JP4198646B2 - 液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置に関するもので、特に、データの階調値に対応して安定的にバックライトの輝度を変更するようにした液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置に関するものである。

液晶表示装置はビデオ信号に従って液晶セルの光透過率を調節して画像を表示する。このような液晶表示装置はセルごとにスイチング素子が形成されたアクティブマトリックス（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）タイプでなり、コンピューター用モニター、事務機器、携帯電話機などの表示装置に適用されている。アクティブマトリックスタイプの液晶表示装置に使われるスイチング素子としては主に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；以下、“ＴＦＴ”という）が利用されている。

図１は従来の液晶表示装置の駆動装置を概略的に示したものである。

図１を参照すれば、従来の液晶表示装置の駆動装置は、ｍ×ｎ個の液晶セルＣｌｃがマトリックス状に配列されてｍ個のデータラインＤ１乃至Ｄｍとｎ個のゲートラインＧ０乃至Ｇｎが交差してその交差部にＴＦＴが形成された液晶パネル２と、液晶パネル２のデータラインＤ１乃至Ｄｍにデータ信号を供給するためのデータドライバー４と、ゲートラインＧ０乃至Ｇｎにスキャン信号を供給するためのゲートドライバー６と、データドライバー４にガンマ電圧を供給するためのガンマ電圧供給部８と、システム２０から供給される同期信号を用いてデータドライバー４とゲートドライバー６を制御するためのタイミングコントローラ１０と、電源供給部１２から供給される電圧を用いて液晶パネル２に供給する電圧を発生するための直流／直流変換部（以下、“ＤＣ／ＤＣ変換部”という）１４と、バックライト１８を駆動するためのインバーター１６とを具備する。

システム２０は、垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ／Ｈｓｙｎｃ、クロック信号ＤＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ及びデータＲ、Ｇ、Ｂをタイミングコントローラ１０で供給する。

液晶パネル２は、データラインＤ１乃至Ｄｍ及びゲートラインＧ０乃至Ｇｎの交差部にマトリックス状に配置される多数の液晶セルＣｌｃを具備する。液晶セルＣｌｃにそれぞれ形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧから供給されるスキャン信号に応答してデータラインＤ１乃至Ｄｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃで供給する。また、液晶セルＣｌｃそれぞれにはストレージキャパシターＣｓｔが形成されている。ストレージキャパシターＣｓｔは、液晶セルＣｌｃの画素電極とゲートラインの間または画素電極と共通電極ラインの間に形成されて液晶セルＣｌｃの電圧を一定にするように維持させる。

ガンマ電圧供給部８は、多数のガンマ電圧をデータドライバー４を介して供給する。

データドライバー４は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答してデジタルビデオデータＲ、Ｇ、Ｂを階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換して、このアナログガンマ電圧をデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。

ゲートドライバー６は、タイミングコントローラ１０からの制御信号ＣＳに応答してスキャンパルスをゲートラインＧ０乃至Ｇｎに順次供給してデータ信号が供給される液晶パネル２の水平ラインを選択する。

タイミングコントローラ１０は、システム２０から入力される垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ／Ｈｓｙｎｃ及びクロック信号ＤＣＬＫを利用してゲートドライバー６及びデータドライバー４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。ここで、ゲートドライバー６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＧＳＣ）、ゲート出力信号（Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＧＯＥ）などが含まれる。また、データドライバー４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＳＳＰ）、ソースシフトクロック（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＳＳＣ）、ソース出力信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＳＯＥ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ；ＰＯＬ）などが含まれる。さらに、タイミングコントローラ１０は、システム２０から供給されるデータＲ、Ｇ、Ｂを再整列してデータドライバー４で供給する。

ＤＣ／ＤＣ変換部１４は、電源供給部１２から入力される３．３Ｖの電圧を昇圧または減圧して液晶パネル２に供給する電圧を発生する。このようなＤＣ／ＤＣ変換部１４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。

インバーター１６は、バックライト１８を駆動させるための駆動電圧（駆動電流）をバックライト１８に供給する。バックライト１８は、インバーター１６から供給される駆動電圧（または駆動電流）に対応される光を生成して液晶パネル２で供給する。

このように駆動される液晶パネル２において生動感のある映像を表示するためにはデータに対応して明暗（明るさと暗さ）比を明らかにしなければならない。しかし、従来のバックライト１８はデータと無関係にいつも一定の明るさの輝度を生成するから動的で鮮やかな映像を表示することが困難であった。

したがって、本発明の目的はデータの階調値に対応して安定的にバックライトの輝度を変更するようにした液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置を提供するものである。

