WO2011080963A1

WO2011080963A1 - 表示装置

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Publication number: WO2011080963A1
Application number: PCT/JP2010/069506
Authority: WO
Inventors: 古川　智朗; 平尾　一真; 浩和奥野
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2011-07-07
Also published as: JPWO2011080963A1; CN102640209A; EP2521120A1; EP2521120A4; JP5449404B2; US20120249619A1; CN102640209B

Abstract

　液晶表示装置（１０）は、温度センサ（１６）によって検知されたパネル温度（Ｔｐ）が所定の温度よりも高いか否かを判定する。その結果、パネル温度（Ｔｐ）が所定の温度以下であれば、入力された映像信号（Ｖ１）はデジタルガンマ変換部（２２）に出力される。デジタルガンマ変換部（２２）は、ＬＵＴ（１２）を用いて映像信号（Ｖ１）に対してガンマ変換を行なう。ガンマ変換は、低階調側の入力階調に対応する輝度に所定の倍率を乗算して得られる輝度となるようなガンマ変換結果を記憶するＬＵＴ（１２）を用いて行なわれる。これにより、映像信号（Ｖ１）の低階調側の入力階調に対応する輝度が高くなるので、液晶の応答速度が改善される。また、パネル温度（Ｔｐ）が所定の温度よりも高ければ、液晶の応答速度は速いので、映像信号（Ｖ１）はガンマ変換されることなく、タイミング制御部（２４）に出力される。

Description

表示装置

　本発明は、表示装置に関し、特に、映像信号に対して、温度に応じた処理や映像信号の種類に応じた処理を施して画像を表示する表示装置に関する。

　液晶表示装置における液晶の応答速度は、階調の変化（階調がどのように変化するのか）によって異なる。例えば、垂直配向モード（ノーマリブラックモード）の液晶では、階調が黒から中間調に変化するときの応答速度が最も遅いことが知られている。また、液晶の応答速度は、低温になるほど遅くなる。例えば、車載用の液晶表示装置は環境温度が－２０℃程度のときでも動作する必要がある。しかし、低温時には、階調が黒または黒に近い階調から中間調に変化するときの液晶の応答速度が極端に遅くなる。また、画像が動画である場合にも、階調が黒または黒に近い階調から中間調に変化するときの液晶の応答速度が極端に遅くなる。

　液晶の応答速度を改善する方法として、本来印加すべき電圧よりも高い（または、低い）電圧を液晶に印加するオーバーシュート駆動が従来から知られている。また、日本特許３７０６４８６号公報には、ノーマリブラックモードの液晶パネルで黒表示を行うときに、０Ｖよりも高い電圧（より好ましくは、液晶の光学特性が変化する電圧以上で、コントラストが５０以上になる電圧）を液晶層に印加することが記載されている。

日本特許第３７０６４８６号公報

　しかしながら、オーバーシュート駆動を行うためには、フレームメモリや専用の制御回路などを設ける必要があり、回路が大規模かつ複雑になる。特に、中型または小型の液晶パネルを備えた中小型の液晶表示装置でオーバーシュート駆動を行うと、オーバーシュート駆動用の回路のコストが装置全体のコストの中で占める割合が大きくなる。このため、コストの制約が厳しい中小型の液晶表示装置でオーバーシュート駆動を行うことは、実際にはかなりの困難を伴う。

　日本特許３７０６４８６号公報に記載の液晶表示装置では、黒表示のときに液晶の光学特性が変化する電圧以上の電圧を印加するので、コントラストが低下し、ノーマリブラックモードの特徴である高コントラストを実現できなくなる。また、黒表示のときに液晶層に印加する電圧を温度に応じて変化させると、液晶パネルのデータ線駆動回路に含まれるラダー抵抗の構成が液晶パネルのＶ－Ｔ特性に適合しなくなり、所望のガンマ特性が得られなくなる。

　それ故に、本発明は、低コストで応答速度の改善が可能な表示装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の局面は、入力映像信号に対してガンマ変換を行い、画像を表示する表示装置であって、
　表示パネルと、
　前記入力映像信号に対してガンマ変換を行なうデジタルガンマ変換部と、
　ガンマ変換後の映像信号に基づき、前記表示パネルを駆動する駆動部と、
　前記駆動部に所定のタイミングで前記映像信号および制御信号を出力するタイミング制御部と、
　前記デジタルガンマ変換部でガンマ変換を行なうときに用いられる第１のテーブルと、
　所定の条件に該当するか否かを判定する判定部とを備え、
　前記第１のテーブルは、前記入力映像信号の低階調側の入力階調に対応する輝度に所定の倍率を乗算した輝度になるように前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記所定の条件に該当すると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部または前記タイミング制御部のいずれかに出力するように切り換えるための切換スイッチとをさらに備え、
　前記判定部は、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記切換スイッチは、前記検知された温度が前記所定値以下と判定されたときには、前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部に出力するように切り換え、前記所定値よりも高いと判定されたときには、ガンマ変換を行なわずに、前記入力映像信号を前記タイミング制御部に出力するように切り換えることを特徴とする。

　本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号のすべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルとをさらに備え、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記検知された温度が前記所定値以下であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記検知された温度が前記所定値よりも高いと判定されたときには、前記第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記第１のテーブルは、温度に応じて異なるガンマ変換結果を記憶した複数のテーブルを含み、
　前記複数のテーブルのうち、より低い温度で使用されるテーブルほど、前記所定の倍率をより大きくして求めたガンマ変換結果を記憶し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記複数のテーブルの中から前記温度検知部で検知された温度に応じて１個のテーブルを選択し、選択したテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換するためのガンマ変換結果を記憶する第３のテーブルとをさらに備え、
　前記第１のテーブルは、入力階調を所望の出力階調になるようにした後に、低階調側の入力階調に対応する輝度に前記所定の倍率を乗算した輝度になるように、前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記検知された温度が前記所定値以下であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記検知された温度が前記所定値よりも高いと判定されたときには、前記第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記判定部の判定結果に応じて、入力映像信号を切り換えてデジタルガンマ変換部とタイミング制御部のいずれかに出力するように切り換えるための切換スイッチをさらに備え、
　前記判定部は、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記切換スイッチは、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部に出力するように切り換え、静止画であると判定されたときには、ガンマ変換を行なわずに、前記入力映像信号を前記タイミング制御部に出力するように切り換えることを特徴とする。

　本発明の第７の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記入力映像信号のすべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルをさらに備え、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記入力映像信号が静止画であると判定されたときには、前記第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換するためのガンマ変換結果を記憶する第３のテーブルをさらに備え、
　前記第１のテーブルは、入力階調を所望の出力階調になるようにした後に、低階調側の入力階調に対応する輝度に前記所定の倍率を乗算した輝度になるように、前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記入力映像信号が静止画であると判定されたときには、前記第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする。

　本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記所定の倍率は、１よりも大きく、かつ、２以下の倍率であることを特徴とする。

　本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号をより多階調の映像信号に変換し、
　前記デジタルガンマ変換部から出力された前記映像信号に対して擬似多階調化処理を施し、得られた映像信号を前記タイミング制御部に出力する擬似多階調化部をさらに備えたことを特徴とする。

