液晶驱动装置的制作方法

专利名称：液晶驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶驱动装置，尤其涉及在采用特定颜色增强时，在 特定颜色的像素是高灰度时也有助于能够减小显示画面整体的亮度下降的 技术。
背景技术：
目前，以面向移动电话为主的、面向移动设备的小型液晶显示器(LCD) 的需求在增加。并且呈现多功能化的趋势，例如在移动电话上安装500万 像素的数码相机(DSC)、游戏设备、可视电话、条形码读取器等电话之外 的其他功能。其中，面向移动设备的地面数字电视播放(一扇区播放1 segment broadcasting)自2006年4月开始以后，也向移动电话导入TV 的视听功能，并对动画的高画质化和长时间的动画视听的需求也增加。
在移动电话等使用的小型液晶显示器中，削减功耗比较重要，禾拥背 光源的光源从后部照射可以控制光的透射率的液晶画面，并借助该透射光 在前面显示图像。在液晶显示器中，其功耗的大部分被背光源消耗掉，所 以削减背光源的功耗对液晶显示器的低功耗化非常有效。
因此，在下述专利文献1中记载了为了使液晶显示画面的透射率增加 而调整像素数据，相应地降低背光源的发光光量，并实现节能。并且，在 下述专利文献l中还记载了为了进一步实现节能，在显示图像的灰度的直 方图中，使出现频度从亮度数据的最大值侧起为预定的值的亮度值达到亮 度数据的最大值那样拉伸图像数据，对应拉伸的量，使背光源的发光光量 进一步降低。
另一方面，在下述专利文献2中记载了为了提高液晶显示器或等离子 显示器的肤色部分的画质，并改善画面的对比度，对肤色部分的亮度等级 的直方图实施加权，并加算到影像整体的亮度等级的直方图中。因此，肤 色部分的Y (伽玛)值增大，容易进入人眼的肤色部分相比原信号更明亮，显示影像的对比度得到增强(enhance )。
专利文献1日本特开平11—65531号公报专利文献2日本特开平7 — 322176号公报
本发明者等在完成本发明之前，从事于安装在移动电话上的液晶驱动 器半导体集成电路的研究开发。
在该研究开发过程中，本发明者等对上述专利文献2记载的肤色增强 技术进行了详细研究。根据该肤色增强技术，肤色部分相比原信号更明亮， 显示影像的对比度得到增强。但是，根据本发明者等的研究发现，在采用 该肤色增强技术时，在肤色部分的亮度直方图的分布位于高亮度侧的情况 下，在整个显示画面上产生亮度的下降。即，在人物的肤色为高亮度的影 像中，虽然肤色的对比度提高，但影像整体的亮度下降。根据本发明者等 的研究发现，其原因是在高灰度的像素中提高了对比度，但在低灰度和中 间灰度的像素中对比度相应下降。
并且，本发明者等对上述专利文献1记载的下述背光源节能技术也进 行了详细研究，使出现频度从亮度数据的最大值侧起为预定的值的亮度值 达到亮度数据的最大值那样拉伸图像数据，使背光源的发光光量进一步降 低。但是，根据本发明者等的研究发现以下问题，在采用这种背光源节能 技术时产生"泛白(Whiteout)"。在产生这种"泛白"时，将不能判别灰 度比出现频度为预定的值的亮度值高的像素的图案。

发明内容
本发明就是根据以上所述的本发明者等在本发明之前进行的研究结果 而完成的。
因此，本发明的目的在于提供一种液晶驱动装置，在采用特定颜色增 强时，在特定颜色的像素是高灰度时也能够减小显示画面整体的亮度下降。
并且，本发明的其他目的在于提供一种液晶驱动装置，在图像数据比 较暗时，降低背光源的发光亮度来达到低功耗，而在进行增强处理并改善 较暗图像的对比度时，可以减轻图像数据比较明亮时的"泛白"。
本发明的上述及其他目的和新的特征，根据本说明书的记述和附图将 更加明确。关于本申请公开的发明中的代表性发明简要说明如下。
艮口，本发明的代表性实施方式的液晶驱动装置(100)具有液晶控制器 (107)和特定颜色拉伸处理电路(105、 106)(参照图l)。
所述液晶控制器响应显示数据生成提供给液晶显示面板(12)的液晶 驱动信号。所述特定颜色拉伸处理电路生成利用预定的系数(304)将低亮 度的特定颜色的图像输入信号增强后的灰度的图像输出信号，并且生成利 用较小的其他系数(308)将高亮度的特定颜色的所述图像输入信号增强后 的灰度的图像输出信号(参照图3 (A)、 (B))。由所述特定颜色拉伸处理电 路生成的图像输出信号，作为所述显示数据提供给所述液晶控制器(107)。
关于根据本申请公开的发明中的代表性发明得到的效果简要说明如下。
艮口，根据本发明，可以提供一种液晶驱动装置，在特定颜色的像素是 高灰度时，也能够减小显示画面整体的亮度下降。


图1是表示本发明的实施方式的液晶驱动器的结构的图。
图2是表示图1所示的本发明的实施方式的液晶驱动器中包含的显示 数据处理电路的结构的图。
图3是说明由图2所示的本发明的实施方式的显示数据处理电路执行 的特定颜色的增强处理的动作的图。
图4是表示根据本发明的其他实施方式的、驱动液晶显示面板和背光 源的液晶驱动器的结构的图。
图5是说明由图4所示的本发明的其他实施方式的、液晶驱动器的显 示数据处理电路的加权电路执行的特定颜色的加权处理的动作的图。
图6是表示图4所示的液晶驱动器的显示数据处理电路中包含的加法 器输出的背光源合成直方图与临界灰度等级的关系的图。
图7是表示由图4所示的液晶驱动器的数据拉伸电路执行的显示图像
数据的增强处理的图。
图8是表示根据本发明的其他实施方式，由图4所示的液晶驱动器的 数据拉伸电路执行的具有特定颜色的显示图像数据的增强处理的图。图9是表示根据本发明的其他实施方式，在移动电话的液晶显示面板 上显示有显示图像数据的状态图。
标号说明
10中央处理单元；ll显示存储器；100液晶驱动器；110系统输入输 出接口； lll图形存储器；112定时控制电路；106显示数据处理电路；101 直方图计数电路；108特定颜色寄存器；102特定颜色亮度直方图计数电路; 103加权电路；104加法器；105输出数据计算电路；12液晶显示面板；401
