JP2009300745A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、液晶パネル1の光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルム6が、1000ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が1cd/m2から2cd/m2までの値となる防眩性を有し、ガンマ制御手段が、画像が明るい場面において前記入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を1としこれ以外の部分のガンマ値を1未満とし、画像が暗い画面において前記入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を1としこれ以外の部分のガンマ値を1未満とする。
【選択図】図1
Description
上述したような液晶TVにおいて用いられる液晶パネルは、主に、VA(Vertical Alignment)方式の液晶パネルと、IPS(In-Place-Switching)方式の液晶パネルである。上記VA方式の液晶パネルは、表示画面のコントラストが高く、ラビング(Rubbing)が必要ないため大型のものを作成しやすい、といったような優れた特徴を持っている。
一方、IPS方式の液晶パネルは、VA方式の液晶パネルと異なり、観察者がいずれの方向から観察してもほとんど色変化しないという優れた特性がある。
しかし、IPS方式の液晶パネルは、VA方式の液晶パネルに比較すると、正面のコントラストが低く、また、特に斜め方向から見た場合に、暗いほうの階調が潰れてしまうため、暗い場面において階調を表現し難いという問題点がある。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置を示す概略図である。図2は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置は、垂直配向型(VA)の液晶パネル1と、バックライト装置2と、2つの偏光板3、4と、光拡散層5と、防眩性光学フィルム6と、駆動制御装置7と、を具備している。
図2に示すように、駆動制御装置7は、入力輝度値平均値算出部71と、表示輝度特性曲線記憶部72と、表示輝度特性曲線検索部73と、輝度演算部74と、表示フレーム生成部75と、液晶ドレイバー76と、を具備している。
次に、本発明の実施の形態2について、図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置を示す概略図である。図4は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の駆動制御装置を示すブロック図である。本発明の実施の形態2においては、本発明の実施の形態1と同じ構成要素には同じ参照符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、駆動制御装置8は、演算部81、情報記憶部82及び液晶ドライバー83を具備している。演算部81は、情報記憶部82と接続されている。液晶ドライバー83は、演算部81と接続されている。演算部81は、入力信号を受ける。
図5に示すように、演算部81は、入力信号を受けてこの入力信号より復号化された各フレームから輝度信号及び色差信号を取得する(ステップST1)。次に、演算部81は、輝度信号をガンマ特性記憶部93の情報に基づいてガンマ補正して(ステップST2)、当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出する(ステップST3)。
本来、液晶TVは、蛍光体が発光して映像を表示するものでないため、黒はしまり易い。また、このため、液晶TVは、写りこみを抑制するような防眩性フィルム6を入れて黒浮きしても輝度は2cd/m2程度に収まる。また、同時に、液晶TVにおいては、見る角度によって黒の浮きが出てしまうのもあるため、内部拡散を利用して、表示画面と垂直方向である法線に対して45°の角度をなす角度方向からの黒の輝度を1000ルクスの環境下において2cd/m2以下に抑えるのがよい。また、液晶TVにおいては、黒の輝度が低すぎても、黒つぶれを起こし易いので、黒の輝度を1000ルクスの環境下において1cd/m2以上とするのがよい。
さらに、暗い画像等でも、入力信号のうちガンマ値を本来のまま表示できる部分は限られるため、それを選出する必要がある。通常の画像では、中心となる輝度があって、それを中心として明るい方や、暗い方に分布の偏りを有するヒストグラムとなる(図6及び図7参照)。したがって、この中心付近を優先的に表示するとディテールも見易い画像となる。
