CN102169677B - 影像处理电路、其处理方法、液晶显示装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供抑制由横向电场的影响导致的显示品质降低的影像处理电路、影像处理方法、液晶显示装置及电子设备。液晶面板(100)具有由设置在元件基板的像素电极(118)和设置在对向基板的共用电极(108)夹持液晶的液晶元件。影像处理电路(30)在常黑模式中,检测与由影像信号Vid-in指定的灰度等级对应的液晶元件的施加电压低于电压Vth1的暗像素与施加电压为电压Vth2以上的亮像素的边界,将向与当前帧中检测出的边界中的相对当前帧的前一帧中检测出的边界变化了的部分相邻的亮像素的施加电压,从与由当前帧的影像信号指定的灰度等级对应的施加电压校正为电压Vth1以上且低于电压Vth2的电压Vc1。
Description
技术领域
本发明涉及降低液晶面板中的显示方面的不良情况的技术。
背景技术
液晶面板是通过保持为一定间隙的一对基板夹持液晶而成的构成。详细而言,液晶面板构成为,在一方的基板上按每个像素将像素电极排列成矩阵状,在另一方的基板上以在各像素中共用的方式设置有共用电极,通过像素电极和共用电极夹持有液晶。在像素电极与共用电极之间,如果施加并保持与灰度等级相应的电压,则按每个像素规定液晶的取向状态,由此透射率或反射率被控制。因此,在上述构成中,只有作用于液晶分子的电场中的从像素电极朝向共用电极的方向(或者其相反方向)、即相对于基板面垂直的方向(纵向)的分量,能够有助于显示控制。
但是,近年来为了小型化、高精细化而缩窄像素间距,则产生在相互相邻的像素电极彼此之间所产生的电场、即相对于基板面平行的方向(横向)的电场,其影响不能忽视。如果对例如VA(Vertical Alignment,垂直排列)方式、TN(Twisted Nematic,扭曲向列)方式等那样应该由纵向的电场驱动的液晶,施加横向电场,则发生液晶的取向不良(也就是,反向倾斜畴(reverse tilt domain)),产生发生显示不良的问题。
为了降低该反向倾斜畴的影响,提出了如下的技术:相应于像素电极而规定遮光层(开口部)的形状等来考虑液晶面板的结构的技术(例如参照专利文献1)、和在根据影像信号所计算出的平均辉度值为阈值以下的情况下判断为发生反向倾斜畴,对设定值以上的影像信号进行消波(clip)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,就通过液晶面板的结构来降低反向倾斜畴的技术而言,开口率容易降低,另外还存在不能应用于对其结构未作研究的已经制造出来的液晶面板这样的缺点。另一方面,就对设定值以上的影像信号进行消波的技术而言,也存在所显示的图像的亮度被限制为设定值这样的缺点。
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而作出的,其目的之一在于提供消除这些缺点且降低反向倾斜畴的技术。
为了达成上述目的,本发明所涉及的影像处理电路,对液晶面板,输入按所述每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理了的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,该液晶面板中,由与多个像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶,包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极来构成液晶元件,该影像处理电路的特征在于,具有:通过解析当前帧的影像信号,对由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界进行检测的第一边界检测部;通过解析比当前帧往前一帧的影像信号,对所述第一像素与所述第二像素的边界进行检测的第二边界检测部;和校正部,该校正部对于向对应于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第二像素的液晶元件的施加电压进行校正,使得该施加电压从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压变为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压。根据本发明,没有改变液晶面板的结构的必要,所以不会导致开口率的降低,另外,也能够应用于未对其结构进行研究的已经制造出来的液晶面板。而且,将向对应于与边界相邻的像素中的第二像素的液晶元件的施加电压,从与由影像信号所指定的灰度等级对应的值进行校正,所以所显示的图像的亮度也不会被限制为设定值。
在本发明中,优选,所述校正部,对于与所述变化了的部分相邻的第二像素和与该第二像素连续的第二像素,校正向与该第二像素对应的液晶元件的施加电压,使得其变为所述第一电压以上且低于所述第二电压。根据本发明,即使在液晶元件的响应时间比显示画面被更新的时间间隔长的情况下,也能够抑制反向倾斜畴的发生。具体而言,在将更新所述液晶面板的显示的时间间隔设为S,将施加电压被校正而被变换电压时的所述液晶元件的响应时间设为T的情况下,在S<T时,与所述边界相邻的第二像素和与该第二像素连续的第二像素的数量,为所述响应时间T除以所述时间间隔S所得的值的整数部分的值即可。
另外,在本发明中,所述校正部,对于与所述变化了的部分相邻的第一像素和与该第一像素连续的第一像素,校正向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,使得其从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压变为所述第一电压以上且低于向与所述第二像素组对应的液晶元件的施加电压。根据本发明,能够进一步减小相邻像素彼此的施加电压之差,能够进一步抑制反向倾斜畴的发生。
另外,本发明所涉及的影像处理电路,其对由与多个像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶并包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极来构成液晶元件的液晶面板,输入按所述每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理了的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,该影像处理电路的特征在于,其具有:第一边界检测部,其通过解析当前帧的影像信号,对由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界进行检测;第二边界检测部,其通过解析比当前帧往前一帧的影像信号,对所述第一像素与所述第二像素的边界进行检测;和校正部,其对于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第一像素和与该第一像素连续的第一像素,校正向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,使得其从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压变为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压。根据本发明,不会导致上述开口率的降低,另外,也能够应用于未对其结构进行研究的已经制造出来的液晶面板。而且,将向对应于与边界相邻的附近像素中的第二像素的液晶元件的施加电压,从与由影像信号所指定的灰度等级对应的值进行校正,所以所显示的图像的亮度也不会被限制为设定值。另外,即使在液晶元件的响应时间比显示画面被更新的时间间隔长的情况下,也能够抑制反向倾斜畴的发生。
