JP7164462B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置に関する。
従来、液晶表示装置のコントラストを向上させる技術として、2枚の表示パネルを重ね合わせて、入力画像データに基づいて、それぞれの表示パネルに画像を表示させる技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。具体的には例えば、表示面側と背面側とに配置された2枚の表示パネルのうち、表示面側に配置された表示パネルにカラー画像を表示し、背面側に配置された表示パネルに白黒画像を表示することにより、コントラストの向上を図るものである。
特開2008-191269号公報
上記従来の液晶表示装置では、階調表現が不足する場合に、表示画像に筋状の階調不連続領域が生じることがある。また、このような階調不連続領域の発生を抑制すべく、階調表現を拡張する拡張処理を実行した場合、表示画像にちらつきや表示ムラなどの表示品位の不良が生じるという問題が生じていた。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、表示品位の不良の発生の抑制とを両立することにある。
上記課題を解決するために、本開示に係る液晶表示装置は、複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示する液晶表示装置であって、第1の画像を表示する第1の表示パネルと、前記第1の表示パネルの背面側に配置され、第2の画像を表示する第2の表示パネルと、入力画像データを取得し、前記入力画像データに基づいて、前記第1の画像に対応する第1の画像データと、前記第2の画像に対応する第2の画像データと、を生成する画像処理部と、を含み、前記画像処理部は、前記入力画像データを用いて、nビットよりも大きいビット数のガンマ処理済み画像データを生成し、ガンマ処理済み画像データを用いて生成された画像データ、又はガンマ処理済み画像データに対し、nビットで階調表現を拡張する拡張処理を、限られた階調範囲内において行う。
本開示に係る液晶表示装置によれば、複数の表示パネルを重ね合わせて構成された液晶表示装置において、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、表示品位の不良の発生の抑制とを両立することができる。
図1は第1の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す模式的な平面図である。 図2は第1の実施形態に係る第1の表示パネルの概略構成を示す模式的な平面図である。 図3は第1の実施形態に係る第2の表示パネルの概略構成を示す模式的な平面図である。 図4は図2及び図3のA-A´断面を示す模式的な断面図である。 図5は第1の実施形態に係る液晶表示装置の画素配置の他の例を示す模式的な平面図である。 図6は第1の実施形態に係る画像処理部の構成を示す模式的なブロック図である。 図7は第1の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。 図8は第1の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。 図9は第1の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。 図10は第1の実施形態に係る画像処理部の他の構成例を示す模式的なブロック図である。 図11は第1の実施形態における入力画像データの入力階調に対する、第1の画像データと第2の画像データの出力階調を示すグラフである。 図12はディザリング処理の一例を示す模式図である。 図13はディザリング処理の一例を示す模式図である。 図14はフレームレートコントロール処理の一例を示す模式図である。
本開示の第1の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。本実施形態に係る液晶表示装置は、画像を表示する複数の表示パネルと、それぞれの表示パネルを駆動する複数の駆動回路(複数のソースドライバ、複数のゲートドライバ)と、それぞれの駆動回路を制御する複数のタイミングコントローラと、外部から入力される入力画像データに対して画像処理を行い、それぞれのタイミングコントローラに画像データを出力する画像処理部と、複数の表示パネルに背面側から光を照射するバックライトと、を含んでいる。表示パネルの数は限定されず2枚以上であればよい。また複数の表示パネルは、観察者側から見て前後方向に互いに重ね合わされて配置されており、それぞれが画像を表示する。以下では、2枚の表示パネルを備える液晶表示装置10を例に挙げて説明する。
図1は、本実施形態に係る液晶表示装置10の概略構成を示す模式図である。図1に示すように、液晶表示装置10は、液晶表示装置10全体の表示面側に配置された第1の表示パネル100と、第1の表示パネル100より背面側に配置された第2の表示パネル200と、第1の表示パネル100に設けられた第1のソースドライバ120及び第1のゲートドライバ130を制御する第1のタイミングコントローラ140と、第2の表示パネル200に設けられた第2のソースドライバ220及び第2のゲートドライバ230を制御する第2のタイミングコントローラ240と、第1のタイミングコントローラ140及び第2のタイミングコントローラ240に画像データを出力する画像処理部300と、を含んでいる。第1の表示パネル100は入力画像データに基づき生成された第1の画像データに対応する第1の画像(本実施形態においてはカラー画像)を第1の画像表示領域110に表示し、第2の表示パネル200は入力画像データに基づき生成された第2の画像データに対応する第2の画像(本実施形態においては白黒画像)を第2の画像表示領域210に表示する。画像処理部300は、外部のシステム(図示せず)から送信された入力画像データDataを受信し、後述する画像処理を実行した後、第1のタイミングコントローラ140に第1の画像データDAT1を出力し、第2のタイミングコントローラ240に第2の画像データDAT2を出力する。また画像処理部300は、第1のタイミングコントローラ140及び第2のタイミングコントローラ240に同期信号等の制御信号(図1では省略)を出力する。第1の画像データDAT1は第1の画像表示用の画像データであり、第2の画像データDAT2は第2の画像表示用の画像データである。バックライト(図1では省略)は、第2の表示パネル200の背面側に配置されている。画像処理部300の具体的な構成は後述する。なお、本実施形態においては、第1の画像がカラー画像である例を説明するが、第1の画像が白黒画像であってもよい。
図2は第1の表示パネル100の概略構成を示す模式図であり、図3は第2の表示パネル200の概略構成を示す模式図である。図4は、図2及び図3のA-A´線に対応する断面図である。
図2及び図4を用いて、第1の表示パネル100の構成について説明する。図4に示すように、第1の表示パネル100は、背面側、即ちバックライト400側に配置された薄膜トランジスタ基板101と、薄膜トランジスタ基板101よりも表示面側に配置され、薄膜トランジスタ基板101に対向するカラーフィルタ基板102と、薄膜トランジスタ基板101及びカラーフィルタ基板102の間に配置された液晶層103と、を含んでいる。第1の表示パネル100の背面側、即ちバックライト400側には偏光板104が配置されており、表示面側には偏光板105が配置されている。
