JP5013581B2 - 表示装置、コントローラドライバ、及び表示パネルの駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置及び表示パネルの駆動方法に関し、特に、階調データに対して補正を行って表示パネルに表示される階調を所望のとおりに調整するための技術に関する。

液晶ディスプレイでは、一般に、外部から供給される階調データと表示デバイスを駆動する駆動信号との対応関係を液晶パネルの電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）に応じて補正するガンマ補正が行われる。液晶パネルのＶ−Ｔ特性は非線形であるから、原画像を正しい色調で表示するためには、階調データの値に対して非線形な駆動電圧をガンマ補正によって生成する必要がある。更に表示画像の色調を向上させるために、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれについて異なるガンマ値を用いてガンマ補正が行われることもある。液晶パネルの電圧−透過率特性はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれについて異なっているから、表示画像の色調を向上させるためには、色に応じたガンマ値を用いてガンマ補正が行われることが望ましい。

液晶パネルのガンマ補正を実現するための方法は、大きく分けて２つある。１つは、使用可能な階調のそれぞれに対応する階調電圧を、ガンマカーブに対応する電圧レベルに制御する方法である。液晶パネルの駆動電圧は、一般に、複数の階調電圧のうちから階調データに対応する階調電圧を選択することによって生成される。したがって、各階調電圧の電圧レベルをガンマカーブに合うように制御すれば、ガンマ補正を実現できる。

もう１つの方法は、階調データに対してデータ処理を行う方法である。データ処理によってガンマ補正では、入力階調データＤ_ＩＮに対して下記の式：
Ｄγ＝Ｄγ^ＭＡＸ（Ｄ_ＩＮ／Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ）^γ， ・・・（１）
に従ったデータ処理が行われることによって補正後階調データＤγが生成される。生成された補正後階調データＤγに応じて信号線を駆動する駆動電圧が生成される。

階調電圧の制御によるガンマ補正と、データ処理によるガンマ補正とは、一長一短がある。階調電圧の制御によるガンマ補正は、液晶パネルのＶ−Ｔ特性を考慮して液晶パネルに印加される階調電圧を調整するため、いろいろなガンマカーブに対して、正確な補正が実現可能である。しかし、階調電圧の制御によるガンマ補正は、階調電圧の調整が難しく、また、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれについて異なったガンマ値でガンマ補正を行うためには不向きである。なぜなら、液晶パネルの信号線を駆動するドライバＩＣの内部に設けられている階調電圧は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）で共通であり、仮にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対して階調電圧を可変させようとすると、階調電圧を供給する信号線をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれに対して別個に設けることが必要となるからである。一方、データ処理によるガンマ補正は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれについて異なったガンマ値でガンマ補正を行うことには向いているが、回路規模が大きくなりやすい。

データ処理によるガンマ補正で特に問題になるのは、式（１）から理解されるように、べき乗を含む演算が関与することである。べき乗演算を厳密に行う回路は複雑であり、液晶ドライバに実装することには問題がある。ＣＰＵ（Central Processing Unit）のように優れた演算能力を有するデバイスであれば、べき乗は、対数演算、乗算、及び指数演算の組み合わせによって厳密に実現可能である。例えば、特開２００１−１０３５０４号公報は、べき乗を対数演算、乗算、及び指数演算の組み合わせによって実現するガンマ補正の実装法を開示している。しかし、厳密なべき乗演算を行う回路を液晶ドライバに実装することは、ハードウェアの削減のために好ましくない。

ガンマ補正の簡便な実装法の一つが、入力階調データと補正後階調データとの対応関係を記述したルックアップテーブル（ＬＵＴ）を使用することである。ＬＵＴに記述されている入力階調データと補正後階調データとの対応関係を式（１）に従って規定することにより、べき乗を直接的に行うことなくガンマ補正を実現できる。特開２００１−２３８２２７号公報及び特開平７−０５６５４５号公報は、ＬＵＴをＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれについて用意することにより、色毎に異なるガンマ値に対応するガンマ補正を行う技術を開示している。

ＬＵＴを使用してガンマ補正を行うことの問題点の一つは、異なるガンマ値に対応するガンマ補正を行うためには、ＬＵＴのサイズ（又は数）の増大が必要な点である。例えば、入力階調データが６ビットであり、補正後階調データが８ビットであるＬＵＴを用いたガンマ補正を、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについて、且つ、２５６種類のガンマ値について行うためには、３９３２１６（＝６４×８×３×２５６）ビットのＬＵＴが必要である。これは、ガンマ補正を液晶ドライバに実装する上で問題である。

特開平９−２８８４６８号公報は、ＬＵＴのサイズを小さく保ったまま、複数のガンマ値に対応するガンマ補正を行う技術を開示している。この技術では、書き換え可能なＬＵＴが液晶表示装置に用意される。ＬＵＴに保持されるデータは、ＥＥＰＲＯＭに保存されている演算用データからＣＰＵによって算出された後、ＣＰＵからＬＵＴに転送される。特開２００４−２１２５９８号公報も同様の技術を開示している。この公報に記載の技術では、輝度分布判定回路によってＬＵＴデータが生成され、そのＬＵＴデータがＬＵＴに転送される。

特開２０００−１８４２３６号公報は、入力階調データと補正後階調データとの対応関係を記述したＬＵＴを補正後階調データの生成に直接に使用するのではなく、ＬＵＴをガンマ特性の折れ線近似のパラメータの算出に使用することにより、回路規模の増大を抑制する技術を開示している。この技術では、特定の階調データに対応する補正後階調データがＬＵＴを用いて算出され、算出された補正後階調データから折れ線近似のパラメータを含む折れ線グラフ情報が算出される。入力階調データが与えられると、折れ線グラフ情報に示された折れ線近似によって補正後階調データが算出される。
特開２００１−１０３５０４号公報 特開２００１−２３８２２７号公報 特開平７−０５６５４５号公報 特開平９−２８８４６８号公報 特開２００４−２１２５９８号 特開２０００−１８４２３６号公報

