JP2010026248A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直視型の液晶パネルのバックライト照明を光ビームの2次元走査によって行なう液晶表示装置に関し、特に、バックライト照明の強度の制御に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device that performs backlight illumination of a direct-view type liquid crystal panel by two-dimensional scanning of a light beam, and particularly relates to control of the intensity of backlight illumination.
一般に、液晶表示装置(LCD)においては、液晶パネルの画像表示領域の全体がバックライト照明される。液晶パネルは完全にバックライト照明光を遮ることができないので暗い映像が十分暗くならず、高いコントラストを得ることができなかった。この改善策として、光源から出射された光を偏向して液晶パネルの画像表示領域(画像情報表示素子)の全面を1フレーム期間内で線順次走査する表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この表示装置は、映像信号に応じて走査速度を変化させて輝度値を制御することによって、ダイナミックレンジの向上を図っている。 Generally, in a liquid crystal display device (LCD), the entire image display area of a liquid crystal panel is backlit. Since the liquid crystal panel cannot completely block the backlight illumination light, the dark image is not sufficiently dark and high contrast cannot be obtained. As an improvement measure, there has been proposed a display device that deflects light emitted from a light source and scans the entire surface of an image display area (image information display element) of a liquid crystal panel within one frame period (for example, a patent). Reference 1). This display device improves the dynamic range by controlling the luminance value by changing the scanning speed in accordance with the video signal.
しかしながら、特許文献1に記載された表示装置においては、暗く表示したい部分についてもバックライト照明がなされるので、コントラストの向上が十分ではないという問題がある。 However, the display device described in Patent Document 1 has a problem in that the contrast is not sufficiently improved because backlight illumination is performed even on a portion that is desired to be displayed darkly.
また、特許文献1に記載された表示装置においては、光スポットの走査速度を変化させるために、2つのポリゴンミラー、又はポリゴンミラーと単振動鏡面体で構成される2次元走査装置の駆動速度を制御しているので、走査速度を速める場合に、消費エネルギーが増加する問題がある。 Further, in the display device described in Patent Document 1, in order to change the scanning speed of the light spot, the driving speed of the two-dimensional scanning device constituted by two polygon mirrors or a polygon mirror and a single-vibration mirror body is set. Since it is controlled, there is a problem that the energy consumption increases when the scanning speed is increased.
さらに、特許文献1に記載された表示装置においては、暗く表示したい部分についてもバックライト照明がなされるので、消費エネルギーが無駄に使われるという問題がある。 Further, the display device described in Patent Document 1 has a problem that energy consumption is wasted because backlight illumination is performed even on a portion that is desired to be displayed darkly.
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高いコントラストを得ることができ、消費エネルギーを低減することができる液晶表示装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of obtaining high contrast and reducing energy consumption. is there.
本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、入力映像信号に基づいて液晶駆動信号を生成する液晶駆動信号生成手段と、前記液晶駆動信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶駆動手段と、光ビームを出射する光源と、前記光ビームを偏向して、前記光ビームによって形成される光スポットを、前記液晶パネルの画像表示領域の背面において主走査方向及び副走査方向に2次元走査させる2次元走査駆動手段と、前記2次元走査駆動手段に、前記光スポットの主走査方向及び副走査方向の走査タイミング信号を供給する2次元走査制御手段と、前記液晶パネルの画像表示領域を複数の領域に分割し、前記領域毎に前記入力映像信号に基づく照明光補正係数を出力する分割領域制御手段と、前記領域毎に前記照明光補正係数に基づいて前記光ビームの発光強度を制御する発光強度制御手段とを有し、前記発光強度制御手段による前記光ビームの発光強度の制御は、前記複数の領域の内の前記光ビームが走査している1つの領域の前記照明光補正係数又は前記複数の領域の内の前記光ビームが走査している2つ以上の領域の内のいずれか1つの領域の前記照明光補正係数に基づいて行なわれ、前記発光強度制御手段による前記光ビームの発光強度の制御に用いる前記照明光補正係数の切り替えタイミングは、前記2次元走査制御手段からの前記走査タイミング信号に基づいて決定されることを特徴としている。 A liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal panel, a liquid crystal drive signal generating unit that generates a liquid crystal drive signal based on an input video signal, a liquid crystal drive unit that drives the liquid crystal panel based on the liquid crystal drive signal, A light source that emits a light beam, and deflects the light beam to two-dimensionally scan a light spot formed by the light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the back surface of the image display area of the liquid crystal panel. Two-dimensional scanning control means for supplying a scanning timing signal in the main scanning direction and sub-scanning direction of the light spot to the two-dimensional scanning driving means; and a plurality of image display areas on the liquid crystal panel. Divided region control means for outputting an illumination light correction coefficient based on the input video signal for each of the regions, and for each region based on the illumination light correction coefficient Emission intensity control means for controlling the emission intensity of the light beam, and the emission intensