(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像が表示可能な液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部と、
を備え、
前記変換制御部は、
前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、
前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データからなるルックアップテーブルを参照して補正を行なうものであり、補正されたデータとなる前記ルックアップテーブルの各データは前記画像デジタルデータより多くのビット数で構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
カラー画像が表示可能な液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部と、
を備え、
前記変換制御部は、
前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、
前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データを近似した関数式を用いて演算補正を行なうものであり、演算補正されたデータは前記画像デジタルデータより多くのビット数になることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
カラー画像が表示可能な液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部と、
を備え、
前記変換制御部は、
前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、
前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、
を備え、
前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データから算出されたマトリクス係数を用い前記画像デジタルデータを線形マトリクス変換して補正するものであり、補正されたデータは前記画像デジタルデータより多くのビット数になることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
画像デジタルデータを記憶保持して前記変換制御部に供給する画像データ記憶部を更に備え、
前記液晶駆動回路は、前記変換制御部からのデジタル信号により駆動されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
装置外部から入力されたカラー映像信号であるＲＧＢの各アナログ入力信号をデジタル変換して前記変換制御部に供給するＡＤ変換部と、
前記変換制御部からの画像デジタルデータをアナログ信号に変換し前記液晶駆動回路に供給するＤＡ変換部と、
を更に備え、
前記液晶駆動回路は、前記ＤＡ変換部からのアナログ信号により駆動されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記色改善手段は、乱数閾値を発生する乱数発生部を備え、
前記補正されたデータを前記乱数閾値により整数化することで微少変動を付加することを特徴とする請求項１、２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記色改善手段は、ディザマトリクスパターンを格納し、前記補正されたデータを前記ディザマトリクスパターンから得られる閾値により整数化することで微小変動を付加することを特徴とする請求項１、２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記ディザマトリクスパターンをＲ、Ｇ、Ｂの各画像データ別々に格納し、ＲＧＢ画像データの各々に付加する変動を変えることが可能であることを特徴とした請求項７記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター（以下ＰＣ）、ワードプロセッサーなどのモニターとして、更にはテレビ受像機などのディスプレイやプロジェクターとして用いられる液晶表示装置に関するものである。詳しくは、良好なカラーバランスの映像を得るため、表示する映像を液晶パネルの特性に合わせる制御をおこなう液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルの高解像度化、フルカラー化に伴い、パーソナルコンピューターを中心とする情報機器分野や、テレビ受像機、プロジェクターを中心とする映像機器分野において、低電圧駆動、薄型、軽量を特徴とする液晶表示装置の需要が高まっている。
【０００３】
