JP2004309553A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】実質的に高いコントラスト比が得られる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置において、従来から備えられている第1の液晶パネル40に加えて、第2の液晶パネル90が備えられている。画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200が表す画像の輝度度数分布を得る。その輝度度数分布から得られる重心に基づき、画面全体が暗い場合には、第2の液晶パネル90には画面全体で一様に光量が調整されるように電圧が印加され、第1の液晶パネル40には暗い部分の濃淡が細かく表示されるように補正された電圧が印加される。一方、画面全体が明るい場合には、光量の調整や電圧の補正は行われない。これにより、実質的に高いコントラスト比が得られ、色の濃淡について人間が持つ識別度を考慮した画像表示が行われる液晶表示装置を実現することができる。
【選択図】 図2
【解決手段】液晶表示装置において、従来から備えられている第1の液晶パネル40に加えて、第2の液晶パネル90が備えられている。画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200が表す画像の輝度度数分布を得る。その輝度度数分布から得られる重心に基づき、画面全体が暗い場合には、第2の液晶パネル90には画面全体で一様に光量が調整されるように電圧が印加され、第1の液晶パネル40には暗い部分の濃淡が細かく表示されるように補正された電圧が印加される。一方、画面全体が明るい場合には、光量の調整や電圧の補正は行われない。これにより、実質的に高いコントラスト比が得られ、色の濃淡について人間が持つ識別度を考慮した画像表示が行われる液晶表示装置を実現することができる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から受け取る画像信号に基づいて画像表示を行う液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より会議等で発表するためや大画面での映画を楽しむためにプロジェクターが使用されている。プロジェクターとしては、液晶パネルを使用している液晶プロジェクター(投射型液晶表示装置)、反射型光制御素子を使用しているDLP(Digital Light Processing)プロジェクター等が知られている。
【0003】
図12は、従来の単板方式の投射型の液晶表示装置の構成図である。この液晶表示装置は、ランプ10と、入射側光学系20と、第1の偏光板30と、液晶パネル40と、第2の偏光板50と、出射側光学系60とを備えている。ランプ10から発せられた光が、入射側光学系20、第1の偏光板30、液晶パネル40、第2の偏光板50、および出射側光学系60を順に透過することによって形成された画像がスクリーン70に表示される。なお、以下、ランプからスクリーンまでの光の経路上において、ランプ側を「光の入射側」といい、スクリーン側を「光の出射側」という。
【0004】
図13は、従来の3板方式の投射型の液晶表示装置の構成図である。この液晶表示装置は、上述の単板方式の投射型の液晶表示装置の構成に加えて、ダイクロフィルターと、ミラーと、ダイクロプリズム80とを備えている。この液晶表示装置では、光源であるランプから発せられた光を赤色成分と、緑色成分と、青色成分とにダイクロフィルターによって分離することにより、光の経路が3つに分けられている。そして、前述した光のそれぞれの成分の経路上に、第1の偏光板30と、液晶パネル40と、第2の偏光板50とが設けられている。ランプ10から発せられた光は、入射側光学系20を透過した後、ダイクロフィルターによって前述した3つの成分に分離される。分離された光は、それぞれの経路上の第1の偏光板30、液晶パネル40、および第2の偏光板50を透過した後、ダイクロプリズム80によって合成される。合成された光は出射側光学系60を透過し、その合成光により画像がスクリーン70に表示される。
【0005】
上記のような液晶表示装置では、スクリーンに表示すべき画像を表す画像信号に基づき液晶パネルに電圧を印加することにより、表示画像が形成される。例えば、ノーマリホワイトと呼ばれている方式の場合、液晶パネルに電圧が印加されると、第2の偏光板によって光が遮断されることにより、黒い画像(暗い画像)が表示される。液晶パネルに電圧が印加されないと、光は第2の偏光板を透過し、白い画像(明るい画像)が表示される。ここで、最も明るい画像の輝度と最も暗い画像の輝度との比を表すコントラスト比が高いほど、画面上に明暗が顕著に表れる。明暗が顕著に表れると、その画面は見やすいので、液晶表示装置としては高いコントラスト比が望まれる。
【0006】
図14は、液晶パネルに印加する電圧と透過率との関係を示す図である。横軸は液晶パネルに印加する電圧を表し、縦軸は光の透過率を表している。なお、透過率が高くなると、表示される画像が明るくなる。液晶パネルとしては、(a)に示すように所定値以上の電圧が印加されると透過率が0%になることが最も望ましいが、従来の液晶パネルでは、透過率が0%になることは実現されていない。
【0007】
特開平08−106090に開示された表示装置では、使用環境の明るさに応じて表示画像のコントラスト比と明るさとの関係が好適化されている。この表示装置では、白画像が表示されたスクリーンの輝度と黒画像が表示されたスクリーンの輝度とが光センサによって検出され、そのコントラスト比が最大となるように、光の経路上に設けられた絞りが開閉される。
【0008】
【特許文献1】
特開平08−106090号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクターには、会議での発表等で使用されるデータ用プロジェクター、映画等を観るために使用されるAV(Audio Visual)用プロジェクターがあるが、特にAV用プロジェクターでは、動画による画像が表示されるのが一般的である。このように、プロジェクターによって表示される画像は刻々と変化するが、上記表示装置では、画像の変化に応じてコントラスト比を最大化することは実現されていない。また、液晶プロジェクターとDLPプロジェクターとを比較すると、液晶プロジェクターで得られるコントラスト比は200から500であるが、DLPプロジェクターで得られるコントラスト比は1000である。
【0010】
そこで、本発明は、刻々と変化する画像に応じて高いコントラスト比を実現する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、第1の液晶パネルと、該第1の液晶パネルを透過する光の入射側に配置された第1の偏光板と、該第1の液晶パネルを通過する光の出射側に配置された第2の偏光板とを備え、外部から与えられる画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動することにより、当該画像信号が表す画像を所定の画面に表示する液晶表示装置であって、
前記画面全体の明るさを、前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて変化させるための光量調整用の第2の液晶パネルを備えていることを特徴とする。
