JP2008197201A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームメモリを用いずに、液晶表示装置などの動画表示性能を向上させる。
【解決手段】液晶表示装置１０では、画面の有効表示領域を複数のエリアに分割し、入力映像信号Ｄｘの階調を複数のクラスに分割する。エリア別階調分布取得部１１は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについて、エリアごとの階調分布を求める。エリア別強調処理判定部１２は、前後のフレーム間で階調分布を比較し、各エリアについて強調処理の種類を決定する。エッジ検出部１３は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについてエッジ検出を行う。強調処理部１４は、エリア別強調処理判定部１２およびエッジ検出部１３で求めた結果Ｄｄ、Ｄｅに基づき、入力映像信号Ｄｘに対してエッジ強調を施す。映像表示部１５は、補正後の映像信号Ｄｙに基づき画面を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置などの表示装置に関する。

液晶表示装置には、液晶の応答速度が遅く、ＣＲＴと比べて動画表示性能が劣るという問題がある。例えば液晶表示装置では、ある垂直フレーム期間で、ある階調を表示するために液晶に相応の電荷を印加しても、実際にその階調に到達するのは数垂直フレーム期間後になることがある。また、近年では広視野角のＶＡ（Vertical Alignment）タイプの液晶が普及しているが、ＶＡタイプの液晶では黒表示の後に低階調表示を行うときの応答速度が特に遅いことが知られている。このため、動画表示を行う液晶表示装置では、液晶の応答速度を改善することが要求されている。

液晶の応答速度を改善する技術として、大型液晶テレビなどでは、いわゆるクイックシュート駆動（オーバーシュート駆動、オーバードライブ駆動などとも呼ばれる）が普及している。図９は、クイックシュート駆動を行う従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図９に示す液晶表示装置はフレームメモリ９１を備え、入力映像信号Ｄｘはフレームメモリ９１に格納される。フレーム間差分算出部９２は、フレームメモリ９１に格納された映像信号を前フレームのデータ、入力映像信号Ｄｘを後フレームのデータとして、両者を画素ごとに比較し、フレーム間差分情報Ｄａを求める。強調処理部９３は、入力映像信号Ｄｘに対して、フレーム間差分情報Ｄａに応じた強調処理を施す。映像表示部９４は、強調処理部９３から出力された映像信号Ｄｙに基づき画面を表示する。クイックシュート駆動によれば、液晶の応答速度を補償して、ぼけのない鮮明な画面を表示することができる。

なお、本願発明に関連して、特許文献１には、入力映像の静止画領域と動画領域を判別し、動画領域には静止画領域よりも強くエッジ強調を施すことが開示されている。また、特許文献２には、前フレームの駆動による液晶セルの電圧を測定し、測定した電圧に基づきオーバードライブ電圧を決定することにより、フレームメモリを使用せずにオーバードライブ駆動を行うことが開示されている。
特開２００４−８０２５２号公報 国際公開第２００４／０１３８３５号パンフレット

近年、携帯機器でも動画表示を行う場合が増えており、携帯機器の表示部として使用される小型の液晶表示装置にも動画表示性能の向上が要求されている。携帯機器でも大型液晶テレビと同様に、クイックシュート駆動を用いて動画表示性能を向上させることができる。

しかしながら、クイックシュート駆動では、映像信号を格納するために、最低でも１フレーム分のフレームメモリが必要とされる。このような大規模なフレームメモリを携帯機器に追加すると、機器を薄型・軽量化できなくなり、機器のコストも増大する。また、バッテリー駆動の携帯機器では、フレームメモリの追加に伴う消費電力の増加が致命的な問題となる。これらの不利を回避するために、携帯機器ではクイックシュート駆動を採用せずに動画表示性能の向上を断念することもある。このようにクイックシュート駆動は、大型の液晶表示装置には適しているが、小型の液晶表示装置や携帯機器には不向きである。

