专利名称：图像处理电路、图像处理方法、液晶显示装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及减低液晶面板内显示方面的不佳状况的技术。
背景技术：
液晶面板其结构为在一对基板之中的一个基板上按每个像素排列像素电极呈矩阵状，在另一个基板上以各像素通用的形式设置有共用电极，由像素电极和共用电极挟持液晶。在这种结构中，若对像素电极和共用电极之间，施加与灰度级别相应的电压并使之保持，则液晶的取向状态按每个像素进行规定，以此来控制透射率或反射率。从而，在上述结构中，可以说对液晶分子起作用的电场之中，只有从像素电极朝向共用电极的方向(或者其相反方向)、也就是相对于基板面垂直方向的成分才有助于显示控制。可是，若为了小型化、高精细化，使液晶面板的像素间距变得狭窄，则发生在相互邻接的像素电极之间产生的电场，也就是相对于基板面平行方向(横向)的电场，其影响不容忽视。例如，若对于像VA(VerticalAlignment，垂直排列)方式或TN(Twisted Nematic, 扭转向列)方式等那样应当利用纵向的电场来驱动的液晶，施加了横向电场，则会产生下述这样的问题，即发生液晶的取向不佳(反向倾斜区域，reverse tilt domain)，并发生显示方面的不佳状况的问题。为了减低该反向倾斜区域的影响，人们提出了两个技术等，一是按照像素电极来规定遮光层(开口部)的形状等，设计液晶面板结构的技术(例如参照专利文献1)，二是在从图像信号计算出的平均亮度值为阈值以下时判断为反向倾斜区域发生，限制(Clip)设定值以上的图像信号的技术(例如参见专利文献2)。专利文献1 特开平6-34965号公报(图1)专利文献2 特开2009-69608号公报(图2)
发明内容
但是，对于利用液晶面板的结构来减低反向倾斜区域的技术而言，存在开口率易于下降，另外，无法适用于在不设计结构的状况下已经制作出的液晶面板这样的缺点。另一方面，对于限制设定值以上的图像信号的技术而言，也存在要显示的图像明亮度一律被限制为设定值这样的缺点。本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的之一在于，提供一种解决这些缺点，同时减低反向倾斜区域的技术。为了达到上述目的，本发明所涉及的图像处理电路，其输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的图像信号，并且根据校正后的图像信号分别规定上述液晶元件的施加电压，该图像处理电路的特征为，具备边界检测部，该边界检测部在当前帧及比当前帧往前一个的前一帧中分别检测下述第1像素和第2像素之间的边界，该第1像素的由所输入的图像信号指定的施加电压比第1电压低，该第2像素的上述施加电压为比上述第1电压大的第2电压以上；和校正部，该校正部将指定对下述液晶元件的施加电压的图像信号，向减
4低在该第1像素及该第2像素产生的横向电场的方向进行校正，上述液晶元件对应于与上述当前帧的边界上的从上述前一帧的边界移动了1像素量后的移动部分相接的上述第1像素及上述第2像素。根据本发明，由于只有处于下述位置上的像素之间的横向电场减小，该位置是当前帧的边界之中的、隔着从前一帧的边界移动了 1像素后的部分的位置，因而能够在减少显示下述图像的部分(显示偏差，displaydeparture)之后，抑制反向倾斜区域的发生，上述图像和由图像信号规定的图像不同。另外，根据本发明，由于在具有液晶元件的液晶面板上，不需要变更结构，因而也不招致开口率的下降，另外，还能够适用于在不设计结构的状况下已经制作出的液晶面板。在本发明中，上述校正部也可以将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号， 向减低上述横向电场的方向进行校正，该液晶元件对应于从与上述移动部分相接的上述第 1像素向该移动部分的相反侧连续的1个以上预定个数的上述第1像素。另外，在本发明中，上述校正部也可以将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低上述横向电场的方向进行校正，该液晶元件对应于从与上述移动部分相接的上述第2像素向该移动部分的相反侧连续的1个以上预定个数的上述第2像素。这样，若增加了校正像素数，则也可以使施加电压的校正变得不明显。另外，在本发明中，上述校正部在与上述移动部分相接的第1像素及第2像素在上述前一帧中都是第2像素时，也可以将处于夹着该移动部分的位置上的第1像素及第2像素从校正对象中除去。若这样将其除去，则可以进一步减少将成为显示偏差的像素。还有，本发明除图像处理电路之外，还能够作为图像处理方法、液晶显示装置及包含该液晶显示装置的电子设备，在概念上实现。
图1是表示使用实施方式所涉及的图像处理电路的液晶显示装置的图。图2是表示该液晶显示装置中的液晶元件等效电路的图。图3是表示该图像处理电路结构的图。图4是表示该液晶显示装置中的显示特性的图。图5是表示该液晶显示装置中的显示工作的图。图6是因横向电场的影响造成的显示方面的不佳状况一例和本实施方式的显示一例的图。图7是表示该图像处理电路内的校正处理内容的图。图8是表示利用该校正处理实现的横向电场减低的图。图9是表示实施方式中别的校正处理内容的图。图10是表示实施方式中别的校正处理内容的图。图11是表示实施方式中别的校正处理内容的图。图12是表示使用实施方式所涉及的液晶显示装置的投影机的图。符号说明1液晶显示装置，30图像处理电路，100液晶面板，IOOa元件基板，IOOb对向基板，105液晶，108共用电极，118像素电极，120液晶元件，300校正部，302边界检测部，308适用边界决定部，310判别部，314选择器，316D/A变换器，2100投影机
