JP5539072B2 - 表示制御ドライバ及びデータ処理システム - Google Patents
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Description
本発明は、プライバシフィルタ機能を備えた表示制御ドライバに関し、例えば液晶ディスプレイを備えた携帯電話機などの携帯端末装置に適用して有効な技術に関する。
プライバシフィルタ機能とはディスプレイの表示面を正面から見た正視時の画像に対して斜めから見た斜視時の画像を相違させて覗き見を防止する機能である。このプライバシフィルタ機能として、液晶パネルのガンマ特性が斜視時と正視時で異なる点に着目したものがある。例えば、静止時には画像データの階調値（画像データの大きさ）が大きくなるほど輝度の増加率が漸次増加するのに対し、斜視時には画像データの階調値が大きくなるほど輝度の増加率は漸次減少する傾向を持つので、正視時には本来の画像が見えるようにし、斜視時には本来の画像にこれとは異なる副画像を合成した合成画像が見えるようにすることができる。そのような合成画像を得るのに本来の画像と共に副画像をホスト装置から転送を受けるとすれば、データの転送レートを高速化しなければならず、データを保持するメモリの容量も増加する。
特許文献１にはそのような点を考慮して視野角を擬似的に狭くした画像データを生成する技術について記載される。これは、主画像データ及び副画像制御データから表示データを生成するＬＣＤコントローラと、データ伝送線を介してＬＣＤコントローラから表示データを受信して、液晶表示パネルを制御する液晶表示モジュールとの構成に係る。ＬＣＤコントローラは、一部のビットを削減した主画像データと副画像制御データとを含む表示データを出力する。液晶表示モジュールは、副画像制御データに基づいて、副画像データを生成し、液晶表示パネル上の隣接ピクセルの正視時における平均輝度が、主画像データに応じた値となり、隣接ピクセルの正視時における輝度差が、副画像データに応じた値となる擬似狭視野画像データを表示データから生成する。これにより、ドライバ回路に副画像データを転送することなく、様々な副画像データを用いた擬似狭視野画像データを液晶パネルに表示させることを可能にするというものである。
しかしながら、特許文献１の技術では、主画像データのうち最高輝度又は最低輝度寄りの画素に対しては隣接する複数画素の平均輝度と隣接画素の正視時における輝度差とに着目した擬似狭視野画像データを生成することはできない。例えば、輝度が５０％の４画素に対して２個の画素の輝度を１００％、残りの２個の画素の輝度を０％とすることによって平均輝度５０％を実現できるが、輝度が１００％の４画素に対して夫々に輝度を１００％以外の値にすることはできない。したがって、特許文献１の技術では表示画像データの輝度分布状態によってはプライバシフィルタ機能の実効性を得ることができない場合がある。さらに、特許文献１では主画像データと複画像データをホストシステムから別々に受信しなくても済むようにするために、本来の画像データの下位側複数ビット削除し、そこに副画像データのための副画像制御データを組み込むようにしているが、本来の画像データの下位側複数ビットを削除するということは、主画像データにおける輝度０％と１００％の画素が増えることを意味し、上記プライバシフィルタ機能の実効性低下という問題点を更に助長する要因にもなる。
さらに、特許文献１に記載の技術で擬似狭視野画像データを生成するには、一部のビットを削減した主画像データと副画像制御データとを含む表示データをＬＣＤコントローラに出力させ、更に、副画像制御データからフィルタ画像データを生成し、生成したフィルタ画像データとルックアップテーブルから参照した情報とを利用しなければならない。ルックアップテーブルから参照する情報が何であるかは不明であるが、いずれにしても、演算パラメータではなくルックアップテーブルの参照が必要であることから、ルックアップテーブルを構成するために大きなメモリ容量を確保することが必要とされ、回路規模の増大につながる。
本発明の目的は、画像データの輝度分布状態によってプライバシフィルタ機能の実効性が低下する事態を未然に防止することができる表示制御ドライバ、更にはデータ処理システムを提供することにある。
本発明の別の目的は、回路規模を増大させることなく実効性の高いプライバシフィルタ機能を実現できる表示制御ドライバ、更にはデータ処理システムを提供することにある。
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、表示ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮し、コントラストを圧縮した表示データの視野角特性を変更する操作として、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置ターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行う。
階調偏倚処理により、正視時と斜視時との間で前記所定配置パターン上の平均輝度に輝度差を形成することができ、階調偏倚処理を前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行うことによって、正視時と斜視時との間で形成される輝度差は前記所定配置パターンの配列に対して離散的とされる。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、画像データの輝度分布状態によってプライバシフィルタ機能の実効性が低下する事態を未然に防止することができる。
また、回路規模を増大させることなく実効性の高いプライバシフィルタ機能を実現できる。
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
〔１〕＜正視時と斜視時のディザパターン上の平均輝度に輝度差を形成する画素演算＞
本発明の代表的な実施の形態に係る表示制御ドライバ（１３、１３Ａ〜１３Ｄ）は、表示データに基づいてビットマップディスプレイ（１２）を表示制御するものであって、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部（２８）と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部（１５０，１５０Ａ）とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン（３０）毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置ターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行う。ここで、離散的とは、表示フレームに対して均等に階調偏倚処理を行うことを除外する趣旨であり、例えば、所定配置パターンの配列に対して不連続的に行う、という意味を持つ。
本発明の代表的な実施の形態に係る表示制御ドライバ（１３、１３Ａ〜１３Ｄ）は、表示データに基づいてビットマップディスプレイ（１２）を表示制御するものであって、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部（２８）と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部（１５０，１５０Ａ）とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン（３０）毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置ターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行う。ここで、離散的とは、表示フレームに対して均等に階調偏倚処理を行うことを除外する趣旨であり、例えば、所定配置パターンの配列に対して不連続的に行う、という意味を持つ。
階調偏倚処理により、正視時と斜視時との間で前記所定配置パターン上の平均輝度に輝度差を形成することができ、階調偏倚処理を前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行うことによって、正視時と斜視時との間で形成される輝度差は前記所定配置パターンの配列に対して離散的とされる。したがって、斜視時には表示データに別のパターンが擬似的に合成されたのと同じ表示画面を得ることができ、これによってプライバシフィルタ機能を実現する。このとき、コントラストを圧縮した表示データが階調偏倚処理の対象とされるから、所定表示パターンの画素の階調が最高輝度又は最低輝度画の場合には実質的に階調偏倚処理を行うことができないという制約を受けることがないようにすることができ、プライバシフィルタ機能の実効性が低下する事態を未然に防止することができる。更に、上記制約を受けずに階調偏倚処理を離散的に行っていけばよいから、特別なルックアップテーブルを参照することを要せず、この点で、実効性の高いプライバシフィルタ機能を実現するときに回路規模を増大させることを要しない。
〔２〕＜パラメータレジスタ＞
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために用いられるパラメータセットが書き換え可能にロードされるパラメータレジスタ（１４２）を有する。
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために用いられるパラメータセットが書き換え可能にロードされるパラメータレジスタ（１４２）を有する。
与えられるパラメータセットによりビットマップディスプレイのガンマ特性に応じた前記階調偏倚処理を行うことができる。例えば輝度５０％の階調を境に大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを定めようとする場合に、輝度５０％の階調値をガンマ特性に応じて決定することが可能になる。
〔３〕＜バックライトの輝度上昇＞
項１の表示制御ドライバにおいて、前記コントラスト圧縮部による前記コントラストの圧縮に応じて前記ビットマップディスプレイに対するバックライトの輝度を上昇させる制御を行うバックライト輝度制御回路（２１０，２１０Ａ）を更に有する。
項１の表示制御ドライバにおいて、前記コントラスト圧縮部による前記コントラストの圧縮に応じて前記ビットマップディスプレイに対するバックライトの輝度を上昇させる制御を行うバックライト輝度制御回路（２１０，２１０Ａ）を更に有する。
コントラストの圧縮による低下する輝度をバックライトの輝度によって補うことができ、この点でプライバシフィルタ機能を採用する場合における正視時の視認性の劣化をある程度抑制することが可能になる。