薄膜トランジスタ基板101には、図2に示すように、第1方向(例えば列方向)に延在する複数のデータ線111と、第1方向とは異なる第2方向(例えば行方向)に延在する複数のゲート線112とが形成され、複数のデータ線111と複数のゲート線112とのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタ113が形成されている。第1の表示パネル100を平面的に見て、隣り合う2本のデータ線111と隣り合う2本のゲート線112とにより囲まれる領域が1つのサブ画素114として規定され、該サブ画素114が行方向及び列方向に複数配置されている。複数のデータ線111は、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線112は、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板101には、サブ画素114ごとに画素電極115が形成されており、複数のサブ画素114に共通する1つの共通電極(図示せず)が形成されている。薄膜トランジスタ113を構成するドレイン電極はデータ線111に電気的に接続され、ソース電極は画素電極115に電気的に接続され、ゲート電極はゲート線112に電気的に接続されている。
図4に示すように、カラーフィルタ基板102には、各サブ画素114に対応して複数の着色部102aが形成されている。各着色部102aは、光の透過を遮断するブラックマトリクス102bで囲まれており、例えば矩形状に形成されている。また、複数の着色部102aは、赤色の材料で形成され、赤色の光を透過する赤色部と、緑色の材料で形成され、緑色の光を透過する緑色部と、青色の材料で形成され、青色の光を透過する青色部と、を含んでいる。赤色部、緑色部、及び青色部は、行方向にこの順に繰り返し配列され、同一色の着色部が列方向に配列され、行方向及び列方向に隣り合う着色部102aの境界部分にブラックマトリクス102bが形成されている。各着色部102aに対応して、複数のサブ画素114は、図2に示すように、赤色部に対応する赤色サブ画素114Rと、緑色部に対応する緑色サブ画素114Gと、青色部に対応する青色サブ画素114Bと、を含んでいる。尚、第1の表示パネル100では、1つの赤色サブ画素114R、1つの緑色サブ画素114G及び1つの青色サブ画素114Bを含んで1つの画素124を構成し、複数の画素124がマトリクス状に配置されている。
第1のタイミングコントローラ140は、周知の構成を備えている。例えば第1のタイミングコントローラ140は、画像処理部300から出力される第1の画像データDAT1と第1制御信号CS1(クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等)とに基づいて、第1の画像データDA1と、第1のソースドライバ120及び第1のゲートドライバ130の駆動を制御するための各種タイミング信号(データスタートパルスDSP1、データクロックDCK1、ゲートスタートパルスGSP1、ゲートクロックGCK1)とを生成する(図2参照)。第1のタイミングコントローラ140は、第1の画像データDA1と、データスタートパルスDSP1と、データクロックDCK1とを第1のソースドライバ120に出力し、ゲートスタートパルスGSP1とゲートクロックGCK1とを第1のゲートドライバ130に出力する。
第1のソースドライバ120は、nビット(本実施形態においては、n=10とする。)で駆動するドライバであり、データスタートパルスDSP1及びデータクロックDCK1に基づいて、第1の画像データDA1に応じたデータ信号(データ電圧)をデータ線111に出力する。第1のゲートドライバ130は、nビット(本実施形態においては、n=10とする。)で駆動するドライバであり、ゲートスタートパルスGSP1及びゲートクロックGCK1に基づいて、ゲート信号(ゲート電圧)をゲート線112に出力する。
各データ線111には、第1のソースドライバ120からデータ電圧が供給され、各ゲート線112には、第1のゲートドライバ130からゲート電圧が供給される。共通電極には、コモンドライバ(図示せず)から共通電圧が供給される。ゲート電圧(ゲートオン電圧)がゲート線112に供給されると、ゲート線112に接続された薄膜トランジスタ113がオンし、薄膜トランジスタ113に接続されたデータ線111を介して、データ電圧が画素電極115に供給される。画素電極115に供給されたデータ電圧と、共通電極に供給された共通電圧との差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライト400の光の透過率を制御することによって画像表示を行う。第1の表示パネル100では、赤色サブ画素114R、緑色サブ画素114G、青色サブ画素114Bそれぞれの画素電極115に接続されたデータ線111に、所望のデータ電圧を供給することにより、カラー画像表示が行われる。尚、第1の表示パネル100は、周知の構成を適用することができる。
次に、図3及び図4を用いて、第2の表示パネル200の構成について説明する。図4に示すように、第2の表示パネル200は、背面側、即ちバックライト400側に配置された薄膜トランジスタ基板201と、表示面側に配置され、薄膜トランジスタ基板201に対向するカラーフィルタ基板202と、薄膜トランジスタ基板201及びカラーフィルタ基板202の間に配置された液晶層203と、を含んでいる。第2の表示パネル200の背面側、即ちバックライト400側には偏光板204が配置されており、表示面側には偏光板205が配置されている。第1の表示パネル100の偏光板104と、第2の表示パネル200の偏光板205との間には、拡散シート301が配置されている。
薄膜トランジスタ基板201には、図3に示すように、列方向に延在する複数のデータ線211と、行方向に延在する複数のゲート線212とが形成され、複数のデータ線211と複数のゲート線212とのそれぞれの交差部近傍に薄膜トランジスタ213が形成されている。第2の表示パネル200を平面的に見て、隣り合う2本のデータ線211と隣り合う2本のゲート線212とにより囲まれる領域が1つの画素214として規定され、該画素214が行方向及び列方向に複数配置されている。複数のデータ線211は、行方向に等間隔で配置されており、複数のゲート線212は、列方向に等間隔で配置されている。薄膜トランジスタ基板201には、画素214ごとに画素電極215が形成されており、複数の画素214に共通する1つの共通電極(図示せず)が形成されている。薄膜トランジスタ213を構成するドレイン電極はデータ線211に電気的に接続され、ソース電極は画素電極215に電気的に接続され、ゲート電極はゲート線212に電気的に接続されている。第1の表示パネル100の各サブ画素114と、第2の表示パネル200の各画素214とは、互いに1対1の関係で配置されており、平面視で互いに重なっている。例えば、図2に示す画素124を構成する赤色サブ画素114R、緑色サブ画素114G及び青色サブ画素114Bそれぞれと、図3に示す3個の画素214それぞれとが平面視で重なっている。尚、図5に示すように、第1の表示パネル100の3個のサブ画素114(赤色サブ画素114R、緑色サブ画素114G、青色サブ画素114B)(図5(a)参照)と、第2の表示パネル200の1個の画素214(図5(b)参照)とが平面視で重なっていてもよい。
図4に示すように、カラーフィルタ基板202には、各画素214の境界部分に対応する位置に、光の透過を遮断するブラックマトリクス202bが形成されている。ブラックマトリクス202bで囲まれた領域202aには、着色部は形成されておらず、例えばオーバーコート膜が形成されている。
第2のタイミングコントローラ240は、周知の構成を備えている。例えば第2のタイミングコントローラ240は、画像処理部300から出力される第2の画像データDAT2と第2制御信号CS2(クロック信号、垂直同期信号、水平同期信号等)とに基づいて、第2の画像データDA2と、第2のソースドライバ220及び第2のゲートドライバ230の駆動を制御するための各種タイミング信号(データスタートパルスDSP2、データクロックDCK2、ゲートスタートパルスGSP2、ゲートクロックGCK2)とを生成する(図3参照)。第2のタイミングコントローラ240は、第2の画像データDA2と、データスタートパルスDSP2と、データクロックDCK2とを第2のソースドライバ220に出力し、ゲートスタートパルスGSP2とゲートクロックGCK2とを第2のゲートドライバ230に出力する。