具体实施例方式下面，对于本发明的实施方式参照附图进行说明。图1是表示使用实施方式所涉及的图像处理电路的液晶显示装置整体结构的框图。如该图所示，液晶显示装置1具有控制电路10、液晶面板100、扫描线驱动电路103和数据线驱动电路104。其中，对控制电路10，从上位装置与同步信号Sync同步来供应图像信号Vid-in。 图像信号Vid-in是分别指定液晶面板100上各像素的灰度级别的数字数据，按与同步信号 Sync中包含的垂直扫描信号、水平扫描信号及点时钟信号(全都未图示)相应的扫描的顺序进行供应。还有，图像信号Vid-in指定像素的灰度级别，但是由于如下所述按照灰度级别来决定液晶元件的施加电压，因而不妨说图像信号Vid-in用来指定液晶元件的施加电压。控制电路10由扫描控制电路20和图像处理电路30构成。其中，扫描控制电路20 生成各种的控制信号，与同步信号Sync同步来控制各单元。图像处理电路30，详细情况将在后面进行说明，其用来处理数字的图像信号Vid-in，输出模拟的数据信号Vx。液晶面板100其结构为保持一定的间隙贴合元件基板(第1基板)IOOa和对向基板(第2基板)100b，并且在该间隙内挟持由纵向的电场进行驱动的液晶105。在元件基板IOOa中的与对向基板IOOb的对向面上，在图中沿着X(横)方向设置多条m行的扫描线112，另一方面，以沿着Y(纵)方向且与各扫描线112相互保持电绝缘的形式设置多条η列的数据线114。还有，在本实施方式中，为了区分扫描线112，有时在图中从上往下按顺序使用第 1、2、3、…、(m-l)、m行这样的称呼方法。同样，为了区分数据线114，有时在图中从左往右按顺序使用第1、2、3、…、(η-1)、η列这样的称呼方法。在元件基板IOOa上还分别对应于扫描线112和数据线114之间的交叉点，设有η 沟道型的TFT 116和矩形形状且具有透明性的像素电极118的组。TFT 116的栅电极连接在扫描线112上，源电极连接在数据线114上，漏电极连接在像素电极118上。另一方面，在对向基板IOOb中的与元件基板IOOa的对向面上，在整面的范围内设置具有透明性的共用电极108。对共用电极108，通过未图示的电路施加电压LCcom。还有，在图1中，元件基板IOOa的对向面是对着对向基板的一侧。因此，有关设置于该对向面上的扫描线112、数据线114、TFTl 16及像素电极118，应当用虚线表示，但是由于看不清楚，因而分别用实线进行了表示。图2是表示液晶面板100等效电路的附图。液晶面板100其结构为，对应于扫描线112和数据线114之间的交叉点，排列由像素电极118和共用电极108挟持着液晶105 的液晶元件120。另外，虽然在图1中省略了记述，但是实际上如图2所示，对于液晶元件120并排设置辅助电容(蓄积电容)125。该辅助电容125其一端连接在像素电极118上，另一端共用连接在电容线115上。电容线115总是被保持成一定的电压。在这种结构中，若扫描线112变成了 H电平，则在该扫描线上连接了栅电极的TFT116成为导通状态，像素电极118被连接于数据线114上。因此，在扫描线112为H电平时， 若给数据线114供应了与灰度相应的电压的数据信号，则该数据信号通过变成导通状态后的TFT116被施加给像素电极118。若扫描线112变成了 L电平，则TFT116成为截止状态， 对像素电极所施加的电压利用液晶元件120的电容性及辅助电容125被保持。在液晶元件120中，按照由像素电极118及共用电极108之间产生的电场，液晶 105的分子取向状态发生变化。因此，液晶元件120如果是透射型，则成为与施加/保持电压相应的透射率。在液晶面板100上，由于按每个液晶元件120透射率进行变化，因而液晶元件120 相当于像素。而且，该像素的排列区域为显示区域101。还有，在本实施方式中，将液晶105 设为VA方式，液晶元件120在无电压施加时成为黑色状态的常黑模式。扫描线驱动电路130按照由扫描控制电路20而来的控制信号Yctr，对第1、2、 3、…、m行的扫描线112供应扫描信号Y1、Y2、TO、···、￥!!!。详细而言，扫描线驱动电路130 如图5(a)所示，在帧的范围内按第1、2、3、…、(m-l)、m行这样的顺序选择扫描线112，并且，将向选择出的扫描线供给的扫描信号设为选择电压Vh(H电平)，将向此外的扫描线供给的扫描信号设为非选择电压^L电平)。还有，所谓的帧是指，图像信号Vid-in被供应1慧形像差量的周期，如果同步信号 Sync中包含的垂直扫描信号的频率是60Hz，则帧是作为其倒数的16. 7毫秒。在本实施方式中，由于在帧的范围内按顺序选择第1、2、3、…、m行的扫描线12，因而液晶面板100以和图像信号Vid-in同等倍速进行驱动。因此，在本实施方式中，使液晶面板100显示1慧形像差量的图像所需要的期间和帧一致。数据线驱动电路140将从图像处理电路30供应的数据信号Vx，按照由扫描控制电路20而来的控制信号ktr在第1 η列的数据线114上作为数据信号Xl 紐进行取样。还有，在本说明中，有关电压，除了液晶元件120的施加电压以外，只要没有特别明确记述，就将未图示的接地电位设为零电压的基准。