JPH0361924A - 多階調表示体の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は文字、図形等のイメージを多階調で表示する多
階調表示体の制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

多階調でイメージを表示しうるものの一例として、液晶
表示装置（ＬＣＤ）が知られている。このようなＬＣＤ
においては、通常まず階調表現のために水平方向のｎド
ツトを考え、このうちの何ドツトを有効（それにデータ
があれば点灯）にするかで階調差を表わし、この有効ド
ツトをフレーム単位で変化させることにより、有効ドツ
トの位置が固定化しないようにしている。従来は、この
時の垂直方向の繰り返しサイクルがどの階調でも同じで
、例えば水平方向と同一のｎドツトであった。

すなわち、ｎドツト×ｎドツトの有効ドツトマトリクス
を考え、このマトリクス内で有効ドツトをフレーム単位
で垂直方向の上下、あるいは水平方向の左右に移動する
ことによって、多階調表現を可能にしていた。これを、
第９図を参照して説明する。

まず、多数のドツトがマトリクスに配設された表示体に
おいて、図示の通り８ドツト×８ドツトの有効ドツトマ
トリクスを設定する。そして、同図（ａ）の例では、第
１フレームにおいて水平方向の１列目のドツトの全てを
、図中の丸印のように有効ドツトとする。次の第２フレ
ームにおいては水平方向の８列目の全てを三角印のよう
に有効ドツトとし、更に次の第３フレームにおいては、
水平方向の７列目の全てをクロス印のように有効ドツト
とする。このようにすると、８Ｘ８−６４個の各ドツト
は第１から第８までの８つのフレームにおいて１回づつ
有効となるので、１／８の階調表示が可能になる。同図
（ｂ）の例では、各フレームにおける有効ドツトの配列
を斜め方向の１列としている。この方法によっても、同
図（ａ）と同様の１／８の階調でのイメージ表示が可能
になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述の従来の技術では、各階調のイメージの占
める範囲が、ｎドツト×ｎドツトよりも大きい場合は流
れ縞が多少出る程度であるが、それ以下の場合、特に、
違った階調同志でタイリングを行なうときには、有効ド
ツトが干渉しあって、より目立つ流れ縞が発生するとい
った問題点があった。一方、特開昭６３−２８７８２８
号では、同じ位相で点滅するドツトを画面において分散
させることにより、フリッカ（表示のちらつき）が生じ
ないようにしたＬＣＤの駆動方法が開示されている。し
かし、この手法によっても、有効ドツトが干渉し合って
流れ縞が生じるという問題点を解決することは難しい。

本発明は上記のような問題点を解決することを課題とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る多階調表示体の制御方法は、二次元平面に
多数のドツトがマトリクス状に分散されて構成されたＬ
ＣＤのような表示体を制御するに際し、上記の多数のド
ツトを選択的に点灯および非点灯させることにより、当
該ドツトをイメージの表示に有効な有効ドツトとし、当
該イメージを表示体上で多階調で表示する方法において
、有効ドツトの分布をフレーム単位で決定するにあたり
、有効ドツトの分布の基本となる有効ドツトマトリクス
のサイズを、その行方向または列方向の少なくとも一方
で、イメージの表示階調に応じて異ならせることを特徴
とする。

ここで、有効ドツトマトリクス内の有効ドツトの配置が
、フレーム単位で行方向および列方向に分散されている
ようにしてもよい。

〔作用〕

本発明の構成によれば、有効ドツトマトリクスのサイズ
は階調に応じて異なっているので、あるフレームにおけ
る有効ドツトと次のフレームにおける有効ドツトが、互
いに干渉してしまう可能性が低くなる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の基本方式を説明する図で、同図（ａ）
〜（ｆ）はそれぞれ階調１　（１／８の階調表現）から
階調６　（７／８の階調表現）までの有効ドツトマトリ
クスのサイズを示している。すなわち、水平方向につい
てはいずれも８ドツトで、垂直方向については階調１（
−階調６）−８ドツト、階調２（−階調５）−５ドツト
、階調３（−階調４）−３ドツトとなっている。そして
、各々の有効ドツトマトリクスにおいて、図中に丸印で
示したドツトをあるフレームにおいて有効とし、次のフ
レームでは別のドツトを有効とすることで、文字や図形
の階調表現を可能にしている。

