WO2013046984A1

WO2013046984A1 - 液晶表示装置

Info

Publication number: WO2013046984A1
Application number: PCT/JP2012/070822
Authority: WO
Inventors: 弘之鍋澤; 左川　学
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2013-04-04

Abstract

　液晶表示装置（１０）における映像処理回路（１）は、外光検知部（２）から取得した周囲照度が小さくなるほど液晶パネル（６）で表示可能な階調範囲が小さくなるように、画像信号を生成する。これにより、立体画像を観察する際に生じるクロストークを適切に低減することができる液晶表示装置を提供する。

Description

液晶表示装置

　本発明は、立体画像を視認可能な液晶表示装置に関するものである。

　近年、画面に表示される映像を立体的な画像として観察者に知覚させることが可能な表示装置が提案されている。このような表示装置では、例えば、右眼用画像及び左眼用画像を短い周期で画面全体に交互に表示させる時分割表示方式が用いられる。そして、観察者は、左眼の視界及び右眼の視界を交互に遮断するアクティブシャッタメガネを装着した状態で、右眼用画像を右眼で観察し、左眼用画像を左眼で観察することにより、立体画像を認識する。

　上記表示装置では、画面に液晶パネルを用いた場合における液晶応答速度の不足や、シャッタ眼鏡における液晶シャッタのコントラスト不足等の、表示装置やシャッタ眼鏡の特性上の理由からクロストークが発生する問題がある。クロストークとは、右眼用画像の一部が左眼に、左眼用画像の一部が右眼に、それぞれ漏れ込む現象のことである。

　従来、このクロストークを低減するための方法として、液晶の応答速度の不足を補うべく、液晶パネルの各画素に対する印加電圧値を補正するオーバードライブ処理が提案されている。

　例えば特許文献１には、異なるパラメータによるオーバードライブ処理（オーバーシュート処理ともいう）を適切に実行することでクロストークや尾引き現象の発生を抑えることが可能な表示装置が開示されている（図２７参照）。

　図２７に示す表示装置では、第１の画像信号に基づく第１の画像及び第２の画像信号に基づく第２の画像を交互に１フレームずつまたは２フレーム以上連続して表示し、かつ所定の周期で順次切り替えて画像表示領域に線順次表示する表示部１１０と、複数の異なるパラメータを用いてオーバードライブ処理を実行し、連続する２つ以上の第１の画像及び第２の画像の階調差に応じて次フレーム以降表示される画像に対するオーバードライブ処理に適用するパラメータを選択するオーバードライブ処理部１３５と、を備えている。

　この構成によれば、立体画像表示時に、オーバードライブ処理を実行することによりクロストークを低減することができる。

日本国公開特許公報「特開２０１１－０９００７９号公報（２０１１年５月６日公開）」

　しかしながら、上記従来の構成では、高階調（例えば、８ビットの場合の２５５階調（白色））を表示する場合（図２８参照）、それ以上の階調が存在しないため、オーバードライブ処理を適切に行うことができないという問題が生じる。

　また、クロストークを低減するための他の方法として、応答速度が速くなる新たな液晶材料を開発することが考えられるが、実現までに相当な時間を要し、また技術的な限界がある。さらに、液晶の応答速度を速くするために、液晶のセル厚等を小さくする方法も考えられるが、この場合は、短絡等による製造歩留まりの低下を招くおそれがある。

　本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、立体画像を観察する際に生じるクロストークを適切に低減することができる液晶表示装置を提供することにある。

　本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、
　左眼用画像及び右眼用画像を時分割により該左眼用画像及び該右眼用画像それぞれの表示期間ごとに交互に表示可能な液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
　外部から入力された映像信号に基づき上記液晶パネルで画像を表示するための画像信号を生成する映像処理回路と、上記液晶パネルの周囲の照度を検知する外光検知部とを備えており、
　上記映像処理回路は、上記外光検知部から取得した周囲照度が小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする。

　上記の構成によれば、液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように画像信号が生成される。すなわち、入力映像信号は、その最低階調（例えば黒）と最高階調（例えば白）との差（印加電圧差）が小さくなるように補正される。そのため、液晶分子の可動範囲が小さくなる。これにより、液晶の応答速度が速くなるため、立体画像を観察する際に生じるクロストークを低減することができる。

　また、上記の構成によれば、周囲照度に応じて画像信号が生成される。例えば、周囲照度が小さく（暗く）なるほど、最低階調と最高階調との差が小さくなるように、映像信号が補正される。これにより、液晶の応答速度を速めてクロストークを低減できるとともに、周囲照度に適した表示品位を得ることができる。

　本発明に係る液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、
　平面画像として視認可能な第１表示モードと、左眼用画像及び右眼用画像を時分割により該左眼用画像及び該右眼用画像それぞれの表示期間ごとに交互に表示することにより立体画像として視認可能な第２表示モードとを含む、液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
　外部から入力された映像信号に基づき上記液晶パネルで画像を表示するための画像信号を生成する映像処理回路を備えており、
　上記映像処理回路は、上記第２表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が、上記第１表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲よりも小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする。

　上記の構成によれば、平面画像（２Ｄ）表示と立体画像（３Ｄ）表示とを相互に切り替えて表示を行う液晶表示装置を実現できる。

　また、３Ｄ表示（第２表示モード）のときに液晶パネルで表示可能な階調範囲（最低階調及最高階調の差）は、２Ｄ表示（第１表示モード）のときに液晶パネルで表示可能な階調範囲よりも小さくなる。これにより、３Ｄ表示において、液晶の応答速度が速くなるため、クロストークを低減することができる。