其原因为，液晶元件120的施加电压是共用电极108的电压LCcom和像素电极118之间的电位差，需要和其他的电压进行区分。另外，为了防止因直流成分的施加导致液晶105变坏，对于液晶元件120要执行交流驱动。详细而言，一边相对于作为振幅中心的电压Vcnt按每帧交替转换为高位侧的正极性电压和低位侧的负极性电压，一边对像素电极118进行施加。在这种交流驱动中，在本实施方式中设为面反转方式，该面反转方式在同一帧内将各液晶元件120的写入极性设为全部相同。在本实施方式中，液晶元件120的施加电压(V)和透射率⑴之间的关系由于将液晶105设为VA方式的常黑模式，因而以图4(a)所示的那种特性来表现。为了使液晶元件120成为与由图像信号Vid-in所指定的灰度级别相应的透射率，只要将与该灰度级别相应的电压施加给该液晶元件就可以。但是，若是仅仅通过按照由图像信号Vid-in指定的灰度级别来规定液晶元件120 的施加电压，则有时发生因反向倾斜区域引起的显示方面的不佳状况。作为该不佳状况的原因之一，一般认为在液晶元件120中所挟持的液晶分子处于不稳定的状态时，因横向电场的影响而发生错乱，其结果为，以后难以成为与施加电压相应
7的取向状态。因为若对液晶元件120的施加电压在常黑模式下黑色级别的电压Vbk以上且未达到阈值电压Vthl (第1电压)的电压范围A内，则因纵向电场而产生的限制力是与因取向膜而产生的限制力相比稍微超出的程度，所以液晶分子的取向状态易于发生错乱。这是液晶分子处于不稳定的状态的时候。为了方便，将液晶元件的施加电压在电压范围A内的液晶元件透射率范围(灰度范围)设为“a”。另一方面，所谓受到横向电场影响的情形指的是，相互相邻的像素电极之间的电位差增大的情形，这是在将要显示的图像上黑色级别或者与黑色级别接近的暗像素和白色级别或者与白色级别接近的明像素邻接的情形。其中，所谓的暗像素指的是，在图4(a)的那种常黑模式下，施加电压在电压范围A 内的液晶元件120，对该暗像素供应横向电场的是明像素。为了确定该明像素，将明像素设为施加电压在下述电压范围B内的液晶元件120，该电压范围B为阈值电压Vth2(第2电压)以上且为常黑模式下的白色级别电压Vwt以下。为了方便，将液晶元件的施加电压在电压范围B内的液晶元件的透射率范围(灰度范围)设为“b”。
还有，在常黑模式下，有时可以认为阈值电压Vthl是使液晶元件的相对透射率成为10%的光学阈值电压，阈值电压Vth2是使液晶元件的相对透射率成为90%的光学饱和电压。施加电压在电压范围A内的液晶元件，在与在电压范围B内的液晶元件邻接时，处于易于受到横向电场而发生反向倾斜区域的状况。还有，相反在电压范围B内的液晶元件， 即便与在电压范围A内的液晶元件邻接，纵向电场的影响也是决定性的，仍处于稳定状态， 因而像电压范围A的液晶元件那样，不易发生反向倾斜区域。对于因反向倾斜区域引起的显示方面的不佳状况例子，进行说明。在由图像信号 Vid-in表示的图像例如图6(a)所示，以灰度范围b的明像素为背景，灰度范围a的暗像素连续的暗图形按每帧向左方分别移动1像素时，应当在其暗图形的右端边缘部(移动的后边缘部)从暗像素变化为明像素的像素因反向倾斜区域的发生而不成为明像素，作为这样的一种拖尾现象变得明显化。这里，如同本实施方式那样，在液晶面板100以和图像信号Vid-in同等倍速进行驱动的情况下，以明像素为背景的暗像素的区域按每帧分别移动2像素以上时，这种拖尾现象不明显(或者说难以被视觉辨认)。其原因要如下进行考虑。也就是说，其原因为，在某帧中，在暗像素和明像素邻接时，也许在其明像素中发生了反向倾斜区域，若考虑到像素的移动，则由于反向倾斜区域发生的像素为离散的形式，因而认为在视觉上不明显。还有，若针对图6(a)，改变了意见，则也可以说，在以暗像素为背景，明像素连续的明图形按每帧向左方分别移动1像素时，应当在其明图案的左端边缘部(移动的前端部) 从暗像素变化为明像素的像素因反向倾斜区域的发生而不成为明像素。另外，在该图上，为了说明的方便，选出了像素之中1行的边界附近。这里，若整理了反向倾斜区域发生的条件，则可以认为(1)在某帧的由图像信号Vid-in所表示的图像上，灰度范围a的暗像素和灰度范围b的明像素邻接的情形下，(2)在表示那种暗像素和明像素邻接的部分的边界从前一帧只移动了 1像素量时，
(3)在与边 界相接的暗像素和明像素之内的应当减低施加电压的像素(在常黑模式下是暗像素)中易于发生反向倾斜区域。反向倾斜区域发生的主要原因如上所述是横向电场，并且认为只要实施在满足 (1)及(2)的边界上不产生强的横向电场那样的应对措施，则可以抑制(3)的反向倾斜区域发生。立足于这种观点，在本实施方式中如图1所示，图像处理电路30在图像信号 Vid-in的供应路径上，设置于液晶面板100的上游侧，执行如下的处理。也就是说，图像处理电路30对由图像信号Vid-in表示的图像进行解析，检测灰度范围a的暗像素和灰度范围b的明像素邻接的边界，只提取其检测到的边界之中的从往前1帧的边界仅移动了 1像素量后的部分(移动部分)。另外，图像处理电路30执行下述处理，该处理为，将与所提取的边界(适用边界) 相接的暗像素和明像素之中的应当减低施加电压的像素(在常黑模式下是暗像素)的灰度级别，从灰度范围a置换为不是灰度范围b的别的灰度范围c (灰度范围a和灰度范围b之间的灰度范围)所属的灰度级别Cl。