しかしながら、これらの技術には、液晶ディスプレイの周囲の環境の変化に応じてガンマカーブを瞬時に切り替える（即ち、ガンマ補正のガンマ値を瞬時に切り替える）ことができないという課題がある。ノートＰＣ、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、携帯電話といった携帯端末は、様々な環境下で使用され得るため、液晶パネルの視認性を環境に応じて変えたいという要求がある。例えば、半透過型液晶を使用する液晶ディスプレイでは、外光の強度が強い場合には主として反射モードにより画像表示がなされ、外光の強度が弱い場合には主として透過モードにより画像表示がなされる。反射モードと透過モードでは、液晶パネルのガンマ値が異なるので、外光の強度により液晶パネルの見え方は大きく異なる。従って、外光の強度に応じて瞬時にガンマ値を切り替えることができれば、液晶ディスプレイの見易さを大きく向上することができる。しかしながら、従来技術では、このような要求に応えることができない。例えば、特開平９−２８８４６８号公報及び特開２００４−２１２５９８号公報に記載された技術では、ガンマ補正のガンマ値を切り替えるためには、ＬＵＴに記憶されるべきデータをＬＵＴに転送してＬＵＴを書き換える必要がある。しかし、ＬＵＴに保持されるデータは、相当なサイズを有しており、瞬時にＬＵＴを書き換えることは難しい。これは、ガンマ補正のガンマ値を瞬時に切り替えることが難しいことを意味している。

このような背景から、回路規模を小さくしながら、表示装置の周囲の環境の変化に応じて補正カーブ（例えば、ガンマ補正が行われる場合には、ガンマカーブ）を短時間で切り替えることを可能にするための技術の提供が望まれている。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。

本発明による表示装置（１）は、表示パネル（２）と、環境センサ（６）と、入力階調データ（Ｄ_ＩＮ）を補正して補正後階調データ（Ｄγ）を生成する補正回路（１３）と、補正後階調データ（Ｄγ）に応答して表示パネル（２）を駆動する駆動回路（１６）とを備えている。補正回路（１３）は、入力階調データ（Ｄ_ＩＮ）を変数とする多項式を用いて補正を行うことにより補正後階調データ（Ｄγ）を生成するように構成されている。前記多項式の係数は、環境センサ（６）の出力信号に応答して切り替えられる。このような表示装置（１）では、補正のための演算に多項式を用いることによってべき乗演算を排除しているため、回路規模を小さくできる；当該表示装置（１）では、べき乗演算を行うための複雑な演算回路やＬＵＴは必要ない。加えて、多項式の係数の切り替えには大きなデータを転送する必要はないから、補正カーブを切り替えるために大きなデータを転送する必要がない。従って、本発明による表示装置（１）は、周囲の環境の変化に応じて補正カーブを短時間で切り替えることができる。

本発明によれば、回路規模を小さくしながら、表示装置の周囲の環境の変化に応じて補正カーブを短時間で切り替えることができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る表示装置１の構成を示すブロック図である。表示装置１は、液晶パネル２と、コントローラドライバ３と、走査線ドライバ４と、バックライト５と、外光センサ６とを備えている。

液晶パネル２は、ｍ本の走査線（ゲート線）と、３ｎ本の信号線（ソース線）と、それらが交差する位置に設けられたｍ行３ｎ列の画素とを備えている；ここで、ｍ、ｎは自然数である。

コントローラドライバ３は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）に例示される画像描画回路７から入力階調データＤ_ＩＮを受け取り、入力階調データＤ_ＩＮに応答して液晶パネル２の信号線（ソース線）を駆動する。本実施形態では、入力階調データＤ_ＩＮは、６ビットデータである。液晶パネル２のＲ（赤）の画素に対応付けられた入力階調データＤ_ＩＮは、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒと記載されることがある。同様に、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画素に対応付けられた入力階調データＤ_ＩＮは、それぞれ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂと記載されることがある。コントローラドライバ３は、更に、走査線ドライバ制御信号８及びバックライト制御信号９を生成し、走査線ドライバ４及びバックライト５を制御する機能を有している。

走査線ドライバ４は、走査線ドライバ制御信号８に応答して液晶パネル２の走査線（ゲート線）を駆動する。

バックライト５は、液晶パネル２の裏面から白色光を入射する。外光センサ６は、表示装置１が置かれている環境の外光の強さを測定する。

外光センサ６は、それに入射される外光の強度に対応する出力信号を生成し、コントローラドライバ３に供給する。外光センサ６の出力信号はコントローラドライバ３に供給され、バックライト５の制御、及びコントローラドライバ３で行われるガンマ補正の制御に使用される。

コントローラドライバ３は、メモリ制御回路１１と、表示用メモリ１２と、近似演算補正回路１３と、補正点データ格納ＬＵＴ１４と、ラッチ回路１５と、信号線駆動回路１６と、階調電圧発生回路１７と、切り替え回路１８と、バックライト制御回路１９と、タイミング制御回路２０とを備えている。

メモリ制御回路１１は、表示用メモリ１２を制御して、画像描画回路７から送られてくる入力階調データＤ_ＩＮを表示用メモリ１２に書き込む機能を有している。より具体的には、メモリ制御回路１１は、画像描画回路７から送られてくる制御信号２１と、タイミング制御回路２０から送られてくるタイミング制御信号２２とからメモリ制御信号２３を生成し、表示用メモリ１２を制御する。更にメモリ制御回路１１は、メモリ制御信号２３に同期して画像描画回路７から送られてくる入力階調データＤ_ＩＮを表示用メモリ１２に転送し、入力階調データＤ_ＩＮを表示用メモリ１２に書き込む。

表示用メモリ１２は、画像描画回路７から送られてくる入力階調データＤ_ＩＮをコントローラドライバ３の内部で一時的に保持するためのものである。表示用メモリ１２は、１フレーム分の容量、即ち、ｍ×３ｎ×６ビットの容量を有している。表示用メモリ１２は、メモリ制御回路１１からのメモリ制御信号２３に応答して、保持している入力階調データＤ_ＩＮを順次に出力する。入力階調データＤ_ＩＮの出力は、液晶パネル２の１ラインの画素毎に行われる。

近似演算補正回路１３は、表示用メモリ１２から送られてくる入力階調データＤ_ＩＮに対してガンマ補正を行うためのものである。近似演算補正回路１３は、入力階調データＤ_ＩＮに対してデータ処理によるガンマ補正を近似的に行い、出力階調データＤ_ＯＵＴを生成する。入力階調データＤ_ＩＮと同様に、出力階調データＤ_ＯＵＴは、６ビットデータである。以下において、Ｒ（赤）の画素に対応する出力階調データＤ_ＯＵＴは、出力ＲデータＤ_ＯＵＴ ^Ｒと記載されることがある。同様に、Ｇ、Ｂの画素に対応する出力階調データＤ_ＯＵＴは、それぞれ、出力ＧデータＤ_ＯＵＴ ^Ｇ、出力ＢデータＤ_ＯＵＴ ^Ｂと記載されることがある。

近似演算補正回路１３によるガンマ補正には、２次の多項式である近似式が用いられる。後に詳細に説明されるように、近似式が多項式であることは、ガンマ補正のためにべき乗の演算やテーブルルックアップを行う必要性を排除し、ガンマ補正に必要な回路の回路規模を小さくするために重要である。