〔４〕＜モードレジスタ＞
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、視野角特性を変更した表示データを出力するか、又は、入力された表示データに対して視野角特性を変更せずに出力するかを指示するためのモードレジスタ（１４１）を有し、前記モードレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、視野角特性を変更した表示データを出力するか、又は、入力された表示データに対して視野角特性を変更せずに出力するかを指示するためのモードレジスタ（１４１）を有し、前記モードレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
モードレジスタによってプライバシフィルタ機能を任意に選択可能になり、表示形態の便に供することができる。
〔５〕＜パターンマッピングデータ＞
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記ビットマップ上における前記複数画素の所定配置パターンを単位とする当該パターンのマッピングを単位ビットの配列によって定義するためのパターンマッピングデータ（３１）を格納するパターンレジスタ（１２０）を有し、前記パターンレジスタに設定されたパターンマッピングデータの単位ビットが第１の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を行い、前記パターンマッピングデータの単位ビットが第２の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を休止する。
項１の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記ビットマップ上における前記複数画素の所定配置パターンを単位とする当該パターンのマッピングを単位ビットの配列によって定義するためのパターンマッピングデータ（３１）を格納するパターンレジスタ（１２０）を有し、前記パターンレジスタに設定されたパターンマッピングデータの単位ビットが第１の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を行い、前記パターンマッピングデータの単位ビットが第２の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を休止する。
階調偏倚処理を離散的に行うときの離散形態をパターンマッピングデータにしたがって任意に決定することができる。
〔６〕＜パターンマッピングデータによるパターンの繰り返し利用＞
項５の表示制御ドライバにおいて、前記パターンレジスタは、前記パターンマッピングデータが定義するパターンの繰り返し数（倍数データ；３２）を更に格納する。前記視野角特性変更部は、前記繰り返し数で規定される繰り返しパターンに基づいて前記階調偏倚処理を行う。
項５の表示制御ドライバにおいて、前記パターンレジスタは、前記パターンマッピングデータが定義するパターンの繰り返し数（倍数データ；３２）を更に格納する。前記視野角特性変更部は、前記繰り返し数で規定される繰り返しパターンに基づいて前記階調偏倚処理を行う。
パターンマッピングデータを任意回数繰り返し利用することができるから、パターンマッピングデータのサイズ及びパターンレジスタの記憶容量をきわめて小さくすることが可能になる。
〔７〕＜パターンマッピングデータの単位ビットに対応する所定配置パターンの繰返しサイズ＞
項６の表示制御ドライバにおいて、前記パターンレジスタは、前記所定配置パターンのサイズに対する倍数を更に格納する。前記視野角特性変更部は、前記倍数で規定される前記所定配置パターンの倍数倍のパターンを、前記パターンマッピングデータの単位ビット毎に対応する所定配置パターンとして、前記階調偏倚処理を行う。
項６の表示制御ドライバにおいて、前記パターンレジスタは、前記所定配置パターンのサイズに対する倍数を更に格納する。前記視野角特性変更部は、前記倍数で規定される前記所定配置パターンの倍数倍のパターンを、前記パターンマッピングデータの単位ビット毎に対応する所定配置パターンとして、前記階調偏倚処理を行う。
所定配置パターンの任意の整数倍のパターンを単位に階調偏倚処理を離散的に行うことができる。
〔８〕＜階調偏倚処理例＞
項１の表示制御ドライバにおいて、前記階調偏倚処理は、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍（例えば２倍）に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である。
項１の表示制御ドライバにおいて、前記階調偏倚処理は、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍（例えば２倍）に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である。
ビットマップディスプレイのガンマ特性を考慮して前記実数を決めることにより、所要の輝度の階調を境に大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを定めることが可能になる。
〔９〕＜高輝度側変換データ生成用パラメータレジスタ＞
項８の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記実数倍して最大階調値（２５５）になる階調値（１８８）が設定される第１パラメータレジスタ（１４２、Ｕｐ１）を有し、前記第１パラメータレジスタの設定値及び最大階調値に基づいて前記実数を決定する。
項８の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、前記実数倍して最大階調値（２５５）になる階調値（１８８）が設定される第１パラメータレジスタ（１４２、Ｕｐ１）を有し、前記第１パラメータレジスタの設定値及び最大階調値に基づいて前記実数を決定する。
前記実数に所要の値を容易に設定することができる。
〔１０〕＜プログラマブルレジスタ＞
項９の表示制御ドライバにおいて、前記第１パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
項９の表示制御ドライバにおいて、前記第１パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
前記実数をプログラマブルに決めることができる。
〔１１〕＜低輝度側変換データ生成用パラメータレジスタ＞
項８の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値が設定される複数の第２パラメータレジスタ（１４２、Ｌｐ１〜Ｌｐ４，Ｌｏ２〜Ｌｏ４）を有し、前記第２パラメータレジスタの設定値に基づいて線形補間区間毎に演算したパラメータを用いて低輝度側変換データを生成する。
項８の表示制御ドライバにおいて、前記視野角特性変更部は、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値が設定される複数の第２パラメータレジスタ（１４２、Ｌｐ１〜Ｌｐ４，Ｌｏ２〜Ｌｏ４）を有し、前記第２パラメータレジスタの設定値に基づいて線形補間区間毎に演算したパラメータを用いて低輝度側変換データを生成する。
線形補間を用いることによって非線形特性に則ったデータを演算することにより、演算処理に要する負担を軽減することができる。
〔１２〕＜プログラマブルレジスタ＞
項９の表示制御ドライバにおいて、前記第２パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
項９の表示制御ドライバにおいて、前記第２パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである。
操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係をプログラマブルに決めることができる。
〔１３〕＜半導体集積回路＞
項１の表示制御ドライバは例えば１個の半導体基板に形成されて成る。
項１の表示制御ドライバは例えば１個の半導体基板に形成されて成る。
〔１４〕＜平均輝度に輝度差を形成する画素演算の演算パラメータに対する温度補償＞
本発明の別の実施の形態に係る表示制御ドライバは、表示データに基づいてビットマップディスプレイを表示制御するものであって、入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部と、を有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部（１８０，１８０Ａ）から与えられたパラメータセットを用いる。
本発明の別の実施の形態に係る表示制御ドライバは、表示データに基づいてビットマップディスプレイを表示制御するものであって、入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部と、を有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部（１８０，１８０Ａ）から与えられたパラメータセットを用いる。
階調偏倚処理により、正視時と斜視時との間で前記所定配置パターン上の平均輝度に輝度差を形成することができ、階調偏倚処理を前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行うことによって、正視時と斜視時との間で形成される輝度差は前記所定配置パターンの配列に対して離散的とされる。したがって、斜視時には表示データに別のパターンが擬似的に合成されたと同じ表示画面を得ることができ、これによってプライバシフィルタ機能を実現する。このとき、コントラストを圧縮した表示データが階調偏倚処理の対象とされるから、所定表示パターンの画素の階調が最高輝度又は最低輝度画の場合には実質的に階調偏倚処理を行うことができないという制約を受けることがないようにすることができ、プライバシフィルタ機能の実効性が低下する事態を未然に防止することができる。更に、上記制約を受けずに階調偏倚処理を離散的に行っていけばよいから、特別なルックアップテーブルを参照することを要せず、この点で、実効性の高いプライバシフィルタ機能を実現するときに回路規模を増大させることを要しない。ディスプレイのガンマ特性は温度に依存して変化するから、温度に応じたガンマ特性にしたがったパラメータセットを用いて階調偏倚処理を行うことにより、温度変化に対してもプライバシフィルタ特性の実効性を維持することができる。
〔１５〕＜外部から温度データを入力＞
項１４の表示制御ドライバにおいて、前記温度補償部は表示制御ドライバの外部で測定された温度データ（１６６）を入力する。
