(57)【要約】【課題】表示パネルの入出力特性を、区間を分割せずに近似して補正を行う表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示装置１は、シグモイド逆関数発生器を備えた補正回路３にて補正した信号をソースドライバ４に入力する。液晶パネル６の入出力特性（印加電圧−透過率曲線）を、Ｓ字型の関数型となるシグモイド関数を用いて近似する。シグモイド逆関数発生器は、近似したシグモイド関数の逆関数を用いて入力信号を変換する。補正回路３に備えたγ変換回路とシグモイド逆関数発生器とによって、液晶パネル６の特性の変化にかかわらず、所望のγ特性を実現できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に入力される映像信号を変換して表示パネルへと出力する変換装置において、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記映像信号を変換することを特徴とする変換装置。
【請求項２】
上記一つのみの関数が、飽和特性を持った単調増加関数のシグモイド関数であることを特徴とする請求項１に記載の変換装置。
【請求項３】
上記シグモイド関数の逆関数を変換テーブルとして格納する記憶素子を備えていることを特徴とする請求項２に記載の変換装置。
【請求項４】
上記記憶素子が書き換え可能であることを特徴とする請求項３に記載の変換装置。
【請求項５】
上記シグモイド関数が、３つ以上のパラメータを含んでいることを特徴とする請求項２に記載の変換装置。
【請求項６】
表示装置に入力される映像信号を補正して表示パネルへと出力する補正回路において、
上記入力される映像信号を所望のγ特性となるように変換するγ変換回路と、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記映像信号の変換を行う変換装置とを備えていることを特徴とする補正回路。
【請求項７】
上記入力される映像信号から、この映像信号の特徴量を抽出して、この特徴量に応じて上記γ変換回路の上記γ特性を設定する特徴量抽出設定回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の補正回路。
【請求項８】
表示装置に入力される映像信号を補正して表示パネルへと出力する補正回路において、
上記入力される映像信号の階調分解能を増加する階調分解能増加部と、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記階調分解能増加部からの出力の変換を行う変換装置とを備えていることを特徴とする補正回路。
【請求項９】
上記変換装置からの出力の階調分解能を減少させるとともに、時系列演算処理または面積階調処理によって階調を補完する階調補完回路を備えていることを特徴とする請求項８に記載の補正回路。
【請求項１０】
表示装置に入力される映像信号から駆動信号を生成して表示パネルへと出力する駆動装置において、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置からの出力に応じて、上記表示パネルへの出力信号を生成することを特徴とする駆動装置。
【請求項１１】
入力される映像信号を表示パネルに表示する表示装置において、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置を経た上記映像信号を、上記表示パネルに表示することを特徴とする表示装置。
【請求項１２】
入力される映像信号を表示する表示パネルを検査するための検査装置であって、
上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置に対して、この変換装置が用いる関数に含まれるパラメータを設定するパラメータ計算部と、
上記パラメータ計算部が設定した上記パラメータに応じて上記変換装置から出力される上記映像信号が表示された上記表示パネルの輝度を測定する輝度測定器とを備え、
上記パラメータ計算部が、上記輝度測定器の測定結果に応じて上記パラメータを計算することを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
入力される映像信号を表示する表示方法において、
上記映像信号の最小レベルから最大レベルまでにわたって連続かつ微分可能で、飽和特性を持った単調増加する関数に基づいて、上記映像信号を変換する変換工程を含んでいることを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力される映像信号を変換する変換装置、補正回路、駆動装置、表示装置、検査装置および表示方法に関するものであり、より詳細には、例えば液晶の印加電圧−透過率特性に応じた補正や、撮像系と表示系とのγ特性の整合を取るためのγ補正、表示内容に応じた絵作りのための階調補正を行う変換装置、補正回路、駆動装置、表示装置、検査装置および表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
入力される映像信号を表示する表示装置において、入力される映像信号の補正を行うための補正回路を備えている表示装置がある。この表示装置においては、補正回路にて所望の補正を行って、表示パネルに表示を行う。
【０００３】
ここで、表示装置の一例としての液晶表示装置は、ガラス基板によって液晶層を挟持した液晶パネルを備えており、ガラス基板に形成された電極から液晶に電圧を印加して映像信号の表示を行う。液晶表示装置においては、電気光学効果を用いて階調表示を実現する。例えば、一般的なＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードにて駆動を行うＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶表示装置では、偏光板と液晶セルとを組み合わせ、電圧印加による液晶の旋光性を利用して、液晶による光の透過率を変化させる。
【０００４】
図１２に一例を示すように、液晶における、印加電圧と光の透過率との関係は、直線でなくＳ字型の曲線となる。なお、この一例は、印加電圧が大きくなるに従い透過率が上昇するノーマリーブラックモードを示すものであるが、逆に印加電圧が大きくなるに従い透過率が減少するノーマリーホワイトモードであっても、以下の説明は同様である。
【０００５】
光源を背後に配置した透過型液晶表示装置においては、表示画面の輝度は、光の透過率に比例する。この透過型液晶表示装置において、映像信号の入力レベルをそのまま液晶駆動電圧（印加電圧）にレベルシフトして表示を行った場合には、印加電圧と光の透過率との関係が、映像信号の入力レベルと表示画面の輝度との関係を表すことになる。
【０００６】
すなわち、液晶表示装置における、映像信号の入力レベルと表示画面の輝度との関係（γ特性）は、図１２に示す印加電圧−透過率曲線と同様に、Ｓ字型の曲線となる。
【０００７】
そこで、液晶表示装置には、例えばこのγ特性を補正して、入力される映像信号を忠実に表示するための補正回路が備えられることがある。
【０００８】
また、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）を備えるテレビ（以下、ＣＲＴ装置とする。）は、上述の液晶表示装置とは全く異なるγ特性を有している。すなわち、図１３に一例を示すように、正規化された入力レベル（Ｖ）と出力輝度（Ｙ）とが、Ｙ＝Ｖ２．２となるような指数関数的なγ特性（γ＝２．２）を有している。このため、ＣＲＴ装置においては、映像信号の撮像系では１／γで映像信号を作成し、表示装置側でγ逆変換を行うことが前提となっている。
【０００９】
したがって、液晶表示装置とＣＲＴ装置とでは、例えば同じ映像信号を入力した場合でも異なる出力輝度となり、γ特性の違いによって中間調の再現性が大きく異なってしまう。
【００１０】
そこで、液晶表示装置においては、特に、ＣＲＴ装置を代替するために、γ＝２．２のγ特性を実現するような補正回路が備えられることがある。これによって、液晶の輝度曲線を補正する。
【００１１】
このような液晶表示装置の一例が、日本国の公開特許公報「特開平９−２８８４６８号公報（公開日：１９９７年１１月４日）」や、日本国の公開特許公報「特開平１１−２９６１４９号公報（公開日：１９９９年１０月２９日）」に開示されている。
【００１２】
これらの技術では図１２に示す液晶の印加電圧−透過率特性を関数式で近似し、この近似式に基づいて補正を行っている。特開平９−２８８４６８号公報では、電圧レベルに応じて曲線、直線、曲線の３段階に分割しそれぞれの区間で関数による近似を行っている。また、特開平１１−２９６１４９号公報では、５段階に分割し各区間で関数による近似を行っている。
【００１３】
【特許文献１】
特開平９−２８８４６８号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開平１１−２９６１４９号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に記載の構成は、入力電圧の区間を分割して、液晶の印加電圧−透過率特性を関数式で近似するので、分割点の接続性および分割位置の決定を考慮する必要があり、手間と計算時間を要するという問題を生ずる。
【００１６】
すなわち、上記公報のように、区間を分割して関数によって近似する場合には、分割点の接続性および分割位置の決定を考慮する必要があり、手間がかかる。また、段階毎に分けた近似式が必要であり、近似式が多くなる。また、近似式に与えるパラメータの数も増え、計算時間が長くなる。また、γ補正の精度が悪いといった問題がある。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、表示パネルの入出力特性を、区間を分割せずに近似して補正を行う変換装置、補正回路、駆動装置、表示装置、検査装置および表示方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変換装置は、上記課題を解決するために、表示装置に入力される映像信号を変換して表示パネルへと出力する変換装置において、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記映像信号を変換することを特徴としている。
【００１９】
上記変換装置は、映像信号を表示パネルの特性に応じたものに変換し、表示パネルへと出力する。この変換された映像信号は、表示パネルの入出力特性を近似した関数の逆関数を用いて変換されたものである。なお、逆関数とは、入力と出力との関係を入れ替えた関数を意味する。