補正点データ格納ＬＵＴ１４は、近似演算補正回路１３によるガンマ補正で使用される近似式の係数を指定する役割を有している。より具体的には、補正点データ格納ＬＵＴ１４は、補正点データを複数保持しており、切り替え回路１８から送られてくる補正点選択信号２４によって選択された補正点データを近似演算補正回路１３に送る。ここで補正点データとは、ガンマ補正で使用される近似式のカーブの形状を決定する値であり、近似式の係数は、この補正点データから決定される。液晶パネル２のガンマ値が色毎に異なる（即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂで異なる）ことから、補正点データも、一般には、Ｒ、Ｇ、Ｂで異なるように選択される。以下では、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する補正点データを、それぞれ、Ｒ用補正点データＣＰ^Ｒ、Ｇ用補正点データＣＰ^Ｇ、Ｂ用補正点データＣＰ^Ｂと記載する。

ラッチ回路１５は、ラッチ信号２５に応答して出力階調データＤ_ＯＵＴを近似演算補正回路１３からラッチし、ラッチした出力階調データＤ_ＯＵＴを信号線駆動回路１６に転送する。

信号線駆動回路１６は、ラッチ回路１５から送られてくる出力階調データＤ_ＯＵＴに応答して対応する液晶パネル２の信号線を駆動する。より具体的には、信号線駆動回路１６は、出力階調データＤ_ＯＵＴに応答して階調電圧発生回路１７から供給される複数の階調電圧のうちから対応する階調電圧を選択し、対応する液晶パネル２の信号線を選択された階調電圧に駆動する。本実施形態では、階調電圧発生回路１７から供給される複数の階調電圧の数は６４である。

切り替え回路１８と、バックライト制御回路１９と、タイミング制御回路２０とは、表示装置１全体の制御を行う役割を有している。詳細には、切り替え回路１８は、外光センサ６の出力に応答して補正点選択信号２４を生成し、補正点データ格納ＬＵＴ１４に供給する。更に切り替え回路１８は、外光センサ６の出力に応答して輝度選択信号２６を生成し、バックライト制御回路１９に供給する。バックライト制御回路１９は、輝度選択信号２６に応答してバックライト５を制御する。バックライト５の輝度は、外光センサ６に入射される外光の強度に応じて制御され、ガンマ補正で使用される近似式のカーブの形状は、そのバックライト５の輝度において液晶パネル２に表示される表示画像が見易いように制御される。タイミング制御回路２０は、走査線ドライバ制御信号８、タイミング制御信号２２、及びラッチ信号２５を生成し、それぞれ、走査線ドライバ４、メモリ制御回路１１、ラッチ回路１５に供給する。表示装置１のタイミング制御は、走査線ドライバ制御信号８、タイミング制御信号２２、及びラッチ信号２５によって行われる。

以下では、近似演算補正回路１３及び補正点データ格納ＬＵＴ１４について、更に詳細に説明する。

図２は、ガンマ補正を行う近似演算補正回路１３の構成を示すブロック図である。近似演算補正回路１３は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれについて用意された近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂと、減色処理ユニット３２を備えている。

近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂは、それぞれ、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂについて近似式によるガンマ補正を行い、補正後Ｒ階調データＤγ^Ｒ、補正後Ｇ階調データＤγ^Ｇ、及び補正後Ｂ階調データＤγ^Ｂを生成する。補正後Ｒ階調データＤγ^Ｒ、補正後Ｇ階調データＤγ^Ｇ、及び補正後Ｂ階調データＤγ^Ｂのビット数は、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂのビット数よりも多い。これは、ガンマ補正によって画素の階調が失われないようにするためである。本実施形態では、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂは６ビットデータであり、補正後Ｒ階調データＤγ^Ｒ、補正後Ｇ階調データＤγ^Ｇ、及び補正後Ｂ階調データＤγ^Ｂは８ビットデータである。

減色処理ユニット３２は、補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、及び補正後ＢデータＤγ^Ｂのそれぞれについて減色処理を行い、出力ＲデータＤ_ＯＵＴ ^Ｒ、出力ＧデータＤ_ＯＵＴ ^Ｇ、出力ＢデータＤ_ＯＵＴ ^Ｂを生成する。出力ＲデータＤ_ＯＵＴ ^Ｒ、出力ＧデータＤ_ＯＵＴ ^Ｇ、出力ＢデータＤ_ＯＵＴ ^Ｂは、６ビットデータである。このようにして生成された出力ＲデータＤ_ＯＵＴ ^Ｒ、出力ＧデータＤ_ＯＵＴ ^Ｇ、出力ＢデータＤ_ＯＵＴ ^Ｂが最終的に液晶パネル２の信号線の駆動に使用される。

近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂによるガンマ補正は、下記の近似式：

により示される演算によって行われる；ここでｊは、Ｒ，Ｇ，Ｂの任意の記号であり、ＣＰ_ｊは、補正点データ格納ＬＵＴ１４から供給される補正点データである。Ｄγ^ＭＩＮは、補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、及び補正後ＢデータＤγ^Ｂの最小値であり、Ｄγ^ＭＡＸは、それらの最大値である。また、Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸは、それぞれ、入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊの最小値、最大値である。

式（３）が、Ｄ_ＩＮ ^ｊに関する２次の多項式であることに留意されたい。ガンマ補正に使用される近似式が多項式であることは、ガンマ補正のためにべき乗の演算やテーブルルックアップを行う必要性を排除し、ガンマ補正に必要な回路の回路規模を小さくするために有効である。

補正点データＣＰ^ｊは、式（３）の近似式のカーブの形状を決定する役割を有しており、補正点データＣＰ^ｊを適切に決定することにより、所望のガンマ値に対応するガンマ補正を近似的に行うことができる。図３に示されているように、補正点データＣＰ^ｊは、Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮとＤ_ＩＮ ^ＭＡＸの中間である階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}［＝（Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＋Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ）／２］に対して定義されており、式（３）によってガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊに対応するガンマ補正を近似的に行うためには、補正点データＣＰ^ｊを下記の式で決定すればよい。
下記式：

ただし、Ｇａｍｍａ_ｊ［ｘ］は、ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊによるガンマ補正の厳密式を表す関数であり、下記式：

で定義される。添字ｊは、ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊ及びＧａｍｍａ_ｊ［ｘ］の値が、Ｒ、Ｇ、Ｂで相違し得ることを示している。

