液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置
【課題】液晶表示パネルにおけるγ特性の視角依存性を利用して特殊な表示状態を実現する。
【解決手段】表示面を正面から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度と同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１，ｎ２の組み合わせと階調レベルｎ１’，ｎ２’の組み合わせとを選択し、領域Ａ（明るい領域）では、階調レベルとして（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを用い、領域Ｂ（暗い領域）では、階調レベルとして（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせを用いて、（ｎ１，ｎ２）の平均表示を行うとともに、（ｎ１’，ｎ２））の平均表示を行う。斜め方向から視認したときには、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせによる平均輝度は、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせによる平均輝度よりも高い。
【解決手段】表示面を正面から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度と同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１，ｎ２の組み合わせと階調レベルｎ１’，ｎ２’の組み合わせとを選択し、領域Ａ（明るい領域）では、階調レベルとして（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを用い、領域Ｂ（暗い領域）では、階調レベルとして（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせを用いて、（ｎ１，ｎ２）の平均表示を行うとともに、（ｎ１’，ｎ２））の平均表示を行う。斜め方向から視認したときには、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせによる平均輝度は、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせによる平均輝度よりも高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の表示制御方法、およびその表示制御方法を用いた液晶表示装置に関し、特に、γ特性の視角依存性を利用した表示制御を行う液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、ＴＮ（Twisted Nematic ）モードの液晶を用いたＴＮ型液晶表示パネルが広く用いられている。
【０００３】
しかし、ＴＮ型液晶表示パネルには、視認者が表示面を斜め方向から視認すると、表示のコントラスト比が低下して視認されるという課題がある。すなわち、正面から視認した場合には階調差が明確に識別される画像を斜め方向から視認すると階調間の輝度差が不明瞭になる。また、階調特性が反転し、正面から暗く視認される部分を斜め方向から視認すると明るく視認される現象が発生することがある（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
【０００４】
視角特性を改善した液晶表示パネルとして、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＭＶＡ（Multi-Domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示パネルがある。それらの液晶表示パネルでは、表示面を斜め方向から視認したときのコントラスト比の低下や階調特性の反転現象が緩和されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６２１４６号公報（段落０００４−０００６）
【特許文献２】特開平１０−３１９３７３号公報（段落０００２）
【特許文献３】特開２００５−２１５５９０号公報（段落０００４−０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＰＳモードの液晶表示パネルやＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、斜め方向から視認したときのコントラスト比の低下や階調特性の反転現象は緩和されるが、特に、ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおいて、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なるという視角特性（γ特性の視角依存性）の問題が残っている。γ特性の視角依存性とは、それぞれの階調において、表示面を視認する角度が異なると、表示面を正面から視認した場合の輝度に対して、視認される輝度（相対輝度）が変わることである。例えば、表示面を正面から視認すると表示内容を判別できた部分が、斜め方向から視認すると高い輝度で視認されて表示内容を判別できないという現象が生ずる。
【０００７】
図１６（Ａ）は、一般的なＩＰＳモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図であり、図１６（Ｂ）は、一般的なＭＶＡモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図である。図１６（Ａ），（Ｂ）において、横軸は階調レベルを示し、縦軸は相対輝度を示す。なお、液晶表示パネルは２５６階調表示可能であるとする。また、相対輝度は、表示可能な最大輝度を１とし最小輝度を０とした場合の輝度である。図１６（Ａ），（Ｂ）に記載されている角度（０°、３０°、４５°および６０°）は、表示面に対する法線からの視認方向の角度（視角）であり、法線から左または右に傾いた角度である。以下、表示面に対する法線に沿って表示面を視認する場合を「表示面を正面から視認する」と表現することがある。
【０００８】
図１６（Ａ）に示すように、ＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、それぞれの階調レベルにおいて、視角が変化しても輝度はほぼ同じである。また、図１６（Ｂ）に示すように、ＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、視角が大きくなるのに従って、輝度は高くなる。図１６（Ｂ）に示すように、ＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なっている。
【０００９】
なお、γ特性の視角依存性の問題は、ＭＶＡモードの液晶表示パネルだけでなく、ＴＮ型液晶表示パネル等の他の方式による液晶表示パネルにも存在する。
【００１０】
γ特性の視角依存性を改善するために種々の提案がなされている（例えば、上記の特許文献１参照。）。
【００１１】
また、ＴＮ型液晶表示パネルにおける視角依存性を利用して、特殊な表示状態を実現するための提案もなされている（例えば、上記の特許文献２，３参照。）。例えば、特許文献２には、視野角を広くしたり狭くしたりすることができる液晶表示装置が記載されている。なお、特許文献２において、視野角を広くするということは、表示面に対する法線からの視認方向の角度が大きくなっても、コントラスト比が高い値に保たれるようにすることである。また、視野角を狭くするということは、視角がある程度以上になると、コントラスト比を極端に低下させるようにすることである。
【００１２】
特許文献３には、０°以外の特定の視角におけるコントラスト比を最大にして、特定の視角を中心とした視野角内においてのみ表示内容を認識可能にすることによって、表示内容を認識不能にする視角を任意に変更できる液晶表示装置が記載されている。
【００１３】
しかし、γ特性の視角依存性（それぞれの階調において視角が異なると視認される輝度が変わるという特性）を利用して特殊な表示状態を実現することは、特許文献１，２には記載されていない。特許文献１，２には、ＴＮ型液晶表示パネルにおけるコントラスト比の視角依存性を利用しているにすぎない。
【００１４】
本発明は、液晶表示パネルにおけるγ特性の視角依存性を利用して特殊な表示状態を実現することができる液晶表示装置の表示制御方法および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】
【００１５】
まず、本発明による液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置の基礎になる液晶表示パネルの特性を説明する。図１（Ａ）は、ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおける各階調レベルの輝度の視角依存性の一例を示す説明図である。図１（Ａ）において、横軸は、表示面に対する法線からの傾き（視角）であり、法線から左または右に傾いた角度θである。角度θの正値は右側への傾きに対応し、角度θの負値は左側への傾きに対応している。縦軸は、Ｉ（２５５，０）（表示面を正面から視認した場合の階調レベル２５５の画像の輝度）に対する輝度Ｉ（ｎ，θ）、すなわち相対輝度［Ｉ（ｎ，θ）／Ｉ（２５５，０）］を示す。ｎは階調レベルを示す。図１（Ｂ）は、それぞれの階調レベルの種々の角度（視角）θにおける階調レベル２５５（最も輝度が高いレベル）に対する輝度Ｉ（ｎ，θ）、すなわち相対輝度（輝度比）［Ｉ（ｎ，θ）／Ｉ（２５５，θ）］を示す。以下、相対輝度を、単に「輝度」という。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、各階調レベルにおいて視角の絶対値が小さい（０°に近い）場合には輝度は低く視認されるが、視角の絶対値が大きくなると輝度は高く視認される。しかも、輝度が高く視認される角度範囲（視野）は比較的広い。以下、輝度が低く（または高く）視認されることを、単に、輝度が低い（または高い）という。また、視角の絶対値が小さい場合の２つの階調レベルに関する輝度の差は、視角の絶対値が大きい場合の輝度の差とは異なっている。例えば、 図１（Ｂ）に示す例では、視角θが０°である場合の階調レベル１６０の輝度（約０．４）と階調レベル６４の輝度（約０．１）との差は０．３であるのに対して、視角θが３０°である場合には、階調レベル１６０の輝度（約０．６）と階調レベル６４の輝度（約０．２５）との差は０．３５である。また、視角θが５０°である場合には、階調レベル１６０の輝度（約０．９）と階調レベル６４の輝度（約０．５）との差は０．４である。
【００１７】
また、４つの階調レベルに着目すると、視角θが０°である場合に、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａが、他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じであっても、視角が大きくなると（斜め視点では）、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａは、他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じにならない。例えば、視角θが０°である場合には、階調レベル１２８の輝度（階調レベル１２８と階調レベル１２８との平均値に相当：０．２５とする。）と、階調レベル１６０の輝度（約０．４）と階調レベル６４の輝度（約０．１）の平均値はほぼ等しいが、視角θが５０°である場合には、階調レベル１２８の輝度（約０．７５）は、階調レベル１６０の輝度（約０．９）と階調レベル６４の輝度（約０．５）の平均値（約０．７）とは異なる。以下、２つの階調レベルの輝度の平均値を平均輝度という。
【００１８】
図２は、斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを説明するための説明図である。図２（Ａ）に示すように、視角θが０°である場合に、階調レベル１６０の輝度（２つの階調レベルがともに１６０であった場合の平均値Ａに相当）が、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の輝度の平均値Ｂと同じであるが、視角θが５０°である場合には、平均値Ａは平均値Ｂよりも大きくなっている。図２（Ａ）において、矢印は、視角θが５０°である場合の平均値Ａと平均値Ｂとの差を示す。なお、図２に例示された階調レベル０，１６０，２２４は一例である。また、図２（Ａ）に記載されている「１階調表示」は、階調レベル１６０の輝度表示に相当し、「２階調平均表示」は、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の輝度との平均輝度表示に相当する。
【００１９】
図２（Ｂ），（Ｃ）には、液晶表示パネルにおける隣接する４つの領域が、階調レベル１６０または階調レベル（０＋２２４）／２であった場合に視認される輝度の様子が示されている。（０＋２２４）／２は、輝度が、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の平均輝度であることを示す。なお、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の平均輝度は、後述するように、例えば階調レベルを時間平均または空間平均することによって実現される。
【００２０】
図２（Ｂ）には、視角θが０°である場合に視認される輝度の様子が示され、図２（Ｃ）には、視角θが５０°である場合に視認される輝度の様子が示されている。図２（Ｂ）に示すように、視角θが０°である場合には輝度差は視認されないが、図２（Ｃ）に示すように、視角θが５０°である場合には輝度差は視認される。
【００２１】
本発明による液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置は、上述したような、表示画面を正面から観察した場合には平均値Ａと平均値Ｂとがほぼ同じであっても、斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを利用して特殊な表示を実現する。
【００２２】
階調レベルｎと輝度Ｉとの関係は、（１）式で表されるγ特性になる。
Ｉ（ｎ，γ）＝（ｎ／２５５）＾γ ・・・（１）
【００２３】
ただし、好ましくは、液晶表示パネルの固有のγ特性に従う。（１）式において、Ｉ（ｎ，γ）は階調レベルｎにおける輝度であり、γは一般に２．２である。「＾」は累乗の指数を示す。なお、輝度Ｉ（ｎ，γ）は、視角θが０°である場合の輝度である。
【００２４】
階調レベルがｎであるときの輝度Ｉ（ｎ，γ）に対して、（２）式を満足するｎ１，ｎ２を選択することによって、視角θが０°であるときの、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度は、階調レベルがｎの輝度と等しくなる。
【００２５】
Ｉ（ｎ，γ）＝［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２ ・・・（２）
【００２６】
上述したように、視角θが０°であるときに（２）式を満足しても、ＭＶＡモードの液晶表示パネルを使用する場合には、斜め視点では平均値Ａ（２つの階調レベルがともにｎであった場合の平均値に相当）と平均値Ｂ（階調レベルｎ１の輝度と階調レベルｎ２の輝度の平均値に相当）とが同じにならない。よって、液晶表示パネルが、階調レベルｎで表示を行う場合と、階調レベルｎ１の輝度と階調レベルｎ２の輝度の平均値の輝度の表示を行う場合とで、視角が０°に対して大きくなったときに視認される輝度は同じにならない。
【００２７】
図３は、視角が０°の場合に平均輝度が同じであって斜め視点では平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２の集合を示す説明図である。図３の説明図に示すように、階調レベルｎに対して、（２）式を満足するｎ１，ｎ２の組み合わせは多数存在する。図３において、Ｓが付された数字が示す円弧は、その数字が示す階調レベルに対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせが存在する位置を示す。つまり、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせは、円弧上に存在する。具体的には、（３）式を満足する（ｎ１，ｎ２）の集合Ｓｎは、図３における円弧上に存在する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせである。