このような第1の発明によれば、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。
【0012】
第2の発明は、第1の発明において、
前記第1の液晶パネルに光を照射する光源と、
前記光源からの光のうち前記第1および第2の液晶パネルを透過した光を前記画面としてのスクリーンに投射する投射光学系とを備え、
前記投射光学系によって投射される光によって前記スクリーン上に前記画像を表示することを特徴とする。
このような第2の発明によれば、液晶プロジェクターにおいて、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。
【0013】
第3の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて前記画像信号を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
このような第3の発明によれば、画像の輝度度数分布に応じて補正された画像信号に基づいて第1の液晶パネルが駆動される。
【0014】
第4の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
所定の光路に沿って、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネル、前記第2の偏光板、前記第2の液晶パネルおよび第3の偏光板を順に並べたことを特徴とする。
【0015】
第5の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
前記第2の液晶パネルは、人間の瞳孔の応答性に応じた時間間隔で前記光量を調整することを特徴とする。
このような第5の発明によれば、人間の瞳孔の応答性に応じた時間間隔で光量が調整される。
【0016】
第6の発明は、第2の発明において、
所定の光路に沿って入射側から出射側に向かって、前記第2の液晶パネル、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネルおよび前記第2の偏光板を順に並べたことを特徴とする。
このような第6の発明によれば、入射側光学系が備えるPBSにより光が偏光されるので、必要となる偏光板を削減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【0018】
<1.第1の実施形態>
<1.1 構成の検討>
はじめに、課題を解決するにあたり、構成について検討する。従来の液晶パネルで得られるコントラスト比は上述のように200から500である。すなわち、最も明るい部分の明るさを100とすると、最も暗い部分の明るさは0.2から0.5である。但し、以下、説明を簡単にするため、従来の液晶パネルにおける印加電圧と透過率との関係を図14(b)に示すものとして、すなわち、最も明るい部分の明るさを100としたときに、従来の液晶パネルで得られる最も暗い部分の明るさが1であるとして説明する。
【0019】
液晶表示装置の光の経路上に液晶パネルが1枚備えられた場合、図14(b)に示すように、電圧を印加することにより透過率は1%から100%までの範囲で変化する。ここで、液晶パネルの特性を向上することが可能であるとしても、偏光板は光を100%遮断することができないので、実質的に透過率を0%にすることはできない。そこで、液晶パネルの特性を向上することにより高コントラスト比を実現するのではなく、他の方法により高コントラスト比を実現する必要がある。
【0020】
そこで、まず、人が画面を見るときの瞳孔の状態について検討する。人は、全体的に暗い画面を見ている時の方が、全体的に明るい画面を見ている時よりも、黒い部分について色の濃淡を細かく識別することができる(以下、人間が色の濃淡について識別することができる度合いを「階調識別度」という)。例えば、全体的に明るい画面を見ているときには、瞳孔は狭くなり、黒い部分について階調識別度が低くなる。一方、全体的に暗い画面を見ているときには、瞳孔は広くなり、黒い部分について階調識別度が高くなる。プロジェクターでは暗い画面や明るい画面が表示されるので、画面を見ている人の瞳孔は、表示される画面に応じて変化している。
【0021】
ここで、画像の変化に応じて光量を調整することを検討する。例えば、明るい画像から暗い画像に変わったときに、画面全体の光量を10分の1に減少させる。明るい画像における最も明るい部分の輝度値を100とすると、コントラスト比は100なので、明るい画像における最も暗い部分の輝度値は1である。一方、暗い画像における最も明るい部分の輝度値は、明るい画像に比べて光量を10分の1に減少しているので、10になる。また、暗い画像における最も暗い部分の輝度値は、コントラスト比は100なので、0.1となる。このように画像の変化に応じて光量を調整することにより、上述の例では、全体として、最も明るい部分の輝度値は100、最も暗い部分の輝度値は0.1となり、実質的にコントラスト比1000が実現される。このように光量を調整するために、従来から備えられている液晶パネルとは別に、新たに液晶パネルを備えることとする。以下、従来から備えられている液晶パネルを「第1の液晶パネル」といい、新たに備える液晶パネルを「第2の液晶パネル」という。
【0022】
次に、階調識別度を考慮した表示を行うためには、画像全体の明暗に応じた画像の補正処理が必要と考えられる。すなわち、画像全体が暗い場合には、画像全体が明るい場合と比べて、黒い部分の濃淡を細かく表示する必要がある。ここで、画面全体の光量を調整するために、上述のように、第2の液晶パネルには、全体に一様な電圧が印加される。一方、従来から第1の液晶パネルでは、画像を構成する画素と呼ばれる部分毎に電圧が印加されている。階調識別度を考慮した表示を行うための補正処理は、各部分毎に異なる電圧が印加される必要があるので、この補正処理は、第1の液晶パネルにおいておこなう。
【0023】
以上のような補正処理は、画像信号が表す画像全体の明るさに基づいて行われる必要がある。そこで、本実施形態では、その画像信号が表す画像の輝度の度数分布(以下「輝度度数分布」という)により、画像の明るさを判定する。
【0024】
<1.2 全体構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。この液晶表示装置は、光の入射側から光の出射側に向かって、順に、ランプ10と、入射側光学系20と、第1の偏光板30と、第1の液晶パネル40と、第2の偏光板50と、第2の液晶パネル90と、第3の偏光板100と、出射側光学系(投射光学系)60と、スクリーン70とを備えている。
【0025】
