特許 7335066 表示ドライバ、表示装置及び輝度制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】表示ドライバ、表示装置及び輝度制御方法

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/20 20060101AFI20230822BHJP

   G09G 3/36 20060101ALI20230822BHJP

   G09G 3/3275 20160101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

G09G3/20 641Q

G09G3/20 623F

G09G3/20 641A

G09G3/20 642E

G09G3/36

G09G3/20 641C

G09G3/20 641J

G09G3/3275

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2018204357

(22)【出願日】2018-10-30

(65)【公開番号】P2019086770

(43)【公開日】2019-06-06

【審査請求日】2021-10-21

(31)【優先権主張番号】P 2017213278

(32)【優先日】2017-11-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】502161508

【氏名又は名称】シナプティクス インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】降旗 弘史

(72)【発明者】

【氏名】青垣 多俊

(72)【発明者】

【氏名】皆木 朋夫

(72)【発明者】

【氏名】杉山 明生

(72)【発明者】

【氏名】能勢 崇

【審査官】西島 篤宏

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００８／０１８６２６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０７０１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１５６９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０３／０２５８９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平０４－０３５１９５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０９Ｇ ３／００ － ３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一のディスプレイ輝度値（ＤＢＶ）について第一のガンマカーブを生成し、前記第一のＤＢＶより低い第二のＤＢＶについて第二のガンマカーブを生成し、前記第二のガンマカーブに従って第一の画像データに対してガンマ補正処理を行うことで表示パネルのデータ線に出力される出力電圧に対応する第二の画像データを生成するように構成されたガンマカーブ制御回路であって、異なるディスプレイ状態において同一の画素の組に画像データを表示するために用いられるものであるガンマカーブ制御回路と、
前記第二の画像データに対してデジタル－アナログ変換を行って前記出力電圧を生成するように構成されたデジタル－アナログコンバータ（ＤＡＣ）と、
前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅に合うように前記ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧を制御することによって前記ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅を調整するように構成されたコンバータコントローラと、
を備え、
前記第二のガンマカーブを生成することが、前記第一及び第二のガンマカーブが、同一の入力範囲について、同一のガンマ値に従って規定されるように、かつ、前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅が前記第一のガンマカーブに対応する出力電圧の幅よりも狭くなるように、前記第一のガンマカーブに基づいて前記第二のガンマカーブを演算することを含む、表示ドライバ。

【請求項2】

前記表示パネルの画素の点灯時間を制御し、前記コンバータコントローラが前記アナログ信号電圧の振幅を調整するとき、前記点灯時間の設定を維持するように構成されたパルス制御回路を更に備える
請求項１に記載の表示ドライバ。

【請求項3】

前記表示パネルの画素の点灯時間を制御し、前記ガンマカーブ制御回路が前記第二のガンマカーブを生成することに少なくとも部分的に基づいて前記点灯時間を短くするように構成されたパルス制御回路を更に備える
請求項１に記載の表示ドライバ。

【請求項4】

前記表示パネルに表示される画像のディスプレイ輝度レベルを制御するために用いられるパラメータを格納するように構成された輝度制御テーブルを更に備える
請求項１に記載の表示ドライバ。

【請求項5】

前記輝度制御テーブルに格納されたパラメータは、前記第二のガンマカーブを制御するための制御パラメータを含み、
前記輝度制御テーブルは、輝度制御情報に応じて、前記制御パラメータの少なくとも一つを、前記ガンマカーブ制御回路に出力し、
前記ガンマカーブ制御回路は、前記制御パラメータのうちの前記少なくとも一つに基づき、前記第二のガンマカーブを生成するように更に構成された
請求項４に記載の表示ドライバ。

【請求項6】

前記輝度制御テーブルに含まれるパラメータは、ＤＡＣトップ電圧制御パラメータとＤＡＣボトム電圧制御パラメータとを含み、
前記輝度制御テーブルは、輝度制御情報に応じて、前記輝度制御テーブルに含まれる前記ＤＡＣトップ電圧制御パラメータ及び前記ＤＡＣボトム電圧制御パラメータのうちの少なくとも一つを出力するように更に構成され、
前記コンバータコントローラは、前記ＤＡＣの前記アナログ信号電圧の振幅を、前記ＤＡＣトップ電圧制御パラメータ及び前記ＤＡＣボトム電圧制御パラメータのうちの前記少なくとも一つに応じて設定するように更に構成された
請求項４に記載の表示ドライバ。

【請求項7】

前記輝度制御テーブルに含まれるパラメータは、前記表示パネルの画素の点灯時間を制御するように設定された点灯時間制御パラメータを複数含み、
前記輝度制御テーブルは、輝度制御情報に応じて、前記点灯時間制御パラメータのうちの少なくとも一つを、パルス制御回路に出力するように更に構成され、
前記パルス制御回路は、前記少なくとも一つの前記点灯時間制御パラメータに少なくとも部分的に基づいて、前記点灯時間を設定するように更に構成された
請求項４に記載の表示ドライバ。

