(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置用の駆動装置であって、ＲＧＢが独立でかつ各々が複数のγ特性を有するＲＧＢ独立γ変換回路（１）と、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）の出力を切換えるγ切換え回路（２）と、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）のγデータ設定と前記γ切換え回路（２）の切換えパターンを制御する視野角適応制御回路（３）と、液晶パネル（４）を備え、前記視野角適応制御回路（３）は、
ＲＧＢの各１画素からなるトリオにおいて、γ特性をＲとＢを同一に、ＧをＲＢとは異なるγ特性に設定し、かつ、
前記トリオを１単位として前記γ切換えパターンを設定するように制御し、かつ、
隣り合う画素が全て異なるγ特性であるように制御して、
画質の劣化なく視野角特性を向上するようにしたことを特徴とする液晶表示装置の駆動装置。
【請求項２】
前記液晶パネル（４）のカラーフィルタの画素配列が、ＲＧＢの順で１画素を形成しない構成の場合、前記γ切換回路（２）の出力にＲＧＢ個別の遅延調整回路（９）を設け、ＲＧＢの順で１画素を形成するように遅延を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項３】
前記視野角適応制御回路（３）は、前記γ切換えパターンを、前記トリオを１単位として共通に設定するのか、あるいは液晶パネルの画素配列を考慮してＲＧＢの各画素を１単位として独立に設定するのかを、入力される映像信号の種別に応じて適応的に１画素毎に選択することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項４】
前記視野角適応制御回路（３１）は、入力映像信号のソース種別に応じて、文字や図形を多く含む信号の場合は、前記トリオを１単位として共通に設定し、自然画を多く含む信号の場合は、液晶パネルの画素配列を考慮してＲＧＢの各画素を１単位として独立に設定することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項５】
さらに、入力映像信号の信号変化量から偽色の発生し易い映像部分を検出する偽色検出回路（５）を備え、前記視野角適応制御回路（３）は、入力映像信号の信号変化量の大きい部分では、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）のγデータ設定を１画素毎に設定し、偽色の発生を抑圧するように適応制御することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項６】
前記視野角適応制御回路（３２）は、前記偽色検出回路（５）の検出情報に基づいて、必要なγデータ設定とその切換えパターンを１画素毎に、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）および前記γ切換回路（２）に対して設定するようにしたことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項７】
前記視野角適応制御回路（３２）は、前記偽色検出回路（５）の検出情報に基づいて１画素毎に判断し、入力映像信号の信号変化量の大きい部分では、前記γ切換えパターンを、前記トリオを１単位として共通に設定し、偽色の発生を抑圧するように適応制御することを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項８】
さらに、入力映像信号の特徴抽出を行う映像特徴検出回路（６）と、入力映像信号と前記映像特徴検出回路（６）で抽出された映像特徴情報からγの変調度を強調もしくは抑圧する判断を行うγ変調度制御判断回路（７）とを備え、前記視野角適応制御回路（３）は、入力映像信号の視野角改善効果が高いと判断した画像部分には、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）のγデータ設定の変調度を上げて効果を強調するよう適応制御を行い、入力映像信号に対しドット模様が発生しやすいと判断した画像部分には、前記ＲＧＢ独立γ変換回路（１）のγデータ設定の変調度を下げてドット模様の発生を抑圧するよう適応制御を行うことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項９】
前記映像特徴検出回路（６）では、入力映像信号の画像の平坦部を検出するようにしたことを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１０】
前記γ変調度制御判断回路（７）は、入力される映像信号から、液晶パネルのほぼ正面方向以外の視野角において生じる透過率の階調特性の乱れである階調反転の発生しやすい階調もしくは色であることと、前記映像特徴検出回路（６）から入力される画像の平坦部であることにより演算し、視野角改善効果が大きい画像部分であることを判断することを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１１】
前記映像特徴検出回路（６）は、入力映像信号の画像の輪郭部および高周波成分部を検出することを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１２】
前記γ変調度制御判断回路（７）は、入力される映像信号からドット模様の発生しやすい階調もしくは色であることと、前記映像特徴検出回路（６）から入力される画像の輪郭部もしくは高周波成分部であることにより演算し、ドット模様の発生を抑圧すべき画像部分であることを判断することを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１３】
さらに、入力映像信号に対してＲＧＢ独立に信号処理を行うＲＧＢ独立信号処理回路（８）を備え、前記視野角適応制御回路（３４）により設定するγデータ設定のγ変調度合いに応じて、前記ＲＧＢ独立信号処理回路（８）の色信号のゲインおよび色相を制御することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の駆動装置。
【請求項１４】