借此，在液晶面板100上，由于对与该暗像素有关的液晶元件120，施加与该灰度级别cl相当的电压Vcl，因而致使在适用边界上不发生强的横向电场。另外，还执行下述处理，该处理为，将与所提取的边界(适用边界)相接的暗像素和明像素之中的应当增高施加电压的像素(在常黑模式下是明像素)的灰度级别，从灰度范围b置换为灰度范围c所属的灰度级别c2。借此，在液晶面板100上，由于对与该明像素有关的液晶元件120，施加与该灰度级别c2相当的电压Vc2，因而致使在适用边界上不发生强的横向电场。下面，对于图像处理电路30的详细情况参照图3进行说明。如该图所示，图像处理电路30具有校正部300、边界检测部302、保存部306、适用边界决定部308、延迟电路312 及D/A变换器316。其中，延迟电路312用来蓄积从上位装置供应的图像信号Vid-in，在经过预定时间后将其读出作为图像信号Vid-d进行输出，由FIFO(Fast-InFast-Out 先入先出)存储器或多级的闩锁电路等构成。还有，延迟电路312中的蓄积及读出由扫描控制电路20来控制。边界检测部302在本实施方式中，对由图像信号Vid-in表示的图像进行解析，检测在灰度范围a内的像素和在灰度范围b内的像素邻接的边界，输出表示其边界的边界信肩、ο还有，这里所说的边界，归根结底是指在灰度范围a内的像素和在灰度范围b的像素邻接的部分。因此，例如对于在灰度范围a内的像素和在灰度范围b内的像素邻接的部分、和在灰度范围b内的像素和在灰度范围c内的像素邻接的部分，不作为边界进行处理。另外，由于图像信号Vid-in (Vid-d)是应当表示的图像，因而有时将图像信号 Vid-in (Vid-d)所示的图像的帧称为当前帧。另一方面，保存部306用来保存由边界检测部302所输出的边界的信息，并且在经过1帧后输出所保存的边界的信息。从而，从保存部306来看，其结构为输出与从边界检测部302输出的当前帧的边界信息相比更往前1帧的边界信息。还有，保存部306中信息的保存及输出由扫描控制电路20来控制。适用边界决定部308用来决定从边界检测部302输出的当前帧的 边界之中的从由保存部306所输出的前一帧的边界按上、下、左、右方向移动了 1像素量后的部分来作为适用边界，输出所决定的适用边界的信息。还有，由于所谓的适用边界是指，当前帧由图像信号表示的图像的边界之中的从前一帧由图像信号表示的图像的边界移动了 1像素量后的边界，因而未从前一帧移动的边界及移动了 2像素以上的边界不作为适用边界进行处理。校正部300具有判别部310和选择器314。其中，判别部310判别由通过延迟电路312延迟后的图像信号Vid_d表示的像素是否与由适用边界决定部308所决定的适用边界相接。另外，判别部310还判别由通过延迟电路312延迟后的图像信号Vid-d表示的像素的灰度级别是否属于灰度范围a和该像素的灰度级别是否属于灰度范围b。而且，判别部310，在由通过延迟电路312延迟后的图像信号Vid_d表示的像素与适用边界相接，并且该像素的灰度级别属于灰度范围a的情况下，将给选择器314供应的数据Q的值例如设为“1”。另外，判别部310，在由通过延迟电路312延迟后的图像信号Vid-d 表示的像素与适用边界相接，并且该像素的灰度级别属于灰度范围b的情况下，将数据Q的值例如设为“2”。还有，判别部310，在由通过延迟电路312延迟后的图像信号Vid_d表示的像素未与适用边界相接的情况下，使数据Q的值成为“0”。另外，判别部310，在由通过延迟电路312 延迟后的图像信号Vid-d表示的像素与适用边界相接，但该像素的灰度级别不属于灰度范围a和灰度范围b的任一个的情况下，使数据Q的值成为“0”。还有，边界检测部302由于若没有至少蓄积多行量的像素的图像信号，则无法检测应当显示的图像的边界，因而在调整图像信号Vid-in的供应定时的意义上，设有延迟电路312。因此，由于从上位装置供应的图像信号Vid-in的定时和从延迟电路310供应的图像信号Vid-d的定时不同，因而严格来说，对于双方的水平扫描期间等不一致，而以后在没有特别区分的状况下进行说明。选择器314用来按照对控制端子Sel所供应的数据Q的值选择输入端a、b、c的某一个，将对选择出的输入端所供应的信号，从输出端Out输出作为图像信号Vid-out。详细而言，通过选择器314，对输入端a供应由延迟电路312而来的图像信号Vid_d，对输入端 b作为置换用供应灰度级别cl的图像信号。另外，对输入端c作为置换用供应灰度级别c2 的图像信号。然后，选择器314如果对控制端子Sel所供应的数据Q的值为“ 1”，则选择输入端 b，输出对输入端b所供应的灰度级别cl的图像信号来作为图像信号Vid-out。另外，选择器314如果该数据Q的值为“0”，则输出对输入端a所供应的图像信号Vid-d来作为图像信号Vid-out。另外，选择器314如果该数据Q的值为“2”，则选择输入端c，输出对输入端c 所供应的灰度级别c2的图像信号来作为图像信号Vid-out。也就是说，选择器314作为校正所输入的图像信号并输出校正后的图像信息的校正部，来发挥作用。D/A变换器316将作为数字数据的图像信号Vid-out变换为模拟的数据信号Vx。如上所述，在本实施方式中，由于设为面反转方式，因而其结构为，数据信号Vx的极性按每帧进行转换。 还有，虽然对共用电极108施加的电压LCcom，可以认为是与电压Vcnt大致相同的电压，但是有时要考虑η沟道型TFT116的截止泄露电流等，以变得比电压Vcnt更低位的形式进行调整。