【請求項8】

前記第一のＤＢＶは、最も高いＤＢＶである
請求項１に記載の表示ドライバ。

【請求項9】

表示パネルと、
前記表示パネルを駆動するように構成された表示ドライバと、
を備える表示装置であって、
前記表示ドライバは、
第一のＤＢＶについて第一のガンマカーブを生成し、前記第一のＤＢＶより低い第二のＤＢＶについて第二のガンマカーブを生成し、前記第二のガンマカーブに従って第一の画像データに対してガンマ補正処理を行うことで前記表示パネルのデータ線に出力される出力電圧に対応する第二の画像データを生成するように構成されたガンマカーブ制御回路であって、異なるディスプレイ状態において前記表示パネルの同一の画素の組に画像データを表示するために用いられるものであるガンマカーブ制御回路と、
前記第二の画像データに対してデジタル－アナログ変換を行って前記出力電圧を生成するように構成されたデジタル－アナログコンバータ（ＤＡＣ）と、
前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅に合うように前記ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧を制御することによって前記ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅を調整するように構成されたコンバータコントローラと、
を備え、
前記第二のガンマカーブを生成することが、前記第一及び第二のガンマカーブが、同一の入力範囲について、同一のガンマ値に従って規定されるように、かつ、前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅が前記第一のガンマカーブに対応する出力電圧の幅よりも狭くなるように、前記第一のガンマカーブに基づいて前記第二のガンマカーブを演算することを含む、表示装置。

【請求項10】

前記表示ドライバは、前記表示パネルの画素の点灯時間を制御し、前記コンバータコントローラが前記ＤＡＣの前記アナログ信号電圧の振幅を調整することに基づいて前記点灯時間の設定を維持するように構成されたパルス制御回路を更に備える
請求項９に記載の表示装置。

【請求項11】

前記表示ドライバは、前記表示パネルの画素の点灯時間を制御し、前記ガンマカーブ制御回路が前記第二のガンマカーブを生成することに基づいて前記点灯時間を短くするように構成されたパルス制御回路を更に備える
請求項９に記載の表示装置。

【請求項12】

前記表示ドライバは、前記表示パネルに表示される画像のディスプレイ輝度レベルを制御するように設定されたパラメータを格納するように構成された輝度制御テーブルを更に備える
請求項９に記載の表示装置。

【請求項13】

ディスプレイ輝度レベルを制御するための方法であって、
第一のＤＢＶについて第一のガンマカーブを生成することと、
表示装置のＤＢＶが前記第一のＤＢＶより低い第二のＤＢＶに設定されたとき、前記第二のＤＢＶについて第二のガンマカーブを生成することと、
前記第二のガンマカーブに従って第一の画像データに対してガンマ補正処理を行うことで表示パネルのデータ線に出力される出力電圧に対応する第二の画像データを生成することと、
デジタル－アナログコンバータ（ＤＡＣ）によって前記第二の画像データに対してデジタル－アナログ変換を行って前記出力電圧を生成することと、
前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅に合うように前記ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧を制御することによって前記ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅を調節することと、
を含み、
前記第一及び第二のガンマカーブが、異なるディスプレイ状態において前記表示パネルの同一の画素の組に画像データを表示するために用いられるものであり、
前記第二のガンマカーブを生成することが、前記第一及び第二のガンマカーブが、同一の入力範囲について、同一のガンマ値に従って規定されるように、かつ、前記第二のガンマカーブに対応する出力電圧の幅が前記第一のガンマカーブに対応する出力電圧の幅よりも狭くなるように、前記第一のガンマカーブに基づいて前記第二のガンマカーブを演算することを含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

表示ドライバ、表示装置及び輝度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示パネルやＯｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＯＬＥＤ）表示パネル等の表示パネルは、例えば、ノートブックコンピュータやデスクトップコンピュータ、スマートフォンといった電子機器に用いられている。表示パネルを駆動する表示ドライバには、出力電圧及び点灯時間を調整し、ディスプレイ輝度を制御するものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－０３５５７８号公報

【発明の概要】

【0004】

一実施形態では、表示ドライバは、第一のディスプレイ輝度値（ＤＢＶ：Ｄｉｓｐｌａｙ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｖａｌｕｅ）について第一のガンマカーブを生成し、前記第一のＤＢＶより低い第二のＤＢＶについて第二のガンマカーブを生成するガンマカーブ制御回路と、前記第二のガンマカーブにおけるガンマ補正後の出力電圧の幅に基づき、入力される画像データに対してデジタル－アナログ変換を行うデジタル－アナログコンバータ（ＤＡＣ）のアナログ信号電圧の振幅を調整するコンバータコントローラとを備える。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】入力データと副画素の輝度との関係を表す入力データ輝度特性の一例を示す図である。