図2は、この液晶表示装置における液晶パネルを駆動するための回路の全体構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態を制御的観点から見たブロック図である。この液晶表示装置は、画像信号評価システム110と、画像信号電圧変換器120と、透過率制御信号発生器130とを含む表示制御回路を内部に備えている。また、第1の液晶パネル40には、信号線駆動回路と走査線駆動回路とが接続されている。さらに、この液晶表示装置は、パソコン等の外部装置と接続されており、外部装置が生成する画像信号200を受け取っている。画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200を受け取り、その画像信号を評価した結果を表す信号と、外部からの画像信号200とを出力する。画像信号を補正する補正手段である画像信号電圧変換器120は、外部からの画像信号200と、画像信号を評価した結果を表す信号とを受け取り、第1の液晶パネル40に後述するように電圧が印加されるよう、信号を出力する。信号線駆動回路は、画像信号電圧変換器120が出力する信号に基づいて、第1の液晶パネル40に電圧を印加する。走査線駆動回路は、従来から周知であるタイミングジェネレータ等が生成するタイミングを示す信号に基づいて、走査信号線が順に選択されるように、各走査信号線に走査信号を印加する。透過率制御信号発生器130は、画像信号を評価した結果を表す信号を受け取り、第2の液晶パネル90に後述するように電圧が印加されるよう、信号を出力する。
【0026】
<1.3 光学的作用>
次に、この液晶表示装置における光学的作用について、図1を参照しつつ説明する。ランプ10から発せられた光は、入射側光学系20に入射し、入射側光学系20を透過した光成分は、第1の偏光板30に入射する。第1の偏光板30では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。第1の偏光板30を透過した光成分は、第1の液晶パネル40に入射する。第1の液晶パネル40には、光成分が第2の偏光板50を透過することによりXYマトリックスを形成する画像が表示されるように、電圧が印加される。この印加される電圧に応じて、第1の液晶パネル40に入射した光成分の振動方向が回転される。
第1の液晶パネル40を透過した光は、第2の偏光板50に入射する。第2の偏光板50では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。第2の偏光板50を透過した光は、第2の液晶パネル90に入射する。第2の液晶パネル90には、光成分が第3の偏光板100を透過することにより画面全体の光量が一様に調整されるよう電圧が印加される。この印加される電圧に応じて、第2の液晶パネル90に入射した光成分の振動方向が回転される。第2の液晶パネル90を透過した光は、第3の偏光板100に入射する。第3の偏光板100では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。
【0027】
図4は、本実施形態に係る液晶表示装置が備えている3つの偏光板の偏光軸を模式的に示した図である。このように、第1の偏光板30における偏光軸と第2の偏光板50における偏光軸とは互いに直交している。また、第2の偏光板50における偏光軸と第3の偏光板100における偏光軸とは互いに直交している。
【0028】
<1.4 画像信号の補正処理>
次に、この液晶表示装置における画像信号の補正処理について説明する。なお、この液晶表示装置において、画像を形成するために液晶パネルに電圧を印加する駆動回路の構成は従来と同様であり周知であるので、詳しい説明は省略する。
【0029】
画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200を受け取り、その画像信号が表す画像の輝度度数分布を得る。ここで、輝度度数分布を得るためには、後述する補正処理の都度、すべての画素に対応づけられる画像信号を調べる必要はない。例えば、ある時点(以下「時点A」という)に対し次の時点(以下「時点B」という)では、変更分についてのみ輝度を調べ、時点Aにおける輝度度数分布から変更分を加減算することにより、時点Bにおける輝度度数分布を求めてもよい。
【0030】
輝度度数分布をグラフで表した例を図5および図6に示す。図5は、明るい領域と暗い領域が均等にある状態を示す輝度度数分布図である。図6は、全体的に暗い状態を示す輝度度数分布図である。画像信号評価システム110は、上述のような輝度度数分布から得られる重心を、外部からの画像信号200を評価した結果を表す信号(以下、「評価信号」という。)として出力する。
【0031】
次に、第2の液晶パネル90における補正処理について説明する。透過率制御信号発生器130は、画像信号評価システム110が出力した評価信号を受け取り、その評価信号に応じて第2の液晶パネル90で光量が調整されるように、信号を出力する。そして、透過率制御信号発生器130が出力した信号に基づいて、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。例えば、図5に示した状態のときには、透過率が100%となるように、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。一方、図6に示した状態のときには、透過率が例えば10%となるように、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。これにより、画面全体の明るさに応じた光量の調整が実現される。
【0032】
次に、第1の液晶パネル40における補正処理について説明する。画像信号電圧変換器120は、外部からの画像信号200と、画像信号評価システム110が出力した評価信号とを受け取り、その評価信号に応じて後述のように外部からの画像信号200が表す画像が補正されるように、信号を出力する。
【0033】
図7は、本実施形態に係る第1の液晶パネル40における、画像信号の表す輝度値と印加電圧との関係を示す図である。ここでは説明を簡単にするため、画像信号の表す画像を、明るい状態であるときと暗い状態であるときとの2段階のみの状態に分けて説明する。
【0034】
画像全体が明るい状態の場合、図7に示すように、符号aから符号cまでの画像信号の表す輝度値の範囲に対応して、1.0Vから4.5Vまでの電圧が第1の液晶パネル40に印加される。一方、画像全体が暗い状態の場合、図7に示すように、符号aから符号bまでの画像信号の表す輝度値の範囲に対応して、1.0Vから4.5Vまでの電圧が第1の液晶パネル40に印加される。すなわち、画像全体が暗い状態の場合には、符号aから符号bまでの画像信号の表す輝度値が、符号aから符号cまでの画像信号の表す輝度値に変換される。これにより、画像全体が暗い状態のときには、暗い部分については濃淡が細かく表示される。
このように、第1の液晶パネル40に印加する電圧を補正することにより、階調識別度を考慮した表示が実現される。
【0035】
ここで、液晶表示装置全体としての透過率は、第1の液晶パネル40における透過率と第2の液晶パネル90における透過率との積で表される。したがって、画面全体が明るい状態のときには、従来と同様に液晶表示装置全体としての透過率は1%から100%、画面全体が暗い状態のときには、図14(c)に示すように液晶表示装置全体としての透過率は0.1%から10%となる。画像は刻々と変化するものなので、液晶表示装置全体としての透過率は、実質的には0.1%から100%となる。すなわち、実質的にコントラスト比が1000である液晶表示装置が実現される。
【0036】
<1.5 補正処理の頻度>