【００２８】
Ｓｎ＝｛ｎ１，ｎ２｜Ｉ（ｎ，γ）＝［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２｝ ・・・（３）
【００２９】
（３）式は、｜の右側の条件を満足する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの全てを示す。なお、ｎは離散的な値（例えば、０〜２５５のいずれかの整数）であるから、集合Ｓｎを、例えば、（４）式で示すように条件に余裕を持たせることが好ましい。
【００３０】
Ｓｎ＝｛ｎ１，ｎ２｜Ｉ（ｎ−０．５，γ）＜［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２＜Ｉ（ｎ＋０．５，γ）｝ ・・・（４）
【００３１】
視角が０°に対して大きくなったときに、集合Ｓｎに属する多数の（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのそれぞれによる輝度（輝度の平均値すなわち平均輝度）は、階調レベルｎの輝度とは異なる上に、互いに異なる。図１（Ａ）に示されたように、ある視角における各階調レベルの輝度は異なっているからである。
【００３２】
図１（Ａ）に示された特性にもとづいて、視角が０°に対して大きくなったときの階調レベルｎ１，ｎ２の輝度を導出することができる。従って、階調レベルｎ１，ｎ２の平均輝度を導出することができる。一例として、視角が６０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を図４に示す。図４において、横軸は階調レベルｎを示し、縦軸は輝度を示す。なお、図４には、γ＝２．２である場合の視角θが０°であるときの輝度を示す曲線も示されている。
【００３３】
図４において、斜線が施された領域は、視角が０°であるときには平均輝度が同じである場合、視角が６０°であるときに選択可能な輝度の領域を示す。図４において、（下限）として示されている曲線は、それぞれの階調レベルｎ（ｎ＝０〜２５５）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も低い値を示す。（上限）として示されている曲線は、それぞれの階調レベルｎ（ｎ＝０〜２５５）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も高い値を示す。なお、（通常ｎ表示）は、視角が６０°の場合の階調レベルｎの輝度を示す。図４では、（通常ｎ表示）は、（上限）に一致している。ただし、一般的には、（通常ｎ表示）と（上限）とは一致しない。
【００３４】
例えば、階調レベルｎが１００である場合、（下限）は約０．５であり、（上限）は、（通常ｎ表示）の場合と同じで、ほぼ０．８である。このことは、視角が０°である場合には平均輝度が同じになる（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを２つ選択したときに、視角が６０°である場合には、０．４（＝０．８−０，４）の範囲内で、視認される輝度に差を付けることができることを示す。
【００３５】
なお、視角が０°である場合には、（通常ｎ表示）を示す曲線（特性）と、（下限）を示す曲線および（上限）を示す曲線とは一致する。
【００３６】
階調レベルｎが１００である場合に限らず、他の階調レベルｎについても、同様に、視角が０°である場合には平均輝度が同じになる２つの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選択したときに、視角が６０°である場合には、視認される輝度に差を付けることができる。つまり、図４には視角が６０°である場合が例示されているが、他の視角でも、斜線内の領域の形状は異なるが、図４において斜線が施された領域と同じような領域がある。
【００３７】
図５は、視角θが０°であるときに（２）式を満足する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせの輝度、および階調レベルｎの輝度であって、斜め視点での輝度の例を示す説明図である。一例として、階調レベルｎは１８６である。階調レベルｎ１は８０であり、階調レベルｎ２は２４６であり、階調レベルｎ１’は０であり、階調レベルｎ２’は２５５であるとする。図５（Ａ）は、階調レベルｎの２画素を示し、図５（Ｂ）は、階調レベルｎ１の画素と階調レベルｎ２の画素とを示し、図５（Ｃ）は、階調レベルｎ１’の画素と階調レベルｎ２’の画素とを示す。また、図５において、斜線の密度の違いは、輝度が異なっていることを示す。
【００３８】
なお、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとは、図３における同一円弧上に存在する組み合わせである。そして、斜め視点では、階調レベルｎの輝度と、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度と、階調レベルｎ１’と階調レベルｎ２’の平均輝度とは互いに異なっている。
【００３９】
以上に説明したような液晶表示パネルの特性を利用して、本発明による液晶表示装置の表示制御方法は、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じ（観察者に同輝度と視認される程度の差を許容した同程度）であり、斜め方向（例えば、表示面に対する法線からの視認方向の角度が６０゜）から視認したときの平均輝度が異なるＮ個（Ｎ：２以上の正の整数）の階調レベルの組み合わせを複数組選択し、選択したそれぞれの組におけるＮ個の階調レベルの組み合わせの平均表示による画像を液晶表示パネルに表示させることを特徴とする。
【００４０】
本発明による液晶表示装置の表示制御方法の一態様は、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択し、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させることを特徴とする。
【００４１】
階調レベル（Ｎ個や（ｎ１，ｎ２））の平均表示を、例えば、時間平均および／または空間平均（時間平均、空間平均、または時間平均と空間平均との併用）によって実現する。
【００４２】
階調レベルの平均表示を、１つの階調レベルｎ（例えば、ｎ＝ｎ１＝ｎ２の場合に相当）によって実現するようにしてもよい。
【００４３】
表示面を正面から観察したときに視認される本来画像（例えば、図７に示す本来の表示「あいうえおａｂｃｄｅ１２３４５」）とは異なる画像（例えば、妨害パターンや斜め視認画像１０２）を、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とによって液晶表示パネルに表示させるようにしてもよい。
【００４４】
本来画像とは異なる画像として、斜め視点からの本来画像の視認を阻害する妨害画像（例えば、妨害パターン）を液晶表示パネルに表示させるようにしてもよい。
【００４５】
本発明による液晶表示装置は、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であって、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択する選択手段と、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、表示画面の正面から視認不能であるが、斜め視点から視認されることが可能な画像を液晶表示パネルに表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４８】
実施の形態１．
第１の実施の形態（実施の形態１）では、図２（Ａ）に示されたように、視角０°では２つの階調レベルの輝度の平均値Ａが他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じであっても、視角が大きくなると（斜め視点では）、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａは他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じにならないことを利用して、より具体的には、図４において斜線が施された領域が存在することを利用して、液晶表示パネルに表示された本来の情報を、斜め視点では視認しづらくするための表示（以下、妨害パターンという。）を、当該液晶表示パネルに表示する。なお、本実施の形態では、ＭＶＡモードの液晶表示パネルを使用することを想定するが、図２（Ａ）に示されたような特性を有していれば、ＭＶＡモード以外のモードの液晶表示パネルを使用することができる。
【００４９】
図４には、視角が６０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度が示されたが、図６には、視角が３０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度が示されている。図６において、横軸は階調レベルｎを示し、縦軸は輝度を示す。また、（上限）、（下限）および（通常ｎ表示）の意味は、図４に示されたそれらの意味と同じである。なお、図６には、γ＝２．２である場合の輝度を示す曲線も示されている。
【００５０】
図６において、矢印は、階調レベルｎ（この例では、ｎ＝１６０）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も高い値（最大輝度）と最も低い値（最小輝度）との差を示す。矢印の上側の先端は最大輝度を示し、最も高い値下側の先端は最小輝度を示す。
【００５１】
そして、本実施の形態では、視角θが０°であるときには輝度差はない（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのうち、斜め視点では最大輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと、斜め視点では最小輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせとを用いて、妨害パターンを作成する。以下、斜め視点では最大輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを（ｎ１，ｎ２）とし、斜め視点では最小輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを（ｎ１’，ｎ２’）とする。なお、図４に示された最大輝度と最小輝度との差（斜線が施された領域における垂直方向の幅に相当）と図６に示された最大輝度と最小輝度との差（例えば、矢印の長さに相当）とを比較すると理解されるように、視角θが３０°であるときに比べて、視角θが６０°であるときの最大輝度と最小輝度との差はより大きい。つまり、視角０°を中心としたある程度の視野角では、妨害パターンは目立たず、本来の表示の視認を阻害しない。
【００５２】
図７は、妨害パターンの一例を示す説明図である。図７（Ａ）には、視角θが０°であるときの液晶表示パネルの視認状態が示されている。図７（Ｂ）には、斜め視点（例えば、視角が６０°）の場合の液晶表示パネルの視認状態が示されている。図７において、領域Ａ（明るい領域）は、液晶表示パネルの表示面１０１において、階調レベルとして（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを用い、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度が視認される領域を示す。領域Ｂ（暗い領域）は、液晶表示パネルの表示面１０１において、階調レベルとして（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせを用い、階調レベルｎ１’と階調レベルｎ２’の平均輝度が視認される領域を示す。
【００５３】
図７（Ａ）に示すように、視角θが０°であるときには妨害パターンの存在はほとんど視認されない。領域Ａ，Ｂの輝度差がないからである。また、図７（Ｂ）に示すように、斜め視点では、領域Ａ，Ｂに輝度差が生ずるので、妨害パターンが視認されるようになる。その結果、本来の情報（図７に示す例では、「あいうえお・・・」）が妨害パターンの影響を受けて視認しづらくなる。
【００５４】
なお、妨害パターンのピッチ（明るい領域と暗い領域の出現周期）が荒すぎると妨害の効果が薄れ、細かすぎても効果が薄れるので、適切なピッチを設定することが好ましい。また、明るい領域と暗い領域とのうちのいずれかの領域を他方の領域に比べて大きくしてもよい。
【００５５】
図７（Ａ），（Ｂ）に示すような表示を実現するために、具体的には、視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度が視認される（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとを選択する。そして、選択した（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで平均表示を行い、かつ、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで平均表示を行う。
【００５６】
図６に示すように、階調レベルｎが高い場合には、（上限）と（下限）との差が小さくなっている。すなわち、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせの平均輝度との差が小さい。つまり、階調レベルｎの値が高くなると、妨害パターンの効果が小さくなる。図６において、丸印は、階調レベルｎが高い部分、具体的には、１９０〜２５５の部分を示す。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、妨害パターンを使用するときに常に効果が発揮されるように、液晶表示パネルに表示されるべき元画像の階調レベルを１９０以下に制御する階調圧縮を行う。
【００５８】
２５６階調表示を行う場合に、階調圧縮を行う前の画像における階調レベルｎｏの範囲は（５）式で表される。また、階調圧縮後の階調レベルｎｃは（６）式で表される。（７）式は、階調レベルｎｃの範囲を範囲を示す。すなわち、ｎｓは最小値を示し、ｎｅは最大値を示す。
【００５９】
０≦ｎｏ≦２５５ ・・・（５）
ｎｃ＝（ｎｏ／２５５）×（ｎｅ−ｎｓ）＋ｎｓ ・・・（６）
ｎｓ≦ｎｃ≦ｎｅ ・・・（７）
【００６０】
例えば、ｎｓは０であり、ｎｅは１９０である。なお、階調レベルｎが低い場合にも、（上限）と（下限）との差が小さくなっているので、ｎｓは０よりも大きい値（一例として８０）であることが好ましい。また、本実施の形態で使用する階調レベル１９０等は一例であって、ｎｓやｎｅは、使用する液晶表示パネルが有する特性に応じて設定される。つまり、（上限）と（下限）との差が所定値以下になる場合の所定値に応じた階調レベルを、ｎｓやｎｅとする。所定値は、妨害パターンとしてどの程度の輝度差を用いるのかに応じて、すなわち用途や望まれる妨害パターンの効果の程度等に応じて決定される。
【００６１】
なお、本実施の形態では、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせとして斜め視点で平均輝度が最大になるものを用い、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとして斜め視点で平均輝度が最小になるものを用いたが、一方または双方を、斜め視点では最大輝度と最小輝度との中間の平均輝度になるような２つ階調レベルの組み合わせを用いてもよい。また、２つ階調レベルの組み合わせ（（ｎ１，ｎ２）と（ｎ１’，ｎ２’））によって妨害パターンを実現したが、視角が０°では平均輝度が（ｎ１，ｎ２）の平均輝度および平均輝度（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度と同程度で、斜め視点では（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と平均輝度（ｎ１’，ｎ２’）との中間の輝度になるような２つ階調レベルの組み合わせをさらに用いて、３つまたはそれ以上の輝度が視認されるように表示制御してもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、液晶表示パネルに白黒表示を行うことを想定しているが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれのγ特性は完全には一致しないので、カラー画像を対象にして表示制御を行う場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を対象にして、本実施の形態の表示制御を行うことが好ましい。
