(57)【要約】【課題】表示部における外光強度を所定領域毎に精度よく検出し、その検出結果に基づいて外光の照射状況に拘わらず良好な表示を行える直視型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】マトリクス型液晶表示装置における表示部の所定領域毎（例えば画素形成部毎）に光センサ２０が設けられており、画像補正部５０は、これらの光センサ２０により得られる所定領域毎の外光強度の検出値に基づき、外光による表示のコントラスト低下が補償されるように、外部から表示制御部２００に与えられるデータ信号ＤＡＴに対し補正（例えばガンマ補正）を施す。この補正後の画像信号に基づきデータ信号線駆動回路（不図示）により表示部１００が駆動される。【選択図】図１
2008233379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部とを含む表示部を有し、外部から与えられる入力信号に基づき前記表示部に画像を表示する液晶表示装置であって、
前記表示部に表示すべき画像を表す複数のデータ信号を前記入力信号に基づいて生成し前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
前記表示部内に配置された複数の光センサを含み、前記表示部における外光の強度を所定領域毎に検出する外光検出部と、
前記表示部に表示すべき画像を前記外光検出部による検出結果に基づき前記外光の強度の前記表示部における分布に応じて補正する画像補正部と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画像補正部は、前記外光検出部による検出結果に基づき前記複数のデータ信号を修正することにより、前記表示部に表示される画像のコントラストの外光による低下が所定領域毎に補償されるように、前記表示部に表示すべき画像を補正することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記画像補正部は、
前記入力信号と前記画素形成部によって形成される画素の輝度との関係が変更されるように前記入力信号の示す値を補正するためのテーブルとして予め用意された複数のガンマ補正テーブルと、
前記複数のガンマ補正テーブルから前記外光検出部による検出結果に基づき１つのガンマ補正テーブルを選択し、当該選択されたガンマ補正テーブルに基づき前記入力信号の示す値を補正することにより、前記コントラストの外光による低下が前記所定領域毎に補償されるように前記複数のデータ信号を修正する補正処理部と
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記複数の光センサは、前記表示部内にマトリクス状に配置され、
前記外光検出部は、
前記光センサのマトリクスの各行に沿って配設された光検出用走査信号線と、
前記光センサのマトリクスの各列に沿って配設された光検出データ信号線と、
前記光検出用走査信号線の選択期間が前記複数の走査信号線のいずれの選択期間とも重ならないように前記光検出用走査信号線を選択的に駆動する光検出用走査信号線駆動回と、
前記光検出用走査信号線のいずれかが選択されているときに、当該選択された光検出用走査信号線に沿って配置された光センサによる外光強度の検出値を前記光検出用データ信号線を介して取得するレベル検出部とを含み、
前記光検出用走査信号線は、前記複数の走査信号線と平行に配置され、
前記光検出用データ信号線は、前記複数のデータ信号線と共通化されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光検出用走査信号線は、前記複数の走査信号線のそれぞれに１つずつ対応し、
前記光検出用走査信号線駆動回路は、各フレーム期間内において、各走査信号線が選択される前に当該選択されるべき走査信号線に対応する行の光センサによる外光強度の検出値が前記レベル検出部により取得されるように各光検出用走査信号線を選択し、
前記画像補正部は、前記選択されるべき走査信号線が選択されているときに前記複数のデータ信号線に印加されるべき前記複数のデータ信号を前記外光強度の検出値に基づき修正することにより、前記表示部に表示すべき画像を補正することを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記複数の光センサ、前記光検出用走査信号線、および前記光検出用データ信号線は、前記複数の画素形成部を構成する回路が形成されている基板上に一体的に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関するものであり、更に詳しくは、外光による表示品質の低下が抑制されるように構成された液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等を使用した液晶表示装置が、テレビジョン受信機や、コンピュータ、携帯電話機等のディスプレイ装置として広く使用されている。この液晶表示装置は、屋内のみならず屋外で使用されることも多く、外光による表示品質への影響が問題になることがある。すなわち、屋外等の外光量の多い環境下で使用する場合には、液晶表示装置の表示におけるコントラストが低下し、表示品位を損なうという問題がある。
【０００３】
これに対し、液晶表示装置等の表示装置において、光センサにより外光量（外光の強度）を検出し、その検出結果に応じて表示部の輝度を調整することにより表示部のコントラストを外光に拘わらず一定に維持する、という技術が知られている（例えば特許文献１〜５）。
【０００４】
図９は、このような従来の液晶表示装置（以下「従来例」という）の概略構成を示すブロック図である。この従来例では、液晶表示装置における表示部の近傍に光センサ２０が設けられており、この光センサ２０による外光強度の検出結果に基づき、表示すべき画像を表すデータ信号ＤＡＴが補正部９０により補正される。
【特許文献１】特開２００４−２７２１５６号公報
【特許文献２】特開２００１−１３４２３５号公報
【特許文献３】特開２００６−２８５０６３号公報
【特許文献４】特開２００５−１２２１８７号公報
【特許文献５】特開２００６−３０３１８号公報
【特許文献６】特開平７−１８２９９５号公報