背光源控制用加权寄存器；402加权电路；403加法器；404系数运算电路； 405背光源控制器；406数据拉伸电路；13背光源。
具体实施方式
《代表性的实施方式》
首先，简要说明本申请公开的发明中的代表性的实施方式。在代表性 实施方式的简要说明中附加括号参照的附图中的参照标号，只不过示例带 有该标号的构成要素的概念中包含的要素。
(1)本发明的代表性的实施方式的液晶驱动装置(100)的特征在于， 具有液晶控制器(107)和特定颜色拉伸处理电路(105、 106)，
所述液晶控制器响应显示数据，生成提供给液晶显示面板(12)的液 晶驱动信号(参照图1)，
所述特定颜色拉伸处理电路生成图像输出信号，该图像输出信号具有 预定的色相、并且具有利用预定的系数(304)将低亮度的特定颜色的图像 输入信号的输入强度增强后的输出灰度(参照图3 (A))，
所述特定颜色拉伸处理电路在所述特定颜色的所述图像输入信号是高 亮度时，生成利用小于所述预定的系数(304)的其他系数(308)将所述 高亮度的所述图像输入信号增强后的输出灰度的图像输出信号(参照图3 (B))，
将由所述特定颜色拉伸处理电路(105、 106)生成的所述图像输出信 号，作为所述显示数据提供给所述液晶控制器(107)。
根据所述实施方式，特定颜色的图像输入信号在被增强后显示在液晶显示面板上，而在特定颜色的图像输入信号是高亮度时，增强系数减小。 因此，可以解决以往的下述问题，即由于利用较大的增强系数增强高亮度 的特定颜色的图像输入信号，所以低亮度和中间亮度的特定颜色的像素的 亮度相对下降，显示画面整体的亮度下降。
优选的实施方式的特征在于，在所述特定颜色拉伸处理电路(105、 106)中，所述预定的系数(304)和所述其他系数(308)被确定为与可 变加权倍率(K)成比例，所述可变加权倍率的值被确定为与所述特定颜色 的所述图像输入信号成反比(参照图3 (C))。
更优选的实施方式的特征在于，所述特定颜色拉伸处理电路包括特定 颜色寄存器(108)和特定颜色亮度直方图计数电路(102)，
在所述寄存器中事前存储有特定颜色识别信息，所述特定颜色亮度直 方图计数电路按照存储在所述寄存器中的所述特定颜色识别信息，生成所 述特定颜色的所述图像输入信号的特定颜色亮度直方图。
更优选的实施方式的特征在于，所述特定颜色拉伸处理电路还包括加 权电路(103)、基础直方图计数电路(101)和加法器(104)，
所述加权电路利用所述可变加权倍率(K)对所述特定颜色亮度直方图 计数电路(102)制作的所述特定颜色亮度直方图进行加权计算，将所述加 权电路的所述加权计算的结果提供给所述加法器的一方输入端子，
所述基础直方图计数电路根据提供的背景图像制作所述背景图像的基 础亮度直方图，将所述基础亮度直方图提供给所述加法器的另一方输入端 子，
根据所述加法器的输出，控制所述特定颜色拉伸处理电路(105、 106) 的伽玛校正特性。
一个具体实施方式
的所述液晶驱动装置(100)的特征在于，还包括背 光源处理电路(401 404)和背光源控制器(405)，
所述背光源控制器响应来自所述背光源处理电路的数据，生成提供给 背光源(13)的背光源驱动信号，
在从所述液晶控制器(107)提供给所述液晶显示面板(12)的图像数 据是低亮度时，所述背光源处理电路降低所述背光源(13)的发光亮度， 而所述特定颜色拉伸处理电路(106、 406)增强所述低亮度的所述图像数据的灰度，由此改善所述液晶显示面板(12)的对比度(参照图4)，
所述背光源处理电路(401 404)根据所述基础直方图计数电路制作
的所述基础亮度直方图，生成出现频度从所述图像数据的最大亮度值侧起
达到预定值(X%)时的临界灰度等级(Dth)，
将由所述背光源处理电路生成的所述临界灰度等级提供给所述特定颜
色拉伸处理电路(105、 106)，所述特定颜色拉伸处理电路利用预定的拉伸
系数(oc〉1)，增强相比所述临界灰度等级为低亮度的所述图像数据的灰度， 所述特定颜色拉伸处理电路利用小于所述预定的拉伸系数的其他拉伸
系数(ot〈1)，增强相比所述临界灰度等级为高亮度的所述图像数据的灰度 (参照图7)。
另一个具体实施方式
的特征在于，所述背光源处理电路包括第2加权 电路(402)和第2加法器(403)和运算电路(404)，
所述第2加权电路利用第2可变加权倍率(L)对所述特定颜色亮度直 方图计数电路(102)制作的所述特定颜色亮度直方图进行第2加权计算， 将所述第2加权电路的所述第2加权计算的结果提供给所述第2加法器的 一方输入端子，所述第2可变加权倍率(L)的值被确定为与所述特定颜色 的所述图像输入信号成比例(参照图5 (C))，
将由所述基础直方图计数电路(101)制作的所述基础亮度直方图，提 供给所述第2加法器(403)的另一方输入端子，
所述运算电路(404)根据所述第2加法器的输出，生成所述临界灰度 等级(Dth)(参照图4)。
最具体的实施方式的特征在于，所述液晶驱动装置(100)被集成为半 导体集成电路的芯片。
另一个最具体的实施方式的特征在于，所述特定颜色拉伸处理电路生 成将作为所述特定颜色的所述图像输入信号的、肤色的图像输入信号的灰 度增强后的图像输出信号(参照图4)。
(2)本发明的其他观点的代表性实施方式的液晶驱动装置(100)的 特征在于，具有显示数据处理电路(106、 406)、液晶控制器(107)、背光 源数据处理电路(401 404)和背光源控制器(405)，
所述显示数据处理电路(106、 406)生成提供给所述液晶控制器的显示数据，所述液晶控制器响应所述显示数据，生成提供给液晶显示面板(12) 的液晶驱动信号，
