WO2007037042A1

WO2007037042A1 - 液晶表示装置、インスツルメントパネル、自動車両、および液晶表示方法

Info

Publication number: WO2007037042A1
Application number: PCT/JP2006/310628
Authority: WO
Inventors: Hidetaka Mizumaki; Yasuhiro Wakita
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US8339345B2; US20090251299A1

Abstract

　本発明の液晶表示装置（２）は、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換し、変換された後の階調値を示す入力映像信号を上記液晶駆動装置へ出力する階調変換部（６）を備えている。

Description

明細書

液晶表示装置、インスツルメントパネル、自動車両、および液晶表示方法技術分野

[0001] 本発明は、液晶の応答速度を要求仕様が満たされている状態に安定させることができるととともに、回路規模をコンパクトにし得る、液晶表示装置、インスツルメントパネル、自動車両、および液晶表示方法に関する。

背景技術

[0002] 液晶表示装置における階調一輝度特性は、図 8に示すように、階調カーブが γ = 2 . 2に設定されることが一般的である。そして、液晶表示装置は、その温度によって表示応答速度が異なる。特に、低温時は、液晶の粘性などの影響もあり、応答速度が遅くなる傾向がある。

[0003] 一方で、液晶表示装置の応答速度そのものは、使用する液晶材の改善や液晶パネルの狭セルギャップ化などにより、徐々に向上している。しかしながら、根本的な応答速度の改善が図れて、な、のも事実である。

[0004] そのような中で、現行の液晶テレビなどでは、いわゆるオーバーシュート駆動技術力応答速度の改善のために用いられている（特許文献 1参照；特開 2003— 17291

5号公報 (公開日： 2003年 6月 20日））。

発明の開示

[0005] オーバーシュート駆動技術は、液晶自身の応答速度の改善に役立つと!、う長所があるものの、短所としては、表示装置毎に異なる液晶の応答特性に対応するべぐ L UT (ルックアップテーブル）の値を調整する必要がある。このような LUTを用いるためには、フレーム毎に階調データを記憶するフレームメモリが必要となるので、そのフレームメモリのために、表示装置の回路規模が大きくなるという問題が生じる。

[0006] さらに、テレビよりも低い温度で動作することを求められるデバイスに液晶表示装置を適用すると、液晶の応答速度の遅延量は当然ながらテレビより大きくなるため、ォ一バーシュート技術を用いて応答速度の低下に対応するとしても限界がある。

[0007] ここで、液晶の応答速度と温度との関係について、図 9、図 10、および図 11を用いて説明する。図 9 (a)は、 35°Cの環境下における液晶の応答速度を、現フレーム階調値と次フレーム階調値とを対応づけたマトリクス形式で示すものであり、図 9 (b)は、図 9 (a)のデータを 3次元的に表示したものである。また、図 10 (a)および図 10 (b)は、図 9 (a)および図 9 (b)と同様の図を、 0°Cの環境下における液晶について作成したものである。また、図 11 (a)および図 11 (b)は、図 9 (a)および図 9 (b)と同様の図を、 — 15°Cの環境下における液晶について作成したものである。

[0008] そして、車載用の液晶表示装置の場合、 150ms〜300ms程度の応答速度を有することが要求される。仮に、 300msの応答速度が必要であるとするなら、 35°Cの環境下においては応答速度が全て 300ms以下であるので（図 9 (b)参照）、特に問題はない。

[0009] し力しながら、環境温度が 0°Cまたは 15°Cになると、応答速度が 300ms以上となる場合があるので（図 10 (b)および図 11 (b)参照）、要求されて!、る応答速度の仕様が満たされないことになる。なお、応答速度に対する要求数値 (仕様）は、液晶表示装置の設計段階で必要に応じて決定されるものである。

[0010] 特に、車載用の液晶表示装置の場合、要求される応答速度が満たされないと、人命にかかわる問題も発生する。たとえば、走行中の車両カゝら撮影された周囲の風景を、車載された液晶表示装置に表示する場合がある。このような場合、液晶の応答速度が遅くなつて表示される映像の動きに液晶表示が追随できないと、液晶表示装置に表示されて、る物をドライバーが認識するのが遅れてしま、、車両事故につながる可能性がある。

[0011] 本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、液晶の応答速度を要求仕様が満たされている状態に安定させることができるととともに、回路規模をコンパタトにし得る液晶表示装置、インスツルメントパネル、自動車両、および液晶表示方法を提供することを目的とする。