【図2】実施形態における輝度制御の一例を示す図である。

【図3】実施形態における表示装置の構成の一例を示した図である。

【図4】実施形態における表示装置のうち輝度制御に用いられる構成の一例を示す図である。

【図5】実施形態における輝度制御テーブルの一例を示す図である。

【図6】実施形態におけるガンマカーブ演算の一例を示す図である。

【図7A】実施形態におけるガンマカーブ演算における制御点と入力データとの関係を示す図である。

【図7B】実施形態におけるガンマカーブ演算における制御点と入力データとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、ここに開示された技術がこれら実施形態の詳細説明がなくとも当業者により実施され得ることは明らかである。また、以下において、説明を不要に複雑にすることを避けるため、周知の特徴を詳細には説明していない。

【0007】

図１に示すように、入力された画像データと副画素の輝度との関係を表す入力データ輝度特性は、ガンマ特性と呼ばれる非線形性を有する。入力データに、特定の画素の特定の色（例えば、赤色、緑色又は青色）の階調値が指定されている場合、表示装置の表示パネルにおける特定の画素の特定の色の副画素の輝度は、入力階調値のγ乗に比例する。γは、ガンマ値と呼ばれるパラメータである。液晶パネルやＯｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＯＬＥＤ）パネル等の表示パネルでは、例えば、ガンマ値は２．２（γ＝２．２）に設定される。

【0008】

図１に示すディスプレイ輝度１００％のカーブは、入力階調値が２５５のとき副画素の輝度の相対値が１００％となる入力データ輝度特性であり、ガンマ値２．２に対応する。例えば、ガンマ値２．２に対応し、ディスプレイ輝度５０％のカーブは、次のように算出される。ガンマ値が２．２であるため、副画素の輝度は入力階調値の２．２乗に比例する。したがって、ガンマ値が２．２のディスプレイ輝度５０％のカーブは、入力カーブをディスプレイ輝度１００％のカーブとすると、０．５＊（入力カーブ）^２．２＝（０．５^{１／２．２}＊入力カーブ）^２．２＝（１８６．０／２５５＊入力カーブ）^２．２として算出される。すなわち、入力カーブであるディスプレイ輝度１００％のカーブに１８６／２５５を乗算したものが、図１に示すディスプレイ輝度５０％のカーブである。上記手法によりディスプレイ輝度を５０％下げる場合、入力階調数が１８６／２５５倍（＝７２．９％）になり、表示画像を再現する階調数が減り、階調つぶれが発生し得る。

【0009】

一方、実施形態によれば、表示画像を再現する階調数を減らすことなく、ディスプレイ輝度を低下させることが可能である。一実施形態では、最も高いＤＢＶにおける所定のガンマ値、例えばγ＝２．２に対応する第一のガンマカーブが生成される。ＤＢＶを低下させるとき、第一のガンマカーブに基づき第二のガンマカーブが生成され、表示ドライバに入力される画像データに対してデジタル－アナログ変換を行うＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅及び表示パネルの画素の点灯時間が制御される。

【0010】

図２におけるグラフは、第１から第４の状態における入力データとガンマ補正後の出力電圧との対応関係を示す。図２におけるカーブは、所定のガンマ値、例えばγ＝２．２に対応するガンマ特性のカーブである。

【0011】

第１から第４の各状態のグラフには、ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧が示されている。ＤＡＣは、入力されるデジタルデータに対して出力されるアナログ信号電圧を線形に変換する入出力特性を有する。ＤＡＣから出力される電圧は、ＤＡＣによりデジタルデータ、例えば１０ビット、１０２４階調のデジタルデータ０、１、・・・１０２３から変換されるアナログ信号電圧Ｖ０、Ｖ１、・・・Ｖ１０２３である。ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧はそれぞれ、変換されるアナログ信号電圧がとり得る高電位側の電圧及び低電位側の電圧を示す。ここで、ＤＡＣのトップ電圧とボトム電圧との差をＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅という。ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅は、ディスプレイ輝度に比例し、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅が小さくなるにしたがい、ディスプレイ輝度は低下する。

【0012】

第１から第４の各状態に示されるエミッションパルス比率は、表示装置のパネルにおける１フレーム時間あたりの画素の点灯時間の比率である。本発明の実施形態におけるエミッションパルスは、画素の点灯時間の長さを表す。エミッションパルス比率が小さくなるにしたがい、ディスプレイ輝度は低下する。なお、エミッションパルスの最小幅は、１本の走査線が駆動される期間である１水平期間の長さである。例えば、Ｆｕｌｌ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ（ＦＨＤ）の場合、１９２０本の走査線がある。

【0013】

図２の例では、第１及び第２の状態は高輝度モードであり、第３及び第４の状態はノーマルモードである。ディスプレイ輝度が最高輝度である状態が第１の状態であり、第２、第３、第４の状態の順にディスプレイ輝度が低くなる。

【0014】

ディスプレイ輝度が最も高い状態である第１の状態では、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅及びガンマカーブにおける最大出力電圧と最小出力電圧との電圧差は、第２から第４の状態に比べて大きい。第１の状態では、エミッションパルス比率は第２から第４の状態に比べて大きい。第１の状態のガンマカーブのガンマ値は、例えば２．２である。