所述显示数据处理电路包括基础直方图计数电路(101)，其根据提供 的背景图像制作所述背景图像的基础亮度直方图，
所述背光源数据处理电路生成提供给所述背光源控制器的背光源数 据，所述背光源控制器响应所述背光源数据，生成提供给背光源(13)的 背光源驱动信号，
在从所述液晶控制器(107)提供给所述液晶显示面板(12)的图像数 据是低亮度时，所述背光源处理电路降低所述背光源(13)的发光亮度， 而所述显示数据处理电路(106、 406)增强所述低亮度的所述图像数据的 灰度，由此改善所述液晶显示面板(12)的对比度(参照图4)，
所述背光源处理电路(401 404)根据所述基础直方图计数电路制作 的所述基础亮度直方图，生成出现频度从所述图像数据的最大亮度值侧起 达到预定值(X%)时的临界灰度等级(Dth)，
将由所述背光源处理电路生成的所述临界灰度等级提供给所述显示数 据处理电路(106、406)，所述显示数据处理电路利用预定的拉伸系数(oc〉1)， 增强相比所述临界灰度等级为低亮度的所述图像数据的灰度，
所述显示数据处理电路利用小于所述预定的拉伸系数的其他拉伸系数 (oKl)，增强相比所述临界灰度等级为高亮度的所述图像数据的灰度(参 照图7)。
根据所述实施方式，在图像数据比较暗时，降低背光源的发光亮度来 达到低功耗，而在进行增强处理并改善较暗图像的对比度时，可以减轻图 像数据比较明亮时的"泛白"。
优选的实施方式的特征在于，所述显示数据处理电路(106、 406)包 括特定颜色拉伸处理电路(102 104)，其生成具有预定的色相并且具有输 出灰度的图像输出信号，该输出灰度是利用预定的系数(304)将低亮度的 特定颜色的图像输入信号的输入灰度增强后的灰度，
所述特定颜色拉伸处理电路在所述特定颜色的所述图像输入信号是高 亮度时，生成利用小于所述预定的系数(304)的其他系数(308)将所述 高亮度的所述图像输入信号增强后的输出灰度的图像输出信号(参照图3(B))，
将由所述特定颜色拉伸处理电路(102 104)生成的所述图像输出信 号，作为所述显示数据输出给所述液晶控制器(107)。
更优选的实施方式的特征在于，所述液晶驱动装置(100)被集成为半导 体集成电路的芯片。
《实施方式的说明》 下面，更加具体地说明实施方式。另外，在用于说明实施发明的最佳 方式的全部附图中，对具有与前述附图相同功能的部件标注相同标号，并 省略重复说明。
《液晶显示装置的结构》
图1是表示本发明的实施方式的液晶驱动器(显示装置驱动电路)100 的结构的图。在包含内部块101 112的液晶驱动器100连接周边装置10 12，从而构成液晶显示装置。
液晶驱动器100包括输出数据计算电路105、显示数据处理电路106、 液晶控制器107、系统输入输出接口IIO、图形存储器lll、定时控制电路 112的内部块。
显示数据处理电路106的块包括直方图计数电路101、特定颜色亮度 直方图计数电路102、加权电路103、加法器104、特定颜色寄存器108、 和数据转换用加权寄存器109。另外，在液晶驱动器100的外部连接中央处 理单元IO、显示存储器11和液晶显示面板12。
这样，包含内部块105 107、 110 112的液晶驱动器IOO作为半导体 集成电路(LSI: Large Scale Integrated circuit),被集成在硅酮芯片 上，并进行液晶显示面板12的驱动和控制。
如图1所示，液晶驱动器100的系统输入输出接口 110连接外部的中 央处理单元10，从中央处理单元10接收液晶驱动器100内部的控制数据、 输入到图形存储器111的显示数据、和输入到定时控制电路112的定时信 号。
首先，中央处理单元10生成显示数据、控制数据和定时信号，显示数 据、控制数据和定时信号被从中央处理单元10发送给液晶驱动器100的系 统输入输出接口 110。控制数据从系统输入输出接口 IIO发送到液晶驱动器100内部，显示数据从系统输入输出接口 llO发送给图形存储器lll。定时 信号从系统输入输出接口 110发送给定时控制电路112。
特定颜色亮度直方图计数电路102按照事前存储在特定颜色寄存器 108中的特定颜色识别信息，生成第2直方图。该第2直方图根据事前存储 在特定颜色寄存器108中的特定颜色识别信息，成为针对包含于来自图形 存储器111的图像输入数据中的额定颜色的亮度等级的直方图。即，在该 亮度等级直方图中计数了针对特定颜色的各个亮度等级的像素数(Pixel 数)。并且，特定颜色例如是容易进入人眼的肤色。
另一方面，基础的直方图计数电路101制作第1直方图，其针对于来 自图形存储器111的一个图像帧的全部图像输入数据的像素数(Pixel数) 的亮度等级，用于提取背景图像的亮度等级。在该第1直方图中主要计数 了针对背景图像的各个亮度等级的像素数(pixel数)。
并且，在数据转换用加权寄存器109中存储有在由加权电路103执行 的加权处理中使用的固定加权倍率A。因此，加权电路103使用由数据转换 用加权寄存器109提供的固定加权倍率A，执行针对来自特定颜色亮度直方 图计数电路102的第2直方图的数据的加权计算。并且，在加权电路103 进行的针对第2直方图的数据的加权计算中，也使用可变加权倍率K。可变 加权倍率K的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的亮度等级 较低时，可变加权倍率K的值增大，在特定颜色的亮度等级增加时，可变 加权倍率K的值减小。
将在加权电路103中使用固定加权倍率A和可变加权倍率K进行加权 处理后的特定颜色的第2直方图、和在基础的直方图计数电路101中进行 处理后的基础的第1直方图，在加法器104中进行相加。因此，根据加法 器104的输出，生成作为显示数据处理电路106的输出的合成直方图，并 提供给输出数据计算电路105。输出数据计算电路105按照由加法器104 提供的合成直方图，确定Y (伽玛)值，使用该Y值执行从图形存储器111 读出的图像输入数据(RGB)的伽玛校正。通过输出数据计算电路105进行 伽玛校正后的图像输出数据(RGB)被提供给液晶控制器107。