[0012] 本発明の液晶表示装置は、上記従来の課題を解決するために、入力映像信号に基づき液晶を駆動する液晶駆動装置を有する液晶表示装置であって、上記液晶表示装置への入力映像信号により示される階調値が取り得る値を、上記液晶表示装置により表示される映像の輝度が低くなる値としての低階調領域と、該映像の輝度が高くなる領域としての高階調領域との 2領域に分けた場合、上記低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換し、変換された後の階調値を示す入力映像信号を上記液晶駆動装置へ出力する階調変換手段を備えていることを特徴としている。

[0013] すなわち、本発明者らは、鋭意研究の結果、入力階調値と液晶の応答速度との間には一定の相関関係があり、入力階調値が低階調領域に属する際、液晶の応答速度が低下する一方、入力階調領域が高階調領域に属する場合には液晶の応答速度が安定した値を示すことを見出した。

[0014] したがって、上記構成によれば、階調変換手段が、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換するので、液晶の応答速度を安定させることができる。そして、高階調領域を、要求されている液晶の応答速度が満足される領域に設定することで、入力階調値の値に関わらず、液晶の応答速度を要求仕様が満たされて、る状態に安定させることができる。

[0015] さらに、階調変換手段における階調変換処理は、フレームメモリを用いずに実現することができる。これにより、回路規模をコンパクトにすることが可能となる。

[0016] 本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分わ力るであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明のインスツルメントパネルの一実施形態に係る構成を示すブロック図である。

[図 2]図 1の液晶パネルにおける入力階調値と透過率との関係を示すグラフである。

[図 3]入力階調値をビット表現した場合の構成を示す図である。

[図 4]図 1の階調変換部が用いる LUTの一例を示す図である。

[図 5]図 1の階調変換部における処理の一例を示すフローチャートである。

[図 6]図 1の階調変換部における処理の他の例を示すフローチャートである。 [図 7]図 1の階調変換部が用いる LUTの他の例を示す図である。

[図 8]液晶表示装置における階調-輝度特性の一例を示す図である。

[図 9(a)]35°Cの環境下における液晶の応答速度を、現フレーム階調値と次フレーム階調値とを対応づけたマトリクス形式で示す図である。

[図 9(b)]図 9 (a)のデータを 3次元的に表示した図である。

[図 10(a)]O°Cの環境下における液晶の応答速度を、現フレーム階調値と次フレーム階調値とを対応づけたマトリクス形式で示す図である。

[図 10(b)]図 10 (a)のデータを 3次元的に表示した図である。

[図 11(a)]— 15°Cの環境下における液晶の応答速度を、現フレーム階調値と次フレーム階調値とを対応づけたマトリクス形式で示す図である。

[図 11(b)]図 11 (a)のデータを 3次元的に表示した図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 〔1.表示システムの構成〕

本発明の液晶表示装置の一実施形態について、以下に説明する。なお、以下の実施形態では、本発明の液晶表示装置を用いる表示システムの一例として、自動車両 (自動車、電車、バス等）に搭載するインスツルメントパネルについて説明する。

[0019] 図 1に示すように、本実施形態のインスツルメントパネル 1は、液晶表示装置 2と、バックライト制御部 (光源輝度調整手段) 4と、映像信号用メモリ 5とを備えている。さらに、液晶表示装置 2は、液晶パネル 3と、階調変換部 (階調変換手段) 6と、映像信号処理部 7とを備え、この映像信号処理部 7は、映像信号出力部 7aと、映像信号入力部 7 bとを備える。

[0020] 液晶パネル 3は、ドライバ (液晶駆動装置)やバックライト (光源)等を含む液晶パネルモジュールである。また、ノックライト制御部 4は、液晶パネル 3に設けられたバックライトの輝度を制御するものである。

[0021] 映像信号入力部 7bは、インスツルメントパネル 1に設けられたインターフェース（図示せず)を介して入力された各種映像信号を、映像信号用メモリ 5の所定領域に書き込むものである。

[0022] 映像信号用メモリ 5は、映像信号入力部 7bから入力された映像信号を、液晶パネル 3において表示する映像信号として一時的に記憶する。また、この映像信号用メモリ 5は、画像処理等を実行する際の作業用としても用いられる。

[0023] 映像信号出力部 7aは、映像信号用メモリ 5から映像信号を読み出し、液晶パネル 3 に表示するための映像信号を生成するものである。この映像信号は、階調変換部 6 を介して液晶パネル 3に出力される。

[0024] 階調変換部 6は、映像信号出力部 7aカゝら入力される映像信号により示される階調値を変換するものであり、本実施形態の液晶表示装置 2の特徴部分ともいえる構成である。階調変換部 6が階調値を変換する処理については、後述する。

