JP2008039816A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度の低下を抑制しつつ、動画を表示する際の動きボケを解消することのできるホールド型の表示装置を実現する。
【解決手段】表示制御回路２００は、フレームメモリ２１と最大値検出部２２と階調値変換部２３と黒画像挿入期間決定部２４とを備える。階調値変換部２３は、ＬＵＴ選択部２３１と第１の変換部２３２と第２の変換部２３３と複数のＬＵＴ２３４とを備える。第１の変換部２３２は、輝度拡張割合が１４０％を超えない範囲で、フレーム内最大階調値が装置最大階調値となるように階調値の変換を施す。第２の変換部２３３は、階調値が１２０未満のデータについては１次関数状変換を施し、階調値が１２０以上のデータについては対数関数状変換を施す。黒画像挿入期間決定部２４は、階調値変換処理に使用されたＬＵＴ２３４に基づいて、黒データを書き込む期間を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、更に詳しくは、１フレーム期間中に黒データの書き込み期間或いはバックライトの消灯期間を挿入することにより擬似的なインパルス駆動を行うホールド型の表示装置に関する。

従来より、表示装置として、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ：陰極線管）のようなインパルス型の表示装置と例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶表示装置）のようなホールド型の表示装置とが知られている。インパルス型の表示装置においては、個々の画素に着目すると、画像が表示される点灯期間と画像が表示されない消灯期間とが交互に繰り返される。例えば動画の表示が行われた場合にも、１画面分の画像の書き換えが行われる際に消灯期間が挿入されるため、人間の視覚に動いている物体の残像が生じることがない。このため、背景と物体とが明瞭に見分けられ、違和感なく動画が視認される。一方、ホールド型の表示装置においては、個々の画素についての輝度は、１画面分の画像の書き換えの周期であるフレーム期間中、保持される。このホールド型の表示装置において動画の表示が行われると、人間の視覚には動いている物体の残像が生じる。具体的には、動いている物体の輪郭がぼやけた状態で視認される。このような現象は「動きボケ」などと呼ばれており、人間の視線の追従性に起因するものであると考えられている。ホールド型の表示装置では動画表示の際にこのような動きボケが生じるので、主として動画表示が行われるテレビ等のディスプレイには従来よりインパルス型の表示装置が採用されるのが一般的である。

ところが、近年、テレビ等のディスプレイについて軽量化や薄型化が強く要求されており、そのようなディスプレイに軽量化や薄型化が容易なホールド型の表示装置の採用が急速に進んでいる。そこで、１フレーム期間中に黒データの書き込み期間或いはバックライトの消灯期間を挿入することにより擬似的なインパルス駆動を行う表示装置が知られている。図１３は、通常のホールド表示が行われている表示装置における輝度の時間変化を示す図である。一方、擬似的なインパルス駆動が行われる表示装置においては、輝度の時間変化は図１４に示すようなものとなる。
特開２００１−１８４０３４号公報

ところが、従来の擬似的なインパルス駆動によると、黒データの書き込み期間やバックライトの消灯期間に応じてパネル全体の輝度が低下する。このため、動きボケは解消されても表示画像の画質の劣化を招いている。

