JP2003288057A

JP2003288057A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003288057A
Application number: JP2002090305A
Authority: JP
Inventors: Akira Yamaguchi; 晃山口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＵＴによる非線形変換を行わなくても、表示
画像の種類に応じた最適な階調特性の画像を表示できる
画像表示装置を提供する。【解決手段】液晶表示パネルと、液晶表示パネルに駆動
信号を供給する複数の参照電圧入力ポイントを有するド
ライバＩＣと、ドライバＩＣの参照電圧入力ポイントに
参照電圧を供給する、各参照電圧入力ポイント毎に独立
に供給電圧を変更できる参照電圧供給手段とを有するこ
とにより、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の技
術分野に属し、詳しくは、階調分解能の低減を生じるこ
となく、表示画像に応じた最適な階調特性の画像を表示
することができる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＴ診断装置、ＭＲＩ診断装置、Ｘ線診
断装置、ＦＣＲ（富士コンピューテッドラジオグラフィ
ー）等の医療用測定装置で撮影された診断画像は、通
常、Ｘ線フィルムやフィルム感光材料等の光透過性の画
像記録フィルムに記録され、光透過性の画像として再生
される。この診断画像が再生されたフィルムは、シャー
カステンと呼ばれる光源装置にセットされて、背面から
光を照射された状態で観察され、診断が行われる。これ
に対して、近年では、医療用測定装置で撮影した診断画
像をディスプレイに表示して、観察／診断することが行
われている（電子シャーカステン）。

【０００３】従来から、コンピュータ等に用いられる表
示用のディスプレイとしてはＣＲＴ（Cathode Ray Tub
e）が主に用いられている。これに対し、近年では、小
型／軽量である等の有利な点を有する液晶表示装置（Ｌ
ＣＤ）が広く普及しており、医療用途におけるディスプ
レイとしても、次第に、ＬＣＤが利用されるようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現状では、ＬＣＤは、
基本的に、ＣＲＴに置き換えて使用することを念頭にお
いて開発されている。そのため、ＬＣＤは、ＣＲＴと同
様のγ＝２．２と呼ばれる階調特性で画像を表示するよ
うに作製されており、通常、ソースドライバＩＣから液
晶表示パネルに供給する駆動電圧を設定することで、階
調特性をγ＝２．２に調整され、これに固定されてい
る。ところが、医療用途のディスプレイでは、従来から
使用されているイメージャーでフィルムに再生される画
像に準拠する画像を要求されるのが通常である。そのた
め、これらで出力されている、ｌｏｇリニアやＤＩＣＯ
Ｍ（医療用画像データや波形データ等の伝送規格）のＧ
ＳＤＦ（グレースケール標準表示関数）等の階調特性で
の画像表示を要求される場合が多い。

【０００５】これに対応するために、医療用のＬＣＤで
は、画像データをＬＵＴ（ルックアップテーブル）によ
って非線形変換することにより、表示画像の階調特性を
γ＝２．２からｌｏｇリニア等の所望の階調特性に変換
して画像を表示している。ところが、ＬＵＴによる非線
形変換は、画像データのビット落ちを伴う。そのため、
画像表示の階調分解能が低下して、画質が劣化してしま
う。特に、医療用途では、画像の視認ミスは誤診につな
がるため非常に高画質な画像が要求され、ビット落ちに
起因する画質劣化は大きな問題となる。

【０００６】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、主に医療用の診断画像の表示に使
用される液晶表示装置であって、ＬＵＴによる非線形変
換を不要とし、すなわちビット落ちによる画質劣化を生
じることなく、ＣＲ診断装置装置による画像、ＣＴ診断
装置による画像等の画像の種類に応じて、最適な階調特
性の画像を表示することができる画像表示装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネル
に駆動信号を供給する複数の参照電圧入力ポイントを有
するドライバＩＣと、前記ドライバＩＣの参照電圧入力
ポイントに参照電圧を供給する、各参照電圧入力ポイン
ト毎に独立に供給電圧を変更できる参照電圧供給手段と
を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

【０００８】このような本発明の液晶表示装置におい
て、医療用診療装置によって撮影された画像を表示する
ものであり、前記医療用診断装置に応じて、参照電圧供
給手段から各参照電圧入力ポイントに供給する参照電圧
を変更するのが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶表示装置につ
いて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説
明する。

