液晶表示装置および立体画像表示装置
【課題】低温環境下での液晶の応答遅れに起因するゴーストの発生を防止するとともに、輝度ムラやゴーストの強度ムラの発生を防止した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】制御回路２１Ａ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ａは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０および電圧設定回路３１を有している。電圧設定回路３１はタイミングコントローラの制御を受けて、所定の電圧をソースドライバ２７Ａに与え、温度センサ４０は、タイミングコントローラ２２に温度検知結果を与える。
【解決手段】制御回路２１Ａ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ａは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０および電圧設定回路３１を有している。電圧設定回路３１はタイミングコントローラの制御を受けて、所定の電圧をソースドライバ２７Ａに与え、温度センサ４０は、タイミングコントローラ２２に温度検知結果を与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のゲートラインと複数のソースラインを備えた液晶表示装置に関し、特に、左右の視差画像を交互に表示して立体表示を行う時分割方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の時分割方式の液晶立体画像表示装置では、例えば特許文献１の図１に示されるように、観察者の右眼と左眼にそれぞれ集光する２つの光源を備え、液晶表示パネルが右眼用の視差画像を表示する時にはそれに同期して右眼用の光源を点灯し、左眼用の視差画像を表示する時にはそれに同期して左眼用の光源を点灯して、左右の視差像を交互に表示して立体像を表示する構成であった。この装置において、左右の視差画像の代わりに、異なる２画像を使用すれば、見る方向により異なる２つの画像を表示できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６６５４７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の時分割方式の液晶立体画像表示装置は、例えば、携帯電話機に使用する場合には以下のような問題点を有していた。
【０００５】
立体画像表示装置においてフリッカを発生しない表示を行うためには、左右の視差画像を、それぞれを毎秒６０回に近いレートで表示することが望ましく、左右の合計で１２０回／秒に近いレートで画像を書き換え表示することが望ましい。
【０００６】
しかし、このような高速の表示を２５℃近くの標準状態での駆動条件において設定した場合、そのまま０℃に近い低温状態で表示を行うと液晶の応答速度が不足し、液晶の応答遅れによる２重画像（ゴースト）が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、低温環境下での液晶の応答遅れに起因するゴーストの発生を防止するとともに、輝度ムラやゴーストの強度ムラの発生を防止した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る請求項１記載の液晶表示装置は、複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、環境温度を測定する温度センサと、前記温度センサで測定した環境温度において、所定の時間内に到達可能な液晶の透過率を最大透過率として設定する制御装置と、前画像データを蓄積するメモリと、前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを記憶する変換テーブル用メモリと、前記変換テーブル用メモリから前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルを読み出して、出力階調を決定する演算器と、前記制御装置で設定された前記最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、前記演算器において、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいては、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、前記１回目のデータの書き込みは、前記最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、前記電圧設定回路は、前記２回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第２の電圧幅を、前記１回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定する。
【０００９】
本発明に係る請求項２記載の液晶表示装置は、複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、環境温度を測定する温度センサと、前画像データを蓄積するメモリと、前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを有し、前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルから前記階調データを読み出して出力階調を決定する演算器と、前記温度センサで測定した環境温度に基づいて、前記演算器を制御する制御装置と、液晶の最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、前記演算器は、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいて、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、前記１回目のデータの書き込みは、前記温度センサで測定した環境温度において所定の時間内に到達可能な最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、前記第１および第２の出力階調は、前記第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで設定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る請求項１記載の液晶表示装置によれば、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、所定の時間内で到達可能な液晶の透過率を最大透過率として、仮想的に目標の透過率に達したものとするので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在して２重画像（ゴースト）の発生やゴーストの強度ムラ、輝度ムラを防止できる。また、２回目のデータの書き込みにおける最大階調電圧と最小階調電圧との第２の電圧幅を、１回目のデータの書き込みにおける最大階調電圧と最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定するので、細かい電圧幅での階調表示が可能となり、画像に表現できる階調数が減少することがない。このため、グラデーション画像を表示した場合でも、なだらかな色や輝度の変化を表示できる。
【００１１】
本発明に係る請求項２記載の液晶表示装置によれば、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、所定の時間内で到達可能な液晶の透過率を最大透過率として、仮想的に目標の透過率に達したものとするので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在してゴーストの発生やゴーストの強度ムラ、輝度ムラを防止できる。また、演算器では、第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで第１および第２の出力階調を設定するので、第１および第２の出力階調がデジタル的に取得されるので、階調電圧をアナログ的に変更する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜前提技術＞
本発明に係る液晶表示装置の説明に先立って、フィードフォワード制御を用いた駆動方法（ＦＦＤ）について図１〜図７を用いて説明する。図１は立体画像表示の可能な携帯電話機にＦＦＤによる立体画像表示装置を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示す立体画像表示装置１００は、通信機モジュール１および表示モジュール２を備えている。
【００１４】
通信機モジュール１は、通信機ユニット１１、ＣＰＵユニット１２および電池などの電源１５を備えている。ＣＰＵユニット１２は、デコーダ１３１、エンコーダ１３およびビデオメモリであるＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１４を有している。
【００１５】
表示モジュール２は、バックライト点滅ドライバ２０、制御回路２１、ゲートドライバ２６、ソースドライバ２７および液晶表示パネル２８を備え、制御回路２１は、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、デコーダ２４、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）２５および演算器２９を有している。
【００１６】
液晶表示パネル２８は、左右の視差画像を交互に表示する液晶表示部２８１と、左右の視差画像に同期して、左眼用画像を表示するときには左眼に集光する光源（図示せず）と、右眼用画像を表示する時には右眼に集光する光源（図示せず）の２種類の光源を備えている。
【００１７】
＜基本動作＞
次に、立体画像表示装置１００の基本動作について説明する。
通信機モジュール１の通信機ユニット１１は、送信者からの右眼用画像と左眼用画像からなる立体画像データを受信し、それをＣＰＵユニット１２のデコーダ１３１に与えて復号化し、一旦、完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。ここで、入力される画像データのフレーム入力レートは、ＣＰＵの処理能力や通信速度で制限されており、ここでは左右それぞれ毎秒２４回とする。
【００１８】
ＣＰＵユニット１２では、デコーダ１３１で復号化された右眼画像データおよび左眼画像データをエンコーダ１３に与え、エンコーダ１３において、再度ランレングス符号化、ハフマン符号化やディスクリートコサイン変換などの処理を施し、それぞれデータ圧縮符号化した後、データ復号用のパラメータとともにＶＲＡＭ１４に記録する。
【００１９】
ここでは、同じ表示位置、すなわち液晶表示パネル２８上の同じゲートライン上に表示される右眼用画像データと左眼用画像データとを１つのグループにして圧縮し、圧縮画像データとしてＶＲＡＭ１４に記録する。この際、左右の画像データの圧縮・復号化パラメータとして共通のパラメータを使用すればデータ量を削減することができる。
【００２０】
次に、ＶＲＡＭ１４に記録した圧縮画像データをデータ復号用パラメータとともに表示モジュール２のフレームメモリ２３に転送し、記録する。
【００２１】
表示モジュール２では、フリッカを抑制するために左右の画像をそれぞれ少なくとも毎秒４０回以上のレートで表示することが望ましく、タイミングコントローラ２２のクロックに同期して、毎秒２４回（フレーム）与えられる左右の入力視差像画像データを、１フレーム期間内にそれぞれのフィールドで交互に２回繰り返して表示することにより、左右の画像のそれぞれを４８フィールド／秒のレートで表示し、合計９６フィールド／秒のフリッカのない画像を表示する。
【００２２】
ここで、フリッカの抑制のためには少なくとも左右画像それぞれが４０フィールド／秒あれば良く、左右画像をそれぞれ４８フィールド／秒で表示することはこの条件を満たすことになる。
【００２３】
フレームメモリ２３からの記録データの読み出しは、右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データを１ゲートラインずつ読み出し、フレームメモリ２３に記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データを得る。
【００２４】
復号された右眼用画像データは図示しないラインメモリに蓄積される。ラインメモリに蓄積されたデータはＤＡＣ２５において順次にＤ／Ａ変換され、ソースドライバ２７のラッチ回路（図示せず）に蓄積され、タイミングコントローラ２２からのクロックと、ゲートドライバ２６によるゲートラインの選択と同期してゲートライン上の画素に階調電圧として印加される。以上の動作をゲートラインごとに順次繰り返し、右眼用画像フィールドを表示する。
【００２５】
次に、左眼用画像データについて同様の処理を行って左眼用画像フィールドを表示し、さらに、同じ右眼用および左眼用画像フィールドを繰り返して表示することで、左右一対の入力画像データを交互に２フィールドずつ表示して１フレームの画像表示とする。
【００２６】
なお、上記においては、左右の画像データを圧縮する際に、それぞれ完全な視差画像データとして圧縮しＶＲＡＭ１４に記録する例を説明したが、例えば右眼用画像データは完全な視差画像データとして扱い、左眼用画像データは右眼用画像データとの差の分についてのみ圧縮し、記録するようにしても良い。
【００２７】
この場合、同じ表示位置、すなわち液晶表示パネル２８上の同じゲートライン上に表示される右眼用画像データと左眼用画像データとを１つのグループにして同一のパラメータで圧縮し、右眼用の画像データはそのまま、左眼用の画像データは右眼用画像データとの差の分のデータをＶＲＡＭ１４に記録することになる。
【００２８】
また、フレームメモリ２３からのメモリの読み出しは、同じゲートライン上に表示される右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像データとをまとめて読み出し、フレームメモリ２３に記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データおよび、右眼用画像と左眼用画像との差のデータを得る。
【００２９】
そして、右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データをそのままラインメモリに蓄積し、左眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データに差のデータを加えて左眼用画像データとし、ラインメモリに蓄積する。
【００３０】
なお、以上の説明は、デコーダ１３１で復号化された右眼画像データおよび左眼画像データをエンコーダ１３で再度圧縮することを前提として説明したが、このようにデータを再度圧縮するのは、ＶＲＡＭ１４やフレームメモリ２３などの画像データ蓄積メモリの記憶容量が小さくて済むようにするためであり、換言すれば、受信したデータを再度圧縮することで、画像データ蓄積メモリの記憶容量が小さくて済み、コスト的に安価な立体画像表示装置を得ることができる。しかし、画像データ蓄積メモリに充分な記憶容量がある場合、あるいは、膨大な記憶容量があるメモリを準備してもコスト的に問題がない場合には受信したデータを再度圧縮する必要がないので、受信したデータの圧縮符号化や復号化の処理は不要となる。
【００３１】
＜ゴーストおよび輪郭ボケの防止＞
左右の視差画像を交互に表示して立体画像表示を行う方式においては、右眼用画像と左眼用画像とは、同一の表示対象であっても、左右方向に互いに少しずれた位置に表示される。これが視差画像あるが、このように位置のずれた表示対象を交互に表示する場合には、静止画像であっても動画像の場合と同様に、右眼用画像と左眼用画像の切り替えのたびに、各画素において毎回輝度の変更が要求されることになり、液晶の応答速度が不足する場合にはゴーストや輪郭のボケが生じる可能性がある。
【００３２】
立体画像表示装置１００では、上述したように１フレーム中の表示回数を倍増して、フリッカを防止しているので、フレーム表示が高速化され、液晶の応答速度が不足する可能性が高まる。
【００３３】
そこで、最新フィールドの入力画像データと直前に表示されていたフィールドの画像データの階調値とを比較し、最新フィールドの画像表示用の階調電圧として、前フィールドから次に表示すべき最新フィールドへの階調変化を強調した階調電圧を作成して液晶表示パネル２８に与えることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。
【００３４】
以下に、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する補償処理について説明する。
具体的には、階調変化を強調した階調電圧を作成するための手段として、図２に示すような階調値の変換テーブルを所定のメモリ（図示せず）内に予め準備し、図１に示した演算器２９で、現在の液晶の表示状態から次に表示すべき階調に変化させるために最適な階調電圧を作成する。
【００３５】
図２に示すように階調値変換テーブルには、現フレーム（最新フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）と前フレーム（前フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）との組み合わせに対して、液晶表示パネル２８に与えるべき階調値が設定されており、当該階調値に相当する階調電圧が出力データとして記録されている。
【００３６】
例えば、前フィールドのある画素の階調値が“１”であり、最新フィールドで同じ画素に表示すべき階調値が画像データ上では“２”となっている場合、変換テーブルに基づいて、液晶表示パネル２８には階調値“３”に相当する階調電圧を出力する。このように、実際に液晶表示パネル２８に与える階調電圧を画像データ上の階調値より高く設定することで、液晶の応答の遅れを補償することができるが、この仕組みについては、後にさらに説明する。
【００３７】
＜階調値補償の手順＞
上述した階調値の補償は、復号された左右の画像データをラインメモリに蓄積する前に階調値変換テーブルを使用して行う。
【００３８】
具体的には、以下の手順で処理が進む。
先に説明したように、エンコーダ１３において、同一のゲートラインに表示する右眼用画像データと左眼用画像データをそれぞれ１ゲートラインずつのグループとし、それぞれ同一のパラメータで圧縮し、ＶＲＡＭ１４に記録する。
【００３９】
左右の圧縮画像データは復号パラメータとともに表示モジュールのフレームメモリ２３に転送される。フレームメモリ２３からは、同一ゲートラインに表示する右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像データを対にして読み出し、デコーダ２４によって復号して完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。
【００４０】
そして、右眼用画像データおよび左眼用画像データをラインメモリ（図示せず）に蓄積する前に、演算器２９において階調値変換テーブルを使用して階調値を補償する。このとき、右眼用画像データの階調値を補償するためには左眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用し、左眼用画像データの階調値を補償するためには右眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用することができる。
【００４１】
すなわち、入力画像データが動画像である場合、ＶＲＡＭ１４に記録された圧縮画像データをフレームメモリ２３に転送する際に、まず右眼用の１フィールド分の圧縮画像データをフレームメモリ２３に書き込み、その後、所定の時間差をおいて左眼用の１フィールド分の圧縮画像データを書き込む。この時間差は、画像データの復号時に右眼用画像データと対にして読み出す同一表示位置の左眼用画像データとして使用するために、直前に表示されていた左眼用画像データをフレームメモリ２３内に残しておくためである。
【００４２】
これによって、直前に表示されていた左眼用画像データと、最新の右眼用画像データとを対にして読み出し、直前に表示されていた左眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用して右眼用画像データの階調値を補償することができるので、液晶の応答速度の加速のための階調補償を遅滞なく実行できる。