第2のソースドライバ220は、nビット(本実施形態においては、n=10とする。)で駆動するドライバであり、データスタートパルスDSP2及びデータクロックDCK2に基づいて、第2の画像データDA2に応じたデータ電圧をデータ線211に出力する。第2のゲートドライバ230は、nビット(本実施形態においては、n=10とする。)で駆動するドライバであり、ゲートスタートパルスGSP2及びゲートクロックGCK2に基づいて、ゲート電圧をゲート線212に出力する。
各データ線211には、第2のソースドライバ220からデータ電圧が供給され、各ゲート線212には、第2のゲートドライバ230からゲート電圧が供給される。共通電極には、コモンドライバから共通電圧が供給される。ゲート電圧(ゲートオン電圧)がゲート線212に供給されると、ゲート線212に接続された薄膜トランジスタ213がオンし、薄膜トランジスタ213に接続されたデータ線211を介して、データ電圧が画素電極215に供給される。画素電極215に供給されたデータ電圧と、共通電極に供給された共通電圧との差により電界が生じる。この電界により液晶を駆動してバックライト400の光の透過率を制御することによって画像表示を行う。第2の表示パネル200では、白黒画像表示が行われる。尚、第2の表示パネル200は、周知の構成を適用することができる。
図6は、画像処理部300の具体的な構成を示すブロック図である。画像処理部300は、第2の画像データ生成部320と、ガンマ処理回路321と、階調テーブル324と、逆数乗算回路311と、第1の判別回路312と、第1の処理回路313と、第2の判別回路322と、第2の処理回路323と、を含む。画像処理部300は、nビット(本実施形態においては、n=10とする。)の入力画像データDataに基づいて後述する画像処理を行い、第1の表示パネル100が表示する第1の画像に対応する、nビットの第1の画像データDAT1と、第2の表示パネル200が表示する第2の画像に対応する、nビットの第2の画像データDAT2とを生成する。また、画像処理部300は、第1の画像と第2の画像とを合成した表示画像の合成ガンマ値(γ値)が所望の値(本実施形態においては、γ=2.2とする。)になるように、第1の画像データDAT1の第1の階調と、第2の画像データDAT2の第2の階調とを決定する。
外部のシステムから送信されたnビットの入力画像データDataは、画像処理部300の第2の画像データ生成回路320と逆数乗算回路311とに入力される。なお、入力画像データDataは、例えば輝度情報(階調情報)と色情報とを含んでいる。色情報は、色を指定するための情報であり、例えば、入力画像データDataが10ビットの場合、赤色、緑色、青色を含む複数色それぞれの色を0~1023の値で表すことができる。上記複数色には、少なくとも赤色、緑色及び青色を含み、さらに白色及び/又は黄色が含まれてもよい。以下では、一例として、上記複数色が赤色、緑色及び青色である場合を挙げる。また以下では、入力画像データDataの色情報を、「RGB値」([R値,G値,B値])と称す。例えば、入力画像データDataに対応する色が「白」の場合、赤色の値(R値)は[1023]で表され、緑色の値(G値)は[1023]で表され、青色の値(B値)は[1023]で表される。すなわち、「RGB値」は[1023,1023,1023]で表される。また入力画像データDataに対応する色が「赤」の場合、「RGB値」は[1023,0,0]で表され、入力画像データDataに対応する色が「黒」の場合、「RGB値」は[0,0,0]で表される。
第2の画像データ生成回路320は、10ビットの入力画像データDataを取得すると、入力画像データDataの色情報を示す各色の値(ここではRGB値:[R値,G値,B値])のうち最大値(R値、G値又はB値)を用いて、入力画像データDataを白黒画像データに変換する。具体的には、第2の画像データ生成回路320は、注目画素214に対応するRGB値において、該RGB値のうち最大値を注目画素214の値に設定することにより、入力画像データDataを白黒画像データに変換する。第2の画像データ生成回路320は、白黒画像データに変換された入力画像データDataをガンマ処理回路321に出力する。
ガンマ処理回路321は、入力画像データDataに対し、nビットよりも大きいmビット(本実施形態においては、m=12とする。)に対応する階調テーブル324を参照してガンマ処理を行い、mビットのガンマ処理済み画像データを生成する。例えば、ガンマ処理回路321は、第2の表示パネル200に対応する第2ガンマ特性に基づいて設定された第2ガンマ値γ2を用いて、10ビットの画像データの階調を、12ビットの画像データの階調に変換する。ガンマ処理回路321は、ガンマ処理を施したガンマ処理済み画像データを、逆数乗算回路311、第2の判別回路322、及び第2の処理回路323に出力する。
逆数乗算回路311は、取得した入力画像データDataに対して、ガンマ処理回路321から取得したガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、mビット(本実施形態においては、m=12とする。)の逆数乗算済み画像データを生成する。
第1の判別回路312は、逆数乗算回路311から逆数乗算済み画像データを取得すると、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にあるか否かを判別する。この限られた階調範囲の設定方法と、第1の判別回路312の判別方法につき、以下、図11を用いて説明する。なお、限られた階調範囲とは、全階調範囲を意味せず、例えば、10ビット階調の場合、0~1023までの全階調範囲の内の一部分の階調範囲のみを意味する。
図11は、本実施形態における入力画像データDataの入力階調に対する、第1の画像データDAT1と第2の画像データDAT2の出力階調を示す図である。図11に示す実線は、第1の画像データDAT1の階調特性を示し、図11に示す一点鎖線は、第2の画像データDAT2の階調特性を示す。この図11においては、入力画像データData、第1の画像データDAT1、及び第2の画像データDAT2が、それぞれnビット(本実施形態においてはn=10とする。)の画像データである。
図11に示すように、入力階調が1から256の階調範囲Aにおいて、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となっている。このような範囲では、第1の画像データDAT1において、階調表現が不足する可能性が高い。即ち、表示画像における階調不連続領域が発生しやすい階調領域であることがわかる。
また、図11に示すように、入力階調が128から256の階調範囲Bにおいて、入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5以下となっている。このような範囲では、第2の画像データDAT2において、階調表現が不足する可能性が高い。即ち、表示画像における階調不連続領域が発生しやすい階調領域であることがわかる。
したがって、上記限られた階調範囲としての第1の入力階調範囲の設定例と第1の判別回路312の判別例としては、以下の例を挙げることができる。
(第1の判別回路312の判別例1)
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる階調範囲Aでは、第1の画像データDAT1において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この範囲について積極的に後述する第1の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例1においては、上記限られた階調範囲としての第1の入力階調範囲を、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる入力階調範囲Aに設定する。そして、第1の判別回路312は、mビット(本実施形態においてはm=12とする。)の逆数乗算済み画像データの階調を、nビットに換算した階調が、上記第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