【００１０】図１に、本発明の液晶表示装置の一例の概
念図を示す。図１に示される液晶表示装置１０（以下、
ＬＣＤ１０とする）は、一例として、液晶による画像表
示を行う液晶表示パネル１２と、ソースドライバＩＣ１
４と、デジタルポテンショメータ１６（１６ａ〜１６
ｒ）と、電源１８と、参照電圧調整部２０とを有して構
成される。

【００１１】このＬＣＤ１０は、一例として、ＣＴ診断
装置、ＭＲＩ診断装置、ＦＣＲ（富士コンピューテッド
ラジオグラフィー）などのＣＲ診断装置、Ｘ線診断装
置、マンモグラフィー等の医療用診断装置（撮影装置）
から画像データＲを受け取り、その画像を表示する医療
用の液晶表示装置である。なお、ＬＣＤ１０は、カラー
の液晶表示装置でも、モノクロの液晶表示装置でもよい
が、本発明のＬＣＤ１０は医療用途に好適であり、従っ
て、特にモノクロＬＣＤ１０であるのが好ましい。

【００１２】液晶表示パネル１２（以下、液晶パネル１
２とする）は、各種の液晶表示装置に用いられる公知の
液晶表示パネルである。本発明のＬＣＤ１０おいて、液
晶パネル１２には特に限定はなく、ガラス基板、液晶に
よる画素（セル）の２次元的な配列、各画素を変調する
ＴＦＴ（Thin Film Transistor) 等の変調手段、ガラス
基板を挟んで配置される偏光板、ブラックマトリクス、
裏面側（観察面と逆面）から観察光を照射するバックラ
イト等を有して構成される、公知の液晶表示パネルが全
て利用可能である。従って、液晶パネル１２の動作モー
ドも、ＴＮ(Twisted Nematic) モード、ＳＴＮ(Super T
wisted Nematic) モード、ＥＣＢ(Electrically Contro
lled Birefringence) モード、ＩＰＳ(In-Plane Swichi
ng) モード、ＭＶＡ(Multi-domainVertical Alignemen
t)モード等の全ての動作モードが利用可能であり、さら
に、スイッチング素子やマトリクスにも限定はない。

【００１３】ソースドライバＩＣ１４（以下、ソースド
ライバ１４とする）は、ＣＲ診断装置や内視鏡等の各種
の医療用撮影装置から供給された、例えば８ビットの画
像データＲに応じた駆動電圧（駆動信号）を液晶パネル
１２に供給するものであり、基本的に、各種の液晶表示
装置に用いられる公知のものである。図示例において
は、参照ポイントＰ₀〜Ｐ₁₇の１８点の参照ポイントＰ
を有する。参照ポイントＰ₀〜Ｐ₈の９点は正極性であ
り、それぞれ、参照電圧Ｖｒ₀〜Ｖｒ₈が参照電圧Ｖｒ
として供給される。また、参照ポイントＰ₉〜Ｐ₁₇の９
点は負極性であり、それぞれ、参照電圧Ｖｒ₉〜Ｖｒ₁₇
が参照電圧Ｖｒとして供給される。また、正／負極性の
いずれも、９点の参照ポイントＰを例えばラダー抵抗で
つないで抵抗分圧することにより参照ポイントＰ間を線
型補間して、２５６階調に対応する駆動電圧を液晶パネ
ル１２に供給する。

【００１４】デジタルポテンショメータ１６（以下、ポ
テンショメータ１６とする）は、前記参照ポイントＰに
参照電圧Ｖｒを供給するものである。また、ポテンショ
メータ１６ａ〜１６ｉには参照電圧Ｖｒの正極性用の基
準となる基準電圧＋Ｖｂが、ポテンショメータ１６ｊ〜
１６ｒには参照電圧Ｖｒの負極性用の基準となる基準電
圧−Ｖｂが、それぞれ電源部１８からが供給される。ポ
テンショメータ１６は、デジタル的に抵抗値を変更して
供給電圧を変更する、いわゆるデジタルの電圧加減用可
変抵抗器である。