まず、上記のような映像表示を実現するための信号処理の方法に関して考える。NTSC等のTVでの映像信号は、輝度信号と色差信号とに分かれて送受信される。本発明の実施の形態では輝度信号の処理について適切に処理すれば、上記問題は解決できる。またデジタル信号の場合でも、圧縮されたデータから復号化されたフレームにはxvYCCの規格には輝度信号が含まれており、sRGBからの変換も規定されているので、これを用いることができる。色差信号については、液晶パネル1の表示色特性等を考慮した適切な処理を別途に施すことは可能である。
まず、ガンマ補正することにより、輝度信号より輝度値を算出する。このとき用いるガンマの値は、NTSCであれば、2.2であり、PALでは、2.8であり、sRGBでは、2.2と規定されているので、これを用いる。
さらに、そのようにして求めた1フレームでの輝度値の平均を算出することにより、そのフレームが明るい場面であるか、暗い場面であるかを判別する。
上記の2ステップは、実際には、次の式1で表せる。
平均輝度が低いものに関しては、図9に示すような、輝度値−出力輝度となるような表示輝度特性曲線を用いる。
平均が中間のものに関しては、図10に示すような、輝度値−出力輝度となるような表示輝度特性曲線を用いる。
なお、ダイナミックレンジの割り振りは、中心付近であれば問題ないが、平均輝度の1/5.5と5.5倍のところを上端及び下端とすればよい。
そして、これらの輝度値の平均に対応した階調特性を表示輝度特性曲線記憶部72から検索し、出力用のフレームバッファにデータを書き込みそのデータにそって液晶パネル1をドライブして表示する。
このような信号処理を行っても、それが正確に表示される液晶パネル1を用いなければ、適切な表示とならない。そこで、このような液晶パネル1のそなえるべき特性について考える。
まず、表示すべきコントラスト範囲について考えると、明るい部屋で見る普通の写真や印刷物などは、コントラストが大体40程度になっている。また、マクベスチャートにおいて、黒、白とされる色の輝度コントラストの違いは、30程度となっている。さらに、JISで規定されている明度の指標でも規定されているのは、Y=1.180(V=1)からY=87.75(V=9.5)である。したがって、74.36なので、ディテールを表示するためのコントラストとして80程度の範囲があれば、十分であると考えられる。
明るい室内において観察する写真や印刷などの画像の場合、平均的な輝度値は白輝度に対して、1/2〜1/5程度になっている。
このことから、明室下で無理なく、画像を表示しうるのは、平均的な輝度値は白輝度に対して、1/2〜1/5程度とするのが妥当と考えられ、コントラストとして80が十分表示できうるなかでもっとも明るい場合の時には、表示される映像の平均輝度が表示装置の最大輝度の1/2程度となるように表示を行い、コントラストとして80が十分表示できうるなかでもっとも暗い場合の時には、1/5とするのが、妥当である。
この平均輝度の差は、2.5倍であり、平均輝度の周辺でガンマ値1で表示するコントラストとしては、80程度であることから、表示するダイナミックレンジとしては、2.5x80=200有れば良い。
本来は、リビング環境だけで、きれいに映像を見れればよいが、実際には、店頭でも、画質をみるため、その際の環境下である1000lx程度の下でも良好な画像が見えることが望ましい。このため、白の輝度は、1000lx下でのランバーシアンとなるような散乱特性を有する白色板の輝度が約318cd/m2となることから約300cd/m2が最適である。
1000lx程度の下での黒の輝度としては、300/200=1.5cd/m2が適していると考えられる。
なお、液晶パネル1のコントラストは、黒の輝度により、変動が大きくなってしまう。例えば、黒の輝度が1cd/m2の時は、出力するダイナミックレンジが300となってしまい、黒のトーンが再現し難くなってしまう。逆に黒が浮いてしまい、2cd/m2を上回ると画像の締まりがなくなってくるため望ましくない。
また、この黒の輝度は、表面処理に非常に表面の防眩フィルムの影響を特に受け易いため、明室下で安定して1〜2cd/m2であるような防眩性のある防眩性光学フィルム6を最表面に配置してなることが重要である。
このような黒輝度及び白輝度の測定方法としては、37型の液晶TVの最適視聴距離が1.4mであり、32型のもので1.2mであるので、測定距離としては、1.2m〜1.4mが適していると考えられる。このとき、正面と左右の45度の傾斜角度からの輝度の測定を行い上記範囲に入っていれば、通常視聴する角度範囲ないので、この状態に適合していると考えられる。
上記のような信号処理を行う信号処理部と上記のような防眩性光学フィルム6を最表面に配置してなる液晶表示装置においては、明室部屋の中でも、見やすく見栄えのする液晶テレビを得ることができる。
2 バックライト装置2
3,4 偏光板
5 光拡散層
6 防眩性光学フィルム
7,8 駆動制御装置
71 入力輝度値平均値算出部
72 表示輝度特性曲線記憶部
73 表示輝度特性曲線検索部
74 輝度演算部