【００２０】
ここで、表示パネルの入出力特性とは、表示パネルへの入力と表示パネルにおける表示出力との関係である。入出力特性は、例えば表示パネルが液晶パネルであるときには、液晶パネルへの印加電圧（入力）と透過率との関係（Ｖ−Ｔ曲線）に相当する。これは、液晶パネルにおける表示出力が、光源からの光を例えば透過させることによって生ずるので、表示出力としての輝度が透過率に比例するからである。
【００２１】
上記変換装置においては、この入出力特性を一つのみの関数で近似して、この近似関数の逆関数を用いて変換を行う。ここで、一つのみの関数を用いるとは、区間を分割せずに、入力の全区間にわたって同じ一つの関数を用いることを意味する。
【００２２】
したがって、例えば変換装置のみを介した映像信号が表示される表示パネルにおいては、映像信号が変換装置にて逆関数で変換され、その映像信号がさらに表示パネルにおいて上述の近似した関数と同様の関係で出力される。これによって、表示装置に入力される映像信号の強度と表示出力とが比例した関係となる。
【００２３】
このため、上記変換装置を用いれば、表示パネルの入出力特性によらずに、所望の映像特性を実現できる。例えば、さらにγ特性を得るためのγ変換回路を備えれば、所望のγ特性を表示パネルにて実現できる。
【００２４】
また、上記変換装置は、一つのみの関数で入出力特性を近似し、その関数の逆関数を用いる。このため、入出力特性の近似の際には、例えば表示パネルへの入力の区間を分割して近似する必要はない。
【００２５】
ここで、従来の変換装置は、例えば表示パネルへの入力の区間を分割し、区間ごとに異なる関数を用いて近似を行っていた。このため、区間ごとの近似の精度に加えて、区間の区分分割点における関数の連続性、接続性を考慮する必要があった。これは、人間の視覚が階調変化の連続性、接続性に対して敏感であるために必要となる。
【００２６】
一方、本発明に係る上記変換装置においては、一つのみの関数を用いて近似するので、区分分割点における連続性、接続性を考慮する必要がなくなる。このため、計算を容易にできる。
【００２７】
なお、変換関数において、関数を用いて入出力特性を近似する方法は、どのようなものであってもよい。例えば、関数にパラメータを含めて、このパラメータを変化させて近似してもよい。また、このパラメータは、例えば最小二乗法のような方法で計算する計算部を用いて設定してもよい。または、操作者がパラメータを設定するためのパラメータ設定部を備えて、操作者が設定するようにしてもよい。
【００２８】
また、近似した関数の逆関数を求める方法は、どのようなものであってもよい。
【００２９】
本発明に係る変換装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記一つのみの関数が、飽和特性を持った単調増加関数のシグモイド関数であることを特徴としている。
【００３０】
シグモイド関数は、飽和特性を持った単調増加関数の一例である。
【００３１】
ここで、飽和特性とは、関数ｙ＝ｆ（ｘ）について、ｘの値を＋∞（−∞）にしたときに、ｙの値がある値に収束することを意味する。すなわち、飽和特性によって、入力が＋∞（−∞）のときに一定値に収束し、この間が単調増加であることで、関数の出力はＳ字曲線となる。なお、この関数は、関数の二次の導関数が０となる変曲点を有している。また、この関数の一次の導関数は、入力が＋∞（−∞）のときには０であり、変曲点の付近では有限の値をもつようになっている。
【００３２】
このため、このシグモイド関数を用いて、例えば液晶パネルにおいて特徴的なＳ字型の入出力特性を、容易に近似できる。なお、この構成は液晶パネルに限るものではなく、Ｓ字型の入出力特性を有する表示パネルであれば好ましく用いることができる。
【００３３】
また、シグモイド関数は、映像信号の最小レベルから最大レベルまでにわたって連続かつ微分可能である。また、全ての領域で連続、可微分であり、有界性である。
【００３４】
また、Ｓ字曲線であるシグモイド関数は、変曲点の位置と変曲点における傾きとの、二つのパラメータを含んでいる。このため、二つのパラメータによって近似が可能となるので、例えば高次の（２次以上）の多項式を用いて近似する場合と比較して、近似に用いるパラメータを削減できる。また、近似のために必要な計算時間を短くできる。また、元々Ｓ字型である曲線（入出力特性）をＳ字型の関数によって近似するので、近似の精度を高めることができる。なお、近似の際に用いるパラメータは二つに限るものではなく、それ以上（三つ以上）のパラメータを用いて近似することも可能である。
【００３５】
なお、シグモイド関数の一例としては、ａｒｃｔａｎ関数（ｔａｎ−１関数）、１／［１＋ｅｘｐ｛−（ｘ−ａ）／ｂ］］、［１＋ｔａｎｈ［（ｘ−ａ）／ｂ］］／２などを挙げることができる。パラメータａ，ｂを、対象とする液晶パネルのような表示パネルの入出力特性に合わせて適宜設定する。これによって、例えば液晶パネルにおける、駆動回路から液晶素子に印加される液晶そのものの印加電圧−透過率特性曲線（Ｖ−Ｔ曲線）を近似する。
【００３６】
また、この近似の際には、入出力特性における入力の範囲、出力の範囲が有限であるので、近似した関数を、入力および出力の最大値が１、最小値が０となるように正規化して用いることもできる。
【００３７】
なお、上記構成を、駆動回路から液晶素子に印加される液晶そのものの印加電圧−透過率特性曲線（Ｖ−Ｔ曲線）をシグモイド関数により近似し、その逆関数を用いることで入力信号のレベルを所望のγ特性の光学応答に変換するシグモイド逆関数発生器である、と表現することもできる。
【００３８】
本発明に係る変換装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記シグモイド関数の逆関数を変換テーブルとして格納する記憶素子を備えていることを特徴としている。
【００３９】
ここで、変換テーブルとは、いわゆるＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）であり、入力と出力との関係をテーブルにして保持するものである。
【００４０】
上記変換装置は、記憶素子に、シグモイド関数の逆関数を変換テーブルとして格納している。記憶素子は、アドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた、対応するデータを出力する。
【００４１】
このように予め計算した結果を格納しておけば、計算の手間を省くことができる。また、計算のための時間が不要なので、処理時間を短縮できる。
【００４２】
この構成において、例えばこの記憶素子をＲＧＢの各色ごとに備え、映像信号を各色ごとに各記憶素子に入力する構成としてもよい。
【００４３】
また、記憶素子としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性のＲＡＭ（強誘電体メモリ等）などを用いることができる。
【００４４】
なお、上記構成を、シグモイド関数による液晶のＶ−Ｔ曲線に対する近似から導出される逆関数をＬＵＴに格納する構成である、と表現することもできる。
【００４５】
本発明に係る変換装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記記憶素子が書き換え可能であることを特徴としている。
【００４６】
この構成であれば、記憶素子が書き換え可能なので、変換テーブルを書き換えることができる。したがって、例えば液晶パネルのような表示パネルの入出力特性が変化した場合であっても、この変化に対応できる。
【００４７】
書き換え可能な記憶素子の例としては、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性のＲＡＭ（強誘電体メモリ等）がある。
【００４８】
なお、上記構成を、前記ＬＵＴが、対象とする液晶パネルのＶ−Ｔ曲線に合わせて書き換え可能である構成である、と表現することもできる。
【００４９】
本発明に係る変換装置は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記シグモイド関数が、３つ以上のパラメータを含んでいることを特徴としている。
【００５０】
シグモイド関数は、Ｓ字型の曲線であるので、通常、Ｓ字型の変曲点の位置、および変曲点における傾きの、二つのパラメータを有している。
【００５１】
そこで、さらに、パラメータを加えて、３つ以上のパラメータを用いて近似を行えば、より正確に近似できる。
【００５２】
なお、上記構成を、シグモイド関数を決定するために３つ以上のパラメータを用い演算を行う逆関数発生回路である、と表現することもできる。
【００５３】
本発明に係る補正回路は、上記課題を解決するために、表示装置に入力される映像信号を補正して表示パネルへと出力する補正回路において、上記入力される映像信号を所望のγ特性となるように変換するγ変換回路と、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記映像信号の変換を行う変換装置とを備えていることを特徴としている。
【００５４】
上記補正回路は、表示パネルの入出力特性を近似した関数の逆関数を用いて変換を行う変換装置を備えている。この変換装置と表示パネルとのみを用いて、変換装置のみを介した映像信号を表示パネルに表示すると、表示装置に入力される映像信号の強度と表示パネルの表示出力とは比例した関係となる。
【００５５】
なお、この変換装置は、近似に用いる一つのみの関数がシグモイド関数であってもよい。このシグモイド関数は、三つ以上のパラメータを含んでいてもよい。また、変換装置が、逆関数を変換テーブルとして格納する記憶素子を備えている構成であってもよい。この記憶素子は書き換え可能であってもよい。また、表示装置は、表示パネルとしての液晶パネルを備えた液晶表示装置であってもよい。
【００５６】
補正回路は、さらに入力される映像信号を所望のγ特性となるように変換するγ変換回路を備えているので、このγ特性を精度よく実現できる。
【００５７】
より詳細には、例えば上記表示装置に入力される映像信号は、補正回路のγ変換回路にてγ変換されて変換装置に入力される。ここで、γ変換とは、入力データｘを、出力データｙ＝ｘγへと変換することを意味する。また、正規化された入力データＸを、正規化された出力データＹ＝Ｘγへと変換するものであってもよい。
【００５８】
