CN102005192A - 图像处理电路、其处理方法、液晶显示装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供抑制因横电场的影响引起的显示品质的下降的图像处理电路、其处理方法、液晶显示装置以及电子设备。液晶面板100具有通过在元件基板100a上设置的像素电极118和在对置基板100b上设置的共用电极108夹持液晶105而成的液晶元件。图像处理电路30，在常黑模式下，检测与由图像信号Vid-in指定的灰度等级对应的液晶元件的施加电压小于阈值Vth1的暗像素与大于等于阈值Vth2的亮像素的边界，并且在向与所检测出的边界相接的暗像素施加的施加电压小于电压Vc的情况下，将向该暗像素施加的施加电压，从与由图像信号Vid-in指定的灰度等级对应的施加电压置换为该电压Vc。

Description

图像处理电路、其处理方法、液晶显示装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及减轻液晶面板的显示上的不良状况的技术。

背景技术

液晶面板是由保持为一定间隙的一对基板夹持液晶而成的结构。

详细地，液晶面板成为下述结构：以在一个基板上像素电极按每一像素排列为矩阵状、在另一个基板上共用电极遍及各像素而成为共用的方式设置，由像素电极与共用电极夹持液晶。如果使与灰度等级相应的电压施加、保持在像素电极与共用电极之间，则液晶的取向状态按每一像素被规定，由此，透射率或反射率被进行控制。因此，上述结构，能够使作用于液晶分子的电场之中、仅从像素电极朝向共用电极的方向(或其相反方向)、即相对于基板面的垂直方向(纵方向)的分量，对显示控制起作用。

如果如近年来那样为了小型化、高精细化而使像素间距变窄，则会产生在相互相邻的像素电极之间产生的电场、即相对于基板面的平行方向(横方向)的电场，其影响不能忽视。如果对例如像VA(Vertical Alignment，垂直取向)方式和/或TN(Twisted Nematic，扭曲向列)方式等那样应该利用纵方向的电场进行驱动的液晶施加横电场，则会产生下述问题：发生液晶的取向不良(反向倾斜域(リバ一スチルトドメイン))、产生显示上的不良状况。

为了减轻该反向倾斜域的影响，提出了以下技术：与像素电极一致地规定遮光层(开口部)的形状等而改进液晶面板的结构的技术(例如参照专利文献1)，在根据图像信号计算出的平均亮度值小于等于阈值的情况下判断为产生反向倾斜域而切除大于等于设定值的图像信号的技术(例如参照专利文献2)等。

[专利文献1]特开平6-34965号公报(图1)

[专利文献2]特开2009-69608号公报(图2)

但是，通过液晶面板的结构而减小反向倾斜域的技术，存在着容易使开口率降低、此外不能够应用于未改进结构而已经制作的液晶面板的缺点。另一方面，切除大于等于设定值的图像信号的技术，也存在着所显示的图像的明亮度被限制为设定值的缺点。

发明内容

本发明是鉴于上述的情形而提出的，其目的之一在于提供消除这些缺点并且减小反向倾斜域的技术。

为了达到上述目的，本发明的图像处理电路，基于图像信号，指定对各像素的液晶施加的施加电压，其具备：修正部，其在由前述图像信号指定的前述施加电压是比对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

根据本发明，由于不需要改变液晶面板100的结构，所以不会引起开口率的降低。此外，也可以应用于未改进结构而已经制作的液晶面板。进而，由于在由图像信号指定的施加电压是比对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压，所以关于其他像素，不会产生修正的影响。因此，也不会将所显示的图像的明亮度限制为设定值。

在本发明中，优选地，前述修正部，在被施加前述最大灰度等级附近的施加电压的像素与被施加最小灰度等级附近的施加电压的像素相邻的情况下，在前述相邻的像素其由前述图像信号指定的前述施加电压是比对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。由此，关于容易产生反向倾斜域的像素，可以使因修正引起的明亮度的变化难以被感知到。

此外，在本发明中，优选地，前述修正部，在与进行前述修正的像素相邻的像素其由前述图像信号指定的前述施加电压是比对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

此外，为了达到上述目的，本发明的图像处理电路，基于图像信号，指定对每一像素的液晶元件施加的施加电压，其具备：边界检测部，其检测由前述图像信号指定的施加电压小于第1电压的第1像素与前述施加电压大于等于第2电压的第2像素的边界，该第2电压比前述第1电压大；修正部，其在对于与前述边界相邻的第1像素、由前述图像信号指定的施加电压小于第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述图像信号指定的施加电压修正为预定的电压，该第3电压比前述第1电压低。根据本发明，由于不需要改变液晶面板100的结构，所以不会引起开口率的降低。此外，也可以应用于未改进结构而已经制作的液晶面板。进而，由于在对于与所检测的边界相邻的第1像素、由所输入的图像信号指定的施加电压小于第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压修正为预定的电压，所以关于其他像素，不会产生修正的影响。因此，也不会将所显示的图像的明亮度限制为设定值。

在本发明中，优选地，前述修正部，关于相对于与前述边界相邻的第1像素、位于与前述边界相反侧的1个以上的像素，在其施加电压小于前述第3电压的情况下，将向与该像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述所输入的图像信号指定的施加电压修正为前述预定的电压。由于被修正为预定的电压的预定的电压的施加时间变长，所以可以更可靠地使反向倾斜域的产生减少。优选地，作为前述预定的电压，小于等于1.5伏特。这是因为，因修正引起的明亮度的变化几乎不会被感知到，并且难以受到横电场的影响。