本実施形態においては、mビットが12ビットであり、nビットが10ビットであるため、mビットの逆数乗算済み画像データを、nビットに換算するためには、4で割る必要がある。図11に示す例においては、入力階調が1から256である第1の入力階調範囲において、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となっている。この第1の入力階調範囲における第1の画像データDAT1の出力階調は164から256となっている。そのため、逆数乗算済み画像データの階調を4で割った値が164から256の階調範囲に含まれる場合、即ち、逆数乗算済み画像データの階調が656から1024の範囲に含まれる場合は、第1の判別回路312は、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を出力する。なお、第1の判別回路312は、mビットの逆数乗算済み画像データの階調を用いて判別してもよい。
(第1の判別回路312の判別例2)
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる階調範囲Aでは、第1の画像データDAT1において、階調表現が不足する可能性が高い。また、入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となる階調範囲Cでは、第2の画像データDAT2において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この二つの条件を満たす階調範囲Bについて積極的に後述する第1の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例2においては、上記限られた階調範囲としての第1の入力階調範囲を、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となる入力階調範囲Bに設定する。そして、第1の判別回路312は、mビット(本実施形態においてはm=12とする。)の逆数乗算済み画像データの階調を、nビットに換算した階調が、上記第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
本実施形態においては、mビットが12ビットであり、nビットが10ビットであるため、mビットの逆数乗算済み画像データを、nビットに換算するためには、4で割る必要がある。図11に示す例においては、入力階調が128から256である第1の入力階調範囲において、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満であり、且つ入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となっている。そして、この第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調が181から256となっている。そのため、逆数乗算済み画像データの階調を4で割った値が181から256の階調範囲に含まれる場合、即ち、逆数乗算済み画像データの階調が724から1024の範囲に含まれる場合は、第1の判別回路312は、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を出力する。
第1の処理回路313は、逆数乗算回路311からmビットの逆数乗算済み画像データを取得すると、この逆数乗算済画像データ用いて、nビットの第1の画像データDAT1を生成する。また、第1の処理回路313は、第1の判別回路312の判別結果に応じて、mビットの逆数乗算済み画像データに対して、nビットで階調表現を拡張する第1の拡張処理を行う。
例えば、第1の処理回路313は、第1の判別回路312から、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を取得した場合、12ビットの逆数乗算済み画像データを10ビットの第1の画像データDAT1に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。上記ディザリング処理により、入力画像データDataの12ビットの階調を10ビットで疑似的に表現することが可能となる。図12は、ディザリング処理の一例を示す図である。図12では、10ビットの階調データを8ビットの階調データに変換する場合を示している。上記ディザリング処理は、誤差拡散法を用いてもよい。図13は、誤差拡散法によるディザリング処理の一例を示す図である。誤差拡散法によれば、8ビットの階調データへの変換処理によって生じた誤差を周辺の画素に拡散させるフィードバック処理を行うことにより、画像の品質を向上させることができる。ディザリング処理及び誤差拡散法は、周知の技術を適用することができる。第1の処理回路313は、上記拡張処理を施した10ビットの画像データを、第1の画像データDAT1として第1のタイミングコントローラ140に出力する。
このような構成により、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、ちらつきの発生の抑制とを両立することができる。即ち、第1の処理回路313が、mビットの逆数乗算済み画像データをnビットの第1の画像データDAT1に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。そのため、表示画像における階調不連続領域の発生を抑制することができる。さらに、上記第1の処理回路313による第1の拡張処理は、第1の判別回路312から、逆数乗算済み画像データの階調が限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を取得した場合にのみ行う構成としているため、表示画像におけるちらつきの発生を抑制することができる。従って、本開示に係る液晶表示装置10によれば、表示画像における階調不連続領域の発生の抑制と、ちらつきの発生の抑制とを両立することができるのである。
なお、第1の処理回路313が、第1の判別回路312から、逆数乗算済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果(例えば0)を取得した場合は、上述した第1の拡張処理を行うことなく、例えば、mビットの逆数乗算済み画像データにおける最下の(m-n)ビットの値を切り捨てるか、あるいは最下の(m-n+1)ビットの値に1を加算することにより、mビットの逆数乗算済み画像データをnビットの第1の画像データDAT1に変換して出力する。本実施形態においては、第1の処理回路313は、mビットの逆数乗算済み画像データにおける最下の2ビットの値が所定の値以上の場合は、逆数乗算済み画像データにおける最下の3ビット目に1を加算し、最下の2ビットの値が所定の値未満の場合は、最下の3ビット目に1を加算することなく切り捨てることにより、nビットの第1の画像データDAT1に変換して出力する。
更に本実施形態においては、上述した通り、画像処理部300が、第2の判別回路322と第2の処理回路323とを含む。
第2の判別回路322は、ガンマ処理回路321から出力されたガンマ処理済み画像データの階調が限られた階調範囲にあるか否かを判別する。この限られた階調範囲の設定例と第2の判別回路322の判別例としては、以下の例を挙げることができる。
(第2の判別回路322の判別例1)
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる階調範囲Aでは、第1の画像データDAT1において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この範囲については、少なくとも第2の画像データDAT2の生成に用いられるガンマ処理済み画像データについて積極的に後述する第2の拡張処理を行うことにより、第1の画像と第2の画像との合成画像における階調不連続領域の発生を抑制することが望ましい。そのため、判別例1においては、上記限られた階調範囲としての第2の入力階調範囲を、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる階調範囲Aに設定する。そして、第2の判別回路322は、mビット(本実施形態においてはm=12とする。)のガンマ処理済み画像データの階調を、nビットに換算した階調が、上記第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲に含まれるか否かを示す判別結果を出力する。なお、第2の判別回路322は、mビットのガンマ処理済み画像データの階調を用いて判別してもよい。