前記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、階調を多数の輝度領域に分割する段階と、外部から入力されるデータの輝度成分を抽出する段階と、輝度成分をフレーム単位のヒストグラムで分析し、最頻値及び平均値の中から少なくとも一つ以上を抽出する段階と、抽出された最頻値及び平均値の中から少なくとも一つ以上が属する輝度領域に対応されるようにバックライトの輝度を制御する段階を含み、前記多数の輝度領域中少なくとも一つ以上の領域は以前のバックライト輝度値が維持される領域である。

前記多数の輝度領域別で互いに異なる輝度の光が発生されることができるようにバックライトの輝度を制御する。

前記最頻値はヒストグラムから最も多い階調を占める値である。

前記ヒストグラムから最頻値を抽出して、最頻値が属する輝度領域に対応されるようにバックライトの輝度を制御する。

前記ヒストグラムから平均値を抽出して、平均値が属する輝度領域に対応されるようにバックライトの輝度を制御する。

前記ヒストグラムで最頻値の占める割合が４０％以上の場合最頻値を抽出し、その以外の場合には平均値を抽出した後最頻値または平均値が属した輝度領域に対応されるようにバックライトの輝度を制御する。

前記輝度領域に含まれる階調が高くなるほど高い輝度の光が供給されることができるようにバックライトの輝度を制御する。

上述したように、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法及び駆動装置によれば、データの輝度成分を抽出してフレーム単位のヒストグラムで分析しヒストグラムから抽出された最頻値及び／または平均値を利用してバックライト輝度を制御することで生動感のある映像を表示することができる。また、バックライトの輝度が変更される多数の階調領域を設定して、この階調領域の中から少なくとも一つ以上の領域で以前輝度が維持されるように制御することで安定した輝度の映像を表示することができる。

以下、図２乃至図１０を参照して本発明の望ましい実施の形態に対して説明する事にする。

図２は本発明の実施の形態による液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。

図２を参照すれば、本発明の実施の形態による液晶表示装置の駆動装置は、ｍ×ｎ個の液晶セルＣｌｃがマトリックス状に配列されてｍ個のデータラインＤ１乃至Ｄｍとｎ個のゲートラインＧ０乃至Ｇｎが交差してその交差部にＴＦＴが形成された液晶パネル２２と、液晶パネル２２のデータラインＤ１乃至Ｄｍにデータ信号を供給するためのデータドライバー２４と、ゲートラインＧ０乃至Ｇｎにスキャン信号を供給するためのゲートドライバー２６と、データドライバー２４にガンマ電圧を供給するためのガンマ電圧供給部２８と、画質改善部４２から供給される第２同期信号を利用してデータドライバー２４とゲートドライバー２６を制御するためのタイミングコントローラ３０と、電源供給部３２から供給される電圧を利用して液晶パネル２２に供給する電圧を発生するためのＤＣ／ＤＣ変換部３４と、バックライト３８を駆動するためのインバーター３６と、入力データの明暗比を選択的に強調するすると共に入力データに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇをインバーター３６に供給するための画質改善部４２を具備する。

システム４０は、第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１／Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１及び第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを画質改善部４２に供給する。

液晶パネル２２は、データラインＤ１乃至Ｄｍ及びゲートラインＧ０乃至Ｇｎの交差部にマトリックス状に配置される多数の液晶セルＣｌｃを具備する。液晶セルＣｌｃにそれぞれ形成されたＴＦＴは、ゲートラインＧから供給されるスキャン信号に応答してデータラインＤ１乃至Ｄｍから供給されるデータ信号を液晶セルＣｌｃに供給する。また、液晶セルＣｌｃそれぞれにはストレージキャパシターＣｓｔが形成される。ストレージキャパシターＣｓｔは、液晶セルＣｌｃの画素電極とゲートラインの間に形成されるか、または液晶セルＣｌｃの画素電極と共通電極ラインの間に形成されて液晶セルＣｌｃの電圧を一定に維持させる。

ガンマ電圧供給部２８は、多数のガンマ電圧をデータドライバー２４に供給する。

データドライバー２４は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに応答してデジタルビデオデータＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを階調値に対応するアナログガンマ電圧（データ信号）に変換して、このアナログガンマ電圧をデータラインＤ１乃至Ｄｍに供給する。

ゲートドライバー２６は、タイミングコントローラ３０からの制御信号ＣＳに応答してスキャンパルスをゲートラインＧ０乃至Ｇｎに順次供給してデータ信号が供給される液晶パネル２２の水平ラインを選択する。

タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から入力される第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２／Ｈｓｙｎｃ２及び第２クロック信号ＤＣＬＫ２を利用してゲートドライバー２６及びデータドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳを生成する。ここで、ゲートドライバー２６を制御するための制御信号ＣＳには、ゲートスタートパルス（Ｇａｔｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（Ｇａｔｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＧＳＣ）、ゲート出力信号（Ｇａｔｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＧＯＥ）などが含まれる。また、データドライバー２４を制御するための制御信号ＣＳには、ソーススタートパルス（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｔａｒｔ Ｐｕｌｓｅ；ＳＳＰ）、ソースシフトクロック（Ｓｏｕｒｃｅ Ｓｈｉｆｔ Ｃｌｏｃｋ；ＳＳＣ）、ソース出力信号（Ｓｏｕｒｃｅ Ｏｕｔｐｕｔ Ｅｎａｂｌｅ；ＳＯＥ）及び極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ；ＰＯＬ）などが含まれる。さらに、タイミングコントローラ３０は、画質改善部４２から供給される第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを再整列してデータドライバー２４で供給する。

ＤＣ／ＤＣ変換部３４は、電源供給部３２から入力される３．３Ｖの電圧を昇圧または減圧して液晶パネル２２に供給される電圧を発生する。このようなＤＣ／ＤＣ変換部３４は、ガンマ基準電圧、ゲートハイ電圧ＶＧＨ、ゲートロー電圧ＶＧＬ及び共通電圧Ｖｃｏｍなどを生成する。

インバーター３６は、画質改善部４２から供給される明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応する駆動電圧（または駆動電流）をバックライト３８に供給する。言い換えれば、インバーター３６からバックライト３８に供給される駆動電圧（駆動電流）は、画質改善部４２から供給される明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇにより決まる。バックライト３８は、インバーター３６から供給される駆動電圧（駆動電流）に対応される明るさの光を液晶パネル２２に供給する。

画質改善部４２は、システム４０から入力される第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを利用して輝度成分を抽出して、抽出された輝度成分に対応して第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの階調値を変更した第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。ここで、画質改善部４２は、入力データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの明暗比が拡張されるように第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。

また、画質改善部４２は、輝度成分に対応する明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成してインバーター３６に供給する。例えば、画質改善部４２は、輝度成分から最頻値（一つのフレーム内で一番多く存在する階調値）及び／または平均値（一つのフレーム階調の平均値）を抽出して、抽出された最頻値及び／または平均値を利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。ここで、画質改善部４２は、輝度成分の階調に対応するバックライトの輝度を少なくとも二つ以上の区間で分けて、最頻値及び／または平均値に対応して輝度の区間が選択されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

また、画質改善部４２は、システム４０から入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１／Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１を利用して第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏに同期する第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２／Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成する。

このため、画質改善部４２は、図３のように、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを利用して第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成するための映像信号変調手段７０と、映像信号変調手段７０の制御に基づいて明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成するためのバックライト制御手段７２及び第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２／Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成するための制御部６８を具備する。

映像信号変調手段７０は、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉから輝度成分Ｙを抽出して、抽出された輝度成分Ｙを利用して明暗比が部分的に強調された第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。このため、映像信号変調手段７０は、輝度／色分離部５０、遅延部５２、輝度／色混合部５４、ヒストグラム分析部５６及びデータ処理部５８を具備する。

輝度／色分離部５０は、第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ、Ｖに分離する。ここで、輝度成分Ｙ及び色差成分Ｕ、Ｖそれぞれは、下式（１）乃至（３）により求められる。

Ｙ＝０．２２９×Ｒｉ＋０．５８７×Ｇｉ＋０．１１４×Ｂｉ （１）
Ｕ＝０．４９３×（Ｂｉ−Ｙ） （２）
Ｖ＝０．８８７×（Ｒｉ−Ｙ） （３）

ヒストグラム分析部５６は、輝度成分Ｙをフレーム単位の階調で区分する。言い換えれば、ヒストグラム分析部５６は、フレーム単位で輝度成分Ｙを階調に対応するように配置して図４のようなヒストグラム（Ｈｉｓｔｏｇｒａｍ）を得る。ここで、ヒストグラムの模様は第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの輝度成分に対応して多様に設定される。

データ処理部５８は、ヒストグラム分析部５６から分析されたヒストグラムを利用して明暗比が選択的に強調された変調された輝度成分ＹＭを生成する。実際に、データ処理部５８は、多様な方法により変調された輝度成分ＹＭを生成するようになる。データ処理部５８で明暗比が拡張されるように変調する方法は本出願人により既に出願された大韓民国特許出願第２００３−０３６２８９号、第２００３−０４０１２７号及び第２００３−０４１１２７号などにより詳細に記述されている。

遅延部５２は、データ処理部５８で変調された輝度成分ＹＭが生成されるまで色差成分Ｕ、Ｖを遅延させる。また、遅延部５２は、変調された輝度成分ＹＭと同期されるように遅延された色差成分ＵＤ、ＶＤを輝度／色混合部５４に供給する。

輝度／色混合部５４は、変調された輝度成分ＹＭ及び遅延された色差成分ＵＤ、ＶＤを利用して第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを生成する。ここで、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏは下式（４）乃至（６）により求められる。