而且，本发明，除了图像处理电路之外，还可以概念化为图像处理方法、液晶显示装置以及包含该液晶显示装置的电子设备。

附图说明

图1是表示应用了第1实施方式的图像处理电路的液晶显示装置的图。

图2是表示该液晶显示装置中的液晶元件的等价电路的图。

图3是表示该图像处理电路的结构的图。

图4是表示该液晶显示装置的显示特性的图。

图5是表示该液晶显示装置的显示工作的图。

图6是表示该图像处理电路的修正处理的图。

图7是表示该图像处理电路的另一修正处理的图。

图8是表示第2实施方式的图像处理电路的结构的图。

图9是表示该图像处理电路的修正处理的内容的图。

图10是表示该图像处理电路的修正工作的图。

图11是表示该图像处理电路的修正工作的图。

图12是表示该图像处理电路的修正工作的图。

图13是表示该图像处理电路的修正工作的图。

图14是表示应用了液晶显示装置的投影机的图。

图15是表示因横电场的影响引起的显示上的不良状况等的图。

符号说明

1…液晶显示装置，30…图像处理电路，100…液晶面板，100a…元件基板，100b…对置基板，105…液晶，108…共用电极，118…像素电极，120…液晶元件，302…边界检测部，314、315…修正部，316…D/A转换器，2100…投影机。

具体实施方式

<第1实施方式>

以下，关于本发明的实施方式参照附图进行说明。

图1是表示应用了本实施方式的图像处理电路的液晶显示装置的整体结构的框图。

如该图所示，液晶显示装置1具有控制电路10、液晶面板100、扫描线驱动电路130和数据线驱动电路140。

其中，图像信号Vid-in从上位装置与同步信号Sync同时地被提供给控制电路10。图像信号Vid-in是分别指定液晶面板100的各像素的灰度等级的数字数据，其按照同步信号Sync中所包含的垂直扫描信号、水平扫描信号以及点时钟信号(在图1中均省略图示)以扫描的顺序被提供。

而且，虽然图像信号Vid-in指定灰度等级，但是由于液晶元件的施加电压与灰度等级相应地确定，所以也可以认为图像信号Vid-in指定液晶元件的施加电压。

控制电路10由扫描控制电路20和图像处理电路30构成，其中，扫描控制电路20生成各种控制信号，与同步信号Sync同步地控制各部分。图像处理电路30，虽然关于其细节后面进行描述，但是其对数字的图像信号Vid-in进行处理，输出模拟的数据信号Vx。

液晶面板100成为以下的结构：元件基板(第1基板)100a与对置基板(第2基板)100b保持一定的间隙而粘合，并且在该间隙中夹持有由纵方向的电场进行驱动的液晶105。

在元件基板100a之中与对置基板100b相对的面上，m行的这多行扫描线112在图中沿X(横)方向设置，另一方面，n列的这多列数据线114沿Y(纵)方向并且以保持与各扫描线112相互电绝缘的方式设置。

而且，在本实施方式中，为了区分扫描线112，有从图中的上方开始依次称为第1、2、3、...、(m-1)、m行的情况。同样，为了区分数据线114，有从图中的左侧开始依次称为第1、2、3、...、(n-1)、n列的情况。

在元件基板100a上，进一步对应于扫描线112与数据线114的各个交叉处，设置有n沟道型的TFT116和具有矩形形状及透明性的像素电极118所构成的组。TFT116的栅电极连接于扫描线112，源电极连接于数据线114，漏电极连接于像素电极118。

另一方面，在对置基板100b之中与元件基板100a相对的面上，遍及整面地设置有具有透明性的共用电极108。并且，对于共用电极108，由图示省略了的电路施加电压LCcom。

而且，在图1中，由于元件基板100a的相对面是纸面里侧，所以关于在该相对面上设置的扫描线112、数据线114、TFT116以及像素电极118，应该用虚线表示，但是由于难以观看，所以分别用实线进行了表示。

液晶面板100的等价电路，如图2所示，成为液晶元件120对应于扫描线112与数据线114的交叉处排列而成的结构，所述液晶元件120由像素电极118与共用电极108夹持液晶105而成。

此外，虽然在图1中进行了省略，但是在液晶面板100的等价电路中，实际如图2所示，相对于液晶元件120并列地设置有辅助电容(存储电路)125。该辅助电容125，其一端与像素电极118连接，另一端共同连接至电容线115。电容线115保持为随时间恒定的电压。

在此，如果扫描线112成为H电平，则栅电极连接于该扫描线的TFT116成为导通，从而像素电极118连接于数据线114。因此，在扫描线112是H电平时，如果对数据线114供给与灰度等级相应的电压的数据信号，则该数据信号经由导通了的TFT116施加到像素电极118。如果扫描线112成为L电平，则TFT116截止，但是对像素电极施加的电压因液晶元件120的电容性以及辅助电容125而保持。

在液晶元件120中，与由像素电极118以及共用电极108产生的电场相应地，液晶105的分子取向状态发生变化。因此，如果液晶元件120是透射型，则成为与施加、保持电压相应的透射率。

在液晶面板100中，由于透射率按每一液晶元件120而变化，所以液晶元件120相当于像素。并且，该像素的排列区域成为显示区域101。而且，在本实施方式中，将液晶105设定为作为VA方式的、液晶元件120在无电压施加时成为黑状态的常黑模式。

扫描线驱动电路130，按照由扫描控制电路20生成的控制信号Yctr，对第1、2、3、...、m行的扫描线112提供扫描信号Y1、Y2、Y3、...、Ym。详细地，扫描线驱动电路130，如图5的(a)所示，在帧中以第1、2、3、...、m行这样的顺序选择扫描线112，并且将向所选择的扫描线供给的扫描信号设定为选择电压VH(H电平)，将向其以外的扫描线供给的扫描信号设定为非选择电压VL(L电平)。