【００１５】なお、本発明においては、ソースドライバ
ＩＣ１４に駆動電圧を供給する手段は、ポテンショメー
タ１６に限定はされず、後述するように、供給する参照
電圧Ｖｒを各参照ポイントＰ毎に独立して変更可能であ
れば、Ｄ／Ａコンバータ等の各種の駆動電圧の供給手段
が利用可能である。

【００１６】図示例において、ポテンショメータ１６
は、各参照ポイントＰ毎に接続されている。具体的に
は、参照ポイントＰ₀にはポテンショメータ１６ａが接
続されて参照電圧Ｖｒ₀が、参照ポイントＰ₁にはポテ
ンショメータ１６ｂが接続されて参照電圧Ｖｒ₁が、…
……参照ポイントＰ₁₇にはポテンショメータ１６ｒが接
続されて参照電圧Ｖｒ₁₇が、それぞれ供給される。すな
わち、本発明のＬＣＤ１０においては、ソースドライバ
１４に供給する参照電圧Ｖｒを、各参照ポイントＰ毎に
独立に設定／変更することができ、これにより、各画像
データＲに対応する液晶パネル１２の駆動電圧を変更し
て、液晶パネル１２の階調特性を目的に応じて変更する
ことができる。

【００１７】医療用途のディスプレイによる画像表示に
は、画像を撮影した診断装置等に応じた各種の階調特性
が要求されるのは、前述のとおりである。図２に、ＬＣ
Ｄ１０が基本的に有する特性（ノーマリブラック）の一
例を含め、各種の階調特性の一例を示す。なお、図２に
は、グラフ形状の参考として、リニアな階調特性も併記
する。

【００１８】例えば、ＣＲ診断装置で撮影された画像
は、診断用フィルムのイメージャ（画像記録装置）の階
調特性に合わせてｌｏｇリニア（対数変換してリニアに
なる特性）の階調特性で表示するのが好ましく、特に、
富士写真フイルム社製のＦＣＲ（Fuji Computed Radiog
raphy)では、システムのイメージャに合わせて中間域が
ｌｏｇリニアになるＦＦ−ｌｏｇリニアの階調特性で表
示するのが好ましい。内視鏡画像では、ＣＲＴに表示す
ることを前提に画像データが生成されるため、γ＝２．
２の階調特性で表示するのが好ましい。また、ＣＴ診断
装置やＭＲＩ診断装置等で撮影した画像では、ＤＩＣＯ
Ｍ(Digital Imaging and Communication in Medicine
医療用画像データや波形データ等の伝送規格）のＧＳＤ
Ｆ(Grayscale Standard Display Function グレースケ
ール標準表示関数）に対応する階調特性で表示するのが
好ましい。

【００１９】従来の液表表示装置では、ＣＲＴと同じγ
＝２．２の階調特性で表示を行うようにソースドライバ
ＩＣの参照電圧やラダー抵抗が設定され、階調特性は、
これに固定されているのは、前述のとおりである。その
ため、このような要求に対して、γ＝２．２以外のＦＦ
−ｌｏｇリニア等階調特性で画像を表示するためには、
ＬＵＴ（ルックアップテーブル）等を用いて画像データ
を非線形に変換する必要あり、そのため、ビット落ちに
よる階調分解能の低下を避けることができず、画質低下
の一因になっている。

【００２０】これに対し、本発明のＬＣＤ１０において
は、ソースドライバ１４の各参照ポイントＰに供給する
参照電圧Ｖｒを、個々の参照ポイントＰで独立に設定／
変更可能にすることにより、変換ＬＵＴ等を用いなくて
も、所望の階調特性で画像を表示することができる。そ
のため、本発明のＬＣＤ１０によれば、ビット落ちによ
る階調分解能の低下すなわち画質劣化を生じることな
く、表示画像（画像データＲ供給源の医療用診断装置）
の種類に応じた、好適な階調特性で画像表示を行うこと
ができる。

【００２１】また、人間の視覚弁別能は輝度によって異
なり、低輝度なほどコントラストの弁別能が低下する傾
向にある。すなわち、人間の視覚特性に対応した好適な
観察を可能にするためには、バックライトが劣化した場
合や設置位置の照明が暗い場合には低輝度領域の階調を
より立てる等、ＬＣＤ１０の状態や観察環境等に応じ
て、階調特性を変更するのが好ましい。本発明のＬＣＤ
１０によれば、各参照電圧Ｖｒの設定／調整によって、
表示画像の種類みならず、このような装置の経時的な劣
化や観察環境にも良好に対応した、好適な階調特性での
画像表示も可能である。