それ故に、本発明は、フレームメモリを用いずに動画表示性能を向上させた表示装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、映像信号を補正し、補正後の映像信号に基づき画面を表示する表示装置であって、
入力映像信号の各フレームを複数のエリアに分割し、各エリアについて階調分布を求めるエリア別階調分布取得部と、
前記階調分布を前後のフレーム間で比較することにより、各エリアについて強調処理の種類を決定するエリア別強調処理判定部と、
前記入力映像信号の各フレームについてエッジ検出を行うエッジ検出部と、
前記エリア別強調処理判定部および前記エッジ検出部で求めた結果に基づき、前記入力映像信号に対してエッジ強調を施す強調処理部と、
前記強調処理部から出力された映像信号に基づき、画面を表示する映像表示部とを備える。

第２の発明は、第１の発明において、
前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により、各エリアについて、明るくなるように強調処理を施す階調の範囲と、暗くなるように強調処理を施す階調の範囲とを決定することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、
前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により、各エリアについて、明るくなるように強調処理を施すか、暗くなるように強調処理を施すかを決定することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、
前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布から頻度の多い順に所定数個の階調の範囲を抽出し、抽出した階調の範囲を前後のフレーム間で比較することにより、各エリアについて強調処理の種類を決定することを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明において、
前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により映像の動きを推定し、推定結果に基づき各エリアについて強調処理の種類を決定することを特徴とする。

第６の発明は、第１の発明において、
前記エリア別階調分布取得部は、エリア内の階調だけを参照して前記階調分布を求めることを特徴とする。

第７の発明は、第１の発明において、
前記エリア別階調分布取得部は、エリア内の階調と隣接エリア内の階調とを参照して前記階調分布を求めることを特徴とする。

第８の発明は、第１の発明において、
前記映像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの駆動回路とを含むことを特徴とする。

上記第１の発明によれば、フレームメモリを用いずに、入力映像信号に対して適切なエッジ強調を施し、エッジ強調後の映像信号に基づき画面を表示することができる。したがって、フレームメモリを用いずに、動画表示性能を向上させ、スペース、コスト、消費電力などを削減することができる。

上記第２の発明によれば、明暗いずれの強調処理を施すかをエリアごとおよび階調の範囲ごとに決定することにより、エリアごとに一部の階調を選択して応答速度を改善することができる。

上記第３の発明によれば、明暗いずれの強調処理を施すかをエリアごとに決定することにより、エリアごとにすべての階調について応答速度を改善することができる。

上記第４または第５の発明によれば、動画表示性能が向上するように、各エリアについて強調処理の種類を決定することができる。

上記第６の発明によれば、各エリアについて階調分布を容易に求めることができる。

上記第７の発明によれば、隣接エリア間で途絶えることなく強調処理を受け渡して、滑らかに変化する画面を表示することができる。

上記第８の発明によれば、フレームメモリを用いずに液晶の応答速度を補償し、スペース、コスト、消費電力などを削減した液晶表示装置を得ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、エリア別階調分布取得部１１、エリア別強調処理判定部１２、エッジ検出部１３、強調処理部１４、および、映像表示部１５を備えている。エリア別階調分布取得部１１、エリア別強調処理判定部１２、エッジ検出部１３、および、強調処理部１４は、入力映像信号Ｄｘに対して補正処理を行う。映像表示部１５は、補正後の映像信号Ｄｙに基づき画面を表示する。

液晶表示装置１０では、画面の有効表示領域（アクティブエリア）は複数の領域（以下、エリアという）に分割され、入力映像信号Ｄｘの階調は複数の範囲（以下、クラスという）に分割される。以下、画面の有効表示領域はＭ個（Ｍは２以上の整数）のエリアに分割され、入力映像信号Ｄｘの階調はＮ個（Ｎは２以上の整数）のクラスに分割されるとする。液晶表示装置１０に含まれる各部は、入力映像信号Ｄｘと共に供給される同期信号ＳＹＮＣに基づき、入力映像信号Ｄｘに含まれるデータがいずれのエリア内の画素に対応するかを判別する。