この液晶表示装置において、液晶としてはツイステッドネマティック（ＴＮ）液晶やねじれ角を大きくし透過特性が急峻になるように改良したスパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）液晶などがよく使われている。また、その駆動方式は当初セグメント駆動型から高解像度化を実現するため、マトリクス駆動型に移行している。マトリクス駆動は、一対の透明電極を各々帯状に分割し、一方を走査電極、他方を信号電極としてお互いに直交するように配置し、これら電極群の交点が画素を形成し、選択的に電圧を印加することによって、任意の画像情報を表示するものである。このマトリクス駆動は、単純マトリクス型とスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス型などに大分される。特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス駆動型液晶が、高い解像度と高コントラストを得られるため、広く普及している。
【０００４】
ＴＦＴアクティブマトリクス液晶について詳しく説明する。
図１３は、液晶駆動を説明する機能ブロック図である。図１３に示すように、５１は信号電極駆動回路、５２は走査電極駆動回路、５は液晶パネルである。走査電極駆動回路５２はシフトレジスタ回路から構成されており、その出力は横ライン透明電極５４から液晶パネル５上に水平方向に並列接続されたＴＦＴのゲートに出力される。また、信号電極駆動回路５１は、シフトレジスタとサンプルホールド回路から構成され、その出力は縦ライン透明電極５３から液晶パネル５上に垂直方向に並んだＴＦＴのドレインまたはソースに接続される。これらＴＦＴのゲートに走査信号が加わるとソース／ドレイン間が導通する。ここでソースまたはドレインに映像信号が加えられると液晶層は充電、印加される。印加された電荷は次の走査信号が与えられるまで保持される。液晶層を通過する光透過量は液晶層に印加された電圧によって変化するため、映像信号電圧によって光透過量をコントロールすることができる。即ち、走査電極駆動回路５２が水平方向のＴＦＴを一斉にＯＮさせて、その間に信号電極駆動回路５１が一ライン分の映像情報を各交点画素に書き込み込む。これを縦方向に順次走査することにより映像情報を表示することができる。
【０００５】
上記高解像度技術と共に液晶パネルのカラー表示技術も開発が進んでいる。その一般的な方法として、各画素に対応したＲＧＢのフィルターを液晶表面に配すカラーフィルター方式や、ＲＧＢ映像各々に液晶パネルを設け各液晶パネルにＲＧＢのバックライト或いはフロントライトを供給する３枚パネル方式などがある。両方式ともにＲＧＢ成分毎のカラー映像を表示形成し、それらを加法混色することによってカラー映像を表示する。カラーフィルター方式は小型軽量の特徴があり、ＰＣモニターや液晶ＴＶとして広く普及している。また３枚パネル方式は装置規模が大きくなるが、高解像度、高輝度の映像が得られるため液晶プロジェクターなどに応用されている。
【０００６】
上記の液晶表示装置への入力は、従来のＴＶ、ビデオなどの従来のアナログ映像信号を入力するアナログインターフェース液晶表示装置と、ＰＣのデジタル画像データをそのまま入力することができるデジタルインタフェース液晶表示装置の双方が普及している。近年の情報デジタル化技術の進展や、記憶装置の大容量化、高速化などに伴い映像データのデジタル化が急速に進んでいる。デジタルデータはアナログデータと比較して、ノンリニア編集など映像の加工編集が容易であること、また画質の劣化がないこと、高い圧縮率で圧縮が可能であることなどから、今後も映像のデジタル化は更に普及していくと考えられる。映像デジタルデータは、動画と静止画、或いは圧縮方法の違いなどから幾つかのフォーマットが提案されているが、基本的にはＲ，Ｇ、Ｂに各々８ビット（２５６階調）のデータを持ち、それらの加法混色により約１６３万色のフルカラー表示を可能としたものが現在では一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記表示素子である液晶パネルの特有の特性として旋光分散特性がある。旋光分散特性とは、光透過率が光の波長によって変化するとともに、電圧によってもその変化の仕方が異なる現象である。具体的には、低電圧印加時の光透過特性において、赤色成分（長波長領域）が大きく、青色成分（短波長領域）が小さくなる。従って、グレイスケールを表示しても、各階調におけるホワイトバランスが崩れ、印加電圧に応じた着色が生じるといったものである。これはグレイスケール表示時の不具合だけではなく、良好なカラー表示性能を妨げるものであり、特に、画像中に陰影などのグレー部があると、その部分に色味が見えるといった問題が生じる。
【０００８】
更に、上記のカラフィルター方式によるカラー映像表示では、画素からの光が対応するＲＧＢフィルターに理想的に入射せず、他のフィルターに光が漏れるといったＲＧＢクロストークがある。このＲＧＢクロストークによりカラーバランスが崩れ、所望の色が再現できないといった問題が生じる。
【０００９】
（光学的補償技術）
この旋光分散特性による着色の問題への解決案で代表的な例として、２層型ＳＴＮ液晶方式（ＤＳＴＮ）が挙げられる。これは逆方向の旋光分散特性をもつ２枚の液晶パネルを重ね、１層目の液晶パネルで生じる着色を２層目の光学補償用液晶パネルで打ち消し、無彩色化を実現するものである。この方法は旋光分散特性をほぼ完全に補償することが可能であるが、コスト、重量、厚みともに倍増し、その製造工程も複雑になるため問題も多い。