【００６３】
詳しくは、ＲＧＢでの正面視でのＲＧＢのγ特性はそれぞれの色で異なるので、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選ぶ際に、つまり集合Ｓｎの要素を選ぶ際に、正面視でのカラー画像の見栄えを補償するために、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮することが好ましい。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ別に（４）式を満たす（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選ぶ。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮して集合Ｓｎの要素を選ぶことによって、正面視でのカラー画像の見栄えを大幅に改善できる。また、視野角制御の効果を最大にするために、集合Ｓｎの中から、輝度が最大の組み合わせ（ｎ１，ｎ２）と、輝度が最小の組み合わせ（ｎ１’，ｎ２’）を選ぶ際に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮することが好ましい。
【００６４】
実施の形態２．
第１の実施の形態では、図２（Ａ）に示す特性を利用して妨害パターンを実現したが、図２（Ａ）に示す特性を利用して、視角０゜では視認されないが、斜め視点では視認されるような画像表示を実現することもできる。
【００６５】
図８は、液晶表示パネルの表示面１０１において、本来の表示（図８に示す例では、「あいうえお・・・」）の他に、別の表示（斜め視認画像）１０２が表示された状態を示す説明図である。
【００６６】
斜め視認画像１０２は、例えば、第１の実施の形態における（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで実現される。また、本来の表示および斜め視認画像１０２以外の背景領域（地の領域）１０３は、第１の実施の形態における（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで実現される。従って、図８（Ａ）に示すように、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２はほとんど視認されない。斜め視認画像１０２と背景領域１０３との輝度差がないからである。また、図８（Ｂ）に示すように、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生ずるので、斜め視認画像１０２が視認されるようになる。
【００６７】
比較的低い輝度（例えば、黒）で本来の表示がなされている場合には、視角θが０°であるときの斜め視認画像１０２および背景領域１０３の輝度（具体的には、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度、および（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度）が本来の表示の輝度よりも高くなるように、階調レベルｎが選択される。
【００６８】
図８（Ａ），（Ｂ）に示すような表示を実現するために、具体的には、視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度が視認される（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとを選択する。そして、選択した（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで平均表示を行い、かつ、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで平均表示を行う。
【００６９】
なお、本実施の形態では、斜め視認画像１０２および背景領域１０３を対象として、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度とを用いた表示制御を行い、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２の輝度と背景領域１０３に輝度差が生じないようにし、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生じて斜め視認画像１０２が視認可能であるように制御したが、逆に、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２の輝度と背景領域１０３に輝度差が生じて斜め視認画像１０２が視認可能であるようにし、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして斜め視認画像１０２を視認できないように制御してもよい。また、本来の表示（図８に示す例では、「あいうえお・・・」）および背景領域１０３を対象として、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度とを用いた表示制御を行うこともできる。例えば、視角θが０°であるときには「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして「あいうえお・・・」の表示領域を視認できないようにし、斜め視点では、「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じて「あいうえお・・・」の表示領域が視認可能であるように制御してもよい。逆に、視角θが０°であるときには「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じて「あいうえお・・・」の表示領域が視認可能であるようにし、斜め視点では、「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして「あいうえお・・・」の表示領域を視認できないように制御してもよい。
【００７０】
また、本実施の形態でも、液晶表示パネルに白黒表示を行うことを想定しているが、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれを対象にして表示制御を行うことが好ましい。
【００７１】
なお、上記の各実施の形態では、２つの階調レベル（ｎ１またはｎ１’とｎ２またはｎ２’）の平均輝度を用いたが、３つ以上の階調レベルの平均輝度を用いてもよい。例えば、視角０゜では、３つの階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値が階調レベルｎの輝度とほぼ等しいが、斜め視点では、３つの階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３を用いたり、視角０゜では、階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値および階調レベルｎ１’，ｎ２’，ｎ３’の輝度の平均値はほぼ等しいが、斜め視点では、階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値と階調レベルｎ１’，ｎ２’，ｎ３’の輝度の平均値とが異なるような階調レベルの組み合わせを用いてもよい。
【００７２】
以上のように、上記の各実施の形態では、表示画面を正面から視認したときには輝度差が小さく（上記の例では同程度の輝度）、斜め視点では輝度差が大きくなる２つの階調レベルの組み合わせを２組選択する。上記の例では、輝度が高くなる（ｎ１，ｎ２）の組と輝度が低くなる（ｎ１’，ｎ２’）の組とが選択されている。そして、それぞれの組み合わせの２つの階調レベルの表示の平均輝度が異なることにもとづいて、妨害パターンや斜め視認画像１０２の表示を実現する。なお、２組のうちの一方は、階調レベルの組み合わせではなく、階調レベルｎの１階調表示でもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、上記の各実施の形態の液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置を実現するための実施例を説明する。
【００７４】
実施例１．
図９は、液晶表示装置の一例をＭＰＵ（Micro Processing Unit）４０とともに示すブロック図である。図９に示す例では、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）がマトリクス状に配され、画素電極とコモン電極との間にＭＶＡモードの液晶が挟持された液晶表示パネル１０が用いられている。液晶表示パネル１０を駆動する駆動回路には、液晶表示パネル１０における同列のＴＦＴのソースに接続されるデータ電極としての各ソース電極（ソース配線）が繋がれたソースドライバ（データ電極ドライバ）１２、液晶表示パネル１０における同行のＴＦＴのゲートに接続される走査電極としての各ゲート電極（ゲート配線）が繋がれたゲートドライバ（走査電極ドライバ）１３、データ電圧を作成するための電圧をソースドライバ１２に供給するとともに、選択電圧（オン電圧）と非選択電圧（オフ電圧）とを作成するための電圧をゲートドライバ１３に供給する電源回路１４が設けられている。
【００７５】
制御回路としてのコントローラ１１は、駆動回路の外部に設けられているＭＰＵから入力される表示データ（画素データ）を一時記憶するＲＡＭ１１１を有し、ソースドライバ１２およびゲートドライバ１３に、フレームの開始を示す信号に相当するＶＳＹＮＣ（垂直同期）信号を出力するとともに、各選択期間（１本のゲート配線にオン電圧としての選択電圧が印加される期間）毎に、ＬＰ（Latch Pulse ）信号を出力する。
【００７６】
ゲートドライバ１３は、カウンタを内蔵し、ＶＳＹＮＣ信号が入力されるとカウンタをリセットし、ＬＰ信号が入力されるとカウンタの値を＋１する。そして、カウンタの値が示すゲート配線にＴＦＴのゲートを導通状態にさせるための選択電圧を印加し、他のゲート配線にＴＦＴのゲートを遮断状態にさせるための非選択電圧を印加する。また、ゲートドライバ１３に内蔵されているコモン電圧出力部１３１は、コモン配線にコモン電圧を印加する。
【００７７】
ソースドライバ１２は、ＬＰ信号が入力されると、データ信号をラッチするとともに、ラッチしているデータ信号に応じたデータ電圧をソース配線に印加する。ゲートドライバ１３はＬＰ信号に同期してゲート配線に選択電圧を印加するので、ソースドライバ１２は、ゲート配線への選択電圧の印加に同期して各ソース配線にデータ電圧を印加することになる。
【００７８】
以下、図７に例示された妨害パターンを表示する場合を例にする。ＭＰＵ４０は、画面の表示データを作成する。すなわち、本来の表示（「あいうえお・・・」）の表示データを作成するとともに、妨害パターンの表示データを作成する。
【００７９】
そして、ＭＰＵ４０は、（６）式にもとづく階調圧縮を行う。階調圧縮を実現するために、階調圧縮を行う前の画像における階調レベルｎｏすなわち作成する表示データが示す各階調レベルと、それに応じた階調圧縮後の階調レベルｎｃとが対応付けられたデータテーブルを備え、作成した表示データに応じた階調レベルｎｃをデータテーブルから読み出し、読み出した階調レベルｎｃを、変換後の表示データとする。
【００８０】
さらに、妨害パターンの領域についての変換後の表示データに対応する（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）を選択する。具体的には、領域Ａ（明るい領域）について（ｎ１，ｎ２）、領域Ｂ（暗い領域）について（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度）を選択する選択処理を行う。
【００８１】
そして、選択処理を経た後の表示データすなわち各画素の階調レベルを示すデータを、液晶表示装置に出力する。液晶表示装置において、コントローラ１１は、表示データをＲＡＭ１１１に一時記憶する。コントローラ１１は、ＲＡＭ１１１に記憶されている表示データを順次データ信号としてソースドライバ１２に出力する。
【００８２】
なお、本実施例では、本来の表示についても階調圧縮がなされるが、階調圧縮の対象を妨害パターンに限ってもよい。
【００８３】
次に、平均輝度を得るための平均表示の実現方法を説明する。まず、時間平均によって平均輝度を実現する方法を説明する。図１０は、２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１０（Ａ），（Ｂ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１０（Ａ），（Ｂ）において、小文字アルファベットａ〜ｐが同じ画素は同一画素を示す。画素中の「１」の数字は第１フレームにおける表示を示し、「２」の数字は第２フレームにおける表示を示す。また、「２」の数字が付されている画素の階調レベルは、「１」の数字が付されている画素の階調レベルよりも高いとする。例えば、ａ１で示される画素の階調レベルよりもａ２で示される画素の階調レベルの方がレベルが高い。なお、図１０における斜線は、第１フレームにおける輝度と第２フレームにおける輝度とが異なっていることを示す。
【００８４】
図１０（Ａ）に示す表示と図１０（Ｂ）に示す表示とを１フレーム毎に交互に表示すると、「１」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度の平均輝度が視認される。よって、図１０（Ｃ）における大文字アルファベットで示される各画素は、「１」の数字が付されている小文字アルファベットの画素の階調レベルによる輝度と、「１」の数字が付されているアルファベットと同じアルファベットで「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度との平均輝度で視認される。
【００８５】
従って、大文字アルファベットＡ〜Ｐは、それぞれ画素の任意の階調レベル０〜２５５を表す自然数を示す。また、（ａ１〜ｐ１，ａ２〜ｐ２）は上記の（ｎ１，ｎ２）に相当する。例えば、（ａ１，ａ２）は、階調レベルＡを平均で表示するために選択する２つの階調レベルを表す。詳しくは、下記の式を満たす関係にある。
【００８６】
Ｉ（Ａ，γ）＝［Ｉ（ａ１，γ）＋Ｉ（ａ２，γ）］／２ （ａ１≦ａ２）
【００８７】
なお、図１０に示す例では、画素Ａ〜Ｐの階調レベルはそれぞれ異なる。従って、１６種類の平均輝度が視認される表示が実現されている。第１および第２の実施の形態では、２種類の平均輝度が用いられていた。例えば、図１０に示す画素ａ１の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ１またはｎ１’に対応し、画素ａ２の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ２またはｎ２’に対応する。また、図１０に示す１６画素の全てが、図７（Ｂ）に示された文字部分に対応する場合、または文字部分以外の領域に対応する場合には、画素ａ１〜ｐ１の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１および第２の実施の形態におけるｎ１またはｎ１’に対応し、画素ａ２〜ｐ２（階調レベルは全て同じ）の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ２またはｎ２’に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１０に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００８８】