另外,在本发明中,优选,所述校正部,对于连续于与所述变化了的部分相邻的第一像素的第一像素,校正向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,使得其从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压变为,高于校正所述施加电压前的向与第一像素对应的液晶元件的施加电压且低于向与所述变化了的部分相邻的第一像素的施加电压的电压。根据本发明,能够使因为为了抑制反向倾斜畴的发生而施加了校正后的电压所以有时变得显眼的第一像素与没有进行校正的第一像素的边界难以被辨认。
另外,在本发明中,优选,所述校正部,对于连续于与所述变化了的部分相邻的第二像素的第二像素,校正向与该第二像素对应的液晶元件的施加电压,使得其从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压变为,低于校正所述施加电压前的向与第二像素对应的液晶元件的施加电压且高于向与所述变化了的部分相邻的第二像素的施加电压的电压。根据本发明,能够使因为为了抑制反向倾斜畴的发生而施加了校正后的电压所以有时变得显眼的第二像素与没有进行校正的第二像素的边界难以被辨认。
另外,本发明除了影像处理电路外,还可以作为影像处理方法、液晶显示装置以及包括该液晶显示装置的电子设备来应用。
附图说明
图1表示应用了本发明的第一实施方式所涉及的影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效电路的图。
图3是表示该影像处理电路的构成的图。
图4是表示该液晶显示装置中的显示特性的图。
图5是表示该液晶显示装置中的显示工作的图。
图6是表示该影像处理电路中的校正处理的内容的图。
图7是表示该影像处理电路中的校正处理的内容的图。
图8是表示该校正处理所实现的横向电场的降低的图。
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的影像处理电路中的校正处理的内容的图。
图10是表示该校正处理所实现的横向电场的降低的图。
图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的影像处理电路中的校正处理的内容的图。
图12是表示该校正处理所实现的横向电场的降低的图。
图13是表示本发明的第四实施方式所涉及的影像处理电路的构成的图。
图14是表示该影像处理电路中的校正处理的内容的图。
图15是表示该校正处理所实现的横向电场的降低的图。
图16是表示第五实施方式所涉及的影像处理电路中的边界校正的内容的图。
图17是表示第五实施方式所涉及的其他边界校正的内容的图。
图18是表示第五实施方式所涉及的其他边界校正的内容的图。
图19是表示应用了实施方式所涉及的液晶显示装置的投影机的图。
图20是表示由横向电场的影响所导致的显示不良的一例的图。
符号说明
1液晶显示装置30影像处理电路100液晶面板
100a元件基板100b对向基板105液晶
108共用电极118像素电极120液晶元件302边界检测部
310判别部306边界检测部308保存部310判别部
314选择器316D/A变换器318计算部2100投影机
具体实施方式
(第一实施方式)
首先,对本发明的第一实施方式进行说明。
图1是表示应用了本实施方式所涉及的影像处理电路的液晶显示装置的整体构成的框图。
如图1所示,液晶显示装置1包括: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。影像信号Vid-in从上级装置与同步信号Sync同步地被供给到控制电路10。影像信号Vid-in为分别指定液晶面板100中的各像素的灰度等级的数字数据,以按照同步信号Sync所含的垂直扫描信号、水平扫描信号以及点时钟信号(都省略了图示)的扫描的顺序被供给。
另外,影像信号Vid-in指定灰度等级,相应于灰度等级确定液晶元件的施加电压,所以可以说影像信号Vid-in是指定液晶元件的施加电压的信号。
控制电路10具有扫描控制电路20和影像处理电路30。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。影像处理电路30,对其详情将后述,但其处理数字的影像信号Vid-in并输出模拟的数据信号Vx。
液晶面板100是保持一定间隙地贴合元件基板(第一基板)100a和对向基板(第二基板)100b,并且在该间隙中夹持由纵向的电场驱动的液晶105而成的构成。在元件基板100a中的与对向基板100b对向的对向面,在图中沿X(横)方向设置有多行即m行的扫描线112,另一方面沿Y(纵)方向且与各扫描线112相互保持电绝缘地设置有多列即n列的数据线114。
另外,在该实施方式中,为区别扫描线112,有时采用在图中从上往下依次称为第1、第2、第3、...第(m-1)、第m行这样的叫法。同样地,为区别数据线114,有时采用在图中从左往右依次称为第1、第2、第3、...第(n-1)、第n列这样的叫法。
在元件基板100a上,还与扫描线112与数据线114的交叉处的各个对应地,设置有n沟道型的TFT116和矩形的并具有透明性的像素电极118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,在对向基板100b中的与元件基板100a对向的对向面上,遍及整个面设置有具有透明性的共用电极108。通过没有图示的电路对共用电极108施加电压LCcom。
另外,在图1中,元件基板100a的对向面是纸面背侧,所以对于在该对向面所设置的扫描线112、数据线114、TFT116和像素电极118,应该用虚线表示,但是如果用虚线表示的话就难以看到,所以分别用实线表示。
图2是表示液晶面板100中的等效电路的图。
如图2所示,液晶面板100是与扫描线112和数据线114的交叉处对应地排列有由像素电极118和共用电极108夹持液晶105所成的液晶元件120而成的构成。在图1中进行省略,但在液晶面板100的等效电路中,实际上如图2所示,相对于液晶元件120并联地设置有辅助电容(存储电容)125。辅助电容125,其一端连接于像素电极118,另一端共用地连接于电容线115。电容线115时间性地保持为一定的电压。
这里,如果扫描线112变为H电平,则栅电极连接于该扫描线的TFT116导通,像素电极118连接于数据线114。因此,在扫描线112为H电平时,如果对数据线114供给与灰度对应的电压的数据信号,则该数据信号经由导通了的TFT116被施加于像素电极118。如果扫描线112变为L电平,则TFT116截止,但施加于像素电极的电压,通过液晶元件120的电容性和辅助电容125被保持。
在液晶元件120中,液晶105的分子取向状态相应于由像素电极118和共用电极108所产生的电场而变化。因此,液晶元件120,如果是透射型的则变为与施加/保持电压相应的透射率。在液晶面板100中,透射率按每个液晶元件120而变化,所以液晶元件120相当于像素。而且,该像素的排列区域成为显示区域101。
另外,在本实施方式中,液晶105为VA方式,液晶元件120是在不施加电压时变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所提供的控制信号Yctr,对第1、第2、第3、...第m行的扫描线112供给扫描信号Y1、Y2、Y3、...Ym。详细而言,扫描线驱动电路130,如图5(a)所示,在帧中按第1、第2、第3、...、第(m-1)、第m行这样的顺序选择扫描线112,并且使得对被选中的扫描线的扫描信号为选择电压VH(H电平),使得对其以外的扫描线的扫描信号为非选择电压VL(L电平)。