　本発明の第１１の局面は、本発明の第１の局面において、
　前記表示パネルはノーマリブラックモードの液晶パネルであることを特徴とする。

　本発明の第１の局面によれば、所定の条件に該当する場合には、低階調側の入力階調に対応する輝度に所定の倍率を乗算して得られる輝度となるようなガンマ変換結果を記憶する第１のテーブルを用いて、入力映像信号に対してガンマ変換を行なう。これにより、所定の条件に該当するか否かにかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　本発明の第２の局面によれば、表示パネルの温度が所定値以下のときには、切換スイッチをデジタルガンマ変換部側に切り換えることにより、入力映像信号をデジタルガンマ変換部に出力する。デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。一方、表示パネルの温度が所定値よりも高いときには応答速度が遅い階調の変化が発生しないので、切換スイッチをタイミング制御部側に切り換え、入力映像信号をそのままタイミング制御部に出力する。これにより、表示パネルの温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。また、準備しなければならないテーブルは、第１のテーブルだけであるので、表示装置の製造コストを低減することができる。

　本発明の第３の局面によれば、表示装置は、第１のテーブルだけでなく、すべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルも備えている。表示パネルの温度が所定値以下のときには、デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。一方、表示パネルの温度が所定値よりも高いときには、応答速度が遅い階調の変化が発生しないので、デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。これにより、表示パネルの温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　本発明の第４の局面によれば、表示パネルの温度が所定値以下のときには、デジタルガンマ変換部は、複数のテーブルの中から最適なテーブルを選択し、選択したテーブルを用いて入力映像信号に対してガンマ変換を行なう。これにより、表示パネルの温度に応じて複数のテーブルの中から選択した最適なテーブルを用いてガンマ変換を行なうことができるので、表示パネルの温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することをより一層防止することができ、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　本発明の第５の局面によれば、表示パネルの温度が所定値以下のときには、デジタルガンマ変換部は、第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。すなわち、入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換した後に、さらに低階調側の輝度を所定の倍率だけ高くする変換を行なう。一方、表示パネルの温度が所定値よりも高いときには、デジタルガンマ変換部は、第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。これにより、入力映像信号に基づいて所望の出力階調の画像を表示できるようにした表示装置においても、表示パネルの温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止することができ、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。さらに、所望の出力階調の画像を表示させるためにガンマ値を変更したときにも、表示パネルの温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止できるので、ガンマ値の設定範囲を拡げることができる。

　本発明の第６の局面によれば、入力映像信号が動画のときには、切換スイッチをデジタルガンマ変換部側に切り換えることにより、入力映像信号をデジタルガンマ変換部に出力する。デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。一方、入力映像信号が静止画のときには、切換スイッチをタイミング制御部側に切り換え、入力映像信号に対してガンマ変換を行なうことなくタイミング制御部に出力する。これにより、入力映像信号の種類にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。また、準備しなければならないテーブルは、第１のテーブルだけであるので、表示装置の製造コストを低減することができる。

　本発明の第７の局面によれば、表示装置は、第１のテーブルだけでなく、すべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルも備えている。入力映像信号が動画のときには、デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。一方、入力映像信号が静止画の場合には、応答速度が遅い階調の変化が発生しないので、デジタルガンマ変換部は、入力映像信号に対して第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。これにより、入力映像信号の種類にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　本発明の第８の局面によれば、入力映像信号が動画のときには、デジタルガンマ変換部は、第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。すなわち、入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換した後に、さらに低階調側の輝度を所定の倍率だけ高くする変換を行なう。一方、入力映像信号が静止画のときには、デジタルガンマ変換部は、第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なう。これにより、入力映像信号に基づいて所望の出力階調の画像を表示できるようにした表示装置においても、入力映像信号の種類にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止することができ、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。さらに、所望の出力階調の画像を表示させるためにガンマ値を変更したときにも、入力映像信号の種類にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止できるので、ガンマ値の設定範囲を拡げることができる。

　本発明の第９の局面によれば、高階調側の入力映像信号が、ガンマ変換によって飽和してコントラストのバランスが崩れて画像破綻が起きることを防止することができる。

　本発明の第１０の局面によれば、ガンマ変換によって映像信号の階調数を増やし、その後に擬似多階調化処理を施すことにより、駆動部の能力以上の多階調表示を行うことができる。

　本発明の第１１の局面によれば、ノーマリブラックモードの液晶パネルを備えた表示装置において、低コストで液晶の応答速度を改善することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置の擬似多階調化部の処理結果の例を示す図である。図１に示す液晶表示装置のデジタルガンマ変換部の処理を示す図である。図１に示す液晶表示装置の入力階調と液晶パネルの透過率との関係を示す図である。従来の液晶表示装置の応答速度を示すテーブルである。図１に示す液晶表示装置の応答速度を示すテーブルである。第１の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態の第３の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。第２の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。ホワイトモードの液晶パネルを備える従来の液晶表示装置の応答速度を示すテーブルである。ホワイトモードの液晶パネルを備える第１の実施形態に係る液晶表示装置の応答速度を示すテーブルである。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１　液晶表示装置の構成＞
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、表示制御回路１１、ルックアップテーブル（Look Up Table ：以下、「ＬＵＴ」という）１２、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、液晶パネル１５、および、温度センサ１６を備えている。表示制御回路１１は、入力部２１、デジタルガンマ変換部２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、入力部２１は、温度判定部３１および切換スイッチ３２を含んでいる。なお、液晶表示装置１０は、オーバーシュート駆動用の回路を備えていない。

　図１に示すように、液晶パネル１５は、複数の走査線１、複数のデータ線２、および、複数の画素３を含んでいる。走査線１は互いに平行に配置され、データ線２は走査線１と直交するように互いに平行に配置されている。画素３は、走査線１とデータ線２の交点に対応して配置され、１本の走査線１と１本のデータ線２に接続されている。液晶パネル１５は、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）方式などのノーマリブラックモード（垂直配向モード）の液晶パネルである。

　走査線駆動回路１３とデータ線駆動回路１４は、液晶パネル１５を駆動する駆動部を構成する。走査線駆動回路１３は、複数の走査線１の中から走査線１を１本ずつ順に選択し、選択した走査線１に所定の電圧（例えば、ハイレベル電圧）を印加する。所定の電圧が印加された走査線１に接続された画素３が走査線１ごとに順に選択される。データ線駆動回路１４は、各データ線２に、表示制御回路１１から出力された映像信号Ｖ１または映像信号Ｖ３に応じた電圧を印加する。これにより、選択された画素３のそれぞれに各データ線２に印加された電圧が書き込まれる。画素３の輝度は、画素３に書き込まれた電圧に応じて変化する。したがって、液晶パネル１５内のすべての画素３に映像信号に応じた電圧を書き込むことによって、液晶パネル１５に所望の画像を表示することができる。このとき、液晶に印加される電圧が高ければ高いほど、液晶の応答速度は速くなり、液晶パネル１５に表示された画像の切換時間が短くなる。