[0025] 上記構成により、本実施形態のインスツルメントパネル 1は、映像信号用メモリ 5〖こ一時的に記憶された映像信号を、映像信号出力部 7aおよび階調変換部 6を介して出力することで、液晶パネル 3に表示させるものである。特に、本実施形態のインスッルメントパネル 1では、階調変換部 6により階調値が変換されることで、液晶の応答速度が改善されている。以下、この階調変換部 6における階調変換処理について具体的に説明する。

[0026] [2.階調変換処理の概要について〕

図 2は、液晶パネル 3 (図 1)に入力される映像信号により示される階調値 (入力階調値)と透過率との関係を示すグラフである。この図を用いて、階調変換部 6 (図 1)が行う階調変換処理の概要について説明する。なお、図 2においては、入力階調値が 6ビットで表現されるものとして記載している。

[0027] 図 2に示すように、入力階調値が取り得る値を、低階調領域および高階調領域からなる 2領域に分けたとする。なお、低階調領域と高階調領域とを分ける閾値は、透過率が 0. 02Max (Maxは透過率の最大値）となる場合の入力階調値である。

[0028] もちろん、入力階調値を分ける基準として用いられた透過率の値 (0. 02Max)は、単なる例示に過ぎず、他の値であっても構わない。たとえば、 0. 2Maxを、低階調領域と高階調領域とを分ける基準として用いてもょ、。

[0029] そして、このように入力階調値を 2つの領域に分けた場合、階調変換部 6は、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が映像信号出力部 7aから入力された場合、その階調値を、高階調領域に属する階調値に変換するものである。このような階調変換処理を行うことで、低温度における液晶の応答速度が改善される。以下、応答速度が改善される理由について説明する。

[0030] たとえば、「0°Cの環境下において、応答速度が 300ms以下であること」が要求されているとする。この場合、図 10 (a)に示すように、入力階調値 (現フレーム階調値)が 10以上の場合は、次フレーム階調値がどのような値であっても、応答速度が 300ms 以下となっており問題ない。一方、入力階調値力^である場合においては、次フレーム階調値が 10や 16となるときに応答速度が 300msを超えており、要求されている仕様が満たされていない。

[0031] このことから、入力階調値として 10未満の値が入力された場合に、その入力階調値を 10以上の値に変換すれば、応答速度に対する要求仕様が満たされるといえる。つまり、以下のように、低階調領域と、高階調領域とを設定する。

[0032] 低階調領域 · · ·階調値が 0から 9までの領域

高階調領域…階調値が 10から 63までの領域

そして、階調変換部 6により、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が映像信号出力部 7aから入力された場合、その階調値を、高階調領域に属する階調値に変換することで、液晶の応答速度を改善することができるといえる。このような階調変換部 6における階調変換処理は、種々の処理により実現可能である。以下、階調変換部 6における階調変換処理について、いくつか具体例を説明する。

[0033] なお、上記階調変換処理を行うことは、低階調領域に属する階調値を意図的に高階調領域に嵩上げすることになり、コントラスト比を意図的に低下させることを意味する。本発明はコントラストを下げても、液晶の応答速度の向上を図ることを優先するものである。

[0034] 〔3. LUTを用いる処理〕

先ず、階調変換部 6における階調変換処理は、 LUT(Look Up Table)を用いて実現することができる。なお、この LUTは、映像信号用メモリ 5 (図 1)に記憶させておけばよい。この LUTを用いた階調値の変換手順について、以下に説明する。

[0035] たとえば、図 3に示すように、入力階調値が、 MSB1、 MSB2、 MSB3、 MSB4、 M SB5、および LSBからなる 6ビットで表現されるものであるとする。この場合、階調値は、下式に基づき求めることができる。

[0036] 階調値 =MSB1 X 25 + MSB2 X 24 + MSB3 X 23 + MSB4 X 22 + MSB5 X 2 1 +LSB

そして、上述したように、「0°Cの環境下において、応答速度が 300ms以下であること」という要求仕様を実現するべぐ階調変換部 6により、低階調領域 (階調値が 0から 9までの領域)に属する階調値を示す映像信号が映像信号出力部 7aから入力された場合、その階調値を、高階調領域 (階調値が 10から 63までの領域)に属する階調値に変換することを想定する。

[0037] この場合、階調変換部 6は、たとえば図 4に示すような LUTを参照することで、階調値の変換を行うことが可能である。当該 LUTにおいては、入力階調値における上位 2ビット（MSB1および MSB2)および下位 4ビット（MSB3〜5, LSB)の値と、変換後の階調値とが対応付けられて、る。

[0038] ここで、 MSB1または MSB2の値のうち、いずれか一方が 1であれば、入力階調値力 S 10未満になることはない。入力階調値が 10未満になるということは、 MSB1および MSB2の値がいずれも 0であり、なおかつ入力階調値の下位 4ビットにおける値が 0 〜9の範囲にある場合であるといえる。