前記ＲＧＢ独立信号処理回路（８）は、前記視野角適応制御回路（３４）で設定する複数のγデータから演算により求めたγ特性と所望のγ特性との各階調での差異に応じて、色信号の色相とゲインを制御することを特徴とする請求項１３記載の液晶表示装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＮ液晶（ツイスティッドネマティック液晶）の液晶表示装置の駆動回路と、液晶表示装置に入力する映像信号の信号処理に関するものであり、特に信号処理や駆動方法により、液晶表示装置の視野角特性を拡大制御することのできる液晶表示装置の信号処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ＴＶ等において多く使用されているＴＮ液晶方式は、液晶のもつ屈折率異方式や捻じり配向等により、液晶層を通過する光はその方向や角度によりさまざまな複屈折効果を受け複雑な視野角依存性を示し、例えば一般的には上方向視角では画面全体が白っぽくなり、下方向視角では画面全体が暗くなり、かつ画像の低輝度部で明暗が反転してしまうという現象が発生する。
【０００３】
この様な視野角特性については、さまざまな方法により輝度、色相、コントラスト特性、階調特性等について広視野角化する技術が数多く開発されている。
【０００４】
このような技術としては、液晶パネルそのものに対する改良や、光学的部材を用いるものが非常に多く一般的であるが、ＴＦＴ工程や液晶パネル工程が複雑とならず、歩留まりの低下やコスト増大を引き起こさない方法として、外部回路の信号処理のみで広視野角化を図る技術についても示されている。これは、液晶セルの印加電圧に対する透過率特性（以下、Ｖ−Ｔ特性と表記）の視角依存性を利用し、入力信号に対する階調電圧変換特性（以下、γ特性と表記）を、複数用意し所定の間隔でこの切換え制御を行いながら液晶を駆動することにより、複数の特性が視覚的に合成され視野角特性を向上させるという技術であり、例えば、特開平７−１２１１４４号公報「液晶表示装置」、特開平９−９０９１０号公報「液晶表示装置の駆動方法および液晶表示装置」等に示されている。
【０００５】
このような従来の外部信号処理による広視野角化液晶表示装置の例を図１４に示す。図１４では、ＲＧＢ画像信号を入力として互いに異なる複数のγ特性を有するγ変換回路γ１、γ２と、このγ特性を画像信号のｎフレーム毎（ｎは自然数で、ｎ≧２）に切換え制御する手段とを含み、γ変換手段の出力に応じて液晶駆動をなすようにしたもので、γ特性の切換えパターンとしては図１５に示すようにＲＧＢトリオを１単位として交互にかつ、連続するｎフレームの対応画素には同一のγ特性に対応した表示電圧でかつ互いに極性が異なる表示信号電圧を印加するように構成したものである。ここで、図１６に示すように二つのγ特性は異なる視野角が最適視野になるよう、例えば、γ１は上視野１０゜に最適化し、γ２は下視野１０゜に最適化してγ特性は固定し、前記切換えパターンで変調することにより上下１０゜程度最適階調特性を広げるよう動作させるというものである。
【０００６】
このように従来技術では、外部回路の信号処理のみで視野角特性を拡大する（視野角特性を改善する）技術としては、固定的に設定された複数のγ特性を変調する方式が手法として開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例においては、視野角を広げる為に設定した複数の異なる特性のγ特性を時空間変調しているが、これはＲＧＢトリオを１単位（一組）としてγの変調を行っているため、ある程度の視野角改善効果を出すためにγの変調度を大きく取る（例えば図１６に示すγ１、γ２を切換え変調する場合の、γ１とγ２のγ特性の差異が大きい）場合、γ特性の変調制御によりその変調パターンがドット状の模様として認識されてしまうという弊害がある。従って、現実には画素数が最低でも例えばＶＧＡ（６４０×４８０画素）程度以上か、もしくは解像度８０ＰＰＩ程度以上の液晶パネルの場合に適用できるものであるということが前提となっている。
【０００８】
また、ある程度の解像度を有する液晶パネルに適用した場合であっても、変調のかけ方や表示する画像によっては、画像のエッジ部分（特に斜め線のエッジ部分）では、凹凸のざらついたエッジになり（斜めの場合はエッジが階段状になり）滑らかさを失った画像に見えてしまう。また、細かい文字や線等においては、かすれた文字となる、あるいは１ピクセルの線であれば点線状に見えてしまうといった弊害が出る場合がある。
【０００９】
さらに、このような課題を解決するにはＲＧＢ各画素単位での変調を行うことが考えられるが、この場合は、変調パターンによっては、逆に悪影響をきたす場合もあるうえ、細かい文字等については、偽色が発生してしまい本来の画像から異なった画像となってしまう場合がある。
【００１０】
このように、信号処理により視野角特性の改善を図る技術においては、視野角改善の改善項目や効果とのトレードオフにより発生する画像への弊害を抑えることが重要であり、この弊害については、入力される画像信号の状態に大きく依存するものであるといえる。しかしながら、従来例においては、このような弊害について、入力される映像信号に応じて適応的に制御する技術の開示は何らされていない。
【００１１】
本発明が解決しようとする第２の課題は、従来例ではγの変調度については、設定後は常に固定値で使用する構成となっているので、画像によっては効果が少なく弊害の方が大きい結果となってしまう場合があることである。現実には表示する映像信号の画像の状態や特徴等により、視野角特性に影響を受けやすい、言い換えれば改善を必要とする画像と、逆に視野角特性に対し比較的影響を受けにくい、言い換えれば効果が少なく弊害の方が多いというような画像もあるが、このようなこと（画像）に対して適応できていないということである。
【００１２】
本発明が解決しようとする第３の課題は、このようなγ変調によって視野角特性の改善を図る技術では、等価的に合成されるγ特性は本来のγ特性から変わってしまうことがあり、これにより、視野角拡大処理を実施しない場合に比べて、本来画質を変化させたくない正面方向の画質までもが変化してしまうことである。
【００１３】