在液晶控制器107中，将图像输出数据(RGB)提供给内部的源极线驱 动电路。源极线驱动电路相应图像输出数据生成提供给液晶显示面板12的液晶源极驱动信号。由灰度电压生成电路生成的灰度电压提供给源极线驱
动电路。液晶驱动等级产生电路生成提供给液晶显示面板12的液晶栅极驱 动信号和共用驱动信号。
液晶显示面板12利用低温多晶硅TFT彩色液晶构成，其薄又轻，属于 低功耗的TFT (薄膜晶体管)液晶的有源矩阵型。TFT通过在液晶显示面板 12的玻璃表面堆积低温多晶硅而形成，所以液晶显示面板12被称为低温多 晶硅(LTPS) TFT彩色液晶。另外，LTPS是Low Temperature Poly-Silicon 的简称。
在有源矩阵型的液晶显示面板12中，在信号电极线(源极线)与扫描 电极线(栅极线)的交叉点配置有TFT开关元件、存储电容和液晶单元。 液晶显示面板12的多个液晶单元的一端连接到多个TFT开关元件的漏电 极，多个液晶单元的另一端连接到共用电极。从液晶驱动等级产生电路向 共用电极提供极性周期性地反转的共用驱动信号，以防止液晶的极化。液 晶显示面板12的水平方向的多个信号电极线(源极线)由源极线驱动电路 的多个液晶源极驱动信号驱动，液晶显示面板12的垂直方向的多个扫描电 极线(栅极线)由液晶驱动等级产生电路的液晶栅极驱动信号驱动。 《显示数据处理电路的结构》
图2是表示图1所示的本发明的实施方式的液晶驱动器100中包含的 显示数据处理电路106的结构的图。如图2所示，显示数据处理电路106 的特定颜色亮度直方图计数电路102由特定颜色检测电路102A和直方图计 数电路102B构成。
首先，从图形存储器111通过定时控制电路112读出的图像输入数据 (RGB)，提供给显示数据处理电路106的特定颜色检测电路102A的一方输 入端子。另一方面，在特定颜色寄存器108中事前存储有设定信息，用于 设定通过增强处理而被增强的特定的色相(例如肤色)。如果被增强的特定 的色相例如是肤色，则在颜色的三原色中，需要把针对兰色(B)为1的信 号等级，红色(R)的信号等级为1. 3 1. 7、绿色(R)的信号等级为1. l 1. 3的图像输入数据识别为肤色。该三原色的识别信息被事前存储在特定颜 色寄存器108中。存储在特定颜色寄存器108中的特定颜色识别信息提供 给特定颜色检测电路102A的另一方输入端子。因此，特定颜色检测电路102A提取提供给一方输入端子的图像输入数据中包含的特定颜色的像素 (pixel),把提取到的像素提供给直方图计数电路102B。直方图计数电路 102B制作特定颜色的亮度等级直方图，在该第2直方图中，如图2所示计 数了特定颜色的各个亮度等级i时的特定颜色的像素数(Pixel数)yl[i]。
将由特定颜色亮度直方图计数电路102的直方图计数电路102B生成的 特定颜色的第2直方图，提供给加权电路103。加权电路103使用来自数据 转换用加权寄存器109的固定加权倍率A，对来自特定颜色亮度直方图计数 电路102的第2直方图的数据执行加权计算。并且，在加权电路103进行 的针对第2直方图的数据的加权计算中，也使用可变加权倍率K。可变加权 倍率K的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的亮度等级较低 时，可变加权倍率K的值大，在特定颜色的亮度等级增加时，可变加权倍 率K的值减小。例如，加权电路103包括存储了与特定颜色的各个亮度等 级对应的各个可变加权倍率K的速査表(LUT)，使用响应特定颜色的亮度 等级从LUT读出的可变加权倍率K，执行加权计算。
如图2所示，与特定颜色亮度直方图计数电路102相同，图像输入数 据(RGB)提供给基础的直方图计数电路101。因此，直方图计数电路101 计数针对图像输入数据的各个亮度的像素数(pixel数)。结果，如图2中 的基础直方图计数电路101中的第1直方图所示，在第1直方图中主要计 数了针对背景图像的各个亮度等级的像素数(pixel数)。如图2中的加权 电路103中的第2直方图所示，在第2直方图中，执行使用了由数据转换 用加权寄存器109提供的固定加权倍率A和可变加权倍率K的加权计算。 尤其可变加权倍率K的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的 亮度等级较低时，可变加权倍率K的值增大，在特定颜色的亮度等级增加 时，可变加权倍率K的值减小。
因此，如图2中的加法器104的输出的合成直方图所示，与利用斜线 表示的高亮度信号等级的背景图像的像素数相比，利用黑色示出的低亮度 信号等级的特定颜色的像素数可以通过增强处理得到增强。 《特定颜色的增强处理》
图3是说明由图2所示的本发明的实施方式的显示数据处理电路106 执行的特定颜色的增强处理的动作的图。在图3 (A)的上部，利用斜线示出了在特定颜色的亮度等级较低时， 针对来自特定颜色亮度直方图计数电路102的第2直方图的特定颜色的各 个亮度等级的像素数(pixel数)的分布301。在图3 (A)的上部，利用黑 色示出了在特定颜色的亮度等级较低时，针对通过加权电路103使用固定 加权倍率A和可变加权倍率K进行加权处理后的特定颜色的各个亮度等级 的像素数(pixel数)的分布302。这样，在图3 (A)所示的情况下，由于 特定颜色的亮度等级较低，所以可变加权倍率K被设定为较大的值。因此， 在图3 (A)所示的情况下，如图2中的加法器104的合成直方图所示，与 高亮度信号等级的背景图像的像素数相比，低亮度信号等级的特定颜色的 像素数可以通过增强处理得到增强。如图1所示，加法器104的合成直方 图提供给输出数据计算电路105，输出数据计算电路105按照该合成直方图 确定Y (伽玛)值。输出数据计算电路105使用该Y值执行从图形存储器111 读出的图像输入数据(RGB)的伽玛校正。即，从输出数据计算电路105的 输入灰度到输出灰度的伽玛校正特性由加法器104的合成直方图的总像素 数确定。