　映像信号Ｖ１は、外部から液晶表示装置１０の入力部２１に入力される。入力された映像信号（入力映像信号）Ｖ１は、入力部２１の切換スイッチ３２に与えられる。温度センサ１６は、液晶パネル１５の表面に設けられ、液晶パネル１５の表面温度を検知する。温度センサ１６によって検知された温度（以下、「パネル温度Ｔｐ」という）は温度判定部３１に入力される。温度判定部３１はパネル温度Ｔｐが所定の温度（この実施形態では－１０℃）よりも高いか否かを判定し、判定結果に応じて切換スイッチ３２を切り換える。

　すなわち、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下であると判定されれば、切換スイッチ３２はデジタルガンマ変換部２２側に切り換えられる。切換スイッチ３２は映像信号Ｖ１によって切り換えられ、映像信号Ｖ１はデジタルガンマ変換部２２に入力される。一方、パネル温度Ｔｐが－１０℃よりも高いと判定されれば、切換スイッチ３２はタイミング制御部２４側に切り換えられる。これにより、映像信号Ｖ１は、タイミング制御部２４に入力され、デジタルガンマ変換部２２および擬似多階調化部２３には入力されない。このため、映像信号Ｖ１は、ガンマ変換および擬似多階調化処理を施されない。

　パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のとき、デジタルガンマ変換部２２は、映像信号Ｖ１に対してＬＵＴ１２を用いたガンマ変換を行い、映像信号Ｖ１よりも多階調の映像信号Ｖ２を出力する。擬似多階調化部２３は、映像信号Ｖ２に対して擬似多階調化処理を施し、映像信号Ｖ１と同じ階調数を有する映像信号Ｖ３を出力する。

　タイミング制御部２４は、走査線駆動回路１３に対して制御信号Ｃ１を出力し、データ線駆動回路１４に対して制御信号Ｃ２を出力する。制御信号Ｃ１にはゲートスタートパルスやゲートクロックなどが含まれ、制御信号Ｃ２にはソーススタートパルスやソースクロックなどが含まれる。また、タイミング制御部２４は、データ線駆動回路１４に対して好適なタイミングで映像信号を出力する。具体的には、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下であれば映像信号Ｖ３を出力し、－１０℃よりも高ければ映像信号Ｖ１を出力する。

＜１．２　液晶表示装置の動作＞
　以下の説明では、映像信号Ｖ１、Ｖ３は６ビットの映像信号であり、映像信号Ｖ２は８ビットの映像信号であるとする。この場合、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下であれば、デジタルガンマ変換部２２は６ビットの映像信号Ｖ１に基づいて８ビットの映像信号Ｖ２を生成し、擬似多階調化部２３は８ビットの映像信号Ｖ２に基づいて６ビットの映像信号Ｖ３を生成する。なお、本実施形態において所定の温度を－１０℃としたのは、発明者が行なった実験によれば、－１０℃以下になると、液晶の応答速度が極端に遅くなり、液晶パネル１５に表示される画像のぼけが顕著になったためであり、所定の温度は使用する液晶パネルに応じて適宜決められる。

　擬似多階調化部２３は、例えば以下に示すフレームレート制御を行う。すなわち、擬似多階調化部２３は、映像信号Ｖ２を上位６ビットと下位２ビットに分割し、上位６ビット、あるいは、上位６ビットに１を加算した値を映像信号Ｖ３として出力する。いずれを出力するかは、下位２ビットの値によって決定される。下位２ビットの値がＮ（Ｎは０以上３以下の整数）のときには、連続した４フレームのうち（４－Ｎ）フレームでは上位６ビットが出力され、残りＮフレームでは上位６ビットの値に１を加算した値が出力される。また、近接する４個の画素間では、連続した４フレームの中からＮフレームを選択する方法が異なっている。

　図２は、擬似多階調化部２３の処理結果の例を示す図である。図２には、映像信号Ｖ２の値が１０００１１０１（２進表現）であるときに、近接する４個の画素について４フレーム分の映像信号Ｖ３の値が記載されている。この場合、映像信号Ｖ２の上位６ビットの値は１０００１１（２進表現）であり、映像信号Ｖ２の下位２ビットの値は１である。したがって、映像信号Ｖ３の値は、連続した４フレームのうち３フレームでは１０００１１（２進表現）になり、残り１フレームでは１００１００（２進表現）になる。また、映像信号Ｖ３の値が１００１００（２進表現）になるのは、右上の画素では１フレーム目、右下の画素では２フレーム目、左下の画素では３フレーム目、左上の画素では４フレーム目である。

　画素３の輝度は、映像信号Ｖ２の上位６ビットの値に対応したレベルになるときと、それよりも１段階高いレベルになるときとがある。したがって、画素３の輝度は、時間的に平均化されて両者の間のレベルになる。また、画素３を２次元状に配置することにより、画素３の輝度は空間方向にも平均化される。このように、フレームレート制御を行うことにより、６ビットの映像信号Ｖ３に基づき動作するデータ線駆動回路１４を用いて、８ビット分の階調表示（２５６段階の階調表示）を行うことができる。なお、擬似多階調化部２３は、フレームレート制御以外の方法（例えば、誤差拡散法）で、映像信号Ｖ２に対して擬似多階調化処理を施してもよい。

　図３は、デジタルガンマ変換部２２の処理を示す図である。デジタルガンマ変換部２２に入力される映像信号Ｖ１には、６ビットの赤色成分Ｖ１ｒ、６ビットの緑色成分Ｖ１ｇ、および、６ビットの青色成分Ｖ１ｂが含まれる。ＬＵＴ１２には、赤色成分Ｖ１ｒのガンマ変換に利用されるＲ用ＬＵＴ、緑色成分Ｖ１ｇのガンマ変換に利用されるＧ用ＬＵＴ、および、青色成分Ｖ１ｂのガンマ変換に利用されるＢ用ＬＵＴが含まれる。

　デジタルガンマ変換部２２は、Ｒ用ＬＵＴを用いて６ビットの赤色成分Ｖ１ｒを８ビットの赤色成分Ｖ２ｒに変換する処理、Ｇ用ＬＵＴを用いて６ビットの緑色成分Ｖ１ｇを８ビットの緑色成分Ｖ２ｇに変換する処理、および、Ｂ用ＬＵＴを用いて６ビットの青色成分Ｖ１ｂを８ビットの青色成分Ｖ２ｂに変換する処理を独立に施す。このようにして、デジタルガンマ変換部２２は、６ビットの映像信号Ｖ１に対して、赤色成分Ｖ１ｒ、緑色成分Ｖ１ｇ、および、青色成分Ｖ１ｂのガンマ変換を独立して行い、８ビットの映像信号Ｖ２ｒ、Ｖ２ｇ、Ｖ２ｂをそれぞれ生成する。なお、これら３種類のＬＵＴに記憶されるデータは、同じでもよく、異なっていてもよい。３種類のＬＵＴに異なるデータを記憶させれば、色ごとに異なるガンマ変換を行なうことができる。

　ＬＵＴ１２は、映像信号Ｖ１の値（以下、入力階調という）に対応づけて、映像信号Ｖ２の値（以下、出力階調という）を記憶している。デジタルガンマ変換部２２は、ＬＵＴ１２から入力階調に対応した出力階調を読み出すことにより、映像信号Ｖ１を映像信号Ｖ２に変換し、変換した映像信号Ｖ２を擬似多階調化部２３に出力する。