在这种结构中，如果数据Q的值为“1”，则其意味着，由图像信号Vid-in表示的像素与适用边界相接且该像素的灰度级别包含于灰度范围a内这样的状况。如果数据Q的值为“ 1”，则由于选择器314选择输入端b，因而指定灰度范围a之灰度级别的图像信号Vid-d 被置换为指定灰度级别Cl的图像信号，作为图像信号Vid-out进行输出。另外，在本结构中，如果数据Q的值为“2”，则其意味着，由图像信号Vid-in表示的像素与适用边界相接，且该像素的灰度级别包含于灰度范围b内这样的状况。如果数据Q 的值为“2”，则由于选择器314选择输入端c，因而指定灰度范围b之灰度级别的图像信号 Vid-d被置换为指定灰度级别c2的图像信号，作为图像信号Vid-out进行输出。另一方面，如果数据Q的值为“0”，则由于通过选择器314，选择输入端a，因而输出使之延迟后的图像信号Vid-d来作为图像信号Vid-out。若对于液晶显示装置1的显示工作进行说明，就是从上位装置开始，图像信号 Vid-in在帧的范围内按1行1列 1行η列、2行1列 2行η列、3行1列 3行η列、…、 m行1列 m行η列像素的顺序进行供应。图像处理电路30将图像信号Vid-in，进行延迟 /置换等的处理，作为图像信号Vid-out进行输出。这里，在按输出1行1列 1行η列的图像信号Vid-in的水平有效扫描期间(Ha) 观察时，处理后的图像信号Vid-out通过D/A变换器316，如图5 (b)所示变换为正极性或者负极性的数据信号Vx，这里例如是正极性。该数据信号Vx通过数据线驱动电路140，在第 1 η列的数据线114上作为数据信号Xl Xn进行取样。另一方面，在输出1行1列 1行η列的图像信号Vid-out的水平扫描期间，扫描控制电路20针对扫描线驱动电路130进行控制，只使扫描信号Yl变为H电平。由于如果扫描信号Yl是H电平，则第1行的TFT116成为导通状态，因而在数据线114上取样后的数据信号经由处于导通状态的TFT116被施加给像素电极118。借此，在1行1列 1行η列的液晶元件中，分别写入与由图像信号Vid-out所指定的灰度级别相应的正极性电压。接下来，2行1列 2行η列的图像信号Vid-in同样由图像处理电路30进行处理，作为图像信号Vid-out进行输出，并且在通过D/A变换器316变换成正极性的数据信号之后，由数据线驱动电路140在第1 η列的数据线114上进行取样。在输出2行1列 2行η列的图像信号Vid-out的水平扫描期间，由于通过扫描线驱动电路130只有扫描信号Y2变为H电平，因而在数据线114上取样后的数据信号经由处于导通状态的第2行的TFT116被施加给像素电极118。借此，在2行1列 2行η列的液晶元件中，分别写入与由图像信号Vid-out所指定的灰度级别相应的正极性电压。下面，同样的写入工作对第3、4、…m行执行，以此在各液晶元件中，写入与由图像信号Vid-out所指定的灰度级别相应的电压，制作由图像信号Vid-in规定的透射像。在下一帧中，除了通过数据信号的极性反转将图像信号Vid-out变换为负极性的数据信号以外，执行同样的写入工作。
图5(b)是表示从图像处理电路30在水平扫描期间(H)的范围内输出1行1列 1行η列的图像信号Vid-out时的数据信号Vx —例的电压波形图。在本实施方式中，由于设为常黑模式，因而数据信号Vx如果是正极性，则相对于振幅中心电压Vcnt，随着由图像处理电路30处理后的灰度级别变明亮，而成为高位侧的电压(在附图中用丨表示)，如果是负极性，则相对于电压Vcnt，随着灰度级别变明亮，而成为低位侧的电压(在附图中用I表示)° 详细而言，数据信号Vx的电压如果是正极性，则在从相当于白色的电压Vw(+) 到相当于黑色的电压Vb(+)的范围内，另一方面如果是负极性，则在从相当于白色的电压 Vw(-)到相当于黑色的电压Vb(-)的范围内，分别成为使之从基准电压Vcnt只偏离了与灰度相应的量后的电压。电压Vw(+)及电压Vw(_)处于以电压Vcnt为中心相互对称的关系。电压Vb(+) 及电压Vb (-)也处于以电压Vcnt为中心相互对称的关系。还有，图5(b)是表示数据信号Vx电压波形的图，该电压波形与施加给液晶元件 120的电压(像素电极118和共用电极108之间的电位差)不同。另外，图5(b)中数据信号的电压纵向尺度与(a)中扫描信号等的电压波形进行比较，进行了放大。接下来，对于由图像处理电路30做出的处理具体例进行说明。在由图像信号 Vid-in表示的当前帧的图像一部分是例如图7(2)的左栏所示的那种样子时，由边界检测部302检测到的边界如同在图7 (2)的右栏中用虚线所示的那样。另一方面，在同一部分上往前1帧的图像是例如图7(1)的左栏所示的那种样子时，从保存部306输出的边界如同在图7(1)的右栏中用虚线所示的那样。适用边界决定部308输出图7 (2)的右栏内检测到的边界之中的图7 (1)所示的从往前1帧的边界移动了 1像素量后的部分(用圆圈圈住的部分)，来作为适用边界。在该例子中，由于作为适用边界的部分如图7(3)的右栏所示，为3个部位，因而为了区分它们，如同图所示设为适用边界P、Q、R0在选择器314中，由于与适用边界相接的像素之中的属于灰度范围a的暗像素被置换为灰度级别cl的图像信号，因而图7(2)的左栏所示的图像被校正为图7(3)的左栏所示的那种灰度级别。详细而言，相对于适用边界P位于上侧的暗像素、相对于适用边界Q位于右侧的暗像素及相对于适用边界R位于左侧的暗像素分别被置换为灰度级别Cl。