Ｒ＝Ｙ＋０．０００×Ｕ＋１．１４０×Ｖ （４）
Ｇ＝Ｙ−０．３９６×Ｕ−０．５８１×Ｖ （５）
Ｂ＝Ｙ＋２．０２９×Ｕ＋０．０００×Ｖ （６）

輝度／色混合部５４から求められた第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏは明暗比が拡張された変調された輝度成分ＹＭにより生成されるので第１データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに比較して明暗比が拡張されるようになる。このように明暗比が拡張されるように生成された第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏはタイミングコントローラ３０に供給される。

制御部６８は、システム４０から入力される第１垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ１／Ｈｓｙｎｃ１、第１クロック信号ＤＣＬＫ１、第１データイネーブル信号ＤＥ１の入力を受ける。また、制御部６８は、第２データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏに同期するように第２垂直／水平同期信号Ｖｓｙｎｃ２／Ｈｓｙｎｃ２、第２クロック信号ＤＣＬＫ２、第２データイネーブル信号ＤＥ２を生成してタイミングコントローラ３０に供給する。

バックライト制御手段７２は、ヒストグラム分析部５６から最頻値（すなわち、一つのフレームのヒストグラムで一番多く存在する階調値）Ｆを抽出して、抽出された最頻値Ｆを利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

このため、バックライト制御手段７２は、最頻値抽出部６０、バックライト制御部６４及びデジタル／アナログ変換部６６を具備する。

バックライト制御部６４は、図５のように輝度成分Ｙの階調を多数の領域（図５では３領域）で分けて、それぞれの領域ごとに互いに異なる輝度の光が供給されることができるようにバックライト３８を制御する。言い換えれば、バックライト制御部６４は、最頻値Ｆが第１値Ｆ１より低い領域に位置する時、低い輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。また、バックライト制御部６４は、最頻値Ｆが第１値Ｆ１と第２値Ｆ２の間に位置すれば、中間輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。さらに、バックライト制御部６４は、最頻値Ｆが第２値Ｆ２以上の領域に位置する時、明るい輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

最頻値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６から最頻値Ｆを抽出してバックライト制御部６４に供給する。

デジタル／アナログ変換部６６は、デジタル制御信号をアナログ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇ（明るさ制御信号）に変換してインバーター３６に供給する。

このようなバックライト制御手段７２の動作過程を詳しく説明すれば、まず、最頻値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６により分析されたヒストグラムから最頻値Ｆを抽出してバックライト制御部６４に供給する。最頻値Ｆの供給を受けたバックライト制御部６４は、供給された最頻値Ｆが属する階調値の領域をチェックする。言い換えれば、バックライト制御部６４は、図５の領域中、入力された最頻値Ｆが属する領域をチェックし、ここに対応する明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。

バックライト制御部６４で生成された明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇは、デジタル／アナログ変換部６６に供給される。デジタル／アナログ変換部６６は、供給された明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇをアナログ信号に変換してインバーター３６に供給する。インバーター３６は、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応した光が液晶パネル２２に供給されるようにバックライト３８を制御する。すなわち、本発明のバックライト制御手段７２は、階調を多数の領域に分割して、最頻値Ｆに対応してそれぞれの領域ごとに異なる輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを供給することで生動感のある映像を表示することができる。言い換えれば、最頻値Ｆの属する領域に従って光の輝度を制御することで明暗比の明らかな画像が液晶パネル２２で表示されることができるようにする。

しかし、このような本発明の実施の形態では、バックライト３８の輝度が最頻値Ｆに対応して敏感に変化させることでちらつく現象が表れることがある。例えば、最頻値Ｆが図５の第１値Ｆ１を基準にして、中間輝度の光領域（Ｆ１＜Ｆ＜Ｆ２）と低い輝度の光領域（Ｆ＜Ｆ１）の間で交互に動けばバックライト３８の輝度が敏感に変化する。言い換えれば、最頻値Ｆに対応してバックライト３８の輝度が敏感に変化すれば液晶パネル２２でちらつく現象が発生する。

このような短所を改善するために、図６のような本発明の他の実施の形態による画質改善部４２が提案される。図６において、バックライト制御手段７２を除いた映像信号変調手段７０及び制御部６８の構成及び機能は、図３に図示された本発明の実施の形態と同一なので詳細な説明は省略する事にする。

図６を参照すれば、本発明の他の実施の形態によるバックライト制御手段７２は、ヒストグラム分析部５６から最頻値Ｆを抽出して、抽出された最頻値Ｆを利用して明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成する。同時に、本発明の他の実施の形態によるバックライト制御手段７２は、図７のように階調を多数の領域（図７では５領域）に分けて、最頻値Ｆが属する領域に対応してバックライト３８の輝度を制御する。また、本発明の他の実施の形態によるバックライト制御手段７２は、最頻値Ｆに対応してバックライト３８の輝度が急激に変化することが防止されるように階調の多数の領域中少なくとも一つ以上の領域では以前の輝度値が維持されるようにする。