【００１０】
また液晶パネルに位相補償板を重ね、着色を防ぐ技術も開発されている。この位相補償板としてはポリエステル、ポリビニールアルコールなどの高分子フィルムを一軸方向に廷伸して制作する位相差板などが提案されている。この方法は軽量低コストで実現可能であるが、液晶パネルのもつ位相差波長分散特性と高分子フィルムのもつ位相差波長分散特性とを完全に一致させることは不可能であるため、可視領域全域に渡る位相差補償はできない。また、位相差板の光軸をずらして複数枚積層し、疑似捻れ構造を持たせる技術も提案されているが、コストが増加し、コントラストが低下するといった問題が生じる。また近年、逆捻れ構造を有するコレスティック相の液晶高分子フィルムからなる補償板も開発されているが、液晶パネルの旋光分散特性と一致させたフィルムの制作は困難であり、無彩色化には限界がある。
【００１１】
（信号制御系の補償技術）
他方、映像信号を制御調整するこことで着色やカラーバランスを補償する技術も開発が進んでいる。信号制御調整は、ＣＲＴディスプレイでも、ホワイトバランス調整やガンマ補正と呼ばれている従来技術として実施されている。ＣＲＴディスプレイはディスプレイ表面に配された蛍光体のスペクトル特性と、ドライブ電圧とアノード電流との関係である電圧輝度特性を補償するものである。その曲線は、図１４において、実線に示すようなものであり、対数をとると所定の傾斜を有する直線で近似（ガンマ２．２カーブ）可能となる。従って、図１４において破線で示すような一点折れ曲がりのガンマ補正とＲＧＢ各信号を各々一定の割合で利得調整するホワイトバランス調整で十分な補償が得られていた。この制御はトランジスタや可変抵抗などによるアナログ制御で実施されていた。しかし、液晶パネルの電圧輝度特性と旋光分散特性とから生じる特性曲線は、図１５に示すように、ＣＲＴの特性と比較してかなり変則的なものであるため、従来のＣＲＴの信号制御技術をそのまま液晶パネルに適用しても十分な補正は困難であった。
【００１２】
また、図１５において、点線に示すような２点折り曲がりによる液晶パネル用のガンマ補正も、アナログ制御として実現されているが、微調節が難しく、液晶の特性を補正するには限界があった。更に、上記ＲＧＢクロストークの問題を考慮すると、この方法では補償は無理であり、改善が求められていた。
【００１３】
上述のように映像データのデジタル化が普及している近年、細かな制御が可能なデジタル制御処理化が急速に求められている。デジタルによる信号制御技術としては、ＲＧＢの映像データを線形マトリクス変換により補正する方法、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いる方法、関数近似により変換するものなどがある。線形マトリクス変換に関する技術としては特開平５−２７７１１号公報に開示されている。特開平５−２７７１１号公報によると、ＲＧＢの各色デジタル信号を３×３のマトリクス回路で変換する液晶表示装置において、ＲＧＢの各色デジタル信号入力輝度レベルに応じてマトリクス係数を変化させる装置を開示している。特開平５−２７７１１号公報によれば、ＲＧＢ信号に各々他の信号成分を加え、表示される画面の色度点を移動させることにより、液晶パネルに特有の旋光分散特性を補償可能としている。
【００１４】
図１６において、ＲＧＢ８ビット画像データは、各々ＬＵＴ処理部５５ａ，５５ｂ，５５ｃに入力され補正を受けた後、そのままデジタルデータとしてデジタルインタフェース液晶駆動回路６に供給されるか、ＤＡ変換器５７ａ，５７ｂ，５７ｃによりＤＡ変換されたあとアナログインターフェース液晶駆動回路５８に供給される。ＬＵＴ処理部５５ａ，５５ｂ，５５ｃは、液晶パネル５の旋光分散特性を補正するデータを格納しており、入力データから補正後の出力データを参照するものである。このＬＵＴ方式はデータ量が多いが、上記の関数近似、線形マトリクス変換よりも、かなりきめ細やかな補正を行なうことが可能となる。
【００１５】
しかしながら、上記特許で開示しているいずれのデジタル制御処理による補正でも、現デジタル映像の主流となっているＲＧＢ各８ビットカラーでは問題が生じる。上記のデジタル制御処理で高精度な補正演算をした場合、補正データは８ビット以上の情報量を持つことが多い。具体的には、例えば８ビットＲＧＢデータ（１００，１００，１００）を補正演算した結果が、（１００．１６，９７．３２，１２０．６４）など整数８ビット＋小数４ビットの１２ビットデータとして変換される。変換された１２ビットデータは、そのままＤＡ変換されてアナログインターフェース液晶表示装置に供給されることが一般的である。しかし、ビット数の多いＤＡ変換回路は高価であり、コストアップとなるといった問題がある。
【００１６】