エリア別階調分布取得部１１は、奇数フレーム用レジスタ２１と偶数フレーム用レジスタ２２を含み、入力映像信号Ｄｘの各フレームについてエリアごとの階調分布を求める。より詳細には、エリア別階調分布取得部１１は、図２に示すように、（Ｍ×Ｎ）個の奇数フレーム用レジスタと、これと同数の偶数フレーム用レジスタとを含み、奇数番目のフレームに基づき奇数フレーム用レジスタ２１を更新し、偶数番目のフレームに基づき偶数フレーム用レジスタ２２を更新する。

以下、ｉは１以上Ｍ以下の整数、ｊは１以上Ｎ以下の整数であるとする。図２において、エリアｉとクラスｊに対応した奇数フレーム用レジスタＲｏ（ｉ，ｊ）は、奇数番目のフレームのｉ番目のエリア内にあり、階調がｊ番目のクラスに属する画素の個数を記憶する。エリアｉとクラスｊに対応した偶数フレーム用レジスタＲｅ（ｉ，ｊ）は、偶数番目のフレームのｉ番目のエリア内にあり、階調がｊ番目のクラスに属する画素の個数を記憶する。レジスタのビット幅は、エリア内のすべての画素の個数を記憶できるように決定される。

エリア別強調処理判定部１２は、エリア別階調分布取得部１１で求めた、奇数番目のフレームの階調分布と偶数番目のフレームの階調分布とを比較し、エリアごとに、明るくなるように強調処理を施すクラス（以下、この処理を明化強調、このクラスを明化強調クラスという）と、暗くなるように強調処理を施すクラス（以下、この処理を暗化強調、このクラスを暗化強調クラスという）とを決定する。エリア別強調処理判定部１２は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについて、エリアごとに明化強調クラスと暗化強調クラスを示す判定結果Ｄｄを出力する。

エッジ検出部１３は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについてエッジ検出を行う。より詳細には、エッジ検出部１３は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについて隣接画素間で階調差を計算し、階調差が所定値以上であれば、その部分にエッジがあると判定する。エッジ検出部１３は、入力映像信号Ｄｘの各フレームについて、検出したエッジの位置を示すエッジ検出結果Ｄｅを出力する。

強調処理部１４は、エリア別強調処理判定部１２による判定結果Ｄｄと、エッジ検出部１３によるエッジ検出結果Ｄｅとに基づき、入力映像信号Ｄｘに対してエッジ強調を施す。強調処理部１４は、ルックアップテーブル（Look Up Table ：以下、ＬＵＴという）２３を内蔵し、ＬＵＴ２３を参照して強調処理を行う。

図３は、ＬＵＴ２３の構成例を示す図である。図３に示すように、ＬＵＴには明化強調ＬＵＴと暗化強調ＬＵＴが含まれる。各ＬＵＴには、映像表示部１５の特性に応じて、予め最適な補正値が設定される。ここでは、強調処理前の階調はＶ０（黒階調）〜Ｖ６３（白階調）の範囲に入り、階調は４つのクラスに分割されるとする。明化強調ＬＵＴには、強調処理前の階調Ｖｋ（ｋは０以上６３以下の整数）に対応づけて、明化強調後の階調（オーバーシュート用の階調）Ｖａｋが格納されている。暗化強調ＬＵＴには、強調処理前の階調Ｖｋに対応づけて、暗化強調後の階調（アンダーシュート用の階調）Ｖｂｋが格納されている。この例では、ｋ＝０〜６２のときにはＶａｋ≧Ｖｋ、ｋ＝６３のときにはＶａｋ＝Ｖｋ、ｋ＝０のときにはＶｂｋ＝Ｖｋ、ｋ＝１〜６３のときにはＶｂｋ≦Ｖｋとなる。