本発明は、このような信号処理や駆動の制御によって視野角特性の改善を図る技術において、上記のような数々の問題を改善することを鑑みてなされたものであり、結果的により解像度の低い液晶パネルにおいても、このような技術を適用できるようにすることを目的とするものである。さらに、入力される信号ソースや、映像の状態に応じて適応制御を行い、変調パターンによるドット模様を目立たせにくくし、エッジ部を滑らかに改善して文字や線のかすれや偽色についても低減することにより、解像度感を改善し見栄えを良好にすることを目的とするものである。また、表示する画像の状態に適応して画質に関わる弊害を抑えて、有効に視野角改善効果を得た良好な表示を行うことを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明は、液晶表示装置用の駆動装置であって、ＲＧＢが独立でかつ各々が複数のγ特性を有するＲＧＢ独立γ変換回路と、前記ＲＧＢ独立γ変換回路の出力を切換えるγ切換え回路と、前記ＲＧＢ独立γ変換回路のγデータ設定と前記γ切換え回路（２）の切換えパターンを制御する視野角適応制御回路と、液晶パネル（４）を備え、前記視野角適応制御回路（３）は、ＲＧＢの各１画素からなるトリオにおいて、γ特性をＲとＢを同一に、ＧをＲＢとは異なるγ特性に設定し、かつ、前記トリオを１単位として前記γ切換えパターンを設定するように制御し、かつ、隣り合う画素が全て異なるγ特性であるように制御することにより、画質の劣化なく視野角特性を向上するようにしたものである。
【００１５】
また、映像信号の特徴に応じて、ＲＧＢ各画素単位での変調パターンか、ＲＧＢトリオ単位での変調パターンかを使い分けて、入力信号に最適化させるようにしたものである。
【００１６】
また、第２の課題に対しては、映像特徴検出回路から得られた画像輪郭部や高周波成分や平坦性などの映像特徴情報と入力信号の階調性や色信号とにより、弊害を抑えて効果的に制御するようγの変調度を制御するようにしたものである。
【００１７】
さらに、第３の課題に対しては、制御されるγの変調特性に応じて、入力映像信号の色信号やγ特性等の各パラメータを適応的に制御することにより映像信号を補償制御するようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図を示し、図１の本液晶表示装置において、１は入力される映像信号データを液晶パネルのＶ−Ｔ特性より必要な所定の印加電圧に変換するような複数のγ特性を、ＲＧＢ個別に設定することのできるＲＧＢ独立γ変換回路であり、２はこれを所望の視野角特性になるよう所定の画素パターンでＲＧＢ独立に切換え制御を行うγ切換回路であり、３は入力される液晶パネル画素配列情報により使用する液晶パネルの画素配列を考慮して最適なパターンで、前記ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定と前記γ切換回路２に対する切換え制御を行い、γの変調制御を行うように構成された視野角適応制御回路であり、４はＴＮ液晶で所望の方向に対し視野角依存性が大きくなるよう配向制御されている液晶パネルである。
【００２０】
以上のように構成された液晶表示装置について、図１および図６、図７、図１５を用いてその動作を説明する。
【００２１】
まず、ＲＧＢ独立γ変換回路１は、複数のパラメータによる演算方式によりγ変換処理を行う回路がＲＧＢ３系統あり、各パラメータはＲＧＢ各々に対しγ１とγ２の各設定を行える構成となっている。γ変換処理についてはＲＯＭテーブル方式としてもよいし、部分的にＲＯＭテーブル方式と組み合わせることにより、γ特性の部分的な曲線化が行えパラメータによる演算での直線近似だけの場合より更に精度を高めたγ変換回路としてもよい。ここで、理想的なγ特性は液晶表示装置のカラーフィルタやバックライト等の特性から、ＲＧＢ信号間で全階調においてγ特性が一致してはおらず色シフト特性を持っているため、色相変化等の発生を抑えて視野角制御を行うには、ＲＧＢのγ特性は個々に、さらには階調に応じても最適値に設定される必要がある。したがって、このように個別に制御できる構成としている。
【００２２】
ＲＧＢ独立γ変換回路１より出力された信号は、γ切換回路２でＲＧＢ個別に切換え制御されγ変調制御された映像信号として、液晶パネル４のソースドライバーヘ入力され液晶画素が駆動される。視野角適応制御回路３は、前記従来例でも示してあるように、γ１特性とγ２特性を時空間変調するようにγ切換回路２とγ１、γ２の各パラメータを制御するよう動作するものであるが、このγ変調の２次元方向（１フレーム内画面）の変調（切換え）パターンについて、液晶パネル４の画素配列情報により、以下に述べるように最適な処理を施すものである。
【００２３】
従来例においては、図１５に示すようにＲＧＢトリオを１単位として、ＲＧＢ一組はγ１もしくはγ２の同一の特性を設定する変調パターンとしているが、本実施の形態１では、図７中ｂに示すようにＲＧＢの各画素を１単位として変調パターンを設定する。ここで特に、液晶パネルの画素配列を考慮してその変調パターンの組合せを決定する。例えば、液晶パネルの画素配列が図７中ａのようにストライプ型で左から順にＲＧＢ、ＲＧＢ、ＲＧＢと配列されていたとしてγ変調を市松状のパターンにするとすれば、図７中ｂのようにＲ、Ｂがγ１の場合にＧをγ２の特性となるようにＧのみを常に逆相で制御する。このようにストライプ型の１画素を構成する画素配列の中央を逆相にすることで、γ１とγ２は最小画素単位で市松状のパターンとすることができる。
【００２４】
また、輝度信号＝０．５９Ｇ＋０．３Ｒ＋０．１１Ｂであることから、Ｇのみを逆相とすることにより、輝度信号に対する影響度の高いＧをＲ、Ｂに対して逆相とすることにより、輝度信号に対する影響をほぼ均等配分（最も輝度差を小さく）することができ有利となる。
【００２５】
従って、画素配列が上記のように順にＲＧＢ、ＲＧＢ、ＲＧＢと、輝度信号に対する影響度の高いGが画素配列の中央に配列されている場合が最も有効であると考えられる。よって、液晶パネル４のカラーフィルタについては、このように画素配列されたものを利用するようにすればよい。カラーフィルタがこの配列でない液晶パネルの場合においては、図６に示すように、γ切換回路２の出力部にＲＧＢ各信号の遅延制御回路９を設けて、入力される液晶パネル画素配列情報により、視野角適応制御回路３で上記画素配列順と同一となるように、ＲＧＢの遅延制御を行うことにより、この最適組合せによるＲＧＢ各画素が独立したγの変調制御を行うことができる。（すなわち、入力される液晶パネル画素配列情報に基づいて、視野角適応制御回路３が、液晶パネル４への信号入力タイミングを遅延制御回路９でＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対して制御することで、Gを論理的に画素配列の中央に配列したのと同様の出力（表示）をすることができ、この場合においても、ＲＧＢ各画素が独立したγの変調制御を行うことができる。）