更に、変換されたデータを８ビットカラーデータとして保存、あるいはデジタルインターフェース液晶表示装置に供給する場合、小数点以下の切り落としや、四捨五入などの整数化処置が行われるため、微小誤差が生じてしまう。人間の視覚系にはグレイスケールに着色が生じてもその色味（色相）が同系統である場合、その色味に順応し着色したグレイスケールを無彩色として知覚する色順応効果や、逆にグレイスケールに異なる色味、特に補色関係の赤と緑や青と黄の着色を帯げたスケールが接していると、わずかな着色でも強く知覚され、さらにスケールが接している境界部分では、物理的光学的に存在しない色も知覚されるといった色付比特性があることが知られている。液晶パネルの旋光分散特性とＲＧＢクロストークは、異なる色味の着色が生じる可能性が高く、結果として上述の視覚系の色対比効果からその着色が強調され知覚される、或いは接している境界線部分に物理的光学的に存在しない色も見えるといった問題が生じる。
【００１７】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、液晶パネル特有の色再現をデジタル信号制御で補正し、その補正が高精度で処理可能であり、更にデジタル信号制御で生じる微小誤差によるグレースケール着色の見えを軽減することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明である液晶表示装置は、カラー画像が表示可能な液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部とを備える。そして、前記変換制御部は、前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、を備え、前記変換制御部は、前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、を備え、前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データからなるルックアップテーブルを参照して補正を行なうものであり、補正されたデータとなる前記ルックアップテーブルの各データは前記画像デジタルデータより多くのビット数で構成されていることを特徴とする。
【００１９】
第２の発明である液晶表示装置は、カラー画像が表示可能な液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部と、を備え、前記変換制御部は、前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、を備え、前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データを近似した関数式を用いて演算補正を行なうものであり、演算補正されたデータは前記画像デジタルデータより多くのビット数になることを特徴とする。
【００２０】
第３の発明である液晶表示装置は、カラー画像が表示可能な液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動回路と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各デジタル信号から構成される画像デジタルデータを変換制御して前記液晶駆動回路に供給する変換制御部と、を備え、前記変換制御部は、前記液晶パネルの特性にあった色再現を行うように、前記画像デジタルデータを補正する補正手段と、前記補正した画像デジタルデータに微少変動を付加する色改善手段と、を備え、前記補正手段は、前記液晶パネルの特性データから算出されたマトリクス係数を用い前記画像デジタルデータを線形マトリクス変換して補正するものであり、補正されたデータは前記画像デジタルデータより多くのビット数になることを特徴とする。
【００２１】
第４の発明である液晶表示装置は、前記第１、２又は３の発明において、画像デジタルデータを記憶保持して前記変換制御部に供給する画像データ記憶部を更に備え、前記液晶駆動回路は、前記変換制御部からのデジタル信号により駆動されることを特徴とする。
【００２２】
第５の発明である液晶表示装置は、前記第１、２又は３の発明において、装置外部から入力されたカラー映像信号であるＲＧＢの各アナログ入力信号をデジタル変換して前記変換制御部に供給するＡＤ変換部と、前記変換制御部からの画像デジタルデータをアナログ信号に変換し前記液晶駆動回路に供給するＤＡ変換部と、を更に備え、前記液晶駆動回路は、前記ＤＡ変換部からのアナログ信号により駆動されることを特徴とする。
【００２４】
第６の発明である液晶表示装置は、前記第１、２又は３の発明において、前記色改善手段が、乱数閾値を発生する乱数発生部を備え、前記補正されたデータを前記乱数閾値により整数化することで微少変動を付加することを特徴とする。
【００２５】
第７の発明である液晶表示装置は、前記第１、２又は３の発明において、前記色改善手段が、ディザマトリクスパターンを格納し、前記補正されたデータを前記ディザマトリクスパターンから得られる閾値により整数化することで微小変動を付加することを特徴とする。
【００２６】
第８の発明である液晶表示装置は、前記第７の発明において、前記ディザマトリクスパターンをＲ、Ｇ、Ｂの各画像データ別々に格納し、ＲＧＢ画像データの各々に付加する変動を変えることが可能であることを特徴とする。
【００２７】