因此，如图3 (A)的下部所示，在特定颜色的亮度等级较低时，输出 数据计算电路105的输入灰度和输出灰度的伽玛校正特性，从特性303向 特性304变化。另外，特性304表示特定颜色的亮度等级较高时的输出数 据计算电路105的输入灰度和输出灰度的伽玛校正特性。
由此，在特定颜色的亮度等级较低的图3 (A)所示的情况下，可以增 加与具有低输入灰度a、 b的特定颜色的图像输入信号响应的、输出数据计 算电路105的特定颜色的图像输出信号的灰度和亮度。因此，可以提高低 灰度和中间灰度的特定颜色的像素的对比度。
在图3 (B)的上部，利用斜线示出了在特定颜色的亮度等级较高时， 针对来自特定颜色亮度直方图计数电路102的第2直方图的特定颜色的各 个亮度等级的像素数(pixel数)的分布305。在图3 (B)的上部，利用黑 色示出了在特定颜色的亮度等级较高时，针对通过加权电路103使用固定 加权倍率A和可变加权倍率K进行加权处理后的特定颜色的各个亮度等级 的像素数(pixel数)的分布306。这样，在图3 (B)所示的情况下，由于 特定颜色的亮度等级较高，所以可变加权倍率K被设定为较小的值。因此，在图3 (B)所示的情况下，在图2中的加法器104的合成直方图中，与高 亮度信号等级的背景图像的像素数相比，高亮度信号等级的特定颜色的像 素数通过增强处理没怎么得到增强。图1所示的从输出数据计算电路105 的输入灰度到输出灰度的伽玛校正特性根据加法器104的合成直方图的总 像素数确定。
因此，如图3 (B)的下部所示，在特定颜色的亮度等级较高时，输出 数据计算电路105的输入灰度和输出灰度的伽玛校正特性，从特性307向 特性308变化。另外，特性307表示特定颜色的亮度等级较低时的输出数 据计算电路105的输入灰度和输出灰度的伽玛校正特性。
由此，在特定颜色的亮度等级较高的图3 (B)所示的情况下，可以减 小与具有高输入灰度a、 b的特定颜色的图像输入信号响应的、输出数据计 算电路105的特定颜色的图像输出信号的灰度和亮度。因此，根据在图l、 图2、图3中说明的本发明的实施方式，可以解决以往的以下问题，S卩，由 于高灰度的特定颜色的像素的亮度提高，使得低灰度和中间灰度的特定颜 色的像素的亮度相对下降。
另外，图3 (C)是表示在加权电路103进行的第2直方图的数据的加 权计算中使用的可变加权倍率K与特定颜色的亮度等级的关系的图。可变 加权倍率K的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的亮度等级 较低时，可变加权倍率K的值增大，在特定颜色的亮度等级增加时，可变 加权倍率K的值减小。
《驱动液晶显示面板和背光源的液晶驱动器》
图4是表示根据本发明的其他实施方式的、驱动液晶显示面板12和背 光源13的液晶驱动器100的结构的图。
近年来的液晶显示器几乎都是需要背光源的透射型或半透射型显示 器。基于低功耗、耐用年数长、容易做到小型化和轻量化的原因，该背光 源使用白色LED。作为白色LED的最普通的结构，组合了发出兰色光的半导 体发光二极管(LED: Light Emitting Diode)、和在照射兰色光时发出黄 色光的荧光体的结构已被产品化，并且主要被用作移动电话的背光源。
在图4所示的液晶显示装置中，背光源13的光源采用上述的多个白色 LED,背光源13包括内置电源。背光源13的内置电源向多个白色LED提供顺时针方向的电流作为驱动电流，背光源13的发光亮度由白色LED的驱动 电流进行控制。
在图4所示的液晶驱动器100中，为了驱动液晶显示面板12，与图l 所示的液晶驱动器100相同，显示数据处理电路106的块包括直方图计数 电路101、特定颜色亮度直方图计数电路102、加权电路103、加法器104、 特定颜色寄存器108、和数据转换用加权寄存器109。另外，图4所示的液 晶驱动器100包括与图1所示的液晶驱动器100的数据计算电路105对应 的数据拉伸电路406。因此，图4所示的液晶驱动器100与图1所示的液晶 驱动器100相同，在特定颜色的亮度等级较低时，可以增加数据拉伸电路 406的特定颜色的图像输出信号的灰度和亮度，而在特定颜色的亮度等级较 高时，可以减小数据拉伸电路406的特定颜色的图像输出信号的灰度和亮 度。
图4所示的液晶驱动器100除驱动液晶显示面板12外还驱动背光源 13，因此相比图1所示的液晶驱动器100，对显示数据处理电路106追加了 背光源控制用加权寄存器401、加权电路402、加法器403、系数运算电路 404、背光源控制器405。
并且，在背光源控制用加权寄存器401中存储有在加权电路402执行 的加权处理中使用的固定加权倍率B。因此，加权电路402使用由背光源控 制用加权寄存器401提供的固定加权倍率B，对来自特定颜色亮度直方图计 数电路102的第2直方图的数据执行加权计算。并且，在加权电路402进 行的针对第2直方图的数据的加权计算中，也使用可变加权倍率L。可变加 权倍率L的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的亮度等级较 低时，可变加权倍率L的值减小，在特定颜色的亮度等级增加时，可变加 权倍率L的值增加。例如，加权电路402包括存储了与特定颜色的各个亮 度等级对应的各个可变加权倍率K的速查表(LUT)，使用响应特定颜色的 亮度等级从LUT读出的可变加权倍率L，执行加权计算。
