(57)【要約】【課題】  階調劣化を生ずることなく輝度制御を行うことが出来る液晶画像表示装置を提供する。【解決手段】  表示素子の実効駆動電圧範囲可変手段と、表示素子の最大駆動電圧範囲をＤ／Ａ変換器の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを有するγ補正ＬＵＴと、入力画像信号を表示素子の実効駆動電圧範囲に対応するγ補正ＬＵＴの入力階調に換算する第一の演算手段と、γ補正ＬＵＴ出力をＤ／Ａ変換器の入力階調に一致させる第二の演算手段とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子の実効駆動電圧範囲可変手段と、表示素子の最大駆動電圧範囲をＤ／Ａ変換器の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを有するγ補正ＬＵＴと、入力画像信号を表示素子の実効駆動電圧範囲に対応するγ補正ＬＵＴの入力階調に換算する第一の演算手段と、γ補正ＬＵＴ出力をＤ／Ａ変換器の入力階調に一致させる第二の演算手段と、を備える事を特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記表示素子の実効駆動電圧範囲可変手段は、Ｄ／Ａ変換器の基準電圧を可変することで、Ｄ／Ａ変換器出力の電圧レベルおよび振幅を変化させて表示素子の実効駆動電圧範囲を可変する事を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
表示素子の実効駆動電圧範囲可変手段と、画像信号をディジタルデータで入力する表示素子と、該表示素子の最大駆動電圧範囲を前記表示素子の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを有するγ補正ＬＵＴと、入力画像信号を表示素子の実効駆動電圧範囲に対応するγ補正ＬＵＴの入力階調に換算する第一の演算手段と、γ補正ＬＵＴ出力を前記表示素子の入力階調に一致させる第二の演算手段と、を備える事を特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の表示画面における輝度制御およびγ補正処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に液晶表示素子は、駆動電圧レベルに対する液晶表示素子の透過率特性（以下Ｖ−Ｔ特性）として図５に一例を示すような非線形な特性を有している。従って液晶表示素子で良好な階調性で表示を行うためには、このＶ−Ｔ特性をリニアな特性に合わせる補正を行う必要があり、これを一般にγ補正と呼んでいる。
【０００３】
γ補正回路としては、従来、良好な補正精度を得られることからルックアップテーブル（以下ＬＵＴ）方式によるディジタルγ補正が主流となっている。
【０００４】
γ補正を１０ビットで行う場合、γ補正ＬＵＴの補正データとしては、例えば、図５に示すＶ−Ｔ特性において、Ｖａ点とＶｂ点の間を実効駆動電圧範囲とした場合、最小駆動電圧Ｖａを０、最大駆動電圧Ｖｂを１０２３として駆動電圧を１０ビットのディジタル値で表すと共に、最小駆動電圧Ｖａに対応する最小透過率Ｔａを０、最大透過率Ｔｂを１０２３として透過率を１０ビットのディジタル値で表し、Ｖａ−Ｖｂ間の入力電圧変化に対する透過率Ｔａ−Ｔｂの変化がリニアな特性となるように用意する。
【０００５】
γ補正ＬＵＴでγ補正処理されたディジタル画像データは、Ｄ／Ａ変換器でアナログ信号に変換され、実効駆動電圧として液晶表示素子に印加される。γ補正ＬＵＴの出力ビット数はＤ／Ａ変換器の入力ビット数に対応しており、ここでは１０ビットのＤ／Ａ変換器を用いる場合の例を示している。
【０００６】
ところで、表示装置としてはユーザの好みに応じた表示の明るさやコントラスト調整、あるいはホワイトバランス調整などの輝度制御を行う必要がある。この輝度制御は、液晶表示素子としては透過率の制御をすることであり、例えば、図５において最大入力信号における透過率をＴｃとすることである。
【０００７】