項１４の表示制御ドライバにおいて、前記温度補償部は表示制御ドライバの外部で測定された温度データ（１６６）を入力する。
外部に配置した温度検出素子で直接ビットマップディスプレイの温度を計測して対処することができる。
〔１６〕＜内部で計測した温度を＞
項１４の前記温度補償部は、温度測定素子（１９０）と、前記温度測定素子で測定された測定温度をビットマップディスプレイの対応温度に変換する温度変換回路（１９２）とを有し、温度変換回路で変換された対応温度の温度データを用いて前記特性パラメータのセットを選択する。
項１４の前記温度補償部は、温度測定素子（１９０）と、前記温度測定素子で測定された測定温度をビットマップディスプレイの対応温度に変換する温度変換回路（１９２）とを有し、温度変換回路で変換された対応温度の温度データを用いて前記特性パラメータのセットを選択する。
外部に温度検出素子を配置しなくても外部のビットマップディスプレイの温度を予測して対処することができる。
〔１７〕＜階調偏倚処理の例＞
項１４の表示制御ドライバにおいて、前記階調偏倚処理は、与えられた特性パラメータを参照することによって、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である。
項１４の表示制御ドライバにおいて、前記階調偏倚処理は、与えられた特性パラメータを参照することによって、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である。
ビットマップディスプレイのガンマ特性を考慮して前記実数を決めることにより、所要の輝度の階調を境に大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを定めることが可能になる。
〔１８〕＜特性パラメータの例＞
項１７の表示制御ドライバにおいて、前記特性パラメータは、前記実数倍して最大階調値になる階調値と、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値とを特定するデータである。
項１７の表示制御ドライバにおいて、前記特性パラメータは、前記実数倍して最大階調値になる階調値と、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値とを特定するデータである。
上記意義を持つ特性パラメータを用いることにより、前記実数に所要の値を設定することができ、また、非線形特性に則ったデータ演算の負荷の軽減になる。
〔１９〕＜半導体集積回路＞
項１４の表示制御ドライバは例えば１個の半導体基板に形成されて成る。
項１４の表示制御ドライバは例えば１個の半導体基板に形成されて成る。
〔２０〕＜正視時と斜視時のディザパターン上の平均輝度に輝度差を形成する画素演算＞
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有する。前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行う。
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有する。前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行う。
データ処理システムに搭載された表示制御ドライバに対して項１と同様に作用効果を奏するから、データ処理システムにおけるビットマップディスプレイの覗き見防止を比較的小さな回路規模で且つ確実に実現することができる。
〔２１〕＜パラメータレジスタ＞
項２０のデータ処理システムにおいて、前記視野角特性変更部は、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために用いられるパラメータセットが書き換え可能にロードされるパラメータレジスタを有する。
項２０のデータ処理システムにおいて、前記視野角特性変更部は、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために用いられるパラメータセットが書き換え可能にロードされるパラメータレジスタを有する。
データ処理システムに搭載された表示制御ドライバに対して項２と同様に作用効果を奏する。
〔２２〕＜平均輝度に輝度差を形成する画素演算の演算パラメータに対する温度補償＞
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有する。前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定は一パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りを持って変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部から与えられたパラメータセットを用いる。
本発明の更に別の実施の形態に係るデータ処理システムは、ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有する。前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部とを有する。前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定は一パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りを持って変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部から与えられたパラメータセットを用いる。
データ処理システムに搭載された表示制御ドライバイに対して項１４と同様に作用効果を奏するから、データ処理システムにおけるビットマップディスプレイの覗き見防止を比較的小さな回路規模で且つ確実に実現することができる。
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
実施の形態について更に詳述する。
《携帯端末》
図１には本発明の一例に係るデータ処理システムとしての携帯端末装置のブロックダイアグラムが例示される。携帯端末装置は例えば携帯電話器やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）として実現される。
図１には本発明の一例に係るデータ処理システムとしての携帯端末装置のブロックダイアグラムが例示される。携帯端末装置は例えば携帯電話器やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）として実現される。
携帯端末装置１はケーシングの外側から目視できるように液晶表示モジュール２を有すると共に、ケーシングの外側から操作可能な多数の操作スイッチによって構成される制御スイッチ３やキーボード４を備える。ケーシングの内部には移動体通信及びアプリケーション制御のための回路として、通信回路５、ベースバンド処理回路６、プロセッサ７、メモリ８、音声処理回路９及び操作検出回路１０を備える。
通信回路５は、通信アンテナ１１を介して移動体通信基地局との間で移動体通信を行うためのアナログフロントエンドとして機能される。通信回路５に接続されるベースバンド処理回路６は移動体通信の通信プロトコル処理を行う。音声処理回路９はマイクロフォン１５から入力される音声信号の処理と音声信号に基づいてスピーカ１６を駆動する。操作検出回路１０は制御スイッチ３及びキーボード４からに入力を検出する。プロセッサ７は操作検出回路１０による検出結果などに応答してベースバンド処理回路６、音声処理回路９及び液晶表示モジュール２の動作を制御し、その動作制御に際してメモリ８をワーク領域などとして利用する。
液晶表示モジュール２はビットマップディスプレイとしての液晶表示パネル１２と、表示データに基づいて液晶表示パネル１２を表示制御する表示制御ドライバとしての液晶ドライバ（ＬＣＤドライバ）１３とを有する。
液晶表示パネル１２は例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）によるアクティブマトリクス型で構成される。例えば、横方向に走るゲート電極線と縦方向に走るソース電極線の交点にＴＦＴと呼ばれる電界効果型のトランジスタ（ＴＦＴトランジスタ）が配置され、ＴＦＴトランジスタのゲートにゲート電極が接続され、そのソースにソース電極が接続されている。ＴＦＴトランジスタのドレインにはサブピクセルとなる液晶電極、そしてコンデンサ（キャパシタ）が接続され、これら２個の容量性素子の反対側はコモン電極になっている。ゲート電極線に加えられた電圧によってそれに接続されている1列分すべてのＴＦＴトランジスタがオン状態にされることで、ソースとドレイン間に電流が流れ、そのときソース電極線に加えられている各々の電圧が液晶電極に印加され、コンデンサには電圧に応じた電荷が蓄積される。ゲート電極線は1列分の充電を終えると電圧の印加は次の列に移り、最初の1列分のＴＦＴトランジスタはゲート電圧を失ってオフ状態となる。最初の1列分の液晶電極はソース電極線からの電圧を失うが同時にコンデンサに蓄積された電荷によって次にゲート電極線が選択されるまでの1フレーム分の間、必要な電圧を維持する。
液晶ドライバ１３はプロセッサ７から供給される表示データを入力して液晶表示パネル１２１に対する画像表示を制御する。この画像表示制御は、アクティブマトリクス駆動制御を主体とし、更に、選択的にプライバシフィルタ機能を実現する。プライバシフィルタ機能は制御スイッチ３における特定のスイッチ操作によって任意に選択／非選択の切換えが可能にされる、表示画像に対する覗き見防止機能である。プライバシフィルタ機能を選択した場合、液晶表示パネル１２は表示面を狭視野角で閲覧させる狭視野モード（プライバシフィルタモード）で表示駆動され、プライバシフィルタ機能を非選択とした場合、液晶表示パネル１２は表示面を広視野角で閲覧させる広視野モード（プライバシフィルタ非選択モード）で表示駆動される。広視野モードは、正面及び斜めのいずれの方向から液晶表示パネル１２を閲覧しても、同じ画像が見える動作モードである。狭視野モードは、正面から見れば広視野モードの場合と同じ本来の画像（主画像）が見えるが、斜め方向から見れば、上記主画像に、主画像とは異なる副画像を合成した合成画像が見える動作モードである。
《プライバシフィルタ機能の原理》
プライバシフィルタ機能は、視野角により液晶表示のガンマ特性が変化することを利用して、階調偏倚処理（以下パターンディザ法による処理）により視野角（表示面の正面方向に対する斜めの角度）が大きい場合に視認阻止パターンが浮き出る表示を行う機能であり、前記狭視野モードを実現する機能である。