このため、本発明のバックライト制御手段７２は、最頻値抽出部６０、フラグ生成部６２、バックライト制御部６４及びデジタル／アナログ変換部６６を具備する。

最頻値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６から最頻値Ｆを抽出してバックライト制御部６４及びフラグ生成部６２に供給する。

フラグ生成部６２は、入力される最頻値Ｆに対応して“０”または“１”の制御信号をバックライト制御部６４に供給する。フラグ生成部６２の動作過程を図７及び図８を参照して詳しく説明する事にする。

フラグ生成部６２は、輝度成分Ｙの領域を分割する境界値Ｆ１乃至Ｆ４と最頻値Ｆの階調を比較するための比較アレイ９８と、比較アレイ９８の出力値を論理演算するための論理演算アレイ１００及び論理演算アレイ１００の出力値を利用して制御信号を生成するための出力部９６を具備する。

比較アレイ９８は、最頻値Ｆと第１境界値Ｆ１を比較するための第１比較部８０と、最頻値Ｆと第２境界値Ｆ２を比較するための第２比較部８２と、最頻値Ｆと第３境界値Ｆ３を比較するための第３比較部８４及び最頻値Ｆと第４境界値Ｆ４を比較するための第４比較部８６を具備する。

第１境界値Ｆ１乃至第４境界値Ｆ４は、階調値を多数の領域に分けるために設定された値である。ここで、それぞれの境界値Ｆ１乃至Ｆ４はバックライト３８で生動感のある映像が表示されるように実験的に設定される。例えば、第３境界値Ｆ３は６４、第１境界値Ｆ１は９６、第２境界値Ｆ２は１６０及び第４境界値Ｆ４は１９０の階調値にそれぞれ設定することができる。

、第１比較部８０は、最頻値Ｆと第１境界値Ｆ１を比較して最頻値Ｆが第１境界値より大きい値を有する場合“１”を出力し、その以外の場合には“０”を出力する。第２比較部８２は、最頻値Ｆと第２境界値Ｆ２を比較して最頻値Ｆが第２境界値Ｆ２より小さな値を有する場合“１”を出力し、その以外の場合には“０”を出力する。第３比較部８４は、最頻値Ｆと第３境界値Ｆ３を比較して最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３より小さい値を有する場合“１”を出力し、その以外の場合には“０”を出力する。第４比較部８６は、最頻値Ｆと第４境界値Ｆ４を比較して最頻値Ｆが第４境界値Ｆ４より大きい値を有する場合“１”を出力し、その以外の場合には“０”を出力する。

論理演算アレイ１００は、出力値を論理演算して出力部９６に供給する。ここで、論理演算アレイ１００は、出力部９６のクロック部ＥＮ及び入力部Ｄに供給される値をそれぞれ出力する。このため、論理演算アレイ１００は、第１比較部８０及び第２比較部８２の出力値を論理積演算するための第１のＡＮＤゲート８８及び第２のＡＮＤゲート９０と、第３比較部８４及び第４比較部８６の出力値を論理和演算するための第１のＯＲゲート９２と、第２のＡＮＤゲート９０と第１のＯＲゲート９２の出力値を論理和演算するための第２のＯＲゲート９４を具備する。第１のＡＮＤゲート８８の出力信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。第２のＯＲゲート９４の出力信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。

出力部９６は、論理演算アレイ１００から供給される値に対応して“１”または“０”の制御信号（フラグ信号）をバックライト制御部６４供給する。このため、出力部９６は、Ｄフリップフロップから構成される。Ｄフリップフロップの入力部Ｄは第１のＡＮＤゲート８８の出力信号の供給を受け、クロック部ＥＮは第２のＯＲゲート９４の出力信号の供給を受ける。

最頻値Ｆが第１境界値Ｆ１と第２境界値Ｆ２の間に位置すると仮定してフラグ生成部６２の動作過程を詳しく説明する事にする。最頻値Ｆが第１境界値Ｆ１及び第２境界値Ｆ２の間に位置すれば第１比較部８０及び第２比較部８２で“１”の信号が出力され、第３比較部８４及び第４比較部８６で“０”の信号が出力される。

第１比較部８０及び第２比較部８２で“１”の信号が出力されれば第１のＡＮＤゲート８８及び第２のＡＮＤゲート９０で“１”の信号が出力される。ここで、第１のＡＮＤゲート８８から出力される“１”の信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。また、第２のＡＮＤゲート９０で“１”の信号が出力されれば第１のＯＲゲート９２の出力と無関係に第２のＯＲゲート９４で“１”の信号が出力される。ここで、第２のＯＲゲート９４で出力される“１”の信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。したがって、最頻値Ｆが第１境界値Ｆ１及び第２境界値Ｆ２の間に位置すればフラグ生成部６２は、“１”のフラグ信号をバックライト制御部６４に供給する。

