JP2017173668A - Image display device and manufacturing method for image display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the contrast ratio and improve the gradation expression capability by using two LCD panels.SOLUTION: An image display device includes a front-side LCD panel (1) and a rear-side LCD panel (2) overlapped on each other. An image is displayed by transmission of backlight in the order of the rear-side LCD panel and the front-side LCD panel. Each pixel of the front-side LCD panel is formed of RGB subpixels disposed side by side. Each pixel of the rear-side LCD panel is formed of a plurality of LV subpixels disposed in a direction orthogonal to the RGB subpixels. The image display device includes an LV controller (20) that individually controls the gradation characteristic and the range of lighting gradation value to be supplied to the plurality of LV subpixels in accordance with the concentration value of one gray image signal generated based on the input RGB image signal.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、コントラスト比の改善とともに、階調表現の改良を図る画像表示装置および画像表示装置の製造方法に関する。   The present invention relates to an image display device and a method for manufacturing an image display device that improve the gradation ratio as well as the contrast ratio.

従来のLCD1枚パネルによる画像表示装置においては、入力された画像に対し、パネルドライバーで折れ線ガンマによる補正を行うことで、目視における階調のリニアリティ特性を実現している。   In a conventional image display device using a single LCD panel, the input image is corrected by a polygonal line gamma with a panel driver, thereby realizing a linearity characteristic of the visual gradation.

しかしながら、実際には、液晶パネルをバックライトの照明が透過することで輝度表現を行っているため、特に、黒領域の階調特性が悪く、理想の輝度に比べて明るい方向に輝度が観測される、いわゆる黒浮きという現象が生じる。   However, in reality, the luminance is expressed by the backlight illumination passing through the liquid crystal panel, so the gradation characteristics in the black region are particularly bad, and the luminance is observed in the brighter direction than the ideal luminance. The so-called black floating phenomenon occurs.

この現象は、LCDパネルにおいて暗い領域を表示する際に、LCDパネルの遮光が完全でなく、バックライトの照明光が漏れるために発生するものである。従来のCRTでは10000:1程度、有機ELパネルでは1000000:1程度のコントラスト比が実現されている。しかしながら、本現象により、従来のLCD1枚パネルによる画像表示装置においては、コントラスト比が、1500:1程度しか実現できていない。   This phenomenon occurs because when the LCD panel displays a dark region, the light shielding of the LCD panel is not complete and the backlight illumination light leaks. A conventional CRT has a contrast ratio of about 10,000: 1, and an organic EL panel has a contrast ratio of about 1,000,000: 1. However, due to this phenomenon, in a conventional image display device using a single LCD panel, a contrast ratio of only about 1500: 1 can be realized.

そこで、このような1枚LCD画像表示装置のコントラスト比改善のために、2枚のLCDを使用した画像表示装置が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。いずれの画像表示装置も、LCDを2枚用いる構成とし、後ろ側のLCDでバックライトの透過量を調整し、前側のLCDでRGB表示を行わせることで、コントラスト比の改善を図っている。   Thus, in order to improve the contrast ratio of such a single LCD image display device, an image display device using two LCDs has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Each of the image display devices is configured to use two LCDs, and the contrast ratio is improved by adjusting the backlight transmission amount on the rear LCD and performing RGB display on the front LCD.

特開平5−88197号公報JP-A-5-88197 国際公開第2007/108183号International Publication No. 2007/108183

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
上述したように、LCD1枚パネルによる画像表示装置では、コントラスト比が、1500:1程度しか実現できない問題がある。さらに、1枚のLCDでは、暗い画像での色再現性の低下や、黒の品位低下により、画像の忠実再現が実現できていないことが大きな問題としてある。
However, the prior art has the following problems.
As described above, an image display device using a single LCD panel has a problem that a contrast ratio of only about 1500: 1 can be realized. Furthermore, one LCD has a major problem that faithful reproduction of an image cannot be realized due to a decrease in color reproducibility in a dark image or a deterioration in black quality.

一方、特許文献1、2のような2枚のLCDパネルを用いた画像表示装置は、コントラスト向上と黒浮きの防止効果はある。しかしながら、このような2枚のLCDパネルを用いた画像表示装置は、階調表現能力に限界があるといった問題があり、図面を用いて、以下に説明する。   On the other hand, an image display device using two LCD panels as in Patent Documents 1 and 2 has an effect of improving contrast and preventing black float. However, such an image display device using two LCD panels has a problem that there is a limit in gradation expression capability, and will be described below with reference to the drawings.

図15は、2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における問題点を説明するための図である。図16では、後ろ側のバックライト側のLCDパネルを、LVパネル(Light Valve Panel)と称し、画像を観る人間に近い側である前側のLCDパネルを、RGBパネルと称している。   FIG. 15 is a diagram for explaining a problem in a conventional image display device using two LCD panels. In FIG. 16, an LCD panel on the back side of the backlight is referred to as an LV panel (Light Valve Panel), and an LCD panel on the front side that is close to a person viewing an image is referred to as an RGB panel.

図15に示すように、RGBパネルは、RGBのカラーフィルタが貼られて、サブピクセル構造がとられている。一方、LVパネルは、RGBパネルの1画素に対応した大きさで、カラーフィルタのないピクセル構造がとられている。   As shown in FIG. 15, the RGB panel has an RGB color filter and a sub-pixel structure. On the other hand, the LV panel has a size corresponding to one pixel of the RGB panel and a pixel structure without a color filter.

LVパネルの下側に配置されたバックライトユニットから照射された光が、LVパネルおよびRGBパネルを通過して、各パネルに与えられた階調に応じた画像が表示される。入力されたRGB画像に対し、LVパネルが画素単位でライトバルブ動作をすることで、黒浮きをなくし、コントラストの向上を図っている。   The light emitted from the backlight unit arranged on the lower side of the LV panel passes through the LV panel and the RGB panel, and an image corresponding to the gradation given to each panel is displayed. With respect to the input RGB image, the LV panel performs a light valve operation in units of pixels, thereby eliminating black float and improving contrast.

図16は、2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置におけるRGBパネルおよびLVパネルの階調特性を示した図である。さらに、図17は、2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における合成透過率を示した図である。2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置は、図16のような階調特性が設定されることで、図17に示すように、合成階調値が、人が見た時に自然になるようになっている。   FIG. 16 is a diagram showing the gradation characteristics of the RGB panel and the LV panel in a conventional image display device using two LCD panels. Further, FIG. 17 is a diagram showing the combined transmittance in a conventional image display device using two LCD panels. In the conventional image display device using two LCD panels, the gradation characteristics as shown in FIG. 16 are set, and as shown in FIG. It is supposed to be.

図18は、2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における両パネルの画素値の相関関係を示した図である。RGBパネルもLVパネルも、それぞれ8ビットとして生成され、かつ、LVパネルの画素値は、RGBパネルの画素値に基づいて生成される。このため、図18に示すように、RGBパネルとLVパネルのそれぞれの画素値は、相関が高くなり、y=xの直線のまわりに、合成階調値が存在することになり、表現できる階調数が理論値よりも少なくなる。   FIG. 18 is a diagram showing the correlation between the pixel values of both panels in a conventional image display device using two LCD panels. Both the RGB panel and the LV panel are generated as 8 bits, and the pixel value of the LV panel is generated based on the pixel value of the RGB panel. For this reason, as shown in FIG. 18, the pixel values of the RGB panel and the LV panel have a high correlation, and a composite gradation value exists around the y = x line. The logarithm is less than the theoretical value.