而且，所谓帧，指通过驱动液晶面板100而使图像的1帧显示所需的期间，如果同步信号Sync中所包含的垂直扫描信号的频率是60Hz，则帧是作为其倒数的16.7毫秒。

数据线驱动电路140，按照由扫描控制电路20生成的控制信号Xctr，将从图像处理电路30供给的数据信号Vx，作为数据信号X1～Xn采样到第1～n列的数据线114。

此外，关于本说明中的电压，除了液晶元件120的施加电压，只要未特别地明确记载，就是以图示省略了的接地电位作为零电压的基准。这是因为，液晶元件120的施加电压是共用电极108的电压LCcom与像素电极118的电位差，与其他的电压相区别。

还有，在本实施方式中，液晶元件120的施加电压与透射率的关系，如果是常黑模式，则由图4的(a)所示那样的V-T特性表示。因此，为了使液晶元件120成为与由图像信号Vid-in指定的灰度等级相应的透射率，只要对该液晶元件施加与该灰度等级相应的电压即可。

但是，仅与由图像信号Vid-in指定的灰度等级相应地规定液晶元件120的施加电压，有时会产生因反向倾斜域引起的显示上的不良状况。

下述情况被认为是该不良状况的原因之一：在液晶元件120中所夹持的液晶分子处于不稳定的状态时，会受到横电场的影响而紊乱，其结果，以后难以成为与施加电压相应的取向状态。

如果对于液晶元件120的施加电压处于大于等于常黑模式的黑等级的电压Vbk而小于阈值Vth1(第1电压)的电压范围A，则由于纵电场的限制力是稍微大于取向膜的限制力的程度，所以液晶分子的取向状态容易紊乱。这是液晶分子处于不稳定的状态时的情况。

为了方便，将液晶元件的施加电压处于电压范围A的液晶元件的透射率范围(灰度等级范围)设为“a”。

另一方面，所谓受到横电场的影响的情况，是相互相邻的像素电极之间的电位差变大的情况，这是在将要显示的图像中黑等级或者接近于黑等级的暗像素与白等级或者接近于白等级的亮像素相邻的情况。

在这样的暗像素以及亮像素之中，所谓暗像素，在图4的(a)那样的常黑模式下，是施加电压处于电压范围A的液晶元件120。对于该暗像素提供横电场的是亮像素。为了确定该亮像素，将亮像素设定为施加电压处于电压范围B的液晶元件120，该电压范围B是大于等于阈值Vth2(第2电压)而小于等于常黑模式的白等级电压Vwt的电压范围。为了方便，将液晶元件的施加电压处于电压范围B的液晶元件的透射率范围(灰度等级范围)设为“b”。

而且，在常黑模式中，阈值Vth1是使液晶元件的相对透射率成为10％的光学的阈值电压，阈值Vth2可以认为是使液晶元件的相对透射率成为90％的光学的饱和电压。

施加电压处于电压范围A的液晶元件，在与施加电压处于电压范围B的液晶元件相邻时，可能处于容易接受横电场而产生反向倾斜域的状况。但是，不能说确定会产生反向倾斜域。

另外，相反，处于电压范围B的液晶元件，即使与处于电压范围A的液晶元件相邻，也由于纵电场的影响是支配性的所以处于稳定状态，因此，不会如电压范围A的液晶元件那样产生反向倾斜域。

如果关于因反向倾斜域引起的显示上的不良状况的例子进行说明，则在由图像信号Vid-in表示的图像例如如图15的(a)所示，以白像素作为背景且黑像素的区域按每一帧各1像素地例如向左方向移动的情况下，明显化为应该从黑像素变化为白像素的像素由于反向倾斜域的产生而无法成为白像素这样的一种拖尾现象。在该图中，为了说明的方便，抽取出了帧图像之中1行的边界附近区域。

作为该现象的原因之一，认为是由于，在白像素与黑像素相邻时，这些像素之间的横电场变强，成为在该黑像素中容易产生反向倾斜域的状态，并且该状态的区域伴随着黑像素的移动而变得连续。

而且，在以白像素作为背景且黑像素的区域按每一帧各2个或2个以上像素地进行移动的情况下，该拖尾现象不明显，或者难以被观看出。其理由认为如下。认为是由于，在某一帧中，在白像素与黑像素相邻时，虽然成为在该黑像素中容易产生反向倾斜域的状态，但是由于黑像素以2个或2个以上的像素进行移动，所以该状态的区域变得不连接。

为了抑制因这样的反向倾斜域引起的显示上的不良状况的产生，重要的是，第1，即使在由图像信号Vid-in表示的图像中暗像素与亮像素相邻时，在液晶面板100中，也使暗像素与亮像素不相邻。

为了在液晶面板100中使暗像素与亮像素不相邻，只要在常黑模式下使与暗像素对应的液晶元件的施加电压变高即可，但是这意味着，忽视由图像信号Vid-in规定的灰度等级而使与亮像素相邻的暗像素的黑等级变亮。因此，重要的是，第2，关于与亮像素相邻的暗像素所对应的液晶元件的施加电压，以黑等级的变化尽可能不被感知到的方式进行修正。

另一方面，即使施加电压处于电压范围A的液晶元件(暗像素)与施加电压处于电压范围B的液晶元件(亮像素)相邻，也不能说确定会产生反向倾斜域。

因此，在本实施方式中，为了抑制因反向倾斜域引起的显示上的不良状况的产生，形成为下述构成，即：首先，在由图像信号Vid-in表示的图像中暗像素与亮像素相邻的情况下，作为是容易产生反向倾斜域的状况而将该暗像素列为修正候补，其次，当在作为修正候补而列出的该暗像素中是液晶元件的施加电压小于Vc那样的灰度等级时，对该暗像素的液晶元件强制地施加电压Vc的构成，详细地如后所述将该暗像素的灰度等级修正(置换)为与施加电压Vc相当的灰度等级c的构成。