次に、上記補正処理が行われる頻度について説明する。例えばフレーム周波数が60Hzである液晶表示装置では、画面は16ミリ秒毎に切り替わる。画面が切り替わる都度、上記補正処理が行われると、すべての時点の画面に対して、輝度に応じた補正処理が行われる。しかし、この場合には、表示制御回路にかかる負担が大きくなる。一方、人間の瞳孔の応答性は、画面が切り替わる頻度より遅い。そのため、上記補正処理は0.1秒から1秒の間隔で行われれば、十分に実用性が得られる。
【0037】
<1.6 効果>
以上のように、本実施形態によれば、光の経路上に第1の液晶パネル40と第2の液晶パネル90とを備え、画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて、第1の液晶パネル40では印加する電圧が補正され、第2の液晶パネル90では光量が補正される。このため、刻々と変化する画像に応じて、液晶表示装置全体での光の透過率が変化する。また、画像全体が暗い状態のときの方が、画像全体が明るい状態のときよりも、印加電圧を変化させる画像信号の表す輝度値の範囲が狭くなる。これにより、高いコントラスト比と階調識別度を考慮した表示とを実現できる液晶表示装置が提供される。
【0038】
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係る投射型の液晶表示装置について説明する。
図8は、本実施形態に係る液晶表示装置の全体構成図である。図8に示す入射側光学系20の詳細な構成図は、図9に示している。図15は、従来の投射型の液晶表示装置の入射側光学系20の詳細な構成図である。
【0039】
従来の入射側光学系20は、図15に示すように、フライアイ140と、PBS(Polarized Beam Splitter:偏光ビームスプリッター)150と、集光レンズ160とを備えている。PBS150は、入射した光を互いに直角に偏光するP波とS波と呼ばれる2つの成分に分離している。そのため、PBS150から出射された光は、偏光板を透過した光と同様に偏光されている。そこで、PBS150と集光レンズ160との間に第2の液晶パネル90を設ける構成としても、第2の液晶パネル90により光量調整の効果を得ることができる。このため、本実施形態では、図9に示すようにPBS150と集光レンズ160との間に第2の液晶パネル90が設けられている。
【0040】
上記構成によると、PBSにより光が偏光されるので、図1に示した第1の実施形態と比較して、偏光板を1枚削減することできる。なお、上記で説明した以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0041】
ところで、照度の高い光が液晶パネルを透過する場合、液晶パネルには耐光性を考慮した対応が必要となる。しかし、上記構成によれば、第2の液晶パネル90を透過する光は、集光レンズ160によって集光される前のものであるため照度の低い光となる。このため、第2の液晶パネルには耐光性を考慮する必要がなくなる。
【0042】
また、上記構成によると、第1の実施形態と比較して、第2の液晶パネル90の周辺に1cmから数cmの隙間がある。このため、第2の液晶パネル90を容易に交換できるという効果が得られる。これにより、第2の液晶パネル90には高い耐久性が必要とされず、コスト低減の効果が得られる。
【0043】
<3 変形例など>
なお、上記各実施形態では、第1の液晶パネル40および第2の液晶パネル90に印加する電圧を2段階の場合分けで説明しているが、この場合分けは2段階に限定されるものではない。表示される画像の明るさには、明るい状態と暗い状態との中間の明るさの状態のものもある。上記の場合分けを3段階以上の構成とすることにより、表示品位が更に向上する効果が得られる。
【0044】
また、上記各実施形態では、画像信号は画像の輝度度数分布から得られる重心に基づき補正される構成としているが、本発明は、これに限定されるものではない。図10は、輝度度数分布図の一例を示す図である。この図のように、輝度が不均質な画像が一般的である。そのため、上記各実施形態では、簡単な方法として輝度度数分布から得られる重心を用いた例を挙げて説明した。
【0045】
さらに、上記第1の実施形態では、単板方式の投射型の液晶表示装置を例に挙げているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、直視型の液晶表示装置や、図11に示す3板方式の投射型の液晶表示装置にも適用できる。また、透過型の液晶表示装置を例に挙げているが、反射型の液晶表示装置にも適用できる。
【0046】
【発明の効果】
第1の発明によれば、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。このため、刻々と変化する画像に応じて、光の透過率が変更される。これにより、コントラスト比が高い液晶表示装置が実現される。
【0047】
第2の発明によれば、液晶プロジェクターにおいて、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。これにより、コントラスト比が高い液晶プロジェクターが実現される。
【0048】
第3の発明によれば、画像の輝度度数分布に応じて補正された画像信号に基づいて第1の液晶パネルが駆動される。これにより、色の濃淡について人が持つ識別度を考慮した画像表示をおこなうことができる液晶表示装置が実現される。
【0049】
第5の発明によれば、人間の瞳孔の応答性に応じて光量が調整されることにより、見やすい画像表示を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図2】第1の実施形態における液晶パネルを駆動させるための回路の全体構成を示すブロック図である。
【図3】第1の実施形態を制御的観点から見たブロック図である。
【図4】第1の実施形態に係る液晶表示装置が備えている3つの偏光板の偏光軸を模式的に示した図である。
【図5】明るい領域と暗い領域が均等にある状態を示す輝度度数分布図である。
【図6】全体的に暗い状態を示す輝度度数分布図である。
【図7】第1の実施形態に係る第1の液晶パネルにおける、画像信号の表す輝度値と印加電圧との関係を示す図である。
【図8】第2の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図9】第2の実施形態における入射側光学系の詳細な構成図である。
【図10】輝度度数分布図の一例を示す図である。
【図11】第1の実施形態の変形例に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図12】従来の単板方式の投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図13】従来の3板方式の投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図14】液晶パネルに印加する電圧と透過率との関係を示す図である。
【図15】従来の投射型の液晶表示装置の入射側光学系の詳細な構成図である。
【符号の説明】
20…入射側光学系
30…第1の偏光板
40…第1の液晶パネル
50…第2の偏光板
90…第2の液晶パネル
100…第3の偏光板
110…画像信号評価システム
120…画像信号電圧変換器
130…透過率制御信号発生器