すなわち、2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置は、理論的には、コントラスト比を改善できるが、パネルのドライバが8ビットしかない制約のため、階調の表現能力を十分に発揮できていなかった問題があった。   In other words, the conventional image display device using two LCD panels can theoretically improve the contrast ratio, but it can fully exhibit the gradation expression capability because the panel driver is limited to only 8 bits. There was a problem that was not done.

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、2枚のLCDパネルを用い、コントラスト比を改善するとともに、階調表現能力を向上させることのできる画像表示装置および画像表示装置の製造方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an image display device and an image that can improve contrast ratio and improve gradation expression capability using two LCD panels. An object is to obtain a method for manufacturing a display device.

本発明に係る画像表示装置は、前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が後面側LCDパネル、前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置であって、前面側LCDパネルの各画素は、並列に配列されたRGB用サブピクセルで構成され、後面側LCDパネルの各画素は、RGB用サブピクセルと直交する方向に配列された複数のLV用サブピクセルで構成され、入力されたRGB画像信号に基づいて生成された1つのグレー画像信号の濃淡値に応じて、複数のLV用サブピクセルに供給する点灯階調値の範囲と階調特性を個別に制御するLVコントローラを備えるものである。   An image display device according to the present invention is configured by stacking two front side LCD panels and a rear side LCD panel, and displays an image by transmitting backlight in order of the rear side LCD panel and the front side LCD panel. Each pixel of the front side LCD panel is composed of RGB subpixels arranged in parallel, and each pixel of the rear side LCD panel is arranged in a direction orthogonal to the RGB subpixels The lighting gradation value to be supplied to the plurality of LV sub-pixels according to the gray value of one gray image signal generated from the input RGB image signal. An LV controller that individually controls the range and gradation characteristics is provided.

また、本発明に係る画像表示装置の製造方法は、前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が後面側LCDパネル、前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置の製造方法であって、前面側LCDパネルの各画素を、並列に配列されたRGB用サブピクセルで構成し、RGBのそれぞれの色の階調値に応じて対応するRGB用サブピクセルの液晶の透過率を個別制御できる回路を備えるようにして、前面側LCDパネルを製造する第1ステップと、後面側LCDパネルの各画素を、RGB用サブピクセルと直交する方向に配列された複数のLV用サブピクセルで構成し、RGBのそれぞれの色の階調値に応じて対応する複数のLV用サブピクセルの液晶の透過率を個別制御できる回路を備えるようにして、後面側LCDパネルを製造する第2ステップと、RGB用サブピクセルが並列配置された方向と複数のLV用サブピクセルが並列配置された方向が互いに直交するように、第1ステップで製造された前面側LCDパネルと、第2ステップで製造された後面側LCDパネルとを貼り合わせる第3ステップとを有するものである。   In addition, the manufacturing method of the image display device according to the present invention is configured by stacking two front side LCD panels and two rear side LCD panels, and backlight is transmitted in the order of the rear side LCD panel and the front side LCD panel. A method of manufacturing an image display device that displays an image by configuring each pixel of the front side LCD panel with RGB sub-pixels arranged in parallel, according to the gradation value of each color of RGB The first step of manufacturing the front side LCD panel is provided with a circuit capable of individually controlling the liquid crystal transmittance of the corresponding RGB subpixel, and each pixel of the rear side LCD panel is orthogonal to the RGB subpixel. Liquid crystal transmittance of a plurality of LV sub-pixels corresponding to the gradation value of each color of RGB, which is composed of a plurality of LV sub-pixels arranged in the direction of The second step of manufacturing the rear LCD panel by providing a circuit that can be individually controlled, and the direction in which the RGB subpixels are arranged in parallel and the direction in which the plurality of LV subpixels are arranged in parallel are orthogonal to each other. And a third step of bonding the front side LCD panel manufactured in the first step and the rear side LCD panel manufactured in the second step.

本発明によれば、LVパネルのピクセル構成をRGBパネルと同様に、サブピクセル構造とするとともに、両パネルのサブピクセル構造を直交させるようにして2枚のLCDパネルを用いた画像表示装置を実現している。この結果、2枚のLCDパネルを用い、コントラスト比を改善するとともに、階調表現能力を向上させることのできる画像表示装置および画像表示装置の製造方法を得ることができる。   According to the present invention, an image display device using two LCD panels is realized by making the pixel configuration of the LV panel a sub-pixel structure similar to the RGB panel and making the sub-pixel structures of both panels orthogonal. doing. As a result, it is possible to obtain an image display apparatus and a method for manufacturing the image display apparatus that can improve contrast ratio and improve gradation expression capability using two LCD panels.

従来の液晶表示装置におけるRGBパネルの画素構造とLVパネルの画素構造を示した図である。It is the figure which showed the pixel structure of the RGB panel in the conventional liquid crystal display device, and the pixel structure of the LV panel. 本実施の形態1に係る液晶表示装置におけるRGBパネルの画素構造とLVパネルの画素構造を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel structure of an RGB panel and a pixel structure of an LV panel in the liquid crystal display device according to the first embodiment. 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置において、LVパネルのサブピクセルW1〜W3のそれぞれに関する階調特性を示した図である。In the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention, it is the figure which showed the gradation characteristic regarding each of the subpixels W1-W3 of an LV panel. 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の合成透過率の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the synthetic | combination transmittance | permeability of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における画像表示装置の信号処理ブロック図である。It is a signal processing block diagram of the image display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるエッジ検出回路の内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the edge detection circuit in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるサブピクセルコントローラの内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the subpixel controller in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における画像表示装置のシミュレーション結果による第1の部分の拡大画像を示した図である。It is the figure which showed the enlarged image of the 1st part by the simulation result of the image display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における画像表示装置のシミュレーション結果による第2の部分の拡大画像を示した図である。It is the figure which showed the enlarged image of the 2nd part by the simulation result of the image display apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における画像表示装置の信号処理ブロック図である。It is a signal processing block diagram of the image display apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるエッジ検出回路の内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the edge detection circuit in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるサブピクセルコントローラの内部構成を示した図である。It is the figure which showed the internal structure of the subpixel controller in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における画像表示装置のシミュレーション結果による第1の部分の拡大画像を示した図である。It is the figure which showed the enlarged image of the 1st part by the simulation result of the image display apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における画像表示装置のシミュレーション結果による第2の部分の拡大画像を示した図である。It is the figure which showed the enlarged image of the 2nd part by the simulation result of the image display apparatus in Embodiment 2 of this invention. 2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem in the conventional image display apparatus using two LCD panels. 2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置におけるRGBパネルおよびLVパネルの階調特性を示した図である。It is the figure which showed the gradation characteristic of the RGB panel and LV panel in the conventional image display apparatus using two LCD panels. 2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における合成透過率を示した図である。It is the figure which showed the synthetic | combination transmittance | permeability in the conventional image display apparatus using two LCD panels. 2枚のLCDパネルを用いた従来の画像表示装置における両パネルの画素値の相関関係を示した図である。It is the figure which showed the correlation of the pixel value of both panels in the conventional image display apparatus using two LCD panels.

以下、本発明の画像表示装置および画像表示装置の製造方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an image display device and an image display device manufacturing method according to the invention will be described with reference to the drawings.

