(57)【要約】  【課題】  比較的簡単な構成にて黒画像領域の高コントラスト化と、有効映像領域の低フリッカ化を両立できる液晶表示パネルの表示制御回路を提供する。  【解決手段】  この液晶パネル表示制御回路は、液晶表示パネル１１を駆動する映像信号１２を、同期信号１３に基づいてタイミングコントローラ１４で生成された極性反転信号１５で一定期間毎に極性反転することにより、前記液晶パネル１１を交流駆動する。前記タイミングコントローラ１４は、１ライン毎に極性を切り替えるライン反転信号１６と、１フィールド毎に極性を切り替えるフィールド反転信号１７とを生成して選択回路２１に与える。また、タイミングコントローラ１４は、アスペクト比検出回路１８から入力映像のアスペクト比情報を取得し、無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与え、この選択回路２１においてライン反転信号１６とフィールド反転信号１７のいずれかを選択させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定期間毎に入力映像信号を極性反転し、この極性反転された映像信号にて液晶表示パネルを駆動する液晶表示パネル駆動回路において、前記液晶表示パネルに表示される映像のなかで無画像領域の存在及びその範囲を判定する判定手段と、前記無画像領域に相当する映像信号に対してはコントラスト向上に優れた第１極性反転処理を行う一方、前記無画像領域以外の有効画像領域に相当する映像信号に対してはフリッカ軽減に優れた第２極性反転処理を行う切替手段と、を備えたことを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記切替手段は前記第１極性反転処理としてフィールド反転を行い、前記第２極性反転処理としてライン反転又はコラム反転又はコラムライン反転を行うことを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記判定手段は、前記液晶表示パネル上の所定の一つ又は複数の画素に対応する入力映像信号についてその輝度が所定時間以上一定の輝度レベルを下回ったかどうかを検出し、この検出結果と前記一つ又は複数の画素における液晶表示パネル上の位置との関係から、前記無画像領域を判定することを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記一つ又は複数の画素における液晶表示パネル上の位置は、画面四隅のうちの一つ又は複数の角又は画面四縁のうちの一つ又は複数の縁の所定の箇所であることを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記判定手段は、入力映像のアスペクト比を示す情報と自身の液晶表示パネルのサイズを示す情報と映像表示の態様を示す情報とに基づいて前記無画像領域を判定することを特徴とする液晶表示パネルの表示制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、映像信号を極性反転することで液晶表示パネルを交流駆動するものであり、液晶プロジェクターや液晶テレビジョンなどに利用される表示制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マトリックス型の液晶パネルを映像信号で表示制御する場合、液晶への直流電圧印加による画像焼き付きを防止するために、映像信号の極性を一定期間毎に反転するという交流駆動を行っている。この交流駆動には、１フィールド毎に全画素の極性を切り替えるフィールド反転と、１水平ライン毎に極性を切り替えるライン反転がある。更に、その他の反転方式として、フィールド反転を基本としながらも隣接画素で極性を逆にしたコラム反転、コラム反転とライン反転を組み合わせたコラムライン反転などがある。
【０００３】
図４は、交流駆動されるマトリックス型の液晶パネルに印加されるチャージ状態を示す。同図（Ａ）はフィールド反転（１Ｆ反転）の場合を示し、このフィールド反転では、Ｎフィールド→Ｎ＋１フィールド→Ｎ＋２フィールドと、１フィールド毎に極性を切り替えている。同図（Ｂ）のライン反転（１Ｈ反転）の場合では、Ｎフィールド→Ｎ＋１フィールド→Ｎ＋２フィールドの遷移において、１水平ライン毎に極性を切り替えている。
【０００４】
ＴＦＴ液晶表示パネルの断面例を図５に示す。この液晶表示パネルは同図のように、液晶層１の前後面にそれぞれ配置される多数の画素電極２…と、対向電極３とを備え、画素電極２，２間の対向した位置（画素の境界部）にはいわゆるブラックマトリックスと呼ばれる遮光層４がそれぞれ設けられている。そして、遮光層４は画素開口率を向上させるべく狭小化される傾向にある。