【００２２】なお、特開平１１−４５０７４号、同１１
−２０２２９９号の各公報には、液晶表示パネルのソー
スドライバＩＣに参照電圧を供給する参照電圧発生回路
に複数のラダー抵抗回路を設定し、使用するラダー抵抗
回路の切り換えにより、階調特性を変更できる液晶表示
装置（液晶ディスプレイ装置）が開示されている。しか
しながら、この液晶表示装置では、使用するラダー抵抗
回路を切り換えることにより、全ての参照電圧を固定的
に変更するものであり、個々の参照電圧を独立して設定
／変更することはできない。そのため、このＬＣＤで
は、上述のような様々な種類の階調特性に好適に対応す
ることは、回路構成上困難である。ましてや、人間の視
覚弁別能等を考慮して、経時変化や観察環境等に応じた
階調特性の画像を表示することは不可能である。

【００２３】本発明のＬＣＤ１０において、参照電圧Ｖ
ｒの設定方法には特に限定はなく、各種の方法が利用可
能であるが、一例として、以下の方法が例示される。以
下、画像データをｘ、輝度をＬ、ＬＣＤ１０の駆動電圧
をｙとして、図３を参照して説明する。まず、ＬＣＤ１
０が基本的に有する階調特性、すなわち、液晶透過率の
電圧依存性である液晶特性Ｌ＝ｇ（ｙ）を設定する。な
お、液晶特性Ｌ＝ｇ（ｙ）は、例えば、駆動電圧ｙをリ
ニアに変化した際の輝度変動を測定して設定すればよ
く、あるいは、ＬＣＤ１０の特性等に応じて予め設計的
に設定してもよい。この液晶特性Ｌ＝ｇ（ｙ）を第３象
限とする。

【００２４】一方で、γ＝２．２やＧＳＤＦなど、目標
とする階調特性Ｌ＝ｈ（ｘ）を設定する。この目標階調
特性Ｌ＝ｈ（ｘ）は、ＬＣＤ１０の特性等に応じて予め
設計的に設定すればよい。また、目的特性Ｌ＝ｈ（ｘ）
は、複数の階調特性に応じて複数設定してもよいのは、
もちろんである。この目的階調特性Ｌ＝ｈ（ｘ）を第１
象限とする。なお、図３においては、一例として、γ＝
２．２の階調特性を示す。

【００２５】ある画像データｘ_Aにおける目的輝度Ｌ_A
を達成するためには、図３に示されるように、液晶特性
Ｌ＝ｇ（ｙ）を基にして、ＬＣＤ１０による輝度がＬ_A
となる駆動電圧ｙ_Aを設定すればよい。このような点列
（ｘ，ｙ）を、ソースドライバ１４に設定できる点数分
だけ求め、第４象限に示されるような、ｙ＝ｆ（ｘ）を
設定する。すなわち、Ｌ＝ｈ（ｘ）＝ｇ（ｆ（ｘ））ｙ＝ｆ（ｘ）＝ｇ^-1（ｈ（ｘ））

【００２６】このとき、ソースドライバ１４の参照ポイ
ントＰは、有限個（図示例においては、９個）であるの
で、目標階調特性Ｌ＝ｈ（ｘ）に、できるだけ近似した
特性とする必要がある。それに応じて、例えば、目的階
調特性Ｌ＝ｈ（ｘ）と調整後の階調特性とで、ソースド
ライバ１４による各階調レベル（ｘ）における輝度の差
ΔＬ（ｘ）の二乗の和が最小になるように、点列（ｘ，
ｙ）を設定するのが好ましい。

【００２７】ＬＣＤ１０においては、これを実現するよ
うに、ソースドライバ１４の各参照ポイントＰに供給す
る参照電圧Ｖｒを設定すればよい。なお、ＬＣＤ１０で
は、折れ線近似の階調特性となるが、中間の階調は、例
えば、ソースドライバ１４のラダー抵抗での抵抗分圧で
線型補間される。