そこで、本発明は、輝度の低下を抑制しつつ、動画を表示する際の動きボケを解消することのできるホールド型の表示装置を実現することを目的とする。

第１の発明は、１フレーム期間内の所定の期間を黒表示とすることによって擬似的なインパルス駆動を行う表示装置であって、
第１の変換手段と第２の変換手段とからなる階調値変換手段を備え、
前記第１の変換手段は、１フレーム分の階調データであるフレームデータのうちの最大の階調値であるフレーム内最大階調値に対する前記表示装置の表示可能な最大の階調値である装置最大階調値の割合を表す第１の割合が所定の第２の割合以下であれば前記第１の割合を輝度拡張割合とし、前記第１の割合が前記第２の割合よりも大きければ前記第２の割合を前記輝度拡張割合として、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記輝度拡張割合で変換し、
前記第２の変換手段は、
前記階調値変換手段による変換前の階調値が所定の基準階調値未満であれば、前記第１の変換手段による変換後の階調値に対する当該第２の変換手段による変換後の階調値の割合が所定の第３の割合となるように前記フレームデータに含まれる全ての階調データを変換し、
前記階調値変換手段による変換前の階調値が前記基準階調値以上であれば、前記階調値変換手段による変換前の階調値が増加するにつれて当該第２の変換手段による変換後の階調値の増加率が減少するように前記フレームデータに含まれる全ての階調データを変換し、
前記階調値変換手段は、
前記第１の変換手段による輝度拡張割合が所定の第４の割合以下であれば、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記第１の変換手段によって変換した後に更に前記第２の変換手段によって変換し、
前記第１の変換手段による輝度拡張割合が前記第４の割合よりも大きければ、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記第１の変換手段のみによって変換し、
前記階調値変換手段による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係を示す階調値変換線を当該変換前の階調値を横軸とし当該変換後の階調値を縦軸とするグラフに表した場合に、当該変換前の階調値が前記基準階調値未満の領域では前記階調値変換線は直線で表され、当該変換前の階調値が前記基準階調値以上の領域では前記階調値変換線は対数関数状の曲線で表され、前記直線と前記対数関数状の曲線とは前記基準階調値において連続し、前記階調値変換線は傾きが不連続になる点を有さないことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記第２の割合が略１４０％であることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記第３の割合が略１００％から略１３０％の範囲内であることを特徴とする。

第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明において、
前記第４の割合が略１２０％であることを特徴とする。

第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明において、
前記基準階調値が前記装置最大階調値の略４７％であることを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において、
前記装置最大階調値は２５５であって、
前記基準階調値が略１２０であることを特徴とする。

第７の発明は、第１から第６までのいずれかの発明において、
前記階調値変換手段による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係を保持する複数の階調値変換テーブルと、
前記フレーム内最大階調値に基づいて、前記複数の階調値変換テーブルの中から前記階調値変換手段による階調データの変換に使用されるべき階調値変換テーブルを選択する階調値変換テーブル選択手段と
を更に備えることを特徴とする。

第８の発明は、第７の発明に係る表示装置であって、
黒画像を挿入することによって１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とし、
前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに応じて前記黒画像を挿入する期間を決定する黒画像挿入期間決定手段を更に備えること特徴とする。

第９の発明は、第７の発明に係る表示装置であって、
バックライトを備え、当該バックライトを消灯することによって１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とし、
前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに応じて前記バックライトを消灯する期間を決定するバックライト消灯期間決定手段を更に備えることを特徴とする。

第１０の発明は、第７から第９までのいずれかの発明において、
ＲＧＢの３色のフレームデータのうち前記フレーム内最大階調値が最大の色のフレームデータについては前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに基づいて階調データの変換が行われ、
前記フレーム内最大階調値が最大の色以外の色のフレームデータについてはＲＧＢの階調値の比率が前記階調値変換手段による階調データの変換前と等しくなるように階調データの変換が行われることを特徴とする。

第１１の発明は、第１から第１０までのいずれかの発明において、
前記階調値変換手段は、現フレームまたは１フレーム前のフレームデータに基づいて現フレームの階調データを変換することを特徴とする。

第１２の発明は、第１から第１１までのいずれかの発明において、
連続する複数のフレームデータに含まれる階調データの差分に基づいて外部から送られる画像が動画像であるか静止画像であるかを判定する画像判定手段を更に備え、
前記画像判定手段によって前記外部から送られる画像が静止画像であると判定された場合には、１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とすることなく、かつ、前記階調値変換手段による階調データの変換をしないことを特徴とする。

上記第１の発明によれば、擬似的なインパルス駆動が行われる表示装置において、フレームデータ内の最大の階調値であるフレーム内最大階調値に対する当該表示装置における最大の階調値である装置最大階調値の割合に応じて、フレームデータに含まれる全ての階調データに対して第１の変換が施される。第１の変換では、フレーム内最大階調値が装置最大階調値に比較的近い値であればフレーム内最大階調値が装置最大階調値となるような割合で階調値の変換が施され、フレーム内最大階調値が装置最大階調値に比較的近い値でなければ所定の割合で階調値の変換が施される。このため、低階調域での階調値の変化が必要以上に大きくなることを抑制しつつ、１フレーム分の階調データについて輝度が全体的に高くなる。

また、第１の変換における輝度の拡張の程度が比較的小さかった場合には、第１の変換後に第２の変換が行われる。第２の変換では、変換前の階調値が所定の基準階調値未満であれば所定の割合で階調値の変換が施され、変換前の階調値が所定の基準階調値以上であれば変換前の階調値が大きくなるにしたがい階調値の変化が緩やかになるように階調値の変換が施される。このため、第１の変換によっては階調値が十分に高くならないフレームデータについて、全体的に輝度が高められる。