【0015】

第１の状態よりディスプレイ輝度が低い第２の状態では、エミッションパルス比率が５０％に低下される。さらに、第２の状態では、第１の状態のガンマカーブに基づき、第１の状態のガンマ値を維持しつつ、ディスプレイ輝度を下げたガンマカーブが生成される。ガンマカーブの演算については後述する。図１の例に示すように、演算された第２の状態のガンマカーブにおける出力電圧の幅である最大出力電圧と最小出力電圧との差は、第１の状態と比べ、小さくなる。第２の状態のＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧は、第１の状態から変わらない。

【0016】

第３の状態では、第２の状態と同じく、５０％のエミッションパルス比率が維持される。第３の状態では、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅が、第２の状態に比べ小さくなるように制御される。第３の状態では、ガンマカーブにおける出力電圧の幅とＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅とが同じである。ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅が、第３の状態のガンマカーブの出力電圧の幅に合わせられる。すなわち、第３の状態では、表示データは、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅を最大限用いて表示される。なお、第３の状態のガンマカーブの形状は、第２の状態のガンマカーブの形状と同じであり、両者がほぼ等しくなるように第３の状態のガンマカーブが演算される。このように、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅が変更されたとしても、ガンマカーブの形状が維持されるため、輝度特性を保つことができる。

【0017】

第４の状態では、エミッションパルス比率を５０％から２５％に低下させる。さらに、第４の状態では、第１の状態のガンマカーブに基づき、第１の状態のガンマ値を維持しつつ、ディスプレイ輝度を下げたガンマカーブが生成される。第３の状態からガンマカーブにおける出力電圧の幅を小さくさせる。ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧は、第３の状態から変わらない。

【0018】

このように、本実施形態では、ディスプレイ輝度が最も高い状態のガンマカーブを用いて、エミッションパルスの制御と、ＤＡＣのトップ電圧及びボトム電圧の制御と、エミッションパルス並びにＤＡＣのトップ及びボトム電圧の制御に基づくガンマカーブの生成とを、ディスプレイ輝度の変化に応じて行う。結果として、表示データの解像度を保ちつつ、ディスプレイ輝度をスムーズに変えることができる。さらに、例えば、ディスプレイ輝度毎に入力データと出力電圧との対応関係が記述されたＬｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ（ＬＵＴ）を使うことなくディスプレイ輝度を制御するため、ＬＵＴを格納するためのメモリの増加を抑制し、回路規模の増大を回避できる。

【0019】

図３に示す一実施形態における表示装置１は、処理装置２から入力された画像データ、制御信号及び輝度情報であるＤＢＶに基づき、輝度が調整された表示データを表示する。ＤＢＶは、表示装置１のディスプレイ輝度を指定する値である。

【0020】

表示装置１は、表示パネル３と、コントローラドライバ１０とを備える。表示装置１は、ユーザに表示パネル３に表示される情報を提供する表示機能を有する。表示装置１は、表示パネルを備える電子機器の一例である。電子機器は、例えば、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレット、ウェブブラウザ、電子ブックリーダー、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）といった携帯電子機器に限らない。例えば、電子機器は、表示パネルを備えるデスクトップコンピュータ、又は表示パネルが用いられる自動車に搭載される表示機器など、あらゆるサイズ及び形状の機器であってもよい。また、タッチセンサーを備え、指やスタイラス等の入力物体のタッチ検出が可能とされていても良い。

【0021】

表示パネル３は、画像が表示される表示領域を備える。表示パネル３の表示領域には、複数の画素が行列に配置されている。各画素は、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）を表示する副画素を有する。なお、各画素に含まれる副画素はＲＧＢに限らず、副画素の色及び各色の数は任意であってもよい。表示パネル３は、例えば自発光ディスプレイである有機ＬＥＤディスプレイである。表示パネル３は、ゲート線を駆動するゲート線駆動回路３１及びエミッション駆動回路３２を備える。ゲート線駆動回路３１は、コントローラドライバ１０からのゲート線制御信号に基づき、表示パネル３のゲート線を駆動する。エミッション駆動回路３２は、コントローラドライバ１０からのエミッションパルスに基づき、表示パネル３のエミッション線を駆動する。

【0022】

コントローラドライバ１０は、表示パネル３を駆動する表示パネルドライバとして動作するとともに、表示装置１における様々な制御を行うコントローラとしても動作する。

【0023】

コントローラドライバ１０は、命令制御回路１１と、画像メモリ１２と、ガンマカーブ制御回路１３と、データ線駆動回路１４と、ＤＡＣコントローラ１５と、ゲート線制御回路１６と、パルス制御回路１７とを備えている。