本発明において、変換制御部の補正手段により、液晶パネル特有の現象である旋光分散特性等に応じてデジタル信号制御で色再現の補正が可能となる。更に、デジタル制御処理で問題となるグレーヘの着色が上記の色改善手段による微小変動を付加することにより、微小に異なる色味成分から構成されるため、色対比による着色の強調及び境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚とが軽減される。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を示すブロック図である。図１に示すように、１はＲＧＢデジタル画像データを記憶している画像データ記憶部、２ａ，２ｂ，２ｃは各々Ｒ，Ｇ，Ｂの画像データを変換制御する変換制御部、５はＲＧＢカラーを出力可能な液晶パネル、６は供給されたデジタル映像データを液晶パネル５に表示するデジタルインタフェース液晶駆動回路である。画像データ記憶部１から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ各８ビットのデジタル映像データは、変換制御部２ａ，２ｂ，２ｃによって液晶パネル特性にあった補正が施され、液晶駆動回路６に８ビットのデジタル映像データとして入力され、液晶パネル５に表示される。
【００３０】
図２は、Ｒ画像データの変換制御部２ａの構成を示すブロック図である。図２に示すように、７ａはＬＵＴ（ルックアップテーブル）参照処理部、８ａは乱数発生部、９ａは整数化処理部であり、乱数発生部８ａと整数化処理部９ａとで色改善手段１０ａを構成するものである。ＬＵＴ参照処理部７ａに格納されているＬＵＴは、図１５に示す液晶パネルの赤の特性を補正する整数部８ビット＋小数点以下４ビットからなる１２ビット精度のデータである。そして、ＬＵＴ参照処理部７ａは、入力画像デジタルデータ８ビットに１対１に参照できるよう２５６データ数（アドレス）を格納している。このＬＵＴは、液晶パネル５に所定のデータを入力し、その輝度や色度を実測したデータから作成することができる。尚、ＬＵＴのデータ構成は、本実施形態に記載したものに限らず、構成を小数点以下のビット数を変更することや、入力データに１対１で参照するのではなく、データ数を減らし補間処理する構成でも実現可能である。
【００３１】
乱数発生部８ａは、４ビットの乱数を発生し、整数化処理部９ａに閾値データとして供給するものである。整数化処理部９ａは、ＬＵＴ参照処理部７ａで参照された１２ビットのデータの下位４ビットデータ、即ち少数部と乱数発生部８ａからの４ビット閾値データを比較し、整数化処理を行なう。
Ｒ画像データの変換制御部２ａについて説明したが、Ｇ，Ｂ画像データの変換制御部２ｂ，２ｃについても同様である。
【００３２】
次に、変換制御部２ａの動作について説明する。
図３は、Ｒ画像データの変換制御部２ａの動作を説明するフローチャートである。まず画像データ記憶部１から画像デジタルデータが入力される（Ｓ１）。続いてＬＵＴ参照処理部７ａにおいてＬＵＴ参照処理が行われ、入力された映像デジタルデータが液晶パネルの特性に対応した１２ビットデータに補正変換される（Ｓ２）。ＬＵＴ参照は入力データ（０〜２５５）のアドレスに１２ビットデータが記憶されたＬＵＴを用いて、入力データによるアドレス参照で変換１２ビットデータを得るものである。続いて乱数発生部８ａからの４ビット閾値データが取得される（Ｓ３）。Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６にて補正された１２ビットデータから８ビット整数データへの整数化処理が行われる。即ち補正された１２ビットデータの下位４ビットと閾値データの比較が行なわれ（Ｓ４）、閾値データのほうが小さい場合、小数部繰り上げ整数化処理、即ち整数部８ビット＋１が補正映像データとなる（Ｓ５）。閾値データが小さくなければ、小数部切り捨て整数化処理、即ち整数部８ビットがそのまま補正されたデータとなる（Ｓ６）。最終的に補正された８ビットデジタルデータは、駆動回路６に出力される（Ｓ７）。以上の動作は、ＧとＢの変換制御部２ｂ，２ｃでも同様に動作し、液晶駆動回路６が液晶パネル５を駆動し、フルカラー画像が表示される。
【００３３】
以上の構成により、ＲＧＢの各画像データに対し、補正手段であるＬＵＴ参照処理部７で液晶パネル５の特性に応じた小数点以下４ビットを加えた高精度のＬＵＴ参照映像補正処理が行なわれる。更に、色改善手段１０の乱数発生部８からの閾値データにより、少数部の繰り上げ、切り捨て処置が行なわれるため、整数化処理部９で補正処理が行われた映像信号に微少変動が付加される。この微少変動付加により、デジタル制御処理の微小誤差によってグレー部にわずかな着色が生じる場合でも、その乱数によって着色された異なる色味成分から構成されるため、色付比による着色の見えの強調及び、接している境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚が軽減される。
【００３４】
＜第２実施形態＞