【特許文献７】特開平７−１６２７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、液晶パネル等の表示部の一部の領域に外光が照射される場合等のように表示部の領域によって外光量が異なることもある。このような場合には、上記従来の技術では、必ずしも良好な表示を提供することはできない。例えば図１０（ａ）に示すように、従来例の表示部１００のうち、一部の領域Ａ１では外光の強度が高いために表示画像のコントラストが大きく低下し、その周囲の領域Ａ２では外光の強度が比較的弱いために表示画像のコントラストの低下の程度が小さく、その他の領域Ａ３では外光をほとんど受けないために表示画像のコントラストは低下しないことがある。この場合、図９に示すように、光センサ２０は、外光をほとんど受けない位置にあり、外光強度の検出に基づくデータ信号ＤＡＴの補正（画像補正）は実質的に行われない。したがって、図１０（ｂ）に示すように、表示部１００における上記領域Ａ１，Ａ２における外光によるコントラストの低下は解消されない。
【０００６】
これに対し、特許文献６には、表示画面上の互いに異なる複数の領域それぞれの輝度を測定する測定手段（具体的には発光パネルの外周部分に複数配設された光センサ）と、測定手段により測定された輝度が高い領域に対応する入力信号をより高い輝度で表示すべく補正する補正手段とを備え、外光によるコントラストの低下を防止するようにした画像表示装置が開示されている。また、特許文献７には、スクリーン中に複数個の光センサを配設し、投写された画像特性検出信号に基づいて外光の分布状態を測定し、この外光の分布状態に基づいて輝度の分布を調整するようにした投写型表示装置が開示されている。
【０００７】
しかし、特許文献６に記載の画像表示装置では、光センサが発光パネルの外周部分に配設されていることから、表示部の各領域における外光量を十分正確に測定できない場合があり、得られる光量の分布の精度には限界がある。また、特許文献７に記載の表示装置は投写型であってスクリーンに複数個の光センサが配設されており、この構成を通常の液晶表示装置のような直視型の表示装置にはそのまま適用することができない。
【０００８】
そこで本発明は、表示部における外光強度を所定領域毎に精度よく検出し、その検出結果に基づいて外光の照射状況に拘わらず良好な表示を行える直視型の液晶表示装置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】
第１の発明は、複数のデータ信号線と、前記複数のデータ信号線と交差する複数の走査信号線と、前記複数のデータ信号線と前記複数の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部とを含む表示部を有し、外部から与えられる入力信号に基づき前記表示部に画像を表示する液晶表示装置であって、
前記表示部に表示すべき画像を表す複数のデータ信号を前記入力信号に基づいて生成し前記複数のデータ信号線に印加するデータ信号線駆動回路と、
前記複数の走査信号線を選択的に駆動する走査信号線駆動回路と、
前記表示部内に配置された複数の光センサを含み、前記表示部における外光の強度を所定領域毎に検出する外光検出部と、
前記表示部に表示すべき画像を前記外光検出部による検出結果に基づき前記外光の強度の前記表示部における分布に応じて補正する画像補正部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記画像補正部は、前記外光検出部による検出結果に基づき前記複数のデータ信号を修正することにより、前記表示部に表示される画像のコントラストの外光による低下が所定領域毎に補償されるように、前記表示部に表示すべき画像を補正することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、
前記画像補正部は、
前記入力信号と前記画素形成部によって形成される画素の輝度との関係が変更されるように前記入力信号の示す値を補正するためのテーブルとして予め用意された複数のガンマ補正テーブルと、
前記複数のガンマ補正テーブルから前記外光検出部による検出結果に基づき１つのガンマ補正テーブルを選択し、当該選択されたガンマ補正テーブルに基づき前記入力信号の示す値を補正することにより、前記コントラストの外光による低下が前記所定領域毎に補償されるように前記複数のデータ信号を修正する補正処理部とを含むことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明において、
前記複数の光センサは、前記表示部内にマトリクス状に配置され、
前記外光検出部は、
前記光センサのマトリクスの各行に沿って配設された光検出用走査信号線と、
前記光センサのマトリクスの各列に沿って配設された光検出データ信号線と、
前記光検出用走査信号線の選択期間が前記複数の走査信号線のいずれの選択期間とも重ならないように前記光検出用走査信号線を選択的に駆動する光検出用走査信号線駆動回と、
前記光検出用走査信号線のいずれかが選択されているときに、当該選択された光検出用走査信号線に沿って配置された光センサによる外光強度の検出値を前記光検出用データ信号線を介して取得するレベル検出部とを含み、
前記光検出用走査信号線は、前記複数の走査信号線と平行に配置され、
前記光検出用データ信号線は、前記データ信号線と共通化されていることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明において、
前記光検出用走査信号線は、前記複数の走査信号線のそれぞれに１つずつ対応し、
前記光検出用走査信号線駆動回路は、各フレーム期間内において、各走査信号線が選択される前に当該選択されるべき走査信号線に対応する行の光センサによる外光強度の検出値が前記レベル検出部により取得されるように各光検出用走査信号線を選択し、
前記画像補正部は、前記選択されるべき走査信号線が選択されているときに前記複数のデータ信号線に印加されるべき前記複数のデータ信号を前記外光強度の検出値に基づき修正することにより、前記表示部に表示すべき画像を補正することを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第４の発明において、