上記第２の発明によれば、第１の変換の際の輝度拡張割合が最大でも１４０％となるので、第１の変換の際に低階調域での階調値の変化が必要以上に大きくなることを効果的に抑制することができる。

上記第３の発明によれば、低階調域において、第１の変換後の階調値に対する第２の変換後の階調値の割合が最大でも１３０％となるので、第２の変換の際に低階調域での階調値の変化が必要以上に大きくなることを効果的に抑制することができる。

上記第４から第６の発明によれば、上記第１の発明と同様、擬似的なインパルス駆動が行われる表示装置において、１フレーム分の階調データについて輝度を全体的に高くすることができる。

上記第７の発明によれば、階調値変換処理のための階調値変換テーブルが複数保持され、階調値変換処理に使用される階調値変換テーブルがフレームデータのうちの最大の階調値に基づいて選択される。このため、フレームデータの内容に応じた好適な階調値変換処理が行われる。

上記第８の発明によれば、階調値変換処理に使用された階調値変換テーブルに応じて、黒画像を挿入する期間が決定される。このため、黒画像を挿入する期間が階調値の変換の程度に応じた好適な長さに設定される。

上記第９の発明によれば、階調値変換処理に使用された階調値変換テーブルに応じて、バックライトを消灯する期間が決定される。このため、バックライトを消灯する期間が階調値の変換の程度に応じた好適な長さに設定される。

上記第１０の発明によれば、ＲＧＢの階調値の比率が階調値変換処理の前後で等しい比率にされる。このため、各画素についての色相や彩度を変えることなく階調値変換処理が行われる。

上記第１１の発明によれば、外部からフレームデータが送られるタイミングと当該フレームデータに基づく画像が表示されるタイミングとの違いを考慮して階調値変換処理が行われる。

上記第１２の発明によれば、外部から送られる画像が静止画像であれば、擬似インパルス駆動をするための黒データの挿入や階調値の変換処理は行われない。このため、表示対象の画像の種類に応じて好適な画像表示が行われる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

＜１．液晶表示装置の全体構成および動作＞
図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示制御回路２００とソースドライバ（映像信号線駆動回路）３００とゲートドライバ（走査信号線駆動回路）４００と表示部５００とバックライト６００とを備えている。

表示部５００には、複数本（ｎ本）のソースバスライン（映像信号線）ＳＬ１〜ＳＬｎと、複数本（ｍ本）のゲートバスライン（走査信号線）ＧＬ１〜ＧＬｍと、それら複数本のソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎと複数本のゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍとの交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｎ×ｍ個）の画素形成部（不図示）が含まれている。各画素形成部には、スイッチング素子としてのＴＦＴと、そのＴＦＴのドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた共通電極および補助容量電極と、画素電極と共通電極とによって形成される液晶容量と、画素電極と補助容量電極とによって形成される補助容量とが含まれている。そして、液晶容量と補助容量とによって画素容量が形成されている。

表示制御回路２００は、外部から送られる画像データＤＡＴを受け取り、デジタル映像信号ＤＶと、表示部５００における画像表示を制御するためのソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、およびゲートクロック信号ＧＣＫと、バックライト６００の動作を制御するためのバックライト制御信号ＢＳとを出力する。

ソースドライバ３００は、表示制御回路２００から出力されるデジタル映像信号ＤＶ、ソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、各ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号を印加する。

ゲートドライバ４００は、表示制御回路２００から出力されるゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、アクティブな走査信号の各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍへの印加を１垂直走査期間を周期として繰り返す。なお、この液晶表示装置では、１フレーム期間内に通常の画像表示用のデータの書き込みと黒データの書き込みとが行われるように、各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍには２回ずつアクティブな走査信号が印加される。すなわち、この液晶表示装置においては、１フレーム期間内に黒データの書き込み期間が設けられており、擬似的なインパルス駆動が行われている。

バックライト６００は、表示制御回路２００から出力されるバックライト制御信号ＢＳに基づいて、表示部５００の背面からライトを照射する。

以上のようにして、各ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｎに駆動用映像信号が印加され、各ゲートバスラインＧＬ１〜ＧＬｍに走査信号が印加されることにより、表示部５００に画像が表示される。なお、この液晶表示装置ではＲＧＢの各色２５６階調（階調値は０〜２５５）の表示が行われるものとして説明する。