式（４）によって定義された補正点データＣＰ^ｊを用いて式（３）により示される演算によってガンマ補正が行われる場合、入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊが最小値Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ、中間階調データＤ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}、最大値Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸのいずれかである場合に、近似式によるガンマ補正の結果と、厳密式によるガンマ補正の結果とが一致する。

例えば、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒが６ビット、補正後ＲデータＤγ^Ｒが８ビットであり、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒについてガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒが１．８であるガンマ補正を行う場合について考える。この場合には、
Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＝０，
Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ＝６３，
Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}＝３１．５，
Ｄγ^ＭＩＮ＝０，
Ｄγ^ＭＡＸ＝２５５，
が成立する。更に、式（５）から、
Ｇａｍｍａ（Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ）＝０，
Ｇａｍｍａ（Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ）＝２５５，
Ｇａｍｍａ（Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}）＝７３．２３
が得られ、これらの値と式（４）から、Ｒ用補正点データＣＰ^Ｒは、１８．９６と決定される。Ｒ用補正点データＣＰ^Ｒを１８．９６として補正後ＲデータＤγ^Ｒを式（３）に従って算出することにより、ＲデータＤ_ＩＮについてガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ＝１．８のガンマ補正を近似的に行うことができる。

上述の補正点データ格納ＬＵＴ１４には、複数のガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊのそれぞれに対応する補正点データＣＰ^ｊが格納されている。補正点データ格納ＬＵＴ１４は、切り替え回路１８から送られてくる補正点選択信号２４に応答して、格納されている補正点データのうちからＲ用補正点データＣＰ^Ｒ、Ｇ用補正点データＣＰ^Ｇ、Ｂ用補正点データＣＰ^Ｂを選択し、近似演算補正回路１３に供給する。

このような構成の表示装置１では、ガンマ補正のガンマ値の切り替えは、下記の動作によって行われる。表示装置１の外光の強度が変化すると、外光センサ６の出力信号が変化する。切り替え回路１８は、外光センサ６の出力信号の変化に応答して補正点選択信号２４を切り替える。補正点データ格納ＬＵＴ１４は、補正点選択信号２４に応答してＲ用補正点データＣＰ^Ｒ、Ｇ用補正点データＣＰ^Ｇ、Ｂ用補正点データＣＰ^Ｂを所望の値に変更する。変更後のＲ用補正点データＣＰ^Ｒ、Ｇ用補正点データＣＰ^Ｇ、Ｂ用補正点データＣＰ^Ｂが近似演算補正回路１３に送られ、これにより、近似演算補正回路１３が行うガンマ補正のガンマ値が切り替えられる。

このような動作によってガンマ値の切り替えを行うことの利点は、ガンマ値の切り替えを短時間で行えることである。本実施形態では、ＬＵＴを用いてガンマ補正を行う技術のように、ガンマ値の切り替えのためにＬＵＴの内容を転送する必要はない。例えば、６ビットの入力と８ビットの出力を有するＬＵＴによってガンマ補正が行われる場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのガンマ値を切り替えるためには、１５３６（＝２^６×８×３）ビットのデータをＬＵＴに転送する必要がある。一方、本実施形態では、Ｒ用補正点データＣＰ^Ｒ、Ｇ用補正点データＣＰ^Ｇ、Ｂ用補正点データＣＰ^Ｂのそれぞれを１０ビットで構成するとして、３０ビットのデータを近似演算補正回路１３に供給することによってガンマ値を切り替えることが可能である。

以上に説明されているように、本実施形態の表示装置１は、近似演算補正回路１３によるガンマ補正に多項式である近似式が用いられ、その近似式の係数を決定する補正点データが外光センサ６の出力信号に応答して選択される。ガンマ補正に使用されるガンマ値の切り替えは、補正点データを切り替えることによって行われる。

このようなアーキテクチャは、ガンマ補正に必要な回路の回路規模を小さくしながら、表示装置１の周囲の環境の変化に応じてガンマ補正のガンマ値を瞬時に切り替えることを可能にする。近似式が多項式であることは、ガンマ補正のためにべき乗の演算やテーブルルックアップを行う必要性を排除し、ガンマ補正に必要な回路の回路規模を小さくすることを可能にする。加えて、本実施形態では、少ないデータ量しかない補正点データを近似演算補正回路１３に供給することによってガンマ補正のガンマ値を切り替えることができるため、ガンマ値を短時間で切り替えることができる。

表示装置１の周囲の環境の変化を検出するために、外光センサ６の代わりに他の環境センサが使用され得る。例えば、外光センサ６の代わりに温度センサを使用することにより、表示装置１の周囲の温度に応じてガンマ値を制御することが可能である。このような構成によれば、液晶パネル２のガンマ値の温度依存性の影響を排除して表示画像の画質を向上することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂによって行われるガンマ補正演算が、式（３）から変更される。その目的は２つある：１つは、近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂによって行われるガンマ補正演算と、厳密式によるガンマ補正演算との誤差を小さくすることである。第１の実施形態で行われるガンマ補正演算は、２次の多項式に基づいており、回路規模の縮小に有効である。本実施形態では、回路規模が小さいという利点を生かしつつ、厳密式によるガンマ補正演算からの誤差を小さくする技術が提供される。

もう一つの目的は、規模の小さな回路を用いて割り算を実行可能にすることである。式（３）から理解されるように、第１の実施形態で行われるガンマ補正演算には、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸによる割り算が関与している。Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸが２の累乗で表すことができる数であれば、この割り算は、ビットシフト処理によって実現可能であり、小さな規模の回路で実現できる。しかし、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸは、２の累乗で表すことができない値であり、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸによる割り算を実行するためには、回路規模の縮小に適さない割り算回路を使用する必要がある。例えば、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂが６ビットである場合、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸは６３であり、８ビットである場合にはＤ_ＩＮ ^ＭＡＸは２５５である。ガンマ補正演算において２の累乗で表すことができる数の割り算以外の割り算を排除できれば、近似演算補正回路１３の回路規模を小さくできる。

これらの目的を達成するために、第２の実施形態では、入力階調データＤ_ＩＮのデータ値に基づく場合分けにより、近似式の係数が切り替えられる。より具体的には、本実施形態では、データＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂが階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも小さい場合、補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、及び補正後ＢデータＤγ^Ｂは、下記式：

によって算出される；ｊはＲ，Ｇ，Ｂの任意である。一方、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^ＢがＤ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも大きい場合、補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、及び補正後ＢデータＤγ^Ｂは、下記式：

によって算出される。

ただし、式（６ａ）、（６ｂ）に現れるＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊは、図４を参照して、下記式：

で定義される補正点データであり、Ｄ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３は、下記条件を満足する値である：
Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＜Ｄ_ＩＮ２＜Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}＜Ｄ_ＩＮ３＜Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ． ・・・（８）