另外,所谓帧是指通过驱动液晶面板100来显示图像的1分隔符(comma)的量所需要的期间,如果同步信号Sync所含的垂直扫描信号的频率为60Hz,则帧为其倒数即16.7毫秒。
数据线驱动电路140,将从影像处理电路30供给的数据信号Vx按照由扫描控制电路20所提供的控制信号Xctr作为数据信号X1~Xn采样到第1~n列的数据线114。
另外,在本说明中,对于电压,除了液晶元件120的施加电压外,只要没有特别明确说明,就以省略图示的接地电位为零电压的基准。液晶元件120的施加电压为共用电极108的电压LCcom与像素电极118的电位差,用于区别于其他的电压。
另外,液晶元件120的施加电压和透射率的关系,如果是常黑模式,则表现为例如图4(a)所示的V-T特性。因此,为了使液晶元件120的透射率成为与由影像信号Vid-in所指定的灰度等级对应的透射率,应该可以对液晶元件120施加与该灰度等级对应的电压。但是,仅仅与由影像信号Vid-in所指定的灰度等级对应地规定液晶元件120的施加电压,有时会发生由反向倾斜畴所导致的显示不良。
可以认为该不良情况的原因之一在于,当在液晶元件120中所夹持的液晶分子处于不稳定的状态时,由于横向电场的影响出现混乱,结果是以后难以变成与施加电压对应的取向状态。如果对液晶元件120的施加电压,处于为常黑模式中的黑电平的电压Vbk以上且低于阈值Vth1(第一电压)的电压范围A,则由纵向电场所产生的限制力比由取向膜所产生的限制力稍大,因此液晶分子的取向状态容易混乱。此时液晶分子处于不稳定的状态。简单而言,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(灰度范围)设为“a”。另外,在下面的说明中,在没有必要特别区别灰度范围a中的灰度等级时,将其灰度等级记为“a”,并且将用于得到该灰度等级而对液晶元件的施加电压记为“Va”。
另一方面,所谓受到横向电场的影响的情况,是指相互相邻的像素电极彼此的电位差变大的情况,这是指在将要显示的图像中黑电平或接近黑电平的暗像素与白电平或接近白电平的亮像素相邻的情况。其中,暗像素,在图4(a)所示的常黑模式下,是施加电压处于电压范围A的液晶元件120,对该暗像素施加横向电场的是亮像素。为了特定该亮像素,将亮像素设为施加电压处于为阈值Vth2(第二电压)以上且为常黑模式中的白电平电压Vwt以下的电压范围B的液晶元件120。简单而言,将液晶元件120的施加电压处于电压范围B的液晶元件的透射率范围(灰度范围)设为“b”。另外,在下面的说明中,在没有必要特别区别灰度范围b中的各灰度等级时,有时将该灰度等级作为“b”标记,并且将为了得到该灰度等级而对液晶元件120的施加电压作为“Vb”标记。
另外,在常黑模式下,可以认为阈值Vth1是使液晶元件的相对透射率变为10%的光学阈值电压,阈值Vth2是使液晶元件的相对透射率变为90%的光学饱和电压。
施加电压处于电压范围A的液晶元件,在与处于电压范围B的液晶元件相邻时,受到横向电场而处于容易发生反向倾斜畴的状况。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,由于纵向电场的影响处于支配地位因此也处于稳定状态,所以不会像电压范围A的液晶元件那样发生反向倾斜畴。
如果对于该显示不良的例子进行说明,则在影像信号Vid-in所表示的图像是例如图20所示那样的图像的情况下,详细而言,在灰度范围a的暗像素以灰度范围b的亮像素为背景按每帧一个像素一个像素地向左方移动的情况下,应该从暗像素变为亮像素的像素由于反向倾斜畴的发生而不能变为灰度范围b的灰度,这样的一种拖尾现象显著存在。可认为该现象的原因之一在于,在暗像素和亮像素相邻时,这些像素彼此之间的横向电场变强,在该暗像素中液晶分子的取向混乱,并且取向混乱的区域伴随着暗像素的移动而扩大。
因此,为了抑制由于液晶分子的取向混乱所导致的显示不良的发生,即使在由影像信号Vid-in所表示的图像中暗像素与亮像素相邻时,在液晶面板100中重要的是使暗像素和亮像素不相邻。
因此,在液晶面板100的前级设置的影像处理电路30,解析影像信号Vid-in所表示的图像,检测是否存在灰度范围a的暗像素和灰度范围b的亮像素相邻的状态。而且,影像处理电路30,对于包括与暗像素和亮像素的边界相邻的亮像素、且朝向该边界的相反方向连续的2个以上的亮像素(即应该提高施加电压的一方的像素),将各像素的灰度等级校正(置换)为属于不同于灰度范围b也不同于灰度范围a的其他的灰度范围c的灰度等级c1。灰度范围c是高于灰度范围a且低于灰度范围b的灰度等级的范围。由此,在液晶面板100中,对与亮像素对应的液晶元件120施加相当于灰度等级c1的电压Vc1,所以对于容易受到横向电场的影响的像素(常黑模式下的暗像素),不会产生强的横向电场。
但是,在图像是伴随动态的图像的情况下,即使是在影像信号Vid-in所表示的当前帧中与边界相邻的像素,如果考虑包括比该当前帧往前一帧(即前一帧)的动态,则有时必须校正灰度等级,有时不必校正。本发明,在当前帧的校正时,考虑前一帧的状态来抑制反向倾斜畴的发生。
接着,参照图3对影像处理电路30的详细情况进行说明。如图3所示,影像处理电路30具有校正部300、边界检测部302、应用边界确定部304、边界检测部306、保存部308、延迟电路312和D/A变换器316。
延迟电路312包括FIFO(先入先出)存储器和/或多级闩锁电路等,存储从上级装置供给的影像信号Vid-in,经过预定时间之后读出并作为影像信号Vid-d输出。另外,延迟电路312中的存储以及读出是由扫描控制电路20控制的。
边界检测部302,第一,解析由影像信号Vid-in所表示的图像,判别是否有处于灰度范围a的像素(第一像素)和处于灰度范围b的像素(第二像素)相邻的部分。边界检测部302,第二,在判别为存在相邻部分时,对该相邻部分即边界进行检测。边界检测部302相当于第一边界检测部。
另外,这里所说的边界是指处于灰度范围a的像素和处于灰度范围b的像素相邻的部分。因此,关于例如处于灰度范围a的像素和处于灰度范围c的像素相邻的部分、和处于灰度范围b的像素和处于灰度范围c的像素相邻的部分,不作为边界处理。
边界检测部306,解析由前一帧的影像信号Vid-in所表示的图像,检测处于灰度范围a的像素和处于灰度范围b的像素相邻的部分作为边界。这里所说的边界也与边界检测部302的情况时的定义相同。
保存部308,保存由边界检测部306所检测出的边界的信息,使其延迟一帧期间而输出。
因此,由边界检测部302所检测出的边界是当前帧所涉及的边界,相对于此,由边界检测部306检测出并由保存部308保存的边界是当前帧的前1帧的帧所涉及的边界。因此,边界检测部306相当于第二边界检测部。
应用边界确定部304,将由边界检测部306检测出的当前帧图像的边界中的、除去与保存部308所保存的前一帧图像的边界相同的部分以外的部分(变化了的边界部分)确定为应用边界。
校正部300具有判别部310和选择器314。判别部310分别判别由延迟电路312使其延迟了的影像信号Vid-d所表示的图像的灰度等级是否属于灰度范围b,以及该像素是否与由边界检测部302所检测出的边界相邻。判别部310,在其判别结果都是“是”的情况下将输出信号的标志Q作为例如“1”输出,如果其判别结果有任何一个为“否”则作为“0”输出。
另外,边界检测部302,如果不是在至少蓄积多行的影像信号之后,就不能检测应该显示的图像中的边界,所以以调整影像信号Vid-in的供给定时为目的设置有延迟电路312。因此,影像信号Vid-in的定时和从延迟电路312供给的影像信号Vid-d的定时不同,所以严格来说,对于两者的水平扫描期间等不一致,在以下的说明中没有特别区别开地说明。
判别部310分别判别延迟了的影像信号Vid-d所表示的像素的灰度等级是否属于灰度范围a,以及该像素是否与由应用边界确定部304所确定的应用边界相邻。而且,判别部310,在其判别结果都是“是”的情况下将输出信号的标志Q作为例如“1”输出,如果其判别结果有任何一个为“否”则作为“0”输出。