　このように、２Ｄ表示と３Ｄ表示とで異なる階調を使用するため、２Ｄ表示時における表示輝度の低下を抑えつつ、３Ｄ表示におけるクロストークを低減することができる。

　さらに、２Ｄ表示においても上記階調範囲を小さくすることにより、応答速度を高めることができるため、尾引き残像を低減して動画性能を高めることができる。

　以上のように、本発明の液晶表示装置では、映像処理回路は、上記外光検知部から取得した周囲照度が小さくなるほど、上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように上記画像信号を生成する構成である。また、本発明の液晶表示装置では、映像処理回路は、上記第２表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が、上記第１表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲よりも小さくなるように、上記画像信号を生成する構成である。これにより、適切にクロストークを低減することができる。

本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。（ａ）は液晶の応答速度が速いときのアクティブシャッタメガネを通して観察された右眼用画像及び左眼用画像であり、（ｂ）は（ａ）の画像を合成した合成画像である。（ａ）は液晶の応答速度が遅いときのアクティブシャッタメガネを通して観察された右眼用画像及び左眼用画像であり、（ｂ）は（ａ）の画像を合成した合成画像である。クロストークの算出方法を説明するための図である。本実施の形態に係る液晶表示装置における映像処理回路の構成を示すブロック図である。実施例１に係る液晶表示装置おいて、周囲照度と補正パラメータとの関係を示すグラフである。実施例１に係る液晶表示装置おいて、入力映像信号（入力階調）に対する液晶透過率の変化を示すグラフであり、（ａ）は周囲照度Ｓ＝Ａ１かつ補正パラメータＰ＝１の場合を示し、（ｂ）は周囲照度Ｓ＝Ａ２かつ補正パラメータＰ＝Ｘの場合を示している。液晶分子の可動範囲を示す図である。実施例１に係る液晶表示装置おいて、入力階調が０階調から２５５階調に変化するまでの時間と、液晶分子の可動範囲との関係を示すグラフである。実施例１に係る液晶表示装置おいて、補正パラメータＰとクロストークとの関係を示すグラフである。実施例２に係る液晶表示装置おいて、周囲照度と補正パラメータとの関係を示すグラフである。実施例３に係る液晶表示装置おいて、周囲照度と補正パラメータとの関係を示すグラフである。実施例４に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。実施例４に係る液晶表示装置において、周囲照度に対するバックライト輝度の変化を示すグラフである。実施例４に係る液晶表示装置において、点灯デューティ比とクロストークとの関係を示すグラフである。実施例４に係る液晶表示装置において、補正パラメータとクロストークとの関係を示すグラフである。実施例５に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の一例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の他の例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の他の例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の他の例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の他の例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、入力階調と補正階調との関係の他の例を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置における他の映像処理回路の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る液晶表示装置において、液晶パネルの温度と応答時間との関係を示すグラフである。本実施の形態に係る液晶表示装置において、液晶パネルの温度と応答時間との関係を示すグラフである。従来の液晶表示装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。従来の液晶表示装置おいて、入力階調と液晶印加電圧との関係を示すグラフである。

　本発明の実施の一形態について図面に基づいて説明すれば以下の通りである。

　図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を模式的に示すブロック図である。本液晶表示装置は、左眼用画像及び右眼用画像を時分割により該左眼用画像及び該右眼用画像それぞれの表示期間ごとに交互に表示し、観察者に立体画像を知覚させる機能を有している。

　液晶表示装置１０は、映像処理回路１、外光検知部２、３Ｄ処理回路３、パネル制御回路４、バックライト制御回路５、液晶パネル６、バックライト７、及びメモリ部８を備えている。

　映像処理回路１は、外部のチューナ（図示せず）から映像信号を受け取り、受け取った映像信号（入力映像信号ともいう）に対して、外光検知部２から取得した外光情報（周囲照度）に基づく補正を行う。具体的には、周囲照度に対応する補正パラメータをメモリ部８から取得し、取得した補正パラメータを入力映像信号に対応する階調（入力階調）に乗算することにより、補正後の映像信号（補正映像信号ともいう。また、これに対応する階調を補正階調という。）を算出する。映像処理回路１は、算出した補正映像信号を３Ｄ処理回路３に出力するとともに、バックライト７の駆動を制御するための制御信号をバックライト制御回路５に出力する。映像処理回路１の詳細については後述する。なお、外光検知部２は、フォトセンサ（ＯＰＣ）等、周知の技術を適用することができる。

　３Ｄ処理回路３は、観察者に立体画像を知覚させる場合、映像処理回路１から取得した補正映像信号に基づき、観察者の右眼に観察される右眼用画像と左眼に観察される左眼用画像を生成する。すなわち、チューナから入力された入力映像信号が立体画像用フォーマットである場合は、補正映像信号から右眼用画像及び左眼用画像を分割及び生成する。また、チューナから入力された入力映像信号が通常フォーマットである場合は、補正映像信号から１フレームごとに右眼用画像及び左眼用画像を新たに生成する。そして、３Ｄ処理回路３は、右眼用画像及び左眼用画像をそれぞれ１つのフレーム画像として、パネル制御回路４に伝送する。なお、右眼用画像及び左眼用画像のフレーム画像信号（補正映像信号）が交互に、順次、パネル制御回路４に伝送される。右眼用画像及び左眼用画像の生成方法は、周知の技術を適用することができる。