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から受け取る画像信号に基づいて画像表示を行う液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より会議等で発表するためや大画面での映画を楽しむためにプロジェクターが使用されている。プロジェクターとしては、液晶パネルを使用している液晶プロジェクター(投射型液晶表示装置)、反射型光制御素子を使用しているDLP(Digital Light Processing)プロジェクター等が知られている。
【0003】
図12は、従来の単板方式の投射型の液晶表示装置の構成図である。この液晶表示装置は、ランプ10と、入射側光学系20と、第1の偏光板30と、液晶パネル40と、第2の偏光板50と、出射側光学系60とを備えている。ランプ10から発せられた光が、入射側光学系20、第1の偏光板30、液晶パネル40、第2の偏光板50、および出射側光学系60を順に透過することによって形成された画像がスクリーン70に表示される。なお、以下、ランプからスクリーンまでの光の経路上において、ランプ側を「光の入射側」といい、スクリーン側を「光の出射側」という。
【0004】
図13は、従来の3板方式の投射型の液晶表示装置の構成図である。この液晶表示装置は、上述の単板方式の投射型の液晶表示装置の構成に加えて、ダイクロフィルターと、ミラーと、ダイクロプリズム80とを備えている。この液晶表示装置では、光源であるランプから発せられた光を赤色成分と、緑色成分と、青色成分とにダイクロフィルターによって分離することにより、光の経路が3つに分けられている。そして、前述した光のそれぞれの成分の経路上に、第1の偏光板30と、液晶パネル40と、第2の偏光板50とが設けられている。ランプ10から発せられた光は、入射側光学系20を透過した後、ダイクロフィルターによって前述した3つの成分に分離される。分離された光は、それぞれの経路上の第1の偏光板30、液晶パネル40、および第2の偏光板50を透過した後、ダイクロプリズム80によって合成される。合成された光は出射側光学系60を透過し、その合成光により画像がスクリーン70に表示される。
【0005】
上記のような液晶表示装置では、スクリーンに表示すべき画像を表す画像信号に基づき液晶パネルに電圧を印加することにより、表示画像が形成される。例えば、ノーマリホワイトと呼ばれている方式の場合、液晶パネルに電圧が印加されると、第2の偏光板によって光が遮断されることにより、黒い画像(暗い画像)が表示される。液晶パネルに電圧が印加されないと、光は第2の偏光板を透過し、白い画像(明るい画像)が表示される。ここで、最も明るい画像の輝度と最も暗い画像の輝度との比を表すコントラスト比が高いほど、画面上に明暗が顕著に表れる。明暗が顕著に表れると、その画面は見やすいので、液晶表示装置としては高いコントラスト比が望まれる。
【0006】
図14は、液晶パネルに印加する電圧と透過率との関係を示す図である。横軸は液晶パネルに印加する電圧を表し、縦軸は光の透過率を表している。なお、透過率が高くなると、表示される画像が明るくなる。液晶パネルとしては、(a)に示すように所定値以上の電圧が印加されると透過率が0%になることが最も望ましいが、従来の液晶パネルでは、透過率が0%になることは実現されていない。
【0007】
特開平08−106090に開示された表示装置では、使用環境の明るさに応じて表示画像のコントラスト比と明るさとの関係が好適化されている。この表示装置では、白画像が表示されたスクリーンの輝度と黒画像が表示されたスクリーンの輝度とが光センサによって検出され、そのコントラスト比が最大となるように、光の経路上に設けられた絞りが開閉される。
【0008】
【特許文献1】
特開平08−106090号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクターには、会議での発表等で使用されるデータ用プロジェクター、映画等を観るために使用されるAV(Audio Visual)用プロジェクターがあるが、特にAV用プロジェクターでは、動画による画像が表示されるのが一般的である。このように、プロジェクターによって表示される画像は刻々と変化するが、上記表示装置では、画像の変化に応じてコントラスト比を最大化することは実現されていない。また、液晶プロジェクターとDLPプロジェクターとを比較すると、液晶プロジェクターで得られるコントラスト比は200から500であるが、DLPプロジェクターで得られるコントラスト比は1000である。
【0010】
そこで、本発明は、刻々と変化する画像に応じて高いコントラスト比を実現する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、第1の液晶パネルと、該第1の液晶パネルを透過する光の入射側に配置された第1の偏光板と、該第1の液晶パネルを通過する光の出射側に配置された第2の偏光板とを備え、外部から与えられる画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動することにより、当該画像信号が表す画像を所定の画面に表示する液晶表示装置であって、
前記画面全体の明るさを、前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて変化させるための光量調整用の第2の液晶パネルを備えていることを特徴とする。
このような第1の発明によれば、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。
【0012】
第2の発明は、第1の発明において、
前記第1の液晶パネルに光を照射する光源と、
前記光源からの光のうち前記第1および第2の液晶パネルを透過した光を前記画面としてのスクリーンに投射する投射光学系とを備え、
前記投射光学系によって投射される光によって前記スクリーン上に前記画像を表示することを特徴とする。
このような第2の発明によれば、液晶プロジェクターにおいて、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。
【0013】
第3の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて前記画像信号を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。
このような第3の発明によれば、画像の輝度度数分布に応じて補正された画像信号に基づいて第1の液晶パネルが駆動される。
【0014】
第4の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
所定の光路に沿って、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネル、前記第2の偏光板、前記第2の液晶パネルおよび第3の偏光板を順に並べたことを特徴とする。
【0015】
第5の発明は、第1の発明及び第2の発明において、
前記第2の液晶パネルは、人間の瞳孔の応答性に応じた時間間隔で前記光量を調整することを特徴とする。
このような第5の発明によれば、人間の瞳孔の応答性に応じた時間間隔で光量が調整される。
【0016】
第6の発明は、第2の発明において、