在该构成中,如果标志Q为“1”,则其意味着延迟了的影像信号Vid-d的像素属于灰度范围a且在当前帧中与边界相邻,而在前一帧中不与边界相邻。如果标志Q为“1”,则选择器314选择输入端b,所以当前帧的影像信号Vid-d被校正为指定灰度等级c1的影像信号,作为影像信号Vid-out而输出。
另一方面,如果标志Q为“0”,则其意味着延迟了的影像信号Vid-d的像素(a)不属于灰度范围a、或者(b)属于灰度范围a且在当前帧中与边界相邻且在前一帧中也与边界相邻。如果标志Q是“0”,则将供给到输入端a的影像信号Vid-d作为影像信号Vid-out输出。
选择器314,根据供给到控制端子Sel的标志Q选择输入端a、b中的任意一个,将供给到被选中的输入端的信号从输出端Out输出影像信号Vid-out。详细而言,在选择器314中,对输入端a供给延迟电路312处理后的影像信号Vid-d,对输入端b供给灰度等级c1的影像信号用于校正。如果供给到控制端子Sel的标志Q为“1”,则选择器314选择输入端b,如果该标志Q为“0”,则选择供给到输入端a的影像信号Vid-d,将任何一方作为影像信号Vid-out输出。
另外,对于图3中加括号表示的(c2)与该实施方式无关。
D/A变换器316,将数字数据即影像信号Vid-out变换成模拟的数据信号Vx。为了防止直流分量施加于液晶105,数据信号Vx的电压被例如按每帧交替变换为相对于视频振幅中心即电压Vc为高位侧的正极性电压和为低位侧的负极性电压。
另外,施加于共用电极108的电压LCcom可以与电压Vc为大致等电压,但考虑到n沟道型的TFT116的截止泄漏电流等,有时调整为使其低于电压Vc。
在上述的构成中,在标志Q为“1”的情况下,这意味着影像信号Vid-in所表示的像素的灰度等级被包含于灰度范围b,且其亮像素与其与暗像素的边界相邻。即,在标志Q为“1”的情况下,意味着横向电场的影响作用于夹着边界相邻的暗像素,处于容易发生反向倾斜畴的状况。如果标志Q为“1”,则选择器314选择输入端b,所以指定灰度范围b的灰度等级的影像信号Vcid-d被校正为指定灰度等级c1的影像信号,作为影像信号Vid-out被输出。另一方面,如果标志Q为“0”,则在选择器314中,输入端a被选择,所以延迟了的影像信号Vid-d被作为影像信号Vid-out输出。
如果对液晶显示装置1的显示工作进行说明,则从上级装置,在每帧按照第1行第1列~第1行第n列、第2行第1列~第2行第n列、第3行第1列~第3行第n列、...、第m行第1列~第m行第n列的像素的顺序供给影像信号Vid-in。影像处理电路30,对影像信号Vid-in进行延迟/校正等处理,作为影像信号Vid-out输出。
这里,在第1行第1列~第1行第n列的影像信号Vid-out被输出的水平有效扫描期间(Ha)观察时,处理后的影像信号Vid-out通过D/A变换器316,如图5(b)所示那样,被变换为正极性或负极性的数据信号Vx,这里被变换成例如正极性。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~第n列的数据线114。
另一方面,在第1行第1列~第1行第n列的影像信号Vid-out被输出的水平扫描期间,扫描控制电路20控制扫描线驱动电路130,使仅扫描信号Y1为H电平。如果扫描信号Y1为H电平,则第1行的TFT116变为导通状态,所以被采样到数据线114的数据信号,通过处于导通状态的TFT116被施加于像素电极118。由此,在第1行第1列~第1行第n列的液晶元件,分别写入与影像信号Vid-out所指定的灰度等级对应的正极性电压。
接着,第2行第1列~第2行第n列的影像信号Vid-in,同样由影像处理电路30处理,作为影像信号Vid-out输出,并且由D/A变换器316变换成正极性的数据信号,在此基础上通过数据线驱动电路140被采样到第1列~第n列的数据线114。
在第2行第1列~第2行第n列的影像信号Vid-out被输出的水平扫描期间,通过扫描线驱动电路130仅使扫描信号Y2变为H电平,所以被采样到数据线114的数据信号,通过处于导通状态的第2行的TFT116被施加于像素电极118。由此,在第2行第1列~第2行第n列的液晶元件,分别写入与影像信号Vid-out所指定的灰度等级对应的正极性电压。
下面,对于第3、第4、...、第m行执行同样的写入工作,由此,对各液晶元件写入与影像信号Vid-out所指定的灰度等级对应的电压,作成由影像信号Vid-in所规定的透射像。
在下一帧中,除了通过数据信号的极性反相将影像信号Vid-out变换成负极性的数据信号以外,执行同样的写入工作。
图5(b)是表示从影像处理电路30历经水平扫描期间(H)输出第1行第1列~第1行第n列的影像信号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,为常黑模式,所以如果数据信号Vx为正极性,则相对于基准电压Vcnt变为按与由影像处理电路30所处理过的灰度等级相应的量为高位侧的电压(在图中用↑表示),如果为负极性,则相对于基准电压Vcnt变为按与灰度等级相应的量为低位侧的电压(在图中用↓表示)。
详细而言,如果数据信号Vx的电压是正极性,则在从相当于白的电压Vw(+)到相当于黑的电压Vb(+)的范围内成为从基准电压Vcnt偏离与灰度相应的量的电压,如果是负极性,则在从相当于白的电压Vw(-)到相当于黑的电压Vb(-)的范围内成为从基准电压Vcnt偏离与灰度相应的量的电压。
电压Vw(+)以及电压Vw(-)具有以电压Vcnt为中心相互对称的关系。对于电压Vb(+)以及Vb(-)也具有以电压Vcnt为中心相互对称的关系。
另外,图5(b)表示数据信号Vx的电压波形,与施加于液晶元件120的电压(像素电极118与共用电极108的电位差)不同。另外,图5(b)中的数据信号的电压的纵向标度与图5(a)中的扫描信号等的电压波形相比扩大。
对于影像处理电路30所执行的校正处理的具体例进行说明。
在相对于当前帧为前一帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(1)所示、当前帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(2)所示的情况下,即,由灰度范围a的暗像素所构成的图形以处于灰度范围b的亮像素为背景向左方移动的情况下,由边界检测部306检测出并保存于保存部308的前一帧图像的边界和由边界检测部302检测出的当前帧图像的边界,分别如图6(3)所示。
因此,通过应用边界确定部304所确定的应用边界如图7(4)所示。
在影像处理电路30中,将与当前帧中的灰度等级属于灰度范围a的暗像素与灰度等级属于灰度范围b的亮像素的边界中的相对于前一帧的边界变化了的部分(即应用边界)相邻的亮像素校正为灰度等级c1,作为影像信号Vid-out输出。因此,图6(2)所示的图像,通过影像处理电路30被校正为图7(5)所示那样的灰度等级的图像。灰度等级c1,可以是根据为阈值Vth1以上且低于阈值Vth2的任何的施加电压(第三电压)所得的灰度等级,但优选相对于没有实施该校正时的亮度的变化在10%以内。
当为影像信号Vid-in未经影像处理电路30处理即被供给到液晶面板100的构成时,在为正极性写入的情况下,像素电极的电位如例如图8(a)所示。即,如果是正极性写入,则亮像素的像素电极的电位比暗像素的像素电极的电位低,其电位差大,所以容易受到横向电场的影响。另一方面,在负极性的情况下,以电压Vc(大致等于电压LCcom)为基准对称,电位的高低关系逆转,电位差大的情况没有改变,所以仍然容易受到横向电场的影响。