在此，虽然VA方式的液晶分子，在液晶元件的施加电压为0时相对于基面板成为垂直方向，但是电压Vc是比阈值Vth1低、对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压，是针对电压Vc附近的电压变化、使透射率的变化几乎感知不到的程度的电压。

而且，如果从在常黑模式的黑等级附近使透射率变化几乎感知不到的观点来说，电压Vc处于0～1.5伏特的范围内，但是如果从液晶分子开始倾斜的电压的观点来说，电压Vc是1.5伏特。因此，作为电压Vc，优选小于等于1.5伏特。

在本实施方式中，在由图像信号Vid-in表示的图像中检测暗像素与亮像素相邻的情况、并且在该暗像素中是液晶元件的施加电压小于电压Vc的灰度等级时将该暗像素的灰度等级修正为灰度等级c的结构，是图1中的图像处理电路30。

因此，接着，关于图像处理电路30的详情参照图3进行说明。

如该图所示，图像处理电路30具有边界检测部302、延迟电路312、修正部314以及D/A转换器316。

其中，延迟电路312存储从上位装置供给的图像信号Vid-in，并在经过预定时间后读出而作为图像信号Vid-d输出，其由FIFO(Fast In Fast Out：先进先出)存储器和/或多级的锁存电路等构成。而且，延迟电路312的存储以及读出由扫描控制电路20控制。

边界检测部302，在本实施方式中，具有检测部304和判断部306。其中，检测部304，第1，对由图像信号Vid-in表示的帧图像进行分析，判断是否存在处于灰度等级范围a的像素与处于灰度等级范围b的像素在垂直方向或水平方向上相邻的部分，第2，在判断为存在相邻的部分时，检测其相邻部分、即边界(边缘)。

而且，在此所谓边界，完全指处于灰度等级范围a的暗像素与处于灰度等级范围b的亮像素相邻的部分。因此，关于以下部分不作为边界对待：例如处于灰度等级范围a的像素与不处于灰度等级范围a、灰度等级范围b而处于另外的灰度等级范围d的像素相邻的部分，和/或，处于灰度等级范围b的像素与处于灰度等级范围d的像素相邻的部分。

判断部306判断由延迟输出的图像信号Vid-d表示的像素是否是与由检测部304检测的边界相接的暗像素，在该判断结果是“是”的情况下将输出信号的标志Q设定为例如“1”，如果该判断结果是“否”，则设定为“0”。

而且，如果还未存储某种程度的图像信号，则检测部304不能够在应该显示的图像中遍及垂直或水平方向检测边界。因此，因调整来自上位装置的图像信号Vid-in的供给定时的原因，设置有延迟电路312。

由于从上位装置供给的图像信号Vid-in的定时与从延迟电路312供给的图像信号Vid-d的定时不同，所以如果严格来说则关于两个水平扫描期间等而言是不一致的，但是关于以后而言则不作特别地区分来进行说明。

此外，在检测部304中用于检测边界的图像信号Vid-in的存储由扫描控制电路20控制。

在从判断部306供给的标志Q是“1”的情况下，如果由图像信号Vid-d指定的灰度等级指定了比c暗的等级，则修正部314将其置换为灰度等级c的图像信号，并作为图像信号Vid-out输出。

而且，在即使从判断部306供给的标志Q是“1”但由图像信号Vid-d指定的灰度等级指定了c以上的亮的等级时，以及在标志Q是“0”时，修正部314不修正由图像信号Vid-d指定的灰度等级而作为图像信号Vid-out输出。

D/A转换器316将作为数字数据的图像信号Vid-out转换为模拟的数据信号Vx。

为了防止对液晶105施加直流分量，数据信号Vx的电压，例如按每一帧交替地切换为相对于作为视频振幅中心的电压Vcnt高位侧的正极性电压和低位侧的负极性电压。

而且，对共用电极108施加的电压LCcom虽然可以认为是与电压Vcnt大致相同的电压，但是考虑到n沟道型的TFT116的截止泄漏等，对其进行调整，使其与电压Vcnt相比成为低位。

如果采用该图像处理电路30，则在由图像信号Vid-d表示的像素是与边界相接的暗像素并且其灰度等级指定了比c暗的等级的情况下，在本实施方式中，由于标志Q成为“1”，所以由该图像信号Vid-d表示的像素的灰度等级被置换为c，而作为图像信号Vid-out输出。

另一方面，在由图像信号Vid-d表示的像素不是与边界相接的暗像素的情况下，或者在即使与边界相接但其灰度等级指定了c以上的亮的等级的情况下，在本实施方式中，由于标志Q成为“0”，所以不对灰度等级进行修正，而将图像信号Vid-d作为图像信号Vid-out输出。

如果关于液晶显示装置1的显示工作进行说明，则从上位装置，遍及帧以1行1列～1行n列、2行1列～2行n列、3行1列～3行n列、...、m行1列～m行n列的像素的顺序提供图像信号Vid-in。图像处理电路30对图像信号Vid-in进行延迟、置换等处理并作为图像信号Vid-out输出。

在此，在以输出1行1列～1行n列的图像信号Vid-out的水平有效扫描期间(Ha)来看时，所处理的图像信号通过D/A转换器316、如图5的(b)所示被转换为正极性或负极性的数据信号Vx，在此例如被转换为正极性的数据信号Vx。该数据信号Vx，通过数据线驱动电路140作为数据信号X1～Xn被采样到第1～n列的数据线114。

另一方面，在输出1行1列～1行n列的图像信号Vid-out的水平扫描期间，扫描控制电路20对扫描线驱动电路130，以仅使扫描信号Y1成为H电平的方式进行控制。如果扫描信号Y1是H电平，则由于第1行的TFT116成为导通状态，所以被采样到数据线114的数据信号，经由处于导通状态的TFT116被施加到像素电极118。由此，对1行1列～1行n列的液晶元件，分别写入与由图像信号Vid-out指定的灰度等级相应的正极性电压。