　次に、デジタルガンマ変換部２２におけるガンマ変換について説明する。デジタルガンマ変換部２２は、上述のように、ＬＵＴ１２を用いて、映像信号Ｖ１を８ビットの映像信号Ｖ２に変換している。しかし、以下では、簡単化のために、デジタルガンマ変換部２２は、６ビットの映像信号Ｖ１を６ビットの映像信号に変換し、変換した映像信号をタイミング制御部２４に出力するとして説明する。液晶パネル１５は６４階調表示が可能な液晶パネルであるとし、入力階調をＸ（０≦Ｘ≦６３）、液晶パネル１５のガンマ値をγ（γ＝２．２）とすると、入力階調Ｘは次式（１）によって、液晶パネル１５に表示される画像の輝度ｙと対応づけられる。そこで、液晶パネル１５には、入力階調Ｘに対応した輝度ｙの画像が表示される。
　　ｙ＝（Ｘ／６３）∧γ　…　（１）

　この場合、画素３内の液晶には、輝度ｙに対応する電圧が印加される。液晶パネル１５がノーマリブラックモードの液晶パネルである場合、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下になれば、入力階調Ｘが低階調側の階調であるときに、液晶の応答速度は極端に遅くなる。そこで、－１０℃以下における液晶の応答速度を改善するために、より高い電圧を液晶に印加する、すなわち画像の輝度を高くする必要がある。このため、低階調側の入力階調Ｘに対応して、式（１）により求めた輝度ｙをｋ（１＜ｋ≦２）倍して輝度Ｙを求める。このように、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度ｙをｋ倍して輝度Ｙを求めることを、本明細書では「ガンマ変換」という。
　　Ｙ＝ｋ＊（Ｘ／６３）∧γ　…　（２）

　式（２）に基づいて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なえば、低階調側の入力階調Ｘに対応する画像の輝度が、ガンマ変換されない映像信号による画像の輝度と比べて、ｋ倍だけ高くなる。なお、画像の輝度は、その透過率とバックライト（図示しない）の輝度によって決まる。しかし、バックライトの輝度を無視すれば、画像の輝度は液晶パネル１５の透過率と等しくなる。液晶パネル１５の透過率は、液晶に印加する電圧、すなわち出力階調と等しくなる。この結果、式（２）によって表わされる画像の輝度Ｙは出力階調と等しくなる。

　発明者の実験によれば、式（２）においてｋ＞２とした場合、入力階調Ｘが３２階調よりも高くなると、輝度Ｙが飽和してコントラストのバランスが崩れ、画像破綻を引き起こすことがわかった。同様に、ｋ＝１．５とした場合、入力階調Ｘが４０階調よりも高くなると、同様に、輝度Ｙが飽和してコントラストのバランスが崩れ、画像破綻を引き起こすことがわかった。このことから、式（２）を適用できるのは、例えばｋ＝１．５の場合、入力階調Ｘが４０階調以下のときであり、ｋ＝２の場合、入力階調Ｘが３２階調以下のときである。

　そこで、ＬＵＴ１２には、例えばｋ＝１．５の場合、入力階調Ｘが０階調から４０階調までは、式（２）に基づき、入力階調Ｘに対応づけた出力階調を記憶させる。入力階調Ｘが４０階調よりも高階調側では、映像信号Ｖ２が飽和しないように、かつ、ガンマ特性が滑らかに変化するように、オペレータは、出力階調を調整し、調整した出力階調をＬＵＴ１２に追加して記憶させる。これにより、－１０℃以下において液晶パネル１５のガンマ特性に適合したガンマ変換結果を記憶するＬＵＴ１２が得られる。一般に、映像信号Ｖ１の入力階調Ｘには、低階調側の階調が多い。このため、低階調側の入力階調Ｘに対して、式（２）を適用すれば、液晶パネル１５に表示された画像が短時間で切り換わる。この場合、画像が切り換わるときに生じやすいぼけを抑制することができる。

　図４は、このようにして得られたＬＵＴ１２を用いてガンマ変換を行なったときの入力階調Ｘと液晶パネル１５の透過率との関係を示す図である。図４には、ｋ＝１．５の場合と、ｋ＝１の場合について、入力階調と透過率との関係を示す曲線がそれぞれ記載されている。図４に示すように、ｋ＝１．５の場合の透過率は、すべての入力階調Ｘにおいて、ｋ＝１．０の場合の透過率よりも高くなっていることがわかる。このように、ｋ＝１．５の場合の液晶パネル１５の透過率が高いのは、液晶に印加される電圧が高いからである。これにより、ｋ＝１．５の場合には、ｋ＝１．０の場合と比べて、液晶の応答速度は速くなる。すなわち、図４において、透過率が高いほど、液晶の応答速度も速くなる。なお、入力階調Ｘが低階調側の階調では、４０階調付近の階調に比べて、透過率の増加割合は小さい。しかし、液晶の応答速度をより改善されたように見せるためには、４０階調付近における透過率の増加割合を改善するよりも、低階調側の透過率の増加割合を改善する方が好ましい。図４に示すように、低階調側の入力階調Ｘに対する透過率は、ｋ＝１．５の場合に、ｋ＝１の場合と比べて、大きくなっているので、液晶の応答速度がより改善されたように見える。

　次に、式（２）において、低温時にもｋ＝１とし、入力階調Ｘに対応づけて求めた出力階調を記憶するＬＵＴを備えている液晶表示装置（以下、従来の液晶表示装置という）と対比して、本実施形態に係る液晶表示装置１０の効果を説明する。図５は、－２０℃における従来の液晶表示装置の応答速度を示すテーブルであり、図６は、－２０℃における本実施形態に係る液晶表示装置１０の応答速度を示すテーブルである。図５および図６において、開始階調は直前に表示されていた画像の階調を示し、到達階調は現在表示されている画像の階調をしている。例えば図５において、開始階調が０階調、到達階調が２４階調のときに３１０ｍｓｅｃであるとは、０階調の画像を２４階調の画像に変化させるのに要する時間（応答時間）が３１０ｍｓｅｃであることを表している。

　図５に示すように、従来の液晶表示装置では、低温時には階調が黒または黒に近い階調から中間調に変化するときの応答速度が極端に遅かった。しかし、液晶表示装置１０は、低温時には、映像信号Ｖ１による画像を表示したときの液晶パネル１５の輝度のうち、低階調側の階調に対応する輝度をｋ倍するようにガンマ変換を行なう。その結果、図６に示すように、ほぼすべての階調において、液晶の応答時間は、従来の液晶表示装置の応答時間よりも短くなり、液晶の応答速度が向上している。これにより、液晶の応答速度が遅い階調の変化（具体的には、黒または黒に近い階調から中間階調への変化）が発生することを防止し、低温時における液晶の応答速度を改善することができる。