プライバシフィルタ機能は、視野角により液晶表示のガンマ特性が変化することを利用して、階調偏倚処理（以下パターンディザ法による処理）により視野角（表示面の正面方向に対する斜めの角度）が大きい場合に視認阻止パターンが浮き出る表示を行う機能であり、前記狭視野モードを実現する機能である。
図２にはプライバシフィルタモード（ＰＦＭ）の選択／非選択状態における液晶表示パネルの正面及び側面から見た画像の状態が例示される。ＰＦＭ非選択状態では主画像を構成する風景が正面及び側面の双方で視認でき、前者に比べて後者の輝度が全体的に暗くなっている。ＰＦＭ選択状態では正面からは主画像を構成する風景が視認できるが、側面からは主画面に市松模様の視認素子パターンが浮き出て見える。ＰＦＭでは画像データに対して後述するコントラスト圧縮処理を施すことによって全体的にコントラストが低下されている。
本発明における動作原理野前提は、視野角によりガンマ特性が変化する、ということである。図３には画素データの諧調に対する正面から見た輝度特性、斜め４５度から見た輝度特性、及び斜め７５度から見た輝度特性を夫々表示絶対輝度で示す。図より明らかなように視野角が大きくなるほど高輝度側の輝度低下が大きくなる。
図４には図３の輝度特性を表示相対輝度で示す。図４からも明らかなように、視野角により表示輝度およびガンマ特性が変化し、視野角が大きくなると、一般にコントラストが低下するため、ガンマ特性はガンマ値が小さい方向にずれる。要するに、ガンマ表示特性の視野角依存性により中間階調の相対輝度変化が大きくなるが、低階調値及び高階調値近傍では視野角依存性による相対輝度変化は小さくされる。詳細については後述するが、階調偏倚処理はその差異を顕在化させるためのデータ処理とされる。図５には図４の特性に従ったある階調値の輝度を視野角の違いで比較可能に図示してあり、視野角の相違によって輝度差を生じ、同一視野角内では、階調値による輝度の違いが必ず単調増加となるため、表示としてはガンマ特性の変化として認識されることになる。視野角が大きいと、高階調値及び低階調値の輝度が中間階調値の輝度に比べ暗く沈みこみ、これによって視認阻止パターンが浮き出て見えるようになる。
次に、ディザ法すなわち階調偏倚処理の原理を説明する。
２つの階調から面積階調方法により、ある中間階調を生成する場合を図６に基づいて説明する。一般にある表示面の輝度は、周辺画素輝度の平均値となる。例えば市松模様により、２つの階調を５０％ずつの比率で表示した場合、それぞれの階調の輝度値同士を５０％ずつの重みで平均した輝度値となる。すなわち、図に従えば、（ａ）のように各がその輝度が５０％のとき、（ｂ）のように市松模様を構成する隣接する２個の画素の一方の輝度を１００％、他方の画素の輝度を０％としたとき、全体的な平均輝度は５０％である。図４及び図５の説明から明らかなように、２つの階調から生成される表示の輝度値はガンマ特性により変化する。よって、正面からのガンマ特性にあわせたディザを生成した場合、正面では期待される輝度値が生成されるが、視野角のある方向からでは、ガンマ値の小さい方向へのずれにより、平均輝度は小さい方向にずれ、暗くなる。よって、図６の（ｂ）のようにある画像をディザで表示する部分と、（ａ）のようにそのままの階調で表示する部分の２通りの方法で表示した場合、正面からはほぼ同等に見えるものが、視野角を付けた場合に、ガンマ値のずれにより、２通りの方法での表示部分の輝度には（ｃ）と（ｄ）で示すように差が生じ、（ｄ）のディザ部分の表示が相対的に暗く沈みこむ表示となる。例えば図７には図６の（ｂ）のディザを生成するときの画素のガンマ特性が示され、ガンマ値が代表的な２．２で階調値１８８（輝度５０％）の中間階調部と輝度が同一になるように、階調値０（輝度０％）と階調地２５５（輝度１００％）を設定する例が示される。これを側面から見ると、図８に例示されるように、ガンマー値が２．２よりも小さくされ、中間階調値１８８の輝度は相対的に増し、それに従ってディザ部分の輝度は相対的に暗く沈み込むことになる。
よって、表示画像を一部ディザで表示し、かつその部分をあるパターン（視認阻止パターン）とすることで、視野角の高い方向からの表示が視認阻止パターンにより視認しづらくすることができる。これがプライバシフィルタの基本原理となる。
この方式によって生成したパターンには、以下の特性がある。ディザの２階調の階調差が大きいほど高い視野角での輝度沈み込みが大きくなる。要するに、ディザの２階調の一方の階調値が高階調寄りの値とされ、他方の階調値が低階調寄りの値とされるほど、高い視野角での輝度沈み込みが大きくなる。ディザパターンそのものが視認できるほどの低ＰＰＩ（Pixels Per Inch）表示のディスプレイでは効果が見えづらくなる。ディザ生成に液晶表示パネルのガンマ特性を利用するため、パネルの階調により局所的にガンマ値がずれている設定となっている場合、例えばパネルガンマ調整により、ハイコントラスト表示を行っているような場合には、正面からも視認阻止パターンが視認される結果となり、画像表示性能が劣化する。
《プライバシフィルタ処理》
プライバシフィルタ処理は、大きく分けて２段階の処理を行う。１段目は元の画像のコントラストを圧縮し、表示画像を中間階調に集約するコントラスト圧縮処理である。これは、２段目にあるディザ処理（階調偏倚処理）で生成する高階調と低階調の階調差を大きくとれるようにし、視認阻止パターンの効果が大きく取れるようにするための前処理となる。２段目はディザ処理であり、これにより視認阻止パターンの存在する場所に階調差を大きくとったディザ処理を行うことで、正面からは、平均階調として視認阻止パターンのない部分と同等の表示とし、横方向からは、阻止パターン部が阻止パターンのない部分と違いがでるようにする。視認阻止パターンはディザ処理を均一ではなく離散的に行うことによって現れるパターンになる。
プライバシフィルタ処理は、大きく分けて２段階の処理を行う。１段目は元の画像のコントラストを圧縮し、表示画像を中間階調に集約するコントラスト圧縮処理である。これは、２段目にあるディザ処理（階調偏倚処理）で生成する高階調と低階調の階調差を大きくとれるようにし、視認阻止パターンの効果が大きく取れるようにするための前処理となる。２段目はディザ処理であり、これにより視認阻止パターンの存在する場所に階調差を大きくとったディザ処理を行うことで、正面からは、平均階調として視認阻止パターンのない部分と同等の表示とし、横方向からは、阻止パターン部が阻止パターンのない部分と違いがでるようにする。視認阻止パターンはディザ処理を均一ではなく離散的に行うことによって現れるパターンになる。
《コントラスト圧縮処理》
原理でも説明したとおり、ディザ処理によって生成する２つの階調の階調差により視認阻止パターンの輝度低下効果を生成する。よって、効果を得るためには、２つの階調差をとることが原理上困難な階調（高階調値と低階調）を表示で使用しないことが必要となるが、プライバシーフィルタモードの選択／非選択によりホスト側に表示データを変更するのは困難で、かつ非選択時は液晶表示パネル１２の階調を低階調値乃至高階調値までの範囲で広く使用できることが望ましいため、前処理として、画像のコントラスト圧縮処理をＬＣＤドライバ１３で行う。
原理でも説明したとおり、ディザ処理によって生成する２つの階調の階調差により視認阻止パターンの輝度低下効果を生成する。よって、効果を得るためには、２つの階調差をとることが原理上困難な階調（高階調値と低階調）を表示で使用しないことが必要となるが、プライバシーフィルタモードの選択／非選択によりホスト側に表示データを変更するのは困難で、かつ非選択時は液晶表示パネル１２の階調を低階調値乃至高階調値までの範囲で広く使用できることが望ましいため、前処理として、画像のコントラスト圧縮処理をＬＣＤドライバ１３で行う。
コントラスト圧縮処理は単純に一次変換により高階調値側を下げ、低階調値側を上げればよい。例えば図９に例示されるように、コントラスト圧縮部２８により、表示データ２０に含まれるＲ，Ｇ，Ｂの各サブピクセルの画素データごとに、１よりも小さな傾きパラメータ２１を乗算器２２で乗算し、その乗算結果に切片パラメータ２３を加算器２４で加算して、コントラストが圧縮された表示データ２６を生成する。これによるコントラスト圧縮の入力画素データの階調値と圧縮後の画素データの階調値との関係が図１０に示される。図１０において２７は圧縮後の画素データが採り得る階調値の範囲となる。
《ディザ処理（階調偏倚処理）》
プライバシフィルタ処理で使用するディザは、上述の通り、効果を得るために可能な限り階調差のある２階調を使用する必要がある。このディザ処理では、ディザを行う／行わないことを示す領域のパターンを示すデータ（パターンマッピングデータ）３１（図１１Ｂ参照）と、ディザの基本パターン例えば２×２の４ピクセルのパターン（所定配置パターン）３０（図１１Ａ参照）に基づいて、図１１Ｃに例示されるように、画素毎に、ディザを行わない中間階調表示（以下中間階調とします）ピクセル（ＭＥＤ）４０、ディザを行う所定配置パターンにおける明ピクセル（明）４１、ディザを行う所定配置パターンにおける暗ピクセル（暗）４２の３種類の内のいずれのピクセルに該当するかによって処理を選択する。パターンマッピングデータ３１の各ビットデータＤ００，Ｄ０１，Ｄ０２，…，Ｄｉｊ，…は、その１ビットが１個のディザ基本パターン３０に対応され、ビットデータＤｉｊの値１は対応するディザ基本パターン３０に対してディザ処理を行うことを指示し、ビットデータＤｉｊの値０は対応するディザ基本パターン３０に対してディザ処理を行わないことを指示する。画素が明ピクセル４１の位置の画素であるか暗ピクセル４２の位置の画素であるかは、例えば後述するように表示タイミング信号に同期するアドレスカウウント動作に基づいて決定する。
プライバシフィルタ処理で使用するディザは、上述の通り、効果を得るために可能な限り階調差のある２階調を使用する必要がある。このディザ処理では、ディザを行う／行わないことを示す領域のパターンを示すデータ（パターンマッピングデータ）３１（図１１Ｂ参照）と、ディザの基本パターン例えば２×２の４ピクセルのパターン（所定配置パターン）３０（図１１Ａ参照）に基づいて、図１１Ｃに例示されるように、画素毎に、ディザを行わない中間階調表示（以下中間階調とします）ピクセル（ＭＥＤ）４０、ディザを行う所定配置パターンにおける明ピクセル（明）４１、ディザを行う所定配置パターンにおける暗ピクセル（暗）４２の３種類の内のいずれのピクセルに該当するかによって処理を選択する。パターンマッピングデータ３１の各ビットデータＤ００，Ｄ０１，Ｄ０２，…，Ｄｉｊ，…は、その１ビットが１個のディザ基本パターン３０に対応され、ビットデータＤｉｊの値１は対応するディザ基本パターン３０に対してディザ処理を行うことを指示し、ビットデータＤｉｊの値０は対応するディザ基本パターン３０に対してディザ処理を行わないことを指示する。画素が明ピクセル４１の位置の画素であるか暗ピクセル４２の位置の画素であるかは、例えば後述するように表示タイミング信号に同期するアドレスカウウント動作に基づいて決定する。