【0024】

命令制御回路１１は、処理装置２から制御信号、画像データ及びＤＢＶを受け付ける。命令制御回路１１は、入力された画像データを画像メモリ１２に転送する。命令制御回路１１は、入力された制御信号及びＤＢＶに応じてコントローラドライバ１０の各回路を制御する。命令制御回路１１は、ガンマカーブ制御回路１３により実行される画像のガンマ補正処理を指示するガンマ演算－カーブ制御信号及びガンマ演算－輝度制御信号を生成し、ガンマカーブ制御回路１３に入力する。命令制御回路１１は、ＤＡＣコントローラ１５にＤＡＣトップ電圧制御信号及びＤＡＣボトム電圧制御信号を送信し、ＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅を制御する。命令制御回路１１は、受け付けた制御信号に基づき、ゲート線制御信号をゲート線制御回路１６に出力し、ゲート線制御回路１６を制御する。命令制御回路１１は、受け付けた制御信号及びＤＢＶに基づき、エミッションパルス制御信号をパルス制御回路１７に出力し、パルス制御回路１７を制御する。

【0025】

一実施形態において、命令制御回路１１は、輝度制御テーブル１１１を備え、ＤＢＶに基づきディスプレイ輝度を制御する。一実施形態における輝度制御は、輝度制御テーブル１１１、ガンマカーブ制御回路１３、ＤＡＣコントローラ１５及びパルス制御回路１７により実行され、輝度制御の詳細は、図５を用いて後述する。

【0026】

画像メモリ１２は、命令制御回路１１を介して処理装置２から入力された画像データを一時的に保存する。一実施形態では、例えば、画像メモリ１２は、１フレームの画像に対応する画像データを記憶する容量を有する。例えば、表示パネル３の表示領域にＶ×Ｈ個の画素が設けられ、各画素が３つの副画素を有する場合、Ｖ×Ｈ×３個の副画素の階調を示す画像データが画像メモリ１２に格納される。

【0027】

ガンマカーブ制御回路１３は、命令制御回路１１から受け取った補正処理制御信号に基づき画像メモリ１２から読み出した画像データに対して所定のガンマ補正処理を行う。ガンマカーブ制御回路１３は、所定のガンマ補正処理を施した画像データをデータ線駆動回路１４に出力する。ガンマカーブ制御回路１３は、少なくとも三点の制御点の選択及び中点演算を繰り返し行うベジェ演算を用いて、ガンマ補正処理を行う。ガンマカーブ制御回路１３は、更に、最高輝度ではないディスプレイ輝度、例えばディスプレイ輝度５０％のガンマカーブを生成する。ガンマカーブ制御回路１３による、少なくとも三点の制御点の選択及び中点演算を繰り返し行うベジェ演算の詳細は、後述する。

【0028】

データ線駆動回路１４は、ガンマカーブ制御回路１３から受け取った画像データに応じて表示パネル３のデータ線を駆動し、表示データをパネル３に出力する。データ線駆動回路１４は、シフトレジスタ１４１、表示ラッチ１４２、ＤＡＣ１４３及びデータ線アンプ１４４を備える。シフトレジスタ１４１は、ガンマカーブ制御回路１３からの画像データに対してシフト動作を行う。表示ラッチ１４２は、ガンマカーブ制御回路１３からシフトレジスタ１４１からの画像データを順次ラッチし、一時的に保持する。

【0029】

ＤＡＣ１４３は、表示ラッチ１４２から受け取った画像データに対してデジタル－アナログ変換を行って画像データに指定された各副画素の階調に対応する駆動電圧を生成する。ＤＡＣ１４３は、データ線アンプ１４４を介して、生成した駆動電圧を対応するパネル３のデータ線に出力してデータ線を駆動する。駆動電圧の生成には、ＤＡＣコントローラ１５から供給される階調電圧が用いられる。本発明の実施形態では、ＤＡＣコントローラ１５から階調電圧Ｖ０～Ｖ１０２３が供給される。

【0030】

図４は、一実施形態における輝度制御を行うコンポーネントの一例を示す。輝度制御テーブル１１１、ガンマカーブ制御回路１３、ＤＡＣコントローラ１５及びパルス制御回路１７により輝度制御が実行される。

【0031】

輝度制御テーブル１１１は、処理装置２から入力されるＤＢＶに基づき、各種パラメータをガンマカーブ制御回路１３、ＤＡＣコントローラ１５及びパルス制御回路１７に出力する。

【0032】

図５は、輝度制御テーブル１１１の一例である。ＤＢＶは、例えば、１６進数で“０００”から“ＦＦＦ”までの範囲内で指定される。ＤＢＶにおいて“ＦＦＦ”は最も明るい状態である最大のディスプレイ輝度を示し、“０００”は最も暗い状態である最小のディスプレイ輝度を示す。このように、ＤＢＶが“ＦＦＦ”から“０００”に近づく程、暗くなる、つまりディスプレイ輝度が小さくなる。図５の例では、ＤＢＶ“０００”から“ＦＦＦ”までの区間を６分割し、区間ごとに一つの輝度制御テーブルが設けられる。なお、ＤＢＶの区間が分割される数は６に限らず、任意の数であってもよい。入力されるＤＢＶに応じて、いずれかの輝度制御テーブルが選択される。図５の例では、例えば、ＤＢＶが閾値＃１と閾値＃２との間の値である場合、輝度制御テーブル＃１が選択される。