強調処理部１４は、各エリア内のエッジ部分にある画素について、当該画素の階調が明化強調クラスに属する場合には、明化強調ＬＵＴから明化強調後の階調Ｖａｋを読み出し、当該画素の階調が暗化強調クラスに属する場合には、暗化強調ＬＵＴから暗化強調後の階調Ｖｂｋを読み出す。強調処理部１４は、明化強調ＬＵＴまたは暗化強調ＬＵＴから読み出した階調を、補正後の映像信号Ｄｙとして出力する。このように強調処理部１４は、各エリア内のエッジ部分にある画素の階調を、当該階調が明化強調クラスに属する場合には明るくなるように補正し、当該階調が暗化強調クラスに属する場合には暗くなるように補正する。

映像表示部１５は、駆動回路２４と液晶パネル２５を含んでいる。駆動回路２４は、強調処理部１４から出力された補正後の映像信号Ｄｙに基づき、液晶パネル２５を駆動する。このように補正後の映像信号Ｄｙに基づき画面を表示することにより、液晶の応答速度を補償し、動画表示性能を向上させることができる。

図４は、エリア別階調分布取得部１１内のレジスタとエリア別強調処理判定部１２による判定結果Ｄｄの更新タイミングを示すタイミングチャートである。図４には、エリア１について、奇数フレーム用レジスタＲｏ（１，＊）と偶数フレーム用レジスタＲｅ（１，＊）と判定結果Ｄｄの更新タイミングが記載されている。他のエリアのレジスタと判定結果も、同じタイミングで更新される。

図４に示すように、奇数番目のフレームでも偶数番目のフレームでも、入力映像信号Ｄｘは垂直フレーム期間内の所定の期間で有効となる。奇数番目のフレームでは、奇数フレーム用レジスタ２１は、入力映像信号Ｄｘが有効となる前に０にリセットされ、入力映像信号Ｄｘが有効である間は更新される。この間、偶数フレーム用レジスタ２２は、前フレームについてのカウント値を保持する。エリア別強調処理判定部１２による判定結果は、入力映像信号Ｄｘが有効でなくなる前に（図４では時刻ｔ１で）０にリセットされ、入力映像信号Ｄｘが有効でなくなった後に（図４では時刻ｔ２で）更新される。このときエリア１についての判定結果は、偶数フレーム用レジスタ２２に保持されたカウント値を前フレームの階調分布、奇数フレーム用レジスタ２１に保持されたカウント値を後フレームの階調分布として、両者に基づく判定結果に更新される。

偶数番目のフレームでは、偶数フレーム用レジスタ２２は、入力映像信号Ｄｘが有効となる前に０にリセットされ、入力映像信号Ｄｘが有効である間は更新される。この間、奇数フレーム用レジスタ２１は、前フレームについてのカウント値を保持する。エリア別強調処理判定部１２による判定結果は、入力映像信号Ｄｘが有効でなくなる前に（図４では時刻ｔ３で）０にリセットされ、入力映像信号Ｄｘが有効でなくなった後に（図４では時刻ｔ４で）更新される。このときエリア１についての判定結果は、奇数フレーム用レジスタ２１に保持されたカウント値を前フレームの階調分布、偶数フレーム用レジスタ２２に保持されたカウント値を後フレームの階調分布として、両者に基づく判定結果に更新される。なお、図４では、前フレームの階調分布にはバツ印が、後フレームの階調分布には三角印が付されている。

このようにエリア別階調分布取得部１１は、１垂直フレーム期間内に、奇数フレーム用レジスタ２１と偶数フレーム用レジスタ２２のうちいずれか一方をリセットし、リセットしたレジスタを入力映像信号Ｄｘに基づき更新する。エリア別強調処理判定部１２は、奇数フレーム用レジスタ２１に記憶されたカウント値（奇数番目のフレームの階調分布）と偶数フレーム用レジスタ２２に記憶されたカウント値（偶数番目のフレームの階調分布）とを比較することにより、奇数番目のフレームについての判定結果Ｄｄと偶数番目のフレームについての判定結果Ｄｄを交互に求める。