所定の光路に沿って入射側から出射側に向かって、前記第2の液晶パネル、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネルおよび前記第2の偏光板を順に並べたことを特徴とする。
このような第6の発明によれば、入射側光学系が備えるPBSにより光が偏光されるので、必要となる偏光板を削減することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【0018】
<1.第1の実施形態>
<1.1 構成の検討>
はじめに、課題を解決するにあたり、構成について検討する。従来の液晶パネルで得られるコントラスト比は上述のように200から500である。すなわち、最も明るい部分の明るさを100とすると、最も暗い部分の明るさは0.2から0.5である。但し、以下、説明を簡単にするため、従来の液晶パネルにおける印加電圧と透過率との関係を図14(b)に示すものとして、すなわち、最も明るい部分の明るさを100としたときに、従来の液晶パネルで得られる最も暗い部分の明るさが1であるとして説明する。
【0019】
液晶表示装置の光の経路上に液晶パネルが1枚備えられた場合、図14(b)に示すように、電圧を印加することにより透過率は1%から100%までの範囲で変化する。ここで、液晶パネルの特性を向上することが可能であるとしても、偏光板は光を100%遮断することができないので、実質的に透過率を0%にすることはできない。そこで、液晶パネルの特性を向上することにより高コントラスト比を実現するのではなく、他の方法により高コントラスト比を実現する必要がある。
【0020】
そこで、まず、人が画面を見るときの瞳孔の状態について検討する。人は、全体的に暗い画面を見ている時の方が、全体的に明るい画面を見ている時よりも、黒い部分について色の濃淡を細かく識別することができる(以下、人間が色の濃淡について識別することができる度合いを「階調識別度」という)。例えば、全体的に明るい画面を見ているときには、瞳孔は狭くなり、黒い部分について階調識別度が低くなる。一方、全体的に暗い画面を見ているときには、瞳孔は広くなり、黒い部分について階調識別度が高くなる。プロジェクターでは暗い画面や明るい画面が表示されるので、画面を見ている人の瞳孔は、表示される画面に応じて変化している。
【0021】
ここで、画像の変化に応じて光量を調整することを検討する。例えば、明るい画像から暗い画像に変わったときに、画面全体の光量を10分の1に減少させる。明るい画像における最も明るい部分の輝度値を100とすると、コントラスト比は100なので、明るい画像における最も暗い部分の輝度値は1である。一方、暗い画像における最も明るい部分の輝度値は、明るい画像に比べて光量を10分の1に減少しているので、10になる。また、暗い画像における最も暗い部分の輝度値は、コントラスト比は100なので、0.1となる。このように画像の変化に応じて光量を調整することにより、上述の例では、全体として、最も明るい部分の輝度値は100、最も暗い部分の輝度値は0.1となり、実質的にコントラスト比1000が実現される。このように光量を調整するために、従来から備えられている液晶パネルとは別に、新たに液晶パネルを備えることとする。以下、従来から備えられている液晶パネルを「第1の液晶パネル」といい、新たに備える液晶パネルを「第2の液晶パネル」という。
【0022】
次に、階調識別度を考慮した表示を行うためには、画像全体の明暗に応じた画像の補正処理が必要と考えられる。すなわち、画像全体が暗い場合には、画像全体が明るい場合と比べて、黒い部分の濃淡を細かく表示する必要がある。ここで、画面全体の光量を調整するために、上述のように、第2の液晶パネルには、全体に一様な電圧が印加される。一方、従来から第1の液晶パネルでは、画像を構成する画素と呼ばれる部分毎に電圧が印加されている。階調識別度を考慮した表示を行うための補正処理は、各部分毎に異なる電圧が印加される必要があるので、この補正処理は、第1の液晶パネルにおいておこなう。
【0023】
以上のような補正処理は、画像信号が表す画像全体の明るさに基づいて行われる必要がある。そこで、本実施形態では、その画像信号が表す画像の輝度の度数分布(以下「輝度度数分布」という)により、画像の明るさを判定する。
【0024】
<1.2 全体構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。この液晶表示装置は、光の入射側から光の出射側に向かって、順に、ランプ10と、入射側光学系20と、第1の偏光板30と、第1の液晶パネル40と、第2の偏光板50と、第2の液晶パネル90と、第3の偏光板100と、出射側光学系(投射光学系)60と、スクリーン70とを備えている。
【0025】
図2は、この液晶表示装置における液晶パネルを駆動するための回路の全体構成を示すブロック図である。図3は、本実施形態を制御的観点から見たブロック図である。この液晶表示装置は、画像信号評価システム110と、画像信号電圧変換器120と、透過率制御信号発生器130とを含む表示制御回路を内部に備えている。また、第1の液晶パネル40には、信号線駆動回路と走査線駆動回路とが接続されている。さらに、この液晶表示装置は、パソコン等の外部装置と接続されており、外部装置が生成する画像信号200を受け取っている。画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200を受け取り、その画像信号を評価した結果を表す信号と、外部からの画像信号200とを出力する。画像信号を補正する補正手段である画像信号電圧変換器120は、外部からの画像信号200と、画像信号を評価した結果を表す信号とを受け取り、第1の液晶パネル40に後述するように電圧が印加されるよう、信号を出力する。信号線駆動回路は、画像信号電圧変換器120が出力する信号に基づいて、第1の液晶パネル40に電圧を印加する。走査線駆動回路は、従来から周知であるタイミングジェネレータ等が生成するタイミングを示す信号に基づいて、走査信号線が順に選択されるように、各走査信号線に走査信号を印加する。透過率制御信号発生器130は、画像信号を評価した結果を表す信号を受け取り、第2の液晶パネル90に後述するように電圧が印加されるよう、信号を出力する。
【0026】
<1.3 光学的作用>
次に、この液晶表示装置における光学的作用について、図1を参照しつつ説明する。ランプ10から発せられた光は、入射側光学系20に入射し、入射側光学系20を透過した光成分は、第1の偏光板30に入射する。第1の偏光板30では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。第1の偏光板30を透過した光成分は、第1の液晶パネル40に入射する。第1の液晶パネル40には、光成分が第2の偏光板50を透過することによりXYマトリックスを形成する画像が表示されるように、電圧が印加される。この印加される電圧に応じて、第1の液晶パネル40に入射した光成分の振動方向が回転される。
第1の液晶パネル40を透過した光は、第2の偏光板50に入射する。第2の偏光板50では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。第2の偏光板50を透過した光は、第2の液晶パネル90に入射する。第2の液晶パネル90には、光成分が第3の偏光板100を透過することにより画面全体の光量が一様に調整されるよう電圧が印加される。この印加される電圧に応じて、第2の液晶パネル90に入射した光成分の振動方向が回転される。第2の液晶パネル90を透過した光は、第3の偏光板100に入射する。第3の偏光板100では、その偏光軸と同一の方向に振動する直線偏光成分のみが透過される。