　また、図６において、応答時間が短くなったガンマ変換を示す欄に斜線を付した。図６に示すように、特に、入力階調Ｘが０階調（黒）～１６階調であるとき、液晶の応答時間を大幅に短くすることができる。さらに、－２０℃における、従来の液晶表示装置の最大応答時間は５３０ｍｓｅｃである。しかし、液晶表示装置１０では、最大応答時間を５００ｍｓｅｃまで短くすることができるとともに、ほぼすべての入力階調Ｘに対して応答時間を２００ｍｓｅｃ以下にすることができる。

＜１．３　効果＞
　第１の実施形態によれば、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、液晶パネル１５と、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときに、入力された映像信号Ｖ１をデジタルガンマ変換部２２に与える入力部２１と、映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なうデジタルガンマ変換部２２と、ガンマ変換後の映像信号Ｖ２に擬似多階調化処理を施した映像信号Ｖ３に基づいて液晶パネル１５を駆動する走査線駆動回路１３およびデータ線駆動回路１４と、液晶パネル１５の温度を検知する温度センサ１６と、映像信号Ｖ１による画像の輝度のうち、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をそれぞれｋ倍するような映像信号Ｖ２を求めるガンマ変換結果を記憶するＬＵＴ１２とを備えている。デジタルガンマ変換部２２は、温度センサ１６で検知されたパネル温度Ｔｐが－１０℃以下であれば、ＬＵＴ１２を用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なう。これにより、液晶表示装置１０は、液晶パネル１５の温度の温度にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。また、パネル温度Ｔｐが－１０℃よりも高いときには、ガンマ変換を行なわないので、そのためのＬＵＴは不要になる。このため、準備しなければならないＬＵＴはＬＵＴ１２だけであり、液晶表示装置１０の製造コストを低減することができる。

　また、ＬＵＴ１２に記憶された、ガンマ変換を行なうために使用するｋを、１＜ｋ≦２の範囲の数値とした。これにより、高階調側の映像信号Ｖ１において、画像の輝度Ｙが飽和してコントラストのバランスが崩れ、画像破綻が起きることを防止することができる。

　また、デジタルガンマ変換部２２は、映像信号Ｖ１をより多階調の映像信号Ｖ２に変換する。液晶表示装置１０は、映像信号Ｖ２に対して擬似多階調化処理を施し、得られた映像信号Ｖ３をタイミング制御部２４に対して出力する擬似多階調化部２３をさらに備えている。このように、ガンマ変換によって映像信号Ｖ２の階調数を増やし、その後に擬似多階調化処理を施すことにより、駆動部が有する能力以上の多階調表示を行うことができる。

＜１．４　第１の変形例＞
　図７は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る液晶表示装置１００の構成を示すブロック図である。図７に示す液晶表示装置１００は、表示制御回路１１、複数（この変形例では３個）のＬＵＴ１１２ａ～１１２ｃ、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、液晶パネル１５、および、温度センサ１６を備えている。表示制御回路１１は、入力部２１、デジタルガンマ変換部２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、入力部２１は、温度判定部３１および切換スイッチ３２を含んでいる。本変形例に係る液晶表示装置１００の構成要素のうち、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　図７に示すように、液晶表示装置１００は、図１に示す液晶表示装置１０と異なり、ＬＵＴ１２の代わりに、パネル温度Ｔｐに応じて値の異なる値のｋに基づいて求めたガンマ変換結果をそれぞれ記憶する、３個のＬＵＴ１１２ａ～１１２ｃを備えている。温度センサ１６によって検知されたパネル温度Ｔｐが所定の温度（この変形例では－１０℃）以下であるとき、デジタルガンマ変換部２２は、温度センサ１６によって検知されたパネル温度Ｔｐに応じて、３個のＬＵＴ１１２ａ～１１２ｃの中から１個のＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴを用いて、入力された映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行い、映像信号Ｖ１よりも多階調の映像信号Ｖ２を擬似多階調化部２３に出力する。

　３個のＬＵＴ１１２ａ～１１２ｃでは、低階調側の入力階調Ｘに基づいてガンマ変換を行なうときに使用する式（２）のｋの値がそれぞれ異なり、パネル温度Ｔｐがより低温のときに使用されるＬＵＴほど、より大きな値のｋが使用される。例えば、ＬＵＴ１１２ａは、ｋ＝１．２として求めたガンマ変換結果を記憶し、パネル温度Ｔｐが－２０℃よりも高く、－１０℃以下のときに選択される。ＬＵＴ１１２ｂは、ｋ＝１．５として求めたガンマ変換結果を記憶し、パネル温度Ｔｐが－３０℃よりも高く、－２０℃以下のときに選択される。ＬＵＴ１１２ｃは、ｋ＝２．０として求めたガンマ変換結果を記憶し、パネル温度Ｔｐが－３０℃以下のときに選択される。擬似多階調化部２３における擬似多階調化処理以後の処理は、液晶表示装置１０における処理と同一であるため、説明を省略する。

　第１の変形例によれば、デジタルガンマ変換部２２は、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときに、３個のＬＵＴ１１２ａ～１１２ｃの中から温度センサ１６で検知されたパネル温度Ｔｐに応じて１個のＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴを用いてガンマ変換を行なう。すなわち、入力された映像信号Ｖ１に対して、複数のＬＵＴの中から液晶パネル１５の温度に応じた最適なＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴを用いてガンマ変換を行なうことができるので、より好ましいガンマ変換を行なうことができる。これにより、液晶表示装置１００は、液晶パネル１５の温度にかかわらず、応答速度が遅い階調の変化が発生することをより一層防止することができ、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度をより一層改善することができる。

＜１．５　第２の変形例＞
　図８は、本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る液晶表示装置２００の構成を示すブロック図である。図８に示す液晶表示装置２００は、表示制御回路２１１、２個のＬＵＴ２１２ａ、２１２ｂ、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、液晶パネル１５、および、温度センサ１６を備えている。表示制御回路２１１は、デジタルガンマ変換部２２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、デジタルガンマ変換部２２２は温度判定部２３１を含んでいる。本変形例に係る液晶表示装置２００の構成要素のうち、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　図８に示すように、液晶表示装置２００では、図１に示す液晶表示装置１０と異なり、温度センサ１６によって検知された液晶パネル１５のパネル温度Ｔｐは、デジタルガンマ変換部２２２内に設けられた温度判定部２３１に入力される。温度判定部２３１は、パネル温度Ｔｐが所定の温度（この変形例では－１０℃）よりも高いか否かを判定する。デジタルガンマ変換部２２２は、温度判定部２３１の判定結果に応じて、ＬＵＴ２１２ａ、２１２ｂの中から１個のＬＵＴを選択する。

　ＬＵＴ２１２ａとＬＵＴ２１２ｂとでは、式（２）におけるｋの値がそれぞれ異なる。すなわち、ＬＵＴ２１２ａは、ＬＵＴ１２と同様に、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をｋ＝１．５倍して求めたガンマ変換結果を記憶している。ＬＵＴ２１２ｂは、すべての入力階調に対応する輝度をｋ＝１として求めたガンマ変換結果を記憶している。デジタルガンマ変換部２２２は、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときにはＬＵＴ２１２ａを選択し、－１０℃よりも高いときにはＬＵＴ２１２ｂを選択してガンマ変換を行い、映像信号Ｖ１よりも多階調の映像信号Ｖ２を擬似多階調化部２３に出力する。なお、擬似多階調化部２３における擬似多階調化処理以後の処理は、液晶表示装置１０における処理と同一であるため、説明を省略する。