＜２．表示制御回路の構成＞
図１は、本実施形態における表示制御回路２００の要部の構成を示すブロック図である。この表示制御回路２００は、フレームメモリ２１と最大値検出部２２と階調値変換部２３と黒画像挿入期間決定部２４とを有している。階調値変換部２３は、複数の階調値変換テーブル（以下、「ＬＵＴ」という。）２３４とＬＵＴ選択部２３１と第１の変換部２３２と第２の変換部２３３とを有している。

フレームメモリ２１には、少なくとも１フレーム分の階調データ（以下、「１フレーム分の階調データ」のことを「フレームデータ」という。）が格納される。最大値検出部２２は、フレームデータから最大の階調値を検出し、当該検出された最大の階調値（以下、「フレーム内最大階調値」という。）ＭＡＸを出力する。

階調値変換部２３は、フレームメモリ２１に保持されているデータの中から変換対象のフレームデータＦＤＡＴを取り出し、当該フレームデータＦＤＡＴに含まれる全ての階調データに対して階調値の変換を施す（以下、この処理を「階調値変換処理」という。）。なお、階調値変換処理は第１の変換部２３２と第２の変換部２３３とによって行われるが、詳しい説明は後述する。ＬＵＴ選択部２３１は、最大値検出部２２から出力されるフレーム内最大階調値ＭＡＸに基づいて、上述の複数のＬＵＴ２３４から階調値変換処理に使用されるべきＬＵＴ２３４を選択する。なお、ＬＵＴ２３４には、階調値変換処理による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係が保持されている。

階調値変換処理の終了後、階調値変換部２３は、変換後のデータをデジタル映像信号ＤＶとして出力する。階調値変換部２３は、また、階調値変換処理に使用されたＬＵＴ２３４を示すＬＵＴ特定信号Ｓを出力する。黒画像挿入期間決定部２４は、階調値変換部２３から出力されるＬＵＴ特定信号Ｓに基づいて、黒データの書き込み期間を決定する。

＜３．階調値変換処理＞
次に、階調値変換部２３で行われる階調値変換処理について説明する。図３は、ＲＧＢの各色のフレームデータに着目したときの階調値変換処理の手順を示すフローチャートである。

階調値変換部２３で階調値変換処理が開始されると、ＬＵＴ選択部２３１によって、この階調値変換処理（第１の変換および第２の変換）で使用するＬＵＴ２３４の選択が行われる（ステップＳ１００）。本実施形態においては、図４に示すように、Ｋ個のＬＵＴ２３４が保持されている。各ＬＵＴ２３４は、階調値変換処理前の複数のフレーム内最大階調値と対応付けられている。ステップＳ１００の終了後、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、第１の変換が行われる。

第１の変換では、フレーム内最大階調値がこの液晶表示装置の最大の階調値（以下、「装置最大階調値」という。）である「２５５」に変換されるように、フレームデータに含まれる全ての階調データの階調値が等しい割合（以下、「輝度拡張割合」という。）で変換される。但し、輝度拡張割合が所定の第２の割合である１４０％を越えることはないものとする。これについて図５を参照しつつ説明する。

図５は、第１の変換によるフレーム内最大階調値の変化を示す図である。例えば、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「６４」のデータを装置最大階調値である「２５５」に変換すると、第１の変換前の階調値に対する第１の変換後の階調値の割合（以下、「第１の割合」という。）が３９８．４％となる。本実施形態では、このようにフレーム内最大階調値を「２５５」に変換すると第１の割合が１４０％を超えるフレームデータについては、輝度拡張割合を１４０％として階調値を変換する。従って、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「６４」であれば、「６４」の１４０％である「９０」が第１の変換後のフレーム内最大階調値となる。同様に、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「１８２」であれば、「１８２」の１４０％の値である「２５５」（１８２×１．４＝２５４．８）が第１の変換後のフレーム内最大階調値となる。このようにすることで、低階調域での階調値の変化が必要以上に大きくなることを抑制することができる。

フレーム内最大階調値が「１８３」以上のフレームデータについては、第１の変換前のフレーム内最大階調値を装置最大階調値である「２５５」に変換しても、第１の割合が１４０％を超えることはない。従って、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「１８３」以上のフレームデータについては、第１の変換後のフレーム内最大階調値が「２５５」になるように階調値の変換が行われる。