【0027】
図4は、本実施形態に係る液晶表示装置が備えている3つの偏光板の偏光軸を模式的に示した図である。このように、第1の偏光板30における偏光軸と第2の偏光板50における偏光軸とは互いに直交している。また、第2の偏光板50における偏光軸と第3の偏光板100における偏光軸とは互いに直交している。
【0028】
<1.4 画像信号の補正処理>
次に、この液晶表示装置における画像信号の補正処理について説明する。なお、この液晶表示装置において、画像を形成するために液晶パネルに電圧を印加する駆動回路の構成は従来と同様であり周知であるので、詳しい説明は省略する。
【0029】
画像信号評価システム110は、外部からの画像信号200を受け取り、その画像信号が表す画像の輝度度数分布を得る。ここで、輝度度数分布を得るためには、後述する補正処理の都度、すべての画素に対応づけられる画像信号を調べる必要はない。例えば、ある時点(以下「時点A」という)に対し次の時点(以下「時点B」という)では、変更分についてのみ輝度を調べ、時点Aにおける輝度度数分布から変更分を加減算することにより、時点Bにおける輝度度数分布を求めてもよい。
【0030】
輝度度数分布をグラフで表した例を図5および図6に示す。図5は、明るい領域と暗い領域が均等にある状態を示す輝度度数分布図である。図6は、全体的に暗い状態を示す輝度度数分布図である。画像信号評価システム110は、上述のような輝度度数分布から得られる重心を、外部からの画像信号200を評価した結果を表す信号(以下、「評価信号」という。)として出力する。
【0031】
次に、第2の液晶パネル90における補正処理について説明する。透過率制御信号発生器130は、画像信号評価システム110が出力した評価信号を受け取り、その評価信号に応じて第2の液晶パネル90で光量が調整されるように、信号を出力する。そして、透過率制御信号発生器130が出力した信号に基づいて、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。例えば、図5に示した状態のときには、透過率が100%となるように、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。一方、図6に示した状態のときには、透過率が例えば10%となるように、第2の液晶パネル90に電圧が印加される。これにより、画面全体の明るさに応じた光量の調整が実現される。
【0032】
次に、第1の液晶パネル40における補正処理について説明する。画像信号電圧変換器120は、外部からの画像信号200と、画像信号評価システム110が出力した評価信号とを受け取り、その評価信号に応じて後述のように外部からの画像信号200が表す画像が補正されるように、信号を出力する。
【0033】
図7は、本実施形態に係る第1の液晶パネル40における、画像信号の表す輝度値と印加電圧との関係を示す図である。ここでは説明を簡単にするため、画像信号の表す画像を、明るい状態であるときと暗い状態であるときとの2段階のみの状態に分けて説明する。
【0034】
画像全体が明るい状態の場合、図7に示すように、符号aから符号cまでの画像信号の表す輝度値の範囲に対応して、1.0Vから4.5Vまでの電圧が第1の液晶パネル40に印加される。一方、画像全体が暗い状態の場合、図7に示すように、符号aから符号bまでの画像信号の表す輝度値の範囲に対応して、1.0Vから4.5Vまでの電圧が第1の液晶パネル40に印加される。すなわち、画像全体が暗い状態の場合には、符号aから符号bまでの画像信号の表す輝度値が、符号aから符号cまでの画像信号の表す輝度値に変換される。これにより、画像全体が暗い状態のときには、暗い部分については濃淡が細かく表示される。
このように、第1の液晶パネル40に印加する電圧を補正することにより、階調識別度を考慮した表示が実現される。
【0035】
ここで、液晶表示装置全体としての透過率は、第1の液晶パネル40における透過率と第2の液晶パネル90における透過率との積で表される。したがって、画面全体が明るい状態のときには、従来と同様に液晶表示装置全体としての透過率は1%から100%、画面全体が暗い状態のときには、図14(c)に示すように液晶表示装置全体としての透過率は0.1%から10%となる。画像は刻々と変化するものなので、液晶表示装置全体としての透過率は、実質的には0.1%から100%となる。すなわち、実質的にコントラスト比が1000である液晶表示装置が実現される。
【0036】
<1.5 補正処理の頻度>
次に、上記補正処理が行われる頻度について説明する。例えばフレーム周波数が60Hzである液晶表示装置では、画面は16ミリ秒毎に切り替わる。画面が切り替わる都度、上記補正処理が行われると、すべての時点の画面に対して、輝度に応じた補正処理が行われる。しかし、この場合には、表示制御回路にかかる負担が大きくなる。一方、人間の瞳孔の応答性は、画面が切り替わる頻度より遅い。そのため、上記補正処理は0.1秒から1秒の間隔で行われれば、十分に実用性が得られる。
【0037】
<1.6 効果>
以上のように、本実施形態によれば、光の経路上に第1の液晶パネル40と第2の液晶パネル90とを備え、画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて、第1の液晶パネル40では印加する電圧が補正され、第2の液晶パネル90では光量が補正される。このため、刻々と変化する画像に応じて、液晶表示装置全体での光の透過率が変化する。また、画像全体が暗い状態のときの方が、画像全体が明るい状態のときよりも、印加電圧を変化させる画像信号の表す輝度値の範囲が狭くなる。これにより、高いコントラスト比と階調識別度を考慮した表示とを実現できる液晶表示装置が提供される。
【0038】
<2.第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態に係る投射型の液晶表示装置について説明する。
図8は、本実施形態に係る液晶表示装置の全体構成図である。図8に示す入射側光学系20の詳細な構成図は、図9に示している。図15は、従来の投射型の液晶表示装置の入射側光学系20の詳細な構成図である。
【0039】
従来の入射側光学系20は、図15に示すように、フライアイ140と、PBS(Polarized Beam Splitter:偏光ビームスプリッター)150と、集光レンズ160とを備えている。PBS150は、入射した光を互いに直角に偏光するP波とS波と呼ばれる2つの成分に分離している。そのため、PBS150から出射された光は、偏光板を透過した光と同様に偏光されている。そこで、PBS150と集光レンズ160との間に第2の液晶パネル90を設ける構成としても、第2の液晶パネル90により光量調整の効果を得ることができる。このため、本実施形態では、図9に示すようにPBS150と集光レンズ160との間に第2の液晶パネル90が設けられている。
【0040】