相对于此,根据影像处理电路30的构成,在图8(a)的显示由影像信号Vid-in指定的情况下,如图8(b)所示地像素电极的电位升高。由此,像素电极彼此的电位差阶梯性地变化,所以能够抑制横向电场的影响。由此,即使在灰度范围a的暗像素以灰度范围b的亮像素为背景按每帧一个像素一个像素地向左方移动的情况下,也能抑制反向倾斜畴的发生,所以图20所示的拖尾现象不会显著发生。
另外,在该实施方式中,以液晶105为VA方式的常黑模式进行了说明,但也可以使得液晶105为例如TN方式,在不施加电压时成为液晶元件120变为白状态的常白模式。在为常白模式时,液晶元件120的施加电压与透射率的关系,表现为例如图4(b)所示那样的V-T特性,随着施加电压变高,透射率减小。受到横向电场影响的像素仍是施加电压较低的像素,这一点没有改变,但在常白模式下施加电压较低的像素变为亮像素。因此,在常白模式下,影像处理电路30,在处于下述状况,即,大于施加电压为阈值Vth1时的透射率的亮像素(第一像素)和小于等于施加电压为阈值Vth2时的透射率的暗像素(第二像素)相邻的状况的情况下,只要进行将由影像信号Vid-in所指定的暗像素的灰度等级校正为灰度等级c1的处理即可。
这样,根据本实施方式,能够事先避免由所述的反向倾斜畴所导致的显示不良。而且,由影像信号Vid-in所规定的图像中的与边界相邻的像素的灰度等级被局部校正,所以由该校正所引起的显示图像的变化被使用者察觉到的可能性也小。另外,在该实施方式中,与在当前帧的影像信号中对与所有的边界相邻的亮像素的灰度等级进行校正的情况相比,灰度等级的校正次数变少,所以能够减少影像信号Vid-in所具有的信息的损失。另外,在本实施方式中,没有改变液晶面板100的结构的必要,所以也不会导致开口率的降低,另外,也能够应用于没有研究结构的已经制造出来的液晶面板。
另外,在图7(5)中,对于※1所标记的像素,认为其与应用边界相邻,将其校正为灰度等级c1,但在该例中,如果考虑到亮像素的图形沿水平方向移动或与亮像素处于对角的位置,则可认为横向电场的影响小。因此,对于※1所标记的像素,也可以不将其校正为灰度等级c1。
(第二实施方式)
接下来,对本发明的第二实施方式进行说明。
在下面的说明中,对于与第一实施方式同样的构成标注同样的符号进行表示,对于其详细说明适当省略。在上述的实施方式中,仅对与应用边界相邻的1个亮像素将其校正为灰度等级c1,但在该实施方式中,对于包括该亮像素在内的2个以上的连续的亮像素将其校正为灰度等级c1。
该实施方式的影像处理电路30,与第一实施方式的构成不同的部分在于判别部310的判别内容变化了这一点。
判别部310分别判别由延迟电路312延迟后的影像信号Vid-d所表示的像素的灰度等级是否属于灰度范围b、以及该像素是否与由应用边界确定部304所确定的应用边界相邻。判别部310,在其判别结果都是“是”的情况下,将输出信号的标志Q作为例如“1”输出,在其判别结果中任何一个为“否”的情况下,将输出信号的标志Q作为“0”输出。判别部310,在对于某个亮像素将标志Q从“0”向“1”变换并输出时,对于连续于与应用边界相邻的亮像素的2个以上的亮像素,也将标志Q作为“1”输出。这里,判别部310对于3个连续的亮像素将标志Q作为“1”输出。
接下来,对于影像处理电路30所执行的处理的具体例进行说明。
在相对于当前帧为前一帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(1)所示、当前帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(2)所示的情况下,应用边界如图9(1)所示。
在影像处理电路30中,对于亮像素组(下面称为“校正对象亮像素组”)将其各像素校正为灰度等级c1的影像信号,该亮像素组包括与应用边界相邻且灰度等级属于灰度范围b的亮像素且包括连续的2个以上的亮像素。该校正对象亮像素组,在这里由3个连续的亮像素构成。
通过以上的处理,图6(1)所示的图像,通过影像处理电路30被校正为图9(2)所示那样的灰度等级。
当为影像信号Vid-in未经影像处理电路30处理即被供给到液晶面板100的构成时,在属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的亮像素中,如果是正极性写入,则像素电极的电位如例如图10(a)所示。相对于此,在本例中,如图10(b)所示,进行校正,使得向与校正对象亮像素组对应的液晶元件120的施加电压降低,所以能够进一步减小接近的像素彼此的电位差。因此,像素电极彼此的电位差阶梯性地变化,所以能够将横向电场的影响抑制到很小。
这样,即使是本实施方式的构成也能够起到与第一实施方式同样的效果。
此外,将液晶面板100的显示画面被更新的时间间隔设为S(毫秒),将通过校正部300对校正对象亮像素组的各像素的施加电压进行校正直到变为变换为电压Vc1时的液晶元件120的取向状态为止的响应时间设为T(毫秒)。在液晶面板100以等倍速被驱动的情况下,时间间隔S等于帧,为16.7毫秒。因此,如果S(=16.7)≥T,则成为灰度等级c1的亮像素仅为与边界相邻的1个像素足矣。另一方面,近年来,存在2倍速、4倍速、...这样地,使得液晶面板100的驱动更加高速化的倾向。即使在这样的高速驱动中,从上级装置供给来的影像信号Vid-in与等速驱动同样地,按每帧为1分隔符(comma)的量。因此,有时在第n帧与第(n+1)帧之间,为使动态画面显示识别特性提高等,通过插补技术等生成两帧的中间的图像,使该图像显示于液晶面板100。例如在2倍速驱动的情况下,显示画面更新的时间间隔为一半即8.35(毫秒)。因此,各帧被分割为第一场和第二场这2个场,并且在第一场中进行使例如自身的帧的图像显示的更新,在第二场中进行使相当于该自身的帧的图像和之后的帧的图像的插补图像显示的更新。因此,即使是高速驱动,在分割帧而成的场中,有时图像图形能够每次按一个像素的量移动。
在将供给1分隔符的量的影像信号Vid-in的帧的时间设为F(毫秒)时,在以其的U倍速(U为整数)驱动液晶面板时,1场的时间为用F除以U所得的值,其成为显示画面被更新的时间间隔S。
因此,在例如对于以1帧为16.7毫秒所供给的影像信号Vid-in以2倍速驱动液晶面板100时,显示画面更新的时间间隔S为其一半,即8.35毫秒。这里,如果将上述响应时间T设为24毫秒,则因为“24”除以“8.35”所得的值为“2.874...”,所以作为校正对象的优选的像素数为对该值中的整数部分“2”加上“1”所得的“3”。
这样,根据本实施方式,在液晶面板100被2倍速以上驱动的情况等时,即使液晶元件的响应时间比显示图像更新的时间间隔长,通过将校正对象亮像素组的数量适当设定,能够事先避免由于上述的反向倾斜畴所导致的显示不良的发生。另外,由影像信号Vid-in所规定的图像中的边界附近的像素的灰度等级被局部校正,所以由该校正所引起的显示图像的变化被使用者察觉到的可能性也小。另外,没有改变液晶面板100的结构的必要,所以也不会导致开口率的降低,另外,也能够应用于没有研究结构的已经制造出来的液晶面板。
另外,即使在该实施方式中,以液晶105为VA方式的常黑模式进行了说明,也可以使得液晶105为例如TN方式,成为在不施加电压时液晶元件120变为白状态的常白模式。即使为常白模式,不限于将与亮像素相邻的3个连续的暗像素校正为灰度等级c1的构成,也可以鉴于液晶元件120的响应时间和液晶面板100的驱动速度等将其数量设定得更多。
(第三实施方式)
接下来,对本发明的第三实施方式进行说明。
在下面的说明中,对于与第一、第二实施方式同样的构成标注同样的符号进行表示,对于其详细的说明适当省略。在上述的第一实施方式中,将与应用边界相邻的亮像素校正为灰度等级c1,但在该实施方式中,在具有相对于亮像素夹着应用边界而相邻的暗像素和与其连续的暗像素的情况下,对于这2个以上(多个)的暗像素进行校正,使其变为灰度等级c2。灰度等级c2是比灰度等级a亮的灰度等级。另外,在该实施方式中,设为不执行亮像素的灰度等级的校正。