【0033】

各輝度制御テーブルは、パラメータとして、「ガンマ演算－カーブ制御信号」、「ガンマ演算－輝度制御信号」、「ＤＡＣトップ電圧制御信号」、「ＤＡＣボトム電圧制御信号」及び「エミッションパルス制御信号」を有する。「ガンマ演算－カーブ制御信号」は、所定のガンマ値に対応するガンマカーブに調整するためのパラメータである。「輝度制御のガンマ演算信号」は、例えば、出力電圧の軸方向においてガンマカーブを一定の比率上下させるパラメータである。「ＤＡＣトップ電圧制御信号」と「ＤＡＣボトム電圧制御信号」とは、それぞれＤＡＣのアナログ信号電圧の振幅のトップ電圧値とボトム電圧値とを示すパラメータである。「エミッションパルス制御信号」は、表示パネル３における画素の点灯又は消灯時間を指定するパラメータである。「エミッションパルス制御信号」は、例えば１フレーム時間あたりの点灯時間の比率を示す。「エミッションパルス制御信号」は、１フレーム時間あたりの点灯時間の比率に限らず、例えば、１フレーム時間あたりの消灯時間の比率や点灯時間の長さを示してもよい。

【0034】

図４に戻り、ガンマカーブ制御回路１３は、ＤＢＶに基づき選択された輝度制御テーブル１１１に含まれる「ガンマ演算－カーブ制御信号」及び「ガンマ演算－輝度制御信号」を用いて、ガンマカーブを演算し、入力された画像データに対してガンマ補正を行う。ガンマカーブ制御回路１３は、ガンマ補正された画像データをデータ線駆動回路１４に出力する。ガンマカーブ演算については、図６を用いて後述する。

【0035】

ＤＡＣコントローラ１５は、ＤＢＶに基づき選択された輝度制御テーブル１１１に含まれる「ＤＡＣトップ電圧制御信号」及び「ＤＡＣボトム電圧制御信号」に基づき、ＤＡＣ１４３のアナログ信号電圧の振幅のトップ値及びボトム値をデータ線駆動回路１４に出力する。ＤＡＣコントローラ１５は、ＤＡＣ１４３のアナログ信号電圧の振幅を、ガンマカーブの出力電圧の幅に合わせる。

【0036】

パルス制御回路１７は、ＤＢＶに基づき選択された輝度制御テーブル１１１に含まれる「エミッションパルス制御信号」に基づき調整されたエミッションパルスをデータ線駆動回路１４に出力する。これにより、パルス制御回路１７は、画素の点灯時間を制御する。例えば、パルス制御回路１７は、ＤＡＣコントローラ１５がＤＡＣ１４３のアナログ信号電圧の振幅を調整するとき、点灯時間の設定を維持してもよい。例えば、パルス制御回路１７は、ガンマカーブ制御回路１３がガンマカーブ、例えば最高輝度ではないディスプレイ輝度５０％のガンマカーブを生成するとき、点灯時間を短くしてもよい。

【0037】

一実施形態では、ガンマカーブ制御回路１３は、下記の手順でガンマ補正処理を行う。一実施形態によれば、３点の制御点Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｏｉｎｔ（ＣＰ）に基づきベジェ演算を行い、次のベジェ演算に用いられる３点を導き出す。これにより、滑らかな曲線を求めることができる。さらに、所定の繰り返し回数の処理を実行することで、入力データの参照に最も近い出力電圧の値を求めることができるため、制御点は、入力方向であるＸ軸と出力方向であるＹ軸とのいずれの方向にも動かすことができる。

【0038】

図６では、ガンマカーブ制御回路１３に初期的に設定された３つの制御点を、点Ａ_０、Ｂ_０、Ｃ_０として図示している。ここで、ＣＰ選択エリア＃ｊが選択された場合、すなわち、制御点ＣＰ（２_ｊ－２）、ＣＰ（２_ｊ－１）、ＣＰ（２_ｊ）が選択された場合には、点Ａ_０、Ｂ_０、Ｃ_０の座標は、次のように表わされる。
Ａ_０（ＡＸ_０、ＡＹ_０）＝（ＣＰＸ_２ｊ－２，ＣＰＹ_２ｊ－２）
Ｂ_０（ＢＸ_０、ＢＹ_０）＝（ＣＰＸ_２ｊ－１，ＣＰＹ_２ｊ－１）
Ｃ_０（ＣＸ_０、ＣＹ_０）＝（ＣＰＸ_２ｊ，ＣＰＹ_２ｊ）
ここで、ＣＰＸ_ｋは、制御点ＣＰ_ｋのＸ座標値であり、ＣＰＹ_ｋは、制御点ＣＰ_ｋのＹ座標値である。