本発明は、2枚のLCDパネルを前後に貼り合わせ、その後ろ側からバックライトの照明を行うことで、後ろ側と前側のパネルの光透過率の掛け算の効果により、コントラスト比を改善する画像表示装置および画像表示装置の製造方法において、サブピクセル構造を有するLVパネルを採用し、RGBパネルのサブピクセル構造とLVパネルのサブピクセル構造とが互いに直交する構成を備えることで、コントラスト比を改善するとともに、階調表現能力を向上させることを技術的特徴とするものである。   The present invention is an image that improves the contrast ratio due to the effect of multiplying the light transmittance of the rear and front panels by attaching two LCD panels back and forth and illuminating the backlight from the back side. In the manufacturing method of the display device and the image display device, an LV panel having a sub-pixel structure is adopted, and the contrast ratio is improved by providing a configuration in which the sub-pixel structure of the RGB panel and the sub-pixel structure of the LV panel are orthogonal to each other. At the same time, the technical feature is to improve the gradation expression ability.

実施の形態1.
まず始めに、本願発明の特徴について、概要を説明する。
図1は、従来の液晶表示装置におけるRGBパネルの画素構造とLVパネルの画素構造を示した図である。これに対して、図2は、本実施の形態1に係る液晶表示装置におけるRGBパネルの画素構造とLVパネルの画素構造を示した図である。
Embodiment 1 FIG.
First, an outline of the features of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a pixel structure of an RGB panel and a pixel structure of an LV panel in a conventional liquid crystal display device. On the other hand, FIG. 2 is a diagram showing the pixel structure of the RGB panel and the pixel structure of the LV panel in the liquid crystal display device according to the first embodiment.

従来は、図1に示すように、RGBパネルがR、G、Bのサブピクセル構造を有しているのに対して、LVパネルは、1つの画素として構成されていた。これに対して、本実施の形態1は、図2に示すように、RGBパネルがR、G、Bのサブピクセル構造を有しているのに対して、LVパネルは、RGBパネルのサブピクセル構造と直交するようなサブピクセル構造を有している。   Conventionally, as shown in FIG. 1, the RGB panel has R, G, and B sub-pixel structures, whereas the LV panel is configured as one pixel. On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 2, the RGB panel has R, G, and B subpixel structures, whereas the LV panel has subpixels of the RGB panel. It has a sub-pixel structure that is orthogonal to the structure.

RGBパネルは、それぞれの色の階調値に応じて、対応するRGBサブピクセルの液晶の透過率が変わることで、基本的な色表現を行う。これに対して、LVパネルのサブピクセルW1〜W3のそれぞれは、RGBの階調値に応じて、各サブピクセルの透過率を変えることで、細かな階調表現を加えるライトバルブとして動作する。なお、LVパネルの各サブピクセルには、それぞれ8ビットのドライバが接続されている。   The RGB panel performs basic color expression by changing the liquid crystal transmittance of the corresponding RGB sub-pixel according to the gradation value of each color. On the other hand, each of the sub-pixels W1 to W3 of the LV panel operates as a light valve that adds fine gradation expression by changing the transmittance of each sub-pixel according to the RGB gradation values. An 8-bit driver is connected to each subpixel of the LV panel.

図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置において、LVパネルのサブピクセルW1〜W3のそれぞれに関する階調特性を示した図である。図3に示すように、サブピクセルW1、W2、W3のそれぞれについて、点灯階調値の範囲と階調特性に応じた透過率を設定し、順次点灯させるように制御することで、先の図1に示したような単体のピクセル構造Wの場合に比べて、3倍の階調表現能力(すなわち、0〜765の階調レベル)を与えることができる。   FIG. 3 is a diagram showing gradation characteristics regarding each of the sub-pixels W1 to W3 of the LV panel in the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, for each of the sub-pixels W1, W2, and W3, the transmittance corresponding to the range of lighting gradation values and the gradation characteristics is set and controlled so as to be sequentially turned on. Compared to the case of the single pixel structure W as shown in FIG. 1, it is possible to provide three times the gradation expression capability (that is, the gradation level of 0 to 765).

図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の合成透過率の特性を示す図である。先の図3のようにして、サブピクセルW1〜W3を点灯制御した結果として、3倍の階調表現能力が得られるとともに、1ピクセルWとして構成されていた場合と同様に、リニアな合成透過率を実現できる。   FIG. 4 is a diagram showing the composite transmittance characteristics of the liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. As a result of controlling the lighting of the sub-pixels W1 to W3 as shown in FIG. 3, the three-fold gradation expression capability is obtained and, as in the case where the pixel W is configured as one pixel W, linear synthetic transmission is performed. Rate can be realized.

次に、本実施の形態1に係る液晶表示装置の全体構成を説明するとともに、サブピクセル構造化されたLVパネルの具体的な制御方法について、図面を用いて説明する。図5は、本発明の実施の形態1における画像表示装置の信号処理ブロック図である。図5に示した画像表示装置は、RGBコントローラ10、およびLVコントローラ20を備えて構成されている。   Next, the overall configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described, and a specific control method of the LV panel having a subpixel structure will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a signal processing block diagram of the image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The image display apparatus shown in FIG. 5 includes an RGB controller 10 and an LV controller 20.

ここで、RGBコントローラ10は、ビット拡張回路11、遅延回路12、階調変換回路13、および色バランスコントローラ14を含んで構成され、色バランスコントローラ14からの出力がRGBパネル1に供給される。   Here, the RGB controller 10 includes a bit expansion circuit 11, a delay circuit 12, a gradation conversion circuit 13, and a color balance controller 14, and an output from the color balance controller 14 is supplied to the RGB panel 1.

また、LVコントローラ20は、グレーコンバータ21、階調変換回路22(1)、エッジ検出回路23(1)、およびサブピクセルコントローラ24(1)を含んで構成され、サブピクセルコントローラ24(1)からの出力がLVパネル2に供給される。   The LV controller 20 includes a gray converter 21, a gradation conversion circuit 22 (1), an edge detection circuit 23 (1), and a subpixel controller 24 (1). Are supplied to the LV panel 2.

次に、RGBコントローラ10、およびLVコントローラ20による信号処理について、概要を説明する。   Next, an outline of signal processing by the RGB controller 10 and the LV controller 20 will be described.

ビット拡張回路11は、一例として、入力されたRGB各8ビットの画像に対し、12ビットへのビット拡張処理を行う。このビット拡張処理は、後段の処理でビット精度を落とさないようにするため、あらかじめビット長を精度よく拡張するものである。ビット拡張回路11は、ビット拡張後のRGB画像を、遅延回路12、およびグレーコンバータ21のそれぞれに送信する。   As an example, the bit extension circuit 11 performs a bit extension process to 12 bits on the input 8-bit RGB image. In this bit extension process, the bit length is extended with high accuracy in advance so as not to lower the bit precision in subsequent processing. The bit extension circuit 11 transmits the RGB image after bit extension to each of the delay circuit 12 and the gray converter 21.

なお、図1に示した構成では、ビット拡張回路11をRGBコントローラ10内に設けているが、ビット拡張回路11をRGBコントローラ10の外部に設け、ビット拡張後のRGB画像を、RGBコントローラ10とLVコントローラ20に供給する構成とすることも可能である。   In the configuration shown in FIG. 1, the bit extension circuit 11 is provided in the RGB controller 10. However, the bit extension circuit 11 is provided outside the RGB controller 10, and the RGB image after bit extension is connected to the RGB controller 10. It is also possible to supply to the LV controller 20.

また、後段の処理でビット精度を落とさないようにするため、あらかじめビット長を精度よく拡張するといった処理が不要の場合には、ビット拡張回路11をなくした構成を採用することも可能である。   Further, in order to prevent the bit accuracy from being lowered in the subsequent processing, it is possible to employ a configuration in which the bit expansion circuit 11 is eliminated when processing for extending the bit length with high accuracy in advance is not necessary.