このγの値は、例えば１に設定してもよいし、また例えばγ＝１．８〜２．４程度の所望の値であってもよい。また、このγの値は、予め設定するものであってもよいし、入力される映像信号に応じてγ設定回路によって設定するものであってもよいし、操作者が操作部を用いて任意に設定するものであってもよい。
【００５９】
γ変換回路の出力は、変換装置に入力され、変換装置にて上述の一つのみの関数の逆関数を用いて変換がなされる。表示パネルは、近似した関数と同様の出力特性を示すものであるので、結局、表示装置に入力される映像信号の強度と表示パネルの表示出力とは、上述のγ変換回路にて設定されたγ特性を示すことになる。このように、上記構成の補正回路を用いれば、表示パネルの入出力特性にかかわらず、所望のγ特性を実現できる。
【００６０】
また、変換装置は一つのみの関数の逆関数を用いるので、パラメータを少なくして、計算時間を短くできる。また、区間を分割しないので、γ補正の精度を良くできる。
【００６１】
なお、上記構成においては、上述のようにγ変換回路にて変換を行った後に変換装置にて変換を行ってもよいし、または、十分な精度が得られるならば、表示装置へと入力される映像信号をまず変換装置にて変換し、その後にγ変換回路にて変換を行ってもよい。
【００６２】
また、上記構成において、変換装置とγ変換回路とは一体となった構成であってもよい。すなわち、上述の補正回路は、入力される映像信号を、γ変換のための関数と変換装置における逆関数との合成関数を用いて一度に処理する構成であってもよい。この構成であれば、補正回路における計算時間を短くできる。
【００６３】
また、上記構成において、変換装置とγ変換回路との少なくともいずれか一方が、変換テーブルとして記憶素子に格納される構成であってもよい。
【００６４】
本発明に係る補正回路は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記入力される映像信号から、この映像信号の特徴量を抽出して、この特徴量に応じて上記γ変換回路の上記γ特性を設定する特徴量抽出設定回路を備えていることを特徴としている。
【００６５】
ここで、映像信号の特徴量とは、例えばある一画面における輝度分布である。この輝度分布のうち、例えば各画素における輝度の平均と分散とを用いて、映像信号の種類を判別することができる。例えば、映像信号が中間調（中間階調）を多く含む画像であるか、または中間調をほとんど含まない画像であるかを判別するようにしてもよい。
【００６６】
特徴量抽出設定回路は、判別した結果に応じた所望のγ特性を、γ変換回路に対して設定する。例えば、γ変換回路は、中間調を多く含む映像信号についてはγの値を小さく設定し、中間調をほとんど含まない画像についてはγの値を大きく設定するようにしてもよい。
【００６７】
この構成であれば、映像信号の特徴に応じた好ましい表示が可能となる。
【００６８】
なお、特徴抽出回路の用いる特徴量としては、輝度分布に限るものではなく、他の量であってもよい。
【００６９】
本発明に係る補正回路は、上記課題を解決するために、表示装置に入力される映像信号を補正して表示パネルへと出力する補正回路において、上記入力される映像信号の階調分解能を増加する階調分解能増加部と、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記階調分解能増加部からの出力の変換を行う変換装置とを備えていることを特徴としている。
【００７０】
この構成であれば、補正回路に入力される映像信号の階調分解能を階調分解能増加部にて増加させた上で、変換装置にて変換するので、変換装置における変換の精度を高めることができる。また、この精度に応じた表示が可能となる。
【００７１】
なお、この階調分解能増加部は、例えばγ変換を行うγ変換回路であってもよい。また、変換装置における変換は、階調分解能を増加させるものであってもよいし、減少させるものであってもよい。
【００７２】
本発明に係る補正回路は、上記課題を解決するために、上記構成において、上記変換装置からの出力の階調分解能を減少させるとともに、時系列演算処理または面積階調処理によって階調を補完する階調補完回路を備えていることを特徴としている。
【００７３】
ここで、階調を補完する時系列演算処理とは、例えばＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）である。また、面積階調処理とは、例えばディザ（ｄｉｔｈｅｒ）法や誤差拡散法である。
【００７４】
上記階調補完回路は、変換装置からの出力の階調分解能を減少させる。これは、表示パネルの階調分解能に合わせるためである。すなわち、上記した階調分解能増加部によって映像信号の階調分解能が増加しているので、表示パネルの階調分解能に合わせるように階調分解能を減少させる。
【００７５】
また、階調補完回路は、時系列演算処理または面積階調処理によって、減少させた階調を補完する。例えば時系列演算処理は、一つの画素に一定時間に表示される階調の平均階調が人間に知覚されることを利用して、元々の階調数よりも見た目の階調数を増加させる。また、例えば面積階調法は、複数の画素を含む領域における平均階調が人間に知覚されることを利用して、元々の階調数よりも見た目の階調数を増加させる。
【００７６】
このように階調補完回路を用いて階調を補完するので、表示パネルの階調分解能にかかわらずそれ以上の階調を見た目で表現することができる。
【００７７】
本発明に係る駆動装置は、上記課題を解決するために、表示装置に入力される映像信号から駆動信号を生成して表示パネルへと出力する駆動装置において、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置からの出力に応じて、上記表示パネルへの出力信号を生成することを特徴としている。
【００７８】
ここで、駆動装置とは、入力される映像信号のレベルに応じた出力信号を生成して、表示パネルに出力するものである。駆動装置は、例えば表示装置が液晶表示装置であるときには、いわゆるソースドライバに相当する。ソースドライバは、入力される映像信号のレベルに応じた電圧を生成して液晶パネルへと出力する。
【００７９】
上記駆動装置は、変換装置から出力される、表示パネルの入出力特性を考慮して補正がなされた映像信号に応じて、表示パネルへの出力信号を生成する。このため、駆動装置に、表示パネルの入出力特性に応じた補正のための構成を備える必要がない。このため、駆動装置の構成を簡単にできる。例えば、駆動装置を、入力信号のレベルに比例した駆動信号を出力する列電極駆動回路と、最小表示出力と最大表示出力とを与える基準信号を均等分割して列電極駆動回路に供給する電源回路と、を備えている構成としてもよい。
【００８０】
また、駆動装置と変換装置とが別体であり、表示パネルの入出力特性の変更には変換装置が対応するので、駆動装置を変更する必要がない。
【００８１】
なお、上記構成を、補正回路の出力信号が入力され、入力された信号に対応する階調電圧を出力する液晶表示用駆動装置である、と表現することもできる。
【００８２】
本発明に係る表示装置は、上記課題を解決するために、入力される映像信号を表示パネルに表示する表示装置において、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置を経た上記映像信号を、上記表示パネルに表示することを特徴としている。
【００８３】
この構成であれば、変換装置を経た信号を表示パネルに表示するので、表示パネルの入出力特性によらずに、所望の映像特性を実現できる。すなわち、例えば変換装置のみを経た信号を表示パネルに表示すれば、表示装置に入力される映像信号の強度と表示パネルの表示出力とは比例した関係となる。そこで、例えば、さらにγ変換を行うγ変換回路を備えれば、所望のγ特性を表示パネルにて実現できる。
【００８４】
この表示装置は、表示パネルとしての液晶パネルを用いる液晶表示装置であってもよい。
【００８５】
また、変換装置がシグモイド関数を用いる構成においては、近似に用いるパラメータの数を減少させ、計算時間を短くできる。また、補正の精度を向上できる。
【００８６】
また、表示パネルに応じた補正を変換装置にて行うので、表示パネルへの駆動信号を生成する駆動装置の構成を簡単にできる。
【００８７】
なお、上記構成を、液晶の透過率曲線を近似したシグモイド関数の逆関数発生器を用い入力された映像信号を補正する手段と、液晶画素に印加する階調表示電圧を、入力信号のレベルに比例した電荷を供給するよう出力する列電極駆動回路と、最小透過時と最大透過時を与える印加電圧を均等分割して列電極駆動回路に供給する電源回路とを備えている構成である、と表現することもできる。
【００８８】
本発明に係る検査装置は、上記課題を解決するために、入力される映像信号を表示する表示パネルを検査するための検査装置であって、上記表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて上記映像信号の変換を行う変換装置に対して、この変換装置が用いる関数に含まれるパラメータを設定するパラメータ計算部と、上記パラメータ計算部が設定した上記パラメータに応じて上記変換装置から出力される上記映像信号が表示された上記表示パネルの輝度を測定する輝度測定器とを備え、上記パラメータ計算部が、上記輝度測定器の測定結果に応じて上記パラメータを計算することを特徴としている。
【００８９】
検査装置のパラメータ計算部は、変換装置に対して、表示パネルの入出力特性を近似した関数における近似のパラメータを設定する。例えば、変換装置の用いる関数がＧ１（ｘ）＝１／［１＋ｅｘｐ［−（ｘ−ａ）／ｂ］］のようなシグモイド関数であるときには、パラメータａ，ｂ（０＜ａ＜１，０＜ｂ）をそれぞれ設定する。表示パネルには、設定されたパラメータに応じた、変換装置からの出力が表示される。
【００９０】
輝度測定部は、表示パネルに表示された輝度を測定する。そして、パラメータ計算部は、輝度測定部の測定結果に応じてパラメータを計算する。
【００９１】
パラメータ計算部は、輝度測定部の測定結果に応じて、例えば所望の精度が得られていないときは、計算したパラメータを変換装置に対して再び設定してもよい。この設定に応じて表示される表示パネルの輝度を、輝度測定部が再度測定して、測定結果をパラメータ計算部に出力する。
【００９２】
この構成であれば、変換装置に対して設定するパラメータを、所望の精度で得ることができる。
【００９３】
なお、上記構成において、検査装置は変換装置を含んでいてもよい。または、変換装置は表示パネルに取り付けられて、表示装置となっていてもよい。
【００９４】