前記複数の光センサ、光検出用走査信号線、および光検出用データ信号線は、前記複数の画素形成部を構成する回路が形成されている基板上に一体的に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記第１の発明によれば、表示部における外光の強度が所定領域毎に検出され、その検出結果に基づき、表示部に表示すべき画像が外光の強度の表示部における分布に応じて補正される。これにより、表示部上の位置によって外光強度が異なっても、画面全体で本来の表示品位がほぼ維持された画像が視認されるようになる。すなわち、直視型の液晶表示装置において表示部への外光の照射状況に拘わらず良好な表示を行うことができる。
【００１６】
上記第２の発明によれば、表示部に表示される画像のコントラストの外光による低下が所定領域毎に補償されるように複数のデータ信号が修正されるので、表示部上の位置によって外光強度が異なっても、画面全体で本来のコントラストがほぼ維持された画像が視認されるようになる。
【００１７】
上記第３の発明によれば、予め用意された複数のガンマ補正テーブルから外光検出部による検出結果に基づき選択されたガンマ補正テーブに基づき入力信号の示す値が補正されることで、表示画像のコントラストの外光による低下が所定領域毎に補償される。これにより、表示部上の位置によって外光強度が異なっても、画面全体で本来のコントラストがほぼ維持された画像が視認されるようになる。
【００１８】
上記第４の発明によれば、表示部においてマトリクス状に配置された多数の光センサによる外光強度の検出値が光検出用走査信号による走査に基づきデータ信号線を介してレベル検出部にて取得されるので、表示部の構成の複雑化を抑えつつ、表示部における外光強度の分布を正確に（高い空間分解能で）検出することができる。
【００１９】
上記第５の発明によれば、各フレーム期間内において、各走査信号線が選択される前に当該選択されるべき走査信号線に対応する行の光センサによる外光強度の検出値が取得され、当該選択されるべき走査信号線が選択されているときに各データ信号線に印加されるべきデータ信号が外光強度の検出値に基づき修正される。これにより、外光強度の検出とそれに基づく画像補正とを１表示ラインずつ順次行うことができるので、画素単位で外光強度の検出と補正を行うことによる回路量の増大を抑えることができる。
【００２０】
上記第６の発明によれば、各光センサ、各光検出用走査信号線、および各光検出用データ信号線は、各画素形成部を構成する回路が形成されている基板上に一体的に形成されているので、表示部における外光強度を所定領域毎に検出する機能の実現に伴う製造コストの上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜１．本発明の概要＞
本発明の実施形態を説明する前に、まず、本発明の概要を従来例と比較しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る液晶表示装置の基本構成および特徴を説明するための概略ブロック図である。本発明では、液晶表示装置の表示部１００には所定領域毎に光センサ２０が設けられており、表示部１００に照射される外光の強度を当該所定領域毎に検出できるようになっている。ここでは、表示部１００の縦方向（垂直方向）をｎ個に分割し、横方向（水平方向）をｍ個に分割することにより得られるｎ×ｍ個の領域のそれぞれに光センサ２０が設けられている。すなわち、ｎ×ｍ個の光センサ２０が表示部１００内にマトリクス状に配置されている。
【００２３】
表示部１００は液晶パネルに該当し、複数本のデータ信号線（「ソースライン」とも呼ばれる）と、当該複数本のデータ信号線と交差する複数の走査信号線（「ゲートライン」とも呼ばれる）と、それら複数本のデータ信号線と複数本の走査信号線との交差点にそれぞれ対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部を含んでいる。上記の光センサ２０を各画素形成部につき１つずつ設け、表示部１００において１画素に対応する領域毎に光センサ２０を設けるという構成が考えられる。この構成の場合、データ信号線の本数はｍに等しく、走査信号線の本数はｎに等しくなる。なお、図１では、上記複数のデータ信号線を駆動するためのデータ信号線駆動回路（「データドライバ」または「ソースドライバ」とも呼ばれる）（不図示）と、上記複数の走査信号線を駆動する走査信号線駆動回路（「ゲートドライバ」とも呼ばれる）（不図示）は、液晶パネルとして表示部１００と一体的に形成されているものとする。ただし本発明では、表示部１００としての液晶パネルとデータ信号線駆動回路および走査信号線駆動回路とが分離された構成であってもよい。
【００２４】
図１に示す液晶表示装置は、上記の表示部１００の他に、表示制御部２００および画像補正部５０を備えている。この構成において、表示すべき画像を表すデータ信号ＤＡＴは外部から入力信号として表示制御部２００に与えられ、表示部１００の各領域（ｍ×ｎ個の領域のそれぞれ）で光センサ２０により得られる外光強度を示す検出値が画像補正部５０に入力される。画像補正部５０は、外部からのデータ信号ＤＡＴまたはそれに相当する画像信号を外光強度の検出値に基づき補正する。この補正では、表示部１００への外光の照射による表示コントラスト（表示部１００に表示される画像のコントラスト）の低下が補償されるようにデータ信号ＤＡＴ等が各領域毎に補正される。すなわち、表示部１００における各画素形成部につき１つの光センサ２０が設けられている場合には、データ信号ＤＡＴは、画素単位で外光強度の検出値に基づき補正される。ただし、所定数の隣接する領域における光センサにより得られる検出値の平均値等に基づき、当該所定数の隣接領域毎にデータ信号ＤＡＴを補正するようにしてもよい。
【００２５】
上記のような構成によれば、データ信号線駆動回路（不図示）から表示部１００内の上記複数のデータ信号線にそれぞれ印加される複数のデータ信号が修正されることになり、それにより表示部１００の各領域での外光強度に応じて表示コントラストの低下が補償される。
【００２６】
ところで、外部から与えられるデータ信号ＤＡＴの示す階調値と表示部１００において表示される輝度との関係を示すガンマ特性は表示装置によって異なるので、画像が良好に表示画像として再現されるように入力信号としてのデータ信号ＤＡＴに対し、ガンマ補正と呼ばれる補正が施される。上記のように、画像補正部５０による補正は、表示部１００に表示される画像の外光による低下を防止するために、表示部１００における外光強度に応じてコントラストを補正するものであるが（コントラスト補正５２）、このガンマ補正の内容を外光強度の検出値に基づいて変更すること（ガンマ補正５４）によっても、外光による表示コントラストの低下を防止できる（後述の実施形態では、外光による表示コントラストの低下が補償されるようにガンマ補正の内容が外光強度の検出値に基づいて変更される）。