　また、３Ｄ処理回路３は、アクティブシャッタメガネの開閉動作を制御するための制御信号（Ｌ／Ｒ信号）をアクティブシャッタメガネに出力する。アクティブシャッタメガネは、Ｌ信号を受信した場合は左眼の視界を遮断し、Ｒ信号を受信した場合は右眼の視界を遮断するように開閉動作する。

　パネル制御回路４は、３Ｄ処理回路３から一定周期で順次伝送されてくるフレーム画像信号に基づいて、そのフレーム画像信号に対応する１フレーム分の画像を液晶パネル６に順次表示させる。具体的には、パネル制御回路４は、各種駆動回路（ゲートドライバ、ソースドライバ等）を駆動して、液晶パネル６に設けられた各画素電極に、フレーム画像信号に対応する階調（補正階調）に応じた電圧を供給する。これにより、液晶パネル６の各画素では、画素毎に光の光透過率が決定され、バックライト７からの光が透過することにより、液晶パネル６の前面に画像が表示される。ここでは、右眼用画像及び左眼用画像が交互に表示される。

　バックライト制御回路５は、バックライト７の光源（例えばＬＥＤ）の輝度を調整する。バックライト制御回路５は、映像処理回路１から取得した制御信号に従って、バックライト点灯電流をＬＥＤに供給する。バックライト点灯電流はパルス電流である。ＬＥＤはパルス電流の点灯デューティ比に従って人間の目で認識できない程度の速さでＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。なお、本実施の形態では、バックライト輝度は、入力映像信号（入力階調）に応じた一定の値に設定されている。

　バックライト７は、画像を表示する液晶パネル６の背面に配置され、光源として、例えば複数個のＷ（白）色ＬＥＤ又は複数組のＲＧＢ（赤、緑、青）３色のＬＥＤ（以下、単にＬＥＤと称する）を備えた照明装置である。なお、液晶表示装置１０では、バックライト７は直下式であり、液晶パネル６と対向する面にＬＥＤが２次元配列されている。また、バックライト７として、直下式以外にもエッジライト式を採用することも可能である。

　次に、液晶表示装置で立体画像を表示するときに発生するクロストークについて説明する。液晶表示装置で立体画像を表示する場合、右眼用画像を右眼に、左眼用画像を左眼に正確に入力することが必要である。そこで、観察者は、右眼又は左眼の視界を交互に遮断するアクティブシャッタメガネを装着した状態で液晶表示装置を観察する。液晶表示装置は、アクティブシャッタメガネの遮断タイミングに合わせて、左眼の視界が遮断されているときに右眼用画像を、右眼の視界が遮断されているときに左眼用画像を表示することにより、右眼用画像を右眼に、左眼用画像を左眼に入力する。

　液晶表示装置において、動きのある立体画像（動画）を表示する場合、右眼用画像及び左眼用画像が必要であり、少なくとも倍のフレームが必要である。すなわち、液晶パネルの透過率が切り替わる間隔が短くなっている。このような、液晶表示装置で立体画像を表示する場合に、液晶の応答速度が遅いと、バックライトの点灯に液晶パネルの透過率の変化が追いつかず、前フレームの画像の残りが表示されてしまい、それがクロストークとなる。

　クロストークについて図面を参照して説明する。図２の（ａ）は液晶の応答速度が速いときのアクティブシャッタメガネを通して観察された右眼用画像及び左眼用画像であり、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）の画像を合成した合成画像である。図３の（ａ）は、液晶の応答速度が遅いときのアクティブシャッタメガネを通して観察された右眼用画像及び左眼用画像であり、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）の画像を合成した合成画像である。なお、図２及び図３では、便宜上、白（階調２５５：光透過率１００％）と黒（階調０：光透過率０％）を組み合わせた画像で説明する。

　まず、クロストークが発生していないときについて説明する。右眼用画像Ｐ１Ｒと左眼用画像Ｐ１Ｌは液晶パネルの前面に交互に映し出されるものである。右眼用画像Ｐ１Ｒ及び左眼用画像Ｐ１Ｌは液晶パネルの画像表示領域２０に表示されるものであり、図２の（ａ）において、画像表示領域２０と右眼用画像Ｐ１Ｒとを重ねて表示し、画像表示領域２０と左眼用画像Ｐ１Ｌとを重ねて表示している。また、図２の（ａ）に示すように、画像表示領域２０を左から左領域２０Ｌ、中央領域２０Ｃ及び右領域２０Ｒとして説明する。

　図２の（ａ）に示すように、右眼用画像Ｐ１Ｒは、左領域２０Ｌが白（階調２５５）で中央領域２０Ｃ及び右領域２０Ｒが黒（階調０）の画像である。左眼用画像Ｐ１Ｌは左領域２０Ｌ及び中央領域２０Ｃが白（階調２５５）で右領域２０Ｒが黒（階調０）の画像である。このとき、液晶パネルは右眼用画像Ｐ１Ｒ、左眼用画像Ｐ１Ｌが切り替わっても、左領域２０Ｌでは常に白（階調２５５）、右領域２０Ｒでは常に黒（階調０）の画像を表示する。一方で中央領域２０Ｃでは、右眼用画像Ｐ１Ｒを表示しているときには、黒（階調０）の画像であり、左眼用画像Ｐ１Ｌを表示しているときには白（階調２５５）である。