本発明に係る表示方法は、上記課題を解決するために、入力される映像信号を表示する表示方法において、上記映像信号の最小レベルから最大レベルまでにわたって連続かつ微分可能で、飽和特性を持った単調増加する関数に基づいて、上記映像信号を変換する変換工程を含んでいることを特徴としている。
【００９５】
この表示方法においては、変換工程にて変換された映像信号がその後に表示される。
【００９６】
ここで、上記の関数は、飽和特性を持った単調増加する関数であるので、この関数による入出力特性はＳ字曲線となる。したがって、Ｓ字曲線の入出力特性を簡単に近似することができる。
【００９７】
上記構成においては、近似した関数に基づいて、この関数の逆関数を用いて変換を行う。これによって、Ｓ字曲線の入出力特性にかかわらず、所望の表示が可能となる。
【００９８】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図１ないし図１０に基づいて説明すると以下の通りである。
【００９９】
液晶表示装置（表示装置）１は、図１に示すように、タイミングコントローラ２、補正回路３、ソースドライバ（駆動装置）４、ゲートドライバ５、および液晶パネル（表示パネル）６を概略的に備えている。
【０１００】
液晶表示装置１は、入力される映像信号を表示パネルとしての液晶パネル６に表示するものである。
【０１０１】
タイミングコントローラ２は、ソースドライバ４およびゲートドライバ５に制御信号を送信するためのものである。タイミングコントローラ２は、図示しない入力信号に応じて、ソースドライバ４、ゲートドライバ５への制御信号を生成し、それぞれをソースドライバ４、ゲートドライバ５に伝送する。
【０１０２】
また、補正回路３は、入力される映像信号を補正して、ソースドライバ４へと出力する。補正回路３の詳細については後述する。なお、本実施形態では、入力される映像信号（データ信号）はＲＧＢ各８ｂｉｔのデジタル信号であるとする。
【０１０３】
ソースドライバ４は、補正回路３から入力される映像信号に基づいて、タイミングコントローラ２からの制御信号に応じて駆動電圧を生成して、液晶パネル６のソースバスラインへと出力する。ソースドライバ４は、電源回路７と列電極駆動回路８とを含んでいる。
【０１０４】
電源回路７は、列電極駆動回路８のＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）に基準電圧を与えるためのものである。この基準電圧は、最小透過率を与える電圧と最大透過率を与える電圧とを、均等に分圧したものである。したがって、補正回路３を用いずに、入力される映像信号を直接ソースドライバ４に入力すると、その中間調表示特性は液晶そのものがもつＳ字型の印加電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）曲線となる。
【０１０５】
列電極駆動回路８は、入力される８ｂｉｔの映像信号に応じた電圧を、液晶パネル６の図示しないソースバスライン（列電極）へと出力する。より詳細には、列電極駆動回路８に内蔵されるＤＡＣが、デジタル８ｂｉｔの情報（映像信号）に従い、最小透過率と最大透過率を与える電圧を均等に２５６分圧した電圧（電源回路７からの電圧）を出力する。
【０１０６】
ゲートドライバ５は、タイミングコントローラ２に従い、ソースドライバ４の動作にタイミングを合わせて、液晶パネル６のゲートバスラインへとゲートパルスを出力する。これによって、液晶パネル６における、指定された一行分の画素トランジスタをオンする。
【０１０７】
液晶パネル６は、図示しないソースバスライン、ゲートバスライン、ガラス基板、トランジスタ、および画素を含んでいる。液晶パネル６においては、ガラス基板によって画素としての液晶層を挟持し、ガラス基板に形成された電極から液晶に電圧を印加して表示を行う。
【０１０８】
液晶パネル６において、ソースバスラインはソースドライバ４に接続され、ゲートバスラインはゲートドライバ５に接続されている。ガラス基板は画素を挟持するように配置されている。トランジスタは、ガラス基板の一方に設けられ、ゲートがゲートバスラインに接続され、ソースがソースバスラインに接続され、ドレインが画素に接続されている。画素は、ガラス基板の一方にてトランジスタのドレインから、またガラス基板の他方にて図示しない電源回路から、それぞれ電圧を受ける。
【０１０９】
上記構成の液晶表示装置１に、外部から映像信号が入力されると、補正回路３が補正を行ってソースドライバ４に映像信号を入力する。タイミングコントローラ２が、所望のタイミングにてソースドライバ４とゲートドライバ５とに制御信号を送信して、映像信号が液晶パネル６に表示される。
【０１１０】
以上の処理により、外部より入力された８ｂｉｔの階調データの映像信号は、補正回路３によって補正された、所望のγ特性を持った階調として液晶表示装置１に表示される。
【０１１１】
ここで、補正回路３の詳細について説明する。補正回路３は、γ変換回路（階調分解能増加部）９とシグモイド逆関数発生器（変換装置）１０と階調補完回路１１とを含んでいる。
【０１１２】
γ変換回路９は、入力される８ｂｉｔデジタル信号を、予め設定したγ値に応じて変換するものである。より詳細には、入力データｘを、正規化された出力データｙ＝ｘγへと変換して出力する。または、正規化された入力データＸを、正規化された出力データＹ＝Ｘγへと変換して出力する。
【０１１３】
また、本実施形態のγ変換回路９は、入力データ信号の階調分解能（８ビット）を増加して、補正演算後には、これよりも高い階調分解能（１０ビット）のデータ信号として出力する。
【０１１４】
このように、補正演算後のデータ信号の階調分解能を、８ビットから１０ビットに上げる理由は、補正演算の精度を保ったまま表示を行うためである。すなわち、液晶が本来持っているＶ−Ｔ曲線とγ＝２．２の指数曲線の違いは小さくないため、上記のように１０ｂｉｔ相当の階調を表現できるようにしておくと演算処理によるｂｉｔ落ちを少なくすることができる。なお、γ変換回路９による出力信号の階調分解能が、後述するソースドライバ４の列電極駆動回路８の出力階調分解能（８ビット）よりも高い場合には、面積階調等で補完する構成にしておくことが望ましい。
【０１１５】
なお、表示装置としての最終的なγの値が常に一定でよい場合には、γ変換回路９をＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等を用いたＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）で構成することもできる。ＲＯＭのアドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた対応するデータ出力が得られる。また、γの値を画像に応じて変更する場合には、映像信号の輝度分布判定回路等の特徴量抽出設定回路によりＬＵＴの内容を更新するようにする。
【０１１６】
γ変換回路９の出力信号は、ＲＧＢ毎にシグモイド逆関数発生器１０に入力される。シグモイド逆関数発生器１０においては、後述する式１で定義されるシグモイド関数の逆関数を用いて、入力信号を出力信号に変換する。このシグモイド逆関数発生器１０は、一つのみの関数を用いる構成である。ここで、一つのみの関数を用いるとは、区間を分割せずに、入力の全区間にわたって同じ一つの関数を用いることを意味する。
【０１１７】
本実施形態のシグモイド逆関数発生器１０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等のプログラム可能なデバイスで実現される。このように、ＤＳＰを用いれば、対象とする液晶の特性に変化があっても対応可能となる。
【０１１８】
ここで、シグモイド関数とは、飽和特性を持った単調増加関数のことである。
【０１１９】
飽和特性とは、関数ｙ＝ｆ（ｘ）について、ｘの値を＋∞（−∞）にしたときにｙの値がある値に収束することを意味する。飽和特性によって、入力が＋∞（−∞）時に一定値で収束し、この間が単調増加であることで、関数の出力はＳ字曲線となる。本実施形態で用いるシグモイド関数は、このようにＳ字型であるので、液晶のＶ−Ｔ曲線を近似しやすい。また、分割せずに近似できるので、分割を不要にできる。また、シグモイド関数は、連続関数である。また、シグモイド関数は、可微分（全ての領域で微分可能）、単調増加、有界性の特徴を有する関数である。
【０１２０】
シグモイド関数の一例は、具体的には以下の式１で記述される。
【０１２１】
【数１】
2004212598.tif 000003
【０１２２】
式１において、Ｓｉが出力、ｎが入力である。また、量子化レベル数をｍとする。量子化レベルとは、入出力のレベル分解能のことで、階調分解能に相当する。式１に示すシグモイド関数の一例においては、σ、ｘ０がパラメータである。なお、上記の式１は、積分表示によって以下のように表すこともできる。
【０１２３】
【数２】
2004212598.tif 000004
【０１２４】
また、式１を、入力および出力の最大値が１、最小値が０となるように正規化を行うと、以下の式２のようになる。
【０１２５】
【数３】
2004212598.tif 000005
【０１２６】
ここで、式１に示すシグモイド関数を、式２のように正規化して作成した曲線を図３に示す。このように、シグモイド関数による曲線は、Ｓ字型となる。ここで、パラメータの値は、σ＝３０、ｘ０＝５０とした。また、図３に示すシグモイド関数の逆関数を図４に示す。なお、逆関数とは、入力と出力の関係を入れ替えた関数を示す。
【０１２７】
ここで、図５に示すように、パラメータσをσ＝３０から変化させて、σ＝２０，σ＝４０とすると、シグモイド関数の傾きが変化することが分かる。このように、パラメータσは、立ち上がりの傾きを与える。または、パラメータσは、Ｓ字曲線の変曲点における傾きを与える、と表現することもできる。
【０１２８】
また、図６に示すように、パラメータｘ０をｘ０＝５０から変化させて、ｘ０＝４０，ｘ０＝６０とすると、シグモイド関数のＳ字の位置が変化することが分かる。このように、パラメータｘ０は、関数の出力が立ち上がるポイントを与える。または、パラメータｘ０は、Ｓ字曲線の変曲点の位置を与える、と表現することもできる。
【０１２９】
この二つのパラメータ変数σ、ｘ０を、対象とする液晶パネルのＶ−Ｔ曲線に合わせて適宜設定する。これによって、駆動回路から液晶素子に印加される液晶そのものの印加電圧−透過率特性曲線（Ｖ−Ｔ曲線）に近似する。
【０１３０】