【００２６】
このように、信号処理で行える最小単位であるＲＧＢ各画素単位での変調パターンとすることにより、変調パターンを小さくすることができ、パターン模様（市松状の場合はドット模様）を細かくすることができるため、ＲＧＢトリオを１単位として変調する場合に比べて、低い解像度の液晶パネルにおいてもγ変調による視野角拡大技術を適用することが可能となる。
【００２７】
なお、本実施の形態１および以降の実施の形態ではγ特性としてγ１とγ２の２種類のみの切換えとして説明しているが、３つ以上のγ特性を切換えることも同様に可能であり、例えば３つのγ特性を各ＲＧＢ画素各々に割り当てて変調するような場合は、視野角拡大効果とそのパターンが目立ちやすくなるという弊害のトレードオフに対して、その中庸的な状態とすることができ有効である。
【００２８】
以上の説明のように、視野角拡大制御におけるγ特性の変調（切換え）パターンを、液晶パネルの画素配列に応じて適応的に選択し、ＲＧＢ各画素毎の最小パターンで制御する構成としたことにより、制御によるパターン模様が目立ちにくく、解像度感や斜め線等のエッジ部が良好な画質で視野角拡大制御を実現することができるものである。また、従来例に比べて低い解像度の液晶パネルにおいてもγ変調による視野角拡大技術を適用することが可能となる。
【００２９】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図を示し、図２の本液晶表示装置において、１は実施の形態１と同様のＲＧＢ独立γ変換回路であり、２は実施の形態１と同様のγ切換回路であり、３１は入力される液晶パネル画素配列情報と入力ソース種別とその表示領域を示す情報により、入力される映像信号種別に応じて液晶パネルの画素配列を考慮した最適なパターンで、前記ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定と前記γ切換回路２に対する切換え制御を行い、γの変調制御をなすように構成された視野角適応制御回路であり、４は実施の形態１と同様の液晶パネルである。
【００３０】
以上のように構成された液晶表示装置について、図２を用いてその動作を説明する。
【００３１】
液晶パネル４に表示する映像信号の映像特徴については、一般に信号ソースの種別に依存するところが大きい。例えばパーソナルコンピュータの画面やカーナビゲーション画面のような入力信号の場合は、文字や線が多く表示され、入力信号のダイナミックレンジが大きく、信号成分は比較的高輝度もしくは低輝度に偏っていることが多くコントラストの高い信号が多い。また画像の速い動きは比較的少ないと言える。一方、ＴＶやビデオ信号等の自然画映像信号では逆に中間調に集中している場合や、映像シーンによっては高輝度に集中している場合、低輝度に集中している場合のように様々であり、画像の動く速さに関しても様々であると言える。
【００３２】
従って以上のような点を考慮すれば、このような入力される映像信号ソースの種別に応じて、実施の形態１で示したようにＲＧＢ各画素単位で変調パターンを設定するのか、従来例のようにＲＧＢトリオを１単位として変調パターンを設定するのかを選択することで、簡易的ながらも有効な変調パターンの使い分けを行うことができることになる。
【００３３】
具体的には、パーソナルコンピュータやカーナビゲーション信号入力の場合は、細かな文字や線が多いため、実施の形態１の変調パターンを適用すると、実施の形態３で詳細を説明する偽色の影響を受けやすい。また、ダイナミックレンジが大きくコントラストの高い信号が多いため、視野角による階調反転等の画質に対する影響は比較的少ない。このような理由から、従来通りのＲＧＢトリオを１単位として変調を行うパターンが適していると考えられる。
【００３４】
一方、ＴＶ信号やビデオ信号の場合は、動きが速い、自然画が多い等といった理由から、比較的偽色が目立ちにくい、あるいは偽色の発生よりは解像度感や滑らかさが比較的優先されるといった考え方ができるので、この場合は実施の形態１で説明したＲＧＢ各画素単位での変調パターンを設定する方式が適しているといえる。
【００３５】
本実施の形態２では、視野角適応制御回路３１に対し入力される入力ソース種別信号により、上記説明のような判断を行い、パーソナルコンピュータやカーナビゲーション信号入力の場合は従来通りにＲＧＢトリオを１単位として変調を行い、ＴＶやビデオ信号の場合は、液晶パネル画素配列情報を基に実施の形態１で説明したような処理を行うように、γ変調パターンを適宜選択し、ＲＧＢ独立γ変換回路１およびγ切換回路２に対してγ変調パターンを制御するものである。
【００３６】
尚、複数画面を表示するシステムにおいて、視野角適応制御回路３１に対し入力ソース種別信号とその表示範囲を示す情報を与え、各表示画面毎に独立した制御が出来る様に構成しておけば、２画面表示機能付き車載ＴＶ等においてＴＶ表示とカーナビゲーション表示を同時表示する場合の例などにおいて、各々の画像特性に適した変調パターンで表示することができるようになる。
【００３７】
また、実施の形態４のように映像特徴検出回路６を備えて、表示する映像信号が偽色の発生よりも解像度感や滑らかさを重視すべき画像の場合は、実施の形態１のＲＧＢ各画素単位での変調パターンを実施し、逆に、偽色の発生が問題となる画像の場合は従来例で示しているようなＲＧＢトリオを１単位とする変調パターンを実施するように、使い分けを行うことも同様に考えられる。
【００３８】
以上の説明のように、入力信号ソースの種別に応じて、変調パターンを適応的に選択することにより、非常に簡単に映像特性に適応した効果的な視野角拡大制御を実現することができる。
【００３９】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における駆動方法を行う液晶表示装置の溝成ブロック図を示し、図３の本液晶表示装置において、１は実施の形態１と同様のＲＧＢ独立γ変換回路であり、２は実施の形態１と同様のγ切換回路であり、５は入力映像信号から偽色の発生し易い画像部分とその程度を検出する偽色検出回路であり、３２は入力される偽色検出情報と液晶パネル画素配列情報とにより、液晶パネル４の画素配列を考慮した最適なパターンでかつ偽色発生部では偽色を低減するように、前記ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定と前記γ切換回路２に対する切換え制御を行い、γの変調制御をなすように構成された視野角適応制御回路であり、４は実施の形態１と同様の液晶パネルである。