【0039】

出力電圧は、以下のように、中点を求める演算を繰り返すことによって算出される。この繰り返し演算の１単位を、以下では、中点演算と呼ぶことにする。また、３つの制御点の隣接する２つの制御点の中点を１次中点と呼び、２つの１次中点の中点を２次中点と呼ぶことがある。

【0040】

最初の中点演算、つまり１回目の中点演算では、初期的に設定された点Ａ_０、Ｂ_０、Ｃ_０に関し、点Ａ_０と点Ｂ_０の中点である１次中点ｄ_０と、点Ｂ_０と点Ｃ_０の中点である１次中点ｅ_０とが求められ、更に、１次中点ｄ_０と１次中点ｅ_０の中点である２次中点ｆ_０が求められる。２次中点ｆ_０は、所望のガンマカーブ、すなわち、３つの制御点Ａ_０、Ｂ_０、Ｃ_０で規定される２次ベジェ曲線上の点である。このとき、２次中点ｆ_０の座標（Ｘ_ｆ０、Ｙ_ｆ０）は、下記式で表わされる。
Ｘ_ｆ０＝（ＡＸ_０＋２ＢＸ_０＋ＣＸ_０）／４，
Ｙ_ｆ０＝（ＡＹ_０＋２ＢＹ_０＋ＣＹ_０）／４．

【0041】

次の中点演算、つまり２回目の中点演算に使用される３つの制御点Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１は、点Ａ_０、１次中点ｄ_０、２次中点ｆ_０、１次中点ｅ_０、点Ｂ_０のうちから、入力データと２次中点ｆ_０のＸ座標値Ｘ_ｆ０との比較の結果に応じて選択される。詳細には、下記のようにして点Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１が選択される。
（Ａ）Ｘ_ｆ０≧Ｘ＿ＩＮの場合
Ｘ座標値が小さい左側の３点、点Ａ_０、１次中点ｄ_０、２次中点ｆ_０が、点Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１として選択される。すなわち、
Ａ_１＝Ａ_０，Ｂ_１＝ｄ_０，Ｃ_１＝ｆ_０． ・・・（１ａ）
（Ｂ）Ｘ_ｆ０＜Ｘ＿ＩＮの場合
Ｘ座標値が大きい右側の３点、２次中点ｆ_０、１次中点ｅ_０、点Ｃ_０が、点Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１として選択される。すなわち、
Ａ_１＝ｆ_０，Ｂ_１＝ｅ_０，Ｃ_１＝Ｃ_０． ・・・（１ｂ）

【0042】

同様の手順により、２回目の中点演算が行われる。点Ａ_１、Ｂ_１、Ｃ_１に関し、点Ａ_１と点Ｂ_１の１次中点ｄ_１と、点Ｂ_１と点Ｃ_１の１次中点ｅ_１とが求められ、更に、１次中点ｄ_１と１次中点ｅ_１の２次中点ｆ_１が求められる。２次中点ｆ_１は、所望のガンマカーブ上の点である。更に、次の中点演算、つまり３回目の中点演算に使用される３つの制御点Ａ_２、Ｂ_２、Ｃ_２、が点Ａ_１、１次中点ｄ_１、２次中点ｆ_１、１次中点ｅ_１、点Ｂ_１のうちから、入力データと２次中点ｆ_１のＸ座標値Ｘ_ｆ１との比較の結果に応じて選択される。

【0043】

以下、同様の手順により、所望の回数だけ中点演算が繰り返される。

【0044】

ｉ回目の中点演算では、下記のような演算が行われる。
（Ａ）（ＡＸ_ｉ－１＋２ＢＸ_ｉ－１＋ＣＸ_ｉ－１）／４≧Ｘ＿ＩＮの場合
ＡＸ_ｉ＝ＡＸ_ｉ－１， ・・・（２ａ）
ＢＸ_ｉ＝（ＡＸ_ｉ－１＋ＢＸ_ｉ－１）／２， ・・・（３ａ）
ＣＸ_ｉ＝（ＡＸ_ｉ－１＋２ＢＸ_ｉ－１＋ＣＸ_ｉ－１）／４，・・・（４ａ）
ＡＹ_ｉ＝ＡＹ_ｉ－１， ・・・（５ａ）
ＢＹ_ｉ＝（ＡＹ_ｉ－１＋ＢＹ_ｉ－１）／２， ・・・（６ａ）
ＣＹ_ｉ＝（ＡＹ_ｉ－１＋２ＢＹ_ｉ－１＋ＣＹ_ｉ－１）／４．・・・（７ａ）
（Ｂ）（ＡＸ_ｉ－１＋２ＢＸ_ｉ－１＋ＣＸ_ｉ－１）／４＜Ｘ＿ＩＮの場合
ＡＸ_ｉ＝（ＡＸ_ｉ－１＋２ＢＸ_ｉ－１＋ＣＸ_ｉ－１）／４，・・・（２ｂ）
ＢＸ_ｉ＝（ＢＸ_ｉ－１＋ＣＸ_ｉ－１）／２， ・・・（３ｂ）
ＣＸ_ｉ＝ＣＸ_ｉ－１， ・・・（４ｂ）
ＡＹ_ｉ＝（ＡＹ_ｉ－１＋２ＢＹ_ｉ－１＋ＣＹ_ｉ－１）／４，・・・（５ｂ）
ＢＹ_ｉ＝（ＢＹ_ｉ－１＋ＣＹ_ｉ－１）／２， ・・・（６ｂ）
ＣＹ_ｉ＝ＣＹ_ｉ－１， ・・・（７ｂ）