まず、ディザ階調の生成においては、正面からの視認時に中間階調の輝度と同一の平均輝度となるようにディザ階調の明ピクセル４１の階調値と暗ピクセル４２の階調値とを決定する。要するに、所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように、当該所定配置ターンの画素の階調値を、明ピクセル４１の位置では大きな値とし、暗ピクセル４２の位置では小さな値として、偏りをもって変更する。更に付言すれば、所定配置ターンの暗ピクセル４２の位置の階調値と明ピクセル４１の位置の階調値との差が大きくなるようにする。本実施の形態では、暗ピクセル４２の位置と明ピクセル４１の位置に与える階調値はその平均階調値が実際のピクセルの階調値の平均値にならなければならないから、２値画素データから擬似的に中間階調データを生成する時に利用される一般的なディザによる手法とは異なり、液晶表示パネル１２のガンマ特性を考慮しなければならない。例えば、γ（ガンマ値）＝2.2の液晶表示パネルにおいて、１８７階調の中間階調について例示する。１８７階調ピクセルの相対輝度（最大輝度２５５階調の輝度を１．０とした場合の相対的な輝度値）Ｌは、
L = ( 188/ 255 ) ^ 2.2 = 0.505、となり、約50%の輝度値に対応される。
この輝度値となるように、高輝度側のピクセル値（明ピクセル４１の位置の輝度）と低輝度側のピクセル値（暗ピクセル４２の位置の輝度）を以下のように決定する。（１）高輝度側は中間階調の輝度を２倍とする。最大階調の１．０以上は１．０に丸める。例えば階調値１８７の輝度Ｌに対しては高輝度側ピクセル位置の輝度Ｌｈは、Lh = 2 * L = 1.01となり、これを1.00に丸めて採用する。（２）低輝度側は高輝度側の輝度と中間階調輝度の差を中間階調から減算した値とする。例えば、例えば階調値１８７の輝度Ｌに対しては低輝度側ピクセル位置の輝度Ｌlは、Ll = L - (Lh - L) = 2 * L - Lh = 1.01 - 1.00 = 0.01となる。
L = ( 188/ 255 ) ^ 2.2 = 0.505、となり、約50%の輝度値に対応される。
この輝度値となるように、高輝度側のピクセル値（明ピクセル４１の位置の輝度）と低輝度側のピクセル値（暗ピクセル４２の位置の輝度）を以下のように決定する。（１）高輝度側は中間階調の輝度を２倍とする。最大階調の１．０以上は１．０に丸める。例えば階調値１８７の輝度Ｌに対しては高輝度側ピクセル位置の輝度Ｌｈは、Lh = 2 * L = 1.01となり、これを1.00に丸めて採用する。（２）低輝度側は高輝度側の輝度と中間階調輝度の差を中間階調から減算した値とする。例えば、例えば階調値１８７の輝度Ｌに対しては低輝度側ピクセル位置の輝度Ｌlは、Ll = L - (Lh - L) = 2 * L - Lh = 1.01 - 1.00 = 0.01となる。
これらの輝度を階調値に計算しなおすことで、高輝度／低輝度ピクセル（明ピクセル／暗ピクセル）の階調値が生成される。例えば、高輝度ピクセル位置の階調値Phは、Ph = 1.00 ^ (1/2.2) * 255 = 255となる。低輝度ピクセル位置の階調値Plは、Pl = 0.01 ^(/2.2) * 255 = 31となる。
図１２に基づいて上記ディザ処理の方法を全階調について行った結果について説明する。明ピクセル（高輝度側）の位置の画素に対する処理として、図１２の（ａ）の特性における夫々の階調値に対してガンマ値（ここでは例えば２．２）を用いた輝度変換、変換された輝度に対する２倍、丸めを行った結果は図１２の（ｂ）の入力階調−出力輝度特性に示される。図１２の（ｂ）の結果に対して、輝度から階調値へのガンマ値を用いた変換を行った結果は図１２の（ｃ）に示される入力階調−出力階調のような特性とされる。図１２の（ｃ）に示されるように、入力階調―出力階調特性は階調値１８８まで比例変化されて最大階調２５５で飽和する特性となる。この特性によれば、入力階調値Ｐｉｎに対して高輝度側の出力階調値Ｐｈは、
Ph = α * Pin 、ただし、Ph > 最大階調の場合にはPh =最大階調、
となる。
Ph = α * Pin 、ただし、Ph > 最大階調の場合にはPh =最大階調、
となる。
暗ピクセル（低輝度側）の位置の画素に対する処理として図１２の（ａ）の特性における夫々の階調値に対して、明ピクセルが飽和するまでは必ず階調値ゼロを採り、明ピクセルの飽和後は、図１２の（ｄ）の特性で示されるように、平均階調輝度と、最大階調輝度の半分との差分を補償する輝度値を生成する。図１２の（ｄ）の結果に対して、輝度から階調値へのガンマ値を用いた変換を行った結果は図１２の（ｅ）に示される入力階調−出力階調のような特性とされる。図１２の（ｅ）の特性は高階調側で急峻な逆ガンマ特性をもつために非線形特性を呈し、演算の簡素化という点で、本実施の形態では直線補間による近似によって、この特性を表現する。
図１１Ａのディザパターン３０の明ピクセル位置の画素データと暗ピクセル位置の画素データに対して行う階調偏倚処理を整理すれば、以下の処理として定義することができる。すなわち、階調偏倚処理は、操作対象表示データの画素データが明ピクセル（高輝度画素）位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って明ピクセル位置の階調データ（高輝度側変換データ）を生成し、操作対象表示データの画素データが暗ピクセル（低輝度画素）位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を暗ピクセル位置の階調データ（低輝度側変換データ）とし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って暗ピクセル位置の階調データ（低輝度側変換データ）を生成する。
図１３には図１２の（ｃ）と（ｅ）の特性に基づいてディザパターンの画素の階調値を演算するために用いる特性パラメータが例示される。図１３において５０は図１２の（ｃ）に対応される明ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性を示し、６０は図１２の（ｅ）に対応される暗ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性を示す。５０で示される特性５０は線形特性であるから補間点５１（Ｕｐ１，０）を特性パラメータで定義すれば当該特性を再現することができる。６０で示される特性は非線形であるから例えば４個の補間点６１（Ｌｐ１，０），６２(Ｌｐ２，Ｌｏ２），６３（Ｌｐ３，Ｌｏ３），６４（Ｌｐ４，Ｌｏ４）を特性パラメータで定義すれば、当該特性を再現することができる。図１３の特性を定義するために８個の特性パラメータＵｐ１、Ｌｐ１、Ｌｐ２、Ｌｏ２、Ｌｐ３、Ｌｏ３、Ｌｐ４、Ｌｏ４を用意すればよい。
特性パラメータを用いて入力階調値から出力階調値を求めるには、予め特性パラメータから演算パラメータを求めておくのが効率的である。明ピクセル位置の画素に対して入力階調値０からＵｐ１の区間については傾きＵｐ１／２５５を演算パラメータとして予め求めておき、入力階調値に当該演算パラメータを乗算して階調値の変換を行えばよい。暗ピクセル位置の画素に対して入力階調値Ｌｐ１からＬｐ２の区間については傾きＬｏ２／（Ｌｐ２−Ｌｐ１）を演算パラメータとして予め求めておき、入力階調値に当該演算パラメータを乗算して階調値の変換を行えばよい。同様に入力階調値Ｌｐ２からＬｐ３の区間については傾き（Ｌｏ３−Ｌｏ２）／（Ｌｐ３−Ｌｐ２）を傾きの演算パラメートとして予め求め、Ｌｏ２を切片のパラメータとしておき、入力階調値からＬｐ２を減算した値に当該傾きの演算パラメータを乗算し、この乗算結果に切片の演算パラメータＬｏ２を加算することによって変換階調値を得ることができる。
これによって、ディザパターンの画素データに対して液晶表示パネルのガンマ特性に応じた階調値変換が可能にされる。
図１４には特性パラメータから演算パラメータを計算するパラメータ計算部７０の構成が例示される。前記特性パラメータは補間パラメータレジスタ１４２に予めセットされる。パラメータレジスタ１４２にセットされた特性パラメータは対応するセレクタ７１，７２，７３，７４に供給される。５個の入力から１つを選択して出力するセレクタ７１，７２，７３，７４は、パラメータステートカウンタ７８から出力されるカウント値に従って５入力の下位側から順次選択して出力する同期出力動作を再帰的に繰り返す。減算器７５はセレクタ７１の出力からセレクタ７２の出力を減算し、減算器７６はセレクタ７３の出力からセレクタ７４の出力を減算し割り算器７７は減算器７５の出力を減算器７６の出力で除算して、各直線補間区間の傾きを演算パラメータとして生成する。生成された演算パラメータは対応するレジスタ７９Ａ、７９Ｂ，７９Ｃ，…に格納される。演算パラメータを生成する演算動作は、特に制限されないが、垂直同期信号ＶＳＹＮＣに同期して１フレームに１回づつ行われるようになっている。特にこの例では、セレクタ７１〜７４の入力信号の配置が予め最適化され、セレクタ７１〜７５の選択動作を順次切り換えていくだけで所要の演算パラメータの演算が行えるようになっている。例えば、パラメータステートカウンタ７８から出力されるカウント値の初期値においてセレクタ７１は特性パラメータＵｐ１を選択し、セレクタ７２は値０を選択し、セレクタ７３は値２５５を選択し、セレクタ７４は値０を選択することによって明ピクセルの位置の画素データに対する特性５０の傾きＵａ１が割り算器７７から出力されてレジスタ７９Ａに格納される。これによってパラメータ計算部７０は、夫々の直線補間区間毎の傾きパラメータＵａ１，Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌａ４をレジスタに取得する。
図１５には特性パラメータと演算パラメータを用いてディザパターンの画素データに対する階調偏倚処理のための直線補間演算を行う直線補間部８０の構成が例示される。