　第２の変形例によれば、デジタルガンマ変換部２２２は、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときには、映像信号Ｖ１に対してＬＵＴ２１２ａを用いてガンマ変換を行なう。一方、パネル温度Ｔｐが－１０℃よりも高いときには、デジタルガンマ変換部２２２は、映像信号Ｖ１に対してＬＵＴ２１２ｂを用いてガンマ変換を行なう。これにより、パネル温度Ｔｐにかかわらず、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　なお、液晶表示装置２００において、映像信号Ｖ１を液晶パネル１５に表示したときのガンマ特性が、所望のガンマ特性（例えばγ＝２．２）からずれているときに、デジタルガンマ変換部２２２でガンマ変換された映像信号Ｖ２を所望のガンマ特性になるように補正したい場合がある。この場合、上記液晶表示装置２００のＬＵＴ２１２ｂには、すべての入力階調に対応する輝度をｋ＝１として求めたガンマ変換結果の代わりに、映像信号Ｖ１の入力階調を所望の出力階調にするようなガンマ変換結果を記憶させる。一方、ＬＵＴ２１２ａには、所望の出力階調の映像信号になるような変換を行ない、次に変換された映像信号の低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をｋ＝１．５倍する変換を行なうように、映像信号Ｖ１をガンマ変換するガンマ変換結果を記憶させる。

　液晶表示装置２００のデジタルガンマ変換部２２２は、液晶パネル１５の温度が－１０℃以下のときにはＬＵＴ２１２ａを用いてガンマ変換を行ない、液晶パネル１５の温度が－１０℃よりも高いときにはＬＵＴ２１２ｂを用いてガンマ変換を行なう。そして、ガンマ変換された所望の出力階調の映像信号Ｖ２を擬似多階調化部２３に出力する。これにより、液晶表示装置２００は、液晶パネル１５の温度にかかわらず、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止することができ、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。さらに、所望の出力階調の画像を表示させるために、ガンマ値を変更した場合にも、液晶表示装置２００は、液晶パネル１５の温度にかかわらず、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止できるので、ガンマ値の設定範囲を拡げることができる。

＜１．６　第３の変形例＞
　図９は、本発明の第１の実施形態の第３の変形例に係る液晶表示装置３００の構成を示すブロック図である。図９に示す液晶表示装置３００は、表示制御回路２１１、複数（ここでは４個）のＬＵＴ３１２ａ～３１２ｄ、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、液晶パネル１５、および、温度センサ１６を備えている。表示制御回路２１１は、デジタルガンマ変換部２２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、デジタルガンマ変換部２２２は温度判定部２３１を含んでいる。本変形例に係る液晶表示装置３００の構成要素のうち、第２の変形例に係る液晶表示装置２００と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　液晶表示装置３００に設けられた４個のＬＵＴ３１２ａ～３１２ｄのうち、ＬＵＴ３１２ｄは、ｋ＝１．０である図８のＬＵＴ２１２ｂと同一のガンマ変換結果を記憶している。また、ＬＵＴ３１２ａはｋ＝１．２である図７のＬＵＴ１１２ａと、ＬＵＴ３１２ｂはｋ＝１．５であるＬＵＴ１１２ｂと、ＬＵＴ３１２ｃはｋ＝２．０であるＬＵＴ１１２ｃと、それぞれ同じガンマ変換結果を記憶している。このため、それらの説明を省略する。なお、パネル温度Ｔｐが－２０℃よりも高く－１０℃以下のときにはテーブル３１２ａが、－３０℃よりも高く－２０℃以下のときにはテーブル３１２ｂが、－３０℃以下のときにはテーブル３１２ｃが、－１０℃よりも高いときにはテーブル３１２ｄがそれぞれ用いられる。

　第３の変形例によれば、４個のＬＵＴ３１２ａ～３１２ｄが設けられており、パネル温度Ｔｐが－１０℃よりも高いときには、デジタルガンマ変換部２２２はＬＵＴ３１２ｄを用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なう。パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときには、デジタルガンマ変換部２２２は、ＬＵＴ３１２ａ～３１２ｃの中からパネル温度Ｔｐに応じていずれか１個のＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴを用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なう。このように、ガンマ変換を行なうときに、パネル温度Ｔｐが－１０℃よりも高い場合にはＬＵＴ３１２ｄを用い、パネル温度Ｔｐが－１０℃以下のときには、さらに温度に応じて異なるＬＵＴ３１２ａ～３１２ｃのいずれかを用いる。これにより、液晶パネル１５の温度が－１０℃よりも高い場合にも、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止することができる。また、液晶表示装置３００は、液晶パネル１５の温度が－１０℃以下のときには、温度に応じて複数のＬＵＴ３１２ａ～３１２ｃの中から最適なＬＵＴを選択し、選択したＬＵＴを用いてガンマ変換を行なうことができるので、より好ましいガンマ変換を行なうことができる。このため、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度をより一層改善することができる。

＜２．第２の実施形態＞
　画像には、メニュー画面などの静止画を中心とする画像（以下、「静止画」という）と、テレビやＤＶＤなどの動画を中心とする画像（以下、「動画」という）とがある。動画は、静止画よりも液晶の応答速度の影響を受けて動画の表示性能が悪くなりやすい。そこで、液晶表示装置に入力された映像信号が動画であるのか、静止画であるのかを判定し、動画であると判定したときに、液晶の応答速度を改善させることができれば、画像の表示品位を向上させることができる。

　図１０は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置４００の構成を示すブロック図である。図１０に示す液晶表示装置４００は、表示制御回路４１１、１個のＬＵＴ４１２、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、および、液晶パネル１５を備えている。表示制御回路４１１は、入力部４２１、デジタルガンマ変換部４２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、入力部４２１は入力信号判別部４３５および切換スイッチ４３６を含んでいる。本実施形態に係る液晶表示装置４００の構成要素のうち、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　映像信号Ｖ１は、外部から液晶表示装置４００の入力部４２１に入力される。入力された映像信号Ｖ１は、入力部４２１の入力信号判定部４３５と切換スイッチ４３６に与えられる。入力信号判定部４３５は、映像信号Ｖ１が静止画または動画のいずれであるかを判定し、静止画であると判定した場合には、切換スイッチ４３６をタイミング制御部２４側に切り換える。これにより、静止画と判定された映像信号Ｖ１はタイミング制御部２４に出力される。これに対し、入力信号判定部４３５は、映像信号Ｖ１が動画であると判定した場合には、切換スイッチ４３６をデジタルガンマ変換部４２２側に切り換える。これにより、動画と判定された映像信号Ｖ１はデジタルガンマ変換部４２２に出力される。