【００２８】各ポテンショメータ１６には参照電圧調整
部２０（以下、調整部２０とする）が接続され、それぞ
れに、独立した参照電圧Ｖｒの調整信号が供給される。
各ポテンショメータ１６は、この調整信号に応じて、対
応する参照ポイントＰに供給する参照電圧Ｖｒを調節す
る。例えば、調整部２０には、図２に示されるＬＣＤ、
γ＝２．２、ｌｏｇリニア、ＧＳＤＦおよびＦＦ−ｌｏ
ｇリニアの５種の階調特性に対応して、各ポテンショメ
ータ１６からの供給電圧を調整する調整信号が設定され
ている。調整部２０は、表示画像を撮影した診断装置の
種類や画像の種類を示す識別信号Ｍに応じて、対応する
階調特性の調整信号を送り、各ポテンショメータ１６か
ら参照ポイントＰに供給する参照電圧Ｖｒを調整させ
る。

【００２９】なお、ＬＣＤ１０においては、各ポテンシ
ョメータ１６から供給する参照電圧Ｖｒは、調整部２０
を介してあるいは直接、外部から任意に調節可能である
のは、もちろんである。また、本発明は、このような調
整部２０を有さず、目的とする階調特性に応じて個々の
ポテンショメータ１６を調整するものであってもよい。

【００３０】以上、本発明の液晶表示装置について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変
更を行ってもよいのは、もちろんである。

【００３１】例えば、以上の例は、８ビットの画像デー
タを受け取り、８ビット（２５６階調）で液晶ディスプ
レイを駆動したが、本発明の液晶表示装置は、これに限
定はされず、これ以上の高解像度の液晶表示を行うもの
であってもよく、あるいは、６ビット等の８ビットより
解像度の低い液晶表示を行うものであってもよい。ま
た、使用するポテンショメータ１６（駆動電圧供給手
段）の分解能等によっては、基準電圧Ｖｂを複数供給で
きるようにしてもよい。例えば、基準電圧Ｖｂ（＋Ｖｂ
および−Ｖｂ）として高電圧側と低電圧側との２つの基
準電圧Ｖｂを有し、表示画像（医療用診断装置）の階調
特性に応じた基準電圧Ｖｂを選択してもよい。さらに、
以上の例は、本発明の効果を好適に発現できる好ましい
態様として、本発明の液晶表示装置を医療用の画像表示
装置に利用した例であるが、本発明は、これに限定はさ
れず、コンピュータのディスプレイ等の各種の画像表示
に好適に利用可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶表示装置によれば、例えば、各種の階調特性での画
像表示に対応する必要がある医療用診断画像の表示等に
おいて、ＬＵＴによる非線形変換による階調特性の変換
を不要とし、ビット落ちによる階調分解能低下に起因す
る画質劣化を生じることなく、表示画像の種類に応じ
た、最適な階調特性の画像を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置を医療用画像表示装置
に利用した際の一例の概念図である。

【図２】各種の階調特性を示すグラフである。

【図３】本発明の液晶表示装置における参照電圧決定
方法の一例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ＬＣＤ（液晶表示装置）１２液晶（表示）パネル１４ソースドライバ（ＩＣ）１６（デジタル）ポテンショメータ１８電源部２０調整部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６８０Ｇ０９Ｇ 3/20 ６８０ＷＦターム(参考） 2H093 NA10 NC03 NC10 NC13 NC22 NC23 NC25 NC26 NC49 ND04 ND06 ND07 ND08 ND10 5C006 AC21 AF46 BB16 BC11 BF42 EC08 FA54 5C080 AA10 BB05 DD07 EE28 FF11 JJ02 JJ05 KK26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルに
駆動信号を供給する複数の参照電圧入力ポイントを有す
るドライバＩＣと、前記ドライバＩＣの参照電圧入力ポ
イントに参照電圧を供給する、各参照電圧入力ポイント
毎に独立に供給電圧を変更できる参照電圧供給手段とを
有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】医療用診療装置によって撮影された画像を
表示するものであり、前記医療用診断装置に応じて、参
照電圧供給手段から各参照電圧入力ポイントに供給する
参照電圧を変更する請求項１に記載の液晶表示装置。