直線補間部８０は次の演算式、Out = ( In - P ) * ALP + OFSTで示される演算を行う。Inはコントラストが圧縮された表示データ２６であり、Ｐは特性パラメータＬｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３，Ｌｐ４で与えられた補間点の階調値、ALPは夫々の直線補間区間の傾きＬａ１，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌａ４，Ｕａ１、OFSTは各直線補間区間の出力階調値のオフセット値Ｌｏ２，Ｌｏ３，Ｌｏ４，２５５である。減算器８１はＩｎ−Ｐの演算を行う。乗算器は減算器８１に出力にＡＬＰを乗算する。加算器８３は乗算器８２の出力にＯＦＳＴを加算する。セレクタ８４は０又は特性パラメータＬｐ１，Ｌｐ２，Ｌｐ３，Ｌｐ４の中から一つの値を選択して減算器８１に出力する。セレクタ８５は０，１又は傾きＬａ１，Ｌａ２，Ｌａ３，Ｌａ４，Ｕａ１の中から一つの値を選択して乗算器８２に出力する。セレクタ８６はオフセット値０，Ｌｏ２，Ｌｏ３，Ｌｏ４，２５５の中から一つの値を選択して加算器８３に出力する。セレクタ８４，８５，８６に対する選択動作は偏倚処理制御コード９０を出コードする範囲デコーダ８による出コード結果に従って制御される。要するに、前記パターンマッピングデータ３１の値１のビットに対応するディザパターンに対して明ピクセルの位置の画素データに対しては特性５０に従った階調値変換演算が行えるように特性パラメータと演算パラメートを選択し、暗ピクセルの位置の画素データに対しては特性６０に従った階調値変換演算が行えるように特性パラメータと演算パラメートを選択し、前記パターンマッピングデータ３１の値０のビットに対応するディザパターンの画素データに対しては、表示データ２６をそのまま出力表示データ９１として出力するように、セレクタ８４には値０を、セレクタ８５には値１を、セレクタ８６には値０を選択させる。
図１６には偏倚処理制御コード９０を生成する補間演算制御部１００の一例が示される。補間演算制御部１００はアドレス発生部１１０から出力される垂直アドレスＶＡＤＲ及び水平アドレスＨＡＤＲを受けると共に、パターンレジスタ１２０に格納されているパターンマッピングデータ３１データ及び倍率データ３２を受けて、偏倚処理制御コード９０を生成する。パターンマッピングデータ３１は、特に制限されないが、１６ビット×１６ビットのデータサイズを有する。倍率データ３２は１フレームの表示期間にパターンマッピングデータ３１を何回繰り返して用いるかを指示するデータである。
アドレス発生部１１０は水平アドレスカウンタ１１２及び垂直アドレスカウンタ１１１を有する。水平アドレスカウンタ１１２は、データ有効信号ＤＥＮが活性化されているとき水平同期信号ＨＳＹＮＣで規定される水平表示期間にドットクロックＤＴＣをカウントしてそのカウント値を水平アドレス信号ＨＡＤＲとして出力し、そのカウント動作水平同期信号ＨＳＹＮＣで規定される水平帰線期間毎にリセットされる。垂直アドレスカウンタ１１１は、水平同期信号ＨＳＹＮＣをカウントしてそのカウント値を垂直アドレス信号ＶＡＤＲとして出力し、そのカウント動作は垂直同期信号ＶＳＹＮＣで規定される垂直帰線期間毎にリセットされる。なお、ドットクロックＤＴＣはフレームバッファから画像データを読み出してピクセル単位で液晶表示パネル１２に供給するためのタイミング信号とされる。
補間演算制御部１００は行セレクタ１０３と列セレクタ１０４を有する。行セレクタ１０３は１６ビット×１６ビットのパターンマッピングデータの１６行のデータを順次1行ずつ選択する。その選択制御信号はバレルシフタ１０１が生成する。バレルシフタ１０１は垂直アドレス信号ＶＡＤＲの最下位から２ビット目乃至５ビット目をカウンタ倍率データ３２の値が示す回数分だけセレクタ１０３に出力する動作を垂直同期信号ＶＳＹＮＣのサイクル単位で行う。パターンマッピングデータ３１の１ビットは液晶表示パネルの２本分の水平表示ラインに対応されるから、行セレクタ１０３は液晶表示パネルの２本分の水平表示ライン毎にパターンマッピングデータ３１の１行分のデータを選択して後段に出力する。
列セレクタ１０４は行セレクタ１０３が選択した１行１６列のデータを順次１ビットずつ選択する。その選択信号はバレルシフタ１０２が生成する。バレルシフタ１０２は水平アドレス信号ＨＡＤＲの最下位から２ビット目乃至５ビット目をカウンタ倍率データ３２の値が示す回数分だけセレクタ１０４に出力する動作を水平同期信号ＨＳＹＮＣのサイクル単位で行う。パターンマッピングデータ３１の１ビットは液晶表示パネルの２本分の垂直表示ラインに対応されるから、列セレクタ１０４は液晶表示パネルの２本分の垂直表示ライン毎にセレクタ１０３の出力を１ビットずつ選択して出力する。
排他的論理和ゲート１０５は前記垂直アドレス信号ＶＡＤＲの最下位ビットＶＬＳＢと水平アドレス信号ＨＡＤＲの最下位ビットＨＬＳＢとの論理値の一致を判別し、その判別結果とセレクタ１０４の出力との論理積をアンドゲート１０７で採って制御コードＣ２を形成し、セレクタ１０４の出力をインバータ１０６で反転して制御コードＣ１を形成する。制御コードＣ１を下位ビット、制御コードＣ２を上位ビットとするコードを偏倚処理制御コード９０として生成する。排他的論理和ゲート１０５の一致出力（論理値０）は図１１Ａのディザパターン３０における明ピクセル位置の画素アドレスの指定に対応され、不一致出力（論理値１）は図１１Ａのディザパターン３０における暗ピクセル位置の画素アドレスの指定に対応される。したがって図１７に示されるように、偏倚処理制御コード９０の２ビットの値によって、画素データが階調偏倚処理の対象であるか否か、対象であるときその画素データが暗ピクセル位置に対応されるか明ピクセル位置に対応されるかを判別することが可能になる。すなわち、Ｃ１，Ｃ２＝１，０は偏倚処理非対象、Ｃ１，Ｃ２＝０，０は明ピクセル位置、Ｃ１，Ｃ２＝０，１は暗ピクセル位置を示す。
図１８には図１６の構成によってパターンマッピングデータが順次パターンレジスタ１２０から読み出される動作タイミングが例示される。図１９には入力された表示データがコントラスト圧縮を経て偏倚処理制御コード９０に基づいて階調偏倚処理されて、データ９１が出力されるときの概略的な動作タイミングが示される。
以上説明した階調偏倚処理によれば、正視時と斜視時との間で所定配置パターンとしてのディザパターン３０上の平均輝度に輝度差を形成することができ、前記パターンマッピングデータ３１にしたがって階調偏倚処理（ディザ処理）を前記ディザパターン３０の配列に対して離散的に行うことによって、正視時と斜視時との間で形成される輝度差は前記ディザパターンの配列に対して離散的とされる。したがって、斜視時には表示データに前記パターンマッピングデータによるパターンが擬似的に合成されたのと同じ表示画面を得ることができ、これによってプライバシフィルタ機能を実現する。ディザ処理を表示フレームに対して均等に行った場合にはパターンの擬似的な合成は行われない。このとき、表示データ２０のコントラストを圧縮した表示データ２６が階調偏倚処理の対象とされるから、ディザパターンの画素の階調が最高輝度又は最低輝度画の場合には実質的に階調偏倚処理を行うことができないという制約を受けることがないようにすることができ、プライバシフィルタ機能の実効性が低下する事態を未然に防止することができる。更に、上記制約を受けずに階調偏倚処理を離散的に行っていけばよいから、特別なルックアップテーブルを参照することを要せず、この点で、実効性の高いプライバシフィルタ機能を実現するときに回路規模を増大させることを要しない。
倍率データ３２を採用するから、パターンマッピングデータ３１は１６ビット×１６ビットのような小さなデータで済み、倍率を大きくすることによって１フレームに対する階調偏倚処理の対象を任意のサイズに広げることができる。この点で、パターンマッピングデータを格納するのに大きなメモリ容量を必要とせず、回路規模の縮小に資することができる。
階調偏倚処理における暗ピクセル位置の画素データと明ピクセル位置の画素データに対するガンマ特性に応じた階調変換処理に直線補間を用いるから演算リソースはもとより演算ステップ数も小さくすることができる。
直線補間のための補間点の値（階調値）を特性パラメータとして与えるから、与えるパラメータにしたがってガンマ特性に応じた階調偏倚処理を容易に実現することができる。
《ＬＣＤドライバ》
図２０には以上説明した階調偏倚処理が可能にされるＬＣＤドライバ１３の全体的な構成が例示される。同図に示されるＬＣＤドライバ１３は、特に制限されないが、公知の相補型ＭＯＳ集正規回路製造技術などによって単結晶知シリコンのような１個の半導体基板に形成される。
図２０には以上説明した階調偏倚処理が可能にされるＬＣＤドライバ１３の全体的な構成が例示される。同図に示されるＬＣＤドライバ１３は、特に制限されないが、公知の相補型ＭＯＳ集正規回路製造技術などによって単結晶知シリコンのような１個の半導体基板に形成される。
ＬＣＤドライバ１３はホスト装置にインタフェースされる表示データインタフェース１３０及び制御レジスタインタフェース１３１を有し、ホスト装置などから表示データが表示データインタフェース１３０に供給される。供給された表示データはフレームメモリ１４０にフレーム単位で格納され、ＨＳＹＮＣ，ＶＳＹＮＣ，ＤＴＣなどによって規定される表示タイミングに同期してフレームメモリ１４０から表示データ２０が順次読み出される。フレームメモリ１４０を読み出すときの表示タイミングとの同期制御は同期制御部１４５が行う。読み出された表示データはコントラスト圧縮部２８で前述の通りコントラストが圧縮され、補間演算制御部１００からの前記偏倚処理制御コード９０、補間パラメータレジスタ１４２からの特性パラメータ、及びパラメータ計算部７０からの演算パラメータＵａ１，Ｌａ１〜Ｌａ４などに基づいて、前述の通り、直線補間部８０で直線補間による階調偏倚処理が行われる。階調偏倚処理が行われた表示データ９１又はフレームメモリ１４０から読み出されて前記コンロラスト圧縮及び階調偏倚処理が行われていない表示データ２０がセレクタ１４３で選択される。セレクタ１４３で選択されたデータはＤＡコンバータでアナログ駆動電圧に変換され、液晶表示パネル１２のソース線駆動信号として出力される。液晶表示パネル１２のゲート線駆動信号は同期制御部１４５による表示タイミング制御に同期してゲート制御部１３３が行う。土器制御部１４５はアドレス発生部１１０の同期制御、並びにＤＡコンバータ１３２の同期制御も行う。
制御レジスタインタフェース１３１はホスト装置からパラメータや制御データを受け取って、パターンレジスタ１２０にパターンマッピングデータ３１及び倍率データ３２をロードし、補間パラメータレジスタ１４２に特性パラメータをロードし、モードレジスタ１４１にモードデータをロードする。それらレジスタはプログラマブルレジスタであって、それらレジスタにロードされるデータはホスト装置によって可変可能にされる。モードレジスタ１４１のモードデータはセレクタ１４３の選択制御情報とされる。
図２０において、直線補間部８０、セレクタ１４３、モードレジスタ１４１、パラメータ計算部７０、補間演算制御部１００、パターンレジスタ１２０、及びアドレス発生部１１０からなる回路ブロック１５０は、前記コントラスト圧縮部２８から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部の一例とされる。
《平均輝度に輝度差を形成する画素演算の演算パラメータに対する温度補償》