例えば、フレーム内最大階調値が「１９６」から「２５５」に変換されると、第１の割合は１３０．１％となる。これにより、フレーム内最大階調値が「１９６」のフレームデータについては、第１の変換前の階調値の１３０．１％の値が第１の変換後の階調値となるように、フレームデータに含まれる全ての階調データの階調値が変換される。このように、フレーム内最大階調値が「１８３」以上のフレームデータについては、第１の割合を輝度拡張割合として、階調値の変換が行われる。

ステップＳ１２０の終了後、ステップＳ１４０に進み、第１の変換の際の輝度拡張割合が所定の第４の割合である１２０％以下であるか否かが判定される。判定の結果、輝度拡張割合が１２０％以下であればステップＳ２００に進む。一方、輝度拡張割合が１２０％より大きければ階調値変換処理は終了する。

図５に示したように、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「２１２」以下のフレームデータについては輝度拡張割合が１２０％以上である。従って、これらのフレームデータについては、第２の変換が行われることなく階調値変換処理は終了する。

その結果、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「１８２」以下のフレームデータについては、図５に示したように、当該フレームデータに含まれる全ての階調データについて階調値変換処理後の階調値が階調値変換処理前の階調値の１４０％となるように変換されて階調値変換処理が終了する。換言すれば、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「１８２」以下のフレームデータについては、変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係が例えば図６に示すようなＬＵＴ２３４が階調値変換処理の際に選択され、当該ＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が行われる。

また、第１の変換前のフレーム内最大階調値が「１８３」以上で「２１２」以下のフレームデータについては、例えば図７に示すように、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「２５５」に変換されるような輝度拡張割合で当該フレームデータに含まれる全ての階調データについて階調値が変換されて階調値変換処理が終了する。換言すれば、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「１８３」以上で「２１２」以下のフレームデータについては、変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係が図７に示すようなＬＵＴ２３４が階調値変換処理の際に選択され、当該ＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が行われる。

ステップＳ２００では第２の変換部２３３による第２の変換が行われる。図８は、第２の変換の処理手順を示すフローチャートである。第２の変換が開始されると、フレームデータから１画素分のデータ（以下、「画素データ」という。）の階調値の取得が行われる（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０の終了後、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、ステップＳ２１０で取得された画素データの階調値が基準階調値としての１２０以上であるか否かが判定される。判定の結果、階調値が１２０以上であればステップＳ２４０に進む。一方、階調値が１２０未満であればステップＳ２３０に進む。

ここで、第１の変換によってフレームデータに含まれる全ての階調データについて階調値の変換が施されたにもかかわらず更に階調値を変換する理由について説明する。なお、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「２２０」のフレームデータを例に挙げる。第１の変換の際の輝度拡張割合が１２０％以下のフレームデータについては、第１の変換前の階調値と第１の変換後の階調値との対応関係は図９（ａ）に示すようなものとなっている。すなわち、第１の変換前のフレーム内最大階調値が装置最大階調値である「２５５」に変換されるときの輝度拡張割合でフレームデータに含まれる全ての階調データについて階調値の変換が施される。ところが、第１の変換のみによっては、輝度拡張の程度が不十分である。そこで、第１の変換によって得られた階調値をさらに高くするために各画素データについて階調値の変換が施される。このとき、階調値変換処理前の階調値が１２０未満の画素データについては後述する１次関数状変換が施され、階調値が１２０以上の画素データについては後述する対数関数状変換が施される。

ステップＳ２３０では、１次関数状変換が行われる。１次関数状変換では、１次関数状変換前の階調値（第１の変換後の階調値）に対する１次関数状変換後の階調値の割合が所定の第３の割合となるように階調値の変換が行われる。具体的には、第３の割合は１００％〜１３０％の範囲内の値とされる。従って、図９（ａ）に示すように、１次関数状変換後の階調値が１次関数状変換前の階調値（第１の変換後の階調値）よりも小さくなることはない。なお、上記第３の割合はこの階調値変換処理で使用されているＬＵＴ２３４に応じて異なっている。ステップＳ２３０の終了後、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２４０では、対数関数状変換が行われる。対数関数状変換では、図９（ｂ）に示ように、階調値変換処理前の階調値が大きくなるにしたがい対数関数状変換後の階調値の変化が緩やかになるように階調値の変換が行われる。なお、図９（ｂ）に示す対数関数状変換の曲線はこの階調値変換処理で使用されているＬＵＴ２３４に応じて異なっている。ステップＳ２４０の終了後、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、フレームデータ内の全ての画素データについて処理が行われたか否かが判定される。判定の結果、全ての画素データについて処理が行われていれば階調値変換処理は終了する。一方、処理が行われていない画素データがあればステップＳ２１０に戻る。