エリア別強調処理判定部１２は、奇数番目のフレームの階調分布と偶数番目のフレームの階調分布とに基づき、予め定めた方法で判定結果Ｄｄを求める。ここでは図５を参照して、判定結果Ｄｄを求める処理の一例を説明する。例えば、エリア１について、図５（ａ）に示す階調分布が得られたとする。ただし、奇数フレーム用レジスタは前フレームの階調分布を、偶数フレーム用レジスタは後フレームの階調分布を格納しているとする。

エリア別強調処理判定部１２は、奇数フレーム用レジスタＲｏ（１，１）〜Ｒｏ（１，Ｎ）に格納されたカウント値と、偶数フレーム用レジスタＲｅ（１，１）〜Ｒｅ（１，Ｎ）に格納されたカウント値とを別々にソートする。ここではソート処理によって、奇数フレーム用レジスタと偶数フレーム用レジスタは、図５（ｂ）に示すように並べ替えられたとする。

エリア別強調処理判定部１２は、前フレームの階調分布と後フレームの階調分布からカウント値の多い順にＱ個（Ｑは１以上Ｎ未満の整数）のクラスを抽出し、両者を比較することにより、エリア１が明るくなっているか暗くなっているかを判定する。図５に示す例で各階調分布からカウント値の多い順に２個のクラスを抽出した場合、前フレームの階調分布からはクラス２とクラス３が抽出され、後フレームの階調分布からはクラス（Ｎ−１）とクラス（Ｎ−２）が抽出される。この例では、前フレームから後フレームへ遷移するときに、低階調のクラスに属する画素が減少し、高階調のクラスに属する画素が増加しているので、エリア１は明るくなっていると判定される。

エリア別強調処理判定部１２は、エリア１が明るくなっていると判定したときには、カウント値の上位Ｑ個のクラスをエリア１における明化強調クラスとして決定し、エリア１が暗くなっていると判定したときには、カウント値の上位Ｑ個のクラスをエリア１における暗化強調クラスとして決定する。図５に示す例では、クラス（Ｎ−１）とクラス（Ｎ−２）が、エリア１における明化強調クラスと決定される。

なお、エリア別強調処理判定部１２は、前フレームの階調分布と後フレームの階調分布とに基づき、任意の方法で判定結果Ｄｄを求めてもよい。例えば、上記の方法においてＱ＝１とし、前フレームの階調分布でカウント値が最大のクラスと後フレームの階調分布でカウント値が最大のクラスとを比較することにより、エリア１が明るくなっているか暗くなっているかを判定してもよい。この方法でも、入力映像信号Ｄｘに対して十分な強調処理を施し、動画表示性能を向上させることができる。

あるいは、エリア別強調処理判定部１２は、前フレームの階調分布に含まれるカウント値と後フレームの階調分布に含まれるカウント値とを比較して映像の動きを推定し、推定結果に基づき判定結果Ｄｄを求めてもよい。

図６〜図８を参照して、液晶表示装置１０による処理の具体例を説明する。ここでは例として、画面の有効表示領域のサイズが８×８画素で、入力映像信号Ｄｘの階調がＶ０（黒階調）〜Ｖ６３（白階調）の範囲に入る場合を考える。

図６（ａ）に示すように、画面の有効表示領域を４つのエリアに分割し、左上、右上、左下、右下のエリアを順にエリア１〜４という。また、入力映像信号Ｄｘの階調を４つのクラスに均等に分割し、範囲Ｖ０〜Ｖ１５をクラス１、範囲Ｖ１６〜Ｖ３１をクラス２、範囲Ｖ３２〜Ｖ４７をクラス３、範囲Ｖ４８〜Ｖ６３をクラス４という。４個のエリアと４個のクラスに対応して、４×４＝１６個の奇数フレーム用レジスタと、これと同数の偶数フレーム用レジスタを使用する。エリア内の画素数（１６個）を記憶できるように、各レジスタのビット幅を５ビットとする。