RGBコントローラ10内の遅延回路12は、ビット拡張回路11からビット拡張後のRGB画像を受信し、受信したビット拡張後のRGB画像に対して、適当な遅延をかける。この「適切な遅延」とは、LVコントローラ20内でのグレーコンバータ21、エッジ検出回路23(1)、およびサブピクセルコントローラ24(1)による処理の遅延分を補償するためのものである。   The delay circuit 12 in the RGB controller 10 receives the RGB image after bit extension from the bit extension circuit 11 and applies an appropriate delay to the received RGB image after bit extension. This “appropriate delay” is to compensate for the delay of processing by the gray converter 21, the edge detection circuit 23 (1), and the sub-pixel controller 24 (1) in the LV controller 20.

次に、RGBコントローラ10内の階調変換回路13は、遅延後のそれぞれの色ごとに、LUT(ルックアップテーブル)を用いて階調変換を行う。   Next, the gradation conversion circuit 13 in the RGB controller 10 performs gradation conversion using an LUT (look-up table) for each delayed color.

一方、LVコントローラ20内のグレーコンバータ21は、ビット拡張回路11からビット拡張後のRGB画像を受信し、受信したビット拡張後のRGB画像に対して、それぞれの画素ごとに、RGBの3つの値の中の最大値を代表値としたグレー画像に変換する。   On the other hand, the gray converter 21 in the LV controller 20 receives the RGB image after bit extension from the bit extension circuit 11 and, for the received RGB image after bit extension, three values of RGB for each pixel. Is converted into a gray image with the maximum value in the image as a representative value.

通常、グレースケールへの変換は、乗算器と加算器を用いて色マトリクス変換を行うことで、ルミナンスを求めることが多い。本実施の形態1におけるグレーコンバータ21は、RGBコントローラ10内の色バランスコントローラ14において、RGBの色バランス補正を容易に行えるように、各画素における、R、G、Bの値の最大値を検出し、これを代表値として出力することでハードウェアの簡略化も図っている。   Usually, in the conversion to gray scale, luminance is often obtained by performing color matrix conversion using a multiplier and an adder. The gray converter 21 according to the first embodiment detects the maximum value of the R, G, and B values in each pixel so that the color balance controller 14 in the RGB controller 10 can easily perform RGB color balance correction. However, by outputting this as a representative value, the hardware is also simplified.

もちろん、通常のマトリクス変換を採用した場合でも、色バランス補正処理は問題なく実行できることは言うまでもない。   Of course, it is needless to say that the color balance correction process can be executed without any problem even when the normal matrix conversion is adopted.

次に、LVコントローラ20内の階調変換回路22(1)は、グレー画像に対して、LUTを用いて階調変換を行う。本実施の形態1における階調変換回路22(1)は、先の図3で説明したような階調特性を有するように、3つのサブピクセルW1、W2、W3に関する8ビットの画素値を出力することとなる。   Next, the gradation conversion circuit 22 (1) in the LV controller 20 performs gradation conversion on the gray image using the LUT. The gradation conversion circuit 22 (1) according to the first embodiment outputs 8-bit pixel values related to the three subpixels W1, W2, and W3 so as to have the gradation characteristics as described in FIG. Will be.

次に、LVコントローラ20内のエッジ検出回路23(1)は、グレー画像に対して、エッジ検出処理を行い、2ビットの信号S0、S1を出力する。図6は、本発明の実施の形態1におけるエッジ検出回路23(1)の内部構成を示した図である。本実施の形態1におけるエッジ検出回路23(1)は、ラインメモリ231、差分器232、絶対値演算器233、および2つの比較器234、235を備えて構成されている。   Next, the edge detection circuit 23 (1) in the LV controller 20 performs edge detection processing on the gray image and outputs 2-bit signals S0 and S1. FIG. 6 is a diagram showing an internal configuration of the edge detection circuit 23 (1) in the first embodiment of the present invention. The edge detection circuit 23 (1) according to the first embodiment includes a line memory 231, a difference unit 232, an absolute value calculator 233, and two comparators 234 and 235.

差分器232は、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像について、注目ラインの画像データを端子Aから読み込む。また、差分器232は、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像について、注目ラインよりも1ライン上のラインの画像データを、ラインメモリ231を介して端子Bから読み込む。そして、差分器232は、端子Aのデータから端子Bのデータを引いた値を差分値として算出し、出力する。   The differentiator 232 reads the image data of the target line from the terminal A for the gray image output from the gray converter 21. Further, the differentiator 232 reads the image data of the line one line higher than the target line from the terminal B via the line memory 231 for the gray image output from the gray converter 21. Then, the differentiator 232 calculates and outputs a value obtained by subtracting the data of the terminal B from the data of the terminal A as a difference value.

比較器234は、差分器232で算出された差分値を0と比較し、信号S0を出力する。具体的には、比較器234は、差分値が正の場合には、画素が明→暗に変化したと判断し、S0=0を出力する。一方、比較器234は、差分値が負の場合には、画素が暗→明に変化したと判断し、S0=1を出力する。なお、差分値がゼロの場合は、0か1のいずれか一方の値を出力するように、あらかじめ決めておくことができる。   The comparator 234 compares the difference value calculated by the differentiator 232 with 0 and outputs a signal S0. Specifically, when the difference value is positive, the comparator 234 determines that the pixel has changed from light to dark, and outputs S0 = 0. On the other hand, when the difference value is negative, the comparator 234 determines that the pixel has changed from dark to bright, and outputs S0 = 1. When the difference value is zero, it can be determined in advance to output either one of 0 or 1.

また、比較器235は、差分器232で算出された差分値の絶対値をあらかじめ決められた閾値THと比較し、信号S1を出力する。具体的には、比較器235は、絶対値が閾値TH未満の場合には、エッジではないと判断し、S1=0を出力する。一方、比較器235は、絶対値が閾値TH以上の場合には、エッジであると判断し、S1=1を出力する。   The comparator 235 compares the absolute value of the difference value calculated by the differentiator 232 with a predetermined threshold value TH and outputs a signal S1. Specifically, when the absolute value is less than the threshold value TH, the comparator 235 determines that the edge is not an edge, and outputs S1 = 0. On the other hand, when the absolute value is equal to or greater than the threshold value TH, the comparator 235 determines that the edge is an edge and outputs S1 = 1.

このようにして、エッジ検出回路23(1)は、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像に基づいて、ライン間差分の正負の情報を信号S0として出力し、エッジの有無の情報を信号S1として出力することができる。   In this way, the edge detection circuit 23 (1) outputs the positive / negative information of the interline difference as the signal S0 based on the gray image output from the gray converter 21, and the presence / absence information of the edge as the signal S1. Can be output.

次に、図5の構成に戻って、サブピクセルコントローラ24(1)は、階調変換回路22(1)から出力された3つのサブピクセルW1、W2、W3に関する8ビットの画素値と、エッジ検出回路23(1)から出力された信号S0、S1に基づいて、LVパネル2および色バランスコントローラ14に供給するための3つの8ビット信号W1’、W2’、W3’を生成する。   Next, returning to the configuration of FIG. 5, the sub-pixel controller 24 (1) determines the 8-bit pixel values regarding the three sub-pixels W1, W2, and W3 output from the gradation conversion circuit 22 (1) and the edge. Based on the signals S0 and S1 output from the detection circuit 23 (1), three 8-bit signals W1 ′, W2 ′ and W3 ′ to be supplied to the LV panel 2 and the color balance controller 14 are generated.