以上のように、本実施形態では、第１の変換によって階調値の変換が行われた後、当該第１の変換における輝度拡張割合が１２０％以下のフレームデータについては、更に第２の変換が行われる。第２の変換では、階調値変換処理の変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係が図９（ｂ）（１次関数状変換および対数関数状変換で示す線）に示すようなＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が行われる。このように、階調値変換処理による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係を示す線（以下、「階調値変換線」という。）を当該変換前の階調値を横軸とし当該変換後の階調値を縦軸とするグラフに表した場合、当該変換前の階調値が１２０未満の領域では階調値変換線は直線で表され、当該変換前の階調値が１２０以上の領域では階調値変換線は対数関数状の曲線で表される。また、それら直線と対数関数状の曲線とは、変換前の階調値が基準階調値である「１２０」において連続している。さらに、階調値変換線は傾きが不連続になる点を有していない。なお、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「２５５」のフレームデータについては、階調値変換処理の変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係が図１０に示すようなＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が行われる。

＜４．効果＞
本実施形態によると、擬似インパルス駆動が行われる表示装置において、フレーム内最大階調値が１８２以下のフレームデータについては当該フレームデータに含まれる全ての階調データの階調値が輝度拡張割合１４０％で変換され、フレーム内最大階調値が１８３以上のフレームデータについてはフレーム内最大階調値が「２５５」に変換されるような輝度拡張割合で当該フレームデータに含まれる全ての階調データの階調値が変換される。これにより、１フレーム分の階調データについて輝度が全体的に高くなり、黒データの挿入による輝度の低下が抑制される。

また、輝度拡張割合が１２０％以下となるフレームデータについては、第１の変換の後に第２の変換が行われる。第２の変換では、階調値が１２０未満の画素データについては、第１の変換後の階調値に対して１００％〜１３０％の値に階調値が変換され、階調値が１２０以上の画素データについては、階調値変換処理前の階調値が大きくなるにしたがい変換後の階調値の変化が緩やかになるように階調値が変換される。このため、第１の変換によっては輝度拡張の程度が十分ではないフレームデータについて、低階調域での階調値の変化の程度が大きくなるのを抑制しつつ全体的に輝度を高くすることができる。これにより、人の目に違和感を与えることなくパネル全体の輝度を高めることができる。

さらに、表示制御回路２００内の黒画像挿入期間決定部２４では、階調値変換部２３から出力されるＬＵＴ特定信号Ｓに基づいて、黒データの書き込み期間の調整が行われる。このため、輝度拡張の程度に応じて黒データを挿入する期間を好適な長さにすることができる。

＜５．変形例＞
＜５．１ 第１の変形例＞
上記実施形態においてはＲＧＢの各色についてそれぞれ独立して階調値変換処理が行われているが、本発明はこれに限定されない。ＲＧＢのうち最もフレーム内最大階調値が大きい色（以下、「最大階調値色」という。）の階調データについては、上記実施形態におけるＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が施され、最大階調値色以外の色の階調データについては、最大階調値色の階調値変換前の階調値に対する階調値変換後の階調値の割合と同じ割合で階調値の変換が施されるようにしても良い。

例えば、図１１に示すように階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「Ｒ＝１００」、「Ｇ＝５０」、「Ｂ＝１０」となっている場合について説明する。この場合、フレーム内最大階調値が最も大きい色は「Ｒ」である。そこで、「Ｒ」については、上記実施形態におけるＬＵＴ２３４に基づいて階調値の変換が行われる。ここで、例えば、ＬＵＴ２３４に基づいて「Ｒ」のフレーム内最大階調値が「１２０」に変換された場合には、変換前の階調値に対する変換後の階調値の割合は１２０％になる。そして、「Ｇ」と「Ｂ」とについても変換後の階調値が変換前の階調値の１２０％となるように階調値の変換が行われる。

本変形例によれば、ＲＧＢの各色の階調データについて同じ割合で階調値の変換が行われる。このため、各画素に着目した場合に、階調値変換前の「Ｒ対Ｇ対Ｂ」と階調値変換後の「Ｒ対Ｇ対Ｂ」とが同じになる。これにより、各画素についての色相や彩度を変えることなく階調値の変換を行うことができる。