図２１には特性パラメータに対する温度補償が可能にされたＬＣＤドライバ１３Ａの例が示される。ＬＣＤドライバ１３Ａは図２０のＬＣＤドライバ１３に対して特性パラメータの温度補償を可能にする構成が相違され、その他の構成についは図２０と同一であるからその詳細な説明は省略し、温度補償の点について詳細に説明する。
図２１には特性パラメータに対する温度補償が可能にされたＬＣＤドライバ１３Ａの例が示される。ＬＣＤドライバ１３Ａは図２０のＬＣＤドライバ１３に対して特性パラメータの温度補償を可能にする構成が相違され、その他の構成についは図２０と同一であるからその詳細な説明は省略し、温度補償の点について詳細に説明する。
前記視野角特性変更部１５０による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット格納するレジスタ（パラメータセットレジスタ）１６１有し、温度閾値制御部１６２で一つのパラメータセットを選択してパラメータレジスタ１４２に与える。温度閾値制御部１６２は、温度閾値制御レジスタ１６０にセットされた温度範囲データと、温度データ１６６が供給され、供給された温度データ１６６に一致する温度範囲のパラメータセットを選択する。この例では温度測定素子１６４が液晶表示パネル１２に設けられ、測定データがＡＤコンバータ１６で温度データ１６６に変換されて温度閾値制御部１６２に供給される。温度閾値制御レジスタ１６０、パラメータセットレジスタ１６１、及び温度閾値制御部１６２から成る回路ブロック１８０は、視野角特性変更部１５０による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部１５０に与える温度補償部の一例とされる。
図２２には温度閾値制御部１６２の構成が例示される。温度データ１６６は温度閾値制御レジスタ１６０にセットされた温度範囲データと比較器１７０により比較され、比較器１７０の比較結果を選択信号生成回路１６２でデコードすることによってセレクタ１７２でパラメータセットを選択する。
図２３にはガンマ特性の温度依存性が示される。この温度依存性により、温度が変化するとガンマ値が変化し、正視時でもディザ部がとの輝度差が大きくなって視認阻止パターンが目立つようになる。温度に応じてガンマ特性が変化すると、階調偏倚処理に用いる直線補間特性も図２４Ａ乃至図２４Ｃのように変化される。温度に応じてガンマ特性を最適化するように特性パラメータを選択することによってそのような視認阻止パターンの不所望な発現を防止することができる。したがって、温度変化に対してもプライバシフィルタ特性の実効性を維持することができる。
図２５には特性パラメータに対する温度補償が可能にされた別のＬＣＤドライバ１３Ｂの例が示される。ＬＣＤドライバ１３Ｂは図２１に対して温度測定素子を自ら備える点が相違され、また、モードレジスタ１４１とセレクタ１４３を削除した視野角特性変更部１５０Ａを採用した点が相違され、その他の構成についは図２１と同一であるからその詳細な説明は省略する。
温度補償部１８０Ａは自ら温度測定素子１９０を備え、これによる計測データをＡＤコンバータ１９１で計測データ１９３に変換し、更にこの計測データ１９３で温度補正ルックアップテーブル１９２を参照し、対応する温度データ１９４を温度閾値制御部１６２に供給する。ＬＣＤドライバ１３Ｂにオンチップした温度測定素子１９０による計測温度と液晶表示パネル１２の温度との間には差異があるため、双方の温度の相関に基づいて予め計測温度とパネル温度のペアを実用温度範囲で複数通り求めて温度補正ルックアップテーブル１９２に格納しておき、測定温度データデータ１９３に対応するパネルの温度データ１９４を温度補正ルックアップテーブル１９２から温度閾値制御部１６２に出力する。
これにより、外部に温度検出素子を配置しなくても外部の液晶表示パネルの温度を予測して対処することができる。
《バックライトの輝度上昇制御》
図２６にはコントラストの圧縮に応じて液晶表示パネルのバックライトの輝度を制御可能にされた別のＬＣＤドライバ１３Ｃの例が示される。ＬＣＤドライバ１３Ｃは図２１に対しバックライトの輝度制御が可能にされる点が相違され、また、モードレジスタ１４１とセレクタ１４３を削除した視野角特性変更部１５０Ａを採用した点が相違され、その他の構成についは図２１と同一であるからその詳細な説明は省略する。
図２６にはコントラストの圧縮に応じて液晶表示パネルのバックライトの輝度を制御可能にされた別のＬＣＤドライバ１３Ｃの例が示される。ＬＣＤドライバ１３Ｃは図２１に対しバックライトの輝度制御が可能にされる点が相違され、また、モードレジスタ１４１とセレクタ１４３を削除した視野角特性変更部１５０Ａを採用した点が相違され、その他の構成についは図２１と同一であるからその詳細な説明は省略する。
液晶表示パネル１２はＬＥＤなどによるバックライト２０４によって背面から照らされることによって表示画面に所要の輝度が得られるようにうなっている。バックライト２０４はバックライト電源２０３から供給される電圧によって明るさが制御されるようになっている。ＬＣＤドライバ１３Ｃは前記コントラスト圧縮部２８による前記コントラストの圧縮に応じて前記液晶表示パネル１２に対するバックライト２０４の輝度を上昇させる制御を行うバックライト輝度制御回路２１０を有する。バックライト輝度制御回路２１０はＰＷＭ発生器２０１を有し、ＰＷＭ発生器２０１から出力されるＰＷＭ信号２１１のデューティーに応じた制御パルスをＰＷＭ出力ポート２０２からバックライト電源２０３に与えてバックライト２０４の発光量を制御する。ＰＷＭ信号２１１のデューティーはコントラスト圧縮輝度補正レジスタ２００の設定値によって決定される。
例えば図２７の（ａ）のようにコントラストが圧縮される場合、図２７の（ｂ）のＡ部分で示されるようにコントラストの圧縮によって表示データの輝度が低下する。コントラスト圧縮輝度補正レジスタ２００の設定値は、図２７の（ｃ）のように低下した輝度をバックライト２０４の発光強度の上昇によって補償するものである。
コントラスト圧縮輝度補正レジスタ２００の設定値によって決定される輝度倍率Pmgは、例えば最大階調値を２５５とした場合、
Pmg=255 / (傾きパラメータ * 255 ＋ 切片パラメータ)とされる。傾きパラメータ及び切片パラメータは例えば図９及び図１０に基づいて説明したパラメータを想定する。この輝度倍率をＰＷＭ信号２１１に反映するときのＰＷＭデューティー比は、例えばバックライト２０４を点灯するときのデューティー比に上記倍率を乗算して得られるデューティー比にすればよい。図２８には輝度倍率を反映したＰＷＭ信号の波形が例示される。
Pmg=255 / (傾きパラメータ * 255 ＋ 切片パラメータ)とされる。傾きパラメータ及び切片パラメータは例えば図９及び図１０に基づいて説明したパラメータを想定する。この輝度倍率をＰＷＭ信号２１１に反映するときのＰＷＭデューティー比は、例えばバックライト２０４を点灯するときのデューティー比に上記倍率を乗算して得られるデューティー比にすればよい。図２８には輝度倍率を反映したＰＷＭ信号の波形が例示される。
これによれば、コントラストの圧縮により低下する表示データの輝度をバックライトの発光強度を増すことによって補うことができ、この点でプライバシフィルタ機能を採用する場合における正視時の視認性の劣化をある程度抑制することが可能になる。
図２９にはコントラストの圧縮に応じて液晶表示パネルのバックライトの輝度を制御可能にされた別のＬＣＤドライバ１３Ｄの例が示される。図２６との相違点は、コントラスト圧縮輝度補償レジスタ２００の代わりに最高輝度補償倍率算出部２０５を採用したことである。最高輝度補償倍率算出部２０５は上述の輝度倍率をコントラスト圧縮部２８から傾きパラメータ及び切片パラメータを受け取って自ら演算する。図２６の例はホスト装置などからそのような輝度倍率のデータをレジスタ２００に受け取るものであるから、図２９の構成はホスト装置の負担を軽減でき、図２６の構成は輝度倍率のデータを任意に設定できるという点で高い融通性を持つことができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施の形態ではパターンマッピングデータ３１の１ビットは図１１Ａの１個のディザパターンに対応するものとして説明したが本発明はそれに限定されず、パターンマッピングデータ３１の１ビットは複数個のディザパターンに対応するものとしてもよい。更に１個のディザパターンに対する複数個のディザパターンの倍数を任意に指定して、その倍数倍のディザパターンを単位に階調偏倚処理を行うようにしてもよい。その場合における偏倚処理制御コード９０の生成には図１６の構成を流用すればよい。例えば倍数が４倍であれば、その平方根の値２をバレルシフタ１０１，１０２に与えてアドレスカウンタのアドレスを更に２ビット右シフトしてパターンマッピングデータの行選択及び選択タイミングを倍のサイクルに遅延させればよい。
また、ディザパターンのパターン形式は図１１Ａのパターンに限定されず適宜変更可能である。
階調偏倚処理を採用した表示ドライバは携帯電話器に限定されず其の他のＰＤＡなどに広く適用することができる。
１ 携帯端末装置
２ 液晶表示モジュール
３ 制御スイッチ
４ キーボード
５ 通信回路
６ ベースバンド処理回路
７ プロセッサ
８ メモリ
９ 音声処理回路
１０ 操作検出回路
１２ ビットマップディスプレイとしての液晶表示パネル
１３，１３Ａ〜１３Ｄ 液晶ドライバ
２８ コントラスト圧縮部
２０ 表示データ
２１ 傾きパラメータ
２３ 切片パラメータ
２６ コントラストが圧縮された表示データ
３１ パターンマッピングデータ
３０ 所定配置パターン（ディザパターン）
４０ ディザを行わない中間階調表示ピクセル
４１ 明ピクセル（明）
４２ 暗ピクセル（暗）
Ｄ００，Ｄ０１，Ｄ０２，…，Ｄｉｊ，… パターンマッピングデータ
５０ 図１２の（ｃ）に対応される明ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性
６０ 図１２の（ｅ）に対応される暗ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性
６１（Ｌｐ１，０），６２(Ｌｐ２，Ｌｏ２），６３（Ｌｐ３，Ｌｏ３），６４（Ｌｐ４，Ｌｏ４） 補間点
Ｕｐ１、Ｌｐ１、Ｌｐ２、Ｌｏ２、Ｌｐ３、Ｌｏ３、Ｌｐ４、Ｌｏ４ 特性パラメータ
７０ パラメータ計算部
１４２ パラメータレジスタ
７１，７２，７３，７４ セレクタ
７９Ａ、７９Ｂ，７９Ｃ，… レジスタ
８０ 直線補間部
８４，８５，８６ セレクタ
９０ 偏倚処理制御コード
１００ 補間演算制御部
１１０ アドレス発生部
１２０ パターンレジスタ
１１２ 水平アドレスカウンタ
１１１ 垂直アドレスカウンタ
ＤＥＮ データ有効信号
ＨＳＹＮＣ 水平同期信号