最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３以下の階調を有していれば、第１比較部８０及び第４比較部８６で“０”の信号が出力され、第２比較部８２及び第３比較部８４で“１”の信号が出力される。

第１比較部８０で“０”の信号が出力されれば第２比較部８２の出力と無関係に第１及び第２のＡＮＤゲート８８、９０で“０”の信号が出力される。ここで、第１のＡＮＤゲート８８で出力される“０”の信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。第３比較部８０で“１”の信号が出力されれば第１のＯＲゲート９２で“１”の信号が出力される。また、第１のＯＲゲート９２で“１”の信号が出力されれば第２のＯＲゲート９４でも“１”の信号が出力される。ここで、第２のＯＲゲート９４で出力される“１”の信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。したがって、最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３以下の階調を有していれば、フラグ生成部６２は、“０”のフラグ信号をバックライト制御部６４に供給する。

最頻値Ｆが第４境界値Ｆ４以上の階調を有していれば、第１比較部８０及び第４比較部８６で“１”の信号が出力され、第２比較部８２及び第３比較部８４で“０”の信号が出力される。

第２比較部８２で“０”の信号が出力されれば第１比較部８０の出力と無関係に第１及び第２のＡＮＤゲート８８、９０で“０”の信号が出力される。ここで、第１のＡＮＤゲート８８で出力される“０”の信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。第４比較部８６で“１”の信号が出力されれば第１のＯＲゲート９２で“１”の信号が出力される。また、第１のＯＲゲート９２で“１”の信号が出力されれば第２のＯＲゲート９４でも“１”の信号が出力される。ここで、第２のＯＲゲート９４で出力される“１”の信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。したがって、最頻値Ｆが第４境界値Ｆ４以上の階調を有していれば、フラグ生成部６２は、“０”のフラグ信号をバックライト制御部６４に供給する。

最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３及び第１境界値Ｆ１の間の階調を有していれば第２比較部８２で“１”の信号が出力され、第２比較部８２を除いた他の比較部８０、８４、８６で“０”の信号が出力される。

第１比較部８０で“０”の信号が出力されれば第２比較部８２の出力と無関係に第１及び第２のＡＮＤゲート８８、９０で“０”の信号が出力される。ここで、第１のＡＮＤゲート８８で出力される“０”の信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。また、第３及び第４比較部８４、８６で“０”の信号が出力されれば第１及び第２のＯＲゲート９２、９４で“０”の信号が出力される。第２のＯＲゲート９４で出力される“０”の信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。ここで、出力部９６のクロック部ＥＮで“０”の信号が入力されれば出力部９６で出力が発生されない。言い換えれば、最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３及び第１境界値Ｆ１の間の階調を有していれば、フラグ生成部６２は、以前のフラグ信号（“０”または“１”）を維持する。

最頻値Ｆが第２境界値Ｆ２及び第４境界値Ｆ４の間の階調を有していれば第１比較部８０で“１”の信号が出力され、第１比較部８０を除いた他の比較部８２、８４、８６で“０”の信号が出力される。

第２比較部８２で“０”の信号が出力されれば第１比較部８０の出力と無関係に第１及び第２のＡＮＤゲート８８、９０で“０”の信号が出力される。ここで、第１のＡＮＤゲート８８で出力される“０”の信号は出力部９６の入力部Ｄに供給される。また、第３及び第４比較部８４、８６で“０”の信号が出力されれば第１及び第２のＯＲゲート９２、９４で“０”の信号が出力される。第２のＯＲゲート９４で出力される“０”の信号は出力部９６のクロック部ＥＮに供給される。ここで、出力部９６のクロック部ＥＮで“０”の信号が入力されれば出力部９６で出力が発生されない。言い換えれば、最頻値Ｆが第２境界値Ｆ２及び第４境界値Ｆ４の間の階調を有していれば、フラグ生成部６２は、以前のフラグ信号（“０”または“１”）を維持する。

すなわち、本発明のフラグ生成部６２は、最頻値Ｆが第１境界値Ｆ１及び第２境界値Ｆ２の間に位置される時、“１”のフラグ信号をバックライト制御部６４で供給すると共に、最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３以下または第４境界値Ｆ４以上の値を有する時、“０”のフラグ信号をバックライト制御部６４で供給する。また、フラグ生成部６２は、最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３と第１境界値Ｆ１の間または第２境界値Ｆ２と第４境界値Ｆ４の間に位置する時、以前のフラグ信号を維持するようになる。