【００４３】
なお、フレームメモリ２３から、右眼用圧縮画像データの１フィールド分の読み出しが完了した後に、左眼用圧縮画像データをフレームメモリ２３に書き込み、データを更新する。この場合、先に入力した１フィールド分の右眼用圧縮画像データを前フィールドの画像データとして使用する。
【００４４】
ここで、入力画像データが動画像である場合の、フレームメモリ２３への圧縮画像データの書き込みと、フレームメモリ２３からの読み出しのタイミングを図３に示す。
【００４５】
図３においては、１フレーム期間の間に１フィールドのｎライン分の右眼用圧縮画像データと、ｎライン分の左眼用圧縮画像データとがフレームメモリ２３に書き込まれ、同一ゲートラインに表示する右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮データとが対になって読み出される状態が模式的に示されている。
【００４６】
なお、図３においては左眼用圧縮画像データが先に入力され、右眼用圧縮画像データが後で入力されているが、入力順序が逆であっても良い。
【００４７】
＜輝度ムラおよびゴーストの防止＞
＜液晶表示パネルの全面同時点滅方式の動作＞
ここで、図４を用いて液晶表示パネル２８の照明装置の構成について説明する。
【００４８】
図４に示すように、液晶表示パネル２８は、バックライト５０と呼称される照明装置を有している。バックライト５０は、ＬＥＤなどの光源５２ａおよび５２ｂと、当該光源からの光を液晶表示部２８１に導く導光板５１とを有している。導光板５１は液晶表示部２８１全面の大きさに相当する大きさを有し、プラスチックやアクリルなどの樹脂で構成され、透光性を有している。
【００４９】
また、光源５２ａおよび５２ｂは、液晶表示パネル２８の対向する２辺に、それぞれ同数で複数個配設されている。なお、ここでは、液晶表示パネル２８に向かって右側の端縁部に配置された光源５２ａを左眼用の光源とし、左側の端縁部に配置された光源５２ｂを右眼用の光源と呼称する。
【００５０】
液晶表示パネル２８のバックライト５０は、フレームに同期して、液晶表示部２８１の全面で同時に点滅するように制御される。
【００５１】
ここで、バックライト５０の点滅制御は、バックライト点滅ドライバ２０によって制御される。
【００５２】
すなわち、タイミングコントローラ２２からゲートドライバ２６に対してゲートラインのスキャンのタイミング信号が与えられるが、このタイミング信号がバックライト点滅ドライバ２０にも与えられ、ゲートラインのスキャンに併せて、光源５２ａおよび５２ｂを点滅させる。
【００５３】
より具体的には、右眼用画像データに基づいてゲートラインをスキャンする場合には右眼用の光源５２ｂのみを全て点灯し、左眼用画像データに基づいてゲートラインをスキャンする場合には左眼用の光源５２ａのみを全て点灯するように制御する。
【００５４】
立体画像の表示において、上述したような液晶表示パネルの全面同時点滅方式を採用する場合には、ゲートラインの選択時間、ゲートラインの本数および液晶の応答特性を考慮しなくてはならない。そこで、図５を用いて液晶の応答特性について説明する。
【００５５】
図５は、立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図であり、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。
【００５６】
Ｎ本のゲートラインを有する液晶表示パネル２８において、左眼画像として液晶表示部２８１が全面均一に透過率Ｌ１となり、右眼画像として全面均一に透過率Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）となる場合を例に説明する。
【００５７】
図５に示すように、左眼画像表示期間の左眼用光源の点灯期間が終了する時刻ｔ０までは、液晶表示パネル２８は液晶表示部２８１全体において、左眼画像を表示するための透過率Ｌ１となっており、液晶は当該透過率Ｌ１に対応する輝度を示している。なお、液晶の輝度は、液晶の透過率とバックライトの明るさとの掛け算で表される。
【００５８】
時刻ｔ０から、右眼画像を表示するために、液晶の透過率Ｌ２に対応した画像信号を１ライン目のゲートラインからゲートスキャンにより順次印加する。そして、ゲートスキャンが完了後、時刻ｔ１からｔ２までの期間、右眼用光源を点灯する。
【００５９】
＜液晶の応答の遅れの補償について＞
フレーム表示の切り替え速度に比べて液晶の応答が遅い場合は、先に説明した応答の遅れを補償する補償処理を施す。
【００６０】
すなわち、最新のフィールドの入力画像データ（例えば右眼用画像データ）と直前に表示されていたフィールドの画像データ（例えば左眼用画像データ）との階調値とに基づいて、図２を用いて説明した階調値変換テーブル（補償済み階調データ）を使用して、最新フィールドの画像表示用の階調電圧（この場合は右眼用画像表示のための階調電圧）を強調し（高め）、補償済み階調電圧として液晶表示パネル２８に与えて、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。
【００６１】
ここで、階調電圧を強調することで、液晶の応答の遅れを補償することができる仕組みについて、以下に図６を用いて説明する。
【００６２】
図６は、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧の電圧）がＶ２、Ｖ３、Ｖ４およびＶ５（Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）のそれぞれの場合の液晶の応答特性の変化を示す概念図であり、横軸に時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。また、これと平行して、電圧Ｖ１の状態から電圧Ｖ２に昇圧するタイミングも表している。
【００６３】
図６から、電圧をＶ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５と高めることにより液晶の透過率が増加する方向の応答速度が速くなり、より短い時間で透過率が向上することが判る。
【００６４】
従って、最新フィールドの画像表示用の階調電圧を、実際の画像データ値よりも高めることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速することができ、応答の遅れを補償できることになる。
【００６５】
＜輝度ムラの防止動作について＞
上述したように、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧）を変更することによって、液晶の応答特性を早めたり遅くしたりできる特性を利用すれば、液晶表示パネル２８のゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを防止することも可能となる。
【００６６】
図５は、ゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを説明するために、フレーム表示の切り替え速度に比べて液晶の応答が遅い場合を表している。
【００６７】
例えば、１つのゲートラインが選択され、当該ゲートラインに対して新たなデータ（階調電圧）が書き込まれるまでに費やす時間をゲート選択時間とし、ゲート選択時間をｔｇとする。
【００６８】
この場合、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生する。そのため、図５における時刻ｔ１のとき、１番目のゲートライン上の画素は、液晶の応答開始から、すなわち液晶の透過率が変わり始めてから（ｔ１−ｔ０）時間経っているが、Ｎ番目のゲートライン上の画素では（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）しか経っていない。そのため、時刻ｔ１では、１番目のゲートライン上の画素の液晶の透過率が変わり始めてからの経過時間と、Ｎ番目のゲートライン上の画素の液晶の透過率が変わり始めてからの経過時間とで差が生じることになる。
【００６９】
従って、液晶の応答時間が（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）より長い場合、すなわち、図５に示す応答特性ＡおよびＢのような場合、時刻ｔ１において１番目のゲートライン上の画素の液晶の応答が完了し、透過率がＬ２になっていたとしても、Ｎ番目のゲートライン上の画素では、液晶の応答が完了せず、透過率はＬ１とＬ２との間の値Ｌ３である。
【００７０】
このような状態で、時刻ｔ１からｔ２の期間に光源が点灯すると、１番目のゲートライン上の画素と、Ｎ番目のゲートライン上の画素とでは、輝度が異なってしまう。この現象は、液晶表示部２８１の全面に渡って連続的に発生し、ゲートスキャン方向に対して、輝度ムラが発生することになる。
【００７１】
これを防止するには、各ゲートラインに対する新たなデータの書き込み時刻から光源点灯時刻までの時間で、液晶表示部２８１の全領域に渡って所定の透過率Ｌ２になっていることが望ましい。
【００７２】
ここで、図６に再び着目すると、実効的な点灯期間の平均透過率である透過率Ｌ２に達するには、ゲートラインに印加する電圧がＶ３の場合よりもＶ４の方が早い。このことは、電圧Ｖ４を用いる方が光源の点灯期間を早めることができることを意味している。なお、図６では電圧Ｖ２を印加したパターンを併せて示している。
【００７３】
すなわち、図６においては、電圧Ｖ３の場合の光源の点灯期間を符号ｂで示し、電圧Ｖ４の場合の光源の点灯期間を符号ａで示しており、ゲートラインに印加する電圧を高めることで、光源の点灯期間を早めることが可能であることが判る。
【００７４】
これは見方を変えれば、ゲートラインに印加する電圧を高めれば、ゲートラインの選択後、点灯期間を電圧の印加後の早い時間に設定できることを意味しており、各ゲートラインにおいて、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間が異なっていても、各時間に対応させて、それぞれのゲートラインで印加電圧を変えれば、同じ透過率、すなわち同じ画面輝度を実現できることを意味している。
【００７５】
図７には、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインとで、印加する電圧を変えた場合の応答特性ＡおよびＢ’を表しており、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を示している。
【００７６】
図７では先に説明した図５と同様に、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生することを前提としており、時刻ｔ１のとき、１番目のゲートライン上の画素（特性Ａ）は、液晶の透過率が変わり始めてから（ｔ１−ｔ０）時間経っているが、Ｎ番目のゲートライン上の画素（特性Ｂ’）では（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）しか経っていない。
【００７７】
しかし、Ｎ番目のゲートラインには、光源の点灯時刻までの時間が短い分だけ、応答が早くなるように、１番目のゲートラインよりも高い電圧を印加することで、応答特性Ｂ’の立ち上がりは応答特性Ａよりも急峻になっており、時刻ｔ１（右眼用光源点灯開始時刻）では、透過率Ｌ２に近い値となっており、時刻ｔ２（右眼用光源点灯終了時刻）では、透過率Ｌ２よりも高い透過率Ｌ４に達していることが判る。
【００７８】
このため、１番目のゲートライン上にある画素の右眼用光源点灯期間中における平均透過率（図中において点灯期間を示す領域と特性Ａの曲線とで囲まれる面積で定義）と、Ｎ番目のゲートライン上にある画素の右眼用光源点灯期間中における平均透過率（図中において点灯期間を示す領域と特性Ｂ’の曲線とで囲まれる面積で定義）とはほぼ同じとなり、液晶表示パネル２８のゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを防止することができる。
【００７９】
なお、液晶表示パネル２８のそれぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間に合わせて印加電圧を変えるように階調値を補償するには、図２に示す階調値変換テーブルが各ゲートラインごとに必要となる。
【００８０】
ただし、この方法では、階調値変換テーブルとして、各画素の階調数がＫビットであり、ゲートライン数がＮ本である場合、Ｎ・Ｋ・２2Kビットのデータ量となり、当該テーブルを記憶するメモリに大きなデータ容量が必要となる。
【００８１】
ここで、液晶表示パネル２８の面内状態は、１番目のゲートラインからＮ番目のゲートラインまで連続的に変化しているので、階調値変換テーブル（補償済み階調データ）としては、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインの分の２つを準備し、両者の間のゲートラインに関しては、例えば演算器２９において補間処理により求めることが可能である。
【００８２】
補間の方法としては、例えばゲートラインナンバーに比例した重みを付けて、１番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤ１と、Ｎ番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤＮとから比例補間によって、ｍ番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤｍを決定する（１＜ｍ＜Ｎ）。具体的には、Ｄｍ＝Ｄ１・（ｍ/Ｎ）＋ ＤＮ・（ｍ/Ｎ）で表される補間式採用して補間を行う。これにより階調値変換テーブル用のメモリのデータ容量を削減することが可能となる。
【００８３】
なお、基準データを１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインの２ライン分だけでなく、３ライン分以上において基準データを準備し、各基準データ間で補間処理を行っても良いことは言うまでもない。この場合、補間処理で作成したデータの精度が高まることが期待される。
【００８４】
＜輝度ムラの防止動作の変形例について＞
図６および図７を用いて説明した輝度ムラの防止動作においては、液晶表示パネル２８のそれぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間に合わせて印加電圧を変える方法を採ることとしたが、印加電圧を高めると、液晶の応答速度は高めることができるが、透過率が高くなり過ぎる場合も発生する。そこで、以下に説明する方法で、透過率が過度に増大することを防止しても良い。
【００８５】
図８は、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧の電圧）がＶ２、Ｖ３、Ｖ４およびＶ５（Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）のそれぞれの場合の液晶の応答特性の変化を示す概念図であり、横軸に時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。
【００８６】
図８から、電圧をＶ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５と高めることにより液晶の透過率が増加する方向の応答速度が速くなり、より短い時間で透過率が向上している。しかし、電圧Ｖ３、Ｖ４およびＶ５においては、実効的な点灯期間の平均透過率である透過率Ｌ２を過ぎて透過率が上がり続けている。
【００８７】
一方、実線で示す応答特性Ｓは、透過率Ｌ２に達するまでは電圧Ｖ３印加時の特性を示し、透過率Ｌ２に達した後は透過率Ｌ２を維持する特性となっている。図８では、このような応答特性Ｓを得るための電圧印加パターンの例を併せて示している。
【００８８】
図８に示すように、左眼画像表示期間の左眼用光源の点灯期間が終了する時刻ｔ０までは、液晶表示パネル２８は液晶表示部２８１全体において、左眼画像を表示するための透過率Ｌ１となっており、液晶は当該透過率Ｌ１に対応する輝度を示している。
【００８９】
時刻ｔ０から、右眼画像を表示するための透過率Ｌ２に対応した画像信号を１番目のゲートラインから順次ゲートスキャンにより順次印加する。このとき、各ゲートラインに最初に加える印加電圧をＶ３とし、これを第１書き込み電圧と呼称し、当該第１書き込み電圧を与えることを第１書き込みと呼称する。第１書き込みを所定期間続けた後、印加電圧をＶ２に下げる。これを第２書き込み電圧と呼称し、当該第２書き込み電圧を与えることを第２書き込みと呼称する。
【００９０】
この電圧印加パターンと、応答特性Ｓとを比較すると、第１書き込み開始から、第２書き込み開始までの期間（第１書き込みの期間）で透過率がＬ１からＬ２に達するように設定されている。なお、第１書き込みの期間はＮ・ｔｇで規定されている。
【００９１】
このような電圧印加パターンを得るには、まず、最新フィールドの入力画像データと直前に表示されていたフィールドの画像データの階調値とを比較し、最新フィールドの画像表示用の階調電圧として、前フィールドから次に表示すべき最新フィールドへの階調変化を強調した階調電圧を生成して、第１書き込み電圧として液晶表示パネル２８に与えることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。なお、図９に示すように、１番目のゲートラインと、Ｎ番目のゲートラインとで第１書き込み電圧は共通であり、ゲートラインごとに階調値変換テーブルを用意する必要がない。これは、全てのゲートラインで、第１書き込み期間内にＬ２に達する第１書き込み電圧が得られる階調値を階調値変換テーブルに設定しているからである。
【００９２】
これにより。ゲートスキャン方向の輝度ムラおよびゴーストの強度ムラも防止することができる。
【００９３】
ここで、階調変化を強調した階調電圧を作成するための手段としては、図２に示すような階調値変換テーブルを用いて、図１に示す演算器２９により、現在の液晶の表示状態から次に表示すべき階調に変化させるために最適な階調電圧を作成する。
【００９４】
次に、第２書き込みを行う際には、最新フィールドの右眼用の入力画像データに強調を加えず、未補償の状態で使用する。
【００９５】
このように、階調値変換テーブルを用いて第１書き込み電圧を設定し、第２書き込み電圧は最新フィールドの画像データを未補償の状態で使用するので、液晶の透過率が不必要に高い状態が続くことを防止できる。さらに、第１書き込み電圧が与えられる期間は、液晶のばらつきや環境の影響を受けやすいが、第１書き込み電圧は階調値変換テーブルを用いて設定されるので、ゴーストの発生を抑制することができる。
【００９６】
上述したような電圧印加パターンを用いた場合の立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を図９に示す。
【００９７】
図９には、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインに対して、第１および第２書き込み電圧で構成される電圧印加パターンを与えた場合の応答特性Ａ１およびＢ１を表しており、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を示している。
【００９８】
図９において、応答特性Ａ１は１番目のゲートライン上にある画素の応答特性であり、応答特性Ｂ１はＮ番目のゲートライン上にある画素の応答特性であり、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生し、応答特性Ａ１における第１書き込み期間は、Ｎ・ｔｇの時間差に相当するように設定されている。そして、この期間に、透過率Ｌ２に達するように第１書き込み電圧を設定する。
【００９９】
これにより、第２書き込みを開始する時点で所望の透過率Ｌ２に到達し、次に第１書き込み電圧を第２書き込み電圧にまで下げると透過率Ｌ２が維持される。
【０１００】
また、Ｎ番目のゲートライン上にある画素（応答特性Ｂ１）では、１番目のゲートライン上にある画素（応答特性Ａ１）において第２書き込み期間が開始するタイミングで、第１書き込み期間が開始するように設定され、Ｎ番目のゲートライン上にある画素での第１書き込み電圧は、時刻ｔ１（右眼用光源点灯開始時刻）の時点で透過率Ｌ２に到達する電圧に設定される。
【０１０１】
以上のような電圧印加パターンを用いることで、液晶パネル２８の全面で、透過率が所望の透過率Ｌ２にほぼ達した状態の時間が長く維持されるため、それぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間が異なっていても、液晶パネル２８の全面で同じ輝度を実現することができる。