【０００５】
このようなアクティブマトリックス型のＴＦＴ液晶表示装置において、ライン反転（１Ｈ反転）によれば、図５に示すように逆極性であるプラスチャージの画素電極２とマイナスチャージの画素電極２とが隣接するため、フリッカは視認されにくい。しかし、遮光層４と、隣接する画素電極２，２の間に渡って位置する画素境界部（図５の点線楕円で示す部分）では、画素電極２，２に印加される電圧が打ち消しあうため、液晶配向の乱れによって光漏れ（黒浮き）が生じ、黒表示時のコントラスト特性の低下を招きやすい。
【０００６】
このような問題点の改善案として特許文献１が知られている。この特許文献１では、画素がマトリクス状に配列されてなる表示部と、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍であることを検知して検知信号を出力する検知手段と、入力される映像信号を受けて前記検知手段から検知信号が出力されたときは１フィールド期間の周期にて基準電圧を中心に極性が反転（フィールド反転）する映像信号を生成して前記表示部を駆動し、前記検知信号が出力されないときは１水平走査期間の周期にて基準電圧を中心に極性が反転（ライン反転）する映像信号を生成して前記表示部を駆動する駆動手段とを備えた表示装置が開示されている。すなわち、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍であるときはフィールド反転制御し、入力される映像信号のレベルが黒レベルおよびその近傍以外のときはライン反転制御するものであり、これによって、黒表示時の高コントラスト特性と、フリッカの少ない映像表示を両立しようとしている。
【特許文献１】特開２００２−１３２２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、入力される映像信号のレベルが黒レベルまたはその近傍であることを検知して検知信号を出力する検知手段が必要になり、その検知精度を高めようとすると、簡単な回路での実現は容易でない。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑み、比較的簡単な構成にて黒表示領域の高コントラスト化と有効画像領域の低フリッカ化を両立できる液晶表示パネルの表示制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の液晶表示パネルの表示制御回路は、上記の課題を解決するために、一定期間毎に入力映像信号を極性反転し、この極性反転された映像信号にて液晶表示パネルを駆動する液晶表示パネル駆動回路において、前記液晶表示パネルに表示される映像のなかで無画像領域の存在及びその範囲を判定する判定手段と、前記無画像領域に相当する映像信号に対してはコントラスト向上に優れた第１極性反転処理を行う一方、前記無画像領域以外の有効画像領域に相当する映像信号に対してはフリッカ軽減に優れた第２極性反転処理を行う切替手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記の構成であれば、液晶表示パネルに表示された映像のなかに無画像領域が存在する場合には、当該領域に対してコントラスト向上に優れた第１極性反転処理を行うので、黒画像部分のコントラスト低下を回避できる。一方、有効画像領域に対してはフリッカ軽減に優れた第２極性反転処理を行うので、入力された映像のその表示領域についてはフリッカを軽減することができる。すなわち、画面内の部分によって異なった交流駆動が行われることになり、従来の入力映像信号のレベル（黒かその近傍か）によって異なった交流駆動を行う構成に比べて回路の簡単化が図れることになる。
【００１１】
上記構成の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記切替手段は前記第１極性反転処理としてフィールド反転を行い、前記第２極性反転処理としてライン反転又はコラム反転又はコラムライン反転を行うこととしてもよい。
【００１２】
これら構成の液晶表示パネルの表示制御回路において、前記判定手段は、前記液晶表示パネル上の所定の一つ又は複数の画素に対応する入力映像信号についてその輝度が所定時間以上一定の輝度レベルを下回ったかどうかを検出し、この検出結果と前記一つ又は複数の画素における液晶表示パネル上の位置との関係から、前記無画像領域を判定してもよい。また、かかる構成において、前記一つ又は複数の画素における液晶表示パネル上の位置は、画面四隅のうちの一つ又は複数の角又は画面四縁のうちの一つ又は複数の縁の所定の箇所であるのがよい。
【００１３】