75 表示フレーム生成部
76 液晶ドレイバー
81 演算部
82 情報記憶部
83 液晶ドライバー
91 入力フレーム記憶部
92 出力フレーム記憶部
93 ガンマ特性記憶部
94 表示輝度特性曲線記憶部
95 カラーテーブル記憶部
Claims (2)
- 垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔をおいて配置されるバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、を具備し、前記防眩性光学フィルムは、1000ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が1cd/m2から2cd/m2までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示装置の入力信号の輝度の対数値に対する前記液晶表示装置の表示輝度の対数値を示す表示輝度特性曲線の傾きを示すガンマ値を制御するガンマ制御手段を具備し、
前記ガンマ制御手段は、画像が明るい場面において前記入力信号の輝度が高い部分のガンマ値を1としこれ以外の部分のガンマ値を1未満とし、画像が暗い画面において前記入力信号の輝度が低い部分のガンマ値を1としこれ以外の部分のガンマ値を1未満とすることを特徴とする液晶表示装置。 - 垂直配向型の液晶パネルと、前記液晶パネルと所定間隔とおいて配置されているバックライト装置と、前記液晶パネルと前記バックライト装置との間と前記液晶パネルの光出射側とに配置されている偏光板と、前記液晶パネルの光出射側に配置されている光拡散層と、前記液晶パネルの光出射側の最表面に配置されている防眩性光学フィルムと、具備し、前記防眩性光学フィルムは、1000ルクスの環境下において正面で観察した時の黒の輝度が1cd/m2から2cd/m2までの値となる防眩性を有する液晶表示装置であって、
入力信号より復号化された各フレームから輝度信号をガンマ補正して当該フレーム内での入力輝度値の平均を算出して入力輝度値平均値を算出する入力輝度値平均値算出部と、
前記入力輝度値平均値の各々に対応する表示輝度特性曲線における平均輝度の近くの部分のガンマ値が1であってこれ以外の部分のガンマ値が1未満である前記表示輝度特性曲線を記憶している表示輝度特性曲線記憶部と、
前記入力輝度値平均値算出部からの前記入力輝度値平均値に基づいて前記表示輝度特性曲線記憶部の前記表示輝度特性曲線を検索する表示輝度特性曲線検索部と、
前記表示輝度特性曲線検索部により検索される前記表示輝度特性曲線に基づいて前記入力輝度値に対応した出力表示輝度信号を算出する輝度演算部と、
前記出力表示輝度信号と前記入力信号の色差信号とに基づいて表示フレームを生成する表示フレーム生成部と、
前記表示フレームに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶ドライバーと、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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JP2008155350A JP2009300745A (ja) | 2008-06-13 | 2008-06-13 | 液晶表示装置 |
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---|---|---|---|---|
JPH08317250A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Fujitsu General Ltd | ダイナミック映像制御回路 |
JP2003345315A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-03 | Fujitsu Ltd | 信号処理部及び液晶表示装置 |
JP2008129040A (ja) * | 2006-11-16 | 2008-06-05 | Toppan Printing Co Ltd | 液晶映像表示装置 |
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2008
- 2008-06-13 JP JP2008155350A patent/JP2009300745A/ja active Pending
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JPH08317250A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Fujitsu General Ltd | ダイナミック映像制御回路 |
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