上記構成によると、PBSにより光が偏光されるので、図1に示した第1の実施形態と比較して、偏光板を1枚削減することできる。なお、上記で説明した以外の構成については、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【0041】
ところで、照度の高い光が液晶パネルを透過する場合、液晶パネルには耐光性を考慮した対応が必要となる。しかし、上記構成によれば、第2の液晶パネル90を透過する光は、集光レンズ160によって集光される前のものであるため照度の低い光となる。このため、第2の液晶パネルには耐光性を考慮する必要がなくなる。
【0042】
また、上記構成によると、第1の実施形態と比較して、第2の液晶パネル90の周辺に1cmから数cmの隙間がある。このため、第2の液晶パネル90を容易に交換できるという効果が得られる。これにより、第2の液晶パネル90には高い耐久性が必要とされず、コスト低減の効果が得られる。
【0043】
<3 変形例など>
なお、上記各実施形態では、第1の液晶パネル40および第2の液晶パネル90に印加する電圧を2段階の場合分けで説明しているが、この場合分けは2段階に限定されるものではない。表示される画像の明るさには、明るい状態と暗い状態との中間の明るさの状態のものもある。上記の場合分けを3段階以上の構成とすることにより、表示品位が更に向上する効果が得られる。
【0044】
また、上記各実施形態では、画像信号は画像の輝度度数分布から得られる重心に基づき補正される構成としているが、本発明は、これに限定されるものではない。図10は、輝度度数分布図の一例を示す図である。この図のように、輝度が不均質な画像が一般的である。そのため、上記各実施形態では、簡単な方法として輝度度数分布から得られる重心を用いた例を挙げて説明した。
【0045】
さらに、上記第1の実施形態では、単板方式の投射型の液晶表示装置を例に挙げているが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、直視型の液晶表示装置や、図11に示す3板方式の投射型の液晶表示装置にも適用できる。また、透過型の液晶表示装置を例に挙げているが、反射型の液晶表示装置にも適用できる。
【0046】
【発明の効果】
第1の発明によれば、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。このため、刻々と変化する画像に応じて、光の透過率が変更される。これにより、コントラスト比が高い液晶表示装置が実現される。
【0047】
第2の発明によれば、液晶プロジェクターにおいて、第2の液晶パネルによって画像に応じた光量調整が行われる。これにより、コントラスト比が高い液晶プロジェクターが実現される。
【0048】
第3の発明によれば、画像の輝度度数分布に応じて補正された画像信号に基づいて第1の液晶パネルが駆動される。これにより、色の濃淡について人が持つ識別度を考慮した画像表示をおこなうことができる液晶表示装置が実現される。
【0049】
第5の発明によれば、人間の瞳孔の応答性に応じて光量が調整されることにより、見やすい画像表示を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図2】第1の実施形態における液晶パネルを駆動させるための回路の全体構成を示すブロック図である。
【図3】第1の実施形態を制御的観点から見たブロック図である。
【図4】第1の実施形態に係る液晶表示装置が備えている3つの偏光板の偏光軸を模式的に示した図である。
【図5】明るい領域と暗い領域が均等にある状態を示す輝度度数分布図である。
【図6】全体的に暗い状態を示す輝度度数分布図である。
【図7】第1の実施形態に係る第1の液晶パネルにおける、画像信号の表す輝度値と印加電圧との関係を示す図である。
【図8】第2の実施形態に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図9】第2の実施形態における入射側光学系の詳細な構成図である。
【図10】輝度度数分布図の一例を示す図である。
【図11】第1の実施形態の変形例に係る投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図12】従来の単板方式の投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図13】従来の3板方式の投射型の液晶表示装置の全体構成図である。
【図14】液晶パネルに印加する電圧と透過率との関係を示す図である。
【図15】従来の投射型の液晶表示装置の入射側光学系の詳細な構成図である。
【符号の説明】
20…入射側光学系
30…第1の偏光板
40…第1の液晶パネル
50…第2の偏光板
90…第2の液晶パネル
100…第3の偏光板
110…画像信号評価システム
120…画像信号電圧変換器
130…透過率制御信号発生器
Claims (6)
- 第1の液晶パネルと、該第1の液晶パネルを透過する光の入射側に配置された第1の偏光板と、該第1の液晶パネルを通過する光の出射側に配置された第2の偏光板とを備え、外部から与えられる画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動することにより、当該画像信号が表す画像を所定の画面に表示する液晶表示装置であって、
前記画面全体の明るさを、前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて変化させるための光量調整用の第2の液晶パネルを備えていることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記第1の液晶パネルに光を照射する光源と、
前記光源からの光のうち前記第1および第2の液晶パネルを透過した光を前記画面としてのスクリーンに投射する投射光学系とを備え、
前記投射光学系によって投射される光によって前記スクリーン上に前記画像を表示することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記画像信号が表す画像の輝度度数分布に基づいて前記画像信号を補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された前記画像信号に基づき前記第1の液晶パネルを駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の液晶表示装置。 - 所定の光路に沿って、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネル、前記第2の偏光板、前記第2の液晶パネルおよび第3の偏光板を順に並べたことを特徴とする、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記第2の液晶パネルは、人間の瞳孔の応答性に応じた時間間隔で前記光量を調整することを特徴とする、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 所定の光路に沿って入射側から出射側に向かって、前記第2の液晶パネル、前記第1の偏光板、前記第1の液晶パネルおよび前記第2の偏光板を順に並べたことを特徴とする、請求項2に記載の液晶表示装置。
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