或いは、前記判定手段は、入力映像のアスペクト比を示す情報と自身の液晶表示パネルのサイズを示す情報と映像表示の態様を示す情報とに基づいて前記無画像領域を判定することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、画面内の無画像領域と有効画像領域とで異なった方式の交流駆動が行われることになり、黒画像部分のコントラスト低下と入力された映像のその表示領域についてのフリッカ軽減の両立を図ることができる。また、従来の入力映像信号のレベルに基づいて異なった方式の交流駆動を行う構成に比べて回路の簡単化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施形態を図１乃至図３を参照して説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施形態の液晶表示パネルの表示制御回路を示したブロック図である。タイミングコントローラ１４は、同期信号１３に基づいて、液晶表示パネル１１を駆動するための各種タイミング信号２３を生成しており、１Ｈ極性反転信号（１ラインごとに極性を反転させるための制御信号）１６と１Ｆ極性反転信号（１フィールドごとに極性を反転させるための制御信号）１７とを出力する。なお、極性反転の切替を行わない従来回路においては、いずれか一方の極性反転信号を出力することになる。そして、このタイミングコントローラ１４は、アスペクト比検出回路１８からアスペクト比情報を受け取り、無画像部分指示信号２０を生成してこれを選択回路２１に送出する。なお、極性反転の切替を行わない従来回路においては、前記いずれか一方の極性反転信号をＬＣＤドライバ２２に供給すれば足りるが、この発明の表示制御回路においては、前記選択回路２１で選択した方の信号を極性反転信号１５としてＬＣＤドライバ２２に供給する。この実施形態では、前記タイミングコントローラ１４と前記選択回路２１とによって切替手段が構成される。
【００１７】
アスペクト比検出回路１８は、映像信号１２を入力してアスペクト比情報をタイミングコントローラ１４に供給する。
【００１８】
以下、図２に基づいてアスペクト比情報の生成の具体例を挙げる。ここで、図２（Ａ）ではアスペクト比４：３の液晶表示パネル１１Ａを示しており、上段の図は当該液晶表示パネル１１Ａにアスペクト比４：３のＳＤＴＶ（Standard Definition TV) の映像が表示された状態を示しており、中段の図は当該液晶表示パネル１１Ａにアスペクト比１６：９のＨＤＴＶ（High Definition TV) の映像が表示された状態を示しており、下段の図は当該液晶表示パネル１１Ａにアスペクト比２．３５：１のシネマスコープの映像が表示された状態を示している。アスペクト比検出回路１８は、液晶表示パネル１１Ａ上の所定の二つの画素（検出点）２４，２５に相当する入力映像信号（所定ラインにおける所定番目の画素の信号）についてその輝度が所定時間以上一定の輝度レベルを下回ったかどうかを検出し、この検出結果と前記二つの画素２４，２５における液晶表示パネル１１Ａ上の位置との関係から無画像領域を判定する。
【００１９】
図２（Ａ）の上段の例では、二つの画素２４，２５について共に一定の輝度レベルを下回ることはなかったとの検出がなされ、入力映像のアスペクト比は４：３であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（いわゆるサイドパネルであり、一般に暗い或いは黒い画像である。以下、単に黒画像領域という）は存在しないとの判断を下す。図２（Ａ）の中段の例では、画素２４についてだけ一定の輝度レベルを下回ったとの検出がなされ、入力映像のアスペクト比は１６：９であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（黒画像領域）が画面上と画面下の所定範囲に存在するとの判断を下す。この所定範囲（ライン数）に関する情報は、アスペクト比が１６：９であるとの情報に対応付けてタイミングコントローラ１４の図示しないメモリに保持しておけばよい。図２（Ａ）の下段の例では、二つの画素２４，２５の両方について一定の輝度レベルを下回ったとの検出がなされ、入力映像のアスペクト比は２．３５：１であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（黒画像領域）が画面上と画面下の所定範囲に存在するとの判断を下す。この所定範囲（ライン数）に関する情報は、アスペクト比が２．３５：１であるとの情報に対応付けてタイミングコントローラ１４の図示しないメモリに保持しておけばよい。
【００２０】