透過率制御の方法は二通りある。第一は、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲Ｖａ−Ｖｂを固定として例えば、最大入力信号の駆動電圧をＶｂからＶｃとなるようにディジタル画像データに対してディジタル演算を行うことで液晶表示素子の駆動信号の振幅を変化させる方法であり、第二は、ディジタル画像データをそのままとして液晶表示素子の実効駆動電圧範囲自体Ｖａ−ＶｂからＶａ−Ｖｃに変化させる方法である。
【０００８】
前記第一の方法では、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲を固定とするので、γ補正ＬＵＴに予め用意されているγ補正データと実効駆動電圧範囲がずれる事は無い。
【０００９】
しかしながら、例えば、コントラストを０．８倍にする調整を行った場合、１０ビットのディジタル画像信号で１０２３レベルの最大画像信号を入力しても、ディジタル演算により８１８レベルの信号となる。つまり、調整前は１０２４階調表示であった画像が０．８倍のコントラスト調整後には８１９階調表示となり、階調幅が減少してしまう。
【００１０】
前記第二の方法では、ディジタル画像データはそのままとし、コントラスト調整等の輝度制御に応じて液晶表示素子の実効駆動電圧範囲を可変とするため、第一の方法のようなディジタル演算による階調劣化は生じない。
【００１１】
しかしながら、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲を変化させるため、γ補正ＬＵＴに用意している補正データの駆動電圧範囲と合わなくなり精度の良いγ補正が出来なくなってしまう。
【００１２】
上記問題に対して、従来、ＲＯＭに格納してあるγ補正データ再生用データから液晶表示素子の実効駆動電圧範囲の設定に応じたγ補正データを再生してγ補正ＬＵＴに格納することで最適なγ補正を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
また、γ補正ＬＵＴを備えずに、Ｄ／Ａ変換器の上下の基準電圧を制御して液晶表示素子の実効駆動電圧範囲を可変すると共に、Ｄ／Ａ変換特性を非線形に制御することで最適なγ補正を行うものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２９６１４９号公報
【特許文献２】特開２００１−３５０４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した従来例は、共に、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲に最適なγ補正を行うことが可能である。しかしながら、第一の従来例ではγ補正ＬＵＴデータを再生するための処理が必要であるために回路規模が増大すると共に、γ補正テーブルを書き換えるための処理に時間がかかると言う課題がある。
【００１５】
また、上述した第二の従来例では、Ｄ／Ａ変換特性を制御するための詳細な説明が為されていないが、Ｄ／Ａ変換特性をγ補正に準じて非線形に制御するための情報が必要であり、該情報を実効電圧範囲の変化に対してどう制御するかという課題がある。
【００１６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、階調劣化を生ずることなく輝度制御を行うことが出来る液晶画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題を解決するために本発明による画像表示装置は、表示素子の実効駆動電圧範囲可変手段と、表示素子の最大駆動電圧範囲をＤ／Ａ変換器の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを有するγ補正ＬＵＴと、入力画像信号を表示素子の実効駆動電圧範囲に対応するγ補正ＬＵＴの入力階調に換算する第一の演算手段と、γ補正ＬＵＴ出力をＤ／Ａ変換器の入力階調に一致させる第二の演算手段と、を備えた事を特徴としている。
【００１８】
上記課題解決手段による作用は次の通りである。
【００１９】
すなわち、表示素子の最大駆動電圧範囲をＤ／Ａ変換器の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを備え、該γ補正データのうち実効駆動電圧範囲に対応したγ補正データを用いるように入力画像信号に演算を行うと共に、γ補正ＬＵＴ出力をＤ／Ａ変換器の入力階調に一致するように演算を行う。
【００２０】