该实施方式的影像处理电路30,与第一实施方式的构成不同的部分在于,输入选择部314的影像信号以及判别部310的判别内容的一部分改变了这一点。
对选择器314的输入端b输入灰度等级c2的影像信号。如果标志Q为“1”,则选择器314选择输入端b,所以当前帧的影像信号Vid-d被校正为指定灰度等级c2的影像信号,作为影像信号Vid-out被输出。
判别部310分别判别由延迟电路312延迟后的影像信号Vid-d所表示的像素的灰度等级是否属于灰度范围a、以及该像素是否与由应用边界确定部304所确定的应用边界相邻。判别部310,在其判别结果都是“是”的情况下,将输出信号的标志Q作为例如“1”输出,在其判别结果中任何一个为“否”的情况下,作为“0”输出。判别部310,在对于某个暗像素将标志Q从“0”向“1”变换并输出时,对于包括与应用边界相邻的暗像素在内的2个以上的暗像素,也将标志Q作为“1”输出。这里,判别部310对于3个连续的暗像素将标志Q作为“1”输出。
接下来,对于影像处理电路30所执行的处理的具体例进行说明。
在相对于当前帧为前一帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(1)所示、当前帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(2)所示的情况下,应用边界如图11(1)所示。
该实施方式的影像处理电路30的构成,与第二实施方式的相同,仅仅由选择器314所供给的影像信号不同。在选择器314中,对输入端a供给由延迟电路312处理后的影像信号Vid-d,对输入端b供给灰度等级c2的影像信号用于校正。选择器314,如果供给到控制端子Sel的标志Q为“1”,则选择输入端b,如果该标志Q为“0”,则选择供给到输入端a的影像信号Vid-d,将任何一方作为影像信号Vid-out输出。
在以上的构成的影像处理电路30中,对于夹着亮像素与应用边界相邻的暗像素为2个以上连续而成的暗像素组(下面称为“校正对象暗像素组”),将其校正为灰度等级c2的影像信号。该校正对象暗像素组,这里由3个连续的暗像素构成。灰度等级c2由大于等于阈值Vth1且小于Vc1的任何的施加电压表现。即,如图4所示,灰度等级c2是属于灰度范围c的灰度等级,并且是低于灰度等级c1的灰度等级。
当为影像信号Vid-in未经影像处理电路30处理即被供给到液晶面板100的构成时,在属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的亮像素中,如果是正极性写入,则像素电极的电位如例如图12(a)所示,暗像素与亮像素之间的横向电场变大。相对于此,在本例中,如图12(b)所示,进行校正,使得向校正对象暗像素组的液晶元件的施加电压变高,所以能够减小接近的像素彼此的电位差,能够将横向电场的影响抑制到更小。
另外,在该实施方式中,也可使得液晶105为例如TN方式,成为在不施加电压时液晶元件120变为白状态的常白模式。在为常白模式时,影像处理电路30,在处于大于施加电压为阈值Vth1时的透射率的亮像素和小于等于施加电压为阈值Vth2时的透射率的暗像素相邻的状况的情况下,只要进行将校正对象暗像素组的灰度等级校正为灰度等级c1、并且将校正对象亮像素组的灰度等级校正为灰度等级c2的处理即可。
另外,不限于将与亮像素相邻的3个连续的亮像素校正为灰度等级c2的构成,也可以鉴于液晶元件120的响应时间和液晶面板100的驱动速度等将其数量设定得更多。
(第四实施方式)
接下来,对本发明的第四实施方式进行说明。
在下面的说明中,对于与第一到第三实施方式同样的构成标注同样的符号进行表示,对于其详细的说明适当省略。在上述的第二实施方式中,对于与应用边界相邻的校正对象亮像素组将其校正为灰度等级c1,在上述的第三实施方式中,对于与应用边界相邻的校正对象暗像素组将其校正为灰度等级c2,但在该实施方式中,进行这两方的校正。
图13是表示第四实施方式所涉及的影像处理电路30的构成的框图。图13所示的构成与图3所示的构成的不同部分在于,追加了计算部318和改变了判别部310的判别内容这两点。
详细而言,以常黑模式为例,如果延迟了的影像信号Vid-d的像素是亮像素,则计算部318计算并输出灰度等级c1,如果该像素为暗像素,则计算并输出灰度等级c2。对选择器314的输入端b输入灰度等级c2的影像信号。如果标志Q为“1”,则选择器314选择输入端b,所以当前帧的影像信号Vid-d被校正为指定灰度等级c2的影像信号,并作为影像信号Vid-out被输出。
在这样的构成中,如果从判别部310输出的标志Q为“1”,则其将影像信号Vid-d校正为从计算部318输出的灰度等级,并作为影像信号Vid-out输出。
判别部310,执行在第二实施方式中说明了的判别和在第三实施方式中说明了的判别的两方。对于其内容,已经说明过了,所以省略。
对于影像处理电路30所进行的校正处理的具体例进行说明。
在相对于当前帧为前一帧的影像信号所表示的图像如例如图6(1)所示、当前帧的影像信号Vid-in所表示的图像如例如图6(2)所示的情况下,由应用边界确定部304所确定的应用边界如图14(1)所示。
在影像处理电路30中,如上述的第二实施方式那样,将校正对象亮像素组校正为灰度等级c1,并且如上述的第三实施方式那样,将相对于应用边界在校正对象亮像素组的相反侧相邻的校正对象暗像素组,校正为灰度等级c2的影像信号,并作为影像信号Vid-out输出。因此,如图6(2)所示的图像,通过影像处理电路30被校正为图14(2)所示的灰度等级的图像。
当为影像信号Vid-in未经影像处理电路30处理即被供给到液晶面板100的构成时,在属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的亮像素中,如果是正极性写入,则像素电极的电位如图15(a)所示,暗像素与亮像素之间的横向电场变大。相对于此,在本例中,如图15(b)所示,进行校正,使得向暗像素组的液晶元件的施加电压升高,所以能够进一步减小接近的像素彼此的电位差,与第二、第三实施方式的构成相比能够进一步抑制横向电场的影响。另外,在该实施方式中,对于暗像素和亮像素一共的2个以上的像素,灰度等级也被校正。因此,液晶面板100被2倍速以上驱动时等、液晶元件的响应时间比显示画面更新的时间间隔长时,也能够事先避免由于上述的反向倾斜畴所导致的显示不良的发生。
根据该实施方式,除上述效果以外还能起到与上述的第二、第三实施方式同样的效果,也可以进一步增加夹着边界相邻的像素中的要校正灰度等级的像素。尤其是,一旦发生反向倾斜畴,则存在其在纵向电场弱的部分扩展的倾向。另外,在变为亮像素的区域缓缓移动的情况下,如果校正很多像素的灰度等级,则校正的期间变长,所以从抑制反向倾斜畴的方面而言是有效的。另外,即使在本实施方式中,也可以使得液晶105为例如TN方式,成为在不施加电压时液晶元件120变为白状态的常白模式。
(第五实施方式)
接下来,对本发明的第五实施方式进行说明。
在下面的说明中,对于与第四实施方式同样的构成标注同样的符号进行表示,对于其详细的说明适当省略。
对于本实施方式的影像处理电路30所进行的校正处理的具体例,参照图16~图18进行说明。在这些各图的(a)~(c)的各图中,各矩形对应于1个像素,在矩形的内侧所示的字母或者字母和数值的组合,对应于各灰度等级。另外,P1~P12是用于区别各像素的符号,图中从左向右末尾的数字变大。另外,各矩形的下部的图表中,横轴表示各像素的位置,纵轴表示与各像素位置的像素对应的液晶元件的施加电压。
这里,考虑通过上述第二实施方式的构成而校正了灰度等级的图像是图16(a)所示的图像的情况。此时,为灰度等级c1的校正对象亮像素组Pix1和为灰度等级c2的校正对象暗像素组Pix2隔着边界B1而沿其像素列的方向相邻。另外在校正对象暗像素组Pix2的另一方侧的边界B2,不是校正对象暗像素组Pix2的暗像素连续。为了将该暗像素组与校正对象暗像素组Pix2区别开,下面,将其称为“相邻暗像素组Pix3”。相邻暗像素组Pix3是各像素(第三像素)的灰度等级包含于灰度范围a的像素组。