【０１０２】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．装置構成＞
本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置１００Ａについて、図１０〜図１３を用いて説明する。
【０１０３】
図１０は立体画像表示の可能な携帯電話機に本発明を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。なお、図１に示した立体画像表示装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０４】
図１０に示す立体画像表示装置１００Ａは、通信機モジュール１および表示モジュール２Ａを備えている。
【０１０５】
表示モジュール２Ａは、制御回路２１Ａ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ａは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０および電圧設定回路３１を有している。電圧設定回路３１はタイミングコントローラの制御を受けて、所定の電圧をソースドライバ２７Ａに与え、温度センサ４０は、タイミングコントローラ２２に温度検知結果を与える構成となっている。なお、図１示したバックライト点滅ドライバやゲートドライバ等は図示を省略している。
【０１０６】
ソースドライバ２７Ａは、電圧設定回路３１から与えられる所定の電圧を抵抗分割して、２５６段階の階調電圧を生成して電圧決定回路２７１に与える階調電圧発生回路２７２と、演算器２９から与えられる階調データをデコードして電圧決定回路２７１に与えるデコーダ２７３と、電圧決定回路２７１の出力をバッファリングするバッファ２７４と、バッファ２７４の出力を受けて、液晶表示パネル２８の各ソースラインに順次与えるシフトレジスタ２７５とを有している。
【０１０７】
＜Ａ−２．装置動作＞
「輝度ムラおよびゴーストの防止」の項目で説明したＦＦＤを用いて立体画像表示を行う場合、液晶表示装置を使用する環境温度が低温状態では、液晶の粘性の増大により応答速度が遅くなり、所定のゲートラインへの１回目の書き込み後、同ゲートラインへの２回目の書き込みを行うまでの時間、例えば、６０Ｈｚの周期で、右眼２回、左眼２回の書き込みを行う場合は１／（６０×２×２）＝４．１６ｍｓで２回目の書き込みを行うことになるが、この時間では液晶の状態が目標の透過率まで達しない場合が生じる。
【０１０８】
例えば、ノーマリーホワイトのＴＮ（Twist Nematic）モードの液晶パネルの場合、電圧を０Ｖ以上に加速する電圧を設定できない黒から白へ画像が変わる場合に発生し易い。このため、０℃程度の低温環境において、左右の視差画像が混在してゴースト画像が発生し、立体視がしにくくなるという問題を生じる。
【０１０９】
この問題を解消するためには、表示に用いる液晶の状態の変化の幅を、４．１６ｍｓ内で変化できる範囲まで狭めて使用するとことが有効である。
【０１１０】
ここで、狭める範囲を決定するには、以下の３つの方法が考えられる。
まず、第１の方法として、コントラストを重視し、液晶の透過率が０となる状態から応答可能な状態までを選定する方法、第２の方法として、明るさを重視し、０Ｖの最大透過率の状態から応答可能な状態までを選定する方法、第３の方法として、第１の方法と第２の方法の中間の領域で、液晶の応答が可能な領域を選定する方法がある。これらを模式的に示したものが図１１である。
【０１１１】
図１１においては、ノーマリーホワイトのＴＮモードの液晶パネルの場合の透過率と階調電圧との関係を示しており、最小透過率となる電圧をＶｏとし、最大透過率となる電圧をＶｈとした場合、第１の方法では、０℃の環境では４．１６ｍｓの間に変化できる透過率は、定常状態（２５℃）で４Ｖ〜２Ｖの間に相当する透過率となるので、Ｖｏ＝４Ｖ、Ｖｈ＝２Ｖとなり、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１２】
また、第２の方法では、階調調整用の電圧Ｖｈとして最大透過率となる電圧（０Ｖ）を設定し、この状態から４．１６ｍｓで到達可能な透過率に相当する電圧をＶｏとし、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１３】
また、第３の方法では、コントラスト重視の場合と明るさ重視の場合の中間の電圧間、例えば電圧Ｖｈとして１Ｖ、電圧Ｖｏとして３．５Ｖを設定し、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定すれば良い。
【０１１４】
いずれの方法を用いた場合も、使用する液晶の状態の幅を狭めるため、画像に表現できる階調数が減少してしまう。このため、グラデーション画像を表示した場合に、なだらかな色や輝度の変化が表示できず、階段的な画像が現れる可能性がある。
【０１１５】
これを防止するため、２回書き込み駆動において、１回目の書き込みを行うフィールドを加速電圧印加フィールドとし、２回目の書き込みを行うフィールドを階調調整フィールドとし、両フィールドの間に、電圧設定回路３１（図１０）から階調電圧発生回路２７２に与える電圧ＶｏおよびＶｈを変更し、液晶の表示に使用する電圧領域の階調数を、実質的に常温と同等にすることが有効である。
【０１１６】
この、加速電圧印加フィールドでの電圧は、図１１においてＶｏ＝４．５Ｖ、Ｖｈ＝０Ｖで表され、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１７】
以下、第１の方法を用いる場合を例に採って、図１０に示す立体画像表示装置１００Ａを参照しつつ、低温環境下でのゴーストの発生を防止する動作について説明する。
【０１１８】
温度センサ４０で検出された環境温度に基づいて、温度ごとに予め決められた、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル（第１のデータ変換テーブル）、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル（第２のデータ変換テーブル）を、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０から読み出し、タイミングコントローラ２２内の図示されないＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）に記録する。
【０１１９】
加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルは、例えば図２を用いて説明した階調値変換テーブルと同様の構成を採り、現フレーム（最新フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）と前フレーム（前フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）との組み合わせに対して、液晶表示パネル２８に与えるべき階調値が設定されており、当該階調値に相当する階調電圧が出力データとして記録されている。
【０１２０】
例えば、前フィールドのある画素の階調値が“１”であり、最新フィールドで同じ画素に表示すべき階調値が画像データ上では“２”となっている場合、変換テーブルに基づいて、液晶表示パネル２８には階調値“３”に相当する階調電圧を出力する。このように、現在および過去のデータに基づいて、より適切なデータを設定するのでフィードフォワード制御と呼称する。なお、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルは、液晶表示パネル２８の物性値に合わせて、環境温度ごとに実験的に求める。
【０１２１】
また、タイミングコントローラ２２において、加速電圧フィールド用の電圧幅を決める電圧ＶｏおよびＶｈならびに階調調整フィールド用の電圧幅を決める電圧ＶｏおよびＶｈを決定する。タイミングコントローラ２２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の機能を有したデバイスが含まれており、当該デバイスに、予め、第１の方法を用いることを前提にプログラムしておけば、０℃の環境に適した加速電圧フィールド用の電圧幅および階調調整フィールド用の電圧幅に合わせて、電圧ＶｏおよびＶｈを決定する。なお、０℃での環境に限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１２２】
次に、１回目の書き込み動作として、加速電圧フィールドの書き込みを行う。まず、タイミングコントローラ２２で決定された加速電圧フィールド用の電圧ＶｏおよびＶｈに基づいて、電圧設定回路３１において電圧ＶｏおよびＶｈを発生させる。これらの電圧は階調電圧発生回路２７２の抵抗分割回路に与えられ、２５６分割されて０〜２５５の階調ごとの印加電圧を設定する。
【０１２３】
次に、液晶表示パネル２８の第１ゲートラインに対応して、演算器２９がタイミングコントローラ２２を介してフレームメモリ２３に記憶された前画像の階調データと現画像の階調データを読み出し、環境温度に対応した加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルに基づいて、実際に電圧決定回路２７１に送る階調データを決定し、電圧決定回路２７１に与えて各ソースラインに与えるべき電圧に変換する。そして当該電圧は、バッファ２７４およびシフトレジスタ２７５を介してソースラインに送られる。
【０１２４】
この一連の動作を、第１ゲートラインから最終ゲートラインに対して行う。この間は、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルならびに電圧ＶｏおよびＶｈは同じ値を用いる。ただし、必要に応じて、ゲートラインごとに調整を加えても良い。
【０１２５】
次に、２回目の書き込み動作として、階調調整フィールドの書き込みを行う。まず、タイミングコントローラ２２で決定された階調調整フィールド用の電圧ＶｏおよびＶｈに基づいて、電圧設定回路３１において電圧ＶｏおよびＶｈを発生させる。これらの電圧は階調電圧発生回路２７２の抵抗分割回路に与えられ、２５６分割されて０〜２５５の階調ごとの印加電圧を設定する。
【０１２６】
次に、液晶表示パネル２８の第１ゲートラインに対応して、演算器２９がタイミングコントローラ２２を介してフレームメモリ２３に記憶された前画像の階調データと現画像の階調データを読み出し、環境温度に対応した階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルに基づいて、実際に電圧決定回路２７１に送る階調データを決定し、電圧決定回路２７１に与えて各ソースラインに与えるべき電圧に変換する。そして当該電圧は、バッファ２７４およびシフトレジスタ２７５を介してソースラインに送られる。
【０１２７】
この一連の動作を、第１ゲートラインから最終ゲートラインに対して行う。この間は、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルならびに電圧ＶｏおよびＶｈは同じ値を用いる。
【０１２８】
＜Ａ−３．作用および効果＞
図１２は印加される階調電圧に対する液晶パネルの透過率の変化を示す図であり、横軸に時間（ｍｓ）を示し、縦軸に透過率を示している。そして、０℃、１０℃および２５℃の場合の透過率の時間変化を示し、また、図の上部には液晶の応答速度の加速のための加速電圧および加速後に行う階調調整のための階調調整電圧の印加状態を温度ごとに模式的に示している。
【０１２９】
図１２に示すように、１回目の書き込み動作である加速電圧フィールドの書き込みにおいては、オーバードライブ技術により、４．１６ｍｓの間に、温度センサ４０で検出された環境温度で到達できる透過率に達するように急速に加速する。なお、温度ごとに適した加速電圧は異なるので、温度ごとに予め定めた加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルを用いて加速電圧を決定する。
【０１３０】
環境温度０℃では、加速電圧フィールドでは、電圧幅を大きくするために電圧ＶｏおよびＶｈを、それぞれ４．５Ｖと０Ｖに設定する。ＴＮモード液晶パネルで最も応答の遅い黒（０階調）から白（２５５階調）への液晶状態の変化は、図１２に示すように、４．１６ｍｓでは最小電圧０Ｖを印加しても定常状態（２５℃）で到達する透過率の２０％にしか達しない。この透過率は定常状態では、２Ｖの電圧印加の状態に相当する。
【０１３１】
従って、環境温度０℃では、白を最大透過率の２０％に定義し、階調調整フィールドでの印加電圧は２５５階調が透過率２０％になる２Ｖとなるように、電圧ＶｏおよびＶｈをそれぞれ、４Ｖおよび２Ｖに設定する。
【０１３２】
このように、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、仮想的に目標の透過率に達したものとし、その後は、その透過率を基準として、０〜２５５階調を表すように階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルを用いて変換を行うので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在してゴースト画像が発生し、立体視がしにくくなるという問題を防止できる。
【０１３３】
また、階調調整フィールドでは細かい電圧幅での階調表示が可能となり、画像に表現できる階調数が減少することがない。このため、グラデーション画像を表示した場合でも、なだらかな色や輝度の変化を表示できる。
【０１３４】
一方、環境温度２５℃（定常状態）では、加速電圧フィールドでは、電圧幅を大きくするために電圧ＶｏおよびＶｈを、それぞれ４．５Ｖと０Ｖに設定する。実際の階調表示に用いる電圧幅は図１１に示すように４Ｖ〜０Ｖであるが、オーバードライブによる加速を実現するために、電圧Ｖｏを大きめに設定している。
【０１３５】
この電圧幅で、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルにより加速用の階調電圧を決定し、電圧決定回路２７１（図１０）で電圧を作り、液晶表示パネル２８の画素に順次印加する。この場合は、ＴＮモード液晶パネルで最も応答の遅い黒（０階調）から白（２５５階調）への液晶状態の変化は、図１２に示すように、加速電圧の印加により目標の透過率に近い値まで４．１６ｍｓで到達している。
【０１３６】
従って、環境温度２５℃では、白を最大透過率に定義し、階調調整フィールドでの印加電圧は２５５階調が最大透過率になる０Ｖとなるように、電圧ＶｏおよびＶｈをそれぞれ、４Ｖおよび０Ｖに設定する。これは、静止画を表示する際の階調電圧を発生させるために適した値である。すでに、加速電圧フィールドで目標の透過率に近い値が達成されているため、階調調整フィールドで印加すべき電圧は、定常状態で目標の透過率を維持する電圧で良く、０Ｖに近い値である。
【０１３７】
なお、上記説明は、表示する現画像データが最大階調である場合を例に採ったが、中間階調のデータである場合も同様である。
【０１３８】
また、以上の説明においては、左右の視差画像の何れかを特定したものではなかったが、左の視差画像に対して加速電圧フィールドおよび階調調整フィールドで２回のデータの書き込みを行い、続いて、右の視差画像に対して加速電圧フィールドおよび階調調整フィールドで２回のデータの書き込みを行うことで立体画像のゴーストを防止することができる。
【０１３９】
＜Ａ−４．ＦＦＤデータ変換テーブルの設定方法＞
次に、図１３を用いて、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルおよび階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルの設定方法について説明する。
【０１４０】
図１３は、加速電圧フィールドでの電圧設定と階調調整フィールドでの電圧設定を最適に調整するための評価用の視差画像データを示す図であり、図に向かって左側に左眼画像データを、右側に右眼画像データを示している。
【０１４１】
図１３において、右眼画像データは０〜２５５階調を段階的に示す複数の横階調バーとして表現されており、左眼画像データは右眼画像データの横階調バーの幅と階調と同じ横階調バーとともに、それに直交するように０〜２５５階調を段階的に示す複数の縦階調バーを加えた画像として表現されている。
【０１４２】
調整作業に際しては、これら左右の画像を、液晶パネルの同じ位置に交互に表示する。なお、画像の大きさは任意である。
【０１４３】
これらの左右の画像データを交互に表示した場合、左眼画像データの縦階調バーのない領域は、左右の画像で同じ画像を表示し、縦階調バーのある領域では、場所により異なる階調の画像を交互に表示することになる。従って、ＦＦＤデータ変換テーブルが最適化されている場合は、右眼には右眼画像データの横階調バー（グレーバー）が見えるはずであるが、ＦＦＤデータ変換テーブルが最適化されていない場合は、右眼が実際に見る画像の評価ポイントＲでは、階調２２３の横階調バーに左眼画像の階調１５９の縦階調バーの影響で、交差領域に明るさの違いが見えることになる。
【０１４４】
そこで、右眼に単調な横階調バーが見えるようにＦＦＤデータ変換テーブルの値を調整することにより、２重像（ゴースト）のない見やすい立体画像表示を実現することができる。
【０１４５】
実際には、図１３の画像データを、左右入れ替えて再度調整をおこない、これを繰り返して、最もバランスの取れた状態でのＦＦＤデータ変換テーブルの値を最適値とすることで、２重像のない見やすい立体画像表示を実現することができる。
【０１４６】
なお、チェックパターンは図１３に示すパターンに限るものではなく、左右の画像の一方に同じ階調の隣接した２領域があり、他方の画像の相対する位置に、一方の画像と同じ階調の領域と、異なる階調の領域が隣り合って存在する画像の組であれば、同じ効果が得られる。また、このときの同じ階調の画像が見える方向から、実際の２画像領域の輝度の差を測ることにより、立体画像表示装置のクロストークの値を評価することができる。
【０１４７】
＜Ａ−５．変形例＞
以上の説明は、説明を単純にするために、印加電圧の極性反転には触れなかったが、これを行っても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１４８】
また、以上の説明では、左右のバックライト光源の点滅と同期して、左右の視差画像を交互に液晶パネルに表示する立体画像表示装置について説明したが、通常の６０ＦＰＳ（フィールド／秒）や１２０ＦＰＳで動画を表示する液晶ディスプレイの低温環境下での２重像の発生の抑制にも同様の効果が期待できる。
【０１４９】
また、以上の説明では一例として、ノーマリーホワイト（液晶セルに印加される電界強度の絶対値が小さいほど、透過率が高い）のＴＮ液晶モードを例に説明したが、ノーマリーブラック（液晶セルに印加される電界強度の絶対値が小さいほど、透過率が低い）の他の液晶モードにも適用できる。
【０１５０】
図１４は、ノーマリーブラックの液晶パネルの場合の透過率と電圧との関係を示しており、最小透過率となる電圧をＶｏとし、最大透過率となる電圧をＶｈとした場合、第１の方法では、０℃の環境では４．１６ｍｓの間に変化できる透過率は、定常状態（２５℃）で０．５Ｖ〜２．５Ｖの間に相当する透過率となるので、Ｖｏ＝０．５Ｖ、Ｖｈ＝２．５Ｖとなり、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。これにより、０℃の温度下でも滑らかな階調を実現できることになる。
【０１５１】
なお、上記の説明では、表示画像のコントラストを高めるために、階調調整用の電圧Ｖｏには最低透過率を実現する電圧を設定し、この液晶状態からオーバードライブ用加速電圧４．５Ｖを用いて、４．１６ｍｓで到達可能な透過率に相当する電圧をＶｈとした。これにより、コントラストの高い動画画像の表示が可能になるという利点がある。
【０１５２】
＜Ｂ．実施の形態２＞
以上説明した実施の形態１においては、特に低温環境での液晶の応答遅れを補うために、表示される白または黒、あるいはその両方の階調範囲を狭め、階調表示が飛び飛びになること（つぶれ）を防ぐために、ソースドライバに入力する階調電圧を操作する方法を示した。
【０１５３】
実施の形態２では、階調電圧は操作せず、信号処理により同様の効果を得られる方法について説明する。
【０１５４】
＜Ｂ−１．装置構成＞