また、図２（Ｂ）ではアスペクト比１６：９の液晶表示パネル１１Ｂを示しており、上段の図は当該液晶表示パネル１１Ｂにアスペクト比４：３のＳＤＴＶ（Standard Definition TV) の映像が表示された状態を示しており、中段の図は当該液晶表示パネル１１Ｂにアスペクト比１６：９のＨＤＴＶ（High Definition TV) の映像が表示された状態を示しており、下段の図は当該液晶表示パネル１１Ｂにアスペクト比２．３５：１のシネマスコープの映像が表示された状態を示している。アスペクト比検出回路１８は、液晶表示パネル１１Ｂ上の所定の二つの画素２４，２５に相当する入力映像信号（所定ラインにおける所定番目の画素の信号）についてその輝度が所定時間以上一定の輝度レベルを下回ったかどうかを検出し、この検出結果と前記二つの画素２４，２５における液晶表示パネル１１Ａ上の位置との関係から無画像領域を判定する。この例では、前記画素２４，２５は画面右上の角に設定している。
【００２１】
図２（Ｂ）の上段の例では、二つの画素２４，２５の両方が一定の輝度レベルを下回ったとされ、入力映像のアスペクト比は４：３であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（黒画像領域）が画面左と画面右の所定範囲に存在するとの判断を下す。この所定範囲（ライン開始端からの画素数及びライン終端からの画素数）に関する情報は、アスペクト比が４：３であるとの情報に対応付けてタイミングコントローラ１４の図示しないメモリに保持しておけばよい。図２（Ｂ）の中段の例では、二つの画素２４、２５について共に一定の輝度レベルを下回ることはなかったとの検出がなされ、入力映像のアスペクト比は１６：９であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（黒画像領域）は無いとの判断を下す。図２（Ｂ）の下段の例では、画素２４についてだけ一定の輝度レベルを下回ったとの検出がなされ、入力映像のアスペクト比は２．３５：１であるとの情報をタイミングコントローラ１４に与える。この場合、タイミングコントローラ１４は無画像領域（黒画像領域）が画面上と画面下の所定範囲に存在するとの判断を下す。この所定範囲（ライン数）に関する情報は、アスペクト比が２．３５：１であるとの情報に対応付けてタイミングコントローラ１４の図示しないメモリに保持しておけばよい。
【００２２】
なお、アスペクト比には、ビスタの１．８５：１、ヨーロッパビスタの１．６６：１などがある。また、ディジタル放送等で受信した１６：９の映像を４：３にダウンコンバートして表示したり、或いは、その逆にアップコンバートして表示することもある。
【００２３】
前記タイミングコントローラ１４は、前記アスペクト比情報を得て前記メモリから前記無画像部分の範囲（ライン数、或いは、ライン開始端からの画素数及びライン終端からの画素数）の情報を知得する。そして、前記同期信号１３の入力タイミングで、前記情報に基づいて無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与えることを開始する。
【００２４】
図３は、図２（Ｂ）の上段を例として極性反転の具体例、すなわち、無画像部分指示信号を受けた選択回路２１の選択例を示した説明図である。図３（ａ）に示すように、第Ｎフィールドにおいて、例えば第１ラインの極性が全てプラスであったとする。無画像部分Ｘにおいては、第１ラインから最終ラインまで、全ての画素で極性がプラスとなる。一方、有効画像部分Ｙにおいては、第１ラインの極性がプラスであるとすると、第２ラインはマイナスの極性となり、第３ラインはプラスの極性となる。すなわち、図３（ａ）において、第１ラインの左から７個分の画素の映像信号がＬＣＤドライバ２２に与えられる間、タイミングコントローラ１４は無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与える。選択回路２１は無画像部分指示信号２０が与えられている間、１Ｆ反転信号を選択し、この１Ｆ反転信号を極性反転信号１５としてＬＣＤドライバ２２に与える。そして、第１ラインの左から８個目以降の画素の映像信号がＬＣＤドライバ２２に与えられる間（画面右側の無画像部分の手前まで）、タイミングコントローラ１４は無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与えない。選択回路２１は無画像部分指示信号２０が与えられていない間、１Ｈ反転信号を選択し、この１Ｈ反転信号を極性反転信号１５としてＬＣＤドライバ２２に与える。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、第Ｎ＋１フィールドでは、無画像部分Ｘにおいては第１ラインから最終ラインまで、全ての画素の極性がマイナスとなる。一方、有効画像部分Ｙにおいては、第１ラインはマイナスの極性になり、第２ラインはプラスの極性となり、第３ラインはマイナスの極性となる。