此外,本应该被使用者察觉到的边界的位置本来仅是边界B1,但由于为了抑制反向倾斜畴而执行的灰度校正,校正对象暗像素组Pix2的灰度等级变得高于相邻暗像素组Pix3,所以有时边界B2也为使用者所察觉。
因此,在该实施方式的影像处理电路30中,为了使原本不应该被察觉的边界变得不显眼,执行下面将说明的边界校正。
(A.对于校正对象暗像素组的边界校正)
首先,关于对于校正对象暗像素组Pix2的边界校正进行说明。
如图16(b)所示,在影像处理电路30中,相邻暗像素组Pix3的灰度等级,以不高于校正对象暗像素组Pix2的灰度等级的方式升高各像素的灰度等级。对于该灰度等级,可以通过计算部318校正灰度等级并输出来实现。这里,相邻暗像素组Pix3中的像素P9~P12的各自的灰度等级从a被校正为c3(其中a<c3<c2)。为了得到灰度等级c3的对液晶元件120的施加电压为Vc3,Vc3是高于电压Va且低于电压Vc2的施加电压。通过该施加电压的校正,使相邻暗像素组Pix3的灰度等级变为校正对象暗像素组Pix2的灰度等级“c1”与灰度等级“a”之间,所以与不进行边界校正的情况相比,难以察觉像素P8、P9之间的边界B2。
另外,如图16(c)所示,在影像处理电路30中,可以不使相邻暗像素组Pix3的各像素成为相互相同的灰度等级,而是随着接近边界B2而使各像素的灰度等级依次升高。这里,使得像素P9的灰度等级为c31,使得像素P10的灰度等级为c32,使得像素P11的灰度等级为c33。用于得到这些灰度等级的施加电压,分别是Vc31、Vc32、Vc33。由此,能够使边界B2变得更加不显眼。
另外,相对于为灰度等级c1的校正对象亮像素组Pix1在边界B1的相反侧,连续有并非是校正对象亮像素组Pix1的亮像素。为了将该亮像素组与校正对象亮像素组Pix1区别开,下面将其称为“相邻亮像素组Pix4”。相邻亮像素组Pix4是各像素(第四像素)的灰度等级包含在灰度范围b的像素组。这里,校正对象亮像素组Pix1的灰度等级比相邻亮像素组Pix4低,所以有时使用者会察觉到如图17(a)所示的边界B3。
于是,在影像处理电路30中为了使边界B3不被察觉,可以执行下面说明的边界校正。
(B.对于校正对象亮像素组的边界校正)
如图17(b)所示,在影像处理电路30中,对于相邻亮像素组Pix4的灰度等级,以不高于校正对象亮像素组Pix1的灰度等级的方式降低相邻亮像素组Pix4的各像素的灰度等级。这里,相邻亮像素组Pix4中的像素P2~P4的各自的灰度等级从b被校正为c4(其中c1<c4<b)。为了得到灰度等级c4的对液晶元件120的施加电压为Vc4。电压Vc4是低于电压Vb且高于电压Vc1的施加电压。通过该施加电压的校正,使相邻亮像素组Pix4的灰度等级变为校正对象亮像素组Pix1的灰度等级“c1”与灰度等级“b”之间,所以与不进行边界校正的情况相比,难以察觉像素P4、P5之间的边界B3。
另外,如图17(c)所示,在影像处理电路30中,可以不使相邻亮像素组Pix4的各像素成为相互相同的灰度等级,而是随着接近边界B3而使各像素的灰度等级依次降低。这里,使得像素P2的灰度等级为c41,使得像素P3的灰度等级为c42,使得像素P4的灰度等级为c43。为了得到这些灰度等级的施加电压,分别是Vc41、Vc42、Vc43。由此,能够使边界B3变得更加不显眼。
另外,对于该校正对象亮像素组的边界校正,也可以通过在第二实施方式的影像处理电路30中设置计算部318来实现。
(C.对于校正对象暗像素组以及校正对象亮像素组的校正)
在影像处理电路30中,可以执行与利用图16所说明的上述(A.对于校正对象暗像素组的边界校正)以及利用图17所说明的上述(B.对于校正对象亮像素组的边界校正)相对应的校正的两方。由此,能够使边界B2、B3的双方变得不明显。
另外,这里将在边界校正中校正了灰度等级的暗像素以及亮像素的像素设为连续的3个像素,但是可以设为其他的数量。作为一例,如果设为1个~6个像素的话就能够起到充分的边界校正的效果。
另外,也可以如下这样进行该实施方式的边界校正。
在图18(a)所示的例子中,影像处理电路30使校正对象暗像素组Pix1的灰度等级变化,而不使相邻暗像素组Pix3的灰度等级变化。具体而言,影像处理电路30使得像素P8的灰度等级为高于相邻像素组Pix3且低于灰度等级c2的灰度等级c3。在这样的情况下,像素P8、P9这样的相互相邻的像素彼此的灰度等级之差(施加电压之差)变小,所以能够使使用者难以察觉边界B2。另外,如图18(b)所示,影像处理电路30,可以使校正对象暗像素组Pix2的灰度等级变化,而不使相邻亮像素组Pix4的灰度等级变化。具体而言,影像处理电路30使得像素P5的灰度等级为低于相邻亮像素组Pix4且高于灰度等级c1的灰度等级c4。在这样的情况下,像素P4、P5这样的相互相邻的像素彼此的灰度等级之差变小,所以能够使使用者难以察觉边界B3。
这样,影像处理电路30,通过进行校正,使得以反向倾斜畴的抑制为目的而被校正了灰度等级的像素组与相对于该像素组在边界的相反侧相邻的像素组的灰度等级之差(也就是电位差)减小,能够抑制使用者察觉到原来不存在的边界。
在上述的各实施方式中,影像信号Vid-in指定像素的灰度等级,但也可以直接指定液晶元件的施加电压。在影像信号Vid-in指定液晶元件的施加电压的情况下,为根据被指定的施加电压判别边界、对电压进行校正的构成即可。
在上述的第二~第五实施方式中,校正对象亮像素组和/或校正对象暗像素组的各像素的灰度等级也可以各不相同。
另外,在各实施方式中,液晶元件120不限于透射型的,也可以是反射型的。而且,液晶元件120不限于常黑模式,如上所述也可以是常白模式。
另外,即使在该实施方式中,也可以使得液晶105为例如TN方式、成为在不施加电压时液晶元件120变为白状态的常白模式。即使在这样的情况下,在影像处理电路30中,只要提高与相邻暗像素组对应的施加电压,使得其与向相邻的校正对象暗像素组的暗像素所对应的液晶元件的施加电压之差减小即可,并且/或者,降低与相邻亮像素组对应的施加电压,使得其与向相邻的校正对象亮像素组的亮像素所对应的液晶元件的施加电压之差减小即可。
(电子设备)
接着,作为使用上述实施方式所涉及的液晶显示装置的电子设备的一例,对于将液晶面板100作为光阀使用的投影型显示装置(投影机)进行说明。图19是表示该投影机的构成的俯视图。
如该图所示,在投影机2100的内部设置有包括卤素灯等的白色光源的灯单元2102。从该灯单元2102出射的投影光通过在内部配置的3块反射镜2106以及2块分色镜2108被分离为R(红)色、G(绿)色、B(蓝)色的3原色,并被分别导入与各原色对应的光阀100R、100G、100B。另外,B色的光与其他的R色和G色的相比,其光路长,所以为了防止其损失,通过包括入射透镜2122、中继透镜2123以及出射透镜2124的中继透镜系统2121引导。
在该投影机2100中,与R色、G色和B色的各个对应地设置有3组包括液晶面板100的液晶显示装置。光阀100R、100G以及100B的构成与上述的液晶面板100同样。构成为,为了指定R色、G色、B色的各种原色分量的灰度等级,分别从外部上级电路被供给影像信号,分别驱动光阀100R、100G以及100B。
通过光阀100R、100G以及100B被分别调制了的光,从3个方向入射于分色棱镜2112。接着,在该分色棱镜2112中,R色和B色的光折射90度,另一方面G色的光直线行进。因此,在各原色的图像被合成之后,在屏幕2120上通过投影透镜2114而投影出彩色图像。