図１５は立体画像表示の可能な携帯電話機に本発明を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。なお、図１０に示した立体画像表示装置１００Ａと同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１５５】
図１５に示す立体画像表示装置１００Ｂは、通信機モジュール１および表示モジュール２Ｂを備えている。
【０１５６】
表示モジュール２Ｂは、制御回路２１Ｂ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ｂは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９Ａおよび電圧設定回路３１を有している。
【０１５７】
図１０に示した立体画像表示装置１００Ａとの大きな違いは、電圧設定回路３１が独立しており、タイミングコントローラ２２からの制御を受けないことである。また、立体画像表示装置１００Ａでは、図２に示した階調値変換テーブルと同様の加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルをＬＵＴ（look-up table）として有し、それらを用いて変換した結果をソースドライバ２７Ａに出力していたが、本実施の形態では演算器２９Ａに以下の機能を有している。
【０１５８】
図１６に演算器２９Ａの内部構成をブロック図で示す。
ソースドライバは、高分解能（入力デジタルビット数が多い）であればあるほど階調範囲を狭めた際の階調つぶれが起きにくいが、以下では、便宜的に６Ｂｉｔのものを使用し、入力階調が８Ｂｉｔ（ＲＧＢ各）である場合について説明する。また、このブロック図は、ＲＧＢのいずれか１つのみについて記載しており、実際には同様のブロックが３つあるものとする。
【０１５９】
図１６に示すように、演算器２９Ａは、ＬＵＴ２９１、補間ブロック２９２およびＦＲＣ（フレームレートコントロール）ブロック２９３を有している。まず、タイミングコントローラ２２（図１５）から送られて来る前画像映像信号および現画像映像信号のデータ８Ｂｉｔは、図示しない分離ブロックで上位ビットと下位ビットとに分離される。ここでは上位３Ｂｉｔ（８通り）と下位５Ｂｉｔ（３２通り）に分離することとする。
【０１６０】
上位３Ｂｉｔの現画像データおよび前画像データは、ＬＵＴ２９１のアドレスとして使用される。
【０１６１】
ＬＵＴ２９１の構成を図１７および図１８に示す。なお、ＬＵＴ２９１はメモリに記憶された８Ｂｉｔのデータであり、図１７に示す加速電圧フィールド用の変換テーブルと、図１８に示す階調調整フィールド用の変換テーブルを有している。
【０１６２】
３Ｂｉｔのデータでとり得る範囲は０〜７であるが、テーブルには０〜８を記載している。このＬＵＴ２９１は、現画像，前画像の値の交点以外に、それぞれを＋１を足した値の合計４つの値を取得することを特徴としている。
【０１６３】
ここで、加速電圧フィールドで前画像が４、現画像が３の場合を例にとると、ＬＵＴからの出力として、次の４つを出力することになる。すなわち、（３，４）＝６５、（４，４）＝１１０、（３，５）＝４５、（４，５）＝８５である。このＬＵＴの値は、温度センサの値に応じて、画像を出力する必要のないブランキング期間中に書き換えが行われる。
【０１６４】
ＬＵＴ２９１で取得した４つの値と、前画像、現画像の各下位の５Ｂｉｔは、補間ブロック２９２に送られる。補間ブロック２９２では、これらの値から２次元線形補間により９Ｂｉｔのデータを出力する。具体的な計算方法は、以下の通りである。
【０１６５】
便宜上、ＬＵＴ２９１から出力されたデータをａ、ｂ、ｃ、ｄ（前記例ではａ＝６５，ｂ＝１１０、ｃ＝４５、ｄ＝８５）とし、現画像データおよび前画像データの下位５ＢｉｔをＸ［４：０］、Ｙ［４：０］とする。
【０１６６】
【数１】
【０１６７】
【数２】
【０１６８】
【数３】
【０１６９】
まず、数式（１）および（２）に基づいてＱａｂおよびＱｃｄを計算する。データａ、ｂ、ｃ、ｄ（各８Ｂｉｔ）の減算値とＸ（５Ｂｉｔ）より、掛け算で１３Ｂｉｔの値を得る。その後、算出した値の上位９Ｂｉｔと、データａおよびｃを２倍したものをそれぞれ加算して９Ｂｉｔの値を得る。次に、数式（３）で示すように、数式（１）および（２）でそれぞれ得られた９Ｂｉｔの値の減算値と、Ｙ（５Ｂｉｔ）との掛け算で１４Ｂｉｔの値を取得し、その上位９ＢｉｔとＱａｂを加算して９ＢｉｔのＱａｂｃｄを得る。この値は次のＦＲＣブロック２９３に送られる。
【０１７０】
ここでは、４点の値を使用した単純な２次元線形補間を行ったので、比較的容易に補間が可能となる。なお、本発明の補間方法は線形補間に限られず、他の補間手法を用いることもできる。
【０１７１】
ＦＲＣブロック２９３では、９Ｂｉｔのデータ（Ｑａｂｃｄ）からソースドライバ２７Ａ（図１５）に与えるべき６Ｂｉｔ出力信号を生成するが、その内部ブロックを図１９に示す。
【０１７２】
ＦＲＣブロック２９３でのフレームレートコントロールは、いわゆる擬似階調を生成するためのディザパターンを時間的に変化させる手法であり、単一画素を時間的に平均しても所望の出力階調となるように構成されている。
【０１７３】
図１９に示すように、補間ブロック２９２から入力される９Ｂｉｔのデータは、図示しない分離ブロックで上位６Ｂｉｔのデータと下位３Ｂｉｔのデータとに分離される。
【０１７４】
上位６Ｂｉｔのデータは、出力信号を選択するＭＵＸ（マルチプレクサ）６２の一方入力に入力され、また、加算器６１で＋１を加算したデータが他方入力に入力される。
【０１７５】
ここで、加算器６１での加算処理は、６Ｂｉｔのデータが最大（６３）の場合は加算せず、それ以外は＋１を加算するものとする。
【０１７６】
ＭＵＸ６２は、セレクタ６３から与えられる選択信号が０の場合は、上位６Ｂｉｔをそのまま出力し、選択信号が１の場合は、＋１を加算したデータを出力する動作をする。
【０１７７】
一方、下位３Ｂｉｔのデータは、ＭＵＸ６２に対するセレクタ６３の選択信号の生成に使用される。
【０１７８】
セレクタ６３には、１／５ＬＵＴ６５、１／４ＬＵＴ６７、１／３ＬＵＴ６９、１／２ＬＵ７１が接続され、それぞれのＬＵＴから出力される非反転信号および反転信号が、下位３Ｂｉｔのデータ信号に対応して、選択信号として出力される。
【０１７９】
すなわち、ＭＵＸ６２からは、３Ｂｉｔのデータ信号が０の場合は０が、データ信号が１の場合は、１／５ＬＵＴ６５の出力が、データ信号が２の場合は１／４ＬＵＴ６７の出力が、データ信号が３の場合は１／３ＬＵＴ６９の出力が、データ信号が４の場合は１／２ＬＵＴ７１の出力が、データ信号が５の場合は１／３ＬＵＴ６９の反転出力が、データ信号が６の場合は１／４ＬＵＴ６７の反転出力が、データ信号が７の場合は１／５ＬＵＴ６５の反転出力が出力される。これらの信号は１Ｂｉｔである。
【０１８０】
それぞれのＬＵＴには、それぞれの進数のカウンタＦ、ＶおよびＨを備え、カウンタの値に応じて０または１が選択されるように構成されている。すなわち、１／５ＬＵＴ６５には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む５進数カウンタ６４が接続され、１／４ＬＵＴ６７には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む４進数カウンタ６７が接続され、１／３ＬＵＴ６９には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む３進数カウンタ６９が接続され、１／２ＬＵＴ７０には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む２進数カウンタ２０が接続されている。
【０１８１】
５進数カウンタ６４の場合は、０〜４までカウントし、次に０に戻る動作をし、４進数カウンタ６６の場合は、０〜３までカウントし、次に０に戻る動作をする。その他も同様である。ここで、カウンタＨは水平方向１画素ごとにカウントし、１行が終わるとリセットされる。カウンタＶは１行ごとにカウントし、最終行が終わるとリセットされる。カウンタＦはフレームごとにカウントされ続けるものであるが、本発明の場合、右眼用フレームおよび左眼用フレームさらにはそれぞれ加速電圧フィールド、調整電圧フィールドと、合計４サブフレームにより１メインフレームが構成されるので、４サブフレームおき（１メインフレーム）ごとにカウンタＦが動作するものとする。
【０１８２】
なお、これらのカウンタのインクリメントやリセットを行う信号は別途必要であるが、これらはタイミングコントローラ２２（図１５）より供給されるものとして図示していない。
【０１８３】
１／ｎ（ｎ＝２，３，４，５）ＬＵＴは、水平方向における１の比率が１／ｎかつ、垂直方向における１の比率が１／ｎかつｎフレームにおける同一画素が１となる回数が１回となるようにデータがセットされている。具体的なテーブルを図２０〜図２３に示す。
【０１８４】
図２０〜図２３は、それぞれ１／５ＬＵＴ６５、１／４ＬＵＴ６７、１／３ＬＵＴ６９、１／２ＬＵ７１を示しており、それぞれのカウンタからの出力によってテーブルが構成されている。なお、図中では、カウンタＦ、ＶおよびＨは、それぞれｎ進Ｆカウンタ、ｎ進Ｖカウンタおよびｎ進Ｈカウンタとして表記している。
【０１８５】
このように、同じフレームでは面積的に１になる比率が１／ｎになり、１／ｎの階調輝度が表示されることになる。また、フレームごとの時間的に１になる画素の位置が切り替わるため、同一画素でも時間平均で１／ｎの階調が表現できるようになる。この例ではＦＲＣブロック２９３に入力されるデータの下位３Ｂｉｔにより、上位６Ｂｉｔ間の階調が０、１／５、１／４、１／３、１／２、２／３、３／４および４／５に分割されることになる。本来ならば、０、１／８、１／４、３／８、１／２、５／８、３／４および７／８の階調が出力されることが理想であるが、階調１／８を上記方法で作成すると、静止画において同じ画素が＋１になる周期が８フレームとなり、全体的にざわついた表示となってしまう。そのため、本例では可能な限り分母の数を少なくするようにして、表示性能の向上を図っている。もちろん、分母および分子のとり方はこれに限られないし、ソースドライバの分解能（Ｂｉｔ数）や、補間ブロック２９２で演算出力されるＢｉｔ数も任意の値に設計できることは言うまでもない。
【０１８６】
＜Ｂ−２．作用および効果＞
次に、作用および効果について説明する。加速フィールドでは、現画像データと前画像データに基づいて図１７に示した加速フィールド用ＬＵＴにより出力すべき値が取得される。
【０１８７】
すなわち、ＬＵＴの対角要素（ハッチング部）は、前画像と現画像が同じ場合のテーブル値であるが、最大階調（８，８）セルでは、最大値の２５５階調ではなく２１０階調となっており、少し低い値が設定されている。一方、最小階調（０，０）セルでは、最小値の０階調ではなく１０階調となっており、少し高い値が設定されている。ただし、例えば（８，０）セルでは２５５階調となっており、（８，８）セルより大きな値に設定されている。また、（０，８）セルでは０階調となっており、（０，０）セルよりも小さな値となっている。目標である出力すべき階調を決定しているのは対角要素部であり、それ以外の要素が過電圧用となる。
【０１８８】
すなわち、対角成分は前画像階調＝現画像階調の場合に使用される値であり、これが出力される階調の基準となる。なぜなら、前画像＝現画像の静止状態映像では、理論上この値のみが使用され、この値が表示される階調の範囲となるからである。液晶が理想的に応答時間が０（無限に速い応答速度）の場合は、前画像と現画像が異なる場合でも特に加速電圧を設定する必要がないため、図１７および図１８のテーブルの各列には該当列の対角成分と同じ値が入ることになる。
【０１８９】
しかし、実際の液晶では、その応答遅延のため、対角成分以外のセルで、前画像と現画像が異なるセルは、対角成分とは異なることになる（過電圧をかけることになる）。その値の決定方法としては、例えば、図１３を用いて説明した画像を用いた目視による調整方法が最も容易である。なお、調整前に対角成分を決めておくが、もし調整後に所望の特性（図１３に近い画像）が得られない場合、対角成分の範囲（階調１０〜２１０）を狭めて再度調整を行う。
【０１９０】
また、図１８に示す調整フィールド用ＬＵＴでは、列方向にほぼ同じ値をとり、対角要素には加速フィールド用の対角要素と同じ値が設定されている。ただし、各対角要素の右上および左下は若干加速する方向に値が設定されている。このように若干異なっている個所は、加速フィールドでも液晶が応答しきれない場合に更なる加速をさせるためのものであり、加速フィールドで応答がほぼ完了していれば、列方向に同じ値を設定している。
【０１９１】
これにより、本来０〜２５５の階調を表示したかったものを、加速電圧用に対角成分の階調範囲（１０〜２１０）の上下の階調範囲（０〜９、２１１〜２５５）を使用し、かつ逆を返せばそれらの過電圧で応答できるように対角成分を調整した、すなわち、対角成分の階調範囲を１０〜２１０に狭めたことにより、対角成分の使用可能な階調数が減少してしまった。これを、補間ブロック２９２においてビット拡張（本例では１Ｂｉｔ＝２倍）し、さらにＦＲＣブロック２９３により表示上の階調制御を行うことで解消し、低温環境下のような液晶の応答の遅い状態でも本来の階調数に近い良好な表示を得ることができる。
【０１９２】
＜Ｂ−３．変形例＞
図１５に示した立体画像表示装置１００Ｂではフレームメモリ２３を備える構成であったが、図１に示した通信機モジュール１のＶＲＡＭを利用し、前画像と現画像を同時または短い時間間隔で交互に送信するようにすればフレームメモリは不要となる。
【０１９３】
また、図１０の立体画像表示装置１００Ａのように、階調電圧発生回路３１をタイミングコントローラ２２で制御する構成とし、加速フィールド、調整フィールドに異なった電圧を設定し、かつ本実施の形態のようにＦＲＣにより階調制御を行うと、より細かい設定が可能となり表示品位が向上する。
【０１９４】
すなわち、階調電圧発生回路３１により階調電圧をも制御する場合は、図１７および図１８の、対角成分の値の範囲縮小量を抑制するように階調電圧を調整することができるので、表示品位が向上する。
【０１９５】
また、以上の説明においては、液晶表示パネルを用いて左右視差像を交互に表示する液晶立体画像表示装置への適用を前提としたが、本発明は動画対応のＬＣＤやフィールドシーケンシャルカラーＬＣＤに適用しても、液晶の低温での応答遅れに起因する２重像の発生の抑制に有効である。
【０１９６】
また、搭載電子機器としては携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置に使用される階調値変換テーブルを示す図である。
【図３】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の動画データ処理のタイミングを説明する図である。
【図４】本発明の前提技術に係る液晶表示パネルの照明装置の構成について説明する図である。
【図５】立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図６】液晶の応答特性とゲートライン電圧との関係を説明する模式図である。
【図７】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置のバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図８】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の液晶の応答特性とゲートライン電圧との関係を説明する模式図である。
【図９】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置のバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における階調電圧と液晶パネルの透過率との関係を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における液晶パネルの透過率の時間変化を示す図である。
【図１３】加速電圧フィールドでの電圧設定と階調調整フィールドでの電圧設定を最適に調整するための評価用の視差画像を示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における階調電圧と液晶パネルの透過率との関係をノーマリーブラックの液晶パネルの場合について示す図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態２の立体画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】演算器の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】加速電圧フィールド用のテーブルを示す図である。
【図１８】階調調整フィールド用のテーブルを示す図である。
【図１９】ＦＲＣブロックの内部構成を示すブロック図である。
【図２０】１／５ＬＵＴを示す図である。
【図２１】１／４ＬＵＴを示す図である。
【図２２】１／３ＬＵＴを示す図である。
【図２３】１／２ＬＵＴを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のゲートラインと複数のソースラインを備えた液晶表示装置に関し、特に、左右の視差画像を交互に表示して立体表示を行う時分割方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の時分割方式の液晶立体画像表示装置では、例えば特許文献１の図１に示されるように、観察者の右眼と左眼にそれぞれ集光する２つの光源を備え、液晶表示パネルが右眼用の視差画像を表示する時にはそれに同期して右眼用の光源を点灯し、左眼用の視差画像を表示する時にはそれに同期して左眼用の光源を点灯して、左右の視差像を交互に表示して立体像を表示する構成であった。この装置において、左右の視差画像の代わりに、異なる２画像を使用すれば、見る方向により異なる２つの画像を表示できる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６６５４７号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の時分割方式の液晶立体画像表示装置は、例えば、携帯電話機に使用する場合には以下のような問題点を有していた。
【０００５】
立体画像表示装置においてフリッカを発生しない表示を行うためには、左右の視差画像を、それぞれを毎秒６０回に近いレートで表示することが望ましく、左右の合計で１２０回／秒に近いレートで画像を書き換え表示することが望ましい。
【０００６】
しかし、このような高速の表示を２５℃近くの標準状態での駆動条件において設定した場合、そのまま０℃に近い低温状態で表示を行うと液晶の応答速度が不足し、液晶の応答遅れによる２重画像（ゴースト）が発生するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、低温環境下での液晶の応答遅れに起因するゴーストの発生を防止するとともに、輝度ムラやゴーストの強度ムラの発生を防止した液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る請求項１記載の液晶表示装置は、複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、環境温度を測定する温度センサと、前記温度センサで測定した環境温度において、所定の時間内に到達可能な液晶の透過率を最大透過率として設定する制御装置と、前画像データを蓄積するメモリと、前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを記憶する変換テーブル用メモリと、前記変換テーブル用メモリから前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルを読み出して、出力階調を決定する演算器と、前記制御装置で設定された前記最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、前記演算器において、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいては、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、前記１回目のデータの書き込みは、前記最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、前記電圧設定回路は、前記２回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第２の電圧幅を、前記１回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定する。