すなわち、図３（ｂ）において、第１ラインの左から７個分の画素の映像信号がＬＣＤドライバ２２に与えられる間、タイミングコントローラ１４は無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与える。選択回路２１は無画像部分指示信号２０が与えられている間、１Ｆ反転信号を選択し、この１Ｆ反転信号を極性反転信号１５としてＬＣＤドライバ２２に与える。そして、第１ラインの左から８個目以降の画素の映像信号がＬＣＤドライバ２２に与えられる間（画面右側の無画像部分の手前まで）、タイミングコントローラ１４は無画像部分指示信号２０を選択回路２１に与えない。選択回路２１は無画像部分指示信号２０が与えられていない間、１Ｈ反転信号を選択し、この１Ｈ反転信号を極性反転信号１５としてＬＣＤドライバ２２に与える。
【００２６】
このように、液晶表示パネル１１に表示された映像のなかに無画像領域が存在する場合には、この無画像領域（暗い画像領域）に対しては１Ｆ反転信号による極性反転が行われるので、暗い画像領域のコントラストが向上する。一方、有効画像領域に対しては１Ｈ反転信号による極性反転が行われるので、有効画像領域のフリッカ軽減が図れる。
【００２７】
上記の例では、二つの画素２４，２５を上側の中央位置或いは上側の右角位置に設定したが、これに限られるものではなく、二つの画素２４，２５を下側の中央位置或いは下側の右角位置に設定することもできる。また、画素２５を上側の左角位置若しくは下側の左角位置に設定することもできる。また、検出できるアスペクト比の種類が少なくなるものの、一つの画素位置だけをアスペクト比検出用に設定してもよい。逆に、三つ以上の画素位置をアスペクト比検出用に設定してもよい。検出点となる三つ以上の画素を設定したとしても、従来構成（映像の全ての輝度レベルを検出する構成）に比べて回路の簡素化が図れる。
【００２８】
また、例えば放送受信によって得た信号中に送信映像のアスペクト比を示す情報が存在する場合、このアスペクト比情報を利用して無画像領域を判定することができる。すなわち、入力映像のアスペクト比を示す情報と自身の液晶表示パネルのサイズを示す情報と映像表示態様を示す情報（例えば、通常モードとシネマモードのユーザー切替操作、アップコンバートやダウンコンバートを行ったかどうかといった情報）に基づいて前記無画像領域を判定することができる。具体的には、液晶表示パネルを搭載する映像表示装置のマイクロコンピュータは、自機の液晶表示パネルが例えば図２（Ａ）の液晶表示パネル１１Ａであることを認識しておくことができる。また、前記マイクロコンピュータは、入力映像のアスペクト比を示す情報によって入力映像のアスペクト比を知得することができる。そして、入力映像が１６：９の映像であって、これを特に４：３に加工していなければ、図２（Ａ）の中段に示した状態になることを前記マイクロコンピュータは認識することができる。すなわち、マイクロコンピュータは、無画像領域となる所定範囲（ライン数等）に関する情報を生成してタイミングコントローラ１４に与えることができる。このような構成では、前記マイクロコンピュータがアスペクト比検出回路１８の役割（判定手段）を担うことになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施形態の液晶表示パネルの表示制御回路を示すブロック図である。
【図２】同図（Ａ）は液晶表示パネル（４：３）を異なるアスペクト比の映像信号で表示した状態の説明図であり、同図（Ｂ）は液晶表示パネル（１６：９）を異なるアスペクト比の映像信号で表示した状態の説明図である。
【図３】図２の液晶表示パネル（１６：９）をＳＤＴＶ規格のアスペクト比の映像信号で表示したときの、極性の反転の様子を示した説明図である。
【図４】同図（Ａ）は液晶表示パネルをフィールド反転（１Ｆ極性反転）で表示制御した場合の状態遷移図であり、同図（Ｂ）は液晶表示パネルをライン反転（１Ｈ反転）表示制御した場合の状態遷移図である。
【図５】液晶表示パネルの断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１  液晶表示パネル
１２  映像信号
１３  同期信号
１４  タイミングコントローラ
１５  極性反転信号
１６  ライン極性反転信号（１Ｈ反転信号）
１７  フィールド極性反転信号（１Ｆ反転信号）
１８  アスペクト比検出回路
１９  アスペクト比情報
２０  無画像部分指示信号
２１  選択回路
【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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