ここで、本実施形態では、シグモイド関数を決定するパラメータであるσ、ｘ０の二つを、入力レベルに応じて可変な関係とすることによって、より実際的な近似を可能とする。例えば、設定モードにて、ｘ０とσとを選択可能とし、Ｖ−Ｔ曲線を逆関数にて補正した結果が直線となるかを確認して、最適値を決定してもよい。または、例えば用いる液晶に応じた所定のＶ−Ｔ曲線に対して、最小２乗法を用いて決定してもよい。または、例えば、シグモイド逆関数のｘ０とσを選択しながら入力信号を変換し、これを液晶に表示したときにγ＝１．０（入力レベルと出力輝度が比例関係となる）ように調整し、これらのパラメータを決定してもよい。この場合、シグモイド逆関数発生器１０より前のγ変換回路９はスルーにしておく。なお、シグモイド関数を決定するために３つ以上のパラメータを用い演算を行ってもよい。
【０１３１】
以上のように、対象とする液晶の電圧−透過率曲線を近似するため、シグモイド逆関数発生器１０には、上述のように、データ信号以外に二つのパラメータｘ０とσとが与えられる。そして、式１、式２から導出された逆関数に従い出力データを計算する。
【０１３２】
以上のように、補正回路３に含まれるシグモイド関数逆関数発生器１０は、入力された映像信号レベルに応じて液晶本来の電圧−透過率曲線を近似した近似式の逆関数に従い、レベル補正された信号を出力する。近似式は式１で与えられるから、これより逆関数を導出し適用する。
【０１３３】
なお、シグモイド逆関数発生器１０は、計算により求めた逆関数を書き換え可能なメモリデバイス（ＬＵＴ）に格納しておく構成であってもよい。また、この場合に、書き換え可能なメモリデバイスを用いれば、対象とする液晶の特性に変化があっても対応可能となる。
【０１３４】
ここで、上述したソースドライバ４においては、電源回路７で生成する基準電圧は、対象とする液晶の最小透過率と最大透過率とを与える電圧を均等分圧したものである。このため、ソースドライバ４の列電極駆動回路８においては、入出力関係は線形となる。よって、電源回路７および列電極駆動回路８のみでは補正が行われない。すなわち、補正回路３を介さずに、直接ソースドライバ４に映像信号を入力しても、補正は行われない。
【０１３５】
しかしながら、本実施形態においては、補正回路３を介してソースドライバ４へと入力される映像信号のレベルは、上述のように、シグモイド逆関数発生器１０にて液晶の透過率特性の逆特性を持たされている。このため、シグモイド逆関数発生器１０に応じたソースドライバ４からの液晶パネル６への印加電圧（外部入力レベル）と液晶パネル６における液晶の透過率との関係は、線形（γ＝１．０）となる。
【０１３６】
また、一般的には、映像系の表示パネル（ディスプレイ）において実現されるγ特性は、γ＝１．８〜２．４程度であることが多い。そこで、本実施形態においては、補正回路３のシグモイド逆関数発生器１０に入力するデータ信号を、予めγ変換回路９によって所望のγを与えるものとなるように変換している。これによって、γ変換回路９に応じた、シグモイド逆関数発生器１０を介したソースドライバ４からの液晶パネル６への印加電圧（外部入力レベル）と液晶パネル６における液晶の透過率との関係は、最終的には、例えばγ＝１．８〜２．４程度の設定したγに補正される。
【０１３７】
なお、映像シーンや用途に応じて、γ変換回路９のγ曲線（設定するγの値）を書き換えるような構成にしてもよい。また、γ特性を変更するための補正が不用の場合（γ＝１．０でよい場合）には、このγ変換回路９は不要である。
【０１３８】
これらのγ変換回路９からシグモイド逆関数発生器１０までの処理では、図２に示すように、データの量子化誤差を最小にするため、演算処理を１０ｂｉｔ以上（＞１０ｂｉｔ）、例えば１２ｂｉｔで取り扱う。シグモイド逆関数発生器１０からの出力は、１０ｂｉｔに量子化する。
【０１３９】
シグモイド逆関数発生器１０から出力されたデータ信号は階調補完回路１１に入力される。階調補完回路１１のデータ入力の階調分解能は１０ｂｉｔであり、階調補完回路１１は階調分解能を減少させて８ｂｉｔのデータを出力する。
【０１４０】
この階調補完回路１１は、時系列演算処理であるＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）や、ディザ（ｄｉｔｈｅｒ）、誤差拡散法等の面積階調処理を用いて、８ｂｉｔデータの中に１０ｂｉｔ分の情報を重畳する。すなわち、擬似的に１０２４階調中２５６階調表示を行うことになる。このため、例えばシグモイド逆関数発生器１０の出力を始めから８ｂｉｔとして２５６階調表示を行う場合と比較して、より滑らかで細かい階調の変化を表現することが可能となる。
【０１４１】
例えば面積階調法についてより詳細に説明すると、以下のようになる。例えば、最も単純な場合として、ある面積内での複数の画素の平均階調を考える。例えば、４×４画素の面積内での平均階調は、一つの画素での元々の階調と比較して、１６倍の階調をとることができる。そして、人間の知覚は、実際には画素ごとに階調を識別するのではなく、ある領域内での平均的な階調を識別するようになっている。これを利用して、元々の階調数よりも「見た目の」階調数を増加させることができる。
【０１４２】
このように、処理を多ｂｉｔで行い、最終段にて面積階調法を適用すれば、デバイスの持つ２５６階調を用いてそれ以上の階調を「見た目」で表現可能となり、ｂｉｔ落ちが見えなくなる。なお、この場合には、表示画像の解像度劣化を伴うという欠点もあるが、一般的な技術として、ディザ法や誤差拡散法を用いて改善できる。
【０１４３】
なお、例えば、処理毎にｂｉｔ切り捨てを行い、単純に２５６階調で表現すると、ｂｉｔ落ちが発生し、画像に疑似輪郭が生じてしまう。また、そもそも液晶が本来持っているＶ−Ｔ曲線とγ＝２．２の指数曲線との違いは小さくないため、上記のように１０ｂｉｔ相当の階調を表現できるようにしておくと、演算処理によるｂｉｔ落ちを少なくすることができる。
【０１４４】
なお、階調補完回路１１について、本実施形態のように液晶表示装置１に用いる場合には、液晶特有の問題として、ＦＲＣやディザ法では交流化極性反転との干渉に注意し、ＦＲＣでは更に応答速度との兼ね合いのフリッカに注意する必要がある。
【０１４５】
このようにして、階調補完回路１１から出力されたデータ信号が、ソースドライバ４に入力され、上述のように液晶パネル７に表示される。
【０１４６】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置１は、通常Ｓ字型となる液晶の印加電圧−透過率特性曲線（Ｖ−Ｔ曲線）を、区間を分割せずに一つの関数式で近似して補正を行うシグモイド逆関数発生器１０を備えている構成である。また、このシグモイド逆関数発生器１０は、関数式として、シグモイド関数を用いる構成である。また、シグモイド逆関数発生器１０を備えている補正回路３は、さらにγ変換回路９を備えている。
【０１４７】
したがって、液晶パネル６の特性によらずに、γ変換回路９によるγ特性を精度よく実現できる。また、Ｓ字曲線であるシグモイド関数を用いて、液晶パネル６のＳ字型の入出力特性を精度よく近似できる。また、区間を分割せずに近似できるので、計算の手間を省ける。
【０１４８】
また、上述の液晶表示装置１は、通常Ｓ字型となる液晶の印加電圧−透過率特性曲線（Ｖ−Ｔ曲線）を、映像信号の最小レベルから最大レベルまでにわたって連続かつ微分可能で、飽和特性を持った単調増加するシグモイド関数によって近似して、この関数の逆関数を用いて映像信号を変換する表示方法を行うものである。
【０１４９】
そこで、この表示方法を行う補正回路としてコンピュータを機能させるプログラムを用いて、表示方法を実行してもよい。すなわち、飽和特性を持った単調増加する関数に基づいて、入力されるデータを変換する表示装置の補正回路としてコンピュータを機能させるプログラムによって、補正回路３を実現してもよい。
【０１５０】
また、本実施形態のソースドライバ４は、このソースドライバ４だけで液晶パネル６へ表示を行うと、中間調表示特性は液晶そのものがもつＳ字型のＶ−Ｔ曲線となる。すなわち、簡単な構成のソースドライバである。このソースドライバ４は、補正回路３から補正された映像信号を受けて、これを用いるので、所望の表示が可能となる。また、液晶パネル６の特性に変更があった場合でも、これに応じた補正を補正回路３にて行うので、ソースドライバ４の変更を不要にできる。
【０１５１】
なお、上述の実施の形態においては、表示装置としての液晶表示装置１を例にして説明をしたが、本発明に係る表示装置はこれに限るものではなく、液晶以外のものを用いた表示パネルを備える表示装置であってもよい。例えば、表示パネルの、デバイスとしての電気−光学特性（輝度の入出力特性）がＳ字型であれば、液晶以外にも適用可能である。
【０１５２】
また、上述の実施の形態においては、式１で表されるシグモイド関数を用いた構成について説明したが、これに限るものではない。
【０１５３】
例えば、他のシグモイド関数として、Ｆ１（ｘ）＝１／［１＋ｅｘｐ（−ｘ）］を用いて、Ｇ１（ｘ）＝１／［１＋ｅｘｐ［−（ｘ−ａ）／ｂ］］のように、パラメータａ，ｂ（０＜ａ＜１，０＜ｂ）に応じて、立ち上がりのポイント、立ち上がりの傾きを調整してもよい。そして、Ｈ１（ｘ）＝［Ｇ１（ｘ）−Ｇ１（０）］／［Ｇ１（１）−Ｇ１（０）］のように正規化を行った関数を用いてもよい。
【０１５４】
また、例えば、さらに他のシグモイド関数として、Ｆ２（ｘ）＝［１＋ｔａｎｈ（ｘ）］／２を用いて、Ｇ２（ｘ）＝［１＋ｔａｎｈ［（ｘ−ｃ）／ｄ］］／２のように、パラメータｃ，ｄ（０＜ｃ＜１，０＜ｄ）に応じて立ち上がりのポイント、立ち上がりの傾きを調整し、Ｈ２（ｘ）＝［Ｇ２（ｘ）−Ｇ２（０）］／［Ｇ２（１）−Ｇ２（０）］のように正規化してもよい。
【０１５５】
また、例えば、さらに他のシグモイド関数として、Ｆ３（ｘ）＝（１／２）＋（１／π）ａｒｃｔａｎ（ｘ）を用いて、Ｇ３（ｘ）＝（１／２）＋（１／π）ａｒｃｔａｎ［（ｘ−ｅ）／ｆ］のように、パラメータｅ，ｆ（０＜ｅ＜１，０＜ｆ）に応じて立ち上がりのポイント、立ち上がりの傾きを調整し、Ｈ３（ｘ）＝［Ｇ３（ｘ）−Ｇ３（０）］／［Ｇ３（１）−Ｇ３（０）］のように正規化してもよい。この構成では、逆関数を容易に求めることができる。
【０１５６】
なお、シグモイド関数の表式に応じて、表示装置を実現する際の容易さ、困難さが変わることも考えられる。ここで、逆関数の導出の容易性については、シグモイド関数の表式に応じた差があるが、例えば、特にリアルタイムでパラメータの決定をしないような場合には、逆関数導出後のコンピュータ等による実際の計算量には大差ないように思われる。ただし、式が単純であれば計算量は少なくなる。
【０１５７】