バックライト制御部６４は、図７のように階調を多数の領域に分けて、それぞれの領域に対応する輝度の光が供給されるようにバックライト３８を制御する。ここで、バックライト制御部６４は、フラグ生成部６２で供給されるフラグ値を以前のフラグ値と比較してフラグ値が変化する場合にだけ最頻値Ｆが属する領域に対応する輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを生成して、その以外の場合には以前の輝度の光が維持されるように明るさ制御信号を生成する。すなわち、バックライト制御部６４は、最頻値Ｆが第１境界値Ｆ１及び第２境界値Ｆ２の間、第３境界値Ｆ３以下または第４境界値Ｆ４以上の値を有する時、これに対応する輝度の光が生成されるように明るさ制御信号を生成する。また、バックライト制御部６４は、最頻値Ｆが第３境界値Ｆ３と第１境界値Ｆ１の間または第２境界値Ｆ２と第４境界値Ｆ４の間に位置する時、以前の輝度の光が維持されるように明るさ制御信号を生成する。

デジタル／アナログ変換部６６は、デジタル制御信号をアナログ制御信号（明るさ制御信号）に変換してインバーター３６に供給する。

このようなバックライト制御手段７２の動作過程を詳しく説明すれば、まず、最頻値抽出部６０は、ヒストグラム分析部５６で分析されたヒストグラムから最頻値Ｆを抽出してバックライト制御部６４及びフラグ生成部６２に供給する。フラグ生成部６２は、供給された最頻値Ｆの階調値に対応するフラグ信号をバックライト制御部６４に供給する。ここで、フラグ生成部６２は、以前のフラグ値を維持する少なくとも一つ以上の階調領域を設定して、この領域に最頻値Ｆが含まれれば以前のフラグ値を維持する。

バックライト制御部６４は、フラグ生成部６２からフラグ信号の供給を受ける。フラグ信号の供給を受けるバックライト制御部６４は、フラグ信号の変更可否をチェックして、フラグ信号が変更された場合、最頻値Ｆに対応するように明るさ制御信号を生成する。また、バックライト制御部６４は、フラグ信号が変更されてない場合（以前のフラグ信号と現在のフラグ信号が同一な場合）最頻値Ｆと無関係に以前の輝度の光が維持されるように明るさ制御信号を生成する。

バックライト制御部６４で生成された明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇはデジタル／アナログ変換部６６に供給される。デジタル／アナログ変換部６６は、供給された明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇをアナログ信号に変換してインバーター３６に供給する。以後、インバーター３６は、明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応してバックライト３８を制御することで明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇに対応する光が液晶パネル２２に供給されるようにする。

すなわち、本発明の他の実施の形態によるバックライト制御手段７２は、輝度が変更される多数の階調領域を設定して、最頻値Ｆに対応してそれぞれの領域ごとに異なる輝度の光が生成されるように明るさ制御信号Ｄｉｍｍｉｎｇを供給することで生動感のある映像を表示することができる。言い換えれば、最頻値Ｆの属する階調領域に従って輝度を制御することで明暗比の明らかな画像が液晶パネル２２で表示されることができるようになる。

同時に、本発明の他の実施の形態によるバックライト制御手段７２は、輝度が変更される多数の階調領域の中から少なくとも一つ以上の領域では以前の輝度の階調が表示されるように明るさ制御信号を生成する。したがって、バックライト３８の輝度が最頻値Ｆに対応して鈍感に変化することで液晶パネル２２で安定した輝度の映像を表示することができる。

例えば、最頻値Ｆの階調値が図７の第３境界値Ｆ３を基準にして交互に変化してもフラグ信号は同一な値を維持するから、バックライト３８は同一な輝度を有する。すなわち、本発明の他の実施の形態では、階調が分割されて設定された多数の領域の中から少なくとも一つ以上の領域では、以前の輝度の階調が表示されるように明るさ制御信号を生成することで安定した輝度の映像を液晶パネル２２で表示することができる。

他方、本発明では、図９のように、バックライト制御手段７２に平均値抽出部１０２を含ませることができる。平均値抽出部１０２は、ヒストグラム分析部５６で分析された輝度成分Ｙの平均値を抽出する。言い換えれば、平均値抽出部１０２は、ヒストグラム分析部５６から輝度成分Ｙの平均値を抽出してフラグ生成部６２及びバックライト制御部６４に供給する。以後、フラグ生成部６２及びバックライト制御部６４は、最頻値Ｆではない平均値を利用して明るさ制御信号を生成する。ここで、フラグ生成部６２及びバックライト制御部６４の動作過程は、図６の説明過程で詳しく説明されたので省略する事にする。このように、図９では、ヒストグラムで最頻値Ｆではない平均値を抽出することで、データの輝度成分Ｙを正確に把握することができ、これにより、データの輝度成分Ｙに正確に対応するようにバックライト３８の輝度を制御することができる。