＜５．２ 第２の変形例＞
図１２は、上記実施形態の第２の変形例における表示制御回路２００の要部の構成を示すブロック図である。この表示制御回路２００は、フレームメモリ２１と最大値検出部２２と階調値変換部２５と画像判定部２６とバックライトコントローラ２７とを有している。階調値変換部２５は、ＬＵＴ選択部２５１と第１の変換部２５２と第２の変換部２５３と複数のＬＵＴ２５４とを有している。

画像判定部２６は、フレームメモリ２１に保持されたフレームデータＦＤＡＴを１フレーム分ずつ受け取り、表示対象の画像が動画であるのか静止画であるのかを判定する。そして、画像判定部２６は、その判定結果を画像タイプ信号ＧＴＳとして出力する。

階調値変換部２５は、画像判定部２６から出力される画像タイプ信号ＧＴＳを受け取り、表示対象の画像が動画であれば、上記実施形態と同様、階調値変換処理および黒データを挿入するための処理を行う。一方、表示対象の画像が静止画であれば、階調値変換部２５は、階調値変換処理も黒データを挿入するための処理も行わない。

バックライトコントローラ２７は、画像判定部２６から出力される画像タイプ信号ＧＴＳと階調値変換部２５から出力されるＬＵＴ特定信号Ｓとに基づいて、バックライト６００のオン／オフを制御するためのバックライト制御信号ＢＳを出力する。このとき、表示対象の画像が静止画であれば、バックライトが消灯することのないようにバックライト制御信号ＢＳが出力される。一方、表示対象の画像が動画であれば、輝度拡張の程度に応じてバックライトが消灯されるようにバックライト制御信号ＢＳが出力される。

本変形例によれば、表示対象の画像が動画であれば、擬似的なインパルス駆動が行われ、かつ、輝度低下を抑制するための階調値変換処理が行われる。一方、表示対象の画像が静止画であれば、通常のホールド表示が行われる。このため、画像の種類に応じて好適な画像表示を行うことができる。また、階調値変換処理に使用されたＬＵＴ２５４に基づいてバックライト制御信号ＢＳが出力される。このため、階調値変換処理による輝度拡張の程度に応じてバックライトの消灯期間を好適な長さにすることができる。

＜５．３ 第３の変形例＞
上記実施形態においては、或るフレーム期間におけるフレームデータからフレーム内最大階調値が検出され、当該フレーム内最大階調値に基づいて当該フレームデータに含まれる階調データの変換が行われている。これに対して、１フレーム前のフレームデータからフレーム内最大階調値を検出し、当該フレーム内最大階調値に基づいて現在のフレーム期間におけるフレームデータに含まれる階調データの変換が行われるようにしても良い。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の表示制御回路の要部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態において、液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記実施形態において、階調値変換処理の手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、ＬＵＴについて説明するための図である。 上記実施形態において、第１の変換によるフレーム内最大階調値の変化を示す図である。 上記実施形態において、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「６４」のフレームデータについての階調値変換を示す図である。 上記実施形態において、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「１９６」のフレームデータについての階調値変換を示す図である。 上記実施形態において、第２の変換の処理手順を示すフローチャートである。 上記実施形態において、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「２２０」のフレームデータについての階調値変換を示す図である。 上記実施形態において、階調値変換処理前のフレーム内最大階調値が「２５５」のフレームデータについての階調値変換を示す図である。 上記実施形態の第１の変形例について説明するための図である。 上記実施形態の第２の変形例における表示制御回路の要部の構成を示すブロック図である。 従来例において、通常のホールド表示が行われている表示装置における輝度の時間変化を示す図である。 従来例において、擬似的なインパルス駆動が行われている表示装置における輝度の時間変化を示す図である。

符号の説明

２１…フレームメモリ
２２…最大値検出部
２３、２５…階調値変換部
２４…黒画像挿入期間決定部
２６…画像判定部
２７…バックライトコントローラ
２００…表示制御回路
２３１、２５１…ＬＵＴ選択部
２３２、２５２…第１の変換部
２３３、２５３…第２の変換部
２３４、２５４…階調値変換テーブル（ＬＵＴ）
３００…ソースドライバ
４００…ゲートドライバ
５００…表示部
６００…バックライト

Claims (12)