入力映像信号Ｄｘは、第（２Ｐ−１）フレーム、第２Ｐフレームおよび第（２Ｐ＋１）フレームでは、図６（ｂ）〜図６（ｄ）に示す階調を有し、階調Ｖｓはクラス２に属し、階調Ｖｔはクラス３に属するとする。この場合、第（２Ｐ−１）フレームの階調分布と第２Ｐフレームの階調分布は、図７に示すようになる。例えば、第（２Ｐ−１）フレームのエリア１には、階調Ｖｓ（クラス２）の画素が４個、階調Ｖｔ（クラス３）の画素が１２個含まれているので、エリア１ではクラス１〜４のカウント値は順に０、４、１２、０となる。

図７に示すように、第（２Ｐ−１）フレームから第２Ｐフレームに遷移するときに、エリア２とエリア４では、クラス３のカウント値が増加し、クラス２のカウント値が減少している。このことから、エリア２とエリア４では、明るい画素が広がっていることが分かる。一方、エリア１とエリア３では、クラス２のカウント値が増加し、クラス３のカウント値が減少している。このことから、エリア１とエリア４では、暗い画素が広がっていることが分かる。そこで、エリア２とエリア４ではクラス３に対して明化強調を施し、エリア１とエリア３ではクラス２に対して暗化強調を施すと判定する。

第２Ｐフレームと第（２Ｐ＋１）フレームを比較してエッジ検出を行うと、図８（ａ）に示す結果が得られる。図８（ａ）では、エッジ部分にある画素には「１」と記載されている。第（２Ｐ＋１）フレームのエリア２とエリア４内のエッジ部分には、階調Ｖｔの画素が４個存在する（図８（ｂ）ではＡと記載）。これらの画素には、明化強調が施される。第（２Ｐ＋１）フレームのエリア１とエリア３内のエッジ部分には、階調Ｖｓの画素が４個存在する（図８（ｂ）ではＢと記載）。これらの画素には、暗化強調が施される。

このような液晶表示装置１０によれば、フレームメモリを用いずに、入力映像信号に対して好適なエッジ強調を施し、エッジ強調後の映像信号に基づき画面を表示することができる。したがって、フレームメモリを用いずに、液晶の応答速度を補償して、動画表示性能を向上させることができる。

以下、本実施形態に係る液晶表示装置１０とクイックシュート駆動を行う従来の液晶表示装置（図９）とで、必要なメモリ容量を比較する。第１の例として、画面サイズが８×８画素で、６ビットの映像信号に基づき６４階調の表示を行う場合を考える。従来の液晶表示装置では、最低でも１フレーム分のフレームメモリが必要となる。したがって、最低限必要なメモリ容量は、（映像信号のビット幅）×（画素数）＝６×６４＝３８４ビットとなる。

液晶表示装置１０では、画面は４つのエリアに分割され、６４階調は４つのクラスに分割されるとする。液晶表示装置１０では、エリアごとおよびクラスごとに、奇数フレーム用レジスタと偶数フレーム用レジスタが必要となる。１個のエリア内の画素数（１６個）を記憶するために、５ビットのレジスタを使用する。したがって、必要な記憶容量は、（レジスタのビット幅）×（エリア数）×（クラス数）×２＝５×４×４×２＝１６０ビットとなる。このように液晶表示装置１０では、必要な記憶容量は従来の約４２％以下になる。

第２の例として、携帯電話などで多用されるＱＶＧＡ（画面サイズがＲＧＢ各２４０×３２０画素で、映像信号のビット幅が６ビット）の場合を考える。従来の液晶表示装置では、最低限必要なメモリ容量は、（映像信号のビット幅）×（画素数）×３＝６×（２４０×３２０）×３＝１，３８２，４００ビットとなる。