　右領域２０Ｒ及び左領域２０Ｌは右眼用画像Ｐ１Ｒ、左眼用画像Ｐ１Ｌで表示する画像の階調が変化しないので、液晶パネルの光透過率を変更しなくてもよく、応答特性に関わらず、一定の表示品位を保つことができる。一方、中央領域２０Ｃは、右眼用画像Ｐ１Ｒでは黒（階調０）、左眼用画像Ｐ１Ｌでは白（階調２５５）の画像を表示する。すなわち、中央領域２０Ｃは右眼用画像Ｐ１Ｒと左眼用画像Ｐ１Ｌとが切り替わるときに、光透過率も変化する。液晶パネルの応答速度が速い状態の場合、図２の（ａ）に示すように、中央領域２０Ｃでは正確に白又は黒を表示することができる。これにより、２つの画像が観察者の頭の中で合成されると、図２の（ｂ）に示すように、画像表示領域２０の中央に白と黒との境界線がある画像として合成される。なお、ここでは説明の便宜上、図２の（ｂ）は立体画像で表していないが、実際には立体画像として認識される。

　次に、液晶パネルの応答速度が遅い場合について説明する。図３の（ａ）は右眼用画像Ｐ２Ｒと左眼用画像Ｐ２Ｌとを示している。図２の（ａ）と同様、液晶パネルの画像表示領域２０を重ねて表示しており、液晶表示装置に送られるフレーム画像信号は図２の（ａ）に示す右眼用画像Ｐ１Ｒ、左眼用画像Ｐ１Ｌのときと同じものである。

　図３の（ａ）において、画像表示領域２０の左領域２０Ｌで表示される画像は、右眼用画像Ｐ２Ｒ、左眼用画像Ｐ２Ｌを表示するときともに白（階調２５５）であり、右領域２０Ｒでは、ともに黒（階調０）である。この、左領域２０Ｌ及び右領域２０Ｒでは常に同じ階調の画像を表示するので液晶パネルの応答速度の影響は無い又は非常に小さい。一方で、中央領域２０Ｃでは、右眼用画像Ｐ２Ｒのとき黒で左眼用画像Ｐ２Ｌのとき白（図２の（ａ）と同じ）であり、液晶パネルの応答速度に影響される。つまり、液晶パネルの応答速度が遅いと、画像が切り替わるときに、液晶パネルの光透過率が十分に変化することができない。

　図３の（ａ）の右眼用画像Ｐ２Ｒでは、応答速度の影響が小さい右領域２０Ｒ及び左領域２０Ｌに表示される画像は、フレーム画像信号どおりの画像が表示されるが、中央領域２０Ｃに表示される画像は、バックライトの点灯までに液晶パネルの光透過率の変化が間に合わない。すなわち、中央領域２０Ｃは、前画像である左眼用画像Ｐ２Ｌにおいて白（光透過率１００％）から、現画像である右眼用画像Ｐ２Ｒでは黒（光透過率０％）となっているが、液晶パネルの光透過率の変化（応答）が間に合わず、黒ではなく濃い目の灰色（白っぽい黒Ｂｗ）になる。同様に、左眼用画像Ｐ２Ｌでも中央領域２０Ｃに表示される画像が、白ではなく明るい灰色（黒っぽい白Ｗｂ）になる。

　このような右眼用画像Ｐ２Ｒ及び左眼用画像Ｐ２Ｌがそれぞれ、右眼及び左眼で観察され合成されると、図３の（ｂ）に示すように、本来境界であるはずの中央線の左右両側に、黒っぽい白Ｗｂ及び白っぽい黒Ｂｗの画像が現れ、いわゆるクロストークが発生する。このようにクロストークは特に画像の輪郭で現れやすく、２重、３重にぶれて見えたり、輪郭線がぼやけて見えたりしてしまう。なお、人間の目の特性上、合成された画像において、白の中にある黒っぽい白Ｗｂよりも黒の中にある白っぽい黒Ｂｗの方が目立つ。

　ここで、クロストーク値（％）の算出方法の一例を説明する。まず、図４に示すように、左右両眼とも白画像（２５５階調）、左右両眼とも黒画像（０階調）、左右で異なる画像（白画像（２５５階調）・黒画像（０階調））を表示させて輝度を測定する。そして、バックライトの点灯に液晶パネルの透過率の変化が追いつかず、本来見えるべき画像に前フレーム（反対側の眼の画像）が残り、混ざり込んでしまう比率を図４に示す式を用いて算出する。クロストーク値の算出方法はこれに限定されるものではなく、他の周知の方法を用いることもできる。

　このようなクロストークに対して、本液晶表示装置１０では、外部から入力された映像信号を映像処理回路１で補正することにより、液晶パネル６における応答速度を速くして、立体画像を観察する際に生じるクロストークを適切に低減する構成を有している。

　次に、本液晶表示装置１０おける映像信号の具体的な補正方法について説明する。

　（実施例１）
　図５は、映像処理回路１の構成を示すブロック図である。映像処理回路１は、映像信号の画像の輪郭を補正する画質調整部１１、映像信号のＲＧＢバランスを補正する色合い調整部１２、階調補正部１３、輝度調整部１４、ガンマ調整部１５、及び映像補間部１６を備えている。画質調整部１１、色合い調整部１２、ガンマ調整部１５、及び映像補間部１６は、周知の技術を適用することができる。