将在加权电路402中使用固定加权倍率B和可变加权倍率L进行加权 处理后的特定颜色的第3直方图、和在基础的背景直方图计数电路101中 进行处理后的基础第1直方图，在加法器403中进行相加。因此，根据加 法器403的输出，生成背光源合成直方图，并提供给系数运算电路404。系数运算电路404根据加法器403的输出向背光源合成直方图乘以预定的系 数，把乘算处理结果提供给背光源控制器405。因此，背光源控制器405 响应来自加法器403的处理结果，控制背光源13的驱动电流。背光源13 的驱动电流和发光亮度被设定成为与系数运算电路404的乘算处理结果中 包含的特定颜色的像素和背景颜色的像素的总像素数(pexel数)成比例。 图5是说明由图4所示的本发明的其他实施方式的、液晶驱动器100 的显示数据处理电路106的加权电路402执行的特定颜色的加权处理的动 作的图。
在图5 (A)的上部，利用斜线示出了在特定颜色的亮度等级较低时， 针对来自特定颜色亮度直方图计数电路102的第2直方图的特定颜色的各 个亮度等级的像素数(pixel数)的分布501。在图5 (A)的上部，利用黑 色示出了在特定颜色的亮度等级较低时，针对通过加权电路402使用固定 加权倍率B和可变加权倍率L进行加权处理后的特定颜色的各个亮度等级 的像素数(pixel数)的分布502。这样，在图5 (A)所示的情况下，由于 特定颜色的亮度等级较低，所以可变加权倍率L被设定为较小的值。
因此，在图5 (A)所示的情况下，低亮度信号等级的特定颜色的像素 数通过基于值较小的可变加权倍率L的加权处理，其增强程度很小。结果， 在系数运算电路404的乘算处理结果中包含的特定颜色的像素和背景颜色 的像素为低亮度信号等级时，背光源13的驱动电流和发光亮度变小。因此， 在显示于液晶显示面板12的图像数据较暗的图像中，通过降低背光源13 的发光亮度，可以降低功耗。
在图5 (B)的上部，利用斜线示出了在特定颜色的亮度等级较高时， 针对来自特定颜色亮度直方图计数电路102的第2直方图的特定颜色的各 个亮度等级的像素数(pixel数)的分布503。在图5 (B)的上部，利用黑 色示出了在特定颜色的亮度等级较高时，针对通过加权电路402使用固定 加权倍率B和可变加权倍率L进行加权处理后的特定颜色的各个亮度等级 的像素数(pixel数)的分布504。这样，在图5 (B)所示的情况下，由于 特定颜色的亮度等级较高，所以可变加权倍率L被设定为较大的值。
因此，在图5 (B)所示的情况下，较高亮度信号等级的特定颜色的像 素数通过基于值较大的可变加权倍率L的加权处理，被强力增强。结果，在系数运算电路404的乘算处理结果中包含的特定颜色的像素和背景颜色 的像素为较高的亮度信号等级时，背光源13的驱动电流和发光亮度变大。 因此，在显示于液晶显示面板12的图像数据较明亮的图像中，通过增加背 光源13的发光亮度，可以增加显示于液晶显示面板12的图像数据的亮度。
另外，图5 (C)是表示在加权电路402进行的第3直方图的数据的加 权计算中使用的可变加权倍率L与特定颜色的亮度等级的关系的图。可变 加权倍率L的值响应特定颜色的亮度等级而变化，在特定颜色的亮度等级 较低时，可变加权倍率L的值减小，在特定颜色的亮度等级增加时，可变 加权倍率K的值增大。
另一方面，在图4所示的本发明的其他实施方式的液晶驱动器100的 系数运算电路404中，根据加法器403输出的背光源合成直方图，生成提 供给数据拉伸电路406的临界灰度等级Dth。
可是，在图4所示的液晶驱动器100中，利用显示数据处理电路106 的背光源控制用加权寄存器401、加权电路402、加法器403、系数运算电 路404、背光源控制器405的功能，在液晶显示面板12的显示图像数据较 暗的图像的情况下，背光源13的发光亮度降低，从而功耗降低。但是，在 显示图像数据较暗的图像的情况下，如果单纯地使背光源13减光，将导致 显示图像变暗，所以数据拉伸电路406进行低亮度的显示图像数据的增强 处理，并改善液晶显示面板12的显示图像的对比度。在数据拉伸电路406 进行显示图像数据的增强处理，可以通过变更输入灰度和输出灰度的伽玛 校正特性、即y (伽玛)值实现。但是，如果在显示图像数据极其明亮的图 像的情况下也进行增强处理，将产生在本说明书的开头说明的"泛白"，导 致不能判别高灰度的像素的图案。
因此，在图4所示的液晶驱动器100中，数据拉伸电路406使用由系 数运算电路404提供的临界灰度等级Dth，降低针对相比临界灰度等级Dth 为高亮度的显示图像数据的增强处理的拉伸系数，以消除"泛白"的产生。 并且，数据拉伸电路406增加针对相比临界灰度等级Dth为低亮度的显示 图像数据的增强处理的拉伸系数，以改善液晶显示面板12的显示图像的对 比度。在数据拉伸电路406中进行的增强处理，与图l所示的液晶驱动器 100相同，由显示数据处理电路106中包含的背景直方图计数电路101、特定颜色亮度直方图计数电路102、加权电路103、加法器104、特定颜色寄 存器108、和数据转换用加权寄存器109控制。
在图4所示的液晶驱动器100中，系数运算电路404按照加法器403 输出的背光源合成直方图中包含的显示图像数据的亮度分布，确定临界灰 度等级Dth。 g卩，按照上述专利文献l所述，系数运算电路404计算在显示 图像的灰度的直方图中从亮度数据的最大值侧起的出现频度达到预定的值 时的亮度值，把该亮度值设定为临界灰度等级Dth。即，系数运算电路404 根据加法器403输出的背光源合成直方图中包含的显示图像数据的亮度分 布，生成提供给数据拉伸电路406的临界灰度等级Dth。
图6是表示图4所示的液晶驱动器100的显示数据处理电路106中包 含的加法器403输出的背光源合成直方图与临界灰度等级Dth的关系的图。