式（７ｂ）、（７ｃ）から理解されるようにＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊは、階調データＤ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３にそれぞれに対応して定義されている補正点データである。一方、式（７ａ）、（７ｄ）から理解されるように、ＣＰ_１ ^ｊ，ＣＰ_４ ^ｊは、それぞれ、下記式：
Ｄ_ＩＮ１＝（Ｄ_ＩＮ３−Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ）／２， ・・・（９ａ）
Ｄ_ＩＮ４＝（Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ−Ｄ_ＩＮ２）／２， ・・・（９ｂ）
で定義される階調値Ｄ_ＩＮ１、Ｄ_ＩＮ４に対して定義される補正点データである。

本実施形態では、補正点データ格納ＬＵＴ１４に、式（７ａ）乃至（７ｄ）で定義されるＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊの組が複数記憶される。補正点データ格納ＬＵＴ１４は、補正点選択信号２４に応答して、適切なＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊの組を選択し、選択されたＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊの組を近似演算補正回路１３に供給する。近似演算補正回路１３の近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂは、式（６ａ）、（６ｂ）で示される演算によって補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、補正後ＢデータＤγ^Ｂを算出する。ガンマ補正のガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊの切り替えは、ＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊを変更することによって行われる。

式（６ａ）、（６ｂ）を用いてガンマ補正を行うことの利点は、近似式によるガンマ補正の、厳密式によるガンマ補正からの誤差を小さくできることである。入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊの値に応じて、式（６ａ）、（６ｂ）のうちの一方を選択的に使用することは、近似式によるガンマ補正の、厳密式によるガンマ補正からの誤差を小さくするために有効である。加えて、上記のように定義された式（６ａ）、（６ｂ）を用いることにより、入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊが最小値Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ、階調値Ｄ_ＩＮ１、Ｄ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３、Ｄ_ＩＮ４、最大値Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸの６つの場合において、近似式によるガンマ補正の結果と、厳密式によるガンマ補正の結果とを一致させることができる。これは、式（６ａ）、（６ｂ）を用いるガンマ補正が、式（３）を用いるガンマ補正と比較して、厳密式によるガンマ補正からの誤差を小さくするために有効であることを意味している；式（３）によるガンマ補正では、入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊが最小値Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ、中間階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}、最大値Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸの３つの場合でしか、近似式によるガンマ補正の結果と、厳密式によるガンマ補正の結果が一致しないことに留意されたい。

階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも小さい入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊに対応する式（６ａ）の係数が、階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも大きい階調値Ｄ_ＩＮ３及びそれに対応する補正点データＣＰ_３ ^ｊを用いて定義されていることに留意されたい。同様に、階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも大きい入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊに対応する式（６ｂ）の係数が、階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも小さい階調値Ｄ_ＩＮ２及びそれに対応する補正点データＣＰ_２ ^ｊを用いて定義されていることに留意されたい。このように式（６ａ）、（６ｂ）を定義することは、式（６ａ）で表されるカーブと式（６ｂ）で表されるカーブとを階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}において滑らかに接続することを可能にする。これは、補正後ＲデータＤγ^Ｒ、補正後ＧデータＤγ^Ｇ、及び補正後ＢデータＤγ^Ｂを適切に算出するために有効である。

式（６ａ）、（６ｂ）を用いてガンマ補正を行うことのもう一つの利点は、階調値Ｄ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３を適切に選択することによって、ガンマ補正に関与する割り算をビットシフト回路で実現可能であることである。例えば、式（６ａ）について、階調値Ｄ_ＩＮ３を２の累乗であるように選択すれば、階調値Ｄ_ＩＮ３による割り算はビットシフト回路で実現可能である。同様に、式（６ｂ）については、階調値Ｄ_ＩＮ２を、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ−Ｄ_ＩＮ２が２の累乗であるように選択すれば、値（Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ−Ｄ_ＩＮ２）による割り算をビットシフト回路で実現可能である。割り算をビットシフト回路で実現することは、回路規模の削減に有効である。

本実施形態では２つの場合分けが行われているが、入力階調データＤ_ＩＮについて更に多くの場合分けが行われ得る。場合分けの数が多いことは、厳密式からの誤差を更に小さくするために有効である。例えば、４つの場合分け、８つの場合分けにより、近似式の係数が切り替えられることも可能である。

（第３の実施形態）
第１及び第２の実施形態において提示された、２次の多項式を近似式として使用する技術は、大きなガンマ値についてはかなり良い近似が得られる；しかし、ガンマ値が小さな場合、特にガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊが１よりも小さい場合には、２次の多項式は、ガンマ補正を近似的に行うために不向きである。第３の実施形態では、データ処理によるガンマ補正に加えて階調電圧の制御によるガンマ補正を行うことにより、比較的に小さなガンマ値のガンマ補正についても良い近似を得るための技術が提供される。

図５は、第３の実施形態の表示装置１Ａの構成を示すブロック図である。第３の実施形態の表示装置１Ａの、第１の実施形態の表示装置１からの相違点は、階調電圧発生回路１７の代わりに可変階調電圧発生回路１７Ａが使用され、更に、切り替え回路１８に可変階調電圧発生回路１７Ａを制御する機能が与えられる点にある。切り替え回路１８は、階調選択信号２７によって可変階調電圧発生回路１７Ａが使用すべきガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}、即ち、階調電圧の制御によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を指定する。本実施形態では、ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}は、切り替え回路１８から送られてくる階調選択信号２７に応じて可変である。図６に示すように、切り替え回路１８は、Ｖ−Ｔ特性を考慮して設定された複数のガンマ値を切り替えるようにする。

このような構成のコントローラドライバ２では、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒ、ＧデータＤ_ＩＮ ^Ｇ、ＢデータＤ_ＩＮ ^Ｂに対して行われるガンマ補正の全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｇ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｂは、下記式：
γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒ＝γ_{ｄｒｉｖｅ}・γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ， ・・・（１１ａ）
γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｇ＝γ_{ｄｒｉｖｅ}・γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ， ・・・（１１ｂ）
γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｂ＝γ_{ｄｒｉｖｅ}・γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂ， ・・・（１１ｃ）
で表される。ここで、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂは、上述された、近似演算ユニット３１_Ｒ，３１_Ｇ、３１_Ｂによって行われるデータ処理によるガンマ補正のガンマ値である。