【０００９】
本発明に係る請求項２記載の液晶表示装置は、複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、環境温度を測定する温度センサと、前画像データを蓄積するメモリと、前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを有し、前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルから前記階調データを読み出して出力階調を決定する演算器と、前記温度センサで測定した環境温度に基づいて、前記演算器を制御する制御装置と、液晶の最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、前記演算器は、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいて、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、前記１回目のデータの書き込みは、前記温度センサで測定した環境温度において所定の時間内に到達可能な最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、前記第１および第２の出力階調は、前記第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで設定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る請求項１記載の液晶表示装置によれば、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、所定の時間内で到達可能な液晶の透過率を最大透過率として、仮想的に目標の透過率に達したものとするので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在して２重画像（ゴースト）の発生やゴーストの強度ムラ、輝度ムラを防止できる。また、２回目のデータの書き込みにおける最大階調電圧と最小階調電圧との第２の電圧幅を、１回目のデータの書き込みにおける最大階調電圧と最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定するので、細かい電圧幅での階調表示が可能となり、画像に表現できる階調数が減少することがない。このため、グラデーション画像を表示した場合でも、なだらかな色や輝度の変化を表示できる。
【００１１】
本発明に係る請求項２記載の液晶表示装置によれば、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、所定の時間内で到達可能な液晶の透過率を最大透過率として、仮想的に目標の透過率に達したものとするので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在してゴーストの発生やゴーストの強度ムラ、輝度ムラを防止できる。また、演算器では、第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで第１および第２の出力階調を設定するので、第１および第２の出力階調がデジタル的に取得されるので、階調電圧をアナログ的に変更する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜前提技術＞
本発明に係る液晶表示装置の説明に先立って、フィードフォワード制御を用いた駆動方法（ＦＦＤ）について図１〜図７を用いて説明する。図１は立体画像表示の可能な携帯電話機にＦＦＤによる立体画像表示装置を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示す立体画像表示装置１００は、通信機モジュール１および表示モジュール２を備えている。
【００１４】
通信機モジュール１は、通信機ユニット１１、ＣＰＵユニット１２および電池などの電源１５を備えている。ＣＰＵユニット１２は、デコーダ１３１、エンコーダ１３およびビデオメモリであるＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）１４を有している。
【００１５】
表示モジュール２は、バックライト点滅ドライバ２０、制御回路２１、ゲートドライバ２６、ソースドライバ２７および液晶表示パネル２８を備え、制御回路２１は、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、デコーダ２４、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）２５および演算器２９を有している。
【００１６】
液晶表示パネル２８は、左右の視差画像を交互に表示する液晶表示部２８１と、左右の視差画像に同期して、左眼用画像を表示するときには左眼に集光する光源（図示せず）と、右眼用画像を表示する時には右眼に集光する光源（図示せず）の２種類の光源を備えている。
【００１７】
＜基本動作＞
次に、立体画像表示装置１００の基本動作について説明する。
通信機モジュール１の通信機ユニット１１は、送信者からの右眼用画像と左眼用画像からなる立体画像データを受信し、それをＣＰＵユニット１２のデコーダ１３１に与えて復号化し、一旦、完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。ここで、入力される画像データのフレーム入力レートは、ＣＰＵの処理能力や通信速度で制限されており、ここでは左右それぞれ毎秒２４回とする。
【００１８】
ＣＰＵユニット１２では、デコーダ１３１で復号化された右眼画像データおよび左眼画像データをエンコーダ１３に与え、エンコーダ１３において、再度ランレングス符号化、ハフマン符号化やディスクリートコサイン変換などの処理を施し、それぞれデータ圧縮符号化した後、データ復号用のパラメータとともにＶＲＡＭ１４に記録する。
【００１９】
ここでは、同じ表示位置、すなわち液晶表示パネル２８上の同じゲートライン上に表示される右眼用画像データと左眼用画像データとを１つのグループにして圧縮し、圧縮画像データとしてＶＲＡＭ１４に記録する。この際、左右の画像データの圧縮・復号化パラメータとして共通のパラメータを使用すればデータ量を削減することができる。
【００２０】
次に、ＶＲＡＭ１４に記録した圧縮画像データをデータ復号用パラメータとともに表示モジュール２のフレームメモリ２３に転送し、記録する。
【００２１】
表示モジュール２では、フリッカを抑制するために左右の画像をそれぞれ少なくとも毎秒４０回以上のレートで表示することが望ましく、タイミングコントローラ２２のクロックに同期して、毎秒２４回（フレーム）与えられる左右の入力視差像画像データを、１フレーム期間内にそれぞれのフィールドで交互に２回繰り返して表示することにより、左右の画像のそれぞれを４８フィールド／秒のレートで表示し、合計９６フィールド／秒のフリッカのない画像を表示する。
【００２２】
ここで、フリッカの抑制のためには少なくとも左右画像それぞれが４０フィールド／秒あれば良く、左右画像をそれぞれ４８フィールド／秒で表示することはこの条件を満たすことになる。
【００２３】
フレームメモリ２３からの記録データの読み出しは、右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データを１ゲートラインずつ読み出し、フレームメモリ２３に記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データを得る。
【００２４】
復号された右眼用画像データは図示しないラインメモリに蓄積される。ラインメモリに蓄積されたデータはＤＡＣ２５において順次にＤ／Ａ変換され、ソースドライバ２７のラッチ回路（図示せず）に蓄積され、タイミングコントローラ２２からのクロックと、ゲートドライバ２６によるゲートラインの選択と同期してゲートライン上の画素に階調電圧として印加される。以上の動作をゲートラインごとに順次繰り返し、右眼用画像フィールドを表示する。
【００２５】
次に、左眼用画像データについて同様の処理を行って左眼用画像フィールドを表示し、さらに、同じ右眼用および左眼用画像フィールドを繰り返して表示することで、左右一対の入力画像データを交互に２フィールドずつ表示して１フレームの画像表示とする。
【００２６】
なお、上記においては、左右の画像データを圧縮する際に、それぞれ完全な視差画像データとして圧縮しＶＲＡＭ１４に記録する例を説明したが、例えば右眼用画像データは完全な視差画像データとして扱い、左眼用画像データは右眼用画像データとの差の分についてのみ圧縮し、記録するようにしても良い。
【００２７】
この場合、同じ表示位置、すなわち液晶表示パネル２８上の同じゲートライン上に表示される右眼用画像データと左眼用画像データとを１つのグループにして同一のパラメータで圧縮し、右眼用の画像データはそのまま、左眼用の画像データは右眼用画像データとの差の分のデータをＶＲＡＭ１４に記録することになる。
【００２８】
また、フレームメモリ２３からのメモリの読み出しは、同じゲートライン上に表示される右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像データとをまとめて読み出し、フレームメモリ２３に記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データおよび、右眼用画像と左眼用画像との差のデータを得る。
【００２９】
そして、右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データをそのままラインメモリに蓄積し、左眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データに差のデータを加えて左眼用画像データとし、ラインメモリに蓄積する。
【００３０】
なお、以上の説明は、デコーダ１３１で復号化された右眼画像データおよび左眼画像データをエンコーダ１３で再度圧縮することを前提として説明したが、このようにデータを再度圧縮するのは、ＶＲＡＭ１４やフレームメモリ２３などの画像データ蓄積メモリの記憶容量が小さくて済むようにするためであり、換言すれば、受信したデータを再度圧縮することで、画像データ蓄積メモリの記憶容量が小さくて済み、コスト的に安価な立体画像表示装置を得ることができる。しかし、画像データ蓄積メモリに充分な記憶容量がある場合、あるいは、膨大な記憶容量があるメモリを準備してもコスト的に問題がない場合には受信したデータを再度圧縮する必要がないので、受信したデータの圧縮符号化や復号化の処理は不要となる。
【００３１】
＜ゴーストおよび輪郭ボケの防止＞
左右の視差画像を交互に表示して立体画像表示を行う方式においては、右眼用画像と左眼用画像とは、同一の表示対象であっても、左右方向に互いに少しずれた位置に表示される。これが視差画像あるが、このように位置のずれた表示対象を交互に表示する場合には、静止画像であっても動画像の場合と同様に、右眼用画像と左眼用画像の切り替えのたびに、各画素において毎回輝度の変更が要求されることになり、液晶の応答速度が不足する場合にはゴーストや輪郭のボケが生じる可能性がある。
【００３２】
立体画像表示装置１００では、上述したように１フレーム中の表示回数を倍増して、フリッカを防止しているので、フレーム表示が高速化され、液晶の応答速度が不足する可能性が高まる。
【００３３】
そこで、最新フィールドの入力画像データと直前に表示されていたフィールドの画像データの階調値とを比較し、最新フィールドの画像表示用の階調電圧として、前フィールドから次に表示すべき最新フィールドへの階調変化を強調した階調電圧を作成して液晶表示パネル２８に与えることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。
【００３４】
以下に、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する補償処理について説明する。
具体的には、階調変化を強調した階調電圧を作成するための手段として、図２に示すような階調値の変換テーブルを所定のメモリ（図示せず）内に予め準備し、図１に示した演算器２９で、現在の液晶の表示状態から次に表示すべき階調に変化させるために最適な階調電圧を作成する。
【００３５】
図２に示すように階調値変換テーブルには、現フレーム（最新フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）と前フレーム（前フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）との組み合わせに対して、液晶表示パネル２８に与えるべき階調値が設定されており、当該階調値に相当する階調電圧が出力データとして記録されている。
【００３６】
例えば、前フィールドのある画素の階調値が“１”であり、最新フィールドで同じ画素に表示すべき階調値が画像データ上では“２”となっている場合、変換テーブルに基づいて、液晶表示パネル２８には階調値“３”に相当する階調電圧を出力する。このように、実際に液晶表示パネル２８に与える階調電圧を画像データ上の階調値より高く設定することで、液晶の応答の遅れを補償することができるが、この仕組みについては、後にさらに説明する。
【００３７】
＜階調値補償の手順＞
上述した階調値の補償は、復号された左右の画像データをラインメモリに蓄積する前に階調値変換テーブルを使用して行う。
【００３８】
具体的には、以下の手順で処理が進む。
先に説明したように、エンコーダ１３において、同一のゲートラインに表示する右眼用画像データと左眼用画像データをそれぞれ１ゲートラインずつのグループとし、それぞれ同一のパラメータで圧縮し、ＶＲＡＭ１４に記録する。
【００３９】
左右の圧縮画像データは復号パラメータとともに表示モジュールのフレームメモリ２３に転送される。フレームメモリ２３からは、同一ゲートラインに表示する右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像データを対にして読み出し、デコーダ２４によって復号して完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。
【００４０】
そして、右眼用画像データおよび左眼用画像データをラインメモリ（図示せず）に蓄積する前に、演算器２９において階調値変換テーブルを使用して階調値を補償する。このとき、右眼用画像データの階調値を補償するためには左眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用し、左眼用画像データの階調値を補償するためには右眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用することができる。
【００４１】
すなわち、入力画像データが動画像である場合、ＶＲＡＭ１４に記録された圧縮画像データをフレームメモリ２３に転送する際に、まず右眼用の１フィールド分の圧縮画像データをフレームメモリ２３に書き込み、その後、所定の時間差をおいて左眼用の１フィールド分の圧縮画像データを書き込む。この時間差は、画像データの復号時に右眼用画像データと対にして読み出す同一表示位置の左眼用画像データとして使用するために、直前に表示されていた左眼用画像データをフレームメモリ２３内に残しておくためである。
【００４２】
これによって、直前に表示されていた左眼用画像データと、最新の右眼用画像データとを対にして読み出し、直前に表示されていた左眼用画像データを前フィールドの画像データとして使用して右眼用画像データの階調値を補償することができるので、液晶の応答速度の加速のための階調補償を遅滞なく実行できる。
【００４３】
なお、フレームメモリ２３から、右眼用圧縮画像データの１フィールド分の読み出しが完了した後に、左眼用圧縮画像データをフレームメモリ２３に書き込み、データを更新する。この場合、先に入力した１フィールド分の右眼用圧縮画像データを前フィールドの画像データとして使用する。
【００４４】
ここで、入力画像データが動画像である場合の、フレームメモリ２３への圧縮画像データの書き込みと、フレームメモリ２３からの読み出しのタイミングを図３に示す。
【００４５】
図３においては、１フレーム期間の間に１フィールドのｎライン分の右眼用圧縮画像データと、ｎライン分の左眼用圧縮画像データとがフレームメモリ２３に書き込まれ、同一ゲートラインに表示する右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮データとが対になって読み出される状態が模式的に示されている。
【００４６】
なお、図３においては左眼用圧縮画像データが先に入力され、右眼用圧縮画像データが後で入力されているが、入力順序が逆であっても良い。
【００４７】
＜輝度ムラおよびゴーストの防止＞
＜液晶表示パネルの全面同時点滅方式の動作＞
ここで、図４を用いて液晶表示パネル２８の照明装置の構成について説明する。
【００４８】
図４に示すように、液晶表示パネル２８は、バックライト５０と呼称される照明装置を有している。バックライト５０は、ＬＥＤなどの光源５２ａおよび５２ｂと、当該光源からの光を液晶表示部２８１に導く導光板５１とを有している。導光板５１は液晶表示部２８１全面の大きさに相当する大きさを有し、プラスチックやアクリルなどの樹脂で構成され、透光性を有している。
【００４９】
また、光源５２ａおよび５２ｂは、液晶表示パネル２８の対向する２辺に、それぞれ同数で複数個配設されている。なお、ここでは、液晶表示パネル２８に向かって右側の端縁部に配置された光源５２ａを左眼用の光源とし、左側の端縁部に配置された光源５２ｂを右眼用の光源と呼称する。
【００５０】
液晶表示パネル２８のバックライト５０は、フレームに同期して、液晶表示部２８１の全面で同時に点滅するように制御される。
【００５１】
ここで、バックライト５０の点滅制御は、バックライト点滅ドライバ２０によって制御される。
【００５２】
すなわち、タイミングコントローラ２２からゲートドライバ２６に対してゲートラインのスキャンのタイミング信号が与えられるが、このタイミング信号がバックライト点滅ドライバ２０にも与えられ、ゲートラインのスキャンに併せて、光源５２ａおよび５２ｂを点滅させる。
【００５３】
より具体的には、右眼用画像データに基づいてゲートラインをスキャンする場合には右眼用の光源５２ｂのみを全て点灯し、左眼用画像データに基づいてゲートラインをスキャンする場合には左眼用の光源５２ａのみを全て点灯するように制御する。
【００５４】
立体画像の表示において、上述したような液晶表示パネルの全面同時点滅方式を採用する場合には、ゲートラインの選択時間、ゲートラインの本数および液晶の応答特性を考慮しなくてはならない。そこで、図５を用いて液晶の応答特性について説明する。
【００５５】
図５は、立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図であり、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。
【００５６】
Ｎ本のゲートラインを有する液晶表示パネル２８において、左眼画像として液晶表示部２８１が全面均一に透過率Ｌ１となり、右眼画像として全面均一に透過率Ｌ２（Ｌ１＜Ｌ２）となる場合を例に説明する。
【００５７】
図５に示すように、左眼画像表示期間の左眼用光源の点灯期間が終了する時刻ｔ０までは、液晶表示パネル２８は液晶表示部２８１全体において、左眼画像を表示するための透過率Ｌ１となっており、液晶は当該透過率Ｌ１に対応する輝度を示している。なお、液晶の輝度は、液晶の透過率とバックライトの明るさとの掛け算で表される。
【００５８】
時刻ｔ０から、右眼画像を表示するために、液晶の透過率Ｌ２に対応した画像信号を１ライン目のゲートラインからゲートスキャンにより順次印加する。そして、ゲートスキャンが完了後、時刻ｔ１からｔ２までの期間、右眼用光源を点灯する。
【００５９】
＜液晶の応答の遅れの補償について＞
フレーム表示の切り替え速度に比べて液晶の応答が遅い場合は、先に説明した応答の遅れを補償する補償処理を施す。
【００６０】
すなわち、最新のフィールドの入力画像データ（例えば右眼用画像データ）と直前に表示されていたフィールドの画像データ（例えば左眼用画像データ）との階調値とに基づいて、図２を用いて説明した階調値変換テーブル（補償済み階調データ）を使用して、最新フィールドの画像表示用の階調電圧（この場合は右眼用画像表示のための階調電圧）を強調し（高め）、補償済み階調電圧として液晶表示パネル２８に与えて、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。