接着，2行1列～2行n列的图像信号Vid-in，同样由图像处理电路30进行处理，作为图像信号Vid-out输出，并且在由D/A转换器316转换为正极性的数据信号之后，通过数据线驱动电路140被采样到第1～n列的数据线114。

在输出2行1列～2行n列的图像信号Vid-out的水平扫描期间，由于由扫描线驱动电路130仅使扫描信号Y2成为H电平，所以被采样到数据线114的数据信号，经由处于导通状态的第2行的TFT116被施加到像素电极118。由此，对2行1列～2行n列的液晶元件，分别写入与由图像信号Vid-out指定的灰度等级相应的正极性电压。

以下对第3、4、...、m行执行同样的写入工作，由此，在各液晶元件中，写入与由图像信号Vid-out指定的灰度等级相应的电压，制作成由图像信号Vid-in规定的透射像。

在下一帧中，除了因数据信号的极性反转而图像信号Vid-out被转换为负极性的数据信号之外，执行同样的写入工作。

图5的(b)是表示从图像处理电路30在水平扫描期间(H)输出1行1列～1行n列的图像信号Vid-out时的数据信号Vx的一例的电压波形图。在本实施方式中，由于设定为常黑模式，所以如果数据信号Vx是正极性，则其成为相对于基准电压Vcnt高与由图像处理电路30处理后的灰度等级相应的量的高位侧的电压(图中由↑表示)，如果数据信号Vx是负极性，则其成为相对于基准电压Vcnt低与灰度等级相应的量的低位侧的电压(图中由↓表示)。

详细地，如果数据信号Vx的电压是正极性，则其在从相当于白色的电压Vw(+)到相当于黑色的电压Vb(+)的范围内，成为从基准电压Vcnt偏离了与灰度等级相应的量的电压；另一方面，如果数据信号Vx的电压是负极性，则其在从相当于白色的电压Vw(-)到相当于黑色的电压Vb(-)的范围内，成为从基准电压Vcnt偏离了与灰度等级相应的量的电压。

电压Vw(+)与电压Vw(-)处于以电压Vcnt为中心相互对称的关系。关于电压Vb(+)与Vb(-)，也处于以电压Vcnt为中心相互对称的关系。

而且，图5的(b)是表示数据信号Vx的电压波形的图，与对液晶元件120施加的电压(像素电极118与共用电极108的电位差)不同。此外，图5的(b)中的数据信号的电压的纵比例尺与(a)中的扫描信号等的电压波形比较有所放大。

关于由第1实施方式的图像处理电路30进行的处理的具体例子进行说明。

在由图像信号Vid-in表示的帧图像(之一部分)例如如图6的(1)所示，是以白像素为背景而显示黑像素的窗区域的图像的情况下，所检测出的边界示于图6的(2)。

在对于与所检测出的边界相接的暗像素指定了比灰度等级c暗的等级时，图像处理电路30将其置换为灰度等级c的图像信号。因此，图6的(1)中所示的图像由图像处理电路30如图6的(3)所示那样进行修正。

因此，即使黑像素的窗区域在某一方向移动1像素，也不会存在与白像素相邻的黑像素直接地向白像素变化的部分。即使例如如图15的(b)所示，黑像素的窗区域向左方向移动1像素，图像信号Vid-in中与白像素相邻的黑像素，也在暂时变化为灰度等级c(施加电压Vc)之后，变化为白像素。

因此，根据本实施方式，可以防止容易产生反向倾斜域的状态的区域伴随着黑像素的移动而变得连续的情况。进而，由于由图像信号Vid-in规定的图像之中、与边界相接的暗像素的灰度等级被局部地置换，所以由该置换实现的显示图像的修正被用户感知到的可能性也小。而且，在本实施方式中，由于不需要改变液晶面板10的结构，所以也不会引起开口率的下降，此外，也可以应用于未改进结构而已经制作的液晶面板。

<第1实施方式的应用、变形例>

在上述的第1实施方式中，可以进行各种应用、变形。

<其1>

在第1实施方式中，形成为在由图像信号Vid-in表示的图像中暗像素与亮像素相邻时，对这2个像素之中、小于施加电压Vc的一方的1像素(在常黑模式下是暗像素)修正为灰度等级c而施加电压Vc的构成，但是关于进行置换的像素，也可以是2个或2个以上。

例如，也可以在由图像信号Vid-in表示的图像示于例如图6的(1)、所检测出的边界示于图6的(2)的情况下，在与边界相接的暗像素和对于该暗像素在与边界相反的方向上相邻的暗像素分别被指定了比灰度等级c暗的等级时，如图7的(a)所示，将其置换为灰度等级c的图像信号。

在这样形成为置换2个像素的灰度等级的构成的情况下，在黑像素的窗区域向某一方向移动了1像素时，成为灰度等级c的期间为2帧。

如例如图15的(c)所示，在黑像素的窗区域向左方向移动了1像素时，图像信号Vid-in中与白像素相邻的黑像素，在每一帧以(黑等级)→灰度等级c→灰度等级c→白等级的顺序转变。因此，由于对液晶分子提供初始倾斜角的期间成为2帧，与第1实施方式比较成倍，所以可以使抑制反向倾斜域的效果加大。