本実施形態では、データ処理によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂが、１より小さくならないように、且つ、全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｇ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｂが所望値になるように階調電圧の制御によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}が指定される。これは、階調電圧の制御によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を、全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｇ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｂの何れをも超えないように決定することにより達成可能である。例えば、ＲデータＤ_ＩＮ ^Ｒについてγ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒが１．８となるようなガンマ補正を行う場合には、γ_{ｄｒｉｖｅ}が１．２に設定され、且つ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒが１．５となるような補正点データＣＰ^Ｒ（又は、補正点データＣＰ_１ ^Ｒ〜ＣＰ_４ ^Ｒ）が近似演算ユニット３１_Ｒに設定される。データ処理によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂを１以上に保つことは、近似式によるガンマ補正の誤差を減少させるために有効である。

図７は、本実施形態の表示装置１Ａの動作の一例を示す表である。切り替え回路１８は、外光センサ６の出力信号に応答して、バックライト５の輝度を指定する輝度選択信号９を生成する。外光センサ６に入射される外光が強いほど、バックライト５の輝度は増加される。更に切り替え回路１８は、階調選択信号２７によって可変階調電圧発生回路１７Ａが使用すべきガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を指定し、補正点選択信号２４によって近似演算ユニット３１_Ｒ，３１_Ｇ、３１_Ｂが使用すべきガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂを指定する。ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}、及びガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂは、ガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｇ、γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｂが所望値になるように、且つ、ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｇ、γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｂが１より小さくならないように指定される。例えば、全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^Ｒが２．２であるようなガンマ補正は、ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を２．０、ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^Ｒを１．１に設定することによって達成される。このような動作によれば、近似式によるガンマ補正の誤差を減少させながら、所望のガンマ値によるガンマ補正を行うことができる。

（第４の実施形態）
図８は、第４の実施形態の表示装置１Ｂの構成を示すブロック図である。第４の実施形態の表示装置１Ｂの、第１の実施形態の表示装置１からの相違点は、ガンマ補正に使用されるガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ} ^ｊの切り換え、及び、バックライト５の輝度の制御が、外光センサ６の出力に応じて行われるのではなく、画像描画回路７によって行われることにある。このために、第４の実施形態の表示装置１Ｂでは、補正点データ格納ＬＵＴ１４及び切り替え回路１８の代わりに、補正点データ設定レジスタ３３とバックライト輝度設定レジスタ３４とが設けられる。補正点データ設定レジスタ３３は、画像描画回路７から補正点データＣＰ^ｊを受け取って格納する。バックライト輝度設定レジスタ３４は、画像描画回路７からバックライト５の輝度を指定するバックライト輝度データ３５を受け取って格納する。

第４の実施形態では、バックライト輝度データ３５の設定によってバックライトの輝度を調整するとともに、補正点データＣＰ^ｊの設定によってガンマ補正に使用されるガンマ値が切り換えられる。これにより、液晶パネル２のＲＧＢ各色のそれぞれについてガンマ補正を行うだけでなく、コントラスト補正等の画像調整を行うことによりバックライト輝度に応じた最適な表示を実現することが目的とされている。

本実施形態では、近似演算補正回路１３内の近似演算ユニット３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂが式（６ａ）、（６ｂ）から式（１２ａ）、（１２ｂ）のように変更されている。

ここで、ＣＰ_０ ^ｊ、ＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊ、ＣＰ_５ ^ｊは、画像描画回路７から補正点データ設定レジスタ３３に送られて格納される補正点データである。なお、式（１２ａ）、（１２ｂ）は、式（６ａ）、（６ｂ）において、Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ、Ｄγ^ＭＩＮを０に設定し、Ｄγ^ＭＩＮ（＝Ｇａｍｍａ_ｊ［Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ］)を補正点データＣＰ_０ ^ｊに、Ｄγ^ＭＡＸ（＝Ｇａｍｍａ_ｊ［Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ］)を補正点データＣＰ_５ ^ｊと置き換えることによって得られることに留意されたい。

図９に示されているように、補正点データ設定レジスタに格納される補正点データＣＰ_０ ^ｊ、ＣＰ_１ ^ｊ、ＣＰ_２ ^ｊ、ＣＰ_３ ^ｊ、ＣＰ_４ ^ｊ、ＣＰ_５ ^ｊによって、コントラスト補正等を行なうことが可能となる。

（第５の実施形態）
図１０は、第５の実施形態の表示装置１Ｃの構成を示すブロック図である。第５の実施形態では、図１１に示されているように、液晶パネル２が複数の表示エリア２ａ〜２ｃに区分され、その表示エリア２ａ〜２ｃ毎に異なるガンマ値を用いたガンマ補正が行われる。このような動作を実現するために、第５の実施形態の表示装置１Ｃでは、図１０に示されているように、第４の実施形態の表示装置１Ｂの補正点データ設定レジスタ３３の代わりに、エリア指定補正点データ設定レジスタ３６が設けられ、且つ、階調電圧発生回路１７の代わりに可変階調電圧発生回路１７Ａが設けられる。第５の実施形態の表示装置１Ｃの他の構成は、第４の実施形態の表示装置１Ｂと同様である。

エリア指定補正点データ設定レジスタ３６は、エリア指定データ３７と、表示エリア２ａ〜２ｃのそれぞれに対応する補正点データＣＰ^ｊとを画像描画回路７から受け取って格納する。エリア指定データ３７は、表示エリア２ａ〜２ｃが液晶パネル２のどの部分であるかを定義するデータと、表示エリア２ａ〜２ｃのそれぞれに画像を表示する際に可変階調電圧発生回路１７Ａが使用すべきガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}（即ち、階調電圧の制御によるガンマ補正のガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}）を指定するデータを含んでいる。エリア指定補正点データ設定レジスタ３６は、階調選択信号２７により、使用すべきガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を可変階調電圧発生回路１７Ａに指示する。加えて、エリア指定補正点データ設定レジスタ３６には、表示エリア２ａ〜２ｃのそれぞれについて別々の補正点データＣＰ^ｊが格納される。エリア指定補正点データ設定レジスタ３６は、駆動される画素が表示エリア２ａ〜２ｃのいずれに位置するかに応じて、近似演算補正回路１３に送られる補正点データＣＰ^ｊ、及び、階調選択信号２７によって指定されるガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}を切り換える。補正点データＣＰ^ｊ及びガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}が切り換えられるタイミングは、タイミング制御回路２０から送られてくる補正点データ切り替え信号３８によって制御される。