　階調補正部１３は、外光検知部２から外光情報（周囲照度）を取得し、取得した周囲照度に対応する補正パラメータをメモリ部８から取得する。ここで、メモリ部８には、周囲照度と補正パラメータとが関連付けられた補正用テーブルが格納されている。本実施の形態では、補正パラメータは、図６のグラフに示すように、周囲照度の変化に対して線形に変化するように設定されている。また、補正パラメータは、１より小さい値に設定され、周囲照度の大きさに比例して大きくなる。なお、補正パラメータはこれに限定されるものではなく、補正パラメータの他の設定方法については後述する。

　また、階調補正部１３は、メモリ部８から取得した補正パラメータを、入力映像信号（画質調整及び色合い調整後の映像信号）に乗算する処理を行う。これにより、補正後の映像信号の階調（補正階調）は、元の映像信号の階調（入力階調）よりも小さくなる。すなわち、液晶パネル６で表示可能な階調範囲（ダイナミックレンジ）が小さくなる。例えば、表示階調が０～２５５階調において、補正パラメータＰ＝０．８に設定した場合、入力階調が２５５階調のときは補正階調が２０４階調となり、図１８の実線のグラフに示すように、液晶パネル６で表示可能な階調範囲が０～２０４階調になる。なお、図１８において、点線のグラフは、階調を補正しない場合を示している。

　図７は、入力映像信号（入力階調）に対する液晶透過率の変化を示すグラフであり、（ａ）は周囲照度Ｓ＝Ａ１かつ補正パラメータＰ＝１の場合を示し、（ｂ）は周囲照度Ｓ＝Ａ２かつ補正パラメータＰ＝Ｘの場合を示している。ここでは、表示階調は０～２５５階調としている。図６、図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、周囲照度Ｓが小さくなるほど、補正パラメータＰが小さくなり、液晶透過率が小さくなることが分かる。ここで、液晶透過率は液晶分子の可動範囲と相関関係にあり、液晶透過率が小さくなるほど（すなわち、周囲照度Ｓ、補正パラメータＰが小さくなるほど）液晶分子の可動範囲は小さくなる（図８参照）。

　図９は、入力階調が０階調から２５５階調に変化するまでの時間と、液晶分子の可動範囲との関係を示すグラフである。図９において、点線で示すグラフが補正パラメータＰ＝１の場合を示し、実線のグラフが補正パラメータＰ＝Ｘ（＜１）の場合を示している。補正パラメータＰ＝１の場合（点線）は、０階調（黒）から２５５階調（白）へ変化するのに時間Ｔｒ_ａを要し、２５５階調（白）から０階調（黒）へ変化するのに時間Ｔｄ_ａを要している。これに対して、補正パラメータＰ＝Ｘ（＜１）の場合（実線）は、０階調（黒）から２５５Ｘ階調（白）（＜２５５階調）へ変化するのに時間Ｔｒ_ｂを要し、２５５Ｘ階調（白）から０階調（黒）へ変化するのに時間Ｔｄ_ｂを要している。

　この図に示すように、Ｔｒ_ａ＞Ｔｒ_ｂ、Ｔｄ_ａ＞Ｔｄ_ｂの関係にあるため、補正パラメータＰが小さく液晶分子の可動範囲が小さい方が液晶の応答速度が速くなることが分かる。ここで、クロストークは液晶の応答速度が速いほど低減されるため、補正パラメータＰが小さいほどクロストークを低減できることが分かる。図１０は、補正パラメータＰとクロストークとの関係を示すグラフである。この図からも分かるように、補正パラメータＰが小さくなるほどクロストークが低下している。なお、本実施例では、バックライト７の輝度は所定値に固定している。

　以上のように、液晶表示装置１０では、映像信号の階調（入力階調）が、液晶パネル６で表示可能な階調範囲が小さくなるように、すなわち最低階調（黒）と最高階調（白）との差（印加電圧差、ダイナミックレンジ）が小さくなるように補正されるため、液晶分子の可動範囲が小さくなる。これにより、液晶の応答速度が速くなるため、クロストークを低減することができる。

　ここで、液晶表示装置では、一般に、表示品位の観点から、周囲照度が大きい（明るい）ほど表示輝度を高く（明るく）し、周囲照度が小さい（暗い）ほど表示輝度を低く（暗く）設定することが望ましい。この点、本液晶表示装置１０では、周囲照度が小さく（暗く）なるほど、階調範囲（最低階調と最高階調との差）が小さくなるように補正している。すなわち、周囲照度が小さく（暗く）なるほど、表示輝度が低くなる。よって、本液晶表示装置１０によれば、液晶の応答速度を速めてクロストークを低減できるとともに、外光（周囲照度）に適した表示品位を得ることができる。

　（実施例２）
　実施例２に係る映像処理回路１では、実施例１に係る映像処理回路１において、補正パラメータが周囲照度の変化に対して非線形に変化（複数次の関数変化）するように設定されている。図１１は、周囲照度と補正パラメータの関係を示すグラフである。このように設定された補正パラメータを用いても、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。

　なお、補正パラメータの関数式は、周囲照度の大きさに対応して設定される。例えば、周囲照度を３つの領域（照度：小、中、大）に分けて、周囲照度が「小」及び「大」の領域ではグラフの変化が緩やかになり、周囲照度が「中」の領域ではグラフの変化が急峻になるように、補正パラメータの関数式を設定することができる。