【００６１】
ここで、階調電圧を強調することで、液晶の応答の遅れを補償することができる仕組みについて、以下に図６を用いて説明する。
【００６２】
図６は、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧の電圧）がＶ２、Ｖ３、Ｖ４およびＶ５（Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）のそれぞれの場合の液晶の応答特性の変化を示す概念図であり、横軸に時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。また、これと平行して、電圧Ｖ１の状態から電圧Ｖ２に昇圧するタイミングも表している。
【００６３】
図６から、電圧をＶ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５と高めることにより液晶の透過率が増加する方向の応答速度が速くなり、より短い時間で透過率が向上することが判る。
【００６４】
従って、最新フィールドの画像表示用の階調電圧を、実際の画像データ値よりも高めることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速することができ、応答の遅れを補償できることになる。
【００６５】
＜輝度ムラの防止動作について＞
上述したように、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧）を変更することによって、液晶の応答特性を早めたり遅くしたりできる特性を利用すれば、液晶表示パネル２８のゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを防止することも可能となる。
【００６６】
図５は、ゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを説明するために、フレーム表示の切り替え速度に比べて液晶の応答が遅い場合を表している。
【００６７】
例えば、１つのゲートラインが選択され、当該ゲートラインに対して新たなデータ（階調電圧）が書き込まれるまでに費やす時間をゲート選択時間とし、ゲート選択時間をｔｇとする。
【００６８】
この場合、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生する。そのため、図５における時刻ｔ１のとき、１番目のゲートライン上の画素は、液晶の応答開始から、すなわち液晶の透過率が変わり始めてから（ｔ１−ｔ０）時間経っているが、Ｎ番目のゲートライン上の画素では（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）しか経っていない。そのため、時刻ｔ１では、１番目のゲートライン上の画素の液晶の透過率が変わり始めてからの経過時間と、Ｎ番目のゲートライン上の画素の液晶の透過率が変わり始めてからの経過時間とで差が生じることになる。
【００６９】
従って、液晶の応答時間が（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）より長い場合、すなわち、図５に示す応答特性ＡおよびＢのような場合、時刻ｔ１において１番目のゲートライン上の画素の液晶の応答が完了し、透過率がＬ２になっていたとしても、Ｎ番目のゲートライン上の画素では、液晶の応答が完了せず、透過率はＬ１とＬ２との間の値Ｌ３である。
【００７０】
このような状態で、時刻ｔ１からｔ２の期間に光源が点灯すると、１番目のゲートライン上の画素と、Ｎ番目のゲートライン上の画素とでは、輝度が異なってしまう。この現象は、液晶表示部２８１の全面に渡って連続的に発生し、ゲートスキャン方向に対して、輝度ムラが発生することになる。
【００７１】
これを防止するには、各ゲートラインに対する新たなデータの書き込み時刻から光源点灯時刻までの時間で、液晶表示部２８１の全領域に渡って所定の透過率Ｌ２になっていることが望ましい。
【００７２】
ここで、図６に再び着目すると、実効的な点灯期間の平均透過率である透過率Ｌ２に達するには、ゲートラインに印加する電圧がＶ３の場合よりもＶ４の方が早い。このことは、電圧Ｖ４を用いる方が光源の点灯期間を早めることができることを意味している。なお、図６では電圧Ｖ２を印加したパターンを併せて示している。
【００７３】
すなわち、図６においては、電圧Ｖ３の場合の光源の点灯期間を符号ｂで示し、電圧Ｖ４の場合の光源の点灯期間を符号ａで示しており、ゲートラインに印加する電圧を高めることで、光源の点灯期間を早めることが可能であることが判る。
【００７４】
これは見方を変えれば、ゲートラインに印加する電圧を高めれば、ゲートラインの選択後、点灯期間を電圧の印加後の早い時間に設定できることを意味しており、各ゲートラインにおいて、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間が異なっていても、各時間に対応させて、それぞれのゲートラインで印加電圧を変えれば、同じ透過率、すなわち同じ画面輝度を実現できることを意味している。
【００７５】
図７には、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインとで、印加する電圧を変えた場合の応答特性ＡおよびＢ’を表しており、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を示している。
【００７６】
図７では先に説明した図５と同様に、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生することを前提としており、時刻ｔ１のとき、１番目のゲートライン上の画素（特性Ａ）は、液晶の透過率が変わり始めてから（ｔ１−ｔ０）時間経っているが、Ｎ番目のゲートライン上の画素（特性Ｂ’）では（ｔ１−ｔ０−Ｎ・ｔｇ）しか経っていない。
【００７７】
しかし、Ｎ番目のゲートラインには、光源の点灯時刻までの時間が短い分だけ、応答が早くなるように、１番目のゲートラインよりも高い電圧を印加することで、応答特性Ｂ’の立ち上がりは応答特性Ａよりも急峻になっており、時刻ｔ１（右眼用光源点灯開始時刻）では、透過率Ｌ２に近い値となっており、時刻ｔ２（右眼用光源点灯終了時刻）では、透過率Ｌ２よりも高い透過率Ｌ４に達していることが判る。
【００７８】
このため、１番目のゲートライン上にある画素の右眼用光源点灯期間中における平均透過率（図中において点灯期間を示す領域と特性Ａの曲線とで囲まれる面積で定義）と、Ｎ番目のゲートライン上にある画素の右眼用光源点灯期間中における平均透過率（図中において点灯期間を示す領域と特性Ｂ’の曲線とで囲まれる面積で定義）とはほぼ同じとなり、液晶表示パネル２８のゲートスキャン方向に発生する輝度ムラを防止することができる。
【００７９】
なお、液晶表示パネル２８のそれぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間に合わせて印加電圧を変えるように階調値を補償するには、図２に示す階調値変換テーブルが各ゲートラインごとに必要となる。
【００８０】
ただし、この方法では、階調値変換テーブルとして、各画素の階調数がＫビットであり、ゲートライン数がＮ本である場合、Ｎ・Ｋ・２2Kビットのデータ量となり、当該テーブルを記憶するメモリに大きなデータ容量が必要となる。
【００８１】
ここで、液晶表示パネル２８の面内状態は、１番目のゲートラインからＮ番目のゲートラインまで連続的に変化しているので、階調値変換テーブル（補償済み階調データ）としては、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインの分の２つを準備し、両者の間のゲートラインに関しては、例えば演算器２９において補間処理により求めることが可能である。
【００８２】
補間の方法としては、例えばゲートラインナンバーに比例した重みを付けて、１番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤ１と、Ｎ番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤＮとから比例補間によって、ｍ番目のゲートラインの階調値変換テーブルＤｍを決定する（１＜ｍ＜Ｎ）。具体的には、Ｄｍ＝Ｄ１・（ｍ/Ｎ）＋ ＤＮ・（ｍ/Ｎ）で表される補間式採用して補間を行う。これにより階調値変換テーブル用のメモリのデータ容量を削減することが可能となる。
【００８３】
なお、基準データを１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインの２ライン分だけでなく、３ライン分以上において基準データを準備し、各基準データ間で補間処理を行っても良いことは言うまでもない。この場合、補間処理で作成したデータの精度が高まることが期待される。
【００８４】
＜輝度ムラの防止動作の変形例について＞
図６および図７を用いて説明した輝度ムラの防止動作においては、液晶表示パネル２８のそれぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間に合わせて印加電圧を変える方法を採ることとしたが、印加電圧を高めると、液晶の応答速度は高めることができるが、透過率が高くなり過ぎる場合も発生する。そこで、以下に説明する方法で、透過率が過度に増大することを防止しても良い。
【００８５】
図８は、ゲートラインに印加する電圧（階調電圧の電圧）がＶ２、Ｖ３、Ｖ４およびＶ５（Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）のそれぞれの場合の液晶の応答特性の変化を示す概念図であり、横軸に時間を、縦軸には液晶の透過率を表している。
【００８６】
図８から、電圧をＶ２、Ｖ３、Ｖ４，Ｖ５と高めることにより液晶の透過率が増加する方向の応答速度が速くなり、より短い時間で透過率が向上している。しかし、電圧Ｖ３、Ｖ４およびＶ５においては、実効的な点灯期間の平均透過率である透過率Ｌ２を過ぎて透過率が上がり続けている。
【００８７】
一方、実線で示す応答特性Ｓは、透過率Ｌ２に達するまでは電圧Ｖ３印加時の特性を示し、透過率Ｌ２に達した後は透過率Ｌ２を維持する特性となっている。図８では、このような応答特性Ｓを得るための電圧印加パターンの例を併せて示している。
【００８８】
図８に示すように、左眼画像表示期間の左眼用光源の点灯期間が終了する時刻ｔ０までは、液晶表示パネル２８は液晶表示部２８１全体において、左眼画像を表示するための透過率Ｌ１となっており、液晶は当該透過率Ｌ１に対応する輝度を示している。
【００８９】
時刻ｔ０から、右眼画像を表示するための透過率Ｌ２に対応した画像信号を１番目のゲートラインから順次ゲートスキャンにより順次印加する。このとき、各ゲートラインに最初に加える印加電圧をＶ３とし、これを第１書き込み電圧と呼称し、当該第１書き込み電圧を与えることを第１書き込みと呼称する。第１書き込みを所定期間続けた後、印加電圧をＶ２に下げる。これを第２書き込み電圧と呼称し、当該第２書き込み電圧を与えることを第２書き込みと呼称する。
【００９０】
この電圧印加パターンと、応答特性Ｓとを比較すると、第１書き込み開始から、第２書き込み開始までの期間（第１書き込みの期間）で透過率がＬ１からＬ２に達するように設定されている。なお、第１書き込みの期間はＮ・ｔｇで規定されている。
【００９１】
このような電圧印加パターンを得るには、まず、最新フィールドの入力画像データと直前に表示されていたフィールドの画像データの階調値とを比較し、最新フィールドの画像表示用の階調電圧として、前フィールドから次に表示すべき最新フィールドへの階調変化を強調した階調電圧を生成して、第１書き込み電圧として液晶表示パネル２８に与えることで、階調変化に対する液晶の応答速度を加速し、応答の遅れを補償する。なお、図９に示すように、１番目のゲートラインと、Ｎ番目のゲートラインとで第１書き込み電圧は共通であり、ゲートラインごとに階調値変換テーブルを用意する必要がない。これは、全てのゲートラインで、第１書き込み期間内にＬ２に達する第１書き込み電圧が得られる階調値を階調値変換テーブルに設定しているからである。
【００９２】
これにより。ゲートスキャン方向の輝度ムラおよびゴーストの強度ムラも防止することができる。
【００９３】
ここで、階調変化を強調した階調電圧を作成するための手段としては、図２に示すような階調値変換テーブルを用いて、図１に示す演算器２９により、現在の液晶の表示状態から次に表示すべき階調に変化させるために最適な階調電圧を作成する。
【００９４】
次に、第２書き込みを行う際には、最新フィールドの右眼用の入力画像データに強調を加えず、未補償の状態で使用する。
【００９５】
このように、階調値変換テーブルを用いて第１書き込み電圧を設定し、第２書き込み電圧は最新フィールドの画像データを未補償の状態で使用するので、液晶の透過率が不必要に高い状態が続くことを防止できる。さらに、第１書き込み電圧が与えられる期間は、液晶のばらつきや環境の影響を受けやすいが、第１書き込み電圧は階調値変換テーブルを用いて設定されるので、ゴーストの発生を抑制することができる。
【００９６】
上述したような電圧印加パターンを用いた場合の立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を図９に示す。
【００９７】
図９には、１番目のゲートラインとＮ番目のゲートラインに対して、第１および第２書き込み電圧で構成される電圧印加パターンを与えた場合の応答特性Ａ１およびＢ１を表しており、横軸には時間を、縦軸には液晶の透過率を示している。
【００９８】
図９において、応答特性Ａ１は１番目のゲートライン上にある画素の応答特性であり、応答特性Ｂ１はＮ番目のゲートライン上にある画素の応答特性であり、１番目のゲートライン上にある画素とＮ番目のゲートライン上にある画素とでは、画像データが更新されるまでに、Ｎ・ｔｇの時間差が発生し、応答特性Ａ１における第１書き込み期間は、Ｎ・ｔｇの時間差に相当するように設定されている。そして、この期間に、透過率Ｌ２に達するように第１書き込み電圧を設定する。
【００９９】
これにより、第２書き込みを開始する時点で所望の透過率Ｌ２に到達し、次に第１書き込み電圧を第２書き込み電圧にまで下げると透過率Ｌ２が維持される。
【０１００】
また、Ｎ番目のゲートライン上にある画素（応答特性Ｂ１）では、１番目のゲートライン上にある画素（応答特性Ａ１）において第２書き込み期間が開始するタイミングで、第１書き込み期間が開始するように設定され、Ｎ番目のゲートライン上にある画素での第１書き込み電圧は、時刻ｔ１（右眼用光源点灯開始時刻）の時点で透過率Ｌ２に到達する電圧に設定される。
【０１０１】
以上のような電圧印加パターンを用いることで、液晶パネル２８の全面で、透過率が所望の透過率Ｌ２にほぼ達した状態の時間が長く維持されるため、それぞれのゲートラインで、データの書き込み時刻から光源の点灯時刻までの時間が異なっていても、液晶パネル２８の全面で同じ輝度を実現することができる。
【０１０２】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．装置構成＞
本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置１００Ａについて、図１０〜図１３を用いて説明する。
【０１０３】
図１０は立体画像表示の可能な携帯電話機に本発明を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。なお、図１に示した立体画像表示装置１００と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０４】
図１０に示す立体画像表示装置１００Ａは、通信機モジュール１および表示モジュール２Ａを備えている。
【０１０５】
表示モジュール２Ａは、制御回路２１Ａ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ａは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０および電圧設定回路３１を有している。電圧設定回路３１はタイミングコントローラの制御を受けて、所定の電圧をソースドライバ２７Ａに与え、温度センサ４０は、タイミングコントローラ２２に温度検知結果を与える構成となっている。なお、図１示したバックライト点滅ドライバやゲートドライバ等は図示を省略している。
【０１０６】
ソースドライバ２７Ａは、電圧設定回路３１から与えられる所定の電圧を抵抗分割して、２５６段階の階調電圧を生成して電圧決定回路２７１に与える階調電圧発生回路２７２と、演算器２９から与えられる階調データをデコードして電圧決定回路２７１に与えるデコーダ２７３と、電圧決定回路２７１の出力をバッファリングするバッファ２７４と、バッファ２７４の出力を受けて、液晶表示パネル２８の各ソースラインに順次与えるシフトレジスタ２７５とを有している。
【０１０７】
＜Ａ−２．装置動作＞
「輝度ムラおよびゴーストの防止」の項目で説明したＦＦＤを用いて立体画像表示を行う場合、液晶表示装置を使用する環境温度が低温状態では、液晶の粘性の増大により応答速度が遅くなり、所定のゲートラインへの１回目の書き込み後、同ゲートラインへの２回目の書き込みを行うまでの時間、例えば、６０Ｈｚの周期で、右眼２回、左眼２回の書き込みを行う場合は１／（６０×２×２）＝４．１６ｍｓで２回目の書き込みを行うことになるが、この時間では液晶の状態が目標の透過率まで達しない場合が生じる。
【０１０８】
例えば、ノーマリーホワイトのＴＮ（Twist Nematic）モードの液晶パネルの場合、電圧を０Ｖ以上に加速する電圧を設定できない黒から白へ画像が変わる場合に発生し易い。このため、０℃程度の低温環境において、左右の視差画像が混在してゴースト画像が発生し、立体視がしにくくなるという問題を生じる。
【０１０９】
この問題を解消するためには、表示に用いる液晶の状態の変化の幅を、４．１６ｍｓ内で変化できる範囲まで狭めて使用するとことが有効である。
【０１１０】
ここで、狭める範囲を決定するには、以下の３つの方法が考えられる。
まず、第１の方法として、コントラストを重視し、液晶の透過率が０となる状態から応答可能な状態までを選定する方法、第２の方法として、明るさを重視し、０Ｖの最大透過率の状態から応答可能な状態までを選定する方法、第３の方法として、第１の方法と第２の方法の中間の領域で、液晶の応答が可能な領域を選定する方法がある。これらを模式的に示したものが図１１である。
【０１１１】
図１１においては、ノーマリーホワイトのＴＮモードの液晶パネルの場合の透過率と階調電圧との関係を示しており、最小透過率となる電圧をＶｏとし、最大透過率となる電圧をＶｈとした場合、第１の方法では、０℃の環境では４．１６ｍｓの間に変化できる透過率は、定常状態（２５℃）で４Ｖ〜２Ｖの間に相当する透過率となるので、Ｖｏ＝４Ｖ、Ｖｈ＝２Ｖとなり、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１２】
また、第２の方法では、階調調整用の電圧Ｖｈとして最大透過率となる電圧（０Ｖ）を設定し、この状態から４．１６ｍｓで到達可能な透過率に相当する電圧をＶｏとし、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１３】
また、第３の方法では、コントラスト重視の場合と明るさ重視の場合の中間の電圧間、例えば電圧Ｖｈとして１Ｖ、電圧Ｖｏとして３．５Ｖを設定し、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定すれば良い。
【０１１４】
いずれの方法を用いた場合も、使用する液晶の状態の幅を狭めるため、画像に表現できる階調数が減少してしまう。このため、グラデーション画像を表示した場合に、なだらかな色や輝度の変化が表示できず、階段的な画像が現れる可能性がある。
【０１１５】
これを防止するため、２回書き込み駆動において、１回目の書き込みを行うフィールドを加速電圧印加フィールドとし、２回目の書き込みを行うフィールドを階調調整フィールドとし、両フィールドの間に、電圧設定回路３１（図１０）から階調電圧発生回路２７２に与える電圧ＶｏおよびＶｈを変更し、液晶の表示に使用する電圧領域の階調数を、実質的に常温と同等にすることが有効である。
【０１１６】
この、加速電圧印加フィールドでの電圧は、図１１においてＶｏ＝４．５Ｖ、Ｖｈ＝０Ｖで表され、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。
【０１１７】
以下、第１の方法を用いる場合を例に採って、図１０に示す立体画像表示装置１００Ａを参照しつつ、低温環境下でのゴーストの発生を防止する動作について説明する。
【０１１８】