此外，关于进行置换的像素的候补数，并不限于“2”，而也可以是“3”或“3”以上。也可以如例如后述的第2实施方式那样是“6”。

<其2>

在第1实施方式中，检测暗像素与亮像素在垂直或水平方向上相邻的部分作为边界，但是其理由是为了以黑像素的区域的移动方向是哪一方向都可以的方式进行应对。

然而，如果考虑例如光标的移动，则作为黑(暗)像素区域的移动方向，有时只要仅假定水平(X)方向就足够了。特别地，由于图像信号Vid-in以1行1列～1行n列、2行1列～2行n列、3行1列～3行n列、...、m行1列～m行n列的像素的顺序被提供，所以如果仅假定水平方向作为移动方向，则存在能够如接着说明的第2实施方式那样简化边界检测部302的结构的余地。

而且，在作为暗像素的移动方向仅假定水平方向时，除了第2实施方式以外，只要着眼于所检测出的边界中垂直方向的分量，将与该垂直分量的边界相接的暗像素(以及与其相邻的暗像素)作为修正候补即可。

例如在由图像信号Vid-in表示的帧图像示于图6的(1)、所检测出的边界示于图6的(2)的情况下，在对于与垂直方向的边界相接的暗像素指定了比灰度等级c暗的等级时，只要将其置换为灰度等级c的图像信号即可(参照图7的(b))。此外，也可以在对于与垂直方向的边界相接的暗像素以及与该暗像素相邻的暗像素指定了比灰度等级c暗的等级时，将其置换为灰度等级c的图像信号(参照图7的(c))。

<第2实施方式>

接着，关于第2实施方式的图像处理电路进行说明。在该第2实施方式中，在常黑模式下，检测暗像素与亮像素在水平方向上相邻的部分的边界，将与该边界相接的暗像素以及与该暗像素相对于边界在相反的方向上连续的5个暗像素这共计6个暗像素，作为修正候补。

图8是表示第2实施方式的图像处理电路30的结构的框图，关于边界检测部302，特定地关于边界的检测进行了改变。

在该图中，延迟电路(D)308输出图像信号D1，该图像信号D1是使从上位装置提供的图像信号Vid-in延迟了点时钟信号Clk的1周期的量、即1像素的量而得到的信号。延迟电路(D)309输出使图像信号D1延迟了点时钟信号Clk的1周期的量而得到的图像信号D2。因此，图像信号D1相对于图像信号D2成为在时间上在图像信号D2之前1像素的量。

而且，在本例中，延迟电路312输出使图像信号Vid-in延迟点时钟信号Clk的8周期量(8像素量)而得到的图像信号D8。

判断部310比较图像信号D1的灰度等级与图像信号D2的灰度等级，分别将以下情况判断为是边界而输出H电平的判断信号Jdg：(1)图像信号D1的灰度等级处于灰度等级范围a且图像信号D2的灰度等级处于灰度等级范围b的第1情况，或者，与此相反地，(2)图像信号D1的灰度等级处于灰度等级范围b且图像信号D2的灰度等级处于灰度等级范围a的第2情况。

而且，判断部310如果判断出第2情况，则将判断信号Jdg从该检测时开始设定为H电平，但是在检测出第1情况时，从该判断时开始延迟点时钟信号Clk的6周期量(成为修正候补的像素数)而将判断信号Jdg设定为H电平。

在判断信号Jdg从H到L电平的下降时，计数器311将计数值Pc重置为“0”，此后，使计数值Pc按点时钟信号Clk进行递增计数。

修正部315，在计数值Pc是有效值的情况下，在图像信号D8的灰度等级小于灰度等级c时，将其置换为灰度等级c。而且，修正部315将计数值Pc的有效值设定为例如“0”到“5”。

接着，关于第2实施方式的图像处理电路的工作，参照图9至图11进行说明。在此，将由图像信号Vid-in表示的图像之中、某行的显示内容设定为图9的(1)中所示的内容，详细地，在从a到d的列上是白像素，在从e到v的列上是黑像素，在从w到z的列上是白像素。而且，虽然在图9中省略了，但是假定在a列的左侧也连续有白像素，在m与n列之间也连续有黑像素，在z列的右侧也连续有黑像素。

在这样的图像中，在d与e列之间以及V与w列之间这2处检测出边界。因此，成为修正候补的像素，在以时间上的供给顺序来看时，在d与e列之间的边界处为后侧(如果以空间上的排列来看则为边界的右侧)的像素，相对于此，在v与w列之间的边界处成为前侧(如果以空间上的排列来看则为边界的左侧)的像素。

并且，在该例中，如图9的(2)所示，从边界设定为修正候补的像素数成为“6”。

图10是表示边界的后侧像素成为修正候补的情况下的工作的图，图11是表示边界的前侧像素成为修正候补的情况下的工作的图。

首先，参照图10，关于边界的后侧像素成为修正候补的情况下的工作进行说明。

图像信号Vid-in按照点时钟信号Clk，以a、b、c、...列的顺序被提供。

图像信号D1由延迟电路308相对于图像信号Vid-in延迟点时钟信号Clk的1周期量(1像素量)，图像信号D2由延迟电路309相对于该图像信号D1进而延迟1像素量。

在这样延迟后的图像信号D1、D2中，由于图像信号D1的e列处于灰度等级范围a，图像信号D2的d列处于灰度等级范围b，所以判断部310将此判断为第1情况的边界。因此，在从判断出了该边界的定时开始延迟了6像素量的定时、即由图像信号D8表示的像素成为与边界的前侧相接的d列的定时，判断信号Jdg成为H电平。在判断信号Jdg下降为L电平之后，计数器311在成为修正候补的6像素量的期间使计数值Pc从“0”到“5”进行递增计数。

因此，在修正部315中，图像信号D8之中、从d列之后的e列开始到j列为止的6像素成为修正候补。如果在成为了修正候补的e列到j列的6像素中灰度等级小于c，则将其置换为灰度等级c，如果大于等于c，则不置换图像信号D8的灰度等级。