　（実施例３）
　実施例３に係る映像処理回路１では、実施例１に係る映像処理回路１において、補正パラメータが周囲照度の変化に対して段階的に変化（閾値変化）するように設定されている。図１２は、周囲照度と補正パラメータの関係を示すグラフである。このように設定された補正パラメータを用いることにより、上記実施例１と同様の効果を得ることができるとともに、閾値周辺で補正パラメータが頻繁に切り替わることを防ぐことができる。

　（実施例４）
　図１３は、実施例４に係る液晶表示装置１０の概略構成を模式的に示すブロック図である。

　本液晶表示装置１０は、図１に示す液晶表示装置１０において、外光検知部２が取得した外光情報（周囲照度）が、映像処理回路１及びバックライト制御回路５に入力される。

　バックライト制御回路５は、映像処理回路１から取得した制御信号と、外光検知部２から取得した周囲照度とに基づいてバックライト点灯電流を生成する。図１４は、周囲照度に対するバックライト輝度の変化を示すグラフである。なお、バックライト輝度の大きさは、パルス電流の点灯デューティ比（パルス幅）を調整することにより決定される。例えば、パルス幅を広くすればバックライト輝度は大きく（明るく）なり、パルス幅を狭くすればバックライト輝度は小さく（暗く）なる。

　ここで、クロストークは、図１５に示すように、点灯デューティ比が大きくなるほど大きくなる。そのため、周囲照度が小さくなるほど、補正パラメータを小さくするとともに点灯デューティ比を小さくすることにより、上記実施例１～３に示した液晶表示装置１０よりもクロストークを低減することができる。図１６は、補正パラメータとクロストークの関係を示すグラフである。この図のように、点灯デューティ比を小さくすることにより、クロストークをより低減できることが分かる。なお、本実施例４に係るバックライト輝度を調整する構成は、上記実施例２，３に係る液晶表示装置にも適用することができる。

　（実施例５）
　図１７は、実施例５に係る液晶表示装置１０の概略構成を模式的に示すブロック図である。

　本液晶表示装置１０は、図１に示す液晶表示装置１０において、外光検知部２が取得した外光情報（周囲照度）が、バックライト制御回路５に入力される。すなわち、本実施例５に係る液晶表示装置１０では、外光情報は映像処理回路１に入力されない。

　バックライト制御回路５は、上記実施例４と同様、映像処理回路１から取得した制御信号と、外光検知部２から取得した外光情報とに基づいてバックライト点灯電流を生成する。

　映像処理回路１は、周囲照度に関わらず、入力映像信号を補正する処理を行う。また、映像処理回路１は、平面画像として視認可能な２Ｄ表示時（第１表示モード）と、立体画像として視認可能な３Ｄ表示時（第２表示モード）とで異なる補正パラメータを用いて補正映像信号（補正階調）を生成する。２Ｄ表示用の補正パラメータ（第１補正パラメータ）及び３Ｄ表示用の補正パラメータ（第２補正パラメータ）はそれぞれ、メモリ部８に格納されている。

　具体的には、映像処理回路１は、例えば、外部から２Ｄ表示のコマンドが入力された場合は、メモリ部８から２Ｄ表示用の補正パラメータを取得して補正階調を算出し、外部から３Ｄ表示のコマンドが入力された場合は、メモリ部８から３Ｄ表示用の補正パラメータを取得して補正階調を算出する。

　そして、２Ｄ表示時は２Ｄ表示用の補正階調により表示を行い、３Ｄ表示時は３Ｄ表示用の補正階調により表示を行う。これにより、例えば２Ｄ表示用の補正パラメータを１に設定し、３Ｄ表示用の補正パラメータを１より小さい値に設定することにより、２Ｄ表示時では不要な補正処理を回避できるとともに、３Ｄ表示時のクロストークを低減することができる。

　また、例えば２Ｄ表示用の補正パラメータ及び３Ｄ表示用の補正パラメータをともに１より小さい値（互いに異なる値、あるいは、同一の値）に設定することにより、両表示モードにおいて応答速度を高めることができるため、２Ｄ表示時における尾引き残像を低減して動画性能を高めることができるとともに、３Ｄ表示時のクロストークを低減することができる。

　なお、本実施例５に係る液晶表示装置１０では、上記実施例４に係るバックライト輝度を調整する構成を備えていてもよい。

　また、２Ｄ表示用の補正パラメータ及び３Ｄ表示用の補正パラメータは、上記各実施例１～４に示した値（式）を用いることもできる。

　ここで、上記各実施例１～５では、３Ｄ表示における補正パラメータは１よりも小さい値に設定されるため、ある周囲照度における入力階調に対する補正階調は、例えば図１８のグラフ（実施例１）に示したように、高階調側がカットされた状態で線形に変化する。なお、図１８では、補正パラメータＰ＝０．８の場合を示している。本発明の液晶表示装置１０はこれに限定されるものではない。以下では、本発明に係る液晶表示装置１０におけるフレーム画像信号の補正の他の例について図面を参照して説明する。

　図１９は、ある周囲照度における入力階調に対する補正階調を示しており、低階調側をカットしている。例えば、フレーム画像信号において、入力階調が０階調のときは補正階調を３２階調に補正し、入力階調が２５５階調のときは補正階調をそのまま２５５階調とし、補正階調は、低階調側がカットされた状態で線形に変化する。この場合の補正パラメータは、図１９に示すグラフの関数として表すことができる。すなわち、補正パラメータとして、周囲照度に応じた補正関数がメモリ部８に格納されており、映像処理回路１は、メモリ部８に格納されている、周囲照度に応じた補正関数を用いて補正階調を算出することができる。