【００２７】
いま、図２（ａ）に示すように、表示部１００のうち、一部の領域Ａ１では外光の強度が高く、その周囲の領域Ａ２では外光の強度が比較的弱く、その他の領域Ａ３では外光をほとんど受けない場合を考える。この場合、外光検出に基づく画像補正が行われないものとすると、表示部１００における表示画像のコントラストは、領域Ａ１では大きく低下し、領域Ａ２では低下の程度が小さく、領域Ａ３では低下しない。
【００２８】
既述のように、本発明に係る液晶表示装置（図１）では、表示部１００の各領域毎に外光強度が検出され、その検出結果に基づきデータ信号ＤＡＴが補正されることにより、表示部１００の各領域での外光強度に応じて表示コントラストの低下が補償される。したがって、図２（ａ）に示す上記のような場合には、本発明の構成によれば、外光強度の高い領域Ａ１に表示すべき画像についてはコントラストを大きく高めるようにデータ信号が修正され（強い画像補正）、外光強度の低い領域Ａ２に表示すべき画像についてはコントラストを若干高めるようにデータ信号が修正され（弱い画像補正）、外光をほとんど受けない領域Ａ３表示すべき画像については、それに対応するデータ信号は修正されない（画像補正無し）。その結果、表示部１００上の位置によって外光強度が異なっても、観察者には、図２（ｂ）に示すように画面全体で本来のコントラストがほぼ維持された画像が視認される。
【００２９】
＜２．第１の実施形態＞
＜２.１  全体構成＞
図３は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示画面を提供する表示部１００と、表示制御回路２００と、データ信号線駆動回路３００と、走査信号線駆動回路４００と、光検出用走査信号線駆動回路４２０とを備えている。表示部１００は、複数本のデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）と、複数本の走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（ｎ）と、それら複数本のデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）と複数本の走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（ｎ）との交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素形成部を含んでいる。各画素形成部は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬ（ｉ）にゲート電極が接続されるとともに当該交差点を通過するデータ信号線ＳＬ（ｊ）にソース電極が接続されたスイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、そのＴＦＴのドレイン電極に接続された画素電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられた共通電極と、上記複数個の画素形成部に共通的に設けられ画素電極と共通電極との間に挟持された液晶層とによって構成される。各画素形成部では、画素電極と、それに液晶層を挟んで対向する共通電極とによって画素容量が形成されている。各画素形成部は、対応する交差点を通過する走査信号線ＧＬ（ｉ）にアクティブな信号が印加されると、その内部のＴＦＴがオン状態となり、対応する交差点を通過するデータ信号線ＳＬ（ｊ）上の信号により内部の画素容量が充電される。
【００３０】
また、本実施形態における表示部１００では、各走査信号線ＳＬ（ｉ）に平行に光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ）が配設されており（ｉ＝１，２，…，ｎ）、上記複数本のデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）と当該複数本の光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）との交差点にそれぞれ対応して複数個（ｍ×ｎ個）の光センサが設けられている（詳細は後述）。
【００３１】
表示制御回路２００は、外部から与えられるデータ信号ＤＡＴとタイミング制御信号ＴＳとを受け取り、デジタル画像信号ＤＶと、表示部１００に画像を表示するタイミングを制御するためのデータスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ、ラッチストローブ信号ＬＳ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、およびゲートクロック信号ＧＣＫと、表示部１００における光センサから外光強度の検出値を読み出すタイミングを制御するための光検出用スタートパルス信号ＨＳＰを出力する。データクロック信号ＳＣＫは、デジタル画像信号ＤＶが表す画像の各画素に対応するパルスを含むクロック信号であり、データスタートパルス信号ＳＳＰは、各水平走査期間の最初に１個のパルスを含む信号であり、ラッチストローブ信号ＬＳは、１水平走査期間毎に１個のパルスを含む信号である。また、ゲートクロック信号ＧＣＫは、１水平走査期間を周期とするクロック信号であり、ゲートスタートパルスＧＳＰは、各垂直走査期間（各フレーム期間）の最初に１個のパルスを含む信号であり、光検出用スタートパルス信号ＨＳＰは、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰのパルスよりも略１水平期間だけ早く現れるパルスを有する信号である。なお、外部から与えられる上記タイミング信号ＴＳは、デジタル画像信号ＤＶに対応する水平同期信号ＨＳＹおよび垂直同期信号ＶＳＹを含んでおり、データスタートパルス信号ＳＳＰおよびゲートクロック信号ＧＣＫは水平同期信号ＨＳＹに基づき生成され、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰおよび光検出用スタートパルス信号ＨＳＰは垂直同期信号ＶＳＹに基づき生成される。