而且，从修正部315输出的图像信号Vid-out，考虑到置换而相对于图像信号D8延迟1像素量输出。

接着，参照图11，关于边界的前侧像素成为修正候补的情况下的工作进行说明。

图像信号Vid-in按照点时钟信号Clk，以...、x、y、z列的顺序被提供。

图像信号D1相对于图像信号Vid-in延迟1像素量，图像信号D2由延迟电路309相对于该图像信号D1进而延迟1像素量。在这样延迟后的图像信号D1、D2中，由于图像信号D1的w列处于灰度等级范围b，图像信号D2的v列处于灰度等级范围a，所以判断部310将此判断为第2情况的边界。因此，在判断出了该边界的定时、即由图像信号D8表示的像素从第2情况的边界变为7像素之前的p列像素的定时，判断信号Jdg成为H电平。

由于在判断信号Jdg下降为L电平之后，计数器311在成为修正候补的6像素量的期间使计数值Pc从“0”到“5”进行递增计数，所以在修正部315中，图像信号D8之中、从p列之后的q列开始到v列为止的6像素成为修正候补。如果在成为了修正候补的q列到v列的6像素中灰度等级小于c，则将其置换为灰度等级c，如果大于等于c，则不置换图像信号D8的灰度等级。

在如第1实施方式那样检测暗像素与亮像素在水平或垂直方向上相邻的部分作为边界的结构中，由于以同行相邻的像素彼此以及同列相邻的像素彼此进行比较，所以特别容易使边界检测部302的电路规模变大。此外，关于延迟电路312的延迟量，也需要多行的量。

相对于此，在如第2实施方式那样检测暗像素与亮像素在水平方向上相邻的部分作为边界的结构中，只要比较同行相邻的像素彼此即可，并且由于延迟量在该例中可以为8像素量，所以容易使电路规模变小。

<第2实施方式的应用、变形例>

在上述的第2实施方式中，将成为修正候补的像素数设定为“6”，但是并不限于此，而也可以例如如图9的(3)所示设定为“1”。在将成为修正候补的像素数设定为“1”的情况下，形成为下述构成：例如在修正部315中，将计数值Pc的有效值仅设定为“0”，在判断部310中，在判断出第2情况的边界时，从该判断时开始延迟点时钟信号Clk的5周期量而将判断信号Jdg设定为H电平。

在这样的构成中，边界的后侧像素成为修正候补的情况下，如图12所示，由于判断信号Jdg在图像信号D8成为d列的定时变为H电平，所以计数值Pc在图像信号D8成为在边界的后侧相接的e列的定时变为“0”。因此，在修正部315中，图像信号D8之中、仅d列之后的e列的像素成为修正候补。

另一方面，在边界的前侧像素成为修正候补的情况下，如图13所示，由于判断信号Jdg在图像信号D8成为u列的定时变为H电平，所以计数值Pc在图像信号D8成为在边界的前侧相接的v列的定时变为“0”。因此，在修正部315中，图像信号D8之中、仅u列之后的v列的像素成为修正候补。

而且，成为了修正候补的e列或v列，如果其灰度等级小于c，则被置换为灰度等级c，如果大于等于c，则不置换图像信号D8的灰度等级。

关于成为修正候补的像素数，可以适宜设定为“1”、“6”之外的数。

在上述的各实施方式中，图像信号Vid-in指定像素的灰度等级，但是也可以直接地指定液晶元件的施加电压。在图像信号Vid-in指定液晶元件的施加电压的情况下，只要形成为根据所指定的施加电压判断边界，对电压进行修正的结构即可。

在各实施方式中，液晶元件120并不限于透射型，而也可以是反射型的。

进而，液晶元件120并不限于常黑模式，而也可以设定为作为例如TN方式的、液晶元件120在无电压施加时成为白状态的常白模式。在设定为常白模式时，液晶元件120的施加电压与透射率的关系，由图4的(b)所示的V-T特性表示，随着施加电压变高而透射率减小。由于在受到横电场的影响的像素是施加电压低的一方的像素这一点上没有改变，所以将对于低于电压Vc的像素的施加电压置换为Vc这一点是相同的。

<电子设备>

接着，作为使用了上述的实施方式的液晶显示装置的电子设备的一例，关于将液晶面板100用作为光阀的投影型显示装置(投影机)进行说明。图14是表示该投影机的结构的俯视图。

如该图所示，在投影机2100的内部，设置有由卤素灯等白色光源构成的灯单元2102。从该灯光源2102射出的投影光由在内部配置的3块镜2106以及2块分色镜2108分离为R(红)色、G(绿)色、B(蓝)色这3原色，并分别被引导至与各原色对应的光阀100R、100B以及100G。而且，B色的光，如果与其他的R色和/或G色比较，则光路长，所以为了防止其损失，经过由入射透镜2122、中继透镜2123以及射出透镜2124构成的中继透镜系统2121对其进行引导。

在该投影机2100中，包含液晶面板100的液晶显示装置与R色、G色、B色分别对应而设置3组。光阀100R、100G以及100B的结构与上述的液晶面板100相同。成为指定R色、G色、B色这各个原色分量的灰度等级的图像信号分别从外部上位电路被提供而分别驱动光阀100R、100G以及100B的结构。由光阀100R、100G、100B分别调制后的光，从3个方向入射到分色棱镜2112。并且，在该分色透镜2112中，R色以及B色的光曲折90度，另一方面，G色的光直线前进。

因而，各原色的图像被合成之后，在屏幕2120上，由投影透镜组2114投影彩色图像。

而且，由于在光阀100R、100G以及100B上，通过分色镜2108入射分别与R色、G色、B色对应的光，所以不需要设置滤色器。此外，由于光阀100R、100B的透射像在由分色棱镜2112反射后被投影，相对于此，光阀100G的透射像原样被投影，所以成为光阀100R、100B的水平扫描方向与光阀100G的水平扫描方向成为相反方向而显示使左右反转了的像的结构。