[0039] そこで、図 4に示す LUTにおいては、 MSB1または MSB2の値が 1である場合、下位 4ビットで示される入力階調値がそのまま変換後の階調値になるように設定されている。さらに、 MSB1および MSB2の値が 0である場合、下位 4ビットで示される入力階調値が 10未満なら、変換後の階調値が 10となるように LUTが設定されている。なお、変換後の階調値は、 10以上の値、たとえば 11や 12であってもよい。

[0040] そして、階調変換部 6は、入力階調値における上位 2ビットおよび下位 4ビットの値を読み取り、さらに、読み取った値に基づいて、上述のように入力階調値と変換後の階調値とが対応付けられた LUTを参照する。これにより、階調変換部 6は、入力階調値として 10未満の値が入力された場合に、その入力階調値を 10以上の値に変換することが可能となる。

[0041] 〔4.閾値と比較する処理〕

また、階調変換部 6における階調変換処理は、入力階調値を所定の閾値と比較することで実現することも可能である。この場合の階調値の変換手順について、図 5を参照しつつ以下に説明する。

[0042] なお、上述した LUTを用いる階調変換処理と同様、入力階調値として 10未満の値が入力された場合に、その入力階調値を 10以上の値に変換する階調変換処理を想定する。つまり、応答速度について、「0°Cの環境下において、応答速度が 300ms以下であること」という仕様が要求されているものとする力この要求仕様は一例にすぎない。

[0043] 図 5に示すように、階調変換部 6は、映像信号出力部 7aからの映像信号に基づき入力階調値を読み込み (S1)、その入力階調値が、所定の閾値（10)未満であるか否かを判定する（S2)。この閾値は、所定の温度条件下で入力階調値を変化させつつ測定された液晶の応答速度のデータから、所望の応答速度が得られる入力階調値の範囲を求めることで把握すればょ、。

[0044] S2の判断において、入力階調値が閾値以上であると判断されたら、階調変換部 6 は、入力階調値をそのまま液晶パネル 3に出力する（S3)。一方、 S2の判断において、入力階調値が閾値未満であると判断されたら、階調変換部 6は、入力階調値を 10 に変換して液晶パネル 3に出力する。なお、変換後の階調値は、 10以上の値、たとえば 11や 12であってもよい。なお、 S2の判断においては、入力階調値が、所定の閾値（10)以下であるか否かを判定してもよ、。

[0045] このように、階調変換部 6は、入力階調値を所定の閾値と比較することで、入力階調値として 10未満の値が入力された場合に、その入力階調値を 10以上の値に変換することが可能となる。

[0046] 〔5.下位ビットを変換する処理〕

また、階調変換部 6における階調変換処理は、入力階調値における下位ビットを変換する処理によっても実現することができる。この場合の階調値の変換手順について、図 6を参照しつつ以下に説明する。

[0047] なお、応答速度については、「0°Cの環境下において、応答速度が 300ms以下であること」という仕様が要求されているものとする。この場合、上述したように、入力階調値 (現フレーム階調値）が 10以上の場合は、次フレーム階調値がどのような値であつても、応答速度が 300ms以下となっており問題な、（図 10 (a)参照)。

[0048] そして、入力階調値が 10である場合の応答速度の最大値が 255msであり、 300m sまでに若干のマージンがあることを考慮すれば、入力階調値が 8以上であっても、応答速度は常に 300ms以下になると予想される。そこで、以下では、応答速度に対する上記要求を満たすベぐ階調変換部 6により、低階調領域 (階調値が 0から 7までの領域)に属する階調値が映像信号出力部 7aから入力された場合、その階調値を、高階調領域 (階調値が 8から 63までの領域)に属する階調値に変換することを想定する。

[0049] まず、階調変換部 6は、映像信号出力部 7aからの映像信号に基づき入力階調値を読み込み (S10)、入力階調値における上位 3ビットで示される値が 0か否かを判断する（Sl l)。 SI 1において、上位 3ビットだけを判断するのは、次の理由による。

[0050] すなわち、入力階調値が 8以上であるなら、図 3に示す入力階調値の上位 3ビット（ MSB1、 MSB2、および MSB3)のうち、いずれかが 1となっていなければならない。逆にいえば、入力階調値力 ¾未満であるなら、 MSB1、 MSB2、および MSB3は、全て 0であるといえる。よって、 S11においては、階調変換部 6は、上位 3ビットで示される値が 0であるか否かを判断することで、入力階調値が 8未満である力否かを判断しているといえる。