　動画と判定された映像信号Ｖ１がデジタルガンマ変換部４２２に入力されれば、デジタルガンマ変換部４２２は、ＬＵＴ４１２を用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行い、擬似多階調化部２３に対して映像信号Ｖ１よりも多階調の映像信号Ｖ２を出力する。ＬＵＴ４１２は、映像信号Ｖ１による画像の輝度のうち、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をｋ＝１．５として求めたガンマ変換結果と、オペレータによって調整された高階調側のガンマ変換結果とを記憶させたテーブルである。擬似多階調化部２３は、映像信号Ｖ２に対して擬似多階調化処理を施し、タイミング制御部２４に対して映像信号Ｖ１と同じ階調数を有する映像信号Ｖ３を出力する。

　タイミング制御部２４は、走査線駆動回路１３に対して制御信号Ｃ１を出力し、データ線駆動回路１４に対して制御信号Ｃ２を出力するとともに、データ線駆動回路１４に対して好適なタイミングで映像信号を出力する。具体的には、液晶表示装置４００に入力された映像信号Ｖ１が動画であれば映像信号Ｖ３を出力し、静止画であれば映像信号Ｖ１を出力する。擬似多階調化部２３における擬似多階調化処理以後の処理は、図１に示す液晶表示装置１０における処理と同一であるため、説明を省略する。

　第２の実施形態によれば、本実施形態に係る液晶表示装置４００は、液晶パネル１５と、入力された映像信号Ｖ１の種類を判定し、判定結果に基づいて映像信号を振り分ける入力部４２１と、動画の映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なうデジタルガンマ変換部４２２と、ガンマ変換後の映像信号Ｖ２に擬似多階調化処理を施した映像信号Ｖ３に基づき液晶パネル１５を駆動する走査線駆動回路１３およびデータ線駆動回路１４と、映像信号Ｖ１が動画であるときに用いられるガンマ変換結果を記憶するＬＵＴ４１２とを備えている。ＬＵＴ４１２は、映像信号Ｖ１による画像の輝度のうち、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をｋ倍するような映像信号Ｖ２を求めるガンマ変換結果を記憶している。ＬＵＴ４１２を用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なえば、低階調側の入力階調Ｘに対応する出力階調がｋ倍されて高くなる。これにより、動画の映像信号Ｖ１が入力されたときに、液晶の応答速度を改善することができるので、動画を高品位の画像として液晶パネル１５に表示することができる。このように、液晶表示装置４００は、入力された映像信号Ｖ１が動画の場合にも、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

＜２．１　変形例＞
　図１１は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る液晶表示装置５００の構成を示すブロック図である。図１１に示す液晶表示装置５００は、表示制御回路５１１、２個のＬＵＴ５１２ａ、５１２ｂ、走査線駆動回路１３、データ線駆動回路１４、および、液晶パネル１５を備えている。表示制御回路５１１は、デジタルガンマ変換部５２２、擬似多階調化部２３、および、タイミング制御部２４を含んでおり、デジタルガンマ変換部５２２は入力信号判定部５３５を含んでいる。本変形例に係る液晶表示装置５００の構成要素のうち、第２の実施形態に係る液晶表示装置４００と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその説明を省略する。

　映像信号Ｖ１は、外部から液晶表示装置５００のデジタルガンマ変換部５２２に入力される。デジタルガンマ変換部５２２の入力信号判定部５３５は、入力された映像信号Ｖ１が動画または静止画のいずれであるかを判定する。入力信号判定部５３５によって映像信号Ｖ１が動画であると判定されたときには、デジタルガンマ変換部５２２は、ＬＵＴ５１２ａを用いて映像信号Ｖ１をガンマ変換する。一方、映像信号Ｖ１が静止画であると判定されたときには、デジタルガンマ変換部５２２は、ＬＵＴ５１２ｂを用いて映像信号Ｖ１をガンマ変換する。ＬＵＴ５１２ａは、ＬＵＴ４１２と同一のテーブルである。ＬＵＴ５１２ｂは、すべての入力階調に対応する輝度をｋ＝１として求めたガンマ変換結果を記憶するテーブルである。

　デジタルガンマ変換部５２２は、擬似多階調化部２３に対して、動画または静止画である映像信号Ｖ１よりも多階調の映像信号Ｖ２を出力する。擬似多階調化部２３における擬似多階調化処理以後の処理は、液晶表示装置４００における処理と同一であるため、説明を省略する。

　変形例によれば、デジタルガンマ変換部５２２は、入力信号判定部５３５によって、映像信号Ｖ１が動画であると判定されたときには、ＬＵＴ５１２ａを用いてガンマ変換を行なう。また、映像信号Ｖ１が静止画であると判定されたときには、ＬＵＴ５１２ｂを用いてガンマ変換を行なう。これにより、映像信号Ｖ１が動画のときに、液晶の応答速度が改善されるので、動画を高品位の画像として液晶パネル１５に表示することができる。このように映像信号Ｖ１の種類にかかわらず、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　なお、第１の実施形態の場合と同様に、液晶表示装置５００においても、映像信号Ｖ１を液晶パネル１５に表示したときのガンマ特性が、所望のガンマ特性（例えばγ＝２．２）からずれているとき、デジタルガンマ変換部５２２でガンマ変換された映像信号Ｖ２を所望のガンマ特性になるように補正したい場合がある。この場合、上記液晶表示装置５００のＬＵＴ５１２ｂには、すべての入力階調に対応する輝度をｋ＝１として求めたガンマ変換結果の代わりに、映像信号Ｖ１の入力階調を所望の出力階調にするようなガンマ変換結果を記憶させる。一方、ＬＵＴ５１２ａには、所望の出力階調の映像信号になるような変換を行ない、次に変換された映像信号の低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度をｋ＝１．５倍する変換を行なうように、映像信号Ｖ１をガンマ変換するガンマ変換結果を記憶させる。

　液晶表示装置５００のデジタルガンマ変換部５２２は、映像信号Ｖ１が動画のときにはＬＵＴ５１２ａを用いてガンマ変換を行ない、映像信号Ｖ１が静止画のときにはＬＵＴ５１２ｂを用いてガンマ変換を行なう。そして、ガンマ変換された所望の出力階調の映像信号Ｖ２を擬似多階調化部２３に出力する。これにより、液晶表示装置５００は、入力された映像信号Ｖ１が動画の場合にも、応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止し、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。さらに、所望の出力階調の画像を表示させるために、ガンマ値を変更した場合にも、映像信号Ｖ１の種類にかかわらず応答速度が遅い階調の変化が発生することを防止できるので、ガンマ値の設定範囲を拡げることができる。

＜３．　比較例＞
　上記各実施形態およびその変形例に係る液晶表示装置の液晶パネル１５は、ノーマリブラックモード（垂直配向モード）の液晶パネルである。しかし、液晶パネルには、ノーマリブラックモードだけでなく、ＴＮ（Twisted Nematic）方式などのノーマリホワイトモードの液晶パネルもある。そこで、本発明の発明者は、図１に示す液晶表示装置１０において、液晶パネル１５の代わりに、ノーマリホワイトモードの液晶パネルを使用したときに、液晶の応答速度が改善されるか否かの実験を行なった。