３つ以上の階調レベルの平均輝度を用いる場合にも、輝度が平均される階調レベルの数に応じた連続するフレームにおいて、それぞれの階調レベルによる表示を行う。図１１は、４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１１（Ａ）〜（Ｄ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１１（Ａ）〜（Ｄ）において、小文字アルファベットａ〜ｐが同じ画素は同一画素を示す。画素中の数字は、その数字が示すフレームにおける表示を示す。各画素において、異なるフレームにおける階調レベルは異なっている。例えば、（ａ１で示される画素の階調レベル）≦（ａ２で示される画素の階調レベル）≦（ａ３で示される画素の階調レベル）≦（ａ４で示される画素の階調レベル）である。
【００８９】
従って、下式を満たすような組み合わせを選ぶ。
Ｉ（Ａ，γ）＝［Ｉ（ａ１，γ）＋Ｉ（ａ２，γ）＋Ｉ（ａ３，γ）＋Ｉ（ａ４，γ）］／４ （ａ１≦ａ２≦ａ３≦ａ４）
【００９０】
図１１（Ａ）に示す表示〜図１１（Ｄ）に示す表示を順に表示すると、「１」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「３」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「４」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度との平均輝度が視認される。
【００９１】
なお、図１１に示す例では、１６画素の階調レベルはそれぞれ異なる。従って、１６種類の平均輝度が視認される表示が実現されている。第１および第２の実施の形態では、２種類の平均輝度が用いられていた。例えば、第１および第２の実施の形態において、１つの平均輝度をｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の階調レベルによる輝度の平均値で実現する場合、画素ａ１の階調レベルがｎ１に対応し、画素ａ２の階調レベルがｎ２に対応し、画素ａ３の階調レベルがｎ３に対応し、画素ａ４の階調レベルがｎ４に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１１に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９２】
次に、空間平均によって平均輝度を実現する方法を説明する。図１２は、２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１２（Ａ），（Ｂ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１２（Ａ）における大文字アルファベットＡ〜Ｐで示されるそれぞれの画素は、図１２（Ｂ）における小文字アルファベットａ〜ｐで示されるそれぞれの画素と同一の画素である。
【００９３】
図１２（Ａ）に示す１６画素が表示したい画像（元画像）の画素であるとする。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを、図１２（Ｂ）において、「１」の数字が付された画素（ａ１，ｃ１，ｆ１，ｈ１，ｉ１，ｋ１，ｎ１，ｐ１）に低い階調レベルを割り当て、「２」の数字が付された画素（ｂ２，ｄ２，ｅ２，ｇ２，ｊ２，ｌ２，ｍ２，ｏ２）に高い階調レベルを割り当てることによって実現する。「１」の数字が付された画素と「２」の数字が付された画素とは、空間的に交互に配置されている。
【００９４】
なお、図１２に示す１６画素の全てが、図７（Ｂ）に示された文字部分に対応する場合、または文字以外の領域に対応する場合には、「１」の数字が付された画素ａ１〜ｐ１の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１の実施の形態におけるｎ１に対応し、「２」の数字が付された画素ｂ２〜ｏ２の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１の実施の形態におけるｎ２に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１２に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９５】
図１３は、４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１３における正方形はそれぞれ画素を示す。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを、図１３において、「１」の数字が付された画素ａ１，ｃ１，ｉ１，ｋ１に最も低い階調レベルを割り当て、「２」の数字が付された画素ｆ２，ｈ２，ｎ２，ｐ２に２番目に低い階調レベルを割り当て、「３」の数字が付された画素ｅ３，ｇ３，ｍ３，ｏ３に２番目に高い階調レベルを割り当て、「４」の数字が付された画素ｂ４，ｄ４，ｊ４，ｌ４に最も低い階調レベルを割り当てることによって実現する。任意の隣接する４画素は、「１」の数字が付された画素と、「２」の数字が付された画素と、「３」の数字が付された画素と、「４」の数字が付された画素とで構成される。つまり、同じ数字が付された画素は、空間的に分散して配置されている。
【００９６】
なお、第１および第２の実施の形態において、１つの平均輝度をｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の階調レベルによる輝度の平均値で実現する場合、例えば、画素ａ１，ｃ１，ｉ１，ｋ１の階調レベルがｎ１に対応し、画素ｆ２，ｈ２，ｎ２，ｐ２の階調レベルがｎ２に対応し、画素ｅ３，ｇ３，ｍ３，ｏ３の階調レベルがｎ３に対応し、画素ｂ４，ｄ４，ｊ４，ｌ４の階調レベルがｎ４に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１３に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９７】
以上に説明したように、時間平均または空間平均によって平均輝度が実現される。ただし、時間平均を用いる場合には、液晶表示パネルの応答速度が速いことが好ましい。液晶表示パネルの応答速度が遅い場合には、時間平均と空間平均とを併用することが好ましい。また、空間平均を用いる場合で解像度の低下が問題になるときには、液晶表示パネルの応答速度が遅くないことを条件に時間平均を用いることが好ましい。
【００９８】
図１４は、階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）の選択の仕方を示す説明図である。ＭＰＵ４０は、図１４（Ｄ）に示すデータテーブルが格納されたＲＯＭからデータ（大楕円で囲まれたデータ）を読み出すことが可能なように構成されている。図１４（Ｄ）に示すデータテーブルには、０〜２５５のそれぞれの階調レベルに応じた（ｎ１，ｎ２）の組み合わせおよび（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせであって、視角が０゜の場合には階調レベルｎとして視認されるが、斜め視点では、階調レベルｎの輝度とは異なる輝度で視認される（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせのデータが設定されている。なお、具体的には、図１４（Ｄ）において「輝度最大」として示されているデータが、第１および第２の実施の形態における（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのデータに相当する。「輝度最大」として示されているデータのうち左欄のデータがｎ１に相当し、右欄のデータがｎ２に相当するものとする。また、「輝度最小」として示されているデータが、第１および第２の実施の形態における（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせのデータに相当する。「輝度最小」として示されているデータのうち左欄のデータがｎ１’に相当し、右欄のデータがｎ２’に相当するものとする。
【００９９】
図１４（Ａ）に示す１６画素が表示したい画像（元画像）の画素であるとする。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを図１４（Ｄ）に示すデータテーブルから選択するのであるが、１６画素の全てを斜め視点で輝度最大にするときには、図１４（Ｂ）に示すように各画素の階調レベルを選択する。選択される階調レベルは、階調レベルｎに対応するｎ１またはｎ２である。隣接する４画素の階調レベルｎが等しい（例えば、１８６）場合には、ｎ１（例えば、１６８）とｎ２（例えば、２０３）とが交互に配置されるようにする。また、隣接する４画素の階調レベルｎのうちに他とは異なるもの（例えば、１８８または１８９に対する１９０）があるがそれらの値が近接している場合にも、ｎ１とｎ２とが交互に配置されるようにする。つまり、図１４に示す例では、空間平均によって平均輝度が実現される。
【０１００】
また、１６画素の全てを斜め視点で輝度最小にするときには、図１４（Ｃ）に示すように各画素の階調レベルを選択する。選択される階調レベルは、階調レベルｎに対応するｎ１’またはｎ２’である。なお、図１４（Ｂ），（Ｃ）において付されている小楕円で囲まれたデータは、図１４（Ｄ）において付されている小楕円で囲まれたデータに相当する。
【０１０１】
図１５は、階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））の具体的な選択の仕方を示す説明図である。ＭＰＵ４０は、実際には、図１５（Ａ）に示すように、表示画面において、ｎ１（または、ｎ１’）を割り当てる画素とｎ２（または、ｎ２’）を割り当てる画素とをあらかじめ決めておく。ｎ１（または、ｎ１’）を割り当てる画素とｎ２（または、ｎ２’）を割り当てる画素とは交互に配置されている。図１５（Ｂ）は、図１４（Ｄ）に示されたデータテーブルと同じデータテーブルである。ＭＰＵ４０は、各画素の階調レベルｎに応じて、表示画面において特殊な表示を行う領域（妨害パターンや斜め視認画像１０２）については、階調レベルｎに対応する（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））を、図１４（Ｄ）や図１５（Ｂ）に示されたデータテーブルから選択する。
【０１０２】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれを対象にして平均輝度の表示制御を行う場合には、図１５（Ｃ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれを仮想的に１画素と捉えるようにして、（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））のうち高い階調レベルｎ１（または、ｎ１’）と低い階調レベルｎ２（または、ｎ２’）とを配置することが好ましい。
【０１０３】
また、以上の説明では、ＭＰＵ４０が平均輝度の制御を行った後の表示データを液晶表示装置に出力したが、平均輝度の制御を液晶表示装置が実行するようにしてもよい。
【０１０４】
平均輝度の制御を液晶表示装置が実行する場合には、例えば、ＭＰＵ４０は、作成した画像の表示データをそのまま駆動回路に出力する。コントローラ１１またはコントローラ１１とソースドライバ１２との間に設けられる追加回路（図９において図示せず）には、入力されうる表示データが示す各階調レベルと、それに応じた階調圧縮後の階調レベルｎｃとが対応付けられたデータテーブル、および図１４（Ｄ）や図１５（Ｂ）に示されたデータテーブルが設けられる。コントローラ１１または追加回路は、ＭＰＵ４０から入力された表示データについて、上述した階調圧縮処理、および（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））の選択処理を実行する。特殊な表示の表示データの作成を液晶表示装置における駆動回路が行う場合、表示面を正面から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度（階調レベルｎ１，ｎ２の平均輝度を含む。）と同じであり、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１’，ｎ２’を選択する選択手段、および階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像（平均輝度が視認される画像）と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段は、コントローラ１１または追加回路で実現される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、ＭＶＡモードなどの表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なっている液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおける各階調レベルの輝度の視角依存性の一例を示す説明図。
【図２】斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを説明するための説明図。
【図３】視角が０°の場合に平均輝度が同じであって斜め視点では平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２の集合Ｓｎを示す説明図。
【図４】集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を示す説明図。
【図５】視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度と平均輝度が同程度になる２つの階調レベルによる輝度の例を示す説明図。
【図６】視角が３０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を示す説明図。
【図７】妨害パターンの一例を示す説明図。
【図８】液晶表示パネルに本来の表示と斜め視認画像が表示された状態を示す説明図。
【図９】液晶表示装置の一例をＭＰＵとともに示すブロック図。
【図１０】時間平均によって２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１１】時間平均によって４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１２】空間平均によって２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１３】空間平均によって４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１４】階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）の選択の仕方を示す説明図。
【図１５】階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）の具体的な選択の仕方を示す説明図。
【図１６】ＩＰＳモードの液晶表示パネルおよびＭＶＡモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図。
【符号の説明】
【０１０７】
１０ 液晶表示パネル
１１ コントローラ
１２ ソースドライバ
１３ ゲートドライバ
１４ 電源回路
４０ ＭＰＵ
１０１ 液晶表示パネルの表示面
１０２ 斜め視認画像
１１１ ＲＡＭ
１３１ コモン電圧出力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の表示制御方法、およびその表示制御方法を用いた液晶表示装置に関し、特に、γ特性の視角依存性を利用した表示制御を行う液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において、ＴＮ（Twisted Nematic ）モードの液晶を用いたＴＮ型液晶表示パネルが広く用いられている。
【０００３】
しかし、ＴＮ型液晶表示パネルには、視認者が表示面を斜め方向から視認すると、表示のコントラスト比が低下して視認されるという課題がある。すなわち、正面から視認した場合には階調差が明確に識別される画像を斜め方向から視認すると階調間の輝度差が不明瞭になる。また、階調特性が反転し、正面から暗く視認される部分を斜め方向から視認すると明るく視認される現象が発生することがある（例えば、特許文献１，２，３参照。）。