艮口，系数运算电路404把从图6所示的背光源合成直方图的亮度数据 的最大灰度值255达到出现频度X%时的亮度值，设定为临界灰度等级Dth。 在图6的示例中，临界灰度等级Dth位于分布于高亮度侧的显示图像数据 亮度a和亮度b之间。
图7是表示由图4所示的液晶驱动器100的数据拉伸电路406执行的 显示图像数据的增强处理的图。
图7 (A)表示显示数据处理电路106中包含的加法器104输出的合成 直方图。图7 (A)所示的合成直方图与图6所示的背光源合成直方图相同， 包括具有低亮度和中间亮度的像素的第1分布和具有高亮度的像素的第2 分布，但在图7 (A)中，具有高亮度的像素的第2分布的像素峰值相比图 6更小。在图6所示的背光源合成直方图中，临界灰度等级Dth位于具有高 亮度的像素的第2分布中，但在图7 (A)所示的合成直方图中，临界灰度 等级Dth位于具有低亮度和中间亮度的像素的第1分布中。
如图7 (B)所示，由数据拉伸电路406进行的针对相比临界灰度等级 Dth为低亮度P的显示图像数据的增强处理的拉伸系数oc构成为，达到较大 的值(oc〉1)的、输入灰度和输出灰度的伽玛校正特性701。另外，拉伸系 数a根据(x二255/Dth赋予。但是，针对相比临界灰度等级Dth为高亮度P 的显示图像数据的增强处理的拉伸系数a构成为，达到小于l的值(a〈1) 的伽玛校正特性701。图7 (C)是将图7 (B)所示的伽玛校正特性701中相比临界灰度等级 Dth为高亮度的部分放大的图。在由数据拉伸电路406进行的增强处理中， 曲线的伽玛校正特性701的运算量较大、运算时间也比较长，所以在由数 据拉伸电路406进行的增强处理中使用近似直线的伽玛校正特性702。曲线 的伽玛校正特性701的凹部被利用近似直线的伽玛校正特性702的直线插 补。
《其他实施方式》
图8是表示根据本发明的其他实施方式，由图4所示的液晶驱动器100 的数据拉伸电路406执行的具有特定颜色的显示图像数据的增强处理的图。
如图8 (A)所示，由数据拉伸电路406进行的针对相比临界灰度等级 Dth为低亮度的具有特定颜色的显示图像数据的增强处理的拉伸系数，构成 为达到比图7 (B)所示的拉伸系数更大的值的输入灰度和输出灰度的伽玛 校正特性801。
如图8 (B)所示，具有特定颜色的显示图像数据被分布在相比临界灰 度等级Dth为高亮度侧的亮度a和亮度b之间的位置。针对分布于该亮度a 和亮度b之间的具有高亮度的特定颜色的显示图像数据的增强处理的拉伸 系数，被设为伽玛校正特性801的曲线所示的比较小的值。因此，通过减 小相比临界灰度等级Dth为高亮度侧的增强处理的拉伸系数，可以消除具 有特定颜色的显示图像数据的"泛白"。并且，在本发明的其他实施方式中， 可以利用近似直线的伽玛校正特性802的直线插补曲线的伽玛校正特性 801的凹部。
图9是表示根据本发明的其他实施方式，在移动电话的液晶显示面板 上显示有显示图像数据的状态图。
在图9所示的液晶显示面板上，显示图像数据包括把肤色作为特定颜 色的人物的人脸的显示图像数据902、和除此之外的背景的显示图像数据 901。
关于人脸的显示图像数据902，按照图8 (A)所示，针对低亮度的特 定颜色的显示图像数据，进行基于比较大的拉伸系数的增强处理，使增加 容易进入人眼的人物的人脸的显示图像数据902的灰度和亮度。但是，对 于高亮度的人脸的显示图像数据902，按照图8 (A)所示，进行基于比较小的拉伸系数的增强处理，以消除"泛白"。
并且，关于背景的显示图像数据901，如图4所示，在图像数据较暗
时，降低背光源的发光亮度来实现低功耗，另一方面，按照图7所示进行 增强处理，以改善较暗图像的对比度。并且，关于背景的显示图像数据901， 如图4所示，在图像数据较明亮时，增加背光源的发光亮度来改善对比度， 而在图像数据极其明亮时，减小增强处理的拉伸系数，以消除"泛白"。
以上根据实施方式具体说明了本发明者完成的发明，但本发明不限于 此，当然可以在不脱离其宗旨的范围内进行各种变更。
例如，液晶驱动器的应用范围不限于移动电话，也可以适用于安装了 液晶显示器的DVD播放器等依靠电池动作的小型多媒体播放器。
权利要求
1.一种液晶驱动装置，具有液晶控制器和特定颜色拉伸处理电路，其特征在于，所述液晶控制器响应显示数据，生成提供给液晶显示面板的液晶驱动信号，所述特定颜色拉伸处理电路生成具有预定的色相并且具有输出灰度的图像输出信号，该输出灰度是利用预定的系数从低亮度的特定颜色的图像输入信号的输入灰度增强后的灰度，所述特定颜色拉伸处理电路在所述特定颜色的所述图像输入信号是高亮度时，生成利用小于所述预定的系数的其他系数将所述高亮度的所述图像输入信号增强后的输出灰度的图像输出信号，由所述特定颜色拉伸处理电路生成的所述图像输出信号，作为所述显示数据被提供给所述液晶控制器。
2. 根据权利要求l所述的液晶驱动装置，其特征在于， 在所述特定颜色拉伸处理电路中，将所述预定的系数和所述其他系数确定为与可变加权倍率成比例，将所述可变加权倍率的值确定为与所述特 定颜色的所述图像输入信号成反比。
3. 根据权利要求2所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述特定颜色拉伸处理电路包括特定颜色寄存器和特定颜色亮度直方图计数电路，在所述寄存器中事前存储有特定颜色识别信息，所述特定颜色亮度直 方图计数电路根据存储在所述寄存器中的所述特定颜色识别信息，制作所 述特定颜色的所述图像输入信号的特定颜色亮度直方图。
4. 根据权利要求3所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述特定颜色拉伸处理电路还包括加权电路、基础直方图计数电路和加法器，所述加权电路利用所述可变加权倍率对所述特定颜色亮度直方图计数 电路制作的所述特定颜色亮度直方图进行加权计算，将所述加权电路的所 述加权计算的结果提供给所述加法器的一方的输入端子，所述基础直方图计数电路根据提供的背景图像制作所述背景图像的基 础亮度直方图，将所述基础亮度直方图提供给所述加法器的另一方的输入 端子，根据所述加法器的输出，控制所述特定颜色拉伸处理电路的伽玛校正 特性。