具体的には、例えば第１フレームでは第１図（ａ）に丸
印で示す水平方向の第１ドツト目を有効ドツトとし、第
２フレームでは最も下の第８ドット目を有効ドツトとし
、第３フレームではその上の第７ドツト目を有効ドツト
とする。そして、第９フレームでは第１フレームと同様
に第１ドツト目を有効とし、以下これを繰り返していく
。すると、第１図（ａ）の例では、８Ｘ８−６４個の各
ドツトは８フレームの間で１回づつ有効になるので、１
／８の階調表現ができる。

第２図は本発明の基本方式の変形を示している。

この例では、第１図のものと異なり、各フレームにおけ
る有効ドツトが有効ドツトマトリクスにおいて分散して
配置されている。すなわち、有効ドツトマトリクスの水
平方向および垂直方向において、有効ドツトがほぼ均等
に分散され、かつ有効ドツトの位置が各フレームごとに
垂直方向にシフトしていくようになっている。このため
、階調１では８フレームに１回の割合で、階調２では５
フレームに１回の割合で、階調３では３フレームに１回
の割合で、各々のドツトが有効になるように制御される
。また、階調４では３フレームに２回の割合で、階調５
では５フレームに４回の割合で、階調６では８フレーム
に７回の割合で、各々のドツトが有効になるように制御
される。

本発明の方式は、有効ドツトマトリクスの水平方向もし
くは垂直方向の少なくとも一方のサイズが、階調に応じ
て異なるようにした点に特徴がある。すなわち、有効ド
ツトマトリクスがｎドラ１０ｍドツト（ｍ、ｎは自然数
）であるときには、ｍまたはｎの少なくとも一方が階調
に応じて異なる値とされる。ここで、あるフレームにお
ける有効ドツトの配置パターンを初期パターンとして、
これと同一のパターンが次に現れるまでににフレーム（
Ｋは自然数）の動作を必要としたと仮定すると、このに
回のフレームにおいて有効ドツトマトリクスの各ドツト
はそれぞれ同一の回数づつ有効となる。具体的には、第
２図（ａ）の場合には８回のフレームで各ドツトは１回
づつ有効になり、同図（ｅ）の場合には５回のフレーム
で各ドツトは４回づつ有効になる。これにより、均一な
階調表現が可能になる。

従って、例えばあるフレームで有効となったドツトのす
ぐ下のドツトが次のフレームで有効となり、その次のフ
レームではその下のドツトが有効になる、というような
制御をすることは、本発明において必須ではない。本発
明は有効ドツトマトリクスのサイズを異なる階調間で異
なるように設定し、かつ所定数のフレーム間において各
ドツトが同一の回数づつ有効になるようにしたものであ
れば、有効ドツトの分散やシフトの態様などについては
各種の変形が可能である。更に、表示体はＬＣＤに限ら
ず、多数のドツトを選択的に点灯および非点灯としてイ
メージを多階調表示するものであれば、ＥＬ　（エレク
トロルミネッセンス）パネルやＰＤ（プラズマデイスプ
レィ）パネルであって゛もよい。

次に、本発明に係る多階調表示体の制御方法の具体例を
、ＬＣＤに適用したものに関して説明する。

第３図はＬＣＤの具体的構成を示す図で、同図（ａ）は
平面的な構成図、同図（ｂ）は表示体くパネル）部分の
ドツトマトリクスを模式的に示す図である。液晶パネル
の表示体部分１は２００本の水平走査電極２〜２　　と
、６４０本の信２００ 分電極３〜３　　が交叉する位置に形成され、６４０ 従って２００８６４０個のドツトを含んで構成される。