【０００４】
視角特性を改善した液晶表示パネルとして、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードやＭＶＡ（Multi-Domain Vertical Alignment ）モードの液晶表示パネルがある。それらの液晶表示パネルでは、表示面を斜め方向から視認したときのコントラスト比の低下や階調特性の反転現象が緩和されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−６２１４６号公報（段落０００４−０００６）
【特許文献２】特開平１０−３１９３７３号公報（段落０００２）
【特許文献３】特開２００５−２１５５９０号公報（段落０００４−０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＩＰＳモードの液晶表示パネルやＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、斜め方向から視認したときのコントラスト比の低下や階調特性の反転現象は緩和されるが、特に、ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおいて、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なるという視角特性（γ特性の視角依存性）の問題が残っている。γ特性の視角依存性とは、それぞれの階調において、表示面を視認する角度が異なると、表示面を正面から視認した場合の輝度に対して、視認される輝度（相対輝度）が変わることである。例えば、表示面を正面から視認すると表示内容を判別できた部分が、斜め方向から視認すると高い輝度で視認されて表示内容を判別できないという現象が生ずる。
【０００７】
図１６（Ａ）は、一般的なＩＰＳモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図であり、図１６（Ｂ）は、一般的なＭＶＡモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図である。図１６（Ａ），（Ｂ）において、横軸は階調レベルを示し、縦軸は相対輝度を示す。なお、液晶表示パネルは２５６階調表示可能であるとする。また、相対輝度は、表示可能な最大輝度を１とし最小輝度を０とした場合の輝度である。図１６（Ａ），（Ｂ）に記載されている角度（０°、３０°、４５°および６０°）は、表示面に対する法線からの視認方向の角度（視角）であり、法線から左または右に傾いた角度である。以下、表示面に対する法線に沿って表示面を視認する場合を「表示面を正面から視認する」と表現することがある。
【０００８】
図１６（Ａ）に示すように、ＩＰＳモードの液晶表示パネルでは、それぞれの階調レベルにおいて、視角が変化しても輝度はほぼ同じである。また、図１６（Ｂ）に示すように、ＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、視角が大きくなるのに従って、輝度は高くなる。図１６（Ｂ）に示すように、ＭＶＡモードの液晶表示パネルでは、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なっている。
【０００９】
なお、γ特性の視角依存性の問題は、ＭＶＡモードの液晶表示パネルだけでなく、ＴＮ型液晶表示パネル等の他の方式による液晶表示パネルにも存在する。
【００１０】
γ特性の視角依存性を改善するために種々の提案がなされている（例えば、上記の特許文献１参照。）。
【００１１】
また、ＴＮ型液晶表示パネルにおける視角依存性を利用して、特殊な表示状態を実現するための提案もなされている（例えば、上記の特許文献２，３参照。）。例えば、特許文献２には、視野角を広くしたり狭くしたりすることができる液晶表示装置が記載されている。なお、特許文献２において、視野角を広くするということは、表示面に対する法線からの視認方向の角度が大きくなっても、コントラスト比が高い値に保たれるようにすることである。また、視野角を狭くするということは、視角がある程度以上になると、コントラスト比を極端に低下させるようにすることである。
【００１２】
特許文献３には、０°以外の特定の視角におけるコントラスト比を最大にして、特定の視角を中心とした視野角内においてのみ表示内容を認識可能にすることによって、表示内容を認識不能にする視角を任意に変更できる液晶表示装置が記載されている。
【００１３】
しかし、γ特性の視角依存性（それぞれの階調において視角が異なると視認される輝度が変わるという特性）を利用して特殊な表示状態を実現することは、特許文献１，２には記載されていない。特許文献１，２には、ＴＮ型液晶表示パネルにおけるコントラスト比の視角依存性を利用しているにすぎない。
【００１４】
本発明は、液晶表示パネルにおけるγ特性の視角依存性を利用して特殊な表示状態を実現することができる液晶表示装置の表示制御方法および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】
【００１５】
まず、本発明による液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置の基礎になる液晶表示パネルの特性を説明する。図１（Ａ）は、ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおける各階調レベルの輝度の視角依存性の一例を示す説明図である。図１（Ａ）において、横軸は、表示面に対する法線からの傾き（視角）であり、法線から左または右に傾いた角度θである。角度θの正値は右側への傾きに対応し、角度θの負値は左側への傾きに対応している。縦軸は、Ｉ（２５５，０）（表示面を正面から視認した場合の階調レベル２５５の画像の輝度）に対する輝度Ｉ（ｎ，θ）、すなわち相対輝度［Ｉ（ｎ，θ）／Ｉ（２５５，０）］を示す。ｎは階調レベルを示す。図１（Ｂ）は、それぞれの階調レベルの種々の角度（視角）θにおける階調レベル２５５（最も輝度が高いレベル）に対する輝度Ｉ（ｎ，θ）、すなわち相対輝度（輝度比）［Ｉ（ｎ，θ）／Ｉ（２５５，θ）］を示す。以下、相対輝度を、単に「輝度」という。
【００１６】
図１（Ｂ）に示すように、各階調レベルにおいて視角の絶対値が小さい（０°に近い）場合には輝度は低く視認されるが、視角の絶対値が大きくなると輝度は高く視認される。しかも、輝度が高く視認される角度範囲（視野）は比較的広い。以下、輝度が低く（または高く）視認されることを、単に、輝度が低い（または高い）という。また、視角の絶対値が小さい場合の２つの階調レベルに関する輝度の差は、視角の絶対値が大きい場合の輝度の差とは異なっている。例えば、 図１（Ｂ）に示す例では、視角θが０°である場合の階調レベル１６０の輝度（約０．４）と階調レベル６４の輝度（約０．１）との差は０．３であるのに対して、視角θが３０°である場合には、階調レベル１６０の輝度（約０．６）と階調レベル６４の輝度（約０．２５）との差は０．３５である。また、視角θが５０°である場合には、階調レベル１６０の輝度（約０．９）と階調レベル６４の輝度（約０．５）との差は０．４である。
【００１７】
また、４つの階調レベルに着目すると、視角θが０°である場合に、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａが、他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じであっても、視角が大きくなると（斜め視点では）、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａは、他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じにならない。例えば、視角θが０°である場合には、階調レベル１２８の輝度（階調レベル１２８と階調レベル１２８との平均値に相当：０．２５とする。）と、階調レベル１６０の輝度（約０．４）と階調レベル６４の輝度（約０．１）の平均値はほぼ等しいが、視角θが５０°である場合には、階調レベル１２８の輝度（約０．７５）は、階調レベル１６０の輝度（約０．９）と階調レベル６４の輝度（約０．５）の平均値（約０．７）とは異なる。以下、２つの階調レベルの輝度の平均値を平均輝度という。
【００１８】
図２は、斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを説明するための説明図である。図２（Ａ）に示すように、視角θが０°である場合に、階調レベル１６０の輝度（２つの階調レベルがともに１６０であった場合の平均値Ａに相当）が、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の輝度の平均値Ｂと同じであるが、視角θが５０°である場合には、平均値Ａは平均値Ｂよりも大きくなっている。図２（Ａ）において、矢印は、視角θが５０°である場合の平均値Ａと平均値Ｂとの差を示す。なお、図２に例示された階調レベル０，１６０，２２４は一例である。また、図２（Ａ）に記載されている「１階調表示」は、階調レベル１６０の輝度表示に相当し、「２階調平均表示」は、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の輝度との平均輝度表示に相当する。
【００１９】
図２（Ｂ），（Ｃ）には、液晶表示パネルにおける隣接する４つの領域が、階調レベル１６０または階調レベル（０＋２２４）／２であった場合に視認される輝度の様子が示されている。（０＋２２４）／２は、輝度が、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の平均輝度であることを示す。なお、階調レベル０の輝度と階調レベル２２４の平均輝度は、後述するように、例えば階調レベルを時間平均または空間平均することによって実現される。
【００２０】
図２（Ｂ）には、視角θが０°である場合に視認される輝度の様子が示され、図２（Ｃ）には、視角θが５０°である場合に視認される輝度の様子が示されている。図２（Ｂ）に示すように、視角θが０°である場合には輝度差は視認されないが、図２（Ｃ）に示すように、視角θが５０°である場合には輝度差は視認される。
【００２１】
本発明による液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置は、上述したような、表示画面を正面から観察した場合には平均値Ａと平均値Ｂとがほぼ同じであっても、斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを利用して特殊な表示を実現する。
【００２２】
階調レベルｎと輝度Ｉとの関係は、（１）式で表されるγ特性になる。
Ｉ（ｎ，γ）＝（ｎ／２５５）＾γ ・・・（１）
【００２３】
ただし、好ましくは、液晶表示パネルの固有のγ特性に従う。（１）式において、Ｉ（ｎ，γ）は階調レベルｎにおける輝度であり、γは一般に２．２である。「＾」は累乗の指数を示す。なお、輝度Ｉ（ｎ，γ）は、視角θが０°である場合の輝度である。
【００２４】
階調レベルがｎであるときの輝度Ｉ（ｎ，γ）に対して、（２）式を満足するｎ１，ｎ２を選択することによって、視角θが０°であるときの、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度は、階調レベルがｎの輝度と等しくなる。
【００２５】
Ｉ（ｎ，γ）＝［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２ ・・・（２）
【００２６】
上述したように、視角θが０°であるときに（２）式を満足しても、ＭＶＡモードの液晶表示パネルを使用する場合には、斜め視点では平均値Ａ（２つの階調レベルがともにｎであった場合の平均値に相当）と平均値Ｂ（階調レベルｎ１の輝度と階調レベルｎ２の輝度の平均値に相当）とが同じにならない。よって、液晶表示パネルが、階調レベルｎで表示を行う場合と、階調レベルｎ１の輝度と階調レベルｎ２の輝度の平均値の輝度の表示を行う場合とで、視角が０°に対して大きくなったときに視認される輝度は同じにならない。
【００２７】
図３は、視角が０°の場合に平均輝度が同じであって斜め視点では平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２の集合を示す説明図である。図３の説明図に示すように、階調レベルｎに対して、（２）式を満足するｎ１，ｎ２の組み合わせは多数存在する。図３において、Ｓが付された数字が示す円弧は、その数字が示す階調レベルに対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせが存在する位置を示す。つまり、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせは、円弧上に存在する。具体的には、（３）式を満足する（ｎ１，ｎ２）の集合Ｓｎは、図３における円弧上に存在する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせである。
【００２８】
Ｓｎ＝｛ｎ１，ｎ２｜Ｉ（ｎ，γ）＝［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２｝ ・・・（３）
【００２９】
（３）式は、｜の右側の条件を満足する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの全てを示す。なお、ｎは離散的な値（例えば、０〜２５５のいずれかの整数）であるから、集合Ｓｎを、例えば、（４）式で示すように条件に余裕を持たせることが好ましい。
【００３０】
Ｓｎ＝｛ｎ１，ｎ２｜Ｉ（ｎ−０．５，γ）＜［Ｉ（ｎ１，γ）＋Ｉ（ｎ２，γ）］／２＜Ｉ（ｎ＋０．５，γ）｝ ・・・（４）
【００３１】
視角が０°に対して大きくなったときに、集合Ｓｎに属する多数の（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのそれぞれによる輝度（輝度の平均値すなわち平均輝度）は、階調レベルｎの輝度とは異なる上に、互いに異なる。図１（Ａ）に示されたように、ある視角における各階調レベルの輝度は異なっているからである。
【００３２】
図１（Ａ）に示された特性にもとづいて、視角が０°に対して大きくなったときの階調レベルｎ１，ｎ２の輝度を導出することができる。従って、階調レベルｎ１，ｎ２の平均輝度を導出することができる。一例として、視角が６０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を図４に示す。図４において、横軸は階調レベルｎを示し、縦軸は輝度を示す。なお、図４には、γ＝２．２である場合の視角θが０°であるときの輝度を示す曲線も示されている。
【００３３】
図４において、斜線が施された領域は、視角が０°であるときには平均輝度が同じである場合、視角が６０°であるときに選択可能な輝度の領域を示す。図４において、（下限）として示されている曲線は、それぞれの階調レベルｎ（ｎ＝０〜２５５）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も低い値を示す。（上限）として示されている曲線は、それぞれの階調レベルｎ（ｎ＝０〜２５５）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も高い値を示す。なお、（通常ｎ表示）は、視角が６０°の場合の階調レベルｎの輝度を示す。図４では、（通常ｎ表示）は、（上限）に一致している。ただし、一般的には、（通常ｎ表示）と（上限）とは一致しない。
【００３４】
例えば、階調レベルｎが１００である場合、（下限）は約０．５であり、（上限）は、（通常ｎ表示）の場合と同じで、ほぼ０．８である。このことは、視角が０°である場合には平均輝度が同じになる（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを２つ選択したときに、視角が６０°である場合には、０．４（＝０．８−０，４）の範囲内で、視認される輝度に差を付けることができることを示す。
【００３５】
なお、視角が０°である場合には、（通常ｎ表示）を示す曲線（特性）と、（下限）を示す曲線および（上限）を示す曲線とは一致する。
【００３６】