【００３２】
データ信号線駆動回路３００は、表示制御回路２００から出力されたデジタル画像信号ＤＶ、データスタートパルス信号ＳＳＰ、データクロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳを受け取り、表示部１００内の各画素形成部の画素容量を充電するためにデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）をデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にそれぞれ印加する。このとき、データ信号線駆動回路３００には、データクロック信号ＳＣＫのパルスが発生するタイミングで、各データ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）に印加すべき電圧を示すデジタル画像信号ＤＶが順次に入力される。また、データ信号線駆動回路３００には、シフトレジスタが内蔵されており、データスタートパルス信号ＳＳＰは、データクロック信号ＧＣＫに基づき当該シフトレジスタを順次転送されていく。この転送に従ってデータクロック信号ＳＣＫの周期でｍ個のサンプリングパルスが順に出力される。これらｍ個のサンプリング信号に基づき、各データ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）に印加すべき電圧を示すデジタル画像信号ＤＶがデータ信号線駆動回路３００内に順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号ＬＳのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル画像信号ＤＶがアナログ電圧に変換され、データ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）として全てのデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）に一斉に印加される。すなわち本実施形態においては、線順次駆動方式が採用されている。
【００３３】
走査信号線駆動回路４００は、表示制御回路２００から出力されたゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（ｎ）にアクティブな走査信号（画素形成部内のＴＦＴをオンさせる電圧）を順次印加する。
【００３４】
以上のようにして、表示部１００において、データ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にはデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）がそれぞれ印加され、走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（ｎ）には走査信号Ｇ（１）〜Ｇ（ｎ）がそれぞれ印加される。また、共通電極には、図示しない共通電極駆動回路により所定の電位Ｖｃｏｍが印加される。その結果、各画素電極には、共通電極の電位Ｖｃｏｍを基準として、デジタル画像信号ＤＶに基づく画素値に相当する電圧が与えられ、その電圧が画素容量に保持される。これにより、表示部１００の液晶層には、各画素電極と共通電極との電位差に相当する電圧が印加され、表示部１００は、この印加電圧によって液晶層の光透過率を制御することにより、デジタル画像信号ＤＶの表す画像を表示する。
【００３５】
一方、光検出用走査信号線駆動回路４２０は、表示制御回路２００から出力された光検出用スタートパルス信号ＨＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとに基づいて、光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）にアクティブな走査信号を順次印加する。光検出用スタートパルス信号ＨＳＰは、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰよりも略１水平期間分だけ位相の進んだ信号であることから、各走査信号線ＧＬ（ｉ）にアクティブな走査信号Ｇ（ｉ）が印加されるタイミングに比べ、光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ）には略１水平期間だけ早いタイミングでアクティブな走査信号Ｈ（ｉ）が印加される。ただし、走査信号線駆動回路４００から出力される各走査信号Ｇ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）はいずれかの水平走査期間（帰線期間を除く）でアクティブとなり帰線期間では非アクティブとなるのに対し、光検出用走査信号線駆動回路４２０から出力される各走査信号Ｈ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ）はいずれかの（水平）帰線期間でアクティブとなり水平走査期間（帰線期間を除く）では非アクティブとなる。
【００３６】
したがって、ｋ番目の水平走査期間（以下では「第ｋ表示期間」ともいう）では、ｋ番目の走査信号線ＧＬ（ｋ）にアクティブな走査信号Ｇ（ｋ）が印加され、第ｋ表示期間の直後の帰線期間では、ｋ＋１番目の光検出用走査信号線ＨＬ（ｋ＋１）にアクティブな走査信号Ｈ（ｋ＋１）が印加される（ｋ＝１，２，…，ｎ−１）。このような走査信号Ｈ（ｋ＋１）の印加による光検出用走査信号線ＨＬ（ｋ＋１）の順次的な選択によって、表示部１００における各光センサが検出した外光強度を示す検出値が取得され、その検出値に基づいてデジタル画像信号ＤＶが補正されることにより、ｋ＋１番目の水平走査期間（第ｋ＋１表示期間）における画素容量の充電に使用されるデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）が修正される（詳細は後述）。
【００３７】
＜２.２  外光検出および画像補正＞