【0045】

なお、条件（Ａ）、（Ｂ）に関して等号が条件（Ａ）、（Ｂ）のいずれの不等号に付せられてもよい。

【0046】

中点演算が行われる毎に、制御点Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ、Ｃ_ｉがガンマカーブに近づいていくと共に、制御点Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ、Ｃ_ｉのＸ座標値が入力データに近づいていく。Ｎ回目の中点演算によって得られた点Ａ_Ｎ、Ｂ_Ｎ、Ｃ_Ｎの少なくとも一つのＹ座標値から、最終的に算出すべき出力電圧の値が得られる。例えば、点Ａ_Ｎ、Ｂ_Ｎ、Ｃ_Ｎのうちから任意に選択された一点のＹ座標値が、出力電圧として選ばれてもよい。また、点Ａ_Ｎ、Ｂ_Ｎ、Ｃ_ＮのＹ座標値の平均値が出力電圧として選ばれてもよい。

【0047】

中点演算が行われる回数Ｎは、入力データのビット数以上であることが好ましい。すなわち、入力データがＮビットデータである場合に、Ｎ回以上の中点演算が行われることが好ましい。この場合、Ｎ回目の中点演算の後では、点Ａ_Ｎ、Ｃ_ＮのＸ座標値の差が１になり、点Ａ_Ｎ、Ｃ_ＮのＸ座標値のいずれかが、入力データに一致する。このとき、点Ｂ_ＮのＸ座標値も、点Ａ_Ｎ、Ｃ_Ｎの一方のＸ座標値に一致する。そこで、出力電圧は，下記のように選択されることが好ましい。
（ａ）Ｘ＿ＩＮ＝ＡＸ_Ｎの場合
Ｙ＿ＯＵＴ＝ＡＹ_Ｎ．
（ｂ）Ｘ＿ＩＮ＝ＣＸ_Ｎの場合
Ｙ＿ＯＵＴ＝ＣＹ_Ｎ．

【0048】

なお、制御点Ａ_ｉ、Ｂ_ｉ、Ｃ_ｉの間隔は一定でなくても良いため、図７Ａに示すように入力データが粗く又は少なくても、図７Ｂに示すように入力データが細かく又は多くても、所望のガンマカーブ上の値を出力することができる。

【0049】

実施形態におけるガンマカーブ制御回路１３により実行されるガンマカーブの演算及び制御について、説明する。

【0050】

図１を用いて上述したように、入力データに１８６／２５５を乗算することにより、ガンマ値を一定に保ったまま、ディスプレイ輝度を１００％から５０％に下げることができる。しかしながら、この演算では、表示画像を再現するための入力階調値の一部が用いられないため、階調つぶれが発生し得る。

【0051】

そこで、実施形態では、出力電圧に対する階調数を減らすことなく、ガンマ値を一定に保ちつつ、ディスプレイ輝度を下げたガンマカーブを演算する以下の方法を用いる。

【0052】

上述した輝度５０％のガンマカーブを演算するために、入力データに対して１８６／２５５を乗算した手法では、出力電圧に対する階調数が減少する。一方、本実施形態におけるガンマカーブ演算では、制御点に対して２５５／１８６を乗算する。これにより、出力電圧に対応する入力階調数を減少させることなくディスプレイ輝度５０％のガンマカーブを生成できる。なお、ディスプレイ輝度を５０％に下げ、ディスプレイ輝度５０％のガンマカーブを生成する例を示したが、設定されるディスプレイ輝度は５０％に限らず、任意の輝度を設定してもよい。

【0053】

以上では、限られた数の実施形態に関してのみ説明したが、本開示の利益を有する当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく様々な他の実施形態及び変形例が考案され得ることを理解する。実施形態同士又はその変形例が組み合わせされてもよい。したがって、本明細書及び図面は、例示的開示に過ぎない。

【符号の説明】

【0054】

１ 表示装置
１０ コントローラドライバ
１１ 命令制御回路
１１１ 輝度制御テーブル
１２ 画像メモリ
１３ ガンマカーブ制御回路
１４ データ線駆動回路
１４１ シフトレジスタ
１４２ 表示ラッチ
１４３ ＤＡＣ
１４４ データ線アンプ
１５ ＤＡＣコントローラ
１６ ゲート線制御回路
１７ パルス制御回路
２ 処理装置
３ 表示パネル
３１ ゲート線駆動回路
３２ エミッション駆動回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】