【００４０】
以上のように構成された液晶表示装置について、図３および図８を用いてその動作を説明する。
【００４１】
まず、実施の形態１で説明したようにＲＧＢ各画素単位で変調パターンを設定するγ変調方法の場合、ＲＧＢトリオを一組とする１画素当たりでホワイトバランスが崩れるため、原理的に偽色を発生してしまうという問題がある。
【００４２】
しかしながら、この偽色については、画像の状態により特に目立ちやすい部分と比較的目立ちにくい部分、あるいは映像によっては目立つものの解像度感の方が優先される部分などがある。一般的には、偽色の最も目立ちやすい部分としては中間調の細密な文字等が考えられ、こういった部分については視野角特性として問題となる階調反転や黒浮き白潰れ等の問題は比較的影響が少ないとも考えられる。
【００４３】
本実施の形態３は、このようなことを考慮し、実施の形態１のようにＲＧＢ各画素単位で変調パターンを設定するγ変調方法の場合に、映像信号の状態に応じて特に偽色の発生を抑制したい部分については、図８中ｂに示すように変調度が小さくなるように抑えることにより、視野角改善効果については低下するものの、偽色の発生という弊害を抑えるように動作させるものである。
【００４４】
よって、偽色検出回路５では入力映像信号から、上記のような部分と判断される信号部分を検出すればよく、具体的には画像のエッジ部分（入力信号の変化量の大きい部分）やインパルス状に信号変化している部分等を検出し、併せてその程度（変化量）を視野角適応制御回路３２に対して出力するようになっている。視野角適応制御回路３２は、実施の形態１で説明したＲＧＢ各画素単位で変調パターンを設定するγ変調制御を行うが、これに加えて、偽色が発生しやすい画像部分であることを示す信号とその程度を示す信号により、図８のように変調度制御を行うよう制御がなされ、ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定をＲＧＢ独立に制御するものである。
【００４５】
ＲＧＢ独立γ変換回路１をＲＯＭテーブル方式とする場合は所定のデータテーブルに切換える動作を行うようにすればよい。
【００４６】
また、以上の説明では、γ切換回路２の切換えパターンの制御については、実施の形態１のＲＧＢ各画素単位で変調するパターン制御と同一とし、視野角適応制御回路３２で偽色発生部のみγの変調度を抑庄して偽色発生を低減するように制御した場合について説明したが、偽色発生部分において実施の形態２で説明したように、従来例のようにＲＧＢトリオを１単位として変調パターンで変調するようにγ切換回路２の切換えパターンを制御することにより、偽色発生を削除することも同様に可能である。この２つの制御方法の使い分けについては、例えば、前述の文字部のように偽色検出回路５で検出される偽色発生の度合いが大きい部分は後者の方法で完全に削除し、自然画のあまり強くないエッジ部などのような偽色発生の度合いがそれ程大きくない部分は、前者の方法で変調度抑圧するといった使い分けが考えられる。
【００４７】
尚、実施の形態５のように信号処理回路８を備え、偽色の発生が問題となるような画像に対しては、エッジ強調のかけ具合を抑制したり、ノイズリダクション処理を強めに設定するような適応制御も信号処理としての効果が得られこの様な信号処理回路８を含むことも有効である。
【００４８】
以上の説明のように、本実施の形態３は、実施の形態１で説明したＲＧＢ各画素単位での変調パターンを適用する場合で、偽色が目立ちやすい細かな文字やビルの画像等のような部分において、適応的に変調度を落として、γ１とγ２の変換データの差異を小さくすること、もしくは部分的にＲＧＢトリオを１単位の変調パターンとすることにより、偽色を小さく抑えた良好な画質で視野角拡大制御を実現することができるものである。
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図を示し、図４の本液晶表示装置において、１は実施の形態１と同様のＲＧＢ独立γ変換回路であり、２は実施の形態１と同様のγ切換回路であり、６は入力映像信号から画像の平坦性や高調波成分部やエッジ部等を検出する映像特徴検出回路であり、７は入力映像信号の信号階調と映像特徴情報から視野角拡大効果の優先度を判断するγ変調度制御判断回路であり、３３はγ変調度制御判断回路７から入力される変調度制御信号に応じて前記ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定の変調度制御と、γ切換回路２の切換えパターンを制御して、γの変調制御をなすように構成された視野角適応制御回路であり、４は実施の形態１と同様の液晶パネルである。
【００４９】
以上のように構成された液晶表示装置について、図４、図８、図９、図１０、図１１を用いてその動作を説明する。
【００５０】
これまで述べてきたように、本発明のようにγ特性を時空間方向に変調することで液晶画素において各視角方向のＶ−Ｔ特性が等価的に合成され改善されることにより、階調反転や白浮き黒潰れ階調特性等の視野角特性を改善する技術においては、そのγ特性の変調度（本発明では、切換えているγ特性γ１とγ２の各階調における差異の大きさ）がある程度大きい方が視野角改善効果は高い。しかしながら、その反面、γ変調によるドット模様（変調パターンの模様）が目立つと同時に、変調パターンによっては実施の形態１から３で述べたような偽色を発生したり、あるいは、ＲＧＢトリオを１単位とする従来同様の偽色の発生しないパターンであっても、エッジ部が凸凹になり滑らかさを失う、細かい文字がかすれる、細線が点線状になる、平坦部でも例えば人の肌のような色の部分では凸凹感、ざらつき感が出るなどといった各種の画質面での弊害がある。
【００５１】
一方、従来例でも示されているように、フィールド方向に変調パターンを逆転することによる空間変調により、これらのドット模様が目立つことに因る各種の弊害は緩和させることができるが、これに伴い視野角改善効果自体も抑制されてしまう。さらに空間変調については、フリッカという新たな弊害を発生しやすくしてしまう恐れがあ。このように、γの変調度については、視野角改善効果とこの処理による画質弊害のトレードオフになるという関係にある。
