に記載の表示駆動装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記頻度演算手段で演算された出現頻度の中で最大の出現頻度の階調レベルを基準として前記設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の表示駆動装置。
【請求項５】
前記階調レベルは、階調レベルの差が等しい複数のグループに分けられており、
前記設定手段は、前記頻度演算手段で演算された出現頻度の総和が最も大きいグループに属する階調レベルを基準として前記設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の表示駆動装置。
【請求項６】
２次元に配列された複数の表示画素を有する表示パネルを表示データに基づいて駆動して表示を行う表示装置において、
前記表示データが取り得る階調レベルよりも少ない複数の階調レベルに対応した複数の階調電圧を生成する階調電圧生成手段と、
前記表示データが入力され、前記表示データが示す階調レベルの出力頻度を演算する頻度演算手段と、
前記頻度演算手段によって演算された出現頻度に応じて前記階調電圧生成手段が生成する階調電圧の設定を行う設定手段と、
前記表示データに応じて前記階調電圧生成手段が生成した複数の階調電圧を選択し、該選択した階調電圧を表示画素に供給して、該供給した複数の階調電圧がそれぞれ示す階調レベルの平均の階調レベルに対応した表示を行う階調電圧選択手段と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１８１８２９（Ｐ２０１０−１８１８２９Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７６７７（Ｐ２００９−２７６７７）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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