温度センサ４０で検出された環境温度に基づいて、温度ごとに予め決められた、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル（第１のデータ変換テーブル）、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル（第２のデータ変換テーブル）を、ＦＦＤ変換テーブル用メモリ３０から読み出し、タイミングコントローラ２２内の図示されないＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）に記録する。
【０１１９】
加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルは、例えば図２を用いて説明した階調値変換テーブルと同様の構成を採り、現フレーム（最新フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）と前フレーム（前フィールド）の画像データの階調値（０〜２５５）との組み合わせに対して、液晶表示パネル２８に与えるべき階調値が設定されており、当該階調値に相当する階調電圧が出力データとして記録されている。
【０１２０】
例えば、前フィールドのある画素の階調値が“１”であり、最新フィールドで同じ画素に表示すべき階調値が画像データ上では“２”となっている場合、変換テーブルに基づいて、液晶表示パネル２８には階調値“３”に相当する階調電圧を出力する。このように、現在および過去のデータに基づいて、より適切なデータを設定するのでフィードフォワード制御と呼称する。なお、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルは、液晶表示パネル２８の物性値に合わせて、環境温度ごとに実験的に求める。
【０１２１】
また、タイミングコントローラ２２において、加速電圧フィールド用の電圧幅を決める電圧ＶｏおよびＶｈならびに階調調整フィールド用の電圧幅を決める電圧ＶｏおよびＶｈを決定する。タイミングコントローラ２２には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の機能を有したデバイスが含まれており、当該デバイスに、予め、第１の方法を用いることを前提にプログラムしておけば、０℃の環境に適した加速電圧フィールド用の電圧幅および階調調整フィールド用の電圧幅に合わせて、電圧ＶｏおよびＶｈを決定する。なお、０℃での環境に限定されるものではないことは言うまでもない。
【０１２２】
次に、１回目の書き込み動作として、加速電圧フィールドの書き込みを行う。まず、タイミングコントローラ２２で決定された加速電圧フィールド用の電圧ＶｏおよびＶｈに基づいて、電圧設定回路３１において電圧ＶｏおよびＶｈを発生させる。これらの電圧は階調電圧発生回路２７２の抵抗分割回路に与えられ、２５６分割されて０〜２５５の階調ごとの印加電圧を設定する。
【０１２３】
次に、液晶表示パネル２８の第１ゲートラインに対応して、演算器２９がタイミングコントローラ２２を介してフレームメモリ２３に記憶された前画像の階調データと現画像の階調データを読み出し、環境温度に対応した加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルに基づいて、実際に電圧決定回路２７１に送る階調データを決定し、電圧決定回路２７１に与えて各ソースラインに与えるべき電圧に変換する。そして当該電圧は、バッファ２７４およびシフトレジスタ２７５を介してソースラインに送られる。
【０１２４】
この一連の動作を、第１ゲートラインから最終ゲートラインに対して行う。この間は、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルならびに電圧ＶｏおよびＶｈは同じ値を用いる。ただし、必要に応じて、ゲートラインごとに調整を加えても良い。
【０１２５】
次に、２回目の書き込み動作として、階調調整フィールドの書き込みを行う。まず、タイミングコントローラ２２で決定された階調調整フィールド用の電圧ＶｏおよびＶｈに基づいて、電圧設定回路３１において電圧ＶｏおよびＶｈを発生させる。これらの電圧は階調電圧発生回路２７２の抵抗分割回路に与えられ、２５６分割されて０〜２５５の階調ごとの印加電圧を設定する。
【０１２６】
次に、液晶表示パネル２８の第１ゲートラインに対応して、演算器２９がタイミングコントローラ２２を介してフレームメモリ２３に記憶された前画像の階調データと現画像の階調データを読み出し、環境温度に対応した階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルに基づいて、実際に電圧決定回路２７１に送る階調データを決定し、電圧決定回路２７１に与えて各ソースラインに与えるべき電圧に変換する。そして当該電圧は、バッファ２７４およびシフトレジスタ２７５を介してソースラインに送られる。
【０１２７】
この一連の動作を、第１ゲートラインから最終ゲートラインに対して行う。この間は、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルならびに電圧ＶｏおよびＶｈは同じ値を用いる。
【０１２８】
＜Ａ−３．作用および効果＞
図１２は印加される階調電圧に対する液晶パネルの透過率の変化を示す図であり、横軸に時間（ｍｓ）を示し、縦軸に透過率を示している。そして、０℃、１０℃および２５℃の場合の透過率の時間変化を示し、また、図の上部には液晶の応答速度の加速のための加速電圧および加速後に行う階調調整のための階調調整電圧の印加状態を温度ごとに模式的に示している。
【０１２９】
図１２に示すように、１回目の書き込み動作である加速電圧フィールドの書き込みにおいては、オーバードライブ技術により、４．１６ｍｓの間に、温度センサ４０で検出された環境温度で到達できる透過率に達するように急速に加速する。なお、温度ごとに適した加速電圧は異なるので、温度ごとに予め定めた加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルを用いて加速電圧を決定する。
【０１３０】
環境温度０℃では、加速電圧フィールドでは、電圧幅を大きくするために電圧ＶｏおよびＶｈを、それぞれ４．５Ｖと０Ｖに設定する。ＴＮモード液晶パネルで最も応答の遅い黒（０階調）から白（２５５階調）への液晶状態の変化は、図１２に示すように、４．１６ｍｓでは最小電圧０Ｖを印加しても定常状態（２５℃）で到達する透過率の２０％にしか達しない。この透過率は定常状態では、２Ｖの電圧印加の状態に相当する。
【０１３１】
従って、環境温度０℃では、白を最大透過率の２０％に定義し、階調調整フィールドでの印加電圧は２５５階調が透過率２０％になる２Ｖとなるように、電圧ＶｏおよびＶｈをそれぞれ、４Ｖおよび２Ｖに設定する。
【０１３２】
このように、０℃程度の低温環境において、液晶の反応速度が遅い場合でも、仮想的に目標の透過率に達したものとし、その後は、その透過率を基準として、０〜２５５階調を表すように階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルを用いて変換を行うので、透過率が目標値に達しないことに起因して、左右の視差画像が混在してゴースト画像が発生し、立体視がしにくくなるという問題を防止できる。
【０１３３】
また、階調調整フィールドでは細かい電圧幅での階調表示が可能となり、画像に表現できる階調数が減少することがない。このため、グラデーション画像を表示した場合でも、なだらかな色や輝度の変化を表示できる。
【０１３４】
一方、環境温度２５℃（定常状態）では、加速電圧フィールドでは、電圧幅を大きくするために電圧ＶｏおよびＶｈを、それぞれ４．５Ｖと０Ｖに設定する。実際の階調表示に用いる電圧幅は図１１に示すように４Ｖ〜０Ｖであるが、オーバードライブによる加速を実現するために、電圧Ｖｏを大きめに設定している。
【０１３５】
この電圧幅で、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルにより加速用の階調電圧を決定し、電圧決定回路２７１（図１０）で電圧を作り、液晶表示パネル２８の画素に順次印加する。この場合は、ＴＮモード液晶パネルで最も応答の遅い黒（０階調）から白（２５５階調）への液晶状態の変化は、図１２に示すように、加速電圧の印加により目標の透過率に近い値まで４．１６ｍｓで到達している。
【０１３６】
従って、環境温度２５℃では、白を最大透過率に定義し、階調調整フィールドでの印加電圧は２５５階調が最大透過率になる０Ｖとなるように、電圧ＶｏおよびＶｈをそれぞれ、４Ｖおよび０Ｖに設定する。これは、静止画を表示する際の階調電圧を発生させるために適した値である。すでに、加速電圧フィールドで目標の透過率に近い値が達成されているため、階調調整フィールドで印加すべき電圧は、定常状態で目標の透過率を維持する電圧で良く、０Ｖに近い値である。
【０１３７】
なお、上記説明は、表示する現画像データが最大階調である場合を例に採ったが、中間階調のデータである場合も同様である。
【０１３８】
また、以上の説明においては、左右の視差画像の何れかを特定したものではなかったが、左の視差画像に対して加速電圧フィールドおよび階調調整フィールドで２回のデータの書き込みを行い、続いて、右の視差画像に対して加速電圧フィールドおよび階調調整フィールドで２回のデータの書き込みを行うことで立体画像のゴーストを防止することができる。
【０１３９】
＜Ａ−４．ＦＦＤデータ変換テーブルの設定方法＞
次に、図１３を用いて、加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルおよび階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルの設定方法について説明する。
【０１４０】
図１３は、加速電圧フィールドでの電圧設定と階調調整フィールドでの電圧設定を最適に調整するための評価用の視差画像データを示す図であり、図に向かって左側に左眼画像データを、右側に右眼画像データを示している。
【０１４１】
図１３において、右眼画像データは０〜２５５階調を段階的に示す複数の横階調バーとして表現されており、左眼画像データは右眼画像データの横階調バーの幅と階調と同じ横階調バーとともに、それに直交するように０〜２５５階調を段階的に示す複数の縦階調バーを加えた画像として表現されている。
【０１４２】
調整作業に際しては、これら左右の画像を、液晶パネルの同じ位置に交互に表示する。なお、画像の大きさは任意である。
【０１４３】
これらの左右の画像データを交互に表示した場合、左眼画像データの縦階調バーのない領域は、左右の画像で同じ画像を表示し、縦階調バーのある領域では、場所により異なる階調の画像を交互に表示することになる。従って、ＦＦＤデータ変換テーブルが最適化されている場合は、右眼には右眼画像データの横階調バー（グレーバー）が見えるはずであるが、ＦＦＤデータ変換テーブルが最適化されていない場合は、右眼が実際に見る画像の評価ポイントＲでは、階調２２３の横階調バーに左眼画像の階調１５９の縦階調バーの影響で、交差領域に明るさの違いが見えることになる。
【０１４４】
そこで、右眼に単調な横階調バーが見えるようにＦＦＤデータ変換テーブルの値を調整することにより、２重像（ゴースト）のない見やすい立体画像表示を実現することができる。
【０１４５】
実際には、図１３の画像データを、左右入れ替えて再度調整をおこない、これを繰り返して、最もバランスの取れた状態でのＦＦＤデータ変換テーブルの値を最適値とすることで、２重像のない見やすい立体画像表示を実現することができる。
【０１４６】
なお、チェックパターンは図１３に示すパターンに限るものではなく、左右の画像の一方に同じ階調の隣接した２領域があり、他方の画像の相対する位置に、一方の画像と同じ階調の領域と、異なる階調の領域が隣り合って存在する画像の組であれば、同じ効果が得られる。また、このときの同じ階調の画像が見える方向から、実際の２画像領域の輝度の差を測ることにより、立体画像表示装置のクロストークの値を評価することができる。
【０１４７】
＜Ａ−５．変形例＞
以上の説明は、説明を単純にするために、印加電圧の極性反転には触れなかったが、これを行っても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１４８】
また、以上の説明では、左右のバックライト光源の点滅と同期して、左右の視差画像を交互に液晶パネルに表示する立体画像表示装置について説明したが、通常の６０ＦＰＳ（フィールド／秒）や１２０ＦＰＳで動画を表示する液晶ディスプレイの低温環境下での２重像の発生の抑制にも同様の効果が期待できる。
【０１４９】
また、以上の説明では一例として、ノーマリーホワイト（液晶セルに印加される電界強度の絶対値が小さいほど、透過率が高い）のＴＮ液晶モードを例に説明したが、ノーマリーブラック（液晶セルに印加される電界強度の絶対値が小さいほど、透過率が低い）の他の液晶モードにも適用できる。
【０１５０】
図１４は、ノーマリーブラックの液晶パネルの場合の透過率と電圧との関係を示しており、最小透過率となる電圧をＶｏとし、最大透過率となる電圧をＶｈとした場合、第１の方法では、０℃の環境では４．１６ｍｓの間に変化できる透過率は、定常状態（２５℃）で０．５Ｖ〜２．５Ｖの間に相当する透過率となるので、Ｖｏ＝０．５Ｖ、Ｖｈ＝２．５Ｖとなり、この電圧間を０〜２５５階調まで、２５６段階に区切って階調電圧を設定する。これにより、０℃の温度下でも滑らかな階調を実現できることになる。
【０１５１】
なお、上記の説明では、表示画像のコントラストを高めるために、階調調整用の電圧Ｖｏには最低透過率を実現する電圧を設定し、この液晶状態からオーバードライブ用加速電圧４．５Ｖを用いて、４．１６ｍｓで到達可能な透過率に相当する電圧をＶｈとした。これにより、コントラストの高い動画画像の表示が可能になるという利点がある。
【０１５２】
＜Ｂ．実施の形態２＞
以上説明した実施の形態１においては、特に低温環境での液晶の応答遅れを補うために、表示される白または黒、あるいはその両方の階調範囲を狭め、階調表示が飛び飛びになること（つぶれ）を防ぐために、ソースドライバに入力する階調電圧を操作する方法を示した。
【０１５３】
実施の形態２では、階調電圧は操作せず、信号処理により同様の効果を得られる方法について説明する。
【０１５４】
＜Ｂ−１．装置構成＞
図１５は立体画像表示の可能な携帯電話機に本発明を適用する場合の装置構成を示すブロック図である。なお、図１０に示した立体画像表示装置１００Ａと同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１５５】
図１５に示す立体画像表示装置１００Ｂは、通信機モジュール１および表示モジュール２Ｂを備えている。
【０１５６】
表示モジュール２Ｂは、制御回路２１Ｂ、ソースドライバ２７Ａ、液晶表示パネル２８および温度センサ４０を備え、制御回路２１Ｂは、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、演算器２９Ａおよび電圧設定回路３１を有している。
【０１５７】
図１０に示した立体画像表示装置１００Ａとの大きな違いは、電圧設定回路３１が独立しており、タイミングコントローラ２２からの制御を受けないことである。また、立体画像表示装置１００Ａでは、図２に示した階調値変換テーブルと同様の加速電圧フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブル、階調調整フィールド用ＦＦＤデータ変換テーブルをＬＵＴ（look-up table）として有し、それらを用いて変換した結果をソースドライバ２７Ａに出力していたが、本実施の形態では演算器２９Ａに以下の機能を有している。
【０１５８】
図１６に演算器２９Ａの内部構成をブロック図で示す。
ソースドライバは、高分解能（入力デジタルビット数が多い）であればあるほど階調範囲を狭めた際の階調つぶれが起きにくいが、以下では、便宜的に６Ｂｉｔのものを使用し、入力階調が８Ｂｉｔ（ＲＧＢ各）である場合について説明する。また、このブロック図は、ＲＧＢのいずれか１つのみについて記載しており、実際には同様のブロックが３つあるものとする。
【０１５９】
図１６に示すように、演算器２９Ａは、ＬＵＴ２９１、補間ブロック２９２およびＦＲＣ（フレームレートコントロール）ブロック２９３を有している。まず、タイミングコントローラ２２（図１５）から送られて来る前画像映像信号および現画像映像信号のデータ８Ｂｉｔは、図示しない分離ブロックで上位ビットと下位ビットとに分離される。ここでは上位３Ｂｉｔ（８通り）と下位５Ｂｉｔ（３２通り）に分離することとする。
【０１６０】
上位３Ｂｉｔの現画像データおよび前画像データは、ＬＵＴ２９１のアドレスとして使用される。
【０１６１】
ＬＵＴ２９１の構成を図１７および図１８に示す。なお、ＬＵＴ２９１はメモリに記憶された８Ｂｉｔのデータであり、図１７に示す加速電圧フィールド用の変換テーブルと、図１８に示す階調調整フィールド用の変換テーブルを有している。
【０１６２】
３Ｂｉｔのデータでとり得る範囲は０〜７であるが、テーブルには０〜８を記載している。このＬＵＴ２９１は、現画像，前画像の値の交点以外に、それぞれを＋１を足した値の合計４つの値を取得することを特徴としている。
【０１６３】
ここで、加速電圧フィールドで前画像が４、現画像が３の場合を例にとると、ＬＵＴからの出力として、次の４つを出力することになる。すなわち、（３，４）＝６５、（４，４）＝１１０、（３，５）＝４５、（４，５）＝８５である。このＬＵＴの値は、温度センサの値に応じて、画像を出力する必要のないブランキング期間中に書き換えが行われる。
【０１６４】
ＬＵＴ２９１で取得した４つの値と、前画像、現画像の各下位の５Ｂｉｔは、補間ブロック２９２に送られる。補間ブロック２９２では、これらの値から２次元線形補間により９Ｂｉｔのデータを出力する。具体的な計算方法は、以下の通りである。
【０１６５】
便宜上、ＬＵＴ２９１から出力されたデータをａ、ｂ、ｃ、ｄ（前記例ではａ＝６５，ｂ＝１１０、ｃ＝４５、ｄ＝８５）とし、現画像データおよび前画像データの下位５ＢｉｔをＸ［４：０］、Ｙ［４：０］とする。
【０１６６】
【数１】
【０１６７】
【数２】
【０１６８】
【数３】
【０１６９】
まず、数式（１）および（２）に基づいてＱａｂおよびＱｃｄを計算する。データａ、ｂ、ｃ、ｄ（各８Ｂｉｔ）の減算値とＸ（５Ｂｉｔ）より、掛け算で１３Ｂｉｔの値を得る。その後、算出した値の上位９Ｂｉｔと、データａおよびｃを２倍したものをそれぞれ加算して９Ｂｉｔの値を得る。次に、数式（３）で示すように、数式（１）および（２）でそれぞれ得られた９Ｂｉｔの値の減算値と、Ｙ（５Ｂｉｔ）との掛け算で１４Ｂｉｔの値を取得し、その上位９ＢｉｔとＱａｂを加算して９ＢｉｔのＱａｂｃｄを得る。この値は次のＦＲＣブロック２９３に送られる。
【０１７０】
ここでは、４点の値を使用した単純な２次元線形補間を行ったので、比較的容易に補間が可能となる。なお、本発明の補間方法は線形補間に限られず、他の補間手法を用いることもできる。
【０１７１】
ＦＲＣブロック２９３では、９Ｂｉｔのデータ（Ｑａｂｃｄ）からソースドライバ２７Ａ（図１５）に与えるべき６Ｂｉｔ出力信号を生成するが、その内部ブロックを図１９に示す。
【０１７２】
ＦＲＣブロック２９３でのフレームレートコントロールは、いわゆる擬似階調を生成するためのディザパターンを時間的に変化させる手法であり、単一画素を時間的に平均しても所望の出力階調となるように構成されている。
【０１７３】
図１９に示すように、補間ブロック２９２から入力される９Ｂｉｔのデータは、図示しない分離ブロックで上位６Ｂｉｔのデータと下位３Ｂｉｔのデータとに分離される。
【０１７４】
上位６Ｂｉｔのデータは、出力信号を選択するＭＵＸ（マルチプレクサ）６２の一方入力に入力され、また、加算器６１で＋１を加算したデータが他方入力に入力される。
【０１７５】
ここで、加算器６１での加算処理は、６Ｂｉｔのデータが最大（６３）の場合は加算せず、それ以外は＋１を加算するものとする。
【０１７６】
ＭＵＸ６２は、セレクタ６３から与えられる選択信号が０の場合は、上位６Ｂｉｔをそのまま出力し、選択信号が１の場合は、＋１を加算したデータを出力する動作をする。
【０１７７】
一方、下位３Ｂｉｔのデータは、ＭＵＸ６２に対するセレクタ６３の選択信号の生成に使用される。
【０１７８】
セレクタ６３には、１／５ＬＵＴ６５、１／４ＬＵＴ６７、１／３ＬＵＴ６９、１／２ＬＵ７１が接続され、それぞれのＬＵＴから出力される非反転信号および反転信号が、下位３Ｂｉｔのデータ信号に対応して、選択信号として出力される。
【０１７９】