另外,在光阀100R、100G以及100B中,通过分色镜2108而入射与R色、G色、B色的各个对应的光,所以没有必要设置滤色器。另外,光阀100R、100B的透射像,在由分色棱镜2112反射之后被投影,相对于此,光阀100G的透射像直接被投影,所以光阀100R、100B中的水平扫描方向与光阀100G中的水平扫描方向相反,显示左右反转了的像。
作为电子设备,除了参照图19进行了说明的投影机之外,还能够举出电视机、取景器型/监视直视型的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、电子计算器、文字处理器、工作站、电视电话机、POS终端、数码相机、便携电话机、具有触摸面板的设备等。而且,对于这些各种电子设备,当然也能够应用上述液晶显示装置。
Claims (8)
1.一种影像处理电路,其对液晶面板输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理后的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,在所述液晶面板中,由与多个所述像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶,所述液晶元件包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极,该影像处理电路的特征在于,具有:
第一边界检测部,其通过解析当前帧的影像信号,检测由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界;
第二边界检测部,其通过解析当前帧的前一帧的影像信号,检测所述第一像素与所述第二像素的边界;和
校正部,其将向下述液晶元件的施加电压从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压,该液晶元件对应于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第二像素。
2.根据权利要求1所述的影像处理电路,其特征在于,
所述校正部,对于与所述变化了的部分相邻的第二像素和与该第二像素连续的第二像素,将向与该第二像素对应的液晶元件的施加电压校正为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压。
3.根据权利要求2所述的影像处理电路,其特征在于,
所述校正部,对于与所述变化了的部分相邻的第一像素和与该第一像素连续的第一像素,将向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为所述第一电压以上且低于向下述液晶元件的施加电压的电压,该液晶元件与夹着所述变化了的部分而相邻的所述第二像素以及与该第二像素连续的第二像素相对应。
4.一种影像处理电路,其对液晶面板输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理后的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,在所述液晶面板中,由与多个所述像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶,所述液晶元件包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极,该影像处理电路的特征在于,具有:
第一边界检测部,其通过解析当前帧的影像信号,检测由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界;
第二边界检测部,其通过解析当前帧的前一帧的影像信号,检测所述第一像素与所述第二像素的边界;和
校正部,其对于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第一像素和与该第一像素连续的第一像素,将向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压。
5.一种影像处理电路,其对液晶面板输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理后的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,在所述液晶面板中,由与多个所述像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶,所述液晶元件包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极,该影像处理电路的特征在于,具有:
第一边界检测部,其通过解析当前帧的影像信号,检测由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界;
第二边界检测部,其通过解析当前帧的前一帧的影像信号,检测所述第一像素与所述第二像素的边界;和
校正部,其对于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第一像素,将向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压,对于连续于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第一像素的第一像素,将向与该第一像素对应的液晶元件的施加电压,从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为:高于校正所述施加电压前的向与连续于与所述变化了的部分相邻的第一像素的第一像素对应的液晶元件的施加电压且低于向与所述变化了的部分相邻的第一像素的施加电压的电压。
6.一种影像处理电路,其对液晶面板输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的影像信号,并且基于处理后的影像信号分别规定所述液晶元件的施加电压,在所述液晶面板中,由与多个所述像素的各个对应地设置有像素电极的第一基板和设置有共用电极的第二基板夹持液晶,所述液晶元件包括所述像素电极、所述液晶和所述共用电极,该影像处理电路的特征在于,具有:
第一边界检测部,其通过解析当前帧的影像信号,检测由该影像信号所指定的施加电压低于第一电压的第一像素与所述施加电压为大于所述第一电压的第二电压以上的第二像素的边界;
第二边界检测部,其通过解析当前帧的前一帧的影像信号,检测所述第一像素与所述第二像素的边界;和
校正部,其对于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第二像素,将向与该第二像素对应的液晶元件的施加电压从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为所述第一电压以上且低于所述第二电压的电压,对于连续于与由所述第一边界检测部所检测出的边界中的相对于由所述第二边界检测部所检测出的边界变化了的部分相邻的第二像素的第二像素,将向与该第二像素对应的液晶元件的施加电压,从由所述当前帧的影像信号所指定的施加电压校正为:低于校正所述施加电压前的向与连续于与所述变化了的部分相邻的第二像素的第二像素对应的液晶元件的施加电压且高于向与所述变化了的部分相邻的第二像素的施加电压的电压。
7.一种液晶显示装置,其特征在于,具有:
具有液晶元件的液晶面板,该液晶元件中,通过与多个像素的各个对应地设置于第一基板的像素电极和设置于第二基板的共用电极夹持液晶;和
权利要求1~6中任何一项所述的影像处理电路。
8.一种电子设备,其特征在于,具有权利要求7所记载的液晶显示装置。
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