本実施形態においては、mビットが12ビットであり、nビットが10ビットであるため、mビットのガンマ処理済み画像データを、nビットに換算するためには、4で割る必要がある。図11に示す例においては、入力階調が1から256である第2の入力階調範囲において、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる。この第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調が6から1023となっている。そのため、ガンマ処理済み画像データの階調を4で割った値が6から1023の階調範囲に含まれる場合、即ち、ガンマ処理済み画像データの階調が24から4092の範囲に含まれる場合は、第2の判別回路322は、ガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する出力階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を出力する。
(第2の判別回路322の判別例2)
上述した通り、入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる階調範囲Aでは、第1の画像データDAT1において、階調表現が不足する可能性が高い。また、入力階調の増加量に対する、出力階調の増加量が2.5未満となる階調範囲Cでは、第2の画像データDAT2において、階調表現が不足する可能性が高い。従って、この二つの条件を満たす階調範囲Bについて積極的に後述する第2の拡張処理を行うことが望ましい。そのため、判別例2においては、上記限られた階調範囲としての第2の入力階調範囲を、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となる入力階調範囲Bに設定する。そして、第2の判別回路322は、mビット(本実施形態においてはm=12とする。)のガンマ処理済み画像データの階調を、nビットに換算した階調が、上記第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲含まれるか否かを示す判別結果を出力する。
本実施形態においては、mビットが12ビットであり、nビットが10ビットであるため、mビットの逆数乗算済み画像データを、nビットに換算するためには、4で割る必要がある。図11に示す例においては、入力階調が128から256である第2の入力階調範囲において、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満であり、且つ入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となっている。そして、この第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調が724から1023となっている。そのため、ガンマ処理済み画像データの階調を4で割った値が724から1023の階調範囲に含まれる場合、即ち、ガンマ処理済み画像データの階調が2896から4092の範囲に含まれる場合は、第2の判別回路322は、ガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する出力階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を出力する。
第2の処理回路323は、ガンマ処理回路321からmビットのガンマ処理済み画像データを取得すると、このガンマ処理済み画像データ用いて、nビットの第2の画像データDAT2を生成する。また、第2の処理回路323は、第2の判別回路322の判別結果に応じて、mビットのガンマ処理済み画像データに対して、nビットで階調表現を拡張する第2の拡張処理を行う。
例えば、第2の処理回路323は、第2の判別回路322から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を取得した場合、12ビットのガンマ処理済み画像データを10ビットの第2の画像データDAT2に変換するとともに、所定のディザパターンを用いて面積方向の平均で階調を拡張する。上記ディザリング処理により、入力画像データDataの12ビットの階調を10ビットで疑似的に表現することが可能となる。第2の処理回路323は、上記拡張処理を施した10ビットの画像データを、第2の画像データDAT2として第2のタイミングコントローラ240に出力する。
このように、第2の処理回路323が、mビットのガンマ処理済み画像データに対して、nビットで階調表現を拡張する第2の拡張処理を行うため、表示画像における階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができる。更に、第2の処理回路323は、第2の判別回路322から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を取得した場合にのみ上記第2の拡張処理を行う構成としているため、表示画像におけるちらつきの発生を抑制しながら、階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができるのである。
なお、第2の処理回路323が、第2の判別回路322から、ガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果(例えば0)を取得した場合は、上述した第2の拡張処理を行うことなく、例えば、mビットのガンマ処理済み画像データにおける最下の(m-n)ビットの値を切り捨てるか、あるいは最下の(m-n+1)ビットの値に1を加算することにより、mビットのガンマ処理済み画像データをnビットの第2の画像データDAT2に変換して出力する。本実施形態においては、第2の処理回路323は、mビットのガンマ処理済み画像データにおける最下の2ビットの値が所定の値以上の場合は、ガンマ処理済み画像データにおける最下の3ビット目に1を加算し、最下の2ビットの値が所定の値未満の場合は、最下の3ビット目に1を加算することなく切り捨てることにより、nビットの第2の画像データDAT2に変換して出力する。
なお、第1の処理回路313、第2の処理回路323における、階調表現を拡張する拡張処理は、上述したディザリング処理に限定されず、例えば、フレームレートコントロール処理であってもよい。図14は、フレームレートコントロール処理の一例を示す図である。例えば、65階調を表す10ビットの画像データを8ビットの画像データで表現する場合、時間軸方向(例えば4フレーム分)で平均化して65階調を表現する。フレームレートコントロール処理は周知の方法を適用することができる。
なお、図6に示す構成においては、画像処理部300が第2の判別回路322と第2の処理回路323を備える構成を例に挙げて説明したが、画像処理部300が第2の判別回路322と第2の処理回路323を備えておらず、ガンマ処理回路321からのガンマ処理済み画像データを10ビットに変換し、第2の画像データDAT2として第2のタイミングコントローラ240に出力する出力回路を別途備える構成としても構わない。ただし、上述した通り、画像処理部300が第2の判別回路322と第2の処理回路323を備える構成とすることにより、表示画像におけるちらつきの発生を抑制しながら、階調不連続領域の発生の更なる抑制を図ることができるため望ましい。
なお、画像処理部300が、図7に示すように、ガンマ処理回路321が出力したガンマ処理済み画像データに対して平滑化処理を行うフィルタ回路325を更に含む構成としてもよい。