[0051] S11の判断において、上位 3ビットで示される値が全て 0であると判断された場合、階調変換部 6は、入力階調値を 8に変換し (S 12)、変換された入力階調値を液晶パネル 3に出力する。一方、 S11の判断において、上記 3ビットで示される値が 0でないと判断された場合、階調変換部 6は、入力階調値をそのまま液晶パネル 3に出力する

[0052] なお、上述したように、低階調領域と高階調領域とを分ける基準となる透過率として、 0. 2Maxなる値が用いられることもある。この場合は、低階調領域と高階調領域とを分ける閾値となる階調値が「32」となる（図 2参照)。

[0053] そして、階調値「32」が低階調領域と高階調領域とを分ける閾値となる場合は、以下のように入力階調値の下位 5ビットを変換すればょ、。

[0054] すなわち、入力階調値における MSB1 (図 3参照）力^のとき、入力階調値は 32以上となる。よって、この場合、階調変換部 6は、下位 5ビット（MSB2〜5, LSB)の値を変換することなくそのまま液晶パネル 3に出力すればよい。

[0055] 一方、入力階調値における MSBが 0のとき、入力階調値は 32未満となる。この場合、階調変換部 6は、下位 5ビットの値を全て 1に変換するか、または下位 5ビットを全て 0にするとともに MSB1のみを 1に変換してもよ!/、。

[0056] 〔6.バックライトの輝度調整〕

上述したように、本実施形態の液晶表示装置 2における階調変換部 6は、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が映像信号出力部 7aから入力された場合、その階調値を、高階調領域に属する階調値に変換するものである。し力しながら、このような階調変換処理を行うと、低階調領域を示す映像信号が液晶パネルに出力されないことになるので、液晶パネル 3において表示される階調の範囲が狭くなり、液晶パネル 3における表示映像のコントラストが低下する場合がある。

[0057] このように低下したコントラストは、ノックライト制御部 4により、入力階調値の値に基づき、液晶パネル 3に設けられたバックライト（図示せず)の輝度を調整することで補うことができる。このバックライト制御部 4における輝度調整について、以下に説明する

[0058] たとえば、図 2に示す階調と透過率との関係力ノーマリーブラックの液晶について得られているものであるとする。そして、上述のように、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力された場合に、階調変換部 6が、その入力階調値を高階調領域に属する値に変換すると仮定する。

[0059] このような階調変換を行うと、透過率 0 (完全な黒)を表示する階調値が入力されたとしても、その階調値は、高階調領域に属する値、すなわち、完全な黒ではなく少し白みが力つた色 (グレー）を表示する階調値として変換されることになる。このような場合は、ノックライト制御部 4を用いてバックライトの輝度を低下させることで、グレーが完全な黒に見えるようにすればょ、。

[0060] 以上のように、階調変換部 6で階調変換を行行ったことで黒表現できなくなった階調の表示に対し、ノックライト制御により表示装置輝度を意図的に低下させることにより、これまでの最高輝度が若干落ちることになり、しいては上記液晶表示装置のコントラスト比も低下することになるが、元来、人間の視覚特性は高輝度（白）の変化よりも、黒に近い階調（中間階調)の輝度変化に対し敏感であるため、高輝度の低下によるコントラスト比の低下は、階調変換の程度にもよる力視覚上、それほど気にならないことが多い。

[0061] 〔7— 1.補足 1〕

本実施形態の階調変換部 6が行う階調変換処理は、「表示可能な階調の範囲を低下させる処理」としても表現することができる。

[0062] なぜなら、階調変換部 6は、入力階調値を高階調領域に属する値に変換するので、液晶パネル 3が表示可能な階調の範囲も、高階調領域のみとなる。この高階調領域は、液晶パネル 3が本来表示可能な階調の範囲よりも狭いものである。したがって、階調変換部 6が行う階調変換処理は「表示可能な階調の範囲を低下させる処理」と表現できる。

[0063] また、「表示可能な階調の範囲を低下させる処理」は、下記のように表現することもできる。つまり、液晶表示装置にて表示可能な階調の範囲を低下させると、低下させる前に比べて、コントラスト比 (最小階調値に対する最大階調値の割合)が低下する。よって、階調変換部 6が行う階調変換処理は、「液晶表示装置におけるコントラスト比を低下させる」処理とも!ヽえる。

[0064] また、本実施形態の階調変換部 6が行う階調変換処理は、「予め定められた傾き以上 (ノーマリーホワイト時）、或いは、予め定められた傾き以下 (ノーマリーブラック時）に液晶の配向角度を変化させない処理」としても表現できる。