【００５２】
また、視野角改善は、表示する画像によっては、それ程必要ない画像（視野角特性の影響を受けにくい画像）と非常に効果的な画像とがある。
【００５３】
このように、画像の状態によって視野角改善効果の出易い画像とドット弊害の出易い画像がある。これを入力信号の階調によって判断する場合の一例を図９に示す。
【００５４】
以上のように、映像信号はその信号状態（画像）により、視野角特性として問題となる（改善すべき）画像つまり視野角拡大効果の優先度が高い画像（画像部分）と、視野角特性に対し影響の大きくない（改善する必要がそれ程高くない）画像つまり視野角拡大効果の優先度が低い画像（画像部分）が存在するといえる。
【００５５】
本実施の形態４はこれらを鑑みて、「視野角拡大効果の優先度が高い画像部分」もしくは、「弊害が比較的発生しにくい画像部分」に対しては、図８中ａのように変調度を上げる制御をして視野角改善効果を高めるよう適応制御を行い、逆に「視野角拡大効果の優先度が低い画像部分」もしくは、「弊害が比較的発生し易い画像部分」に対しては、図８中ｂのように変調度を下げる制御をして画質弊害を抑圧するよう適応制御を行うものである。
【００５６】
図４で説明すれば、映像特徴検出回路６で得られた画像特徴と入力信号の階調より、γ変調度制御判断回路７で上記の判断を行い、視野角拡大効果優先度パラメータを視野角適応制御回路３３に対し出力し、これに応じて視野角適応制御回路３３で、図８中ａ、ｂのようにＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定を制御するものである。この変調度強調抑圧処理の概念図を図１０に示す。また、このように変調度を制御したときの具体的なγ特性の一例を図１１に示す。尚、図１１に示すγ特性は、入力データに対する出力データを示したディジタルγ回路の入出力特性を示しており、また、図１１の特性例は、実施の形態５で説明しているように、画質調整用ＲＧＢ独立γ回路を別途備えて画質調整しているシステムにおける変調用γ回路（ＲＧＢ独立γ変換回路）の特性の一例を示したものである。
【００５７】
以下に処理の具体例を変調度強調処理と変調度抑圧処理に分けて説明する。
【００５８】
はじめに、変調度強調処理を行う場合であるが、ここでは「視野角拡大効果の優先度が高い画像部分」について一例を説明する。まず、視野角による画像の劣化として最も大きな問題とされている階調反転があげられる。一般的には、下視角方向からの低輝度域での反転や、上視角方向からの高輝度部での反転が問題とされている。これを示した一例が図９中ａである。また、これらは画像としてはある程度平面的な部分でより目立ちやすく問題視される。
【００５９】
この例について図４に基づいて説明すれば、ＲＧＢ各入力信号の階調がいずれも前記のような所定の低階調域や高階調域に該当する場合や図９中ａで効果が高い階調部分に該当する場合で、かつ、これに加えて映像特徴検出回路６で所定の期間で平坦性が検出された場合等には、γ変調度制御判断回路７において、前記の「視野角拡大効果の優先度が高い画像部分」に相当すると判断し、図１０の視野角拡大効果優先度パラメータ（横軸）を標準より高く設定する。ここで、重要なことは、図１０の横軸に相当する視野角拡大効果優先度パラメータに対してはローパスフィルタを通して連続的に設定するようにし、急激な変化を抑えて自然に変調度を変化させるようにすることである。これにより、γ変調度制御判断回路７での適応制御判断に誤動作があっても適応制御に伴う激しい変調度変化等の弊害を軽減し、違和感のない制御にすることができる。
【００６０】
この強調処理例では、「視野角拡大効果の優先度が高い画像部分」について一例を説明したが、このほかにも、入力映像信号と映像特徴情報の同様なパラメータを基にしたこれ以外の判断基準による視野角拡大効果優先度パラメータの設定を行うことも考えられる。また、「弊害が比較的発生しにくい画像部分」という側面に着目してγ変調度制御判断回路７で視野角拡大効果優先度パラメータを設定することもできる。但し、「弊害が比較的発生しにくい画像部分」という側面だけに着目すると、例えば薄い色合いの中間調平坦部等のように効果を必要とするが弊害も発生しやすいような場合もあり、これらは、適宜総合的に判断して視野角拡大効果優先度パラメータの設定をする必要がある。また、上記の強調処理例では改善したい視野角特性として階調反転を重視して適応制御を行う例を示したが、これ以外の視野角特性の改善項目を重視する場合であれば、それに応じた判断基準により視野角拡大効果優先度パラメータの設定をする必要がある。
【００６１】
つぎに、変調度抑圧処理を行う場合であるが、ここでは「弊害が比較的発生し易い画像部分」について一例を説明する。弊害の主なものとしてはこれまでに説明してきたようにγ変調によるドット模様が画像のエッジ部分で凸凹状になってしまい、荒いエッジ（ギザギザのエッジ）に見えてしまうことがあげられる。これは特に斜めのエッジ部で影響が大きい。細かい文字がかすれたり１ピクセルの細線が点線に見えるのも同様の原因によるものである。このように、画像のエッジ部分、中間調のインパルス的信号などは弊害が発生しやすいと考えられる。また、画像の高周波成分部すなわち細かい絵柄の画像部分については、ドット模様が画像に重なったりすると画像に対する影響が大きい。このような「弊害が比較的発生し易い画像部分」について、階調信号のみで判断するのは多少難しい面があるが一例を図９中ｂに示す。よって、抑圧処理の場合は映像特徴検出回路６で検出される映像情報を重視して判断することになる。
【００６２】
また、一般的に、中間調ではない濃い色をもつ平坦部などでは、「視野角拡大効果が比較的小さい画像部分」ということができる。このような画像部分では、弊害を抑えるために変調度は低めに制御すべきであると考えられる。
【００６３】
この例について図４に基づいて説明すれば、ＲＧＢ各入力信号の階調が前記強調処理における判断に用いた階調ではない階調域に該当した場合あるいは図９中ｂで弊害が出易い階調部分に該当する場合で、かつ、これに加えて映像特徴検出回路６で画像のエッジ部もしくは、所定の期間で信号の高周波成分部を検出された場合等には、γ変調度制御判断回路７において、前記の「弊害が比較的発生し易い画像部分」に相当すると判断し、図１０の視野角拡大効果優先度パラメータ（横軸）を標準より低く設定する。この場合も、視野角拡大効果優先度パラメータに対してはローパスフィル夕を通して連続的に設定するようにし、急激な変化を抑えて自然に変調度を変化させるようにする。