フィルタ回路325は、上記ガンマ処理済み画像データを取得すると、該ガンマ処理済み画像データに対して、各フレームにおいて全ての画素214に共通の平均値フィルタを用いて平滑化処理を行う。例えば、フィルタ回路325は、各画素214について、画素214を中心とする縦11画素、横11画素からなる画素領域をフィルタサイズとして、このフィルタサイズ内の輝度の平均値をその画素214の輝度とする処理を行う。フィルタサイズは、11×11の画素領域に限定されないが、各フレームにおいて全ての画素214に対して共通のフィルタサイズに設定される。またフィルタ形状は、正方形に限定されず円形でもよい。上記平滑化処理によれば、高周波成分が削除されるため輝度変化を滑らかにすることができる。フィルタ回路325は、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データを、逆数乗算回路311、第2の判別回路322、及び第2の処理回路323に出力する。
この場合、逆数乗算回路311は、入力画像データDataに対し、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、mビットの逆数乗算済み画像データを生成してもよい。
また、第2の判別回路322は、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲にあるか否かを判別してもよい。第2の判別回路322による判別方法は、上述した通りである。
なお、図7に示した例においては、第2の判別回路322が、上記平滑化処理が施されたガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、図8に示すように、第2の判別回路322が、フィルタ回路325に入力される前のガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。更には、第2の判別回路322が、入力画像データDataの階調が、第2の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。その場合、入力画像データDataがnビットであるため、mビットのガンマ処理済み画像データの階調を、nビットに換算するような処理は不要である。
なお、図6、7に示した例においては、第1の判別回路312が、逆数乗算回路311により出力された逆数乗算済み画像データの階調が、第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、図8に示すように、第1の判別回路312が、入力画像データDataの階調が、第1の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、第1の入力階調範囲の設定方法は上述した範囲と同様に設定すればよい。また、入力画像データDataが第1の入力階調範囲にあるか否かを判別する上では、入力画像データDataがnビットであるため、mビットの逆数乗算済み画像データの階調を、nビットに換算するような処理は不要である。
なお、図6乃至8に示した例においては、画像処理部300が逆数乗算回路311を含み、逆数乗算回路311が、入力画像データに対し、ガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、mビットの逆数乗算済み画像データを生成する例を示したが、本開示はそれに限定されない。
図9に示す例においては、画像処理部300Aは、第2の画像データ生成部320Aと、第2のガンマ処理回路321Aと、第2の階調テーブル324Aと、第1のガンマ処理回路311Aと、第1の階調テーブル314Aと、第1の判別回路312Aと、第1の処理回路313Aと、第2の判別回路322Aと、第2の処理回路323Aとを含む。即ち、図9に示す例においては、画像処理部300Aが逆数乗算回路311を含まない代わりに、第1のガンマ処理回路311A、第1の階調テーブル314Aを含む構成としている。なお、図9に示す例において、第2のガンマ処理回路321A、第2の階調テーブル324Aは、図6等に示したガンマ処理回路321、階調テーブル324と同様の構成であるため、その説明を省略する。なお、図9に示す例においては、第2のガンマ処理回路321Aが行うガンマ処理を第2のガンマ処理とし、第2のガンマ処理回路321Aが出力する画像データを、第2のガンマ処理済み画像データとする。また、第2の判別回路322A、第2の処理回路323Aについても、図6等に示した第2の判別回路322、第2の処理回路323と同様の構成であるため、その説明を省略する。
図9に示す例においては、第1のガンマ処理回路311Aは、入力画像データDataに対し、nビットよりも大きいpビット(本実施形態においては、p=14とする。)に対応する第1の階調テーブル314Aを参照して第1のガンマ処理を行い、pビットの第1のガンマ処理済み画像データを生成する。例えば、第1のガンマ処理回路311Aは、第1の表示パネル100に対応する第1ガンマ特性に基づいて設定された第1ガンマ値γ1を用いて、10ビットの画像データの階調を、14ビットの画像データの階調に変換する。第1のガンマ処理回路311Aは、第1のガンマ処理を施したガンマ処理済み画像データを、第1の判別回路312A、及び第1の処理回路313Aに出力する。
ここで、上述した第1ガンマ値γ1及び第2ガンマ値γ2の設定方法について説明する。例えば、第1ガンマ値γ1及び第2ガンマ値γ2は、カラー画像である第1の画像と、白黒画像である第2の画像とを合成した合成画像の合成ガンマ値が2.2になるように設定される。例えば、第1の表示パネル100の第1ガンマ特性、及び第2の表示パネル200の第2ガンマ特性がともに、ガンマ値2.2の場合、第1の表示パネル100の輝度をLm、第2の表示パネル200の輝度をLsとすると、合成輝度はLm×Lsで表される。この合成輝度Lm×Lsを、入力画像データData、第1ガンマ値γ1、第2ガンマ値γ2で表すと、以下の式となる。
Lm×Ls=(Data^γ1)^2.2×(Data^γ2)^2.2
=Data^(γ1×2.2)×Data^(γ2×2.2)
=Data^(γ1×2.2+γ2×2.2)
よって、(γ1+γ2)=1となるように、第1ガンマ値γ1及び第2ガンマ値γ2を設定すれば、合成ガンマ値を2.2とすることができる。
図9に示す例においては、第1の判別回路312Aは、第1のガンマ処理済み画像データの階調が、第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調範囲にあるか否かを判別する。第1の入力階調範囲の設定方法は、図6等を用いて示した例と同様である。即ち、第1の入力階調範囲の設定方法は、例えば、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる入力階調範囲Aや、入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第1の画像データDAT1の出力階調の増加量が1未満となる入力階調範囲であって、且つ入力画像データDataの入力階調の増加量に対する、第2の画像データDAT2の出力階調の増加量が2.5未満となる入力階調範囲Bなどによって設定することが可能である。
本実施形態においては、pビットが14ビットであり、nビットが10ビットであるため、pビットの第1のガンマ処理済み画像データを、nビットに換算するためには、16で割る必要がある。従って、第1のガンマ処理済み画像データの階調を16で割った値が上述した第1の入力階調範囲に対応する出力階調範囲に含まれる場合は、第1の判別回路312Aは、第1のガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にある旨の判別結果(例えば1)を出力する。逆に、第1のガンマ処理済み画像データの階調を16で割った値が上述した第1の入力階調範囲に対応する出力階調範囲に含まれない場合は、第1の判別回路312Aは、第1のガンマ処理済み画像データの階調が、限られた階調範囲にない旨の判別結果(例えば0)を出力する。