　図２０は、ある周囲照度における入力階調に対する補正階調を示しており、高階調側および低階調側の両方をカットしている。例えば、フレーム画像信号において、入力階調が０階調のときは補正階調を１６階調に補正し、入力階調が２５５階調のときは補正階調を２３９階調に補正し、補正階調は、高階調側および低階調側がカットされた状態で線形に変化する。この場合の補正パラメータは、図２０に示すグラフの関数として表すことができる。図１８～図２０に示すように、補正階調は、補正パラメータを入力階調に乗算することにより、入力階調に対してオフセットを有している。すなわち、映像処理回路１は、入力映像信号の高階調側及び低階調側の少なくとも何れか一方をカットするように、画像信号（補正階調）を生成する。

　また、補正階調に関する上記補正関数は、周囲照度及び液晶表示装置１０の用途に応じて適宜設定することができる。例えば、図２１～図２３のグラフに示す関数として設定することもできる。図２１及び図２２では、非線形の関数を示している。また、図２３では、低階調側のある値（ここでは、３２階調）で勾配が切り替わる線形（折れ線型）の関数を示している。すなわち、入力階調が０階調のときは３２階調に補正し、入力階調が３２階調のときは４４階調に補正する。入力階調が０階調から３２階調までの間の値に対しては、補正階調は３２階調から４４階調の間で線形に変化し、入力階調が３２階調を超える場合は、補正階調は４４階調から２５５階調までの間で線形に変化する。

　上述した図１８～図２３の各グラフは、補正用テーブルとして、メモリ部８に格納されている構成としてもよい。これにより、映像処理回路１は、メモリ部８の周囲照度に応じた補正テーブルを参照して、入力階調に対応する補正階調を取得する構成とすることができる。なお、上記実施例５においては、周囲照度に関わらず補正パラメータが所定値（所定関数）に設定されるため、メモリ部８の所定の補正テーブルを参照して、入力階調に対応する補正階調を取得する構成とすることができる。

　（オーバーシュート処理）
　上記実施例１～５に係る液晶表示装置１０では、映像処理回路１が、図２４に示すように、さらに、フレームメモリ管理部１７、フレームメモリ１８、及びオーバーシュート処理部１９（階調遷移強調処理部）を備え、現フレームの入力階調と１フレーム前の階調とに基づいて、該現フレームの出力階調を設定するオーバーシュート処理（階調遷移強調処理）を行う構成としてもよい。なお、図２４では、便宜上、画質調整部１１、色合い調整部１２、輝度調整部１４、ガンマ調整部１５、及び映像補間部１６は省略している。

　図２４に示すように、階調補正部１３から出力された補正映像信号（以下、画像データという）は、まず、フレームメモリ管理部１７に入力される。フレームメモリ管理部１７は、入力された現フレームの画像データをフレームメモリ１８へ格納する。また、フレームメモリ管理部１７は、フレームメモリ１８に既に格納されている１フレーム前の画像データを読み出し、入力された現フレームの画像データとともに、オーバーシュート処理部１９に出力する。

　オーバーシュート処理部１９では、フレームメモリ管理部１７から取得した、１フレーム前の画像データと現フレームの画像データとに基づき、メモリ部８に格納されているオーバーシュート用テーブルを参照して、ＲＧＢの各画素に対応する、現フレームにおけるオーバーシュート期間の画像データ（出力階調）を決定（設定）する。なお、メモリ部８には、ＲＧＢの各画素に対応したテーブルが格納されている。

　このように設定された出力階調に基づき画像表示が行われることにより、応答速度を高めることができる。また、本発明の液晶表示装置１０では、例えば図１８に示すように最高階調（白）を引き下げることができるため、全ての階調範囲においてオーバーシュート処理を適切に行うことができる。

　（液晶パネルの温度）
　ここで、液晶パネルの応答速度は温度に大きく依存しており、図２５及び図２６に示すように、温度が低いほど応答速度が遅い（応答時間が長い）。すなわち、液晶表示装置において液晶パネルの温度が低いときは、クロストークが発生しやすくなる。なお、図２５では、液晶パネルの温度に応じた、０階調（黒）から２５５階調（白）に変化するまでの時間を示し、図２６では、液晶パネルの温度に応じた、２５５階調から０階調に変化するまでの時間を示している。