図４は、本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態を示すブロック図である。上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図４に示すように、１３は水平画素カウンタであり、画像データ記憶部１が画像データを出力するタイミングにより、水平方向の画素クロックを４進でカウントして、２ビットの水平カウントデータとして変換処理１２ａ，１２ｂ，１２ｃに供給するものである。１４は垂直画素カウンタであり、画像データ記憶部１から画像データが出力するタイミングにより、垂直方向の画素クロックを４進でカウントして、２ビットの垂直カウントデータとして変換処理１２ａ，１２ｂ，１２ｃに供給するものである。
【００３５】
図５は変換制御部１２ａを示すブロック図であり、図６は４＊４ディザマトリクスパターンの一例である。本実施形態では、４＊４Ｂａｙｅｒ型ディザパターンを用いたが、例えばドット集中型マトリクスや、８＊８のマトリクスなどでも実現可能である。図６に示す４＊４ディザマトリクスパターンにおいて、各マスに記載されている値が、その位置に対応する画素の閾値４ビットデータを示している。
【００３６】
図５に示すように、１５ａは１６進数で表現されている補正手段である近似関数演算部、１６ａはディザ閾値発生部、９ａは整数化処理部であり、ディザ閾値発生部１６ａと整数化処理部９ａとで色改善手段１７ａを構成するものである。近似関数演算部１５ａは図１５に示す液晶パネル５の赤輝度曲線を近似する関数である、多項式近似関数や、入力画像の輝度レベル毎に分割し傾き等を算出した関数などが格納されている。
【００３７】
更に、格納している近似関数によって、入力画像データ８ビットをデジタル補正演算し、整数部８ビット＋小数点以下４ビットの高精度な１２ビット精度の補正データとして出力する。ディザ閾値発生部１６ａは、水平画素カウンタ１３と垂直画素カウンター１４から送られる４ビットの水平画素カウントデータと垂直画素カウントデータを基に、４＊４ディザマトリクスパターン中の対応するマスに記載されている４ビットデータを閾値として、整数化処理部９ａに出力するものである。４＊４ディザマトリクスパターンは、表示画面左上端を起点として縦横４＊４の領域を単位に繰り返して適用されるため、４＊４ディザマトリクスパターンの左端上を起点として、全表示画面に敷き詰めされて適用することと等価になる。
Ｒ画像データの変換制御部１２ａについて説明したが、Ｇ，Ｂ画像データの変換制御部１２ｂ，１２ｃについても同様である。
【００３８】
次に、変換制御部１２ａの動作を説明する。図７は、変換制御部１２ａの動作を説明するフローチャートである。初めに画像デジタルデータが入力される（Ｓ１１）。近似関数演算部１５ａにおいて、近似関数によるデジタル補正演算が行われ、液晶パネル５の特性に対応した１２ビットデータに補正変換される（Ｓ１２）。ディザ閾値発生部１６ａからの４ビット閾値データが取得される（Ｓ１３）。変換された１２ビットデータの下位４ビットと閾値データの比較が行なわれ（Ｓ１４）、閾値データのほうが小さい場合、繰り上げ整数化即ち整数部８ビット＋１が補正映像データとなり（Ｓ１５）、閾値データが小さくない場合、切り捨て正数化即ち整数部８ビットが、そのまま補正映像データとなる（Ｓ１６）。最終的にＳ１７にて液晶駆動回路６に出力される。
【００３９】
以上の動作は、ＧとＢの変換制御部１２ｂ，１２ｃでも同じように行われ、駆動回路６が液晶パネル５を駆動し、映像が表示される。尚、ＧとＢの変換制御部１２ｂ，１２ｃに異なるディザマトリクスを格納することも可能である。例えば、４５度づつ回転させ、各マスの閾値を変更したＲＧＢ３種類のディザマトリクスを用いることで、ＲＧＢで異なる変動が付加され、変動干渉によるモアレを防ぐことも可能である。
【００４０】
以上の構成により、補正手段である近似関数演算部１５で液晶パネル５の特性に応じた補正が、小数点以下４ビットを加えた高精度の近似関数デジタル演算により行なわれる。更に色改善手段１７のディザ閾値発生部１６からの閾値データにより少数部の繰り上げ、切り捨て処置が行なわれ、整数化処理部９で映像信号に微少変動が付加される。この微少変動付加により、デジタル制御処理の微小誤差によって、グレー部にわずかな着色が生じる場合でも、その着色は異なる色味成分から構成されるため、色対比によるの着色の見えの強調及び、接している境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚が軽減される。
【００４１】
更に、第１実施形態のＬＵＴ参照処理部７と比較して近似関数処理部１５のデジタル演算用のメモリが小規模で構成でき、低コスト化が実現できる。更に、色改善手段１７がディザ閾値発生部１６からのディザマトリクスパターンによる閾値処理を行なうことにより、変動付加のコントロールが可能であり、表示画面に偏りがない一様変動を施すことによって、第１実施形態の乱数閾値処理と比較して高画質化が実現できる。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を示すブロック図である。上記第１または第２実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。図８に示すように、２０は変換処理部であり、この変換処理部２０は、補正手段であるマトリクス演算処理部２１と、乱数発生部８ａ，８ｂ，８ｃと、整数化処理部９ａ，９ｂ，９ｃとから構成されている。色改善手段２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、乱数発生部８ａ，８ｂ，８ｃと整数化処理部９ａ，９ｂ，９ｃとから構成される。マトリクス演算処理部２１は、ＲＧＢ画像デジタルデータを図１５に示す液晶パネル５の特性に応じた線形変換を行なう３＊３のマトリクス係数を格納している。このマトリクス係数は、液晶パネル５に入力したデータと表示された輝度や色度の実測データとの関係から、例えば最小自乗法などで算出されるものである。マトリクス演算処理部２１は、画像データ記憶部１からの入力されるＲＧＢ各８ビット画像データを以下の示すように変換し、整数部８ビット＋小数点以下４ビットの高精度な１２ビット精度の補正データとして出力する。