液晶表示装置１０では、画面は３２個のエリアに分割され、６４階調は４つのクラスに分割されるとする。１個のエリア内の画素数（２４００個）を記憶するために、１２ビットのレジスタを使用する。したがって、必要な記憶容量は、（レジスタのビット幅）×（エリア数）×（クラス数）×２×（色成分の数）＝１２×３２×４×２×３＝９，２１６ビットとなる。このように液晶表示装置１０では、必要な記憶容量は従来の約０．７％以下になる。

このように液晶表示装置１０によれば、クイックシュート駆動を行う従来の液晶表示装置と比べて、必要な記憶容量を大幅に削減することができる。従来の液晶表示装置では、大規模なフレームメモリが必要とされるので、フレームメモリとして使用するメモリＩＣを強調処理部などを内蔵したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）の外部に設ける必要がある。これに対して、液晶表示装置１０では、必要なレジスタの数が少ないので、レジスタを強調処理部などと共に１個のＡＳＩＣに内蔵することができる。したがって、液晶表示装置１０によれば、フレームメモリを排除することにより、スペースとコストを削減し、消費電力を大幅に削減することができる。

また、従来の液晶表示装置では、強調処理で使用されるＬＵＴは、前フレームと後フレームの階調の組合せに対応して強調処理後の階調を記憶する。例えば、入力映像信号がｑ階調である場合、ＬＵＴは強調処理後の階調をｑ² 個記憶する。このため、従来の液晶表示装置では、ＬＵＴを格納したＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory ）などをＡＳＩＣの外部に設けることが多い。これに対して、液晶表示装置１０では、強調処理で使用されるＬＵＴは、強調処理前の階調に対応して強調処理後の階調を記憶すればよい。例えば、入力映像信号がｑ階調である場合、ＬＵＴは強調処理後の階調をｑ個記憶すればよい。したがって、液晶表示装置１０によれば、強調処理で使用されるＬＵＴをＡＳＩＣに内蔵することにより、スペース、コストおよび消費電力を削減することもできる。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置については、以下に示す各種の変形例を構成することができる。液晶表示装置では、回路量と強調処理の精度のトレードオフを考慮して、エリア数とクラス数を任意に決定することができる。エリア数を増やして各エリアのサイズを小さくするほど、あるいは、クラス数を増やして各クラスの幅を小さくするほど、強調処理の精度は高くなる。

また、液晶表示装置は、入力映像信号Ｄｘの一部の階調を複数のクラスに分割してもよい。例えば、黒表示の後に低階調表示を行うときの応答速度が遅いＶＡタイプの液晶を用いる場合には、液晶表示装置は、低階調の映像信号に対してのみ強調処理を行ってもよい。入力映像信号が６４階調の場合、液晶表示装置は、低階調側の３２階調を４つのクラスに分割して強調処理を施し、高階調側の３２階調については強調処理を施さないこととしてもよい。

これにより、入力映像信号に対する変更を必要最低限に留め、応答速度に問題が生じない階調をそのまま表示しながら、応答速度に問題が生じる階調を強調して表示することができる。また、クラスの幅を狭くして、強調処理の精度をさらに高めることもできる。ただし、入力映像信号Ｄｘの一部の階調を複数のクラスに分割すると、どのクラスにも属さない階調が生じる。そこで、液晶表示装置は、いずれかのクラスに属する階調がエリア内に所定の割合以上含まれる場合に限り強調処理を行うこととしてもよい。

また、液晶の応答速度は温度に応じて変化するので、液晶表示装置は温度に応じて強調処理の内容を切り替えてもよい。例えば、強調処理部は、複数の温度範囲に対応して複数のＬＵＴ（例えば、低温用、常温用、高温用のＬＵＴ）を含み、液晶表示装置に設けられた温度センサで検知された温度に応じて、いずれかのＬＵＴを選択して使用してもよい。これにより、動作温度にかかわらず、高い精度で強調処理を行うことができる。