つまり、輝度制御を行うために最大駆動電圧範囲の一部を実効駆動電圧範囲として画像表示を行う場合でも、入力画像信号は、一旦入力画像信号の階調数より大きな階調数に変換され、最適なγ補正範囲を用いてγ補正が為された後に、Ｄ／Ａ変換器の入力階調へ変換することで階調劣化を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
上述したように、本発明による画像表示装置を用いることによって、表示素子の実効駆動電圧範囲を任意に設定した場合でも、階調劣化を生ずることなく最適なγ補正を伴った輝度制御を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係わる画像表示装置の第１の実施形態を示す概略ブロック図である。
【００２５】
図１において、１０は第一の演算手段、２０はγ補正ＬＵＴ、３０は第二の演算手段、４０はＤ／Ａ変換器、５０は実効駆動電圧範囲可変手段、６０は液晶表示素子、７０は制御手段である。
【００２６】
ここで、γ補正ＬＵＴ２０は、液晶表示素子６０の最大駆動電圧範囲をＤ／Ａ変換器４０の入力ビット数＋ｎビットで表したγ補正データを持つ。
【００２７】
すなわち、図２（ａ）に示すＶ−Ｔ特性を有する液晶表示素子において、Ｖ−Ｔ特性が飽和しない範囲の入力電圧Ｖｍｉｎ−Ｖｍａｘ間を液晶表示素子６０の最大駆動電圧範囲とし、Ｄ／Ａ変換器の入力ビット数を１０ビットとすると、入力電圧Ｖｍｉｎ−Ｖｍａｘ間および該入力電圧における透過率Ｔｍｉｎ−Ｔｍａｘ間をそれぞれ２０４８階調として生成した図２（ｂ）に示すγ補正データを持つ。
【００２８】
上記構成において、制御手段７０は、コントラストおよびブライト調整、あるいはホワイトバランス調整に応じて実効駆動電圧範囲可変手段５０を制御して液晶表示素子６０に対する実効駆動電圧範囲を設定する。更に、第一の演算手段１０および第二の演算手段３０を制御して、γ補正ＬＵＴ２０に用意されているγ補正データから実行駆動電圧範囲に対応した範囲のγ補正データを用いて最適なγ補正を行う。
【００２９】
例えば、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲の最小電圧をＶｍｉｎ、最大電圧を最大駆動電圧範囲Ｖｍｉｎ−Ｖｍａｘの０．８倍に対応するＶｔに設定し、この時のγ補正ＬＵＴ入力範囲が０−１６３７となり、対応するγ補正ＬＵＴ出力範囲が０−１５５４となったとする。
【００３０】
従って、入力画像信号の１０２４階調をγ補正ＬＵＴの入力階調＝１６３８に対応させ、γ補正ＬＵＴの出力階調＝１５５５をＤ／Ａ変換器の入力階調＝１０２４に対応させる。
【００３１】
つまり、入力画像信号をＶｓｉｇ１、γ補正ＬＵＴ出力信号をＶｓｉｇ２とすると、第一の演算手段において式（１）、第二の演算手段において式（２）の演算をそれぞれ行うこととなる。
【００３２】
式（１）および式（２）は、
（１６３８／１０２４）×Ｖｓｉｇ１          （１）
（１０２４／１５５５）×Ｖｓｉｇ２          （２）
となる。
【００３３】
前記制御において更に、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲の最小電圧を最大駆動電圧範囲Ｖｍｉｎ−Ｖｍａｘの５％に対応するＶｂに設定すると最大電圧はＶｔ’＝Ｖｔ＋（Ｖｂ−Ｖｍｉｎ）となり、γ補正ＬＵＴ入力範囲は１０２−１７３９、γ補正ＬＵＴ出力範囲は４９５−１６１５となったとする。
【００３４】
従って、入力画像信号の１０２４階調をγ補正ＬＵＴの入力階調＝１６３８に対応させさせると共にオフセット分１０２をプラスし、出力オフセット分４９５をマイナスしたγ補正ＬＵＴ出力信号に対して出力階調＝１１２１をＤ／Ａ変換器の入力階調＝１０２４に対応させることとなる。
【００３５】
つまり、第一の演算手段において式（３）、第二の演算手段において式（４）の演算をそれぞれ行うこととなる。
【００３６】
式（３）および式（４）は、
（１６３８／１０２４）×Ｖｓｉｇ１＋１０２                （３）
（１０２４／１１２１）×（Ｖｓｉｇ２−４９５）            （４）
となる。
【００３７】
上記例で１０ビット＝１０２４階調で示す入力画像信号の階調数に対して、γ補正ＬＵＴ出力の階調数が大きければディジタル演算による階調劣化は無いものと考える事が出来る。