図１１は、本実施形態の液晶表示装置１Ｃの動作の一例として、垂直方向に並べられた表示エリア２ａ〜２ｃ毎にガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^ｊを変更する動作を示している。エリア指定補正点データ設定レジスタ３６には、表示エリア２ａ〜２ｃのそれぞれに対応する３種類の補正点データＣＰ^ｊが格納されており、補正点データ切り替え信号３８に応答して読み出される補正点データＣＰ^ｊが切り換えられる。表示用メモリ１２から読み出された入力階調データＤ_ＩＮ ^ｊは、エリア指定補正点データ設定レジスタ３６から出力される補正点データに従って、補正処理が行なわれる。同時に可変階調電圧発生回路１７Ａに階調選択信号２７によって設定されるガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}も、補正点データ切り替え信号３８に応答して切り換えられる。これにより、図１１に示されているように、表示エリア２ａ〜２ｃ毎に表示ガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^ｊを変更することが可能になる。

図１２に示されているように、表示エリア２ａ〜２ｃは、液晶パネル２を横方向に横断するように決定される必要はない。液晶パネル２の端から離れた位置に表示エリアが規定され、その表示エリア毎にガンマ値が設定されることも可能である。この場合、補正点データ切り替え信号３８は、画像の垂直位置信号、水平位置信号に応答して生成されることになる。

（第６の実施形態）
図１３は、第６の実施形態の表示装置１Ｄの構成を示すブロック図である。第６の実施形態の表示装置１Ｄでは、１つのコントローラドライバ３で２つの液晶パネル：メイン液晶パネル２Ａとサブ液晶パネル２Ｂが駆動される。サブ液晶パネル２Ｂの信号線は、メイン液晶パネル２Ａの信号線に接続され、メイン液晶パネル２Ａの信号線が信号線駆動回路１６によって駆動される。サブ液晶パネル２Ｂの信号線の駆動は、メイン液晶パネル２Ａのゲート線を非活性化した状態でメイン液晶パネル２Ａの信号線を駆動し、メイン液晶パネル２Ａの信号線を介して駆動電圧をサブ液晶パネル２Ｂの信号線に供給することによって行われる。

この場合、エリア指定補正点データ設定レジスタ３６にメイン液晶パネル２Ａ用の補正点データとサブ液晶パネル２Ｂ用の補正点データＣＰ^ｊを格納し、それぞれの液晶パネルに画像を表示する際に読み出す補正点データＣＰ^ｊを切り替えることで、図１４に示されるように、メイン液晶パネル２Ａとサブ液晶パネル２Ｂの表示ガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ} ^ｊを変更することが可能となる。本実施形態の表示装置１Ｄによれば、メイン液晶パネル２Ａとサブ液晶パネル２Ｂ上に最適な画像表示を実現することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態の表示装置の近似演算補正回路の構成を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態において行われる近似的なガンマ補正を説明するグラフである。 図４は、第２の実施形態において行われる近似的なガンマ補正を説明するグラフである。 図５は、本発明の第３の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。 図６は、第３の実施形態における、階調電圧の制御によるガンマ補正を説明する概念図である。 図７は、第３の実施形態において行われるガンマ補正の例を提示する表である。 図８は、本発明の第４の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。 図９は、第４の実施形態において行われるコントラスト補正を説明するグラフである。 図１０は、本発明の第５の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第５の実施形態において行なわれるガンマ補正により液晶パネル上に表示される画像の一例を説明する図である。 図１２は、本発明の第５の実施形態において行なわれるガンマ補正により液晶パネル上に表示される画像の別の一例を説明する図である。 図１３は、本発明の第６の実施形態の表示装置の構成を示すブロック図である。 図１４は、本発明の第６の実施形態において行なわれるガンマ補正によりメイン液晶パネル及び、サブ液晶パネル上に表示される画像の一例を説明する図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：表示装置
２：液晶パネル
２Ａ：メイン液晶パネル
２Ｂ：サブ液晶パネル
３：コントローラドライバ
４：走査線ドライバ
５：バックライト
６：外光センサ
７：画像描画回路
８：走査線ドライバ制御信号
９：バックライト制御信号
１１：メモリ制御回路
１２：表示用メモリ
１３：近似演算補正回路
１４：補正点データ格納ＬＵＴ
１５：ラッチ回路
１６：信号線駆動回路
１７：階調電圧発生回路
１７Ａ：可変階調電圧発生回路
１８：切り替え回路
１９：バックライト制御回路
２０：タイミング制御回路
２１：制御信号
２２：タイミング制御信号
２３：メモリ制御信号
２４：補正点選択信号
２５：ラッチ信号
２６：輝度選択信号
２７：階調選択信号
３１_Ｒ、３１_Ｇ、３１_Ｂ：近似演算ユニット
３２：減色処理ユニット

Claims (15)

1. 表示パネルと、
   環境センサと、
   入力階調データから補正後階調データを生成する補正回路と、
   前記補正後階調データに応答して前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
   複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup table）
   とを具備し、
   前記補正回路は、前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことにより前記補正後階調データを生成するように構成され、
   前記補正点データ格納ＬＵＴは、前記環境センサの出力信号に応答して複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データを切り替え、
   前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
   前記多項式は、前記入力階調データについての２次の多項式である
   表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、
   更に、
   前記補正後階調データは、前記入力階調データの値をＤ_ＩＮ、前記補正点データの値をＣＰ、前記補正後階調データの値をＤγ、前記補正後階調データの最小値をＤγ^ＭＩＮ、前記補正後階調データの最大値をＤγ^ＭＡＸ、前記入力階調データの最大値をＤ_ＩＮ ^ＭＡＸ、前記入力階調データの最小値をＤ_ＩＮ ^ＭＩＮとして、下記式：
   

   

   に従って算出される
   表示装置。
3. 請求項２に記載の表示装置であって、
   前記補正点データは、Ｇａｍｍａ［ｘ］を下記式：
   

   

   で定義し、且つ、中間階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}を次式：
   Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}＝（Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＋Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ）／２，
   で定義したとき、下記式：
   

   

   によって算出される
   表示装置。
4. 表示パネルと、
   環境センサと、
   入力階調データから補正後階調データを生成する補正回路と、
   前記補正後階調データに応答して前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
   複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup table）
   とを具備し、
   前記補正回路は、前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことにより前記補正後階調データを生成するように構成され、
   前記補正点データ格納ＬＵＴは、前記環境センサの出力信号に応答して複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データを切り替え、
   前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
   前記入力階調データの値が第１範囲に属するとき、前記入力階調データを変数とする第１多項式が前記多項式として使用され、
   前記入力階調データの値が前記第１範囲と異なる第２範囲に属するとき、前記入力階調データを変数とし、且つ、前記第１多項式と異なる第２多項式が前記多項式として使用され、
   前記第１多項式と前記第２多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
   前記選択補正点データは、第１〜第４補正点データを含み、
   前記入力階調データの値Ｄ_ＩＮは、その最大値がＤ_ＩＮ ^ＭＡＸ、その最小値がＤ_ＩＮ ^ＭＩＮであり、
   中間階調値Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}を次式：
   Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}＝（Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＋Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ）／２，
   で定義したとき、前記第１範囲がＤ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも小さい範囲であり、且つ、前記第２範囲がＤ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}よりも大きい範囲であり、
   前記補正後階調データは、前記第１〜第４補正点データの値をそれぞれＣＰ_１〜ＣＰ_４とし、前記補正後階調データの値をＤγ、前記補正後階調データの最小値をＤγ^ＭＩＮ、前記補正後階調データの最大値をＤγ^ＭＡＸ、所定のパラメータをＤ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３として、前記入力階調データの値が前記第１範囲に属するときに下記式：
   