すなわち、ＭＵＸ６２からは、３Ｂｉｔのデータ信号が０の場合は０が、データ信号が１の場合は、１／５ＬＵＴ６５の出力が、データ信号が２の場合は１／４ＬＵＴ６７の出力が、データ信号が３の場合は１／３ＬＵＴ６９の出力が、データ信号が４の場合は１／２ＬＵＴ７１の出力が、データ信号が５の場合は１／３ＬＵＴ６９の反転出力が、データ信号が６の場合は１／４ＬＵＴ６７の反転出力が、データ信号が７の場合は１／５ＬＵＴ６５の反転出力が出力される。これらの信号は１Ｂｉｔである。
【０１８０】
それぞれのＬＵＴには、それぞれの進数のカウンタＦ、ＶおよびＨを備え、カウンタの値に応じて０または１が選択されるように構成されている。すなわち、１／５ＬＵＴ６５には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む５進数カウンタ６４が接続され、１／４ＬＵＴ６７には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む４進数カウンタ６７が接続され、１／３ＬＵＴ６９には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む３進数カウンタ６９が接続され、１／２ＬＵＴ７０には、カウンタＦ、ＶおよびＨを含む２進数カウンタ２０が接続されている。
【０１８１】
５進数カウンタ６４の場合は、０〜４までカウントし、次に０に戻る動作をし、４進数カウンタ６６の場合は、０〜３までカウントし、次に０に戻る動作をする。その他も同様である。ここで、カウンタＨは水平方向１画素ごとにカウントし、１行が終わるとリセットされる。カウンタＶは１行ごとにカウントし、最終行が終わるとリセットされる。カウンタＦはフレームごとにカウントされ続けるものであるが、本発明の場合、右眼用フレームおよび左眼用フレームさらにはそれぞれ加速電圧フィールド、調整電圧フィールドと、合計４サブフレームにより１メインフレームが構成されるので、４サブフレームおき（１メインフレーム）ごとにカウンタＦが動作するものとする。
【０１８２】
なお、これらのカウンタのインクリメントやリセットを行う信号は別途必要であるが、これらはタイミングコントローラ２２（図１５）より供給されるものとして図示していない。
【０１８３】
１／ｎ（ｎ＝２，３，４，５）ＬＵＴは、水平方向における１の比率が１／ｎかつ、垂直方向における１の比率が１／ｎかつｎフレームにおける同一画素が１となる回数が１回となるようにデータがセットされている。具体的なテーブルを図２０〜図２３に示す。
【０１８４】
図２０〜図２３は、それぞれ１／５ＬＵＴ６５、１／４ＬＵＴ６７、１／３ＬＵＴ６９、１／２ＬＵ７１を示しており、それぞれのカウンタからの出力によってテーブルが構成されている。なお、図中では、カウンタＦ、ＶおよびＨは、それぞれｎ進Ｆカウンタ、ｎ進Ｖカウンタおよびｎ進Ｈカウンタとして表記している。
【０１８５】
このように、同じフレームでは面積的に１になる比率が１／ｎになり、１／ｎの階調輝度が表示されることになる。また、フレームごとの時間的に１になる画素の位置が切り替わるため、同一画素でも時間平均で１／ｎの階調が表現できるようになる。この例ではＦＲＣブロック２９３に入力されるデータの下位３Ｂｉｔにより、上位６Ｂｉｔ間の階調が０、１／５、１／４、１／３、１／２、２／３、３／４および４／５に分割されることになる。本来ならば、０、１／８、１／４、３／８、１／２、５／８、３／４および７／８の階調が出力されることが理想であるが、階調１／８を上記方法で作成すると、静止画において同じ画素が＋１になる周期が８フレームとなり、全体的にざわついた表示となってしまう。そのため、本例では可能な限り分母の数を少なくするようにして、表示性能の向上を図っている。もちろん、分母および分子のとり方はこれに限られないし、ソースドライバの分解能（Ｂｉｔ数）や、補間ブロック２９２で演算出力されるＢｉｔ数も任意の値に設計できることは言うまでもない。
【０１８６】
＜Ｂ−２．作用および効果＞
次に、作用および効果について説明する。加速フィールドでは、現画像データと前画像データに基づいて図１７に示した加速フィールド用ＬＵＴにより出力すべき値が取得される。
【０１８７】
すなわち、ＬＵＴの対角要素（ハッチング部）は、前画像と現画像が同じ場合のテーブル値であるが、最大階調（８，８）セルでは、最大値の２５５階調ではなく２１０階調となっており、少し低い値が設定されている。一方、最小階調（０，０）セルでは、最小値の０階調ではなく１０階調となっており、少し高い値が設定されている。ただし、例えば（８，０）セルでは２５５階調となっており、（８，８）セルより大きな値に設定されている。また、（０，８）セルでは０階調となっており、（０，０）セルよりも小さな値となっている。目標である出力すべき階調を決定しているのは対角要素部であり、それ以外の要素が過電圧用となる。
【０１８８】
すなわち、対角成分は前画像階調＝現画像階調の場合に使用される値であり、これが出力される階調の基準となる。なぜなら、前画像＝現画像の静止状態映像では、理論上この値のみが使用され、この値が表示される階調の範囲となるからである。液晶が理想的に応答時間が０（無限に速い応答速度）の場合は、前画像と現画像が異なる場合でも特に加速電圧を設定する必要がないため、図１７および図１８のテーブルの各列には該当列の対角成分と同じ値が入ることになる。
【０１８９】
しかし、実際の液晶では、その応答遅延のため、対角成分以外のセルで、前画像と現画像が異なるセルは、対角成分とは異なることになる（過電圧をかけることになる）。その値の決定方法としては、例えば、図１３を用いて説明した画像を用いた目視による調整方法が最も容易である。なお、調整前に対角成分を決めておくが、もし調整後に所望の特性（図１３に近い画像）が得られない場合、対角成分の範囲（階調１０〜２１０）を狭めて再度調整を行う。
【０１９０】
また、図１８に示す調整フィールド用ＬＵＴでは、列方向にほぼ同じ値をとり、対角要素には加速フィールド用の対角要素と同じ値が設定されている。ただし、各対角要素の右上および左下は若干加速する方向に値が設定されている。このように若干異なっている個所は、加速フィールドでも液晶が応答しきれない場合に更なる加速をさせるためのものであり、加速フィールドで応答がほぼ完了していれば、列方向に同じ値を設定している。
【０１９１】
これにより、本来０〜２５５の階調を表示したかったものを、加速電圧用に対角成分の階調範囲（１０〜２１０）の上下の階調範囲（０〜９、２１１〜２５５）を使用し、かつ逆を返せばそれらの過電圧で応答できるように対角成分を調整した、すなわち、対角成分の階調範囲を１０〜２１０に狭めたことにより、対角成分の使用可能な階調数が減少してしまった。これを、補間ブロック２９２においてビット拡張（本例では１Ｂｉｔ＝２倍）し、さらにＦＲＣブロック２９３により表示上の階調制御を行うことで解消し、低温環境下のような液晶の応答の遅い状態でも本来の階調数に近い良好な表示を得ることができる。
【０１９２】
＜Ｂ−３．変形例＞
図１５に示した立体画像表示装置１００Ｂではフレームメモリ２３を備える構成であったが、図１に示した通信機モジュール１のＶＲＡＭを利用し、前画像と現画像を同時または短い時間間隔で交互に送信するようにすればフレームメモリは不要となる。
【０１９３】
また、図１０の立体画像表示装置１００Ａのように、階調電圧発生回路３１をタイミングコントローラ２２で制御する構成とし、加速フィールド、調整フィールドに異なった電圧を設定し、かつ本実施の形態のようにＦＲＣにより階調制御を行うと、より細かい設定が可能となり表示品位が向上する。
【０１９４】
すなわち、階調電圧発生回路３１により階調電圧をも制御する場合は、図１７および図１８の、対角成分の値の範囲縮小量を抑制するように階調電圧を調整することができるので、表示品位が向上する。
【０１９５】
また、以上の説明においては、液晶表示パネルを用いて左右視差像を交互に表示する液晶立体画像表示装置への適用を前提としたが、本発明は動画対応のＬＣＤやフィールドシーケンシャルカラーＬＣＤに適用しても、液晶の低温での応答遅れに起因する２重像の発生の抑制に有効である。
【０１９６】
また、搭載電子機器としては携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置に使用される階調値変換テーブルを示す図である。
【図３】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の動画データ処理のタイミングを説明する図である。
【図４】本発明の前提技術に係る液晶表示パネルの照明装置の構成について説明する図である。
【図５】立体画像表示のためのバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図６】液晶の応答特性とゲートライン電圧との関係を説明する模式図である。
【図７】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置のバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図８】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置の液晶の応答特性とゲートライン電圧との関係を説明する模式図である。
【図９】本発明の前提技術に係る立体画像表示装置のバックライトの点灯期間と、液晶の応答特性との関係を示す概念図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における階調電圧と液晶パネルの透過率との関係を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における液晶パネルの透過率の時間変化を示す図である。
【図１３】加速電圧フィールドでの電圧設定と階調調整フィールドでの電圧設定を最適に調整するための評価用の視差画像を示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態１の立体画像表示装置における２回書き込み駆動における階調電圧と液晶パネルの透過率との関係をノーマリーブラックの液晶パネルの場合について示す図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態２の立体画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】演算器の内部構成を示すブロック図である。
【図１７】加速電圧フィールド用のテーブルを示す図である。
【図１８】階調調整フィールド用のテーブルを示す図である。
【図１９】ＦＲＣブロックの内部構成を示すブロック図である。
【図２０】１／５ＬＵＴを示す図である。
【図２１】１／４ＬＵＴを示す図である。
【図２２】１／３ＬＵＴを示す図である。
【図２３】１／２ＬＵＴを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、
環境温度を測定する温度センサと、
前記温度センサで測定した環境温度において、所定の時間内に到達可能な液晶の透過率を最大透過率として設定する制御装置と、
前画像データを蓄積するメモリと、
前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを記憶する変換テーブル用メモリと、
前記変換テーブル用メモリから前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルを読み出して、出力階調を決定する演算器と、
前記制御装置で設定された前記最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、
前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、
前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、
前記演算器において、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいては、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、
前記１回目のデータの書き込みは、前記最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、
前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、
前記電圧設定回路は、前記２回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第２の電圧幅を、前記１回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定する、液晶表示装置。
【請求項２】
複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、
環境温度を測定する温度センサと、
前画像データを蓄積するメモリと、
前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを有し、前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルから前記階調データを読み出して出力階調を決定する演算器と、
前記温度センサで測定した環境温度に基づいて、前記演算器を制御する制御装置と、
液晶の最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、
前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、
前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、
前記演算器は、
前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいて、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、
前記１回目のデータの書き込みは、前記温度センサで測定した環境温度において所定の時間内に到達可能な最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、
前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、
前記第１および第２の出力階調は、
前記第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで設定される、液晶表示装置。
【請求項３】
前記演算器における前記第１および第２の階調データの補間は、２次元線形補間を使用する、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
左右の視差画像データを左右交互に表示して立体表示を行う時分割方式の立体画像表示装置であって、
前記左右の視差画像データの表示に、前記請求項１または請求項２記載の液晶表示装置を使用し、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１つの視差画像の表示を行う１フィールドごとに前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行う、立体画像表示装置。
【請求項１】
複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、
環境温度を測定する温度センサと、
前記温度センサで測定した環境温度において、所定の時間内に到達可能な液晶の透過率を最大透過率として設定する制御装置と、
前画像データを蓄積するメモリと、
前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを記憶する変換テーブル用メモリと、
前記変換テーブル用メモリから前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルを読み出して、出力階調を決定する演算器と、
前記制御装置で設定された前記最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、
前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、
前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、
前記演算器において、前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいては、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、
前記１回目のデータの書き込みは、前記最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、
前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、
前記電圧設定回路は、前記２回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第２の電圧幅を、前記１回目のデータの書き込みにおける前記最大階調電圧と前記最小階調電圧との第１の電圧幅よりも小さく設定する、液晶表示装置。
【請求項２】
複数のゲートラインと複数のソースラインとを有し、ゲートラインおよびソースラインの組み合わせで画素が選択される液晶表示装置であって、
環境温度を測定する温度センサと、
前画像データを蓄積するメモリと、
前記前画像データおよび現画像データの階調値を環境温度に適合するように予め決められた階調データに変換する、第１および第２のデータ変換テーブルを有し、前記温度センサで測定した環境温度に対応する前記第１および第２のデータ変換テーブルから前記階調データを読み出して出力階調を決定する演算器と、
前記温度センサで測定した環境温度に基づいて、前記演算器を制御する制御装置と、
液晶の最大透過率および最小透過率をそれぞれ実現する最大階調電圧および最小階調電圧を設定する電圧設定回路と、
前記最大階調電圧と前記最小階調電圧とで規定される電圧幅を１階調間隔で分割する階調電圧発生回路と、
前記階調電圧発生回路の出力を受け、前記演算器で決定された前記出力階調に基づいて、前記画素の前記ソースラインに印加するソース電圧を決定する電圧決定回路とを備え、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１フレームごとに、前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行い、
前記演算器は、
前記第１のデータ変換テーブルを用いて第１の出力階調を決定して、１回目のデータの書き込みを行い、２回目のデータの書き込みにおいて、前記第２のデータ変換テーブルを用いて第２の出力階調を決定し、
前記１回目のデータの書き込みは、前記温度センサで測定した環境温度において所定の時間内に到達可能な最大透過率に達する電圧となるように前記第１の出力階調を決定し、
前記２回目のデータの書き込みは、前記最大透過率を維持するように前記第２の出力階調を決定し、
前記第１および第２の出力階調は、
前記第１および第２のデータ変換テーブルから、それぞれ読み出した第１および第２の階調データを補間し、さらにフレームレートコントロールによりディザパターンを時間的に変化させて擬似階調を生成することで設定される、液晶表示装置。
【請求項３】
前記演算器における前記第１および第２の階調データの補間は、２次元線形補間を使用する、請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
左右の視差画像データを左右交互に表示して立体表示を行う時分割方式の立体画像表示装置であって、
前記左右の視差画像データの表示に、前記請求項１または請求項２記載の液晶表示装置を使用し、
前記制御装置は、前記演算器を制御して、１つの視差画像の表示を行う１フィールドごとに前記画素に対して、それぞれ、２回のデータの書き込みを行う、立体画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−９１７８２（Ｐ２０１０−９１７８２Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６１５３０（Ｐ２００８−２６１５３０）
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月８日（２００８．１０．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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