【００３８】
以上、本実施形態によれば液晶表示素子の実効駆動電圧範囲に合わせて、階調劣化を生ずること無くγ補正データを選択的に使用する事が可能となり、液晶表示素子の実効駆動電圧範囲の制御に対応して最適なγ補正を行う事が出来る。従って、階調劣化を生ずることなく輝度制御を行うことが出来る液晶画像表示装置を提供する事が出来る。
【００３９】
また、例えば、上記で説明したＶｂ−Ｖｔ’  を標準のコントラストおよびブライト設定における液晶表示素子の実効駆動電圧範囲とすることで、最適なγ補正を伴ったコントラストおよびブライト調整範囲を設定する事が出来る。なお、本実施の形態では、γ補正ＬＵＴデータは、Ｄ／Ａ変換器のビット数＝１０に対して１ビットプラスした１１ビット＝２０４８階調を持つものとして説明したが、プラスするビット数は１に限定するものではない。
【００４０】
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係わる画像表示装置の第２の実施形態を示す概略ブロック図であり、図１と同一構成要素に関しては同一符号を付している。
【００４１】
図３において、５１は制御手段７０によって制御されるＤ／Ａ変換器４０の基準電圧生成手段である。
【００４２】
制御手段７０は、液晶表示素子６０の実効駆動電圧範囲が画像表示装置のコントラストあるいはブライト調整に対応した駆動電圧範囲となるように、Ｄ／Ａ変換器４０の出力レベルおよび振幅を調整する。
【００４３】
上記Ｄ／Ａ変換器４０の出力レベルおよび振幅の調整に対応して、第一の演算手段１０および第二の演算手段３０は、第１の実施形態と同様に作用するように制御手段７０によって制御される。
【００４４】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に階調劣化を生ずることなく輝度制御を行うことが出来る液晶画像表示装置を提供する事が出来る。
【００４５】
（第３の実施形態）
図４は、本発明に係わる画像表示装置の第３の実施形態を示す概略ブロック図であり、図１と同一構成要素に関しては同一符号を付している。
【００４６】
図４において、５２は制御手段７０によって制御される液晶表示素子６１に内蔵されるＤ／Ａ変換器の基準電圧生成手段、６１は画像信号をディジタルデータで入力する液晶表示素子であり、Ｄ／Ａ変換器を内蔵する。
【００４７】
本実施形態によれば、第２の実施形態と同様に、制御手段７０は、液晶表示素子６１の内部実効駆動電圧範囲が画像表示装置のコントラストあるいはブライト調整に対応した駆動電圧範囲となるように、液晶表示素子６１の内部ＡＤ／Ａ変換器の出力レベルおよび振幅を調整する。
【００４８】
上記液晶表示素子６１の内部Ｄ／Ａ変換器の出力レベルおよび振幅の調整に対応して、第一の演算手段１０および第二の演算手段３０は、第１の実施形態と同様に作用するように制御手段７０によって制御される。
【００４９】
以上、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に階調劣化を生ずることなく輝度制御を行うことが出来る液晶画像表示装置を提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の画像表示装置の第１の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明のγ補正データ例を示す図である。
【図３】本発明の画像表示装置の第２の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図４】本発明の画像表示装置の第３の実施形態を示す概略ブロック図である。
【図５】液晶表示素子のＶ−Ｔ特性例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０    第一の演算手段
２０    γ補正ＬＵＴ
３０    第二の演算手段
４０    Ｄ／Ａ変換器
５０    実効駆動電圧範囲可変手段
６０    液晶表示素子
７０    制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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