走査電極２〜２　　には走査電極駆動口２００ 路４から水平走査信号Ｘ　−Ｘ　　が与えられ、２００ 信号電極３〜３　　には信号電極駆動回路５か６４０ らデータ信号Ｙ　　−Ｙ　　　が与えら、れる。信号型
６４０ ゛極駆動回路５は８０個のエレメント回路５□〜５　で
構成され、最初のエレメント回路５□はデ８〇 一夕信号Ｙ　　−Ｙ　　、次のエレメント回路５２は８ データ信号Ｙ９〜”１Ｂというように、それぞれ８ドツ
ト分づつのデータ信号Ｙの出力を受は持っている。

第３図（ａ）の装置においては、信号電極駆動回路５は
各エレメント回路５〜５８ｏの単位でデ−タ信号Ｙ　　
−Ｙ　　　を出力するが、走査電極部Ｂ４０ 動回路４は水平走査信号Ｘ１から水平走査信号Ｘ　　ま
でを順次に出力し、水平走査信号ｘ２ｏ９０９ を出力すると垂直走査信号が出力されて水平走査信号Ｘ
　に戻り、その後水平走査信号Ｘ、Ｘ３゜１２ ・・・を順に出力していく。ここで、走査信号Ｘ２ｏ１
〜Ｘ　　については対応する走査電極２２８１〜０９ ２　　が存在せず、従ってパネルの有効部分の垂０９ 直方向は２００ドツトになっている。このため、第３図
（ａ）の装置により実現される表示体部分１をドツトマ
トリクスで示すと、同図（ｂ）のように表現することが
可能になる。なお、実用的なイメージ表示用のＬＣＤを
設計するに当っては、２００ドツト×６４０ドツトのパ
ネルを２枚用いて、４００ドツト×６４０ドツトの表示
体とするのが望ましい。

第４図は第３図（ａ）に示すエレメント回路５□の詳細
な構成を示している。

図示の通り、エレメント回路は階調データデコーダ６と
、有効ドツトマトリクス発生回路７と、出力ゲート回路
ＧＴとを有している。階調データデコーダ６はＲ，Ｇ（
最上位ビット）、Ｂ（最下位ビット）の３ビツトの色信
号をデコードし、０〜７までの階調信号出力端子のいず
れかを有効なすわち“１”とする。階調０用の出力端子
はオーブンになっているので、！ＮＮＯ３あるときはデ
ータ信号Ｙ　−Ｙ８が常にゼロとなり、階調７用の出力
端子はそのまま出力ゲート回路ＧＴのＯＲゲートに入力
されているので、階調７であるときはデータ信号Ｙ　　
−Ｙ８が常に“１”、すなわち有効となる。従って階調
１〜６のときの各ドツトの点滅制御が必要となり、これ
を行なうのが有効ドツトマトリクス発生回路７である。

有効ドツトマトリクス発生回路７は階：Ａ１〜６の有効
ドツトマトリクスを発生させる各階調ごとの発生回路ユ
ニット７〜７６を有し、図中にＡ〜Ｈ，Ａ−Ｈで表わさ
れる端子からの出力信号は出力ゲート回路ＧＴに与えら
れる。出力ゲート回路ＧＴはデータ信号Ｙ　　−Ｙ８に
対応する８つのゲートユニットＧＴ　　−ＧＴ８を有し
、各ゲートユニットＧＴ　　−ＧＴ８には階調データデ
コーダ６の階調出力と、有効ドツトマトリクス発生回路
７のＡ−Ｈ端子、Ａ−Ｈ端子からの出力信号（“１”の
とき有効ドツト信号）とが与えられる。