また、上述の実施の形態においては、シグモイド関数を決定するために、２つ（ｘ０とσ）のパラメータを用いる構成について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、３つ以上のパラメータを用いてもよい。
【０１５８】
例えば、ｘ０とσをパラメータとする第１のシグモイド関数の他に、ｙ０とρをパラメータとする第２のシグモイド関数をも用意して、この二つのシグモイド関数の和などによって近似を行ってもよい。または、例えば、ｘ０とσをｎの関数で定義して、σ＝ａｎ＋ｂとすると、パラメータはｘ０、ａ、ｂの３つになる。この３つのパラメータを用いて近似を行ってもよい。
【０１５９】
また、補正回路３のγ変換回路９は、変換テーブルとしてのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を用いた構成であってもよい。ここで、ＬＵＴとは、入力と出力との関係をテーブルにして保持するものである。
【０１６０】
例えば、図２に示すγ変換回路９の代わりに、図７に示すγ変換回路９ａを用いてもよい。γ変換回路９ａは、図７に示すように、書き換え可能なメモリデバイスであるＥＥＰＲＯＭ（記憶素子）１２ａ〜１２ｃを用いたＬＵＴである。γ変換回路９ａは、ＲＧＢの各色ごとのＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃを備えている。
【０１６１】
図７に示すように、ＬＵＴのγ変換回路９ａに対して、アドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた、対応するデータ出力が得られる。なお、ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃの代わりに、不揮発性のＲＡＭ（強誘電体メモリ等）を使用して、書き換え可能なＬＵＴを実現することもできる。
【０１６２】
または、ＥＥＰＲＯＭ１２ａ〜１２ｃの代わりに、ＲＯＭを用いたＬＵＴでγ変換回路を構成してもよい。これは、表示装置としての最終的なγの値が常に一定でよい場合に行う。
【０１６３】
また、補正回路３のシグモイド逆関数発生器１０は、変換テーブルとしてのＬＵＴを用いた構成であってもよい。
【０１６４】
例えば、図２に示すシグモイド逆関数発生器１０の代わりに、図８に示すシグモイド逆関数発生器１０ａを用いてもよい。シグモイド逆関数発生器１０ａは、図８に示すように、ＲＧＢの各色ごとのＥＥＰＲＯＭ（記憶素子）１３ａ〜１３ｃを含んでいるＬＵＴである。このＥＥＰＲＯＭ１３ａ〜１３ｃには、計算により求めた逆関数を格納しておく。
【０１６５】
図８に示すように、シグモイド逆関数発生器１０ａに対して、アドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた、対応するデータ出力が得られる。
【０１６６】
ここで、ＥＥＰＲＯＭ１３ａ〜１３ｃのように、書き換え可能なメモリデバイスを使用すれば、対象とする液晶の特性に変化があっても対応可能となる。なお、ＥＥＰＲＯＭの代わりに不揮発性のＲＡＭ（強誘電体メモリ等）を用いて書き換え可能なＬＵＴを構成してもよい。また、液晶の特性が常に一定であるとして、ＥＥＰＲＯＭの代わりにＲＯＭを用いることも可能である。
【０１６７】
また、補正回路３のγ変換回路９とシグモイド逆関数発生器１０とは、二つを合わせてＬＵＴとする構成であってもよい。
【０１６８】
一例として図９に示すＬＵＴ１４は、図１に示すγ変換回路９とシグモイド逆関数発生器１０とを合わせたものに相当する。図９に示すように、ＲＧＢの各色ごとのＥＥＰＲＯＭ（記憶素子）１５ａ〜１５ｃからなるＬＵＴ１４に対して、アドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた、対応するデータ出力が得られる。このデータ出力は、例えば図１に示す階調補完回路１１へと出力する。
【０１６９】
ＬＵＴ１４の各ＥＥＰＲＯＭ１５ａ〜１５ｃには、所望のγ変換および予め計算したシグモイド逆関数の結果を格納しておく。なお、ＥＥＰＲＯＭの代わりに不揮発性のＲＡＭ（強誘電体メモリ等）を用いて書き換え可能なＬＵＴを構成してもよい。また、液晶の特性が常に一定であるとして、ＥＥＰＲＯＭの代わりにＲＯＭを用いることも可能である。
【０１７０】
また、上述の補正回路３は、以下のように、表示画面におけるγの値を画像に応じて設定する構成であってもよい。補正回路３は、例えば図１０に示すように、図７において説明したγ変換回路９ａに加えて、輝度分布判定回路（特徴量抽出設定回路）１６および書き込み制御部１７を備えていてもよい。
【０１７１】
輝度分布判定回路１６は、画像の特徴量として、輝度分布を用いて判定を行う。輝度分布判定回路１６は、特に輝度分布のうちの、表示画像の輝度の平均と分散とを用いる。輝度分布判定回路１６は、輝度計算部１６ａ、平均計算部１６ｂ、分散計算部１６ｃ、およびＬＵＴデータ作成部１６ｄを備えている。
【０１７２】
輝度計算部１６ａは、入力されるＲ，Ｇ，Ｂの各信号から、Ｙ＝０．２９９  Ｒ＋０．５８７  Ｇ＋０．１１４  Ｂによって画素ごとの輝度を計算し、平均計算部１６ｂ、分散計算部１６ｃヘと計算結果を出力する。
【０１７３】
平均計算部１６ｂは、入力データから、画素ごとの輝度について１画面分にわたって平均（平均データ）を計算して、ＬＵＴデータ作成部１６ｄへと出力する。分散計算部１６ｃは、入力データから、画素ごとの輝度について１画面分にわたって分散（分散データ）を計算して、ＬＵＴデータ作成部１６ｄへと出力する。
【０１７４】
ＬＵＴデータ作成部１６ｄは、入力される平均データと分散データとに応じて、新たな変換テーブルであるＬＵＴデータを作成する。例えば、分散データの値が小さく、かつ平均データが階調の高いレベルかまたは低いレベルかとなっている場合は、文書データであると判定して、画像のコントラストを大きくするようにγの値を大きめ（γ〜２．４程度）に設定してもよい。また、例えば、分散データの値が大きいか、または平均データが中間の階調である場合は、画像データであると判定して、中間の濃度をより精密に再現するようにγの値を小さめ（γ〜１．８程度）に設定してもよい。ＬＵＴデータ作成部１６ｄは、作成した新たなＬＵＴデータをＬＵＴ９ａへと出力する。
【０１７５】
このように、γ変換回路９ａがＬＵＴである場合には、輝度分布判定回路１６側で、所望のγ特性に応じたＬＵＴデータを計算してγ変換回路９ａに設定する。γ変換回路がＬＵＴではない場合には、輝度分布判定回路１６がγ特性のγの値のみを設定する構成であってもよい。
【０１７６】
γ変換回路であるＬＵＴ９ａには、ＬＵＴデータ作成部１６ｄからの出力データに加えて、書き込み制御部１７からのアドレス書き込み信号が入力される。これによって新たなデータがＬＵＴ９ａに記憶される。
【０１７７】
この構成においては、補正回路３に入力される映像信号が、γ変換回路９ａに加えて、輝度分布判定回路１６にも入力される。輝度分布判定回路１６および書き込み制御部１７からの信号によって、ＬＵＴであるγ変化回路９ａの内容が適宜更新される。γ変換回路９ａのアドレスに入力データ信号が与えられると、予め書き込んでおいた、対応するデータが、図示しないシグモイド関数発生器１０へと出力される。このデータは、その後に例えば階調補完回路１１へと入力され、その後ソースドライバ４へと出力されて液晶パネル６に表示がなされる。
【０１７８】
以上のように、入力される映像データに応じて、輝度分布判定回路１６がＬＵＴ９ａの内容を更新すれば、γの値を画像に応じて変更できる。
【０１７９】
なお、ここでは、特徴量抽出設定回路の一例として、特徴量として輝度分布を用いる輝度分布判定回路１６について説明したが、これに限るものではなく、他の特徴量を用いる特徴量抽出設定回路も可能である。
【０１８０】
また、図１０に示す構成において、ＬＵＴとしてのγ変換回路９ａの代わりに、図９に示すＬＵＴ１４を用いてもよい。図９に示すＬＵＴ１４は、図２に示すγ変換回路９とシグモイド逆関数発生器１０とを合わせたものに相当する。ＬＵＴ１４に対して、アドレス入力に入力データ信号を与えると、予め書き込んでおいた対応するデータ出力が得られる。このデータ出力は、例えば図２に示す階調補完回路１１へと入力され、上述と同様の処理がなされる。
【０１８１】
また、上述の実施の形態においては、図２に示すように、補正回路３への入力データをγ変換回路９にて処理し、その後にシグモイド逆関数発生器１０に入力する補正回路３の構成について説明したが、これに限るものではない。原理的な信号処理の順序を考えると、補正回路３の構成は図２に示すものとなるが、演算の精度に問題がないなら、まずシグモイド逆関数発生器にて処理し、その後にγ変換回路にて処理する構成であっても結果は同じである。
【０１８２】
また、上述の補正回路３は、液晶表示装置の本体に対して着脱自在の構成であってもよい。例えば、補正回路３を、液晶表示装置の映像データ入力端子に挿入するインタフェース変換装置として実現してもよい。この場合、インタフェース変換装置の入力側には外部からの映像データを入力し、インタフェース変換装置の出力側を液晶表示装置のソースドライバへと接続する。この構成であれば、従来の液晶表示装置にこの補正回路を装着して、画質を調整できる。また、この構成において、補正回路が、シグモイド関数のパラメータを設定するための設定部を備えている構成も好ましい。この構成であれば、例えば表示パネルに表示したときにγ＝１．０となるように、設定部を用いてパラメータを設定できる。
【０１８３】
〔実施の形態２〕
本発明の他の一実施の形態について図１１に基づいて説明すると以下の通りである。
【０１８４】
本実施形態の検査装置１８は、図１１に示すように、上述の実施の形態１にて説明した液晶表示装置１の検査を行うものである。なお、図１１においては、簡単のため、図１に示した液晶表示装置１のうちの補正回路３、ソースドライバ４、液晶パネル６のみを示しており、タイミングコントローラ２およびゲートドライバ５は示していない。また、補正回路３の階調補完回路１１についても省略している。
【０１８５】
検査装置１８は、パラメータ計算部１９、検査パターン信号発生器２０および輝度測定器２１を備えている。
【０１８６】
パラメータ計算部１９は、液晶表示装置１において近似に用いるシグモイド関数のパラメータを計算して設定するためのものである。
【０１８７】
検査装置１８のパラメータ計算部１９には、予め外部から、例えばγ特性のような、目標となる輝度曲線が設定される。パラメータ計算部１９は、設定されたγ特性を、液晶表示装置１のγ変換回路９に出力する。通常、検査を簡単なものとするために、γ＝１．０と設定する。