次に、図４〜図６を参照して、本実施形態における外光検出と画像補正について説明する。図４は、本実施形態における外光検出と画像補正のための構成を示すブロック図である。既述のように、本実施形態における表示部１００には、光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ）とデータ信号線ＳＬ（ｊ）との各交差点に対応して光センサ２０が設けられている（ｉ＝１，２，…，ｎ；ｊ＝１，２，…，ｍ）。各光センサ２０は、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等の光電変換素子とコンデンサとスイッチング素子としてのＴＦＴとを含んでおり、図示しない電源ラインにより各水平走査期間の開始時点の直前に当該コンデンサ（以下「検出用コンデンサ」という）が所定電位に放電され、当該光電変換素子による光電流により各水平走査期間の終了時点には当該検出用コンデンサの充電電圧および蓄積電荷量は外光強度に応じた値となっている。ｋ番目の表示ライン（ｋ番目の走査信号線ＧＬ（ｋ）に対応する表示領域であり、以下では「第ｋ表示ライン」ともいう）に対応する光検出用走査信号線ＨＬ（ｋ）は、ｋ−１番目の水平走査期間（第ｋ−１表示期間）の直後の帰線期間において選択状態となる（ｋ＝２，３，…，ｎ）。このとき、第ｋ表示ラインの領域における各光センサ２０では、スイッチング素子としてのＴＦＴがオン状態となり、その内部の検出用コンデンサの一端が、対応する交差点を通過するデータ信号線ＳＬ（ｊ）に当該ＴＦＴを介して電気的に接続される（検出用コンデンサの他端は接地電位等の固定電位が与えられているものとする）。
【００３８】
したがって、図５に示すように、第ｋ−１表示期間では、第ｋ−１表示ラインに対応する各画素形成部の画素容量が対応するデータ信号Ｓ（ｊ）によって充電される（画素書込が行われる）と共に、第ｋ表示ラインを含む全ての表示ラインの領域における光センサ２０の検出用コンデンサが外光強度に応じて充電される（外光センシング）。そして、第ｋ−１表示期間の直後の帰線期間に第ｋ表示ラインの領域における光センサ２０の検出用コンデンサの一端がデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にそれぞれ電気的に接続されるので、それらのデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）を介して第ｋ表示ラインの領域における検出用コンデンサの蓄積電荷量を検出することができる。このようなマトリクス状に配置された光センサおよびその検出値の読出手段（本実施形態における後述のレベル検出部３０４）の具体的構成については、周知の種々の構成を採用することができる（例えば特開２００１−２９２２７６号公報、特開２００７−１１２３３号公報、特開２００５−１２２１８７号公報（文献４）等参照）。
【００３９】
図４に示すように、本実施形態におけるデータ信号線駆動回路３００は、従来のデータ信号線駆動回路と同様の機能を有する信号線駆動部３０２に加えて、レベル検出部３０４および補正部３５０を備えている。データ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）は信号線駆動部３０２のみならずレベル検出部３０４にも接続されている。これらのデータ信号線ＳＬ（ｊ）には、上述のように第ｋ−１表示期間の直後の帰線期間に、第ｋ表示ラインの領域における外光強度を示す電圧や蓄積電荷が保持されたｍ個の（光センサ２０内の）検出用コンデンサの一端がそれぞれ電気的に接続される。レベル検出部３０４は、これらのデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）を介してそれらの検出用コンデンサの蓄積電荷量を検出し、その検出結果に基づき、第ｋ表示ラインの領域における外光強度の検出値としてｍ個の検出値Ｌｅｘを生成する。これらｍ個の検出値Ｌｅｘは補正部３５０に与えられる。なお上記の説明からわかるように、本実施形態では、光検出用走査信号線駆動回路４２０と光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）とｎ×ｍ個の光センサ２０とデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）とレベル検出部３０４とにより、表示部１００における外光強度を画素形成部毎に検出する外光検出部が構成されている。
【００４０】
図６に示すように、補正部３５０は、ガンマ補正処理部３５２と、Ｒ個の補正テーブルＴｍ１〜ＴｍＲを記憶している補正記憶部３５４とを有している。ここで、レベル検出部３０４からの検出値Ｌｅｘが示し得る外光強度はＲ個のレベルに分けられており、これらＲ個のレベルはＲ個の補正テーブルＴｍ１〜ＴｍＲにそれぞれ対応している。各補正テーブルＴｍｋ（ｋ＝１〜Ｒ）は、ガンマ補正のためのテーブルであって、対応するレベルの外光強度が照射されていても表示コントラストの低下を抑制して本来のコントラストで画像が視認されるように画像信号を補正するための値が設定されている。ガンマ補正処理部３５２は、レベル検出部３０４からの（外光強度の）検出値Ｌｅｘに応じてＲ個の補正テーブルＴｍ１〜ＴｍＲから１つの補正テーブルＴｍｓ（１≦ｓ≦Ｒ）を選択し、選択された補正テーブルＴｍｓを参照して補正前信号にガンマ補正を施し、その補正後の信号を出力する。図５に示すように本実施形態では、補正部３５０は、第ｋ−１表示期間の直後の帰線期間において、第ｋ表示ラインの領域における外光強度を示すｍ個の検出値Ｌｅｘのそれぞれに基づき、対応するデータ信号に対しガンマ補正を施す（ｋ＝２，３，…，ｍ）。
【００４１】
信号線駆動部３０２は、第ｋ表示期間において、その補正後信号としてのデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）をデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にそれぞれ印加する。この第ｋ表示期間では、ｋ番目の走査信号線ＧＬ（ｋ）に印加される走査信号Ｇ（ｋ）がアクティブとなり、上記データ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）によりｋ番目の表示ラインにおけるｍ個の画素形成部の画素容量が充電される（第ｋ表示ラインの画素書込のための表示部の駆動）。
【００４２】