第1の処理回路313Aは、pビットの第1のガンマ処理済み画像データを用いて、nビットの第1の画像データDAT1を生成する。また、第1の処理回路313Aは、第1の判別回路312Aの判別結果に応じて、pビットの第1のガンマ処理済み画像データに対して、nビットで階調表現を拡張する第1の拡張処理を行う。
なお、画像処理部300Aが、図10に示すように、第2のガンマ処理回路321Aが出力した第2のガンマ処理済み画像データに対して平滑化処理を行うフィルタ回路325Aを更に含む構成としてもよい。その場合、第2の判別回路322Aが、上記平滑化処理が施された第2のガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよく、また、第2の判別回路322Aが、フィルタ回路325に入力される前の第2のガンマ処理済み画像データの階調が、第2の入力階調範囲に対応する第2の画像データDAT2の出力階調範囲にあるか否かを判別する構成としても構わない。更には、第2の判別回路322Aが、入力画像データDataの階調が、第2の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、入力画像データDataがnビットであるため、mビットの第2のガンマ処理済み画像データの階調を、nビットに換算するような処理は不要である。
なお、図9、10に示した例においては、第1の判別回路312Aが、第1のガンマ処理回路311Aにより出力された第1のガンマ処理済み画像データの階調が、第1の入力階調範囲に対応する第1の画像データDAT1の出力階調範囲にあるか否かを判別する例を示したが、第1の判別回路312Aが、入力画像データDataの階調が、第1の入力階調範囲にあるか否かを判別する構成としてもよい。その場合、第1の入力階調範囲の設定方法は上述した範囲と同様に設定すればよい。また、入力画像データDataが第1の入力階調範囲にあるか否かを判別する上では、入力画像データDataがnビットであるため、pビットの第1のガンマ処理済み画像データの階調を、nビットに換算するような処理は不要である。
なお、本実施形態においては、入力画像データDataのビット数と、第1の画像データDAT1、第2の画像データDAT2のビット数とが、同じnビットである例を用いて説明したが、本開示はそれに限定されない。即ち、第1の画像データDAT1、第2の画像データDAT2のビット数よりも大きいビット数の画像データ(例えばmビットのガンマ処理済み画像データ)を用いて、nビットで階調表現を拡張する第1の拡張処理、第2の拡張処理を行う構成であれば、入力画像データDataのビット数と、第1の画像データDAT1、第2の画像データDAT2のビット数とが同一である必要はない。
なお、本実施形態に係る液晶表示装置10では、第1の表示パネル100が表示面側に配置され、第2の表示パネル200が背面側に配置される構成を例示したが、第1の表示パネル100が背面側に配置され、第2の表示パネル200が表示面側に配置される構成としてもよい。また、第1の表示パネル100及び第2の表示パネル200が、ともに白黒画像を表示する構成であってもよく、ともにカラー画像を表示する構成であってもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
10 液晶表示装置、100 第1の表示パネル、101 薄膜トランジスタ基板、102 カラーフィルタ基板、102a 着色部、102b ブラックマトリクス、103 液晶層、104 偏光板、105 偏光板、111 データ線、112 ゲート線、113 薄膜トランジスタ、114 サブ画素、114R 赤色サブ画素、114G 緑色サブ画素、114B 青色サブ画素、115 画素電極、124 画素、120 第1のソースドライバ、130 第1のゲートドライバ、140 第1のタイミングコントローラ、200 第2の表示パネル、201 薄膜トランジスタ基板、202 カラーフィルタ基板、202a 領域、202b ブラックマトリクス、203 液晶層、204 偏光板、205 偏光板、211 データ線、212 ゲート線、213 薄膜トランジスタ、214 画素、215 画素電極、220 第2のソースドライバ、230 第2のゲートドライバ、240 第2のタイミングコントローラ、300 画像処理部、300A 画像処理部、301 拡散シート、320 第2の画像データ生成部、321 ガンマ処理回路、324 階調テーブル、311 逆数乗算回路、312 第1の判別回路、313 第1の処理回路、322 第2の判別回路、323 第2の処理回路、325 フィルタ回路、320A 第2の画像データ生成部、321A ガンマ処理回路、324A 階調テーブル、311A 第1のガンマ処理回路、314A 第1の階調テーブル、312A 第1の判別回路、313A 第1の処理回路、320 第2の画像データ生成回路、322A 第2の判別回路、323A 第2の処理回路、325A フィルタ回路、400 バックライト、Data 入力画像データ、DAT1 第1の画像データ、CS1 第1制御信号、DA1 第1の画像データ、DSP1 データスタートパルス、DCK1 データクロック、GSP1 ゲートスタートパルス、GCK1 ゲートクロック、DAT2 第2の画像データ、CS2 第2制御信号、DA2 第2の画像データ、DSP2 データスタートパルス、DCK2 データクロック、GSP2 ゲートスタートパルス、GCK2 ゲートクロック。

Claims (14)

  1. 複数の表示パネルが重ね合わされて配置され、それぞれの前記表示パネルに画像を表示
    する液晶表示装置であって、
    第1の画像を表示する第1の表示パネルと、
    前記第1の表示パネルの背面側に配置され、第2の画像を表示する第2の表示パネルと、
    入力画像データを取得し、前記入力画像データに基づいて、前記第1の画像に対応する第1の画像データと、前記第2の画像に対応する第2の画像データと、を生成する画像処理部と、を含み、
    前記画像処理部は、
    前記入力画像データを用いて、nビットよりも大きいビット数のガンマ処理済み画像データを生成し、
    前記ガンマ処理済み画像データを用いて生成された画像データ、又は前記ガンマ処理済み画像データに対し、前記nビットで階調表現を拡張する拡張処理を、第1の階調範囲のみにおいて行い、
    前記第1の階調範囲は、前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第1の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが1未満である階調範囲である、
    液晶表示装置。
  2. 前記画像処理部は、
    前記入力画像データに対し、前記nビットよりも大きいmビットに対応する階調テーブルを参照してガンマ処理を行い、前記mビットの前記ガンマ処理済み画像データを生成するガンマ処理回路と、
    前記入力画像データに対し、前記ガンマ処理済み画像データの逆数を乗算し、前記mビットの逆数乗算済み画像データを生成する逆数乗算回路と、
    前記入力画像データの階調、又は前記逆数乗算済み画像データの階調が、前記第1の階調範囲にあるか否かを判別する第1の判別回路と、
    前記mビットの前記逆数乗算済み画像データを用いて、前記nビットの前記第1の画像データを生成する第1の処理回路と、
    を含み、
    前記第1の処理回路は、前記第1の判別回路の判別結果に応じて、前記mビットの前記逆数乗算済み画像データに対して、前記nビットで階調表現を拡張する第1の拡張処理を行う、
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記第1の判別回路が、
    前記mビットの前記逆数乗算済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する前記第1の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第1の処理回路が、前記第1の拡張処理を行う、