【００４３】
【数１】
0003583669.tif 000002
ここで、ａ１１〜ａ３３は３＊３マトリクス係数である。
【００４４】
次に、変換制御部２０の動作を説明する。図９は、変換制御部２０の動作を説明するフローチャートである。
初めにＲＧＢ画像デジタルデータが入力される（Ｓ２１）。マトリクス演算による補正処理がマトリクス演算処理部２１で行われ、液晶パネル５の特性に対応したＲＧＢ３つの１２ビットデータが出力される（Ｓ２２）。続いて乱数発生部８ａ，８ｂ，８ｃからの４ビット閾値データが取得される（Ｓ２３）。Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ２６にて補正された１２ビットデータから８ビット整数データヘの整数化処理が行われる。最終的に補正されたＲＧＢ３つの８ビットのデジタルデータは、Ｓ２７にて液晶駆動回路６に出力され、液晶パネル５に映像が表示される。
【００４５】
以上の構成により、マトリクス演算処理部２１で液晶パネル５の特性に応じた補正が、小数点以下４ビットを加えた高精度のマトリクス演算により行なわれ、更に乱数発生部８ａ，８ｂ，８ｃからの閾値データにより少数部の繰り上げ、切り捨て処置が行なわれるため映像信号に微少変動が付加される。この微少変動付加により、デジタル制御処理の微小誤差によってグレー部にわずかな着色が生じる場合でも、その着色は異なる色味成分から構成されるため、色対比によるの着色の見えの強調及び、接している境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚が軽減される。更に、第１または２実施形態のＬＵＴ変換、近似関数変換と比較して、ＲＧＢ画像データを一度にマトリクス変換するため、処理の高速化が実現できる。
【００４６】
＜第４実施形態＞
図１０は、本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を示すブロック図である。上記第１から３実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。図１０に示すように、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは入力されるアナログ信号を８ビットデジタル信号に変換するＡＤ変換器であり、３３ａ，３３ｂ，３３ｃは８ビットデジタル信号をアナログ変換するＤＡ変換器、３４はアナログインターフェースの液晶駆動回路、３０は入力される水平同期信号に同期して液晶駆動回路３４のサンプリング周波数で画素クロックを発生する画素クロック発生器である。水平画素カウンタ１３は入力された画素クロックを４進でカウントして２ビットの水平カウントデータとして変換処理３２ａ，３２ｂ，３２ｃに供給するものである。垂直画素カウンタ１４は水平、垂直同期信号により、垂直方向の画素クロックを４進でカウントして２ビットの垂直カウントデータとして変換処理３２ａ，３２ｂ，３２ｃに供給するものである。
【００４７】
図１１は変換制御部３２ａの機能を説明するブロック図である。本実施形態では、補正手段としてＬＵＴ参照処理部７ａを、色改善手段４０ａとしてディザ閾値発生部１６ａと整数化処理部９ａを備えている。尚、実施形態としては説明が省略するが、第４実施形態の補正手段を近似関数処理部やマトリクス演算処理部から構成すること及び、本実施形態の色改善手段を乱数発生部から構成することも実施形態も当然可能である。
Ｒ画像データの変換制御部３２ａについて説明したが、Ｇ，Ｂ画像データの変換制御部３２ｂ，３２ｃについても同様である。
【００４８】
図１２のフローチャートにより変換制御部３２ａの動作を詳細に説明する。初めにＤ／Ａ変換器でデジタル変換されたデジタル映像信号が入力される（Ｓ３１）。続いてＬＵＴ参照がＬＵＴ参照処理部７ａで行われ液晶パネル５の特性に対応した１２ビットデータに補正変換される（Ｓ３２）。ディザ閾値発生部１６ａからの４ビット閾値データが取得される（Ｓ３３）。Ｓ３４、Ｓ３５、Ｓ３６にて補正された１２ビットデータから８ビット整数データへの整数化処理が行われる。最終的にＳ３７にてＤＡ変換器３３ａ，３３ｂ，３３ｃに出力され、デジタルアナログ変換後、液晶駆動回路３４に供給される。以上の動作はＧ信号とＢ信号の変換制御部３２ｂ，３２ｃでも同じく動作が行われ、液晶駆動回路３４が液晶パネル５を駆動し映像が表示される。
【００４９】