階調レベルｎが１００である場合に限らず、他の階調レベルｎについても、同様に、視角が０°である場合には平均輝度が同じになる２つの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選択したときに、視角が６０°である場合には、視認される輝度に差を付けることができる。つまり、図４には視角が６０°である場合が例示されているが、他の視角でも、斜線内の領域の形状は異なるが、図４において斜線が施された領域と同じような領域がある。
【００３７】
図５は、視角θが０°であるときに（２）式を満足する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせの輝度、および階調レベルｎの輝度であって、斜め視点での輝度の例を示す説明図である。一例として、階調レベルｎは１８６である。階調レベルｎ１は８０であり、階調レベルｎ２は２４６であり、階調レベルｎ１’は０であり、階調レベルｎ２’は２５５であるとする。図５（Ａ）は、階調レベルｎの２画素を示し、図５（Ｂ）は、階調レベルｎ１の画素と階調レベルｎ２の画素とを示し、図５（Ｃ）は、階調レベルｎ１’の画素と階調レベルｎ２’の画素とを示す。また、図５において、斜線の密度の違いは、輝度が異なっていることを示す。
【００３８】
なお、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとは、図３における同一円弧上に存在する組み合わせである。そして、斜め視点では、階調レベルｎの輝度と、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度と、階調レベルｎ１’と階調レベルｎ２’の平均輝度とは互いに異なっている。
【００３９】
以上に説明したような液晶表示パネルの特性を利用して、本発明による液晶表示装置の表示制御方法は、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じ（観察者に同輝度と視認される程度の差を許容した同程度）であり、斜め方向（例えば、表示面に対する法線からの視認方向の角度が６０゜）から視認したときの平均輝度が異なるＮ個（Ｎ：２以上の正の整数）の階調レベルの組み合わせを複数組選択し、選択したそれぞれの組におけるＮ個の階調レベルの組み合わせの平均表示による画像を液晶表示パネルに表示させることを特徴とする。
【００４０】
本発明による液晶表示装置の表示制御方法の一態様は、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択し、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させることを特徴とする。
【００４１】
階調レベル（Ｎ個や（ｎ１，ｎ２））の平均表示を、例えば、時間平均および／または空間平均（時間平均、空間平均、または時間平均と空間平均との併用）によって実現する。
【００４２】
階調レベルの平均表示を、１つの階調レベルｎ（例えば、ｎ＝ｎ１＝ｎ２の場合に相当）によって実現するようにしてもよい。
【００４３】
表示面を正面から観察したときに視認される本来画像（例えば、図７に示す本来の表示「あいうえおａｂｃｄｅ１２３４５」）とは異なる画像（例えば、妨害パターンや斜め視認画像１０２）を、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とによって液晶表示パネルに表示させるようにしてもよい。
【００４４】
本来画像とは異なる画像として、斜め視点からの本来画像の視認を阻害する妨害画像（例えば、妨害パターン）を液晶表示パネルに表示させるようにしてもよい。
【００４５】
本発明による液晶表示装置は、表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であって、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択する選択手段と、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、表示画面の正面から視認不能であるが、斜め視点から視認されることが可能な画像を液晶表示パネルに表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４８】
実施の形態１．
第１の実施の形態（実施の形態１）では、図２（Ａ）に示されたように、視角０°では２つの階調レベルの輝度の平均値Ａが他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じであっても、視角が大きくなると（斜め視点では）、２つの階調レベルの輝度の平均値Ａは他の２つの階調レベルの輝度の平均値Ｂと同じにならないことを利用して、より具体的には、図４において斜線が施された領域が存在することを利用して、液晶表示パネルに表示された本来の情報を、斜め視点では視認しづらくするための表示（以下、妨害パターンという。）を、当該液晶表示パネルに表示する。なお、本実施の形態では、ＭＶＡモードの液晶表示パネルを使用することを想定するが、図２（Ａ）に示されたような特性を有していれば、ＭＶＡモード以外のモードの液晶表示パネルを使用することができる。
【００４９】
図４には、視角が６０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度が示されたが、図６には、視角が３０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度が示されている。図６において、横軸は階調レベルｎを示し、縦軸は輝度を示す。また、（上限）、（下限）および（通常ｎ表示）の意味は、図４に示されたそれらの意味と同じである。なお、図６には、γ＝２．２である場合の輝度を示す曲線も示されている。
【００５０】
図６において、矢印は、階調レベルｎ（この例では、ｎ＝１６０）に対する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度のうち、最も高い値（最大輝度）と最も低い値（最小輝度）との差を示す。矢印の上側の先端は最大輝度を示し、最も高い値下側の先端は最小輝度を示す。
【００５１】
そして、本実施の形態では、視角θが０°であるときには輝度差はない（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのうち、斜め視点では最大輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと、斜め視点では最小輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせとを用いて、妨害パターンを作成する。以下、斜め視点では最大輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを（ｎ１，ｎ２）とし、斜め視点では最小輝度を呈する（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを（ｎ１’，ｎ２’）とする。なお、図４に示された最大輝度と最小輝度との差（斜線が施された領域における垂直方向の幅に相当）と図６に示された最大輝度と最小輝度との差（例えば、矢印の長さに相当）とを比較すると理解されるように、視角θが３０°であるときに比べて、視角θが６０°であるときの最大輝度と最小輝度との差はより大きい。つまり、視角０°を中心としたある程度の視野角では、妨害パターンは目立たず、本来の表示の視認を阻害しない。
【００５２】
図７は、妨害パターンの一例を示す説明図である。図７（Ａ）には、視角θが０°であるときの液晶表示パネルの視認状態が示されている。図７（Ｂ）には、斜め視点（例えば、視角が６０°）の場合の液晶表示パネルの視認状態が示されている。図７において、領域Ａ（明るい領域）は、液晶表示パネルの表示面１０１において、階調レベルとして（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを用い、階調レベルｎ１と階調レベルｎ２の平均輝度が視認される領域を示す。領域Ｂ（暗い領域）は、液晶表示パネルの表示面１０１において、階調レベルとして（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせを用い、階調レベルｎ１’と階調レベルｎ２’の平均輝度が視認される領域を示す。
【００５３】
図７（Ａ）に示すように、視角θが０°であるときには妨害パターンの存在はほとんど視認されない。領域Ａ，Ｂの輝度差がないからである。また、図７（Ｂ）に示すように、斜め視点では、領域Ａ，Ｂに輝度差が生ずるので、妨害パターンが視認されるようになる。その結果、本来の情報（図７に示す例では、「あいうえお・・・」）が妨害パターンの影響を受けて視認しづらくなる。
【００５４】
なお、妨害パターンのピッチ（明るい領域と暗い領域の出現周期）が荒すぎると妨害の効果が薄れ、細かすぎても効果が薄れるので、適切なピッチを設定することが好ましい。また、明るい領域と暗い領域とのうちのいずれかの領域を他方の領域に比べて大きくしてもよい。
【００５５】
図７（Ａ），（Ｂ）に示すような表示を実現するために、具体的には、視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度が視認される（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとを選択する。そして、選択した（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで平均表示を行い、かつ、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで平均表示を行う。
【００５６】
図６に示すように、階調レベルｎが高い場合には、（上限）と（下限）との差が小さくなっている。すなわち、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせの平均輝度との差が小さい。つまり、階調レベルｎの値が高くなると、妨害パターンの効果が小さくなる。図６において、丸印は、階調レベルｎが高い部分、具体的には、１９０〜２５５の部分を示す。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、妨害パターンを使用するときに常に効果が発揮されるように、液晶表示パネルに表示されるべき元画像の階調レベルを１９０以下に制御する階調圧縮を行う。
【００５８】
２５６階調表示を行う場合に、階調圧縮を行う前の画像における階調レベルｎｏの範囲は（５）式で表される。また、階調圧縮後の階調レベルｎｃは（６）式で表される。（７）式は、階調レベルｎｃの範囲を範囲を示す。すなわち、ｎｓは最小値を示し、ｎｅは最大値を示す。
【００５９】
０≦ｎｏ≦２５５ ・・・（５）
ｎｃ＝（ｎｏ／２５５）×（ｎｅ−ｎｓ）＋ｎｓ ・・・（６）
ｎｓ≦ｎｃ≦ｎｅ ・・・（７）
【００６０】
例えば、ｎｓは０であり、ｎｅは１９０である。なお、階調レベルｎが低い場合にも、（上限）と（下限）との差が小さくなっているので、ｎｓは０よりも大きい値（一例として８０）であることが好ましい。また、本実施の形態で使用する階調レベル１９０等は一例であって、ｎｓやｎｅは、使用する液晶表示パネルが有する特性に応じて設定される。つまり、（上限）と（下限）との差が所定値以下になる場合の所定値に応じた階調レベルを、ｎｓやｎｅとする。所定値は、妨害パターンとしてどの程度の輝度差を用いるのかに応じて、すなわち用途や望まれる妨害パターンの効果の程度等に応じて決定される。
【００６１】
なお、本実施の形態では、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせとして斜め視点で平均輝度が最大になるものを用い、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとして斜め視点で平均輝度が最小になるものを用いたが、一方または双方を、斜め視点では最大輝度と最小輝度との中間の平均輝度になるような２つ階調レベルの組み合わせを用いてもよい。また、２つ階調レベルの組み合わせ（（ｎ１，ｎ２）と（ｎ１’，ｎ２’））によって妨害パターンを実現したが、視角が０°では平均輝度が（ｎ１，ｎ２）の平均輝度および平均輝度（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度と同程度で、斜め視点では（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と平均輝度（ｎ１’，ｎ２’）との中間の輝度になるような２つ階調レベルの組み合わせをさらに用いて、３つまたはそれ以上の輝度が視認されるように表示制御してもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、液晶表示パネルに白黒表示を行うことを想定しているが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれのγ特性は完全には一致しないので、カラー画像を対象にして表示制御を行う場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を対象にして、本実施の形態の表示制御を行うことが好ましい。
【００６３】
詳しくは、ＲＧＢでの正面視でのＲＧＢのγ特性はそれぞれの色で異なるので、（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選ぶ際に、つまり集合Ｓｎの要素を選ぶ際に、正面視でのカラー画像の見栄えを補償するために、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮することが好ましい。すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ別に（４）式を満たす（ｎ１，ｎ２）の組み合わせを選ぶ。Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮して集合Ｓｎの要素を選ぶことによって、正面視でのカラー画像の見栄えを大幅に改善できる。また、視野角制御の効果を最大にするために、集合Ｓｎの中から、輝度が最大の組み合わせ（ｎ１，ｎ２）と、輝度が最小の組み合わせ（ｎ１’，ｎ２’）を選ぶ際に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれのγ特性を考慮することが好ましい。
【００６４】
実施の形態２．
第１の実施の形態では、図２（Ａ）に示す特性を利用して妨害パターンを実現したが、図２（Ａ）に示す特性を利用して、視角０゜では視認されないが、斜め視点では視認されるような画像表示を実現することもできる。
【００６５】
図８は、液晶表示パネルの表示面１０１において、本来の表示（図８に示す例では、「あいうえお・・・」）の他に、別の表示（斜め視認画像）１０２が表示された状態を示す説明図である。
【００６６】
斜め視認画像１０２は、例えば、第１の実施の形態における（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで実現される。また、本来の表示および斜め視認画像１０２以外の背景領域（地の領域）１０３は、第１の実施の形態における（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで実現される。従って、図８（Ａ）に示すように、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２はほとんど視認されない。斜め視認画像１０２と背景領域１０３との輝度差がないからである。また、図８（Ｂ）に示すように、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生ずるので、斜め視認画像１０２が視認されるようになる。
【００６７】
比較的低い輝度（例えば、黒）で本来の表示がなされている場合には、視角θが０°であるときの斜め視認画像１０２および背景領域１０３の輝度（具体的には、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度、および（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度）が本来の表示の輝度よりも高くなるように、階調レベルｎが選択される。
【００６８】