5. 根据权利要求4所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述液晶驱动装置还包括背光源处理电路和背光源控制器， 所述背光源控制器响应来自所述背光源处理电路的数据，生成提供给背光源的背光源驱动信号，在从所述液晶控制器提供给所述液晶显示面板的图像数据是低亮度 时，所述背光源处理电路降低所述背光源的发光亮度，而所述特定颜色拉 伸处理电路通过增强所述低亮度的所述图像数据的灰度改善所述液晶显示 面板的对比度，所述背光源处理电路基于所述基础直方图计数电路制作的所述基础亮 度直方图，生成出现频度从所述图像数据的最大亮度值侧起达到预定值的 临界灰度等级，将由所述背光源处理电路生成的所述临界灰度等级提供给所述特定颜 色拉伸处理电路，所述特定颜色拉伸处理电路利用预定的拉伸系数，将亮 度比所述临界灰度等级低的所述图像数据的灰度增强，所述特定颜色拉伸处理电路利用小于所述预定的拉伸系数的其他拉伸 系数，将亮度比所述临界灰度等级高的所述图像数据的灰度增强。
6. 根据权利要求5所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述背光源处理电路包括第2加权电路、第2加法器和运算电路， 所述第2加权电路利用第2可变加权倍率对所述特定颜色亮度直方图计数电路制作的所述特定颜色亮度直方图进行第2加权计算，将所述第2加权电路的所述第2加权计算的结果提供给所述第2加法器的一方的输入 端子，所述第2可变加权倍率的值被确定为与所述特定颜色的所述图像输 入信号成比例，将由所述基础直方图计数电路制作的所述基础亮度直方图，提供给所 述第2加法器的另一方的输入端子，所述运算电路基于所述第2加法器的输出，生成所述临界灰度等级。
7. 根据权利要求1 6中任一项所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述液晶驱动装置被集成为半导体集成电路的芯片。
8. 根据权利要求1 6中任一项所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述特定颜色拉伸处理电路生成将作为所述特定颜色的所述图像输入信号的、肤色的图像输入信号的灰度增强后的图像输出信号。
9. 一种液晶驱动装置，具有显示数据处理电路、液晶控制器、背光源 数据处理电路和背光源控制器，其特征在于，所述显示数据处理电路生成提供给所述液晶控制器的显示数据，所述 液晶控制器响应所述显示数据，生成提供给液晶显示面板的液晶驱动信号，所述显示数据处理电路包括基础直方图计数电路，该基础直方图计数 电路根据提供的背景图像制作所述背景图像的基础亮度直方图，所述背光源数据处理电路生成提供给所述背光源控制器的背光源数 据，所述背光源控制器响应所述背光源数据，生成提供给背光源的背光源 驱动信号，在从所述液晶控制器提供给所述液晶显示面板的图像数据是低亮度 时，所述背光源处理电路降低所述背光源的发光亮度，而所述显示数据处 理电路通过增强所述低亮度的所述图像数据的灰度改善所述液晶显示面板 的对比度，所述背光源处理电路基于所述基础直方图计数电路制作的所述基础亮 度直方图，生成出现频度从所述图像数据的最大亮度值侧起达到预定值的 临界灰度等级，将由所述背光源处理电路生成的所述临界灰度等级提供给所述显示数 据处理电路，所述显示数据处理电路利用预定的拉伸系数，将亮度比所述 临界灰度等级低的所述图像数据的灰度增强，所述显示数据处理电路利用小于所述预定的拉伸系数的其他拉伸系 数，将亮度比所述临界灰度等级高的所述图像数据的灰度增强。
10.根据权利要求9所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述显示数据处理电路包括特定颜色拉伸处理电路，该特定颜色拉伸 处理电路生成具有预定的色相并且具有输出灰度的图像输出信号，该输出 灰度是利用预定的系数将低亮度的特定颜色的图像输入信号的输入灰度增 强后的灰度，所述特定颜色拉伸处理电路在所述特定颜色的所述图像输入信号是高 亮度时，生成利用小于所述预定的系数的其他系数将所述高亮度的所述图 像输入信号增强后的输出灰度的图像输出信号，将由所述特定颜色拉伸处理电路生成的所述图像输出信号，作为所述 显示数据提供给所述液晶控制器。
11.根据权利要求9 10中任一项所述的液晶驱动装置，其特征在于， 所述液晶驱动装置被集成为半导体集成电路的芯片。
全文摘要
本发明是一种液晶驱动装置，在采用特定颜色增强时，即使特定颜色的像素是高灰度，也能够减小显示画面整体的亮度下降。液晶驱动装置(100)具有液晶控制器(107)和特定颜色拉伸处理电路(105、106)。液晶控制器(107)响应显示数据生成提供给液晶显示面板(12)的液晶驱动信号。在特定颜色拉伸处理电路(105、106)中，生成利用预定的系数(304)将低亮度的特定颜色的图像输入信号增强后的灰度的图像输出信号，并且生成利用较小的其他系数(308)将高亮度的特定颜色的所述图像输入信号增强后的灰度的图像输出信号。通过特定颜色拉伸处理电路(105、106)被适当增强后的图像输出信号，作为显示数据提供给液晶控制器(107)。
文档编号G09G5/02GK101599255SQ20091014124
公开日2009年12月9日 申请日期2009年5月14日 优先权日2008年6月4日
发明者丰岛刚树, 工藤泰幸, 本间和树, 赤井亮仁, 黑川能毅 申请人:株式会社瑞萨科技