[0065] なぜなら、液晶の配向角度と、液晶パネル 3への入力階調値とは、一定の相関関係がある。そして、階調変換部 6は、入力階調値を高階調領域に属する値に変換することで、入力階調値が所定値以上 (以下）にならないようにする。したがって、液晶の配向角度も、予め定められた傾き以上（以下）にはならないといえる。

[0066] また、本実施形態における階調値の変換は、液晶自身の応答速度のことのみを考慮し、単純に応答速度が実際の使用に耐えうる表示階調に変換するものであった。しかし、入力階調値を単純にある一定の表示階調に置き換えるのではなぐ置き換える前の階調値に基づ、て階調値の変換ルールを可変させる方がょ、のは、うまでもない。

[0067] 図 7にその階調値の変換ルールの一例を示す。図 7に示す LUTは、図 4に示す L UTの代わりに用いられるものである。つまり、図 7に示す LUTを用いると、入力階調値が 14以下のときに、入力階調値の下位 4ビットが段階的に 10〜15に変換されるので、視覚特性的に違和感のない滑らかな階調表示を可能にしている。

[0068] 〔7— 2.補足 2〕

上記説明は、入力映像信号により示される階調値に応じて階調変換を行っていた 1S 本来、入力映像信号に対する液晶の応答速度は、液晶自身の温度に影響されるところが大きい。このため、液晶表示装置の周囲の温度 (雰囲気温度）、または、液晶表示装置自身の表面温度に応じて、階調変換処理を変化させるのが望ましい。ここで、「階調変換処理を変化させる」とは、低階調領域と高階調領域とを分ける閾値を切り替えたり、階調変換後の階調値を変化させたりすることを意味している。

[0069] その意味では、液晶表示装置内の液晶自身の温度が分かれば一番よいのである力そのような温度を測定することはあまり現実的ではない。そこで、液晶自身の温度に近似する温度として、温度センサを液晶表示装置の表示画面の表示に寄与しな、部分の表面、たとえば、有効表示領域の外側や筐体表面の温度や、液晶表示装置の周辺の温度を測定し、その温度に応じて、低階調領域と高階調領域とを分ける閾値を切り替えてもよい。

[0070] 温度センサ自身は、特別なものが必要なわけではなぐ図示しな!、熱電対などを用いることで、温度の測定は可能である。また、そのような温度センサの出力値として、アナログ値ではなぐ AZD変換したディジタル信号出力を行うデバイスを用いることで、上記階調変換手段に対しての制御を比較的容易に行うことが可能である。

[0071] また、階調変換部 6が LUTを用いて階調変換処理を行う場合は、閾値を切り替える代わりに、 LUTの切り替えを行ってもよい。温度センサにより測定された温度に基づき LUTを切り替えるための信号は、温度センサの出力値を示すアナログ信号を AZ D変換することで、 LUT切り替えに適した信号としてのディジタル信号に変換して生成すればよい。

[0072] また、液晶表示装置に電源が投入されて力も経過した時間を、タイマにより測定し、タイマにより測定された時間に基づき、低階調領域と高階調領域とを分ける閾値を切り替えたり、階調変換後の階調値を変化させたりしてもよい。

[0073] 上記タイマとは、図示しない例えば、表示装置自身の垂直同期タイミング信号などをカウントしたものであってもよぐ或いは、液晶表示装置の外部からの時計情報をそのまま入力するようにしてもよい。時計情報を得る例としては、自動車の車内にある時計を利用し、この時計情報をディジタル信号として表示装置に取り込むことで、上記時間のカウントを行うことができる。

[0074] 上記のようにしてカウントした時間により、少なくとも液晶表示装置の上記閾値を徐々に低くする、あるいは上記閾値を可変する代わりに、上記 LUTを低温時のものから高温時のものに順次切り替えるようにしてもょ、。

[0075] なお、上記閾値の可変や上記 LUTの切り替えの間隔は、使用する液晶表示装置やその液晶表示装置がおかれる環境によっても異なるので、液晶表示装置の電源ォンカもの温度上昇について、予め使用する環境にて測定し、決定するのがより好ましい。

[0076] もちろん、温度センサとタイマとを組み合わせて、液晶表示装置の周囲温度または表面温度と、電源投入からの経過時間との双方を考慮して、階調変換処理を変化させてもよい。

[0077] また、上記構成の液晶表示装置において、入力映像信号により示される階調値に対し、上記変換後の階調値を対応付けた変換テーブルを用いて、上記入力階調値を変換することが好ましい。

[0078] 上記構成によれば、階調変換手段が変換テーブルを用いて階調変換を行うので、変換テーブルを予め準備しておくだけで、階調変換手段における階調変換処理を実現することが可能となる。