図８（Ａ），（Ｂ）に示すような表示を実現するために、具体的には、視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度が視認される（ｎ１，ｎ２）の組み合わせと（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせとを選択する。そして、選択した（ｎ１，ｎ２）の組み合わせで平均表示を行い、かつ、（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせで平均表示を行う。
【００６９】
なお、本実施の形態では、斜め視認画像１０２および背景領域１０３を対象として、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度とを用いた表示制御を行い、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２の輝度と背景領域１０３に輝度差が生じないようにし、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生じて斜め視認画像１０２が視認可能であるように制御したが、逆に、視角θが０°であるときには斜め視認画像１０２の輝度と背景領域１０３に輝度差が生じて斜め視認画像１０２が視認可能であるようにし、斜め視点では、斜め視認画像１０２と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして斜め視認画像１０２を視認できないように制御してもよい。また、本来の表示（図８に示す例では、「あいうえお・・・」）および背景領域１０３を対象として、（ｎ１，ｎ２）の平均輝度と（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度とを用いた表示制御を行うこともできる。例えば、視角θが０°であるときには「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして「あいうえお・・・」の表示領域を視認できないようにし、斜め視点では、「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じて「あいうえお・・・」の表示領域が視認可能であるように制御してもよい。逆に、視角θが０°であるときには「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じて「あいうえお・・・」の表示領域が視認可能であるようにし、斜め視点では、「あいうえお・・・」の表示領域と背景領域１０３に輝度差が生じないようにして「あいうえお・・・」の表示領域を視認できないように制御してもよい。
【００７０】
また、本実施の形態でも、液晶表示パネルに白黒表示を行うことを想定しているが、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれを対象にして表示制御を行うことが好ましい。
【００７１】
なお、上記の各実施の形態では、２つの階調レベル（ｎ１またはｎ１’とｎ２またはｎ２’）の平均輝度を用いたが、３つ以上の階調レベルの平均輝度を用いてもよい。例えば、視角０゜では、３つの階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値が階調レベルｎの輝度とほぼ等しいが、斜め視点では、３つの階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３を用いたり、視角０゜では、階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値および階調レベルｎ１’，ｎ２’，ｎ３’の輝度の平均値はほぼ等しいが、斜め視点では、階調レベルｎ１，ｎ２，ｎ３の輝度の平均値と階調レベルｎ１’，ｎ２’，ｎ３’の輝度の平均値とが異なるような階調レベルの組み合わせを用いてもよい。
【００７２】
以上のように、上記の各実施の形態では、表示画面を正面から視認したときには輝度差が小さく（上記の例では同程度の輝度）、斜め視点では輝度差が大きくなる２つの階調レベルの組み合わせを２組選択する。上記の例では、輝度が高くなる（ｎ１，ｎ２）の組と輝度が低くなる（ｎ１’，ｎ２’）の組とが選択されている。そして、それぞれの組み合わせの２つの階調レベルの表示の平均輝度が異なることにもとづいて、妨害パターンや斜め視認画像１０２の表示を実現する。なお、２組のうちの一方は、階調レベルの組み合わせではなく、階調レベルｎの１階調表示でもよい。
【実施例】
【００７３】
以下、上記の各実施の形態の液晶表示装置の表示制御方法および液晶表示装置を実現するための実施例を説明する。
【００７４】
実施例１．
図９は、液晶表示装置の一例をＭＰＵ（Micro Processing Unit）４０とともに示すブロック図である。図９に示す例では、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）がマトリクス状に配され、画素電極とコモン電極との間にＭＶＡモードの液晶が挟持された液晶表示パネル１０が用いられている。液晶表示パネル１０を駆動する駆動回路には、液晶表示パネル１０における同列のＴＦＴのソースに接続されるデータ電極としての各ソース電極（ソース配線）が繋がれたソースドライバ（データ電極ドライバ）１２、液晶表示パネル１０における同行のＴＦＴのゲートに接続される走査電極としての各ゲート電極（ゲート配線）が繋がれたゲートドライバ（走査電極ドライバ）１３、データ電圧を作成するための電圧をソースドライバ１２に供給するとともに、選択電圧（オン電圧）と非選択電圧（オフ電圧）とを作成するための電圧をゲートドライバ１３に供給する電源回路１４が設けられている。
【００７５】
制御回路としてのコントローラ１１は、駆動回路の外部に設けられているＭＰＵから入力される表示データ（画素データ）を一時記憶するＲＡＭ１１１を有し、ソースドライバ１２およびゲートドライバ１３に、フレームの開始を示す信号に相当するＶＳＹＮＣ（垂直同期）信号を出力するとともに、各選択期間（１本のゲート配線にオン電圧としての選択電圧が印加される期間）毎に、ＬＰ（Latch Pulse ）信号を出力する。
【００７６】
ゲートドライバ１３は、カウンタを内蔵し、ＶＳＹＮＣ信号が入力されるとカウンタをリセットし、ＬＰ信号が入力されるとカウンタの値を＋１する。そして、カウンタの値が示すゲート配線にＴＦＴのゲートを導通状態にさせるための選択電圧を印加し、他のゲート配線にＴＦＴのゲートを遮断状態にさせるための非選択電圧を印加する。また、ゲートドライバ１３に内蔵されているコモン電圧出力部１３１は、コモン配線にコモン電圧を印加する。
【００７７】
ソースドライバ１２は、ＬＰ信号が入力されると、データ信号をラッチするとともに、ラッチしているデータ信号に応じたデータ電圧をソース配線に印加する。ゲートドライバ１３はＬＰ信号に同期してゲート配線に選択電圧を印加するので、ソースドライバ１２は、ゲート配線への選択電圧の印加に同期して各ソース配線にデータ電圧を印加することになる。
【００７８】
以下、図７に例示された妨害パターンを表示する場合を例にする。ＭＰＵ４０は、画面の表示データを作成する。すなわち、本来の表示（「あいうえお・・・」）の表示データを作成するとともに、妨害パターンの表示データを作成する。
【００７９】
そして、ＭＰＵ４０は、（６）式にもとづく階調圧縮を行う。階調圧縮を実現するために、階調圧縮を行う前の画像における階調レベルｎｏすなわち作成する表示データが示す各階調レベルと、それに応じた階調圧縮後の階調レベルｎｃとが対応付けられたデータテーブルを備え、作成した表示データに応じた階調レベルｎｃをデータテーブルから読み出し、読み出した階調レベルｎｃを、変換後の表示データとする。
【００８０】
さらに、妨害パターンの領域についての変換後の表示データに対応する（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）を選択する。具体的には、領域Ａ（明るい領域）について（ｎ１，ｎ２）、領域Ｂ（暗い領域）について（ｎ１’，ｎ２’）の平均輝度）を選択する選択処理を行う。
【００８１】
そして、選択処理を経た後の表示データすなわち各画素の階調レベルを示すデータを、液晶表示装置に出力する。液晶表示装置において、コントローラ１１は、表示データをＲＡＭ１１１に一時記憶する。コントローラ１１は、ＲＡＭ１１１に記憶されている表示データを順次データ信号としてソースドライバ１２に出力する。
【００８２】
なお、本実施例では、本来の表示についても階調圧縮がなされるが、階調圧縮の対象を妨害パターンに限ってもよい。
【００８３】
次に、平均輝度を得るための平均表示の実現方法を説明する。まず、時間平均によって平均輝度を実現する方法を説明する。図１０は、２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１０（Ａ），（Ｂ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１０（Ａ），（Ｂ）において、小文字アルファベットａ〜ｐが同じ画素は同一画素を示す。画素中の「１」の数字は第１フレームにおける表示を示し、「２」の数字は第２フレームにおける表示を示す。また、「２」の数字が付されている画素の階調レベルは、「１」の数字が付されている画素の階調レベルよりも高いとする。例えば、ａ１で示される画素の階調レベルよりもａ２で示される画素の階調レベルの方がレベルが高い。なお、図１０における斜線は、第１フレームにおける輝度と第２フレームにおける輝度とが異なっていることを示す。
【００８４】
図１０（Ａ）に示す表示と図１０（Ｂ）に示す表示とを１フレーム毎に交互に表示すると、「１」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度の平均輝度が視認される。よって、図１０（Ｃ）における大文字アルファベットで示される各画素は、「１」の数字が付されている小文字アルファベットの画素の階調レベルによる輝度と、「１」の数字が付されているアルファベットと同じアルファベットで「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度との平均輝度で視認される。
【００８５】
従って、大文字アルファベットＡ〜Ｐは、それぞれ画素の任意の階調レベル０〜２５５を表す自然数を示す。また、（ａ１〜ｐ１，ａ２〜ｐ２）は上記の（ｎ１，ｎ２）に相当する。例えば、（ａ１，ａ２）は、階調レベルＡを平均で表示するために選択する２つの階調レベルを表す。詳しくは、下記の式を満たす関係にある。
【００８６】
Ｉ（Ａ，γ）＝［Ｉ（ａ１，γ）＋Ｉ（ａ２，γ）］／２ （ａ１≦ａ２）
【００８７】
なお、図１０に示す例では、画素Ａ〜Ｐの階調レベルはそれぞれ異なる。従って、１６種類の平均輝度が視認される表示が実現されている。第１および第２の実施の形態では、２種類の平均輝度が用いられていた。例えば、図１０に示す画素ａ１の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ１またはｎ１’に対応し、画素ａ２の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ２またはｎ２’に対応する。また、図１０に示す１６画素の全てが、図７（Ｂ）に示された文字部分に対応する場合、または文字部分以外の領域に対応する場合には、画素ａ１〜ｐ１の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１および第２の実施の形態におけるｎ１またはｎ１’に対応し、画素ａ２〜ｐ２（階調レベルは全て同じ）の階調レベルが第１および第２の実施の形態におけるｎ２またはｎ２’に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１０に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００８８】
３つ以上の階調レベルの平均輝度を用いる場合にも、輝度が平均される階調レベルの数に応じた連続するフレームにおいて、それぞれの階調レベルによる表示を行う。図１１は、４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１１（Ａ）〜（Ｄ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１１（Ａ）〜（Ｄ）において、小文字アルファベットａ〜ｐが同じ画素は同一画素を示す。画素中の数字は、その数字が示すフレームにおける表示を示す。各画素において、異なるフレームにおける階調レベルは異なっている。例えば、（ａ１で示される画素の階調レベル）≦（ａ２で示される画素の階調レベル）≦（ａ３で示される画素の階調レベル）≦（ａ４で示される画素の階調レベル）である。
【００８９】
従って、下式を満たすような組み合わせを選ぶ。
Ｉ（Ａ，γ）＝［Ｉ（ａ１，γ）＋Ｉ（ａ２，γ）＋Ｉ（ａ３，γ）＋Ｉ（ａ４，γ）］／４ （ａ１≦ａ２≦ａ３≦ａ４）
【００９０】
図１１（Ａ）に示す表示〜図１１（Ｄ）に示す表示を順に表示すると、「１」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「２」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「３」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度と、「４」の数字が付されている画素の階調レベルによる輝度との平均輝度が視認される。
【００９１】
なお、図１１に示す例では、１６画素の階調レベルはそれぞれ異なる。従って、１６種類の平均輝度が視認される表示が実現されている。第１および第２の実施の形態では、２種類の平均輝度が用いられていた。例えば、第１および第２の実施の形態において、１つの平均輝度をｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の階調レベルによる輝度の平均値で実現する場合、画素ａ１の階調レベルがｎ１に対応し、画素ａ２の階調レベルがｎ２に対応し、画素ａ３の階調レベルがｎ３に対応し、画素ａ４の階調レベルがｎ４に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１１に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９２】
次に、空間平均によって平均輝度を実現する方法を説明する。図１２は、２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１２（Ａ），（Ｂ）における各々の正方形はそれぞれ画素を示す。図１２（Ａ）における大文字アルファベットＡ〜Ｐで示されるそれぞれの画素は、図１２（Ｂ）における小文字アルファベットａ〜ｐで示されるそれぞれの画素と同一の画素である。
【００９３】
図１２（Ａ）に示す１６画素が表示したい画像（元画像）の画素であるとする。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを、図１２（Ｂ）において、「１」の数字が付された画素（ａ１，ｃ１，ｆ１，ｈ１，ｉ１，ｋ１，ｎ１，ｐ１）に低い階調レベルを割り当て、「２」の数字が付された画素（ｂ２，ｄ２，ｅ２，ｇ２，ｊ２，ｌ２，ｍ２，ｏ２）に高い階調レベルを割り当てることによって実現する。「１」の数字が付された画素と「２」の数字が付された画素とは、空間的に交互に配置されている。
【００９４】
なお、図１２に示す１６画素の全てが、図７（Ｂ）に示された文字部分に対応する場合、または文字以外の領域に対応する場合には、「１」の数字が付された画素ａ１〜ｐ１の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１の実施の形態におけるｎ１に対応し、「２」の数字が付された画素ｂ２〜ｏ２の階調レベル（階調レベルは全て同じ）が第１の実施の形態におけるｎ２に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１２に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９５】