図7は、本発明の実施の形態1におけるサブピクセルコントローラ24(1)の内部構成を示した図である。本実施の形態1におけるサブピクセルコントローラ24(1)は、平均演算器241、および3つの選択器242〜244を備えて構成されている。   FIG. 7 is a diagram showing an internal configuration of the sub-pixel controller 24 (1) in the first embodiment of the present invention. The sub-pixel controller 24 (1) according to the first embodiment includes an average calculator 241 and three selectors 242-244.

平均演算器241は、階調変換回路22(1)から出力された3つのサブピクセルW1、W2、W3に関する8ビットの画素値の平均値を演算する。そして、この平均値は、3つの選択器242〜244の端子Aおよび端子Bにそれぞれ入力される。   The average calculator 241 calculates an average value of 8-bit pixel values regarding the three sub-pixels W1, W2, and W3 output from the gradation conversion circuit 22 (1). This average value is input to terminals A and B of the three selectors 242 to 244, respectively.

選択器242は、サブピクセルW1に関する8ビットの画素値を端子Cから読み取り、サブピクセルW3に関する8ビットの画素値を端子Dから読み取る。選択器243は、サブピクセルW2に関する8ビットの画素値を端子Cおよび端Dから読み取る。また、選択器244は、サブピクセルW3に関する8ビットの画素値を端子Cから読み取り、サブピクセルW1に関する8ビットの画素値を端子Dから読み取る。   The selector 242 reads an 8-bit pixel value related to the sub-pixel W1 from the terminal C, and reads an 8-bit pixel value related to the sub-pixel W3 from the terminal D. The selector 243 reads the 8-bit pixel value related to the sub-pixel W2 from the terminal C and the end D. The selector 244 reads an 8-bit pixel value related to the sub-pixel W3 from the terminal C, and reads an 8-bit pixel value related to the sub-pixel W1 from the terminal D.

そして、それぞれの選択器242〜244は、図7の右下に示したテーブルに従って、信号S0、S1の組合せに応じて、端子A〜端子Dのいずれかを選択してW1’〜W3’として出力する。   Each of the selectors 242 to 244 selects one of the terminals A to D as W1 ′ to W3 ′ according to the combination of the signals S0 and S1 according to the table shown in the lower right of FIG. Output.

このようにして、サブピクセルコントローラ24(1)は、信号S0、S1によって表現されるエッジの状況に応じて、W1〜W3、あるは平均値(W1+W2+W3)/3のいずれかを選択して出力することで、先の図3に示したような3倍の階調表現能力を実現することができる。   In this way, the sub-pixel controller 24 (1) selects and outputs one of W1 to W3 or the average value (W1 + W2 + W3) / 3 according to the state of the edge represented by the signals S0 and S1. By doing so, it is possible to realize a three-fold gradation expression capability as shown in FIG.

次に、本実施の形態1における画像表示装置による垂直方向の階調表現能力(すなわち、垂直解像度)の向上について、シミュレーション結果を用いて説明する。図8は、本発明の実施の形態1における画像表示装置のシミュレーション結果による第1の部分の拡大画像を示した図である。同様に、図9は、本発明の実施の形態1における画像表示装置のシミュレーション結果による第2の部分の拡大画像を示した図である。   Next, improvement in the gradation expression capability (that is, vertical resolution) in the vertical direction by the image display apparatus according to the first embodiment will be described using simulation results. FIG. 8 is a diagram showing an enlarged image of the first portion based on the simulation result of the image display device according to Embodiment 1 of the present invention. Similarly, FIG. 9 is a diagram showing an enlarged image of the second portion based on the simulation result of the image display device according to Embodiment 1 of the present invention.

図8において、(a)〜(d)は、以下の内容を示したものである。
図8(a):オリジナルの入力画像、RGBパネルに表示される画像、LVパネルに表示される画像、合成画像、のそれぞれを全画面について示したもの。
図8(b):第1の部分に関して、RGBパネルに表示された画像を拡大したもの。
図8(c):第1に部分に関して、サブピクセル化されていないLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
図8(d):第1に部分に関して、サブピクセル化されたLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
In FIG. 8, (a) to (d) show the following contents.
FIG. 8A shows an original input image, an image displayed on the RGB panel, an image displayed on the LV panel, and a composite image on the entire screen.
FIG. 8B is an enlarged view of the image displayed on the RGB panel with respect to the first part.
FIG. 8C: First, with respect to the portion, an image displayed on the LV panel that is not sub-pixelated, and an enlarged composite image obtained as a result.
FIG. 8D: First, with respect to the portion, an image displayed on the sub-pixelized LV panel and a resultant composite image are enlarged.

同様に、図9において、(a)〜(d)は、以下の内容を示したものである。
図9(a):オリジナルの入力画像、RGBパネルに表示される画像、LVパネルに表示される画像、合成画像、のそれぞれを全画面について示したもの。
図9(b):第2の部分に関して、RGBパネルに表示された画像を拡大したもの。
図9(c):第2に部分に関して、サブピクセル化されていないLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
図9(d):第2に部分に関して、サブピクセル化されたLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
Similarly, in FIG. 9, (a) to (d) show the following contents.
FIG. 9A: An original input image, an image displayed on the RGB panel, an image displayed on the LV panel, and a composite image are shown on the entire screen.
FIG. 9B is an enlarged view of the image displayed on the RGB panel for the second part.
FIG. 9 (c): Secondly, with respect to the portion, an image displayed on the LV panel which is not sub-pixelated, and an enlarged composite image obtained as a result.
FIG. 9D: Second, regarding the portion, an image displayed on the sub-pixelized LV panel and a resultant composite image are enlarged.

図8、図9いずれの場合も、暗から明に変化する画像のエッジ部分に関して、LVパネルのサブピクセルにより、1画素内の濃淡レベルを細分化することで、結果としてられる合成画像の垂直解像度が改善されていることが確認できた。   8 and 9, the vertical resolution of the resultant composite image is obtained by subdividing the gray level in one pixel by the sub-pixels of the LV panel with respect to the edge portion of the image that changes from dark to bright. Was confirmed to be improved.

以上のように、実施の形態1によれば、LVパネルの画素をサブピクセル構造とするとともに、RGBパネルとLVパネルのサブピクセル構造を互いに直交させる構成を備えている。この結果、従来の8ビットの液晶ドライバで実現していた階調に対し、さらに高階調の表現能力を実現することができる。   As described above, according to the first embodiment, the pixels of the LV panel have a subpixel structure, and the subpixel structures of the RGB panel and the LV panel are orthogonal to each other. As a result, it is possible to realize a higher gradation expression capability than the gradation realized by the conventional 8-bit liquid crystal driver.

また、2枚の液晶パネルのサブピクセル構造において、入力された画像のエッジの存在位置に応じて、LVパネル内のサブピクセルの点灯制御を行うことで、垂直解像度を向上させ、より映像を鮮鋭化することができる。   Also, in the sub-pixel structure of two liquid crystal panels, the vertical resolution is improved by controlling the lighting of the sub-pixels in the LV panel according to the position of the edge of the input image, and the video is sharper. Can be

実施の形態2.
本実施の形態2に係る液晶表示装置は、LVパネル2のサブピクセル構造については、先の実施の形態1と同じであるが、LVコントローラ20による具体的な制御内容が先の実施の形態1とは異なっている。そこで、先の実施の形態1との相違点を中心に、本実施の形態2に係る液晶表示装置について、図面を用いて説明する。
Embodiment 2. FIG.
The liquid crystal display device according to the second embodiment is the same as the first embodiment in terms of the subpixel structure of the LV panel 2, but the specific control content by the LV controller 20 is the same as in the first embodiment. Is different. Therefore, the liquid crystal display device according to the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment.