[0079] さらに、上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値となる階調値と、上記入力映像信号により示される階調値とを比較し、当該入力映像信号により示される階調値が上記閾値となる階調値以下、或いは、上記閾値となる階調値未満である場合に、当該入力映像信号により示される階調値を高階調領域に属する階調値に変換してもよい。 [0080] 上記構成によれば、入力階調値と閾値とを比較するという簡易な処理により、液晶の応答速度を要求仕様が満たされている状態に安定させることができる。

[0081] また、上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値となる階調値をビット表現した場合に、最上位のビットからビット値 0が連続する個数を A (Aは正の自然数)とするとき、上記入力映像信号により示される階調値の最上位ビットから数えて A個のビット値の全てが 0である力否かを判断し、全て 0である場合に、当該入力映像信号により示される階調値を高階調領域に属する階調値に変換するものであってもよい。

[0082] つまり、上記閾値をビット表現した場合に、最上位のビットからビット値 0が連続する個数を Aとするなら、上記閾値以上の階調値をビット表現すると、当該階調値の上位 Aビットのいずれかは 1となる。逆にいえば、階調値の最上位ビットから数えて A個のビット（上位 Aビット）の全てが 0であるなら、当該階調値は閾値以下であると!/、える。

[0083] したがって、上記構成によれば、階調変換手段は、入力映像信号により示される階調値の上位ビットを判断するだけで、当該階調値が閾値以上であるカゝ否かを判断することができる。したがって、階調変換手段における階調変換処理を簡易な処理とすることがでさる。

[0084] また、階調変換手段は、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を、上記高階調領域に属する階調値の最低値付近の階調値に変換するものであることが好ましい。

[0085] つまり、入力映像信号により示される階調値を、高階調領域に属する階調値のうちで大きい方の値としてしまうと、本来、低階調にて表示されるべき映像信号が、高階調〖こて表示されることになってしまうので、液晶表示装置にて表示される映像の階調バランスが崩れてしまう。

[0086] そこで、本発明では、階調変換手段が、低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を、上記高階調領域に属する階調値の最低値付近の階調値に変換する。これにより、階調変換前後での階調値の差をなるベく小さくすることができるので、液晶表示装置にて表示される映像の階調バランスを適正にすることができる。 [0087] さらに、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値は、上記液晶表示装置の周囲の温度によって切り替えてもよいし、上記液晶表示装置の表面の温度によつて切り替えてもよい。さらに、上記液晶表示装置に電源が投入されて力も経過した時間によつて、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値を切り替えてもよい。

[0088] また、上記構成の液晶表示装置は、上記の温度を測定する温度センサを備えており、該温度センサの出力は、ディジタル信号出力であることが好ましい。

[0089] 上記構成によれば、温度センサにより温度を測定することができると共に、温度センサの出力値として、アナログ値ではなくて、ディジタル値を用いているので、階調変換手段に対しての制御を比較的容易に行うことができる。

[0090] また、上記構成の液晶表示装置は、上記の液晶表示装置に電源が投入されてから経過した時間を測定するタイマを備えており、該タイマは液晶表示装置自身の垂直同期タイミング信号をカウントすることが好まし、。

[0091] 上記構成によれば、時間を測定するタイマを備えており、さらに、このタイマは、液晶表示装置自身の垂直同期タイミング信号をカウントするようになって!/、る。従って、新たなクロック信号を生成することなぐ時間を計測することができる。

[0092] さらに、上記構成の液晶表示装置では、上記階調変換手段は、上記液晶駆動装置へ出力可能な階調値の範囲を低下させることが好ましい。また、上記構成の液晶表示装置では、コントラスト比を低下させることが好ま、。

[0093] さらに、上記構成の液晶表示装置は、上記入力映像信号により示される階調値に応じて、上記液晶表示装置の光源の輝度を調整する光源輝度調整手段を備えて!/ヽることが好ましい。

[0094] 上記構成によれば、光源輝度調整手段により光源の輝度が調整されるので、階調変換手段における階調変換処理によって生じるコントラストの低下を防止することができる。

[0095] また、上記の階調変換処理手段における階調変換処理は、液晶表示装置が表示可能な階調の最小値に対する、上記液晶表示装置が表示可能な階調の最大値の割合 (コントラスト比）を低下させる処理であるとも、える。

[0096] また、本発明の液晶表示方法は、入力映像信号に基づき液晶を駆動する液晶駆動装置を有する液晶表示装置の液晶表示方法であって、上記液晶表示装置への入力映像信号により示される階調値が取り得る値を、上記液晶表示装置により表示される映像の輝度が低くなる値としての低階調領域と、該映像の輝度が高くなる領域としての高階調領域との 2領域に分けた場合、上記低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換し、変換された後の階調値を示す入力映像信号を上記液晶駆動装置へ出力することを特徴としている。