【０１８８】
また、パラメータ計算部１９は、液晶パネル６の特性に応じた近似を行うためのパラメータを、液晶表示装置１の補正回路３のシグモイド逆関数発生器１０に対して設定する。上述の実施の形態１における式１を用いる液晶表示装置１に対しては、パラメータσ、ｘ０を設定する。ここで、設定するパラメータは、例えば所定の計算式によって計算するものであってもよいし、または例えば所定の範囲内からランダムに選択するものであってもよい。
【０１８９】
検査パターン信号発生器２０は、検査に用いるための信号を生成して、液晶表示装置１の補正回路３のγ変換回路９へと出力する。この検査に用いるための信号は、パラメータ計算部１９に対して設定される、目標となる輝度曲線に応じて生成するものであってもよい。
【０１９０】
輝度測定器２１は、液晶パネル６において表示される輝度を測定する。輝度測定器２１は、測定結果をパラメータ計算部１９へと出力する。
【０１９１】
ここで、検査装置１８によって検査される液晶表示装置１は、γ変換回路９に入力されるＲＧＢ信号に対して、シグモイド逆関数発生器１０に入力されるパラメータσ、ｘ０に応じて補正を行い、ソースドライバ４を介して液晶パネル６に画像を表示する。
【０１９２】
一方、検査装置１８のパラメータ計算部１９は、輝度測定器２１にて測定したデータに基づいて、このパラメータによる近似の精度を見積もる。また、測定データに基づいて、以下のようにパラメータの計算を行う。例えば、十分な精度が得られた場合には、シグモイド逆関数発生器１０に対して設定したパラメータを所望のパラメータとする。また、例えば十分な精度が得られない場合には、設定したパラメータと測定結果とに応じて、新たなパラメータを計算する。この計算は、所定の計算式によって計算するものであってもよいし、または例えば所定の範囲内からランダムに選択するものであってもよい。
【０１９３】
パラメータ計算部１９は、計算したパラメータを、液晶表示装置１の補正回路３のシグモイド逆関数発生器１０へと出力する。これによって、上述のようにこのパラメータによる近似の精度を見積もることができる。検査装置１８は、パラメータ計算部１９における再計算を、近似が所望の精度となるまで行うようにしてもよい。
【０１９４】
例えば、上述のようにγ変換回路９に対してγ＝１．０と設定した（スルーに設定した）ときには、液晶パネル６における表示がγ＝１．０（入力レベルと出力輝度が比例関係）となるように、パラメータ計算部１９がパラメータｘ０とσとを計算してもよい。
【０１９５】
または、例えば、γ変換回路９をスルーに設定した上で、さらにシグモイド逆関数発生器１０をも一旦スルーとなるようにパラメータｘ０とσとを設定し、液晶パネル６の輝度特性を一旦輝度測定器２１にて測定してもよい。そして、この測定した輝度特性に対して、例えば最小２乗法を用いてパラメータｘ０とσとを決定してもよい。
【０１９６】
以上のように、検査装置１８は、シグモイド逆関数発生器１０に対してパラメータを設定するパラメータ計算部１９と、液晶パネル６の輝度を測定する輝度測定器２１とを備えており、パラメータ計算部１９が輝度測定器２１の測定結果に応じてパラメータを計算する構成である。
【０１９７】
したがって、例えば必要に応じてパラメータを再設定して、パラメータを所望の精度で得ることができる。
【０１９８】
この検査装置１８を用いて、例えば工場での液晶表示装置１の組立後に検査を行って、液晶表示装置１に適切なパラメータσ、ｘ０を設定できる。
【０１９９】
また、所望の輝度特性（輝度曲線）を実現するために、例えばユーザが検査装置１８を用いて液晶表示装置１を検査してもよい。得られたパラメータσ、ｘ０をユーザが液晶表示装置１に設定してもよい。
【０２００】
なお、この検査装置１８は、コンピュータにおいて実行されるプログラムによって実現されるものであってもよい。すなわち、上述のパラメータ計算部１９および検査パターン信号発生器２０としてコンピュータを機能させるとともに、コンピュータに接続された測定装置を上述の輝度測定器２１として機能させるプログラムによって、検査装置１８が実現されてもよい。
【０２０１】
また、上述の実施の形態においては、検査装置１８が液晶表示装置１の検査を行う構成について説明したが、これに限るものではない。
【０２０２】
本発明に係る検査装置は、液晶表示装置１全体ではなく、液晶パネル６のみを検査する構成であってもよい。この構成においては、検査装置に、パラメータ計算部１９、検査パターン信号発生器２０、および輝度測定部２１に加えて、補正回路３、ソースドライバ４などを備えるようにする。そして、設定した目標輝度曲線に応じて補正した画像データを、ソースドライバ４から液晶パネル６に入力する。そして、検査装置が輝度測定器２１にて測定を行い、適切なパラメータが得られるまで試行を行う。この場合には、得られた適切なパラメータは、その後に、上述の液晶パネル６を用いて組み立てた液晶表示装置に対して設定する。この液晶表示装置は、図２に示すＤＳＰを用いたシグモイド逆関数発生器１０を備えたものであってもよいし、または図８に示すＬＵＴを用いたシグモイド逆関数発生器１０ａを備えたものであってもよいし、または図９に示すＬＵＴ１４を備えたものであってもよい。
【０２０３】
以上のように、本発明は、液晶表示装置の映像信号の補正に関し、液晶の印加電圧−透過率特性に応じた補正や、撮像系と表示系とのγ特性の整合を取るためのγ補正、表示内容に応じた絵作りのための階調補正等に適用されるものである。
【０２０４】
液晶の入力電圧レベル−出力輝度特性（印加電圧−透過率曲線）は、最も一般的な映像表示装置であるＣＲＴ装置（ＣＲＴを備えるテレビなど）とは異なっている。このため、液晶表示装置において、ＣＲＴ装置と同様の階調表示を行うためには、入力信号レベルの補正が必要となる。
【０２０５】
従来、このような目的のために、液晶表示装置においては、内部に備えたドライバや電源回路によって、アナログ的な処理を行っていた。アナログ処理においては、ドライバや電源回路の素子のばらつきに応じて補正の精度が変化してしまう。このため、調整も困難である。
【０２０６】
より詳細には、以下のようである。例えば、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶表示装置では、列電極（ソースバスライン）と行電極（ゲートバスライン）との交点画素に、トランジスタを形成する。また、トランジスタのゲート側に接続された行電極からゲートパルスを与え、トランジスタをオンオフする。
【０２０７】
表示を行う際には、各画素トランジスタのオン時（１水平期間）に、ソース側に接続された列電極から、画素に形成されたキャパシタおよび液晶へと電荷を供給して蓄積する。この状態を１フレーム期間保持することによって、交点画素の液晶に所定の駆動電圧を与えて表示を行う。液晶表示装置が中間調の表示を行う際には、ソースドライバの列電極駆動回路から、表示素子のオンとオフとの中間電圧を与えるようにする。
【０２０８】
ここで、液晶表示装置のソースドライバが中間電圧を生成する方法として、代表的なものには、アナログ方式とＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式とがある。
【０２０９】
アナログ方式は、文字通りソースドライバに入力されるアナログ電圧をサンプルホールドした後に、液晶駆動電圧にレベルシフトして出力するものである。γ補正した表示を行うためには、入力レベルを、ソースドライバ内部あるいは外部でアナログ回路によって変調する必要がある。
【０２１０】
ＤＡＣ方式では、ソースドライバへの入力レベルはデジタル信号で与えられ、この信号をソースドライバ内部のＤＡＣを用いて液晶駆動電圧に変換する。γ補正した表示を行うためには、ＤＡＣに与える基準電圧を補正値に合わせて最適化する必要がある。基準電圧は、ソースドライバ内部に形成された抵抗を用いて、外部電圧の分圧を行うことによって生成する。このように、基準電圧は抵抗の分圧比によって決定されるので、最適な補正のためには、対象となる液晶の特性に合わせて抵抗の分圧比を最適化する必要がある。
【０２１１】
以上のように、従来の方法においては、電圧の補正をするためにはアナログ的な要素が多く存在する。また、液晶の特性が変わるたびに、ドライバや電源回路のパラメータを設計し直す必要がある。また、液晶の特性のバラツキが発生すると表示品位を損なう虞れがある。
【０２１２】
一方、本発明に係る液晶表示装置１は、上述のように、ソースドライバ４においては補正を行わない構成である。また、ソースドライバ４においては、例えば電源回路７において電圧を均等に分圧すればよい。このため、ソースドライバ４の設計が容易となる。またソースドライバ４の構成を簡単なものにできる。これによって、従来一般に行われてきたアナログ的な補正要素をソースドライバ４から廃することが可能となる。このように、γ補正を行うための補正回路３を、駆動装置としてのソースドライバ４の外に備えて、ソースドライバ４を簡略化した構成である、と表現することもできる。
【０２１３】
また、従来の方法として、上述したアナログ的な方法とは異なり、補正を目的としてＬＵＴ等を使用するデジタル信号処理方式も知られている。例えば、特開平９−２８８４６８号公報や特開平１１−２９６１４９号公報には、入力される映像信号を外部のＬＵＴでデジタル的に変換し、ドライバや電源では補正を行わない方法が開示されている。
【０２１４】
これらの方式では、液晶の印加電圧−透過率曲線を、関数近似することによって補正を行う。しかしながら、従来の方式において、精度よく関数近似を行うためには、印加電圧−透過率曲線を分割して近似するなど、煩雑な処理が必要である。
【０２１５】
より詳細には、従来の方式による近似では、区間を分割して近似するので、分割点の接続性および分割位置の決定を考慮する必要があり、手間がかかる。また、段階毎に分けた近似式が必要となるため近似式が多くなり、近似式に与えるパラメータの数も増えるので計算時間が長くなる。例えば、特開平１１−２９６１４９号公報では、５段階に分割しているので、近似式は５式必要となる。また、γ補正の精度が悪くなる。一方、γ補正の精度を上げるためには区間を細かく分割する必要があり、さらに手間と計算時間がかかる。
【０２１６】
このように、従来においては、表示パネルの入出力特性の関数近似を行う際に、区間を分割して近似を行うと、パラメータの数が増加し、計算の手間が増加するとともに計算時間が長くなるという認識がなかった。このため、区間を分割せずに近似するという課題が認識されていなかった。
【０２１７】