1. １フレーム期間内の所定の期間を黒表示とすることによって擬似的なインパルス駆動を行う表示装置であって、
   第１の変換手段と第２の変換手段とからなる階調値変換手段を備え、
   前記第１の変換手段は、１フレーム分の階調データであるフレームデータのうちの最大の階調値であるフレーム内最大階調値に対する前記表示装置の表示可能な最大の階調値である装置最大階調値の割合を表す第１の割合が所定の第２の割合以下であれば前記第１の割合を輝度拡張割合とし、前記第１の割合が前記第２の割合よりも大きければ前記第２の割合を前記輝度拡張割合として、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記輝度拡張割合で変換し、
   前記第２の変換手段は、
   前記階調値変換手段による変換前の階調値が所定の基準階調値未満であれば、前記第１の変換手段による変換後の階調値に対する当該第２の変換手段による変換後の階調値の割合が所定の第３の割合となるように前記フレームデータに含まれる全ての階調データを変換し、
   前記階調値変換手段による変換前の階調値が前記基準階調値以上であれば、前記階調値変換手段による変換前の階調値が増加するにつれて当該第２の変換手段による変換後の階調値の増加率が減少するように前記フレームデータに含まれる全ての階調データを変換し、
   前記階調値変換手段は、
   前記第１の変換手段による輝度拡張割合が所定の第４の割合以下であれば、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記第１の変換手段によって変換した後に更に前記第２の変換手段によって変換し、
   前記第１の変換手段による輝度拡張割合が前記第４の割合よりも大きければ、前記フレームデータに含まれる全ての階調データを前記第１の変換手段のみによって変換し、
   前記階調値変換手段による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係を示す階調値変換線を当該変換前の階調値を横軸とし当該変換後の階調値を縦軸とするグラフに表した場合に、当該変換前の階調値が前記基準階調値未満の領域では前記階調値変換線は直線で表され、当該変換前の階調値が前記基準階調値以上の領域では前記階調値変換線は対数関数状の曲線で表され、前記直線と前記対数関数状の曲線とは前記基準階調値において連続し、前記階調値変換線は傾きが不連続になる点を有さないことを特徴とする、表示装置。
2. 前記第２の割合が略１４０％であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第３の割合が略１００％から略１３０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記第４の割合が略１２０％であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の表示装置。
5. 前記基準階調値が前記装置最大階調値の略４７％であることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示装置。
6. 前記装置最大階調値は２５５であって、
   前記基準階調値が略１２０であることを特徴とする、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記階調値変換手段による変換前の階調値と変換後の階調値との対応関係を保持する複数の階調値変換テーブルと、
   前記フレーム内最大階調値に基づいて、前記複数の階調値変換テーブルの中から前記階調値変換手段による階調データの変換に使用されるべき階調値変換テーブルを選択する階調値変換テーブル選択手段と
   を更に備えることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の表示装置。
8. 請求項７に記載の表示装置であって、
   黒画像を挿入することによって１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とし、
   前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに応じて前記黒画像を挿入する期間を決定する黒画像挿入期間決定手段を更に備えること特徴とする、表示装置。
9. 請求項７に記載の表示装置であって、
   バックライトを備え、当該バックライトを消灯することによって１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とし、
   前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに応じて前記バックライトを消灯する期間を決定するバックライト消灯期間決定手段を更に備えることを特徴とする、表示装置。
10. ＲＧＢの３色のフレームデータのうち前記フレーム内最大階調値が最大の色のフレームデータについては前記階調値変換テーブル選択手段によって選択された階調値変換テーブルに基づいて階調データの変換が行われ、
    前記フレーム内最大階調値が最大の色以外の色のフレームデータについてはＲＧＢの階調値の比率が前記階調値変換手段による階調データの変換前と等しくなるように階調データの変換が行われることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか１項に記載の表示装置。
11. 前記階調値変換手段は、現フレームまたは１フレーム前のフレームデータに基づいて現フレームの階調データを変換することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の表示装置。
12. 連続する複数のフレームデータに含まれる階調データの差分に基づいて外部から送られる画像が動画像であるか静止画像であるかを判定する画像判定手段を更に備え、
    前記画像判定手段によって前記外部から送られる画像が静止画像であると判定された場合には、１フレーム期間内の前記所定の期間を黒表示とすることなく、かつ、前記階調値変換手段による階調データの変換をしないことを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の表示装置。
    

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