【００６４】
この抑圧処理例では、「弊害が比較的発生し易い画像部分」について一例を説明したが、このほかにも、入力信号と映像特徴情報の同様なパラメータを基にしたこれ以外の判断基準による視野角拡大効果優先度パラメータの設定を行うことも考えられる。また、「視野角拡大効果の優先度が低い（視野角拡大効果が小さい）画像部分」という側面に着目してγ変調度制御判断回路７で視野角拡大効果優先度パラメータを設定することもできる。但し、前記強調処理の場合と同様に、「弊害が比較的発生し易い画像部分」という側面と「視野角拡大効果の優先度が低い（視野角拡大効果が小さい）画像部分」という側面は必ずしも一致しない場合もあるので、これらは、適宜総合的に判断して視野角拡大効果優先度パラメータの設定をする必要がある。また、この抑圧処理の例でも主に改善したい視野角特性として階調反転を重視して適応制御を行うことを前提とした弊害抑圧を示したが、これ以外の視野角特性の改善項目を重視する場合であれば、それに応じた判断基準により視野角拡大効果優先度パラメータの設定をする必要がある。
【００６５】
尚、本実施の形態４は、実施の形態１および３で説明したようなＲＧＢ各画素を１単位とする変調パターンの場合だけでなく、いうまでもなく、従来例のようなＲＧＢトリオを１単位とする変調パターンの場合であっても同様に実施できるものである。
【００６６】
以上の説明のように、本実施の形態４は、視野角改善をその目的に応じて、画像の特に改善したい部分あるいは有効な部分にのみ変調度を上げて視野角改善効果を高めること、あるいは、目的の視野角改善には比較的無関係で弊害の方が大きくなってしまうような画像部分に対しては、変調度を下げて弊害を抑えることを、違和感無く自然な適応制御で行い効果的な視野角改善制御が可能となるものである。
【００６７】
（実施の形態５）
図５は本発明の実施の形態５における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図を示し、図５の本液晶表示装置において、１は実施の形態１と同様のＲＧＢ独立γ変換回路であり、２は実施の形態１と同様のγ切換回路であり、８は入力映像信号に対し色ゲインおよび色相制御もしくは画質調整用γ変換処理を行うＲＧＢ独立信号処理回路であり、３４は前記ＲＧＢ独立γ変換回路１に対するγデータ設定を行うと同時にＲＧＢ独立信号処理回路８に対しγ設定情報を出力し、γ切換回路２に対する切換えパターン制御を行ってγの変調制御をなすように構成された視野角適応制御回路であり、４は実施の形態１と同様の液晶パネルである。
【００６８】
以上のように構成された液晶表示装置について、図５、図１２および図１３を用いてその動作を説明する。
【００６９】
これまで述べてきたように、このように信号処理によりγ特性を時空間変調して視野角特性を改善する方式には、様々な弊害があり視野角改善効果とトレードオフとなっているものが多い。
【００７０】
本来、視野角特性を改善する（視野角を拡大する）ということは、正面視角方向以外の角度からの視覚特性を改善することが目的である。よって、もともと良好な正面視角方向からの視覚特性は視野角改善処理の有無で変化しないことが望まれる。しかしながら、本技術がγ特性を時空間方向に変調することで、液晶画素において各視角方向のＶ−Ｔ特性が等価的に合成され、人間の眼の積分効果とあいまってトータル的に改善されるという原理からも解るように、γの変調特性（切換える複数のγの特性）によっては、図１２中ａに示す等価的なγ特性（γ１とγ２を合成したものに相当する等価的なγ特性）の変化によって、正面方向からの視覚特性が本来の特性から異なってしまう場合がある。このような場合、特に中間調の輝度をもつやや薄い色の平坦部等において色が薄くなったり、色相がやや変わってしまって見えるといった形で表れてくる。つまり、図１２中ａのようなγ１およびγ２を設定したとすると、その合成の等価的γは点線で示したような特性となるが、これが、図１２中ｂの実線に示すような本来（視野角拡大処理をオフした場合）のγ特性と異なることにより、正面視角方向から上記のような弊害が発生してしまう場合があるのである。
【００７１】
本実施の形態５は、このような場合に、これを補償するようにＲＧＢ独立信号処理回路８で、色信号のゲインを補正したり色相を補正する、あるいは画質調整用γ回路で補償するように動作させるものである。
【００７２】
これまでの実施の形態で明らかなように、この弊害についても、変調度が大きいほど影響が大きいため、実施の形態４で説明したような変調度制御を行う場合はこの変調度を考慮した、各階調毎の補正量すなわち各階調毎の本来の特性からの変化量（この場合、本来のγ特性からどの方向に変化したかにより、補正方向が決まる）により、色信号のゲインを補正する方向に補償するよう映像信号処理を行う。つまり、図１２中ｂのＡに相当する階調部分の色信号のゲインは下げる方向に、Ｂに相当する階調部分の色信号のゲインはやや上げるように制御を行う。図１２中ｂで示す本来のγとの差異については、変調特性γ１、γ２を設定する際に算出できるので、これによりＲＧＢ独立信号処理回路８で各階調ごとに変調度を考慮した補正をかけることが可能である。
【００７３】
また、色相については、本技術が視野角特性のＲＧＢ色シフト特性を持っていることに対応し、ＲＧＢ各信号で独立のγ変調制御を行うことを基本にしていることに起因して、変調度がＲＧＢで異なる場合に同様の理由による色相変化が発生する場合がある。この場合も、同様にＲＧＢ個々に本来のγ特性との差異から補償することができ、色相の変化を抑制することができる。
【００７４】
ここで重要なことは、本実施の形態５で示した補償については、あまり過度に行うと本来のγ変調による視野角改善の目的と効果が崩れてしまうので、適度な範囲で行うよう考慮が必要なことである。
【００７５】
尚、図５では入力映像信号としてＲＧＢ信号が入力される場合を示しているが、Ｙ色差信号が入力され色信号処理部でこのような処理を行うことも同様に考えられる。
【００７６】