另外，在选择器314中，由于与适用边界相接的像素之中的属于灰度范围b的明像素被置换为灰度级别c2的图像信号，因而图7(2)的左栏所示的图像被校正为图7(3)的左栏所示的那种灰度级别。详细而言，相对于适用边界P位于下侧的明像素、相对于适用边界 Q位于左侧的明像素及相对于适用边界R位于右侧的暗像素分别被置换为灰度级别c2。相反，在其结构为不通过图像处理电路30来处理图像信号Vid-in而供应给液晶面板100时，在属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的明像素中，像素电极的电位如果是正极性写入，则如同图8(a)所示的那样。暗像素的像素电极的电位如果是正极性写入则变得比明像素的像素电极的电位更低，但是由于电位差较大，因而变得易于受到横向电场的影响。还有，如果是负极性，则电位的高低关系反转，但是由于电位差仍旧较大，因而仍然易于受到横向电场的影响。与之相对，在本实施方式中，根据属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的明像素邻接的边界，决定适用边界，将对应于与该适用边界相接的暗像素的图像信号 Vid-out置换为灰度级别Cl。另外，在本实施方式中，将对应于与该适用边界相接的明像素的图像信号Vid-out置换为灰度级别c2。因此，以使对该暗像素之液晶元件的施加电压增高的形式，换言之，如果该暗像素的像素电极的电位是正极性写入，则如图8(b)所示，进行升高。另外，以使对该明像素之液晶元件的施加电压减低的形式，换言之，如果该明像素的像素电极的电位是正极性写入，则如图8(b)所示，进行降低。因此，即便在由图像信号Vid-in表示的图像如图6 (a)所示，从黑色像素变化为白色像素的部分分别移动1像素的那种情况下，在液晶面板100上也不从暗像素直接变化到明像素。也就是说，如图6(b)所示，从暗像素暂时经过灰度级别Cl，在灰度级别Cl之后经过灰度级别c2变化为明像素。从而，在本实施方式中，由于横向电场的大小分阶段发生变化，防止在适用边界上施加较大的横向电场，因而能够抑制因反向倾斜区域导致的显示方面的不佳状况发生。另外，在本实施方式中，适用边界在由图像信号Vid-in表示的当前帧的图像上， 只设为属于灰度范围a的暗像素和属于灰度范围b的明像素邻接的边界之中的从前一帧的边界移动了 1像素量后的部分。因此，采用本实施方式，与下述结构进行比较，抑制得较少， 该结构为，对于将由原来的图像信号Vid-in指定的灰度级别置换为和其不同的灰度级别 Cl或灰度级别c2的像素(显示偏差像素)，只是把在当前帧上与边界相接的像素作为校正 (置换)对象。这样，根据本实施方式，能够事先避免因上述反向倾斜区域引起的显示方面的不佳状况发生。再者，由于由图像信号vid-in规定的图像之中的与适用边界相接的像素的灰度级别被局部置换，因而因该置换导致的显示图像的变更被用户察觉的可能性也较小。加之，在本实施方式中，由于不需要变更液晶面板100的结构，因而既不招致开口率的下降， 另外，还能够适用于在不设计结构的状况下已经制作出的液晶面板。<实施方式的应用例/变形例>在上述的实施方式中，能够进行各种应用/变形。下面，对于应用例/变形例进行说明。〈其1置换的像素数〉在上述的实施方式中，其结构为将与适用边界相接的一个暗像素置换为灰度级别 Cl。在这种结构中，从减小在暗像素和明像素之间的适用边界上产生的横向电场这样的观点来看，优选的是增大对与适用边界相接的暗像素施加的施加电压的升高量。但是，增大施加电压的升高量(校正量)这样的情况意味着，相应地从原图像偏离而成为显示偏差。因此，在暗像素连续的那种情况下，也可以构成为，除了与适用边界相接的暗像素之外，还针对对于该暗像素按远离适用边界的方向(与适用边界正交的方向)连续的K(K 为1以上的整数)个暗像素，置换灰度级别，针对与适用边界相接的明像素，只将与适用边界相接的明像素置换为灰度级别c2。为此，判别部310只要在如下的场合按“1”输出数据Q的值就可以。详细而言，在远离适用边界的方向的像素且由图像信号Vid-d表示的像素的灰度级别属于灰度范围a， 从适用边界到该像素以灰度范围a连续，并且从适用边界到该像素的距离为(K+1)像素以内的情况下，只要按“1”输出数据Q的值就可以。还有，有关作为置换备选的像素数，包括与适用边界相接的像素在内，优选的是2 10个左右。图9是表示针对与适用边界相接的暗像素和与该暗像素邻接的1个暗像素的共计 2像素置换灰度级别时的处理例的图。关于前一帧及当前帧的图像和检测的边界及适用边界，虽然和图7的例子相同，但是在本例子中，从适用边界P按上方向在2像素以内的暗像素分别被置换为灰度级别Cl。也就是说，除了与适用边界P相接的暗像素之外，还有与该暗像素按上方向邻接的暗像素在内的共计2个像素分别被置换为灰度级别Cl。同样，除了对适用边界R相接的暗像素之外，还有按左方向相接的暗像素在内的共计2个像素分别被置换为灰度级别Cl。但是，由于与适用边界Q相接的暗像素未按右方向连续，因而只有与适用边界Q相接的暗像素被置换为灰度级别Cl。若其结构为，针对这样与适用边界相接的像素和对于该像素按远离适用边界的方向邻接的1个以上像素，也置换灰度级别，则即便不增大校正量，也能够减小横向电场。还有，在针对与适用边界相接的暗像素和对于该暗像素按远离适用边界的方向连续的K个暗像素，置换灰度级别的结构中，如图10所示，也可以针对与适用边界相接的明像素和对于该明像素按远离适用边界的方向连续的K个明像素，置换灰度级别。