ここで、階調０ではデータが常にゼロであるため、階調
データデコーダ６の階調０の出力は出力ゲート回路ＧＴ
には人力されない。逆に、階調７ではデータが常に′１
”であるため、階調データデーコダ６の階調７の出力は
、有効ドツトマトリクス発生回路７の出力とＡＮＤされ
ることなく出力ゲート回路ＧＴから出力されているのは
、先に説明した通りである。

一方、階調データデコーダ６からの階調１の出力は出力
ゲート回路ＧＴを構成する各ゲートユニットＧＴ　　〜
ＧＴ８のＡＮＤゲートｇｔｌに、階調２の出力はＡＮＤ
ゲートｇ　ｔ　２に、階調３の出力はＡＮＤゲートｇｔ
３に、以下同様にして階調６の出力は各ゲートユニット
ＧＴ　　〜Ｇ　Ｔ　ａのＡＮＤアゲ−ｇ　ｔ　Ｂに入力
されている。更に、階調１の有効ドツトマトリクスを生
成する発生回路ユニット７、の出力Ａ−Ｈは、出力ゲー
ト回路を戊す各ゲートユニットＧＴ　　−ＧＴ８に対し
て、第４図中で上から第１．４，６．３．５，８．２゜
７番目の順でそれぞれのＡＮＤゲートｇｔ１に入力され
、階調２の有効ドツトマトリクスを生成する発生回路ユ
ニット７２の出力Ａ−ＥはＡ−ＧＴ　　　、Ｂ−ＧＴ　
　　、ＧＴ　　　Ｓ　Ｃ−ＧＴ　　　％　Ｄ−１３７５ ＧＴ　　、ＧＴ　　、Ｅ−ＧＴ　　、ＧＴ６の組み合せ
２　　　　　８　　　　　　　　　４ で、それぞれのＡＮＤゲートｇｔ２に入力され、以下同
様にして、階調６の有効ドツトマトリクス発生回路７６
の出力Ａ−Ｈは、各ゲートユニットＧＴ　　−ＧＴ８の
上から第１．４．６，３，５゜８．２．７番目の順でそ
れぞれのＡＮＤゲートｇｔＢに入力されている。これに
より、有効ドツトの水平方向および垂直方向の分散が、
第２図に示すように決定される。

第５図は第４図に示す有効ドツトマトリクス発生回路７
の詳細な構成を示している。

図示の通り、この回路はＤ型フリップフロップ７１と、
この百出力を入力する３個のＯＲゲート７２〜７２３と
、入力端子ＩＮと出力端子Ａ〜Ｈを有する３個のシフト
レジスタ７３、〜７３３と、インバータ７４〜７４３と
を有している。

この有効ドツトマトリクス発生回路７で特徴的な点は、
シフトレジスタ７３、の出力端子ＨがＯＲゲート７２、
に接続され、シフトレジスタ７３゜の出力端子ＥがＯＲ
ゲート７２゜に接続され、シフトレジスタ７３３の出力
端子ＣがＯＲゲート７２３に接続されていることである
。また、シフトレジスタ７３〜７３３の出力側にインバ
ータ７４〜７４３を設け、階調１．６用の回路、階調２
，５用の回路および階調３．４用の回路を共通化してい
る点にも特徴がある。これにより、シフトレジスタ７３
１の端子Ａ−Ｈからは階調１のための８つの有効信号が
得られると共に、インバータ７４１を通すことで階調６
のための８つの有効信号が得られる。同様に、シフトレ
ジスタ７３２の端子Ａ−Ｅからは階調２のための５つの
有効信号、シフトレジスタ７３３の端子Ａ−Ｃからは階
調３のための３つの有効信号が得られ、インバータ７４
，７４３を通すことで、階調５゜４のための有効信号が
得られる。