本実施形態の構成によりアナログインターフェースの液晶表示パネル、液晶駆動回路においても第１〜第３実施形態と同様の効果が得られる。さらにビット数の多い高価なＤＡ変換器を必要とせず、上記効果が得られるため、コストダウンが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、補正手段により、液晶パネル特有の現象である旋光分散特性等をデジタル信号制御で補正可能し、更に色改善手段で映像デジタルデータに微小変動を付加することにより、デジタル制御処理の微小誤差によって生じる単色グレーの着色も微小に異なる色味成分から構成されるため、色付比によるの着色の見えの強調及び境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚が軽減される。
【００５１】
第１の発明によれば、入力画像デジタルデータより多くのビット数で構成されているＬＵＴを参照して補正を行なうため、更に正確で詳細な補正が可能となる。
【００５２】
第２の発明によれば、近似関数を用いて演算補正を行なうので、演算用のメモリが小規模で構成でき、低コスト化が可能である。
【００５３】
第３の発明によれば、線形マトリクス変換して補正するので、画像デジタルデータを一度にマトリクス変換するため、演算メモリが小規模で構成でき、更に処理の高速化も実現できる。
【００５４】
また、第４と第５の発明によれば、デジタルインターフェースの液晶駆動回路でも、アナログインターフェースの液晶駆動回路でも、色付比によるの着色の見えの強調及び境界線部の物理的光学的に存在しない色の知覚が軽減されるという効果を得ることができる。
【００５５】
第６の発明によれば、乱数閾値により整数化することで微少変動を付加するので、簡単な構成で実現可能となり、低コスト化が可能である。
【００５６】
第７の発明によれば、ディザマトリクスパターンから得られる閾値により整数化することで微少変動を付加するので、付加変動のコントロールが可能となり、従って画像一様変動を付加することもでき、画質の向上が可能である。
【００５７】
第８の発明によれば、ディザマトリクスパターンを各画像デジタルデータ毎に用意しＲＧＢ画像データに異なる変動を付加するので、変動干渉によるモアレを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態における変換制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態における変換制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態における変換制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】４＊４ディザマトリクスパターンの一例を示す説明図である。
【図７】第２実施形態における変換制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の第３実施形態を示すブロック図である。
【図９】第３実施形態における変換制御部の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の第４実施形態を示すブロック図である。
【図１１】第４実施形態における変換制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】第４実施形態における変換制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】従来の液晶駆動方法を説明するブロック図である。
【図１４】従来のＣＲＴのガンマ補正とＣＲＴの輝度特性を説明するグラフである。
【図１５】従来の液晶パネルガンマ補正と液晶パネルの特性を説明するグラフである。
【図１６】従来のＬＵＴ変換を有する液晶表示装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  画像データ記憶部
２ａ  変換制御部（赤）
２ｂ  変換制御部（緑）
２ｃ  変換制御部（青）
５  液晶パネル、
６  液晶駆動回路
７ａ  ＬＵＴ参照処理部
８ａ  乱数発生部
９ａ  整数化処理部
１０  色改善手段
【図１】
0003583669.tif 000003
【図２】
0003583669.tif 000004
【図３】
0003583669.tif 000005
【図４】
0003583669.tif 000006
【図５】
0003583669.tif 000007
【図６】
0003583669.tif 000008
【図７】
0003583669.tif 000009
【図８】
0003583669.tif 000010
【図９】
0003583669.tif 000011
【図１０】
0003583669.tif 000012
【図１１】
0003583669.tif 000013
【図１２】
0003583669.tif 000014
【図１３】
0003583669.tif 000015
【図１４】
0003583669.tif 000016
【図１５】
0003583669.tif 000017
【図１６】
0003583669.tif 000018