作为电子设备，除了参照图14说明的投影机外，还可以列举电视机、取景器型/监视器直视型的录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事簿、电子计算器、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端、数字照相机、移动电话机、具备触摸面板的设备等。并且，对于这各种电子设备，当然可以应用上述液晶显示装置。

Claims (16)

1.一种图像处理电路，其基于图像信号，指定对各像素的液晶施加的施加电压，其特征在于，具备：

修正部，其在由前述图像信号指定的前述施加电压是比对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

2.根据权利要求1所述的图像处理电路，其特征在于，具备：

检测部，其基于前述图像信号，检测被施加最大灰度等级附近的施加电压的像素与被施加最小灰度等级附近的施加电压的像素是否相邻；

其中，前述修正部，在被施加前述最大灰度等级附近的施加电压的像素与被施加最小灰度等级附近的施加电压的像素相邻的情况下，在前述相邻的像素其由前述图像信号指定的前述施加电压是比对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

3.根据权利要求2所述的图像处理电路，其特征在于：

前述修正部，在与进行前述修正的像素相邻的像素其由前述图像信号指定的前述施加电压是比对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

4.一种液晶显示装置，其具备液晶面板以及图像处理电路，该液晶面板包括在第1基板上设置的像素电极和在第2基板上设置的共用电极并且在前述像素电极与共用电极之间夹持有液晶，该图像处理电路指定对前述液晶施加的施加电压，其特征在于：

前述图像处理电路具备：

检测部，其基于前述图像信号，检测被施加最大灰度等级附近的施加电压的像素与被施加最小灰度等级附近的施加电压的像素是否相邻；以及

修正部，其在前述被施加最大灰度等级附近的施加电压的像素与被施加最小灰度等级附近的施加电压的像素相邻的情况下，在由前述图像信号指定的前述施加电压是比对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

5.一种液晶显示装置，其具备液晶面板以及图像处理电路，该液晶面板包括在第1基板上设置的像素电极和在第2基板上设置的共用电极并且在前述像素电极与共用电极之间夹持有液晶，该图像处理电路指定对前述液晶施加的施加电压，其特征在于：

前述图像处理电路具备：

检测部，其基于前述图像信号，检测被施加成为最大透射率附近的施加电压的像素与被施加成为最小透射率附近的施加电压的像素是否相邻；以及

修正部，其在前述被施加成为最大透射率附近的施加电压的像素与被施加成为最小透射率附近的施加电压的像素相邻的情况下，在由前述图像信号指定的前述施加电压是比对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压低的电压的情况下，将前述施加电压修正为对前述液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

6.一种图像处理电路，其基于图像信号，指定对每一像素的液晶元件施加的施加电压，其特征在于，具备：

边界检测部，其检测由前述图像信号指定的施加电压小于第1电压的第1像素与前述施加电压大于等于第2电压的第2像素的边界，该第2电压比前述第1电压大；

修正部，其在对于与前述边界相邻的第1像素、由前述图像信号指定的施加电压小于第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述图像信号指定的施加电压修正为预定的电压，该第3电压比前述第1电压低。

7.根据权利要求6所述的图像处理电路，其特征在于：

前述预定的电压是前述第3电压。

8.根据权利要求6所述的图像处理电路，其特征在于：

前述预定的电压是对液晶分子提供初始倾斜角的程度的电压。

9.根据权利要求6所述的图像处理电路，其特征在于：

前述修正部，在与所检测出的边界相邻的第1像素的施加电压大于等于前述第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压设定为由前述图像信号指定的施加电压。

10.根据权利要求6～9中的任意一项所述的图像处理电路，其特征在于：

前述边界检测部，检测前述第1像素与前述第2像素在水平方向上相邻的部分作为前述边界。

11.根据权利要求10所述的图像处理电路，其特征在于：

前述边界检测部，通过前述图像信号与将该图像信号延迟1像素而得到的信号的比较来检测前述边界。

12.根据权利要求6所述的图像处理电路，其特征在于：

前述修正部，关于相对于与前述边界相邻的第1像素、位于与前述边界相反侧的1个以上的像素，在其施加电压小于前述第3电压的情况下，将向与该像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述图像信号指定的施加电压修正为前述预定的电压。

13.根据权利要求6～12中的任意一项所述的图像处理电路，其特征在于：

前述预定的电压小于等于1.5伏特。

14.一种图像处理方法，其基于图像信号，指定对每一像素的液晶元件施加的施加电压，其特征在于，包括：

检测由前述图像信号指定的施加电压小于第1电压的第1像素与前述施加电压大于等于第2电压的第2像素的边界，该第2电压比前述第1电压大；以及

在对于与前述边界相邻的第1像素、由前述图像信号指定的施加电压小于第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述图像信号指定的施加电压修正为预定的电压，该第3电压比前述第1电压低。

15.一种液晶显示装置，其具备液晶面板以及图像处理电路，该液晶面板包括在第1基板上设置的像素电极、在第2基板上设置的共用电极以及在前述像素电极与共用电极之间夹持有液晶的液晶元件，该图像处理电路指定对前述液晶元件施加的施加电压，其特征在于：

前述图像处理电路具备：

边界检测部，其检测由图像信号指定的施加电压小于第1电压的第1像素与前述施加电压大于等于第2电压的第2像素的边界，该第2电压比前述第1电压大；

修正部，其在对于与前述边界相邻的第1像素、由图像信号指定的施加电压小于第3电压的情况下，将向与该第1像素对应的液晶元件施加的施加电压从由前述图像信号指定的施加电压修正为预定的电压，该第3电压比前述第1电压低。

16.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求15所述的液晶显示装置。

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