また、以上の説明では、エリア別階調分布取得部１１は、エリア内の階調だけを参照して階調分布を求めることとした。この構成では、画面内のオブジェクトがあるエリアから隣接エリアに移動した場合、隣接エリアでは移動してきたオブジェクトにいかなる強調処理を施すべきかが不明となり、移動直後のフレームでは強調処理が一瞬途絶えることがある。そこで、この問題を解決するために、エリア別階調分布取得部は、エリア内の階調と隣接エリア内の階調（例えば、隣接エリア内の境界線付近の階調）とを参照して階調分布を求めてもよい。これにより、隣接エリア間で途絶えることなく強調処理を受け渡して、滑らかに変化する画面を表示することができる。

また、以上の説明では、エリア別強調処理判定部１２は、各エリアについて、明化強調クラス（明化強調を施す階調の範囲）と、暗化強調クラス（暗化強調を施す階調の範囲）とを決定することとした。この構成によれば、エリアごとに一部の階調を選択して応答速度を改善することができる。これに代えて、エリア別強調処理判定部１２は、各エリアについて、明化強調を施すか、暗化強調を施すかを決定してもよい。この構成によれば、エリアごとにすべての階調について応答速度を改善することができる。

また、本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置など、液晶表示装置以外の表示装置にも適用することができる。このように本発明によれば、フレームメモリを用いずに動画表示性能を向上させてスペース、コスト、消費電力などを削減し、携帯機器に特に適した表示装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置の奇数フレーム用レジスタと偶数フレーム用レジスタの構成を示す図である。 図１に示す液晶表示装置のルックアップテーブルの構成例を示す図である。 図１に示す液晶表示装置のレジスタと判定結果の更新タイミングを示すタイミングチャートである。 図１に示す液晶表示装置において判定結果を求める処理の例を説明するための図である。 図１に示す液晶表示装置におけるエリア分割と入力映像信号の例を示す図である。 図１に示す液晶表示装置で求めた階調分布を示す図である。 図１に示す液晶表示装置で求めたエッジ検出結果と強調処理の種類とを示す図である。 従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…液晶表示装置
１１…エリア別階調分布取得部
１２…エリア別強調処理判定部
１３…エッジ検出部
１４…強調処理部
１５…映像表示部
２１…奇数フレーム用レジスタ
２２…偶数フレーム用レジスタ
２３…ＬＵＴ（ルックアップテーブル）
２４…駆動回路
２５…液晶パネル

Claims (8)

1. 映像信号を補正し、補正後の映像信号に基づき画面を表示する表示装置であって、
   入力映像信号の各フレームを複数のエリアに分割し、各エリアについて階調分布を求めるエリア別階調分布取得部と、
   前記階調分布を前後のフレーム間で比較することにより、各エリアについて強調処理の種類を決定するエリア別強調処理判定部と、
   前記入力映像信号の各フレームについてエッジ検出を行うエッジ検出部と、
   前記エリア別強調処理判定部および前記エッジ検出部で求めた結果に基づき、前記入力映像信号に対してエッジ強調を施す強調処理部と、
   前記強調処理部から出力された映像信号に基づき、画面を表示する映像表示部とを備えた、表示装置。
2. 前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により、各エリアについて、明るくなるように強調処理を施す階調の範囲と、暗くなるように強調処理を施す階調の範囲とを決定することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により、各エリアについて、明るくなるように強調処理を施すか、暗くなるように強調処理を施すかを決定することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布から頻度の多い順に所定数個の階調の範囲を抽出し、抽出した階調の範囲を前後のフレーム間で比較することにより、各エリアについて強調処理の種類を決定することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記エリア別強調処理判定部は、前記階調分布の比較により映像の動きを推定し、推定結果に基づき各エリアについて強調処理の種類を決定することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記エリア別階調分布取得部は、エリア内の階調だけを参照して前記階調分布を求めることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記エリア別階調分布取得部は、エリア内の階調と隣接エリア内の階調とを参照して前記階調分布を求めることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
8. 前記映像表示部は、液晶パネルと、前記液晶パネルの駆動回路とを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。

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