ＶＳＹＮＣ 垂直同期信号
１５０，１５０Ａ 視野角特性変更部
１８０，１８０Ａ 温度補償部
２１０，２１０Ａ バックライト輝度制御回路
２ 液晶表示モジュール
３ 制御スイッチ
４ キーボード
５ 通信回路
６ ベースバンド処理回路
７ プロセッサ
８ メモリ
９ 音声処理回路
１０ 操作検出回路
１２ ビットマップディスプレイとしての液晶表示パネル
１３，１３Ａ〜１３Ｄ 液晶ドライバ
２８ コントラスト圧縮部
２０ 表示データ
２１ 傾きパラメータ
２３ 切片パラメータ
２６ コントラストが圧縮された表示データ
３１ パターンマッピングデータ
３０ 所定配置パターン（ディザパターン）
４０ ディザを行わない中間階調表示ピクセル
４１ 明ピクセル（明）
４２ 暗ピクセル（暗）
Ｄ００，Ｄ０１，Ｄ０２，…，Ｄｉｊ，… パターンマッピングデータ
５０ 図１２の（ｃ）に対応される明ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性
６０ 図１２の（ｅ）に対応される暗ピクセル位置の画素データに対する階調変換特性
６１（Ｌｐ１，０），６２(Ｌｐ２，Ｌｏ２），６３（Ｌｐ３，Ｌｏ３），６４（Ｌｐ４，Ｌｏ４） 補間点
Ｕｐ１、Ｌｐ１、Ｌｐ２、Ｌｏ２、Ｌｐ３、Ｌｏ３、Ｌｐ４、Ｌｏ４ 特性パラメータ
７０ パラメータ計算部
１４２ パラメータレジスタ
７１，７２，７３，７４ セレクタ
７９Ａ、７９Ｂ，７９Ｃ，… レジスタ
８０ 直線補間部
８４，８５，８６ セレクタ
９０ 偏倚処理制御コード
１００ 補間演算制御部
１１０ アドレス発生部
１２０ パターンレジスタ
１１２ 水平アドレスカウンタ
１１１ 垂直アドレスカウンタ
ＤＥＮ データ有効信号
ＨＳＹＮＣ 水平同期信号
ＶＳＹＮＣ 垂直同期信号
１５０，１５０Ａ 視野角特性変更部
１８０，１８０Ａ 温度補償部
２１０，２１０Ａ バックライト輝度制御回路
Claims (19)
- 表示データに基づいてビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバであって、
入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、
前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部とを有し、
前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、
前記階調偏倚処理は、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である、表示制御ドライバ。 - 前記視野角特性変更部は、前記実数倍して最大階調値になる階調値が設定される第１パラメータレジスタを有し、前記第１パラメータレジスタの設定値及び最大階調値に基づいて前記実数を決定する、請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記第１パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである、請求項２記載の表示制御ドライバ。
- 前記視野角特性変更部は、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値が設定される複数の第２パラメータレジスタを有し、前記第２パラメータレジスタの設定値に基づいて線形補間区間毎に演算したパラメータを用いて低輝度側変換データを生成する、請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記第２パラメータレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである、請求項４記載の表示制御ドライバ。
- １個の半導体基板に形成されて成る請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記コントラスト圧縮部による前記コントラストの圧縮に応じて前記ビットマップディスプレイに対するバックライトの輝度を上昇させる制御を行うバックライト輝度制御回路を更に有する、請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記視野角特性変更部は、視野角特性を変更した表示データを出力するか、又は、入力された表示データに対して視野角特性を変更せずに出力するかを指示するためのモードレジスタを有し、前記モードレジスタは書き換え可能なプログラマブルレジスタである、請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記視野角特性変更部は、前記ビットマップディスプレイ上における前記複数画素の所定配置パターンを単位とする当該パターンのマッピングを単位ビットの配列によって定義するためのパターンマッピングデータを格納するパターンレジスタを有し、前記パターンレジスタに設定されたパターンマッピングデータの単位ビットが第１の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を行い、前記パターンマッピングデータの単位ビットが第２の値のとき当該単位ビットのマッピング位置に対応する前記所定配置パターンの画素データに対して前記階調偏倚処理を休止する、請求項１記載の表示制御ドライバ。
- 前記パターンレジスタは、前記パターンマッピングデータが定義するパターンの繰り返し数を更に格納し、
前記視野角特性変更部は、前記繰り返し数で規定される繰り返しパターンに基づいて前記階調偏倚処理を行う、請求項９記載の表示制御ドライバ。 - 前記パターンレジスタは、前記所定配置パターンのサイズに対する倍数を更に格納し、
前記視野角特性変更部は、前記倍数で規定される前記所定配置パターンの倍数倍のパターンを、前記パターンマッピングデータの単位ビット毎に対応する所定配置パターンとして、前記階調偏倚処理を行う、請求項１０記載の表示制御ドライバ。 - 表示データに基づいてビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバであって、
入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、
前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、
前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部とを有し、
前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部から与えられたパラメータセットを用いる、表示制御ドライバ。 - 前記温度補償部は表示制御ドライバの外部で測定された温度データを入力する、請求項１２記載の表示制御ドライバ。
- 前記温度補償部は、温度測定素子と、前記温度測定素子で測定された測定温度をビットマップディスプレイの対応温度に変換する温度変換回路とを有し、温度変換回路で変換された対応温度の温度データを用いて前記特性パラメータのセットを選択する、請求項１２記載の表示制御ドライバ。
- 前記階調偏倚処理は、与えられた特性パラメータを参照することによって、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である、請求項１２記載の表示制御ドライバ。
- 前記特性パラメータは、前記実数倍して最大階調値になる階調値と、操作対象表示データの階調値に対する操作後の低輝度側変換データの階調値の非線形関係を最小階調値から最大階調値の範囲で線形補間により規定するための階調値とを特定するデータである、請求項１５記載の表示制御ドライバ。
- １個の半導体基板に形成されて成る請求項１２記載の表示制御ドライバ。
- ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有するデータ処理システムであって、
前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその階調幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、
前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部とを有し、
前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定配置パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りをもって変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、
前記階調偏倚処理は、操作対象表示データの画素データが高輝度画素位置のデータであるときは最大階調値を上限としてそのデータの階調値を実数倍に拡大する演算を行って高輝度側変換データを生成し、操作対象表示データの画素データが低輝度画素位置のデータであるときはそのデータの階調値が最大階調値の前記実数分の一までであれば最低階調値を低輝度側変換データとし、また、前記データの階調値が前記最大階調値の前記実数分の一の値を超えていれば当該データの階調値の前記実数倍の値から前記最大階調値を減じた値を近似する演算を行って低輝度側変換データを生成する処理である、データ処理システム。 - ビットマップディスプレイと、表示データに基づいて前記ビットマップディスプレイを表示制御する表示制御ドライバと、前記表示制御ドライバを制御するプロセッサとを有するデータ処理システムであって、
前記表示制御ドライバは、入力された表示データの各画素の階調値をその最低幅よりも狭い階調幅の階調値に変換して当該表示データのコントラストを圧縮するコントラスト圧縮部と、
前記コントラスト圧縮部から出力された表示データの視野角特性を変更する操作を行う視野角特性変更部と、
前記視野角特性変更部による表示データの操作に用いる特性パラメータを複数セット有し、温度データに基づいて前記複数セットの中から一つの特性パラメータのセットを選択して前記視野角特性変更部に与える温度補償部とを有し、
前記視野角特性変更部は、隣接する複数画素の所定配置パターン毎に正視時の平均階調が操作対象表示データに応ずる値になるように当該所定は一パターンの画素の階調値を大きな値と小さな値に偏りを持って変更する階調偏倚処理を、前記所定配置パターンの配列に対して離散的に行い、前記階調偏倚処理において大きな値に変更される階調値の下限と小さな値に変更される階調値の上限とを決定するために前記温度補償部から与えられたパラメータセットを用いる、データ処理システム。
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