该结构的场合，判别部310在由图像信号Vid-d表示的像素的灰度级别属于灰度范围b，从适用边界到该像素以灰度范围b连续，并且从适用边界到该像素的距离为(K+1) 像素以内的情况下，只要按“ 2 ”输出数据Q的值就可以。另外，在与适用边界相接的明像素和对于该明像素按远离适用边界的方向连续的 K个明像素中置换灰度级别的结构中，也可以只针对与适用边界相接的暗像素置换为灰度级别Cl。<其2 适用边界的进一步缩小>在实施方式中，检测灰度范围a的暗像素和灰度范围b的明像素邻接的边界，将其检测到的边界之中的从往前1帧的边界只移动了1像素量的部分作为适用边界。针对这种适用边界，在考虑到从前一帧到当前帧的变化时，要考虑下面的3个模式。也就是说，在当前帧中暗像素和明像素邻接时，要考虑在前一帧中那2个都是暗像素的情形(模式1)、都是明像素的情形(模式2)以及在前一帧中是明像素和暗像素并且在当前帧中已转换的情形 (模式3)的3个。反向倾斜区域如同图6(a)中所说明的那样，并且，如同从上述条件(3)推测的那样，易于在下述时间发生，该时间为在前一帧中暗像素和明像素邻接时，施加电压低的像素(液晶分子处于不稳定的状态下的像素)向在当前帧中施加电压高的像素变化时。从而，从在上述的实施方式中决定出的适用边界，判明即便排除模式2，影响也较少。其原因为，模式2的情形为，在前一帧中2个像素都是液晶分子处于稳定状态的明像素，并且其通过图像图形的移动，某一个变化为暗像素的情形，所以在任何的2像素中都可以说处于反向倾斜区域不易发生的状况。在实施方式中，虽然适用边界决定部308在当前帧中检测暗像素和明像素邻接的边界，决定该检测到的边界之中的从往前1帧的边界只移动了1像素量后的部分来作为适用边界，但是只要其结构为，当决定适用边界时，在当前帧中的暗像素和明像素在前一帧中都是明像素时，不作为适用边界来决定，则模式2的像素被从校正对象中除去。
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图11是表示从适用边界除去上述模式2时的处理例的附图。有关前一帧及当前帧的图像和检测的边界，和图7的例子相同。在图7的例子中，虽然P、Q、R全都作为适用边界来决定，但是其中，在本例子中因为夹着R的2个像素在前一帧中都是明像素，所以被从校正对象中除去。若这样除去了模式2，则能够使作为显示偏差的像素进一步减少。还有，若针对模式2，改变了意见，则也可以改换认为，是在由明像素(电压高的像素)组成的图形朝向由暗像素(电压低的像素)组成的图形进行了移动的时候。〈其3:常白模式〉在本实施方式中，虽然设为以液晶105为VA方式的常黑模式进行了说明，但是也可以将液晶105例如设为TN方式，设为在无电压施加时液晶元件120为白色状态的常白模式。在设为常白模式时，液晶元件120的施加电压和透射率之间的关系用图4(b)所示的那种V-T特性来表现，随着施加电压增高，透射率减少。虽然易于受到横向电场影响的像素仍旧是施加电压低的像素，但是在常白模式下施加电压低的像素为明像素。因此，在常白模式下，图像处理电路30从施加电压属于电压范围A的明像素和属于电压范围B的暗像素邻接的边界，决定适用边界。另外，图像处理电路30在常白模式下进行下述处理，该处理为，将对应于与适用边界相接的明像素的图像信号Vid-out，置换为与相当于电压范围A的灰度级别相比更暗的灰度级别Cl。另外，图像处理电路30在常白模式下进行下述处理，该处理为，将对应于与适用边界相接的明像素的图像信号Vid-out，置换为与相当于电压范围B的灰度级别相比更明亮的灰度级别c2。还有，也可以和常黑模式相同，针对多个像素置换灰度级别。在上述的各实施方式中，图像信号Vid-in虽然用来指定像素的灰度级别，但是也可以直接指定液晶元件的施加电压。在图像信号Vid-in指定液晶元件的施加电压时，只要是根据指定的施加电压来判别边界并校正电压的结构，就可以。〈电子设备〉下面，对于作为使用上述实施方式所涉及的液晶显示装置的电子设备一例，使用液晶面板100来作为光阀的投射型显示装置(投影机)，进行说明。图12是表示该投影机结构的平面图。如该附图所示，在投影机2100的内部，设有由卤素灯等白色光源构成的灯组件 2102。从该灯组件2102所出射的投射光通过内部所配置的3片反射镜2106及2片分色镜 2108，被分离成R(红)色、G(绿)色、B(蓝)色的3原色，被分别引导于与各原色对应的光阀100RU00B及100G上。还有，B色的光由于若和其他的R色及G色进行比较，光路较长， 因而为了防止其损耗，要经过由入射透镜2122、中继透镜2123及出射透镜2124组成的中继透镜系统2121进行引导。在该投影机2100中，包含液晶面板100的液晶显示装置对应于R色、G色及B色的各自设置3组。光阀100RU00G及100B的结构和上述的液晶面板100相同。其结构为， 为了指定R色、G色、B色各个原色成分的灰度级别，图像信号要分别从外部上位电路进行供应，分别驱动光阀100RU00G及100B。由光阀100RU00G及100B分别调制后的光从3个方向入射于分色棱镜2112上。