図10は、本発明の実施の形態2における画像表示装置の信号処理ブロック図である。図10に示した画像表示装置は、RGBコントローラ10、およびLVコントローラ20を備えて構成されている。   FIG. 10 is a signal processing block diagram of the image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The image display apparatus shown in FIG. 10 includes an RGB controller 10 and an LV controller 20.

ここで、RGBコントローラ10は、ビット拡張回路11、遅延回路12、階調変換回路13、および色バランスコントローラ14を含んで構成され、色バランスコントローラ14からの出力がRGBパネル1に供給される。RGBコントローラ10の構成および機能は、先の実施の形態1と同様であり、説明を省略する。   Here, the RGB controller 10 includes a bit expansion circuit 11, a delay circuit 12, a gradation conversion circuit 13, and a color balance controller 14, and an output from the color balance controller 14 is supplied to the RGB panel 1. The configuration and function of the RGB controller 10 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

一方、LVコントローラ20は、グレーコンバータ21、階調変換回路22(2)、エッジ検出回路23(2)、およびサブピクセルコントローラ24(2)を含んで構成され、サブピクセルコントローラ24(2)からの出力がLVパネル2に供給される。先の実施の形態1と比較すると、グレーコンバータ21の機能は同一であるが、階調変換回路22(2)、エッジ検出回路23(2)、およびサブピクセルコントローラ24(2)の具体的な信号処理に関しては、先の実施の形態1と異なっており、以下に、相違点を中心に説明する。   On the other hand, the LV controller 20 includes a gray converter 21, a gradation conversion circuit 22 (2), an edge detection circuit 23 (2), and a subpixel controller 24 (2). Are supplied to the LV panel 2. Compared to the first embodiment, the gray converter 21 has the same function, but the gradation conversion circuit 22 (2), the edge detection circuit 23 (2), and the subpixel controller 24 (2) are more specific. The signal processing is different from that of the first embodiment, and the difference will be mainly described below.

LVコントローラ20内の階調変換回路22(2)は、グレー画像に対して、LUTを用いて階調変換を行う。本実施の形態2における階調変換回路22(2)は、3つのサブピクセルW1、W2、W3に関して共通の8ビットの画素値を出力する。   The gradation conversion circuit 22 (2) in the LV controller 20 performs gradation conversion on the gray image using the LUT. The gradation conversion circuit 22 (2) in the second embodiment outputs a common 8-bit pixel value for the three subpixels W1, W2, and W3.

次に、LVコントローラ20内のエッジ検出回路23(2)は、グレー画像に対して、エッジ検出処理を行い、2ビットの信号SL、SUを出力する。図11は、本発明の実施の形態2におけるエッジ検出回路23(2)の内部構成を示した図である。本実施の形態2におけるエッジ検出回路23(2)は、2つのラインメモリ236a、236b、2つの差分器237a、237b、2つの絶対値演算器238a、238b、および2つの比較器239a、239bを備えて構成されている。   Next, the edge detection circuit 23 (2) in the LV controller 20 performs edge detection processing on the gray image and outputs 2-bit signals SL and SU. FIG. 11 is a diagram showing an internal configuration of the edge detection circuit 23 (2) in the second embodiment of the present invention. The edge detection circuit 23 (2) in the second embodiment includes two line memories 236a and 236b, two difference units 237a and 237b, two absolute value calculators 238a and 238b, and two comparators 239a and 239b. It is prepared for.

差分器237aは、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像について、注目ラインよりも1ライン下の画像データを端子Aから読み込む。また、差分器237aは、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像について、注目ラインの画像データを、ラインメモリ236aを介して端子Bから読み込む。そして、差分器237aは、端子Aのデータから端子Bのデータを引いた値を差分値として算出し、出力する。   The differentiator 237a reads, from the terminal A, image data that is one line lower than the target line for the gray image output from the gray converter 21. Further, the differentiator 237a reads the image data of the target line from the terminal B via the line memory 236a for the gray image output from the gray converter 21. Then, the differentiator 237a calculates and outputs a value obtained by subtracting the data of the terminal B from the data of the terminal A as a difference value.

絶対値演算器238aは、差分器237aで算出された差分値の絶対値を算出する。そして、比較器239aは、絶対値演算器238aで算出された差分値の絶対値を、あらかじめ決められた閾値THと比較し、信号SLを出力する。具体的には、比較器239aは、絶対値が閾値TH未満の場合には、注目ラインから下のラインに向けて、エッジが存在しないと判断し、SL=0を出力する。一方、比較器239aは、絶対値が閾値TH以上の場合には、注目ラインから下のラインに向けて、エッジが存在すると判断し、SL=1を出力する。   The absolute value calculator 238a calculates the absolute value of the difference value calculated by the difference unit 237a. Then, the comparator 239a compares the absolute value of the difference value calculated by the absolute value calculator 238a with a predetermined threshold TH and outputs a signal SL. Specifically, when the absolute value is less than the threshold value TH, the comparator 239a determines that no edge exists from the target line toward the lower line, and outputs SL = 0. On the other hand, when the absolute value is greater than or equal to the threshold value TH, the comparator 239a determines that an edge exists from the target line toward the lower line, and outputs SL = 1.

同様に、差分器237bは、ラインメモリ236aから出力された注目ラインの画像データを端子Aから読み込む。また、差分器237bは、ラインメモリ236aから出力された注目ラインの画像データよりも1つ上のラインの画像データを、ラインメモリ236bを介して端子Bから読み込む。そして、差分器237bは、端子Aのデータから端子Bのデータを引いた値を差分値として算出し、出力する。   Similarly, the differentiator 237b reads the image data of the target line output from the line memory 236a from the terminal A. Further, the differentiator 237b reads the image data of the line immediately above the image data of the target line output from the line memory 236a from the terminal B via the line memory 236b. Then, the differentiator 237b calculates and outputs a value obtained by subtracting the data of the terminal B from the data of the terminal A as a difference value.

絶対値演算器238bは、差分器237bで算出された差分値の絶対値を算出する。そして、比較器239bは、絶対値演算器238bで算出された差分値の絶対値を、あらかじめ決められた閾値THと比較し、信号SUを出力する。具体的には、比較器239bは、絶対値が閾値TH未満の場合には、注目ラインよりも上のラインから注目ラインに向けて、エッジが存在しないと判断し、SU=0を出力する。一方、比較器239bは、絶対値が閾値TH以上の場合には、注目ラインよりも上のラインから注目ラインに向けて、エッジが存在すると判断し、SU=1を出力する。   The absolute value calculator 238b calculates the absolute value of the difference value calculated by the difference unit 237b. Then, the comparator 239b compares the absolute value of the difference value calculated by the absolute value calculator 238b with a predetermined threshold value TH and outputs a signal SU. Specifically, when the absolute value is less than the threshold value TH, the comparator 239b determines that no edge exists from the line above the target line toward the target line, and outputs SU = 0. On the other hand, when the absolute value is greater than or equal to the threshold value TH, the comparator 239b determines that an edge exists from the line above the target line toward the target line, and outputs SU = 1.

このようにして、エッジ検出回路23(2)は、グレーコンバータ21から出力されたグレー画像に基づいて、注目ラインから下のラインへのエッジの有無の情報を信号SLとして出力し、注目ラインよりも上のラインから注目ラインへのエッジの有無の情報を信号SUとして出力することができる。   In this way, the edge detection circuit 23 (2) outputs, as the signal SL, information on the presence / absence of an edge from the target line to the lower line based on the gray image output from the gray converter 21. In addition, information on the presence or absence of an edge from the upper line to the target line can be output as a signal SU.