　そこで、上記実施例１～５に係る本液晶表示装置１０では、映像処理回路１が、さらに、液晶パネル６の温度を取得するパネル温度取得部（図示せず）を備え、液晶パネル６の温度及び周囲照度に基づいて、映像信号の階調を補正する構成としても良い。例えば、液晶パネル６の温度が液晶表示装置１０の定常動作時の温度よりも低いほど補正パラメータの値を大きくする。これにより、液晶パネル６の温度低下に伴う応答速度の低下を防ぐことができるため、液晶パネル６の温度変化に関わらずクロストークを低減することができる。なお、本液晶表示装置１０は、上記構成（パネル温度取得部）に加えて、オーバーシュート処理を行う構成としても良い。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、上記周囲照度に応じて定められた補正パラメータを、上記映像信号の階調に乗算することにより、上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記補正パラメータは、１より小さい値に設定されることが好ましい。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、該周囲照度の大きさに比例して大きくなる構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、複数次の関数に従って大きくなる構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、段階的に大きくなる構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、上記映像信号の高階調及び低階調の少なくとも何れか一方をカットするように、上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、光源を備えたバックライトを備え、上記バックライトの輝度を、上記周囲照度に応じて調整する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、上記第１表示モードのときは該第１表示モードに対応して定められた第１補正パラメータを上記映像信号の階調に乗算することにより上記画像信号を生成し、上記第２表示モードのときは該第２表示モードに対応して定められた第２補正パラメータを上記映像信号の階調に乗算することにより上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記第１補正パラメータは１に設定され、上記第２補正パラメータは１より小さい値に設定されることが好ましい。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、上記第２表示モードのときは、上記映像信号の高階調及び低階調の少なくとも何れか一方をカットするように、上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、さらに、上記液晶パネルの温度を取得するパネル温度取得部を備え、上記映像処理回路は、上記パネル温度取得部から取得した上記液晶パネルの温度と、上記外光検知部から取得した周囲照度とが小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　これにより、液晶パネルの温度低下に伴う応答速度の低下を防ぐことができるため、液晶パネルの温度変化に関わらずクロストークを低減することができる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、さらに、上記液晶パネルの温度を取得するパネル温度取得部を備え、上記映像処理回路は、上記パネル温度取得部から取得した上記液晶パネルの温度が小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、上記映像処理回路は、現フレームの入力階調と１フレーム前の階調とに基づいて、該現フレームの出力階調を設定する階調遷移強調処理部を備え、上記階調遷移強調処理部は、上記画像信号に対して上記出力階調を設定する構成とすることもできる。

　本実施の形態に係る液晶表示装置では、最高階調（白）を引き下げることができるため、オーバーシュート処理を適切に行うことができる。

　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、また、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。

　本発明は、薄型テレビジョン装置、薄型ディスプレイ装置、携帯電話等の機器の表示装置として利用することができる。

　　１　　　映像処理回路
　　２　　　外光検知部
　　３　　　３Ｄ処理回路
　　４　　　パネル制御回路
　　５　　　バックライト制御回路
　　６　　　液晶パネル
　　７　　　バックライト
　　８　　　メモリ部
　１０　　　液晶表示装置
　１１　　　画質調整部
　１２　　　色合い調整部
　１３　　　階調補正部
　１４　　　輝度調整部
　１５　　　ガンマ調整部
　１６　　　映像補間部
　１７　　　フレームメモリ管理部
　１８　　　フレームメモリ
　１９　　　オーバーシュート処理部（階調遷移強調処理部）

Claims

　左眼用画像及び右眼用画像を時分割により該左眼用画像及び該右眼用画像それぞれの表示期間ごとに交互に表示可能な液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
　外部から入力された映像信号に基づき上記液晶パネルで画像を表示するための画像信号を生成する映像処理回路と、上記液晶パネルの周囲の照度を検知する外光検知部とを備えており、
　上記映像処理回路は、上記外光検知部から取得した周囲照度が小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、上記周囲照度に応じて定められた補正パラメータを、上記映像信号の階調に乗算することにより、上記画像信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
　上記補正パラメータは、１より小さい値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
　上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、該周囲照度の大きさに比例して大きくなることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
　上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、複数次の関数に従って大きくなることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
　上記補正パラメータは、上記周囲照度が大きくなるほど、段階的に大きくなることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、上記映像信号の高階調及び低階調の少なくとも何れか一方をカットするように、上記画像信号を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
　光源を備えたバックライトを備え、
　上記バックライトの輝度を、上記周囲照度に応じて調整することを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　平面画像として視認可能な第１表示モードと、左眼用画像及び右眼用画像を時分割により該左眼用画像及び該右眼用画像それぞれの表示期間ごとに交互に表示することにより立体画像として視認可能な第２表示モードとを含む、液晶パネルを備えた液晶表示装置であって、
　外部から入力された映像信号に基づき上記液晶パネルで画像を表示するための画像信号を生成する映像処理回路を備えており、
　上記映像処理回路は、上記第２表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が、上記第１表示モードのときに上記液晶パネルで表示可能な階調範囲よりも小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、上記第１表示モードのときは該第１表示モードに対応して定められた第１補正パラメータを上記映像信号の階調に乗算することにより上記画像信号を生成し、上記第２表示モードのときは該第２表示モードに対応して定められた第２補正パラメータを上記映像信号の階調に乗算することにより上記画像信号を生成することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
　上記第１補正パラメータは１に設定され、上記第２補正パラメータは１より小さい値に設定されることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、上記第２表示モードのときは、上記映像信号の高階調及び低階調の少なくとも何れか一方をカットするように、上記画像信号を生成することを特徴とする請求項９または１０に記載の液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、さらに、上記液晶パネルの温度を取得するパネル温度取得部を備え、
　上記映像処理回路は、上記パネル温度取得部から取得した上記液晶パネルの温度と、上記外光検知部から取得した周囲照度とが小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、さらに、上記液晶パネルの温度を取得するパネル温度取得部を備え、
　上記映像処理回路は、上記パネル温度取得部から取得した上記液晶パネルの温度が小さくなるほど上記液晶パネルで表示可能な階調範囲が小さくなるように、上記画像信号を生成することを特徴とする請求項９～１２の何れか１項に記載の液晶表示装置。
　上記映像処理回路は、現フレームの入力階調と１フレーム前の階調とに基づいて、該現フレームの出力階調を設定する階調遷移強調処理部を備え、
　上記階調遷移強調処理部は、上記画像信号に対して上記出力階調を設定することを特徴とする請求項１～１４の何れか１項に記載の液晶表示装置。