尚、本発明のバックライト制御手段７２には、図１０に図示されるように、最頻／平均値抽出部１０４を含ませることができる。最頻／平均値抽出部１０４は、ヒストグラム分析部５６で分析された輝度成分Ｙの最頻値Ｆ及び平均値を抽出する。最頻値Ｆを抽出した最頻／平均値抽出部１０４は、ヒストグラムで最頻値Ｆの階調が占める割合（最頻値の頻度数）を計算する。また、最頻／平均値抽出部１０４は、最頻値Ｆの占める割合が全体ピクセルの４０％以上に設定される時、最頻値Ｆをフラグ生成部６２及びバックライト制御部６４に供給し、その以外の場合には、平均値をフラグ生成部６２及びバックライト制御部６４に供給する。

このように、図１０に図示された本発明では、最頻値Ｆの全体ピクセルの４０％以上に設定される時、最頻値Ｆを利用してバックライト３８の輝度を制御して生動感のある映像を表示することができる。また、図１０に図示された本発明では、最頻値Ｆが全体ピクセルの４０％未滿で設定される時、平均値を利用してバックライト３８の輝度を制御するので輝度成分Ｙに対応するようにバックライト３８の輝度を制御することができる。

フラグ生成部６２及びバックライト制御部６４は、供給される平均値または最頻値Ｆを利用して明るさ制御信号を生成する。フラグ生成部６２及びバックライト制御部６４の詳細な動作過程は、図６を参照して説明されたので省略する事にする。

以上説明した内容を通じて、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲で多様な変更及び修正ができる。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるのではなく特許請求の範囲により決められなければならない。

従来の液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による液晶表示装置の駆動装置を示すブロック図である。 図２に図示された画質改善部の第１の実施の形態を示すブロック図である。 図３に図示されたヒストグラム分析部で分析されたヒストトグラムを示す図面である。 図３に図示されたバックライト制御部で輝度を制御するための領域を示す図面である。 図２に図示された画質改善部の第２の実施の形態を示すブロック図である。 図６に図示されたバックライト制御部で輝度を制御するための領域を示す図面である。 図６に図示されたフラグ生成部を詳しく示す図面である。 図２に図示された画質改善部の第３の実施の形態を示すブロック図である。 図２に図示された画質改善部の第４の実施の形態を示すブロック図である。

符号の説明

２、２２ 液晶パネル、 ４、２４ データドライバー、 ６、２６ ゲートドライバー、 ８、２８ ガンマ電圧供給部、 １０、３０ タイミングコントローラ、 １２、３２ 電源供給部、 １４、３４ ＤＣ／ＤＣ変換部、 １６、３６ インバーター、 １８、３８ バックライト、 ２０、４０ システム、 ４２ 画質改善部、 ５０ 輝度／色分離部、 ５２ 遅延部、 ５４ 輝度／色混合部、 ５６ ヒストグラム分析部、 ５８ データ処理部、 ６０ 最頻値抽出部、 ６２ フラグ生成部、 ６４ バックライト制御部、 ６６ デジタル／アナログ変換部、 ６８ 制御部、 ７０ 映像信号変調手段、 ７２ バックライト制御手段、 ８０、８２、８４、８６ 比較部、８８、９０ ＡＮＤゲート、 ９２、９４ ＯＲゲート、 ９６ 出力部、 ９８ 比較アレイ、 １００ 論理演算アレイ、 １０２ 平均値抽出部、 １０４ 最頻／平均値抽出部、

Claims (7)

1. 階調を多数の輝度領域に分割する段階と、
   外部から入力されるデータの輝度成分を抽出する段階と、
   前記輝度成分をフレーム単位のヒストグラムで分析し、最頻値及び平均値の中から少なくとも一つ以上を抽出する段階と、
   前記抽出された最頻値及び平均値の中から少なくとも一つ以上が属する前記輝度領域に対応するようにバックライトの輝度を制御する段階と
   を含み、
   前記多数の輝度領域中少なくとも一つ以上の領域は以前のバックライト輝度値が維持される領域である
   ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 前記多数の輝度領域別で互いに異なる輝度の光が発生されるように前記バックライトの輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. 前記最頻値は前記ヒストグラムで最も多い階調を占める値である
   ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
4. 前記ヒストグラムで最頻値を抽出して、前記最頻値が属する前記輝度領域に対応するように前記バックライトの輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。
5. 前記ヒストグラムで平均値を抽出して、前記平均値が属する前記輝度領域に対応するように前記バックライトの輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。
6. 前記ヒストグラムで前記最頻値の占める割合が４０％以上の場合は前記最頻値を抽出し、その以外の場合には前記平均値を抽出した後、前記最頻値または前記平均値が属する前記輝度領域に対応するように前記バックライトの輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記輝度領域に含まれる階調が高くなるほど高い輝度の光が供給されるように前記バックライトの輝度を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。

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