そこで、本発明においては、液晶の印加電圧−透過率曲線を近似するために、シグモイド関数と呼ばれる、飽和特性を持った単調増加関数を用いる。このシグモイド関数は、入力レベルによる近似区間の分割を行わず、１つの関数式で液晶の透過率曲線の近似を行うことができる。また、このシグモイド関数は、少ないパラメータで液晶の印加電圧−透過率曲線を近似することができる。このため、計算時間を短くできる。また、近似したシグモイド関数の逆関数を用いて、液晶表示装置の入力信号レベル−出力輝度特性を精度よく補正できる。
【０２１８】
さらに、ソースドライバ４の内部に、補正回路３を設けない構成である。液晶表示装置１に入力されるデータを、補正回路３にて液晶パネル６の特性に応じて補正してソースドライバ４へと出力する。このため、液晶パネル６の変更にかかわらず、ソースドライバ４を変更する必要がなくなる。
【０２１９】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２０】
上述の具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明はそのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０２２１】
【発明の効果】
本発明に係る変換装置は、以上のように、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、映像信号を変換する構成である。
【０２２２】
それゆえ、変換装置を用いて、表示パネルの入出力特性によらずに所望の映像特性を実現でき、例えばさらにγ特性を得るためのγ変換回路を備えて所望のγ特性を実現できるという効果を奏する。また、一つのみの関数を用いて近似するので、区分分割点における連続性、接続性を考慮する必要がなく、計算を容易にできるという効果を奏する。
【０２２３】
本発明に係る変換装置は、以上のように、上記構成において、上記一つのみの関数が、飽和特性を持った単調増加関数のシグモイド関数である構成である。
【０２２４】
それゆえ、シグモイド関数を用いて、例えば液晶パネルにおいて特徴的なＳ字型の入出力特性を、容易に近似できるという効果を奏する。
【０２２５】
本発明に係る変換装置は、以上のように、上記構成において、上記シグモイド関数の逆関数を変換テーブルとして格納する記憶素子を備えている構成である。
【０２２６】
それゆえ、予め計算した結果を格納しておくので計算の手間を省くことができ、また計算のための時間が不要なので処理時間を短縮できるという効果を奏する。
【０２２７】
本発明に係る変換装置は、以上のように、上記構成において、上記記憶素子が書き換え可能である構成である。
【０２２８】
それゆえ、例えば液晶パネルのような表示パネルの入出力特性が変化した場合であっても、記憶素子の変換テーブルを書き換えて対応できるという効果を奏する。
【０２２９】
本発明に係る変換装置は、以上のように、上記構成において、上記シグモイド関数が、３つ以上のパラメータを含んでいる構成である。
【０２３０】
それゆえ、３つ以上のパラメータを用いて近似を行って、より正確に近似できるという効果を奏する。
【０２３１】
本発明に係る補正回路は、以上のように、入力される映像信号を所望のγ特性となるように変換するγ変換回路と、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記映像信号の変換を行う変換装置とを備えている構成である。
【０２３２】
それゆえ、γ変換回路と変換装置とによって、表示パネルの入出力特性にかかわらず、所望のγ特性を実現できるという効果を奏する。また、変換装置は一つのみの関数の逆関数を用いるので、パラメータを少なくして、計算時間を短くできるという効果を奏する。
【０２３３】
本発明に係る補正回路は、以上のように、上記構成において、上記入力される映像信号から、この映像信号の特徴量を抽出して、この特徴量に応じて上記γ変換回路の上記γ特性を設定する特徴量抽出設定回路を備えている構成である。
【０２３４】
それゆえ、特徴量抽出設定回路が特徴量に応じた所望のγ特性をγ変換回路に対して設定するので、映像信号の特徴に応じた好ましい表示が可能となるという効果を奏する。
【０２３５】
本発明に係る補正回路は、以上のように、入力される映像信号の階調分解能を増加する階調分解能増加部と、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて、上記階調分解能増加部からの出力の変換を行う変換装置とを備えている構成である。
【０２３６】
それゆえ、階調分解能を階調分解能増加部にて増加させた上で変換装置にて変換するので、変換装置における変換の精度を高めることができるという効果を奏する。
【０２３７】
本発明に係る補正回路は、以上のように、上記構成において、上記変換装置からの出力の階調分解能を減少させるとともに、時系列演算処理または面積階調処理によって階調を補完する階調補完回路を備えている構成である。
【０２３８】
それゆえ、階調分解能増加部によって増加した階調分解能を減少させて、表示パネルの階調分解能に合わせることができるという効果を奏する。また、階調補完回路を用いて階調を補完するので、表示パネルの階調分解能にかかわらずそれ以上の階調を見た目で表現することができるという効果を奏する。
【０２３９】
本発明に係る駆動装置は、以上のように、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて映像信号の変換を行う変換装置からの出力に応じて、上記表示パネルへの出力信号を生成する構成である。
【０２４０】
それゆえ、表示パネルの入出力特性に応じた補正のための構成を駆動装置に備える必要がないので、駆動装置の構成を簡単にできるという効果を奏する。また、駆動装置と変換装置とが別体であるので、表示パネルの入出力特性の変更があっても駆動装置を変更する必要がないという効果を奏する。
【０２４１】
本発明に係る表示装置は、以上のように、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて映像信号の変換を行う変換装置を経た上記映像信号を、上記表示パネルに表示する構成である。
【０２４２】
それゆえ、変換装置を経た信号を表示パネルに表示して、表示パネルの入出力特性によらずに、所望の映像特性を実現できるという効果を奏する。また、表示パネルに応じた補正を変換装置にて行うので、表示パネルへの駆動信号を生成する駆動装置の構成を簡単にできるという効果を奏する。
【０２４３】
本発明に係る検査装置は、以上のように、表示パネルへの入力と上記表示パネルにおける表示出力との入出力特性を近似した一つのみの関数の逆関数を用いて映像信号の変換を行う変換装置に対して、この変換装置が用いる関数に含まれるパラメータを設定するパラメータ計算部と、上記パラメータ計算部が設定した上記パラメータに応じて上記変換装置から出力される上記映像信号が表示された上記表示パネルの輝度を測定する輝度測定器とを備え、上記パラメータ計算部が、上記輝度測定器の測定結果に応じて上記パラメータを計算する構成である。
【０２４４】
それゆえ、パラメータ計算部が輝度測定部の測定結果に応じてパラメータを計算するので、例えば必要に応じてパラメータを再設定して、パラメータを所望の精度で得ることができるという効果を奏する。
【０２４５】
本発明に係る表示方法は、以上のように、映像信号の最小レベルから最大レベルまでにわたって連続かつ微分可能で、飽和特性を持った単調増加する関数に基づいて、上記映像信号を変換する変換工程を含んでいる構成である。
【０２４６】
それゆえ、Ｓ字曲線の入出力特性を簡単に近似することができるという効果を奏する。また、Ｓ字曲線の入出力特性にかかわらず、所望の表示が可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記表示装置が備えている補正回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】シグモイド関数による曲線の一例を示す図である。
【図４】図３に示すシグモイド関数の逆関数を示す図である。
【図５】シグモイド関数の振る舞いの一例を説明するための図である。
【図６】シグモイド関数の振る舞いの他の一例を説明するための図である。
【図７】変換テーブルとしてのＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】ＬＵＴの構成の他の一例を示すブロック図である。
【図９】ＬＵＴの構成のさらに他の一例を示すブロック図である。
【図１０】特徴量設定抽出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】検査装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】液晶に対する印加電圧と透過率との関係を示す図である。
【図１３】一般的なＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）装置におけるγ曲線の一例を示す図である。
【符号の説明】
１                    液晶表示装置（表示装置）
３                    補正回路
４                    ソースドライバ（駆動装置）
６                    液晶パネル（表示パネル）
７                    電源回路
８                    列電極駆動回路
９、９ａ              γ変換回路（階調分解能増加部）
１０、１０ａ          シグモイド逆関数発生器（変換装置）
１１                  階調補完回路
１２ａ〜１２ｃ、１３ａ〜１３ｃ、１５ａ〜１５ｃ
ＥＥＰＲＯＭ（記憶素子）
９ａ、１０ａ、１４    ＬＵＴ（γ変換回路、階調分解能増加部、変換装置）
１６                  輝度分布判定回路（特徴量抽出設定回路）
１８                  検査装置
１９                  パラメータ計算部
２０                  検査パターン信号発生器
２１                  輝度測定器
【図１】
2004212598.tif 000006
【図２】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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