15然后，在该分色棱镜2112上，R色及B色的光折射90度，另一方面，G色的光直行。从而，在合成各原色的图像之后，由投射透镜2114向屏蔽2120投射彩色图像。还有，在光阀100RU00G及100B中，由于通过分色镜2108，入射与R、G、B的各原色对应的光，因而不需要设置滤色器。另外，由于光阀100RU00B的透射像在由分色棱镜 2112反射之后进行投射，与之相对，光阀100G的透射像按原状进行投射，因而由光阀100R、 100B得到的水平扫描方向和由光阀100G得到的水平扫描方向相反，显示使水平方向的左右翻转后的像。作为将液晶面板100使用为光阀的例子，除了参照图12所说明的投影机之外，还能举出背面投影式的电视机。另外，对于液晶面板100来说，还能够适用于无反射镜的透镜更换式数字照相机，或视频摄像机等中的电子寻像器(EVF)中。此外，作为可适用的电子设备，还能举出头置式显示器、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、台式电子计算机、文字处理机、工作站、电视电话、POS终端、数字静止摄像机、移动电话机及具备接触式面板的设备等等。而且，不言而喻，对于这些各种的电子设备，能够适用上述液晶显示装置。
权利要求
1.一种图像处理电路，其输入按每个像素指定液晶元件的施加电压的图像信号，并且根据校正后的图像信号分别规定上述液晶元件的施加电压，其特征为，具备边界检测部，该边界检测部在当前帧及比当前帧往前一个的前一帧中分别检测第1像素和第2像素之间的边界，该第1像素的由所输入的图像信号指定的施加电压比第1电压低，该第2像素的上述施加电压为比上述第1电压大的第2电压以上；和校正部，该校正部将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低在该第1像素及该第2像素产生的横向电场的方向进行校正，上述液晶元件对应于与在上述当前帧的边界上的从上述前一帧的边界移动了1像素量后的移动部分相接的上述第1像素及上述第 2像素。
2.根据权利要求1所述的图像处理电路，其特征为，上述校正部，将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低上述横向电场的方向进行校正，该液晶元件对应于从与上述移动部分相接的上述第1像素向该移动部分的相反侧连续的1个以上预定个数的上述第1像素。
3.根据权利要求1或2所述的图像处理电路，其特征为，上述校正部，将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低上述横向电场的方向进行校正，该液晶元件对应于从与上述移动部分相接的上述第2像素向该移动部分的相反侧连续的1个以上预定个数的上述第2像素。
4.根据权利要求1所述的图像处理电路，其特征为，上述校正部，在与上述移动部分相接的第1像素及第2像素在上述前一帧中都是第2 像素时，将处于夹着该移动部分的位置上的第1像素及第2像素从校正对象中除去。
5.一种图像处理方法，其校正按每个像素指定液晶元件的施加电压的图像信号，并且根据校正后的图像信号分别规定上述液晶元件的施加电压，该图像处理方法的特征为，在当前帧及比当前帧往前一个的前一帧中分别检测第1像素和第2像素之间的边界， 该第1像素的由所输入的图像信号指定的施加电压比第1电压低，该第2像素的上述施加电压为比上述第1电压大的第2电压以上，将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低在该第1像素及该第2像素产生的横向电场的方向进行校正，上述液晶元件对应于与在上述当前帧的边界上的从上述前一帧的边界移动了 1像素量后的移动部分相接的上述第1像素及上述第2像素。
6.一种液晶显示装置，其特征为，具有液晶面板，该液晶面板具有由像素电极和共用电极挟持液晶的液晶元件，该像素电极在第1基板上对应于多个像素的各自来设置，该共用电极设置于第2基板上；和图像处理电路，该图像处理电路输入按每个像素指定液晶元件施加电压的图像信号， 并且根据校正后的图像信号分别规定上述液晶元件的施加电压；上述图像处理电路，具备边界检测部，该边界检测部在当前帧及比当前帧往前一个的前一帧中分别检测第1像素和第2像素之间的边界，该第1像素的由所输入的图像信号指定的施加电压比第1电压低，该第2像素的上述施加电压为比上述第1电压大的第2电压以上；和校正部，该校正部将指定对液晶元件施加的施加电压的图像信号，向减低在该第1像素及该第2像素产生的横向电场的方向进行校正，上述液晶元件对应于与在上述当前帧的边界上的从上述前一帧的边界移动了1像素量后的移动部分相接的上述第1像素及上述第 2像素。
7. 一种电子设备，其特征为， 具有权利要求6所述的液晶显示装置。
全文摘要
本发明提供一种抑制因横向电场的影响导致的显示品质下降的图像处理电路。图像处理电路在常黑模式下，在当前帧和前一帧中分别检测下述暗像素和明像素之间的边界，该暗像素其由图像信号Vid-in指定的与灰度级别对应的液晶元件的施加电压比电压Vth1低，该明像素为电压Vth2以上。图像处理电路将对暗像素的施加电压，置换为电压Vth1以上且未达到电压Vth2的电压Vc1，将对明像素的施加电压，置换为电压Vth1以上且未达到电压Vth2的电压Vc2，上述暗像素与当前帧的边界之中的从前一帧的边界移动了1像素量后的部分相接，上述明像素与从前一帧的边界移动了1像素量后的部分相接。
文档编号G02F1/133GK102169678SQ20111004613
公开日2011年8月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者保坂宏行, 饭坂英仁 申请人:精工爱普生株式会社