前述のように、実施例では６４０ドツト×２００ドツト
の液晶パネルを使用しており、水平方向には有効ドツト
マトリクスが８０回繰り返される。これに対し垂直方向
については、有効ドツトマトリクスの垂直サイズである
８、５．３の倍数であると、有効ドツトが固定してしま
うため、上記倍数以外で、かつ２００より大きい数で繰
り返さなければならない。すなわち垂直方向については
、水平走査信号が２０２．２０３，２０６゜２０９．２
１１．２１３などの回数だけ出力された時に、垂直走査
信号が出るようにする必要がある。この時、２０１以上
の水平走査は無駄になるため、できるだけ小さいほうが
よい。

実施例では、水平走査信号が２０９回出ると、すなわち
水平走査信号Ｘ　　が出力されると垂直０９ 走査信号が出力されるようにした。この時、再び初期パ
ターンに戻るには、本来は最小公倍数である８Ｘ５Ｘ３
フレームかかるはずであり、従って１２０フレームかか
ることになる。これにより、従来は、どの階調でも８ド
ツト×８ドツトの有効ドツトマトリクスであったため、
１フレームごとに干渉していたのが１２０フレームに１
回となりて干渉が少なくなり、その結果、階調表示の効
果が大きく上がった。

次に、第３図ないし第５図に示す実施例の動作を、第６
図および第７図により説明する。

第６図は動作を示すタイミングチャートで、同図中のＡ
−Ｈ，Ａ−Ｈは第４図の有効ドツトマトリクス生成用の
発生回路ユニット７１〜７６の出力端子、すなわち第５
図のシフトレジスタ７３□〜７３３の出力端子およびイ
ンバータ７４１〜７４３の出力端子に対応している。こ
の端子Ａ〜Ｈ，Ａ−Ｈの出力が“１″のとき、有効信号
となる。また、第６図中のＸ　　−Ｘｌ。は水平走査信
号を示している。このタイミングチャートより、シフト
レジスタ７３〜７３３はリセット後に、水平走査信号が
端子ＩＮに与えられる毎に、端子Ａ−Ｂ−Ｃ→・・・と
順に有効信号の出力がシフトしていくことがわかる。

第７図は第６図に示す信号で第３図ないし第５図の回路
を動作させたときの有効ドツトを示し、第７図（ａ）は
階調１のとき、同図（ｂ）は階調２のとき、同図（ｃ）
は階調３のときに対応する。

また、図中の丸印は最初のフレームでの有効ドツト、三
角印は次のフレームでの有効ドツト、クロス印はその次
のフレームでの有効ドツトを示している。

まず、第６図のように、水平走査信号Ｘ１〜Ｘ８が順に
出力されると、階調１発生ユニット７□の出力Ａ−Ｈは
順に“１”　（有効信号）となる。ここで、出力Ａ−Ｈ
は第５図のようにゲートユニットＧＴ　　−ＧＴ８の第
１．４，６．３，５゜８．２．７番目に接続されている
ので、第７図（ａ）に丸印で示すように、有効ドツトは
Ｘ−１〜８においてＹ−１，４，６，３，５，８，２゜
７となる。以下、同様の動作が繰り返されるが、第３図
（ａ）に示すように、走査電極駆動回路４の出力は水平
走査信号ｘ　−Ｘ　　まであるのに２０９ 対し、表示体部分１は２００本の走査電極２、〜２　　
しか備えていない。従って、階調１におけ００ る８ドツト×８ドツトの有効ドツトマトリクスは計算式 ２０９−８Ｘ２６＋１ より、１回のフレームにおいて２６回繰り返され、次の
フレームでは第７図（ａ）に三角印で示す如く、更に次
のフレームではクロス印で示す如く、１ドツト分ずれて
有効になることがわかる。