    請求項2に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第1の階調範囲は、前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第1の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが1未満、且つ前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第2の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが2.5未満である階調範囲であり、
    前記第1の判別回路が、
    前記mビットの前記逆数乗算済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する前記第1の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第1の処理回路が、前記第1の拡張処理を行う、
    請求項2に記載の液晶表示装置。
  5. 前記画像処理部が、
    前記入力画像データの階調、又は前記ガンマ処理済み画像データの階調が、前記第1の階調範囲にあるか否かを判別する第2の判別回路と、
    前記mビットの前記ガンマ処理済み画像データを用いて、前記nビットの前記第2の画像データを生成する第2の処理回路と、
    を更に含み、
    前記第2の処理回路は、前記第2の判別回路の判別結果に応じて、前記mビットの前記ガンマ処理済み画像データに対して、前記nビットで階調表現を拡張する第2の拡張処理を行う、
    請求項2に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第2の判別回路が、
    前記mビットの前記ガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する第2の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第2の処理回路が、前記第2の拡張処理を行う、
    請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1の階調範囲は、前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第1の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが1未満、且つ前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第2の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが2.5未満である階調範囲であり、
    前記第2の判別回路が、
    前記mビットの前記ガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する第2の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第2の処理回路が、前記第2の拡張処理を行う、
    請求項5に記載の液晶表示装置。
  8. 前記画像処理部は、
    前記入力画像データに対し、前記nビットよりも大きいpビットに対応する第1の階調テーブルを参照して第1のガンマ処理を行い、前記pビットの第1のガンマ処理済み画像データを生成する第1のガンマ処理回路と、
    前記入力画像データに対し、前記nビットよりも大きいmビットに対応する第2の階調テーブルを参照して第2のガンマ処理を行い、前記mビットの第2のガンマ処理済み画像データを生成する第2のガンマ処理回路と、
    前記入力画像データの階調、又は前記第1のガンマ処理済み画像データの階調が、前記第1の階調範囲にあるか否かを判別する第1の判別回路と、
    前記pビットの前記第1のガンマ処理済み画像データを用いて、前記nビットの前記第1の画像データを生成する第1の処理回路と、
    を含み、
    前記第1の処理回路は、前記第1の判別回路の判別結果に応じて、前記pビットの前記第1のガンマ処理済み画像データに対して、前記nビットで階調表現を拡張する第1の拡張処理を行う、
    請求項1に記載の液晶表示装置。
  9. 前記第1の判別回路が、
    前記pビットの前記第1のガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する前記第1の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第1の処理回路が、前記第1の拡張処理を行う、
    請求項8に記載の液晶表示装置。
  10. 前記第1の階調範囲は、前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第1の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが1未満、且つ前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第2の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが2.5未満である階調範囲であり、
    前記第1の判別回路が、
    前記pビットの前記第1のガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する前記第1の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第1の処理回路が、前記第1の拡張処理を行う、
    請求項8に記載の液晶表示装置。
  11. 前記画像処理部が、
    前記入力画像データの階調、又は前記第2のガンマ処理済み画像データの階調が、前記第1の階調範囲にあるか否かを判別する第2の判別回路と、
    前記mビットの前記第2のガンマ処理済み画像データを用いて、前記nビットの前記第2の画像データを生成する第2の処理回路と、
    を更に含み、
    前記第2の処理回路は、前記第2の判別回路の判別結果に応じて、前記mビットの前記第2のガンマ処理済み画像データに対して、前記nビットで階調表現を拡張する第2の拡張処理を行う、
    請求項8に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第2の判別回路が、
    前記mビットの前記第2のガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する第2の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第2の処理回路が、前記第2の拡張処理を行う、
    請求項11に記載の液晶表示装置。
  13. 前記第1の階調範囲は、前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第1の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが1未満、且つ前記入力画像データの入力階調を横軸、前記第2の画像データの出力階調を縦軸としたグラフの傾きが2.5未満である階調範囲であり、
    前記第2の判別回路が、
    前記mビットの前記第2のガンマ処理済み画像データの階調を、前記nビットに換算した階調が、前記第1の階調範囲に対応する第2の画像データの出力階調範囲に含まれると判別した場合、又は
    前記入力画像データの階調が、前記第1の階調範囲に含まれると判別した場合に、
    前記第2の処理回路が、前記第2の拡張処理を行う、
    請求項11に記載の液晶表示装置。
  14. 前記入力画像データのビット数は、前記nビットである、
    請求項1乃至13のいずれかに記載の液晶表示装置。
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