次に、同様の課題に対する別の解決手段として、ＲＧＢ独立信号処理回路８に（γ変調用の）前記ＲＧＢ独立γ変換回路１とは別に、画質調整用ＲＧＢ独立γ変換回路を備えて、画質調整用のγ特性を調整することにより同様の効果を得る処理も考えられる。この場合は、図１２中ｂがγ特性そのものであるので、画質調整用γ回路ではこれを補正するように図１３のように制御すればよい。この画質調整用γについてもγ特性をＲＧＢで異なる設定にできるよう構成する必要があり、γ特性がＲＧＢで異なる設定の場合にＲＧＢ個々に最適な処理を行い補償することができる。この場合も補償については、あまり過度に行うと本来のγ変調による視野角改善の目的と効果が崩れてしまうので、適度な範囲で行うよう考慮が必要である。
【００７７】
さらに、この例のように画質調整用γ回路をγ変調用のγ回路とは別に持つことは、本実施の形態５で説明している課題に対してだけでなく、このような信号処理によりγ特性を時空間変調して視野角特性を改善する方式を容易に実現する構成としても有効である。すなわち、γ変調用のγ回路をオフ（γ＝１の設定で変調を行わない）としておいた状態で、画質調整用γ回路でトータルシステムの画質を調整する（画作りを行う）ような制御構成にしておいて、視野角改善制御を行う場合は、変調用γ回路（ＲＧＢ独立γ変換回路）では本来のγ特性を変えないように変調時の合成γができるだけγ＝１．０となるように制御することを基本制御方法にしておく。このような構成としておくことで、視野角改善時のγの変調データを設定する場合についても、画質に関して考慮する必要がなく設定しやすく、本実施の形態の補償についても図１３のように補償量を算出しやすい。
【００７８】
以上の説明のように、本実施の形態５では、正面視角方向からの画質を、本来の画質から大きく変化させることなく良好な表示を行うことができ、違和感のない視野角改善を行うことが可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、このような信号処理や駆動の制御によって視野角特性の改善を図る技術において、変調パターンによるドット模様を最小化することで目立ちにくくすることができ、エッジ部を滑らかに改善して文字や線のかすれについても低減することにより解像度感を改善し、これに伴う偽色等の弊害も効果的に抑制して見栄えの良好な画質とすることが可能となる。これにより、より解像度の低い液晶パネルにおいても、このような技術を適用することができるようになる。さらに、表示する映像信号の特性に最適化させて変調パターンを使い分けることにより、入力がビデオやＴＶ信号であってもコンピュータ画像やカーナビ画像信号であっても、それぞれ効果的に使用できるようになる。
【００８０】
また、視野角改善効果とその弊害について、表示画像の特徴や状態に応じて適応的に自然に変調度を変化させることで、適応処理による悪影響が少なく視野角拡大処理に伴う画質劣化等の弊害を抑えた効果的な視野角拡大制御を実現することができる。
【００８１】
さらに、γ特性の変調状態によって発生する、正面視角方向からの色の濃さや色相や階調特性等の画質変化を低く抑え、処理の有無による違和感の少ない良好な画質で視野角拡大制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態２における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態３における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図４】  本発明の実施の形態４における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図５】  本発明の実施の形態５における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図６】  本発明の実施の形態１における駆動方法を行う液晶表示装置の構成ブロック図である。
【図７】  本発明の実施の形態１から３における駆動方法のγ変換回路における１画面内のγ切換パターンの一例を示す模式図である。
【図８】  本発明の実施の形態３、４における駆動方法のγ変換回路におけるγの変調度制御の一例を示す特性図である。
【図９】  本発明の実施の形態４における駆動方法のγ変調処理による効果と弊害の階調特性の一例を示す特性図である。
【図１０】  本発明の実施の形態４における駆動方法の変調度強調抑圧処理の概念図である。
【図１１】  本発明の実施の形態４における駆動方法の変調度制御によるγ特性の制御の一例を示す特性図である。
【図１２】  本発明の実施の形態５における駆動方法のγの変調によるγ特性の変化の一例を示す特性図である。
【図１３】  本発明の実施の形態５における駆動方法の画質調整用γにおける補償の一例を示す特性図である。
【図１４】  従来例の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】  従来例の液晶表示装置の構成で示されている切換えパターンを示す模式図である。
【図１６】  従来例の液晶表示装置のγ変調特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１  ＲＧＢ独立γ変換回路
２  γ切換回路
３、３１、３２、３３、３４  視野角適応制御回路
４  液晶パネル
５  偽色検出回路
６  映像特徴検出回路
７  γ変調度制御判断回路
８  ＲＧＢ独立信号処理回路
９  遅延制御回路
【図１】
0004044347.tif 000002
【図２】
0004044347.tif 000003
【図３】
0004044347.tif 000004
【図４】
0004044347.tif 000005
【図５】
0004044347.tif 000006
【図６】
0004044347.tif 000007
【図７】
0004044347.tif 000008
【図８】
0004044347.tif 000009
【図９】
0004044347.tif 000010
【図１０】
0004044347.tif 000011
【図１１】
0004044347.tif 000012
【図１２】
0004044347.tif 000013
【図１３】
0004044347.tif 000014
【図１４】
0004044347.tif 000015
【図１５】
0004044347.tif 000016
【図１６】
0004044347.tif 000017