以上の説明は、有効ドツトマトリクスが８ドツト×８ド
ツトの階調１に関するものであるが、階調２の場合には
有効ドツトマトリクスのサイズが８ドツト×５ドツトと
なる。従って、このときの有効ドツトマトリクスは計算
式 ％式％ より、１回のフレームにおいて４１回繰り返され、次の
フレームでは第７図（ｂ）に三角印で示す如く、その次
はクロス印で示す如く、４ドツト分ずれて有効になるこ
とがわかる。更に、階調３の場合には計算式 ％式％ より、１回のフレームにおいて６９回繰り返され、次の
フレームでは第７図（Ｃ）に三角印で示す如く、その辺
はクロス印で示す如く、２ドツト分ずれて有効になるこ
とがわかる。

この実施例においては、第７図から明らかなように水平
方向、垂直方向に有効ドツトが分散され、水平、垂直各
ラインで常にどこかのドツトが有効になっており、また
同一フレームにおいて有効ドツトが互いに隣り合ってい
ない上に、次のフレームでも前のフレームと有効ドツト
が互いに隣り合わないようになっている。この結果、糸
引き現象が目立たなくなった上に干渉も少なくなり、階
調表示の効果が大きく上がった。

第８図は、第７図（ａ）と同様の効果を示す別の例で、
第５図のシフトレジスタ７２□〜７２３のＡからＨの出
力を、水平の１．４，７，２．５゜８．３．６ドツト目
の順に割り付けたものである。

この場合も、有効ドツトは同一フレームにおいて互いに
隣り合わず、また次のフレームの有効ドツトとも隣り合
わないようになっている。

なお、上記実施例は正論理で駆動回路を構成しているが
、負論理でも同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した通り本発明では、有効ドツトマト
リクスのサイズは階調に応じて異なっているので、ある
フレームにおける有効ドツトと次のフレームにおける有
効ドツトが、互いに干渉してしまう可能性が低くなる。

このため、流れ縞が生じにくくなり、見易いイメージ表
現が可能なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本方式に係る有効ドツトマトリクス
の説明図、第２図は本発明の基本方式の別の例に係る有
効ドツトマトリクスの説明図、第３図はＬＣＤの構成図
、第４図は信号電極駆動回路を構成するエレメント回路
の構成図、第５図は有効ドツトマトリクス発生回路の構
成図、第６図は動作を示すタイミングチャート、第７図
は有効ドツトマトリクスにおける有効ドツトのシフトを
説明する図、第８図は有効ドツトマトリクスにおける有
効ドツトのシフトの別の例を説明する図、第９図は従来
方法に係る有効ドツトマトリクスを説明する図である。 １・・・表示体部分、２〜２　　・・・水平走査電極、
Ｉ　　　　　２００ ３〜３　　・・・信号電極、４・・・走査電極駆動回路
、ｌ　　　　　６４０ ５・・・信号電極駆動回路、５、〜５８ｏ・・・エレメ
ント回路、６・・・階調データデコーダ、７・・・有効
ドツトマトリクス発生回路、７〜７６・・・発生回路ユ
ニット、７１・・・Ｄ型フリップフロップ、７２１〜７
２３・・・ＯＲゲート、７３□〜７３３・・・シフトレ
ジスタ、７４１〜７４３・・・インバータ、ＧＴ１〜Ｇ
Ｔ８・・・ゲートユニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二次元平面に多数のドットがマトリクス状に分散さ
   れて構成される表示体を制御するにあたり、前記多数の
   ドットを選択的に点灯および非点灯させることにより、
   当該ドットをイメージの表示に有効な有効ドットとし、
   当該イメージを多階調で表示する多階調表示体の制御方
   法において、前記有効ドットの分布をフレーム単位で決
   定するにあたり、前記有効ドットの分布の基本となる有
   効ドットマトリクスのサイズを、当該有効ドットマトリ
   クスの行方向または列方向の少なくとも一方で、前記イ
   メージの表示階調に応じて異ならせることを特徴とする
   多階調表示体の制御方法。 ２、前記有効ドットマトリクス内の前記有効ドットの配
   置が、前記フレーム単位で前記行方向および前記列方向
   に分散されている請求項１記載の多階調表示体の制御方
   法。