次に、図10の構成に戻って、サブピクセルコントローラ24(2)は、階調変換回路22(2)から出力された3つのサブピクセルW1、W2、W3に共通の8ビットの画素値と、エッジ検出回路23(2)から出力された信号SU、SLに基づいて、LVパネル2および色バランスコントローラ14に供給するための3つの8ビット信号W1、W2、W3を生成する。   Next, returning to the configuration of FIG. 10, the sub-pixel controller 24 (2) sets the 8-bit pixel value common to the three sub-pixels W 1, W 2, and W 3 output from the gradation conversion circuit 22 (2). Based on the signals SU and SL output from the edge detection circuit 23 (2), three 8-bit signals W1, W2 and W3 to be supplied to the LV panel 2 and the color balance controller 14 are generated.

図12は、本発明の実施の形態2におけるサブピクセルコントローラ24(2)の内部構成を示した図である。本実施の形態2におけるサブピクセルコントローラ24(2)は、2つのラインメモリ245a、245b、2つの加重平均演算器246a、246b、および2つの選択器247a、247bを備えて構成されている。   FIG. 12 is a diagram showing an internal configuration of the subpixel controller 24 (2) in the second embodiment of the present invention. The sub-pixel controller 24 (2) in the second embodiment includes two line memories 245a and 245b, two weighted average calculators 246a and 246b, and two selectors 247a and 247b.

サブピクセルコントローラ24(2)には、階調変換回路22(2)から出力された8ビットの画素値が順次読み込まれる。また、ラインメモリ245aは、注目ラインよりも下のラインWLの画像データを入力として、注目ラインWCの画素データを出力する。さらに、ラインメモリ245bは、注目ラインWCの画像データを入力として、注目ラインよりも上のラインWUの画素データを出力する。   The sub-pixel controller 24 (2) sequentially reads the 8-bit pixel values output from the gradation conversion circuit 22 (2). Further, the line memory 245a receives the image data of the line WL below the target line and outputs the pixel data of the target line WC. Further, the line memory 245b receives the image data of the target line WC and outputs pixel data of the line WU above the target line.

加重平均演算器246aは、WL、WCから、(WL+2×WC)/3による加重平均値を算出する。一方、加重平均演算器246bは、WC、WUから、(WU+2×WC)/3による加重平均値を算出する。   The weighted average calculator 246a calculates a weighted average value of (WL + 2 × WC) / 3 from WL and WC. On the other hand, the weighted average calculator 246b calculates a weighted average value of (WU + 2 × WC) / 3 from WC and WU.

選択器247aは、注目ラインWCの画素値を端子Aから読み取り、加重平均演算器246aで算出された値を端子Bから読み取る。一方、選択器247bは、注目ラインWCの画素値を端子Aから読み取り、加重平均演算器246bで算出された値を端子Bから読み取る。   The selector 247a reads the pixel value of the target line WC from the terminal A, and reads the value calculated by the weighted average calculator 246a from the terminal B. On the other hand, the selector 247b reads the pixel value of the target line WC from the terminal A, and reads the value calculated by the weighted average calculator 246b from the terminal B.

そして、それぞれの選択器247a、247bは、図12の右下に示したテーブルに従って、信号SL、SUに応じて、端子Aまたは端子Bのいずれかを選択してW1〜W3として出力する。   Then, each selector 247a, 247b selects either terminal A or terminal B according to the signals SL, SU according to the table shown in the lower right of FIG. 12, and outputs them as W1 to W3.

このようにして、サブピクセルコントローラ24(2)は、信号SL、SUによって表現される、注目ラインとその上下のラインとのエッジの有無に応じて、W1〜W3を選択出力することで、先の図3に示したような3倍の階調表現能力を実現することができる。   In this way, the sub-pixel controller 24 (2) selectively outputs W1 to W3 according to the presence / absence of an edge between the target line and the upper and lower lines expressed by the signals SL and SU. As shown in FIG. 3, it is possible to realize a three-fold gradation expression capability.

次に、本実施の形態2における画像表示装置による垂直方向の階調表現能力(すなわち、垂直解像度)の向上について、シミュレーション結果を用いて説明する。図13は、本発明の実施の形態2における画像表示装置のシミュレーション結果による第1の部分の拡大画像を示した図である。同様に、図14は、本発明の実施の形態2における画像表示装置のシミュレーション結果による第2の部分の拡大画像を示した図である。   Next, improvement in the vertical gradation expression capability (that is, vertical resolution) by the image display apparatus according to the second embodiment will be described using simulation results. FIG. 13 is a diagram showing an enlarged image of the first portion based on the simulation result of the image display device according to the second embodiment of the present invention. Similarly, FIG. 14 is a diagram showing an enlarged image of the second portion based on the simulation result of the image display device in the second embodiment of the present invention.

図13において、(a)〜(d)は、以下の内容を示したものである。
図13(a):オリジナルの入力画像、RGBパネルに表示される画像、LVパネルに表示される画像、合成画像、のそれぞれを全画面について示したもの。
図13(b):第1の部分に関して、RGBパネルに表示された画像を拡大したもの。
図13(c):第1に部分に関して、サブピクセル化されていないLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
図13(d):第1に部分に関して、サブピクセル化されたLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
In FIG. 13, (a) to (d) show the following contents.
FIG. 13A shows an original input image, an image displayed on the RGB panel, an image displayed on the LV panel, and a composite image on the entire screen.
FIG. 13B is an enlarged view of the image displayed on the RGB panel for the first part.
FIG. 13 (c): First, regarding the portion, an image displayed on the LV panel that is not sub-pixelated and the resultant composite image are enlarged.
FIG. 13 (d): First, regarding the portion, an image displayed on the sub-pixelized LV panel and a resultant synthesized image are enlarged.

同様に、図14において、(a)〜(d)は、以下の内容を示したものである。
図14(a):オリジナルの入力画像、RGBパネルに表示される画像、LVパネルに表示される画像、合成画像、のそれぞれを全画面について示したもの。
図14(b):第2の部分に関して、RGBパネルに表示された画像を拡大したもの。
図14(c):第2に部分に関して、サブピクセル化されていないLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
図14(d):第2に部分に関して、サブピクセル化されたLVパネルに表示された画像、およびその結果得られる合成画像を拡大したもの。
Similarly, in FIG. 14, (a) to (d) show the following contents.
FIG. 14A shows an original input image, an image displayed on the RGB panel, an image displayed on the LV panel, and a composite image on the entire screen.
FIG. 14B is an enlarged view of the image displayed on the RGB panel for the second part.
FIG. 14C: Second, regarding the portion, an image displayed on the LV panel that is not sub-pixelated and the resultant composite image are enlarged.
FIG. 14 (d): Secondly, with respect to the portion, an image displayed on the sub-pixelized LV panel and a resultant composite image are enlarged.

図13、図14いずれの場合も、画像のエッジ部分に関して、LVパネルのサブピクセルにより、1画素内の濃淡レベルを細分化することで、結果としてられる合成画像の垂直解像度が改善されていることが確認できた。先の実施の形態1によるシミュレーション結果と比較すると、エッジ強調の度合いが緩和されているが、垂直解像度は、同様に向上している。   13 and 14, the vertical resolution of the resultant composite image is improved by subdividing the gray level in one pixel by the sub-pixel of the LV panel with respect to the edge portion of the image. Was confirmed. Compared with the simulation result according to the first embodiment, the degree of edge enhancement is relaxed, but the vertical resolution is similarly improved.