このようにして、各表示ラインに対応する画素形成部の画素容量は、その表示ラインの領域の各位置（ｍ個の位置のそれぞれ）における外光強度に応じてガンマ補正されたデータ信号により充電される。これにより、表示部１００における外光強度が領域毎に異なっても、領域毎の外光強度に応じてコントラスト低下を補償する画像補正が行われ、画面全体に亘ってほぼ本来のコントラストで画像が視認される。また、上記実施形態の構成によれば（図４参照）、表示部１００における画素形成部を構成する回路（ＴＦＴや画素電極等）や走査信号線ＧＬ（１）〜ＧＬ（ｎ）、データ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）が形成されるべき基板上に各光センサ２０、光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）を一体的に形成することができる（他の実施形態や変形例においても同様）。したがって、複数の個別部品としての光センサを使用する場合に比べて、表示部１００における外光強度を領域毎に検出する機能の実現に伴う製造コストの上昇を抑制することができる。
【００４３】
なお、表示部１００に透過型の液晶パネルが使用されバックライトから光が照射される場合には、そのバックライトの光が外光強度の検出値Ｌｅｘに影響を与える可能性がある。しかし、バックライトの光の強度は表示画面内で略一定であるので、その場合であっても、上記検出値Ｌｅｘに基づきに領域毎の外光強度に応じてコントラスト低下を補償する画像補正を行うことができる。
【００４４】
＜３．第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置は、データ信号線駆動回路３００の構成を除けば、実質的に上記第１の実施形態と同様であるので、同一または対応する部分につき同一の参照符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４５】
図７は、本実施形態における外光検出および画像補正のための構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施形態におけるデータ信号線駆動回路３００は、上記第１の実施形態と同様、信号線駆動部３０２に加えて、レベル検出部３０６および補正部３６０を有している。しかし、本実施形態におけるレベル検出部３０６および補正部３６０の構成および動作は上記第１の実施形態と相違する。また、本実施形態において表示制御回路２００で生成されて光検出用走査信号線駆動回路４２０に入力される光検出用スタートパルス信号ＨＳＰも、上記第１の実施形態とは異なり、光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）に印加される走査信号Ｈ（１）〜Ｈ（ｎ）のタイミングが上記第１の実施形態と相違する。以下、図７および図８を参照して、これらの相違点を中心に本実施形態における外光検出および画像補正について説明する。
【００４６】
本実施形態では、光検出用スタートパルス信号ＨＳＰは、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰのパルスよりも略２水平期間だけ早く現れるパルスを有する信号であり、光検出用走査信号線駆動回路４２０は、この光検出用スタートパルス信号ＨＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫに基づき、第ｉ表示期間（ｉ番目の水平走査期間）の直後の帰線期間において、ｉ＋２番目の光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ＋２）にアクティブな走査信号Ｈ（ｉ＋２）を印加する（ｉ＝１，２，…，ｎ−２）。
【００４７】
図８に示すように、第ｋ−１表示期間では、第ｋ−１表示ラインに対応する各画素形成部の画素容量がデータ信号Ｓ（ｊ）によって充電されると共に、第ｋ＋１表示ラインを含む全ての表示ラインの領域における光センサ２０の検出用コンデンサが外光強度に応じて充電される（外光センシング）。本実施形態では、上記第１の実施形態とは異なり、光検出用走査信号線ＨＬ（１）〜ＨＬ（ｎ）にアクティブな走査信号Ｈ（１）〜Ｈ（ｎ）が上記のように印加されることにより、第ｋ−１表示期間の直後の帰線期間に第ｋ＋１表示ラインの領域における光センサ２０の検出用コンデンサの一端がデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にそれぞれ電気的に接続される。レベル検出部３０６は、この帰線期間において、これらのデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）を介して第ｋ＋１表示ラインの領域における検出用コンデンサの蓄積電荷量を検出し、その検出結果に基づき、ｋ＋１番目の表示ラインの領域における外光強度の検出値としてｍ個の検出値を生成し一時的に保持する（ｋ＝２，３，…，ｎ−１）。このｋ＋１表示ラインについてのｍ個の検出値は、第ｋ表示期間において、データクロック信号ＳＣＫに基づき、順次、デジタル信号に変換されてデジタル検出信号Ｌｅｘとして補正部３６０に与えられる（第ｋ＋１表示ラインに対する信号入力補正）。
【００４８】
信号線駆動部３０２では、線順次駆動方式が採用されていることから、第ｋ表示期間において、第ｋ表示ラインの画素値に相当するデータ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）がデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）に印加されて表示部１００が駆動されると共に、第ｋ＋１表示ラインの画素値に相当するデジタル画像信号ＤＶがシリアルに入力される。補正部３６０は、このデジタル画像信号ＤＶを補正前信号として受け取り、レベル検出部３０６から順次入力されるデジタル検出信号Ｌｅｘに基づき補正する。すなわち、補正部３６０は、上記第１の実施形態と同様の構成を有しており（図６）、デジタル検出信号Ｌｅｘに応じてＲ個の補正テーブルＴｍ１〜ＴｍＲから１つの補正テーブルＴｍｓ（１≦ｓ≦Ｒ）を選択し、選択された補正テーブルＴｍｓを参照してデジタル画像信号ＤＶにガンマ補正を施し、その補正後の信号を修正デジタル画像信号ＤＶｍとして出力する。これにより、データ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）がデジタル検出信号Ｌｅｘに基づき修正されたことになる。