図１３は、４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図である。図１３における正方形はそれぞれ画素を示す。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを、図１３において、「１」の数字が付された画素ａ１，ｃ１，ｉ１，ｋ１に最も低い階調レベルを割り当て、「２」の数字が付された画素ｆ２，ｈ２，ｎ２，ｐ２に２番目に低い階調レベルを割り当て、「３」の数字が付された画素ｅ３，ｇ３，ｍ３，ｏ３に２番目に高い階調レベルを割り当て、「４」の数字が付された画素ｂ４，ｄ４，ｊ４，ｌ４に最も低い階調レベルを割り当てることによって実現する。任意の隣接する４画素は、「１」の数字が付された画素と、「２」の数字が付された画素と、「３」の数字が付された画素と、「４」の数字が付された画素とで構成される。つまり、同じ数字が付された画素は、空間的に分散して配置されている。
【００９６】
なお、第１および第２の実施の形態において、１つの平均輝度をｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４の階調レベルによる輝度の平均値で実現する場合、例えば、画素ａ１，ｃ１，ｉ１，ｋ１の階調レベルがｎ１に対応し、画素ｆ２，ｈ２，ｎ２，ｐ２の階調レベルがｎ２に対応し、画素ｅ３，ｇ３，ｍ３，ｏ３の階調レベルがｎ３に対応し、画素ｂ４，ｄ４，ｊ４，ｌ４の階調レベルがｎ４に対応する。また、ＭＰＵ４０は、図１３に示されたような方式によって、妨害パターンや斜め視認画像１０２および背景領域１０３の平均輝度を実現する。
【００９７】
以上に説明したように、時間平均または空間平均によって平均輝度が実現される。ただし、時間平均を用いる場合には、液晶表示パネルの応答速度が速いことが好ましい。液晶表示パネルの応答速度が遅い場合には、時間平均と空間平均とを併用することが好ましい。また、空間平均を用いる場合で解像度の低下が問題になるときには、液晶表示パネルの応答速度が遅くないことを条件に時間平均を用いることが好ましい。
【００９８】
図１４は、階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）の選択の仕方を示す説明図である。ＭＰＵ４０は、図１４（Ｄ）に示すデータテーブルが格納されたＲＯＭからデータ（大楕円で囲まれたデータ）を読み出すことが可能なように構成されている。図１４（Ｄ）に示すデータテーブルには、０〜２５５のそれぞれの階調レベルに応じた（ｎ１，ｎ２）の組み合わせおよび（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせであって、視角が０゜の場合には階調レベルｎとして視認されるが、斜め視点では、階調レベルｎの輝度とは異なる輝度で視認される（ｎ１，ｎ２）および（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせのデータが設定されている。なお、具体的には、図１４（Ｄ）において「輝度最大」として示されているデータが、第１および第２の実施の形態における（ｎ１，ｎ２）の組み合わせのデータに相当する。「輝度最大」として示されているデータのうち左欄のデータがｎ１に相当し、右欄のデータがｎ２に相当するものとする。また、「輝度最小」として示されているデータが、第１および第２の実施の形態における（ｎ１’，ｎ２’）の組み合わせのデータに相当する。「輝度最小」として示されているデータのうち左欄のデータがｎ１’に相当し、右欄のデータがｎ２’に相当するものとする。
【００９９】
図１４（Ａ）に示す１６画素が表示したい画像（元画像）の画素であるとする。ＭＰＵ４０は、表示させたい画像の階調レベルを図１４（Ｄ）に示すデータテーブルから選択するのであるが、１６画素の全てを斜め視点で輝度最大にするときには、図１４（Ｂ）に示すように各画素の階調レベルを選択する。選択される階調レベルは、階調レベルｎに対応するｎ１またはｎ２である。隣接する４画素の階調レベルｎが等しい（例えば、１８６）場合には、ｎ１（例えば、１６８）とｎ２（例えば、２０３）とが交互に配置されるようにする。また、隣接する４画素の階調レベルｎのうちに他とは異なるもの（例えば、１８８または１８９に対する１９０）があるがそれらの値が近接している場合にも、ｎ１とｎ２とが交互に配置されるようにする。つまり、図１４に示す例では、空間平均によって平均輝度が実現される。
【０１００】
また、１６画素の全てを斜め視点で輝度最小にするときには、図１４（Ｃ）に示すように各画素の階調レベルを選択する。選択される階調レベルは、階調レベルｎに対応するｎ１’またはｎ２’である。なお、図１４（Ｂ），（Ｃ）において付されている小楕円で囲まれたデータは、図１４（Ｄ）において付されている小楕円で囲まれたデータに相当する。
【０１０１】
図１５は、階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））の具体的な選択の仕方を示す説明図である。ＭＰＵ４０は、実際には、図１５（Ａ）に示すように、表示画面において、ｎ１（または、ｎ１’）を割り当てる画素とｎ２（または、ｎ２’）を割り当てる画素とをあらかじめ決めておく。ｎ１（または、ｎ１’）を割り当てる画素とｎ２（または、ｎ２’）を割り当てる画素とは交互に配置されている。図１５（Ｂ）は、図１４（Ｄ）に示されたデータテーブルと同じデータテーブルである。ＭＰＵ４０は、各画素の階調レベルｎに応じて、表示画面において特殊な表示を行う領域（妨害パターンや斜め視認画像１０２）については、階調レベルｎに対応する（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））を、図１４（Ｄ）や図１５（Ｂ）に示されたデータテーブルから選択する。
【０１０２】
なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれを対象にして平均輝度の表示制御を行う場合には、図１５（Ｃ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれを仮想的に１画素と捉えるようにして、（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））のうち高い階調レベルｎ１（または、ｎ１’）と低い階調レベルｎ２（または、ｎ２’）とを配置することが好ましい。
【０１０３】
また、以上の説明では、ＭＰＵ４０が平均輝度の制御を行った後の表示データを液晶表示装置に出力したが、平均輝度の制御を液晶表示装置が実行するようにしてもよい。
【０１０４】
平均輝度の制御を液晶表示装置が実行する場合には、例えば、ＭＰＵ４０は、作成した画像の表示データをそのまま駆動回路に出力する。コントローラ１１またはコントローラ１１とソースドライバ１２との間に設けられる追加回路（図９において図示せず）には、入力されうる表示データが示す各階調レベルと、それに応じた階調圧縮後の階調レベルｎｃとが対応付けられたデータテーブル、および図１４（Ｄ）や図１５（Ｂ）に示されたデータテーブルが設けられる。コントローラ１１または追加回路は、ＭＰＵ４０から入力された表示データについて、上述した階調圧縮処理、および（ｎ１，ｎ２）（または、（ｎ１’，ｎ２’））の選択処理を実行する。特殊な表示の表示データの作成を液晶表示装置における駆動回路が行う場合、表示面を正面から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度（階調レベルｎ１，ｎ２の平均輝度を含む。）と同じであり、表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が階調レベルｎの輝度とは異なる階調レベルｎ１’，ｎ２’を選択する選択手段、および階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像（平均輝度が視認される画像）と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段は、コントローラ１１または追加回路で実現される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、ＭＶＡモードなどの表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なっている液晶表示パネルを用いた液晶表示装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】ＭＶＡモードの液晶表示パネルにおける各階調レベルの輝度の視角依存性の一例を示す説明図。
【図２】斜め視点では平均値Ａと平均値Ｂとが同じにならないことを説明するための説明図。
【図３】視角が０°の場合に平均輝度が同じであって斜め視点では平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２の集合Ｓｎを示す説明図。
【図４】集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を示す説明図。
【図５】視角θが０°であるときに階調レベルｎの輝度と平均輝度が同程度になる２つの階調レベルによる輝度の例を示す説明図。
【図６】視角が３０°の場合の階調レベルｎに対する集合Ｓｎに属するそれぞれの（ｎ１，ｎ２）の組み合わせの平均輝度を示す説明図。
【図７】妨害パターンの一例を示す説明図。
【図８】液晶表示パネルに本来の表示と斜め視認画像が表示された状態を示す説明図。
【図９】液晶表示装置の一例をＭＰＵとともに示すブロック図。
【図１０】時間平均によって２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１１】時間平均によって４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１２】空間平均によって２つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１３】空間平均によって４つの階調レベルによる平均輝度を実現するための方法を説明するための説明図。
【図１４】階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）の選択の仕方を示す説明図。
【図１５】階調レベルｎが０〜２５５である場合の（ｎ１，ｎ２）の具体的な選択の仕方を示す説明図。
【図１６】ＩＰＳモードの液晶表示パネルおよびＭＶＡモードの液晶表示パネルの視角特性を示す説明図。
【符号の説明】
【０１０７】
１０ 液晶表示パネル
１１ コントローラ
１２ ソースドライバ
１３ ゲートドライバ
１４ 電源回路
４０ ＭＰＵ
１０１ 液晶表示パネルの表示面
１０２ 斜め視認画像
１１１ ＲＡＭ
１３１ コモン電圧出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の表示制御方法であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なるＮ個（Ｎ：２以上の正の整数）の階調レベルの組み合わせを複数組選択し、
選択したそれぞれの組におけるＮ個の階調レベルの組み合わせの平均表示による画像を液晶表示パネルに表示させる
ことを特徴とする液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項２】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の表示制御方法であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択し、
階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる
ことを特徴とする液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項３】
階調レベルの平均表示を、時間平均および／または空間平均によって実現する
請求項１または請求項２記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項４】
階調レベルの平均表示を、１つの階調レベルｎによって実現する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項５】
表示面を正面から観察したときに視認される本来画像とは異なる画像を、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とによって液晶表示パネルに表示させる
請求項２記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項６】
本来画像とは異なる画像として、斜め視点からの前記本来画像の視認を阻害する妨害画像を液晶表示パネルに表示させる
請求項５記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項７】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択する選択手段と、
階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段とを備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の表示制御方法であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なるＮ個（Ｎ：２以上の正の整数）の階調レベルの組み合わせを複数組選択し、
選択したそれぞれの組におけるＮ個の階調レベルの組み合わせの平均表示による画像を液晶表示パネルに表示させる
ことを特徴とする液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項２】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置の表示制御方法であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択し、
階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる
ことを特徴とする液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項３】
階調レベルの平均表示を、時間平均および／または空間平均によって実現する
請求項１または請求項２記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項４】
階調レベルの平均表示を、１つの階調レベルｎによって実現する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項５】
表示面を正面から観察したときに視認される本来画像とは異なる画像を、階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とによって液晶表示パネルに表示させる
請求項２記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項６】
本来画像とは異なる画像として、斜め視点からの前記本来画像の視認を阻害する妨害画像を液晶表示パネルに表示させる
請求項５記載の液晶表示装置の表示制御方法。
【請求項７】
表示面を正面から視認したときのγ特性と斜め方向から視認したときのγ特性とが異なる液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であって、
表示面を正面から視認したときの平均輝度が略同じであり、斜め方向から視認したときの平均輝度が異なる階調レベルｎ１，ｎ２（ｎ１，ｎ２：自然数）と階調レベルｎ１’，ｎ２’（ｎ１’，ｎ２’：自然数）とを選択する選択手段と、
階調レベルｎ１，ｎ２の平均表示による画像と、階調レベルｎ１’，ｎ２’の平均表示による画像とを液晶表示パネルに表示させる表示制御手段とを備えた
ことを特徴とする液晶表示装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２７５８５３（Ｐ２００８−２７５８５３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１８７２８（Ｐ２００７−１１８７２８）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（０００１０３７４７）オプトレックス株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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