以上のように、実施の形態2によれば、LVパネルの画素をサブピクセル構造とするとともに、RGBパネルとLVパネルのサブピクセル構造を互いに直交させる構成を備えている。この結果、従来の8ビットの液晶ドライバで実現していた階調に対し、さらに高階調の表現能力を実現することができる。   As described above, according to the second embodiment, the pixels of the LV panel have a subpixel structure, and the subpixel structures of the RGB panel and the LV panel are orthogonal to each other. As a result, it is possible to realize a higher gradation expression capability than the gradation realized by the conventional 8-bit liquid crystal driver.

また、2枚の液晶パネルのサブピクセル構造において、入力された画像のエッジの存在位置に応じて、LVパネル内のサブピクセルの点灯制御を行うことで、垂直解像度を向上させ、より映像を鮮鋭化することができる。   Also, in the sub-pixel structure of two liquid crystal panels, the vertical resolution is improved by controlling the lighting of the sub-pixels in the LV panel according to the position of the edge of the input image, and the video is sharper. Can be

なお、上述した実施の形態1、2では、LVパネル側の1画素を3つのサブピクセルで構成する場合について説明したが、4つ以上のサブピクセルで構成することも可能であり、さびピクセル数が増えるほど、より高い階調表現が可能となる。   In the first and second embodiments described above, the case where one pixel on the LV panel side is configured by three subpixels has been described. However, it is also possible to configure the pixel by four or more subpixels, and the number of rust pixels As the value increases, higher gradation expression becomes possible.

1 RGBパネル、2 LVパネル、10 RGBコントローラ、11 ビット拡張回路、12 遅延回路、13 階調変換回路、14 色バランスコントローラ、20 LVコントローラ、21 グレーコンバータ、22(1)、22(2) 階調変換回路、23(1)、23(2) エッジ検出回路、231 ラインメモリ、232 差分器、233 絶対値演算器、234、235 比較器、236a、236b ラインメモリ、237a、237b 差分器、238a、238b 絶対値演算器、239a、239b 比較器、24(1)、24(2) サブピクセルコントローラ、241 平均演算器、242、243、244 選択器、245a、245b ラインメモリ、246a、246b 加重平均演算器、247a、247b 選択器。   1 RGB panel, 2 LV panel, 10 RGB controller, 11 bit extension circuit, 12 delay circuit, 13 gradation conversion circuit, 14 color balance controller, 20 LV controller, 21 gray converter, 22 (1), 22 (2) floor Key conversion circuit, 23 (1), 23 (2) edge detection circuit, 231 line memory, 232 differencer, 233 absolute value calculator, 234, 235 comparator, 236a, 236b line memory, 237a, 237b differencer, 238a 238b Absolute value calculator, 239a, 239b Comparator, 24 (1), 24 (2) Subpixel controller, 241 Average calculator, 242, 243, 244 Selector, 245a, 245b Line memory, 246a, 246b Weighted average Calculators, 247a, 247b selectors.

Claims (4)

前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側LCDパネル、前記前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置であって、
前記前面側LCDパネルの各画素は、並列に配列されたRGB用サブピクセルで構成され、
前記後面側LCDパネルの各画素は、前記RGB用サブピクセルと直交する方向に配列された複数のLV用サブピクセルで構成され、
入力されたRGB画像信号に基づいて生成された1つのグレー画像信号の濃淡値に応じて、前記複数のLV用サブピクセルに供給する点灯階調値の範囲と階調特性を個別に制御するLVコントローラを備える
画像表示装置。
The image display device is configured by stacking two front side LCD panels and two rear side LCD panels, and performs image display by transmitting backlight light in the order of the rear side LCD panel and the front side LCD panel. And
Each pixel of the front side LCD panel is composed of RGB sub-pixels arranged in parallel,
Each pixel of the rear side LCD panel is composed of a plurality of LV subpixels arranged in a direction orthogonal to the RGB subpixels,
LV that individually controls the range of gradation values and gradation characteristics supplied to the plurality of LV subpixels according to the gray value of one gray image signal generated based on the input RGB image signal An image display device comprising a controller.
前記LVコントローラは、並列に配列された前記複数のLV用サブピクセルの長手方向を水平方向とした場合に、前記水平方向に延びるエッジの垂直方向の輝度変化状況に応じて、前記複数のLV用サブピクセルのそれぞれの透過率を個別制御する
請求項1に記載の画像表示装置。
When the longitudinal direction of the plurality of LV subpixels arranged in parallel is a horizontal direction, the LV controller is configured to change the plurality of LV controllers according to a luminance change state in a vertical direction of an edge extending in the horizontal direction. The image display device according to claim 1, wherein the transmittance of each subpixel is individually controlled.
前記複数のLV用サブピクセルは、3以上の整数であるN個で構成され、
前記LVコントローラは、前記透過率を個別制御することで、前記後面側LCDパネルの各画素がサブピクセル化されていない場合の階調表現を1倍とした場合に、N倍の階調表現を行う
請求項2に記載の画像表示装置。
The plurality of LV sub-pixels is composed of N that is an integer of 3 or more,
The LV controller individually controls the transmittance, so that the gradation expression when the pixels of the rear LCD panel are not sub-pixels is set to 1 times, and the gradation expression is N times. The image display device according to claim 2.
前面側LCDパネルと後面側LCDパネルとを2枚重ねることで構成され、バックライト光が前記後面側LCDパネル、前記前面側LCDパネルの順で透過することにより画像表示を行う画像表示装置の製造方法であって、
前記前面側LCDパネルの各画素を、並列に配列されたRGB用サブピクセルで構成し、RGBのそれぞれの色の階調値に応じて対応する前記RGB用サブピクセルの液晶の透過率を個別制御できる回路を備えるようにして、前記前面側LCDパネルを製造する第1ステップと、
前記後面側LCDパネルの各画素を、前記RGB用サブピクセルと直交する方向に配列された複数のLV用サブピクセルで構成し、RGBのそれぞれの色の階調値に応じて対応する前記複数のLV用サブピクセルの液晶の透過率を個別制御できる回路を備えるようにして、前記後面側LCDパネルを製造する第2ステップと、
前記RGB用サブピクセルが並列配置された方向と前記複数のLV用サブピクセルが並列配置された方向が互いに直交するように、前記第1ステップで製造された前記前面側LCDパネルと、前記第2ステップで製造された前記後面側LCDパネルとを貼り合わせる第3ステップと
を有する画像表示装置の製造方法。
Manufacture of an image display device that is configured by stacking two front side LCD panels and two rear side LCD panels, and that displays images by transmitting backlight light in the order of the rear side LCD panel and the front side LCD panel. A method,
Each pixel of the front side LCD panel is composed of RGB subpixels arranged in parallel, and the liquid crystal transmittance of the corresponding RGB subpixel is individually controlled according to the gradation value of each RGB color A first step of manufacturing the front side LCD panel so as to include a circuit capable of:
Each pixel of the rear LCD panel is composed of a plurality of LV subpixels arranged in a direction orthogonal to the RGB subpixels, and the plurality of pixels corresponding to the gradation values of the respective RGB colors A second step of manufacturing the rear LCD panel by providing a circuit capable of individually controlling the liquid crystal transmittance of the LV subpixel;
The front-side LCD panel manufactured in the first step so that the direction in which the RGB sub-pixels are arranged in parallel and the direction in which the plurality of LV sub-pixels are arranged in parallel are orthogonal to each other; And a third step of bonding the rear LCD panel manufactured in the step to the image display device.
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