　実験に使用した液晶表示装置は、ＬＵＴａおよびＬＵＴｂを備えている。ここで、ＬＵＴｂは、低階調側の入力階調Ｘに基づいてガンマ変換結果を求めるときに使用される式（２）のｋの値をｋ＝１としたガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、ＬＵＴａは、ｋ＝１．５としたガンマ変換結果を記憶するテーブルである。

　実験では、液晶表示装置において、パネル温度Ｔｐが－２０℃のときに、ＬＵＴａを用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なったときと、ＬＵＴｂを用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なったときの液晶の応答速度を比較した。図１２は、ＬＵＴｂを用いてガンマ変換を行なったときの液晶の応答速度を示す図であり、図１３は、ＬＵＴａを用いてガンマ変換を行なったときの液晶の応答速度を示す図である。図１２および図１３からわかるように、ＬＵＴａを用いて映像信号Ｖ１に対してガンマ変換を行なったときには、ＬＵＴｂを用いてガンマ変換を行なったときと比べて、液晶の応答速度は、到達階調が高階調であるときに少し改善されるだけで、開始階調が低階調側の階調では、むしろ応答速度が遅くなっている。このように、ノーマリホワイトモードの液晶パネルでは、低温時において、映像信号Ｖ１による画像の輝度のうち、低階調側の入力階調Ｘに対応する輝度を、それぞれｋ倍するようなガンマ変換結果を記憶するＬＵＴａを用いてガンマ変換を行なっても、ノーマリブラックモードの液晶パネルのように、液晶の応答速度を大幅に改善することができない。しかし、ノーマリホワイトモードの液晶パネルを用いた場合にも、低コストで液晶の応答速度をある程度改善することができる。

＜４．　その他＞
　本発明の実施形態に係る液晶表示装置には、各種の変形例が考えられる。例えば、温度センサは、液晶パネルの表面以外の場所（例えば、液晶パネルを含む液晶モジュールの筐体の表面など）に設けられ、液晶パネルの温度として液晶パネルの表面温度と一定の関係がある温度を検知してもよい。また、上記各実施形態またはその変形例において、表示制御回路を、少なくとも走査線駆動回路およびデータ線駆動回路のいずれかと一体化してもよい。また、上記各方法で液晶表示装置以外の表示装置を構成することもできる。これら変形例に係る液晶表示装置および表示装置も、第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を奏する。

　このように、本発明の表示装置によれば、オーバーシュート駆動を行うことなく低コストで応答速度を改善することができる。

　本発明は、液晶パネルの温度が低い場合や、映像信号に動画が含まれるような画像を表示する場合でも、階調の変化の遅れを少なくする表示装置に適している。

　１０、１００、２００、３００、４００、５００…液晶表示装置
　１１、２１１、４１１、５１１…表示制御回路
　１２、１１２ａ～ｃ、２１２ａ～ｂ、３１２ａ～ｄ、４１２、５１２ａ～ｂ…ＬＵＴ
　１３…走査線駆動回路
　１４…データ線駆動回路
　１５…液晶パネル
　１６…温度センサ
　２１、４２１…入力部
　２２、２２２、４２２、５２２…デジタルガンマ変換部
　２３…擬似多階調化部
　２４…タイミング制御部
　３１、２３１…温度判定部
　４３５、５３５…入力信号判定部
　３２、４３６…切換スイッチ

Claims

　入力映像信号に対してガンマ変換を行い、画像を表示する表示装置であって、
　表示パネルと、
　前記入力映像信号に対してガンマ変換を行なうデジタルガンマ変換部と、
　ガンマ変換後の映像信号に基づき、前記表示パネルを駆動する駆動部と、
　前記駆動部に所定のタイミングで前記映像信号および制御信号を出力するタイミング制御部と、
　前記デジタルガンマ変換部でガンマ変換を行なうときに用いられる第１のテーブルと、
　所定の条件に該当するか否かを判定する判定部とを備え、
　前記第１のテーブルは、前記入力映像信号の低階調側の入力階調に対応する輝度に所定の倍率を乗算した輝度になるように前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記所定の条件に該当すると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、表示装置。
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部または前記タイミング制御部のいずれかに出力するように切り換えるための切換スイッチとをさらに備え、
　前記判定部は、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記切換スイッチは、前記検知された温度が前記所定値以下と判定されたときには、前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部に出力するように切り換え、前記所定値よりも高いと判定されたときには、ガンマ変換を行なわずに、前記入力映像信号を前記タイミング制御部に出力するように切り換えることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号のすべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルとをさらに備え、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記検知された温度が前記所定値以下であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記検知された温度が前記所定値よりも高いと判定されたときには、前記第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記第１のテーブルは、温度に応じて異なるガンマ変換結果を記憶した複数のテーブルを含み、
　前記複数のテーブルのうち、より低い温度で使用されるテーブルほど、前記所定の倍率をより大きくして求めたガンマ変換結果を記憶し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記複数のテーブルの中から前記温度検知部で検知された温度に応じて１個のテーブルを選択し、選択したテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示パネルの温度を検知する温度検知部と、
　前記入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換するためのガンマ変換結果を記憶する第３のテーブルとをさらに備え、
　前記第１のテーブルは、入力階調を所望の出力階調になるようにした後に、低階調側の入力階調に対応する輝度に前記所定の倍率を乗算した輝度になるように、前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記温度検知部で検知された温度が所定値よりも高いか否かを判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記検知された温度が前記所定値以下であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記検知された温度が前記所定値よりも高いと判定されたときには、前記第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記判定部の判定結果に応じて、入力映像信号を切り換えてデジタルガンマ変換部とタイミング制御部のいずれかに出力するように切り換えるための切換スイッチをさらに備え、
　前記判定部は、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記切換スイッチは、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記入力映像信号を前記デジタルガンマ変換部に出力するように切り換え、静止画であると判定されたときには、ガンマ変換を行なわずに、前記入力映像信号を前記タイミング制御部に出力するように切り換えることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記入力映像信号のすべての入力階調に対応する輝度に乗算する倍率を１倍として求めたガンマ変換結果を記憶する第２のテーブルをさらに備え、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記入力映像信号が静止画であると判定されたときには、前記第２のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記入力映像信号の入力階調を所望の出力階調に変換するためのガンマ変換結果を記憶する第３のテーブルをさらに備え、
　前記第１のテーブルは、入力階調を所望の出力階調になるようにした後に、低階調側の入力階調に対応する輝度に前記所定の倍率を乗算した輝度になるように、前記入力映像信号を変換するガンマ変換結果を記憶するテーブルであり、
　前記判定部は、前記デジタルガンマ変換部に含まれ、前記入力映像信号の種類を判定し、
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号が動画であると判定されたときには、前記第１のテーブルを用いてガンマ変換を行い、前記入力映像信号が静止画であると判定されたときには、前記第３のテーブルを用いてガンマ変換を行なうことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記所定の倍率は、１よりも大きく、かつ、２以下の倍率であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記デジタルガンマ変換部は、前記入力映像信号をより多階調の映像信号に変換し、
　前記デジタルガンマ変換部から出力された前記映像信号に対して擬似多階調化処理を施し、得られた映像信号を前記タイミング制御部に出力する擬似多階調化部をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
　前記表示パネルはノーマリブラックモードの液晶パネルであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。