[0097] 上記構成によれば、本発明の液晶表示装置における階調変換手段と同様の処理が実現されているので、本発明の液晶表示装置と同様の作用効果を得ることができる。

[0098] なお、本発明は、液晶表示装置を駆動する信号ではなぐその前段の映像信号の時点により示される階調値の変換を行うことに特徴がある。よって、液晶表示装置と同様に、温度により表示応答速度が変化するデバイスであれば、本発明を適用できる。

[0099] 本発明によれば、液晶の応答速度を要求仕様が満たされて!/、る状態に安定させることができるととともに、回路規模をコンパクトにすることができる。

[0100] 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。産業上の利用の可能性

[0101] 本発明によれば、液晶の応答速度を要求仕様が満たされている状態に安定させることができるととともに、回路規模をコンパクトにすることができる。したがって、本発明は、低温時に液晶の応答速度を安定させる必要性が高い、車載用のインスツルメントパネルに好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 入力映像信号に基づき液晶を駆動する液晶駆動装置を有する液晶表示装置であつて、

上記液晶表示装置への入力映像信号により示される階調値が取り得る値を、上記液晶表示装置により表示される映像の輝度が低くなる値としての低階調領域と、該映像の輝度が高くなる領域としての高階調領域との 2領域に分けた場合、

上記低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換し、変換された後の階調値を示す入力映像信号を上記液晶駆動装置へ出力する階調変換手段を備えて、ることを特徴とする液晶表示装置。

[2] 上記階調変換手段は、上記入力映像信号により示される階調値に対し、上記変換後の階調値を対応付けた変換テーブルを用いて、上記入力映像信号により示される階調値を変換することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[3] 上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値となる階調値と、上記入力映像信号により示される階調値とを比較し、当該入力映像信号により示される階調値が上記閾値となる階調値以下、あるいは、上記閾値となる階調値未満である場合に、当該入力映像信号により示される階調値を高階調領域に属する階調値に変換するものであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[4] 上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値となる階調値をビット表現した場合に、最上位のビットからビット値 0が連続する個数を A (Aは正の自然数)とするとき、

上記入力映像信号により示される階調値の最上位ビットから数えて A個のビット値の全てが 0であるか否かを判断し、全て 0である場合に、当該入力映像信号により示される階調値を高階調領域に属する階調値に変換するものであることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[5] 上記階調変換手段は、上記低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を、上記高階調領域に属する階調値の最低値付近の階調値に変換するものであることを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の液晶表示装置。

[6] 上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値を、上記液晶表示装置の周囲の温度によって切り替えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[7] 上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値を、上記液晶表示装置の表面の温度によって切り替えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[8] 上記の温度を測定する温度センサを備えており、該温度センサの出力は、ディジタル信号出力であることを特徴とする請求の範囲 6または 7に記載の液晶表示装置。

[9] 上記階調変換手段は、上記低階調領域と上記高階調領域とを分ける閾値を、上記液晶表示装置に電源が投入されて力経過した時間によって切り替えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[10] 上記の液晶表示装置に電源が投入されてカゝら経過した時間を測定するタイマを備えており、

該タイマは液晶表示装置自身の垂直同期タイミング信号をカウントすることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の液晶表示装置。

[11] 上記階調変換手段は、上記液晶駆動装置へ出力可能な階調値の範囲を低下させることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の液晶表示装置。

[12] 上記階調変換手段は、コントラスト比を低下させることを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の液晶表示装置。

[13] 上記入力映像信号により示される階調値に応じて、上記液晶表示装置の光源の輝度を調整する光源輝度調整手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 12項のいずれか 1項に記載の液晶表示装置。

[14] 入力映像信号に基づき液晶を駆動する液晶駆動装置を有する液晶表示装置であつて、

上記液晶表示装置が表示可能な階調の最小値に対する、上記液晶表示装置が表示可能な階調の最大値の割合を低下させる階調変換処理手段を備えていることを特徴とする液晶表示装置。

[15] 請求の範囲第 1項ないし第 14項のいずれか 1項に記載の液晶表示装置を備えて

V、ることを特徴とするインスツルメントパネル。

[16] 請求の範囲第 15項に記載のインスツルメントパネルを備えて、ることを特徴とする自動車両。

[17] 入力映像信号に基づき液晶を駆動する液晶駆動装置を有する液晶表示装置の液晶表示方法であって、

上記低階調領域に属する階調値を示す映像信号が入力される場合、当該入力映像信号により示される階調値を上記高階調領域に属する階調値に変換し、変換された後の階調値を示す入力映像信号を上記液晶駆動装置へ出力することを特徴とする液晶表示方法。