【００４９】
信号線駆動部３０２は、第ｋ表示期間において、この修正デジタル画像信号ＤＶｍを順次受け取って保持し、第ｋ＋１表示期間において、アナログ信号に変換し、データ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）としてデータ信号線ＳＬ（１）〜ＳＬ（ｍ）にそれぞれ印加する。この第ｋ＋１表示期間では、ｋ＋１番目の走査信号線ＧＬ（ｋ＋１）に印加される走査信号Ｇ（ｋ＋１）がアクティブとなり、上記データ信号Ｓ（１）〜Ｓ（ｍ）により第ｋ＋１表示ラインにおけるｍ個の画素形成部の画素容量が充電される（第ｋ＋１表示ラインの画素値書込のための表示部の駆動）。
【００５０】
このようにして、各表示ラインに対応する画素形成部の画素容量は、その表示ラインの領域の各位置（ｍ個の位置のそれぞれ）における外光強度に応じてガンマ補正されたデータ信号により充電される。これにより、表示部１００における外光強度が領域毎に異なっても、領域毎の外光強度に応じてコントラスト低下を補償する画像補正が行われ、画面全体に亘ってほぼ本来のコントラストで画像が視認される。
【００５１】
なお、図７に示した構成では、データ信号線駆動回路３００に補正部３６０が内蔵されているが、この補正部３６０をデータ信号線駆動回路３００の外部に設けてもよい。例えば、この補正部３６０を表示制御回路２００内に設けてもよい。この場合、データ信号線駆動回路３００から表示制御回路２００にデジタル検出信号Ｌｅｘが与えられ、表示制御回路２００は、このデジタル検出信号Ｌｅｘに基づき修正デジタル画像信号ＤＶｍを生成し、データ信号線駆動回路３００に与えることになる。
【００５２】
＜４．変形例＞
上記第１および第２の実施形態では線順次駆動方式が採用されているが、点順次駆動方式が採用されている場合にも本発明の適用が可能である。点順次駆動方式の液晶表示装置に対し、例えば図７に示すような構成により本発明を適用する場合には、ラッチストローブ信号ＬＳは不要となるが、補正部３６０から出力される修正デジタル画像信号ＤＶｍをアナログ信号に変換するＤＡ変換器が必要となる。
【００５３】
また、上記第１および第２の実施形態では、外光強度に応じた電荷量を蓄積する検出用コンデンサが各光センサ２０に含まれており、各表示期間（水平走査期間）において外光強度に応じた電荷量の当該検出用コンデンサへの蓄積（外光センシング）が行われるが、検出用コンデンサをレベル検出部３０６内にデータ信号線毎に設けるようにしてもよい。この場合、（水平の）帰線期間内においていずれかの光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ）が選択され、その光検出用走査信号線ＨＬ（ｉ）に対応する各光センサ２０の光電変換素子による光電流により各データ信号線ＳＬ（ｊ）を介してレベル検出部３０６内の検出用コンデンサが充電される。すなわち、この場合、外光センシングが表示期間ではなく帰線期間内に行われることになる。このような構成によれば、外光センシングに使用可能な時間が短くなるが、各光センサ２０の構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の基本構成および特徴を説明するための概略ブロック図である。
【図２】本発明の効果を説明するための表示例を示す図である。
【図３】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４】上記第１の実施形態における外光検出および画像補正のための構成を示すブロック図である。
【図５】上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための信号波形図および処理フローを示す図である。
【図６】上記第１の実施形態における補正部の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における外光検出および画像補正のための構成を示すブロック図である。
【図８】上記第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための信号波形図および処理フローを示す図である。
【図９】従来の液晶表示装置（従来例）を説明するための概略ブロック図である。
【図１０】従来の液晶表示装置における問題を説明するための表示例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０          …光センサ
５０          …画像補正部
１００        …表示部
２００        …表示制御回路（表示制御部）
３００        …データ信号線駆動回路
３０２        …信号線駆動部
３０４，３０６…レベル検出部
３５０，３６０…補正部（画像補正部）
３５２        …ガンマ補正処理部
３５４        …補正記憶部
４００        …走査信号線駆動回路
４２０        …光検出用走査信号線駆動回路
Ｔｍ１〜ＴｍＲ…補正テーブル（ガンマ補正テーブル）
ＧＬ（ｉ）    …走査信号線（ｉ＝１〜ｎ）
ＨＬ（ｉ）    …光検出用走査信号線（ｉ＝１〜ｎ）
ＳＬ（ｊ）    …データ号線（ｊ＝１〜ｍ）
ＴＬ（ｊ）    …光検出用データ号線（ｊ＝１〜ｍ）
ＤＶ          …デジタル画像信号（補正前）
ＤＶｍ        …修正デジタル画像信号
Ｇ（ｉ）      …走査信号線（ｉ＝１〜ｎ）
Ｈ（ｉ）      …（光検出用の）走査信号（ｉ＝１〜ｎ）
Ｌｅｘ        …検出値（検出信号）
ＳＣＫ        …データクロック信号
ＳＳＰ        …データスタートパルス信号
ＧＣＫ        …ゲートクロック信号
ＧＳＰ        …ゲートスタートパルス信号
ＨＳＰ        …光検出用スタートパルス信号
ＨＳＹ        …水平同期信号
ＶＳＹ        …垂直同期信号
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図２】
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【図１０】
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