   

   前記入力階調データの値が前記第２範囲に属するときに
   

   

   によって算出される
   表示装置。
5. 請求項４に記載の表示装置であって、
   前記Ｄ_ＩＮ３は、２の累乗で表される数である
   表示装置。
6. 請求項４に記載の表示装置であって、
   前記Ｄ_ＩＮ２は、Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ−Ｄ_ＩＮ２が２の累乗で表される数であるように定められた
   表示装置。
7. 請求項４に記載の表示装置であって、
   前記Ｄ_ＩＮ２、Ｄ_ＩＮ３は、下記式：
   Ｄ_ＩＮ ^ＭＩＮ＜Ｄ_ＩＮ２＜Ｄ_ＩＮ ^{Ｃｅｎｔｅｒ}＜Ｄ_ＩＮ３＜Ｄ_ＩＮ ^ＭＡＸ，
   を満足するように定められ、
   Ｇａｍｍａ［ｘ］を下記式：
   

   

   で定義したとき、
   前記ＣＰ_１〜ＣＰ_４は、それぞれ、下記式：
   

   

   で表される関係にある
   表示装置。
8. 表示パネルと、
   環境センサと、
   入力階調データから補正後階調データを生成する補正回路と、
   前記補正後階調データに応答して前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
   複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup table）
   とを具備する表示装置であって、
   前記補正回路は、前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことにより前記補正後階調データを生成するように構成され、
   前記補正点データ格納ＬＵＴは、前記環境センサの出力信号に応答して複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データを切り替え、
   前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
   当該表示装置が、更に、
   前記環境センサの前記出力信号に応答して定められる第１ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}によるガンマカーブに対応する互いに異なる複数の階調電圧を発生する可変階調電圧発生回路を更に具備し、
   前記駆動回路は、前記複数の階調電圧のうちから前記補正後階調データに対応する選択階調電圧を選択し、前記表示パネルの信号線を前記選択階調電圧に駆動するように構成され、
   前記多項式は、第２ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ}によるガンマカーブに対応するガンマ補正を近似的に行うように定められた前記入力階調データについての２次式であり、
   全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}を、下記式：
   γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}＝γ_{ｄｒｉｖｅ}・γ_{ｌｏｇｉｃ}，
   によって定義したとき、前記第１ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}は、前記全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}を超えないように決定される
   表示装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の表示装置であって、
   前記環境センサは、入射される外光の強度に応じて前記出力信号を生成する外光センサである
   表示装置。
10. 請求項９に記載の表示装置であって、
    前記表示パネルに光を入射するバックライトを更に具備し、
    前記バックライトの輝度は、前記外光センサの前記出力信号に応答して調整される
    表示装置。
11. 入力階調データから補正後階調データを生成する補正回路と、
    前記補正後階調データに応答して表示パネルを駆動する駆動回路と、
    複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup table）
    とを具備し、
    前記補正回路は、前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことにより前記補正後階調データを生成するように構成され、
    前記補正点データ格納ＬＵＴは、環境センサの出力信号に応答して複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データを切り替え、
    前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
    前記多項式は、前記入力階調データについての２次の多項式である
    コントローラドライバ。
12. 請求項１１に記載のコントローラドライバであって、
    前記入力階調データの値が第１範囲に属するとき、前記入力階調データを変数とする第１多項式が前記多項式として使用され、
    前記入力階調データの値が前記第１範囲と異なる第２範囲に属するとき、前記入力階調データを変数とし、且つ、前記第１多項式と異なる第２多項式が前記多項式として使用され、
    前記第１多項式と前記第２多項式の係数は、前記選択補正点データから決定される
    コントローラドライバ。
13. 入力階調データから補正後階調データを生成する補正回路と、
    前記補正後階調データに応答して表示パネルを駆動する駆動回路と、
    複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup table）
    とを具備するコントローラドライバであって、
    前記補正回路は、前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことにより前記補正後階調データを生成するように構成され、
    前記補正点データ格納ＬＵＴは、環境センサの出力信号に応答して複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データを切り替え、
    前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
    当該コントローラドライバが、更に、
    前記環境センサの前記出力信号に応答して定められる第１ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}によるガンマカーブに対応する互いに異なる複数の階調電圧を発生する可変階調電圧発生回路
    を具備し、
    前記駆動回路は、前記複数の階調電圧のうちから前記補正後階調データに対応する選択階調電圧を選択し、前記表示パネルの信号線を前記選択階調電圧に駆動するように構成され、
    前記多項式は、第２ガンマ値γ_{ｌｏｇｉｃ}によるガンマカーブに対応するガンマ補正を近似的に行うように定められた前記入力階調データについての２次式であり、
    全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}を、下記式：
    γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}＝γ_{ｄｒｉｖｅ}・γ_{ｌｏｇｉｃ}，
    によって定義したとき、前記第１ガンマ値γ_{ｄｒｉｖｅ}は、前記全体としてのガンマ値γ_{ｄｉｓｐｌａｙ}を超えないように決定される
    コントローラドライバ。
14. 請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載のコントローラドライバであって、
    前記表示パネルに光を入射するバックライトの輝度を前記環境センサの前記出力信号に応答して制御するバックライト輝度制御部
    を更に具備する
    コントローラドライバ。
15. 入力階調データに対して前記入力階調データを変数とする多項式を用いて補正を行うことによって補正後階調データを生成するステップと、
    前記補正後階調データに応答して表示パネルを駆動するステップ
    とを具備し、
    前記補正後階調データを生成するステップでは、複数の補正点データを格納する補正点データ格納ＬＵＴ（lookup
    table）から環境センサの出力信号に応答して前記複数の補正点データのうちから選択補正点データを選択することで前記選択補正点データが切り替えられ、
    前記多項式の係数は、前記選択補正点データから決定され、
    前記多項式は、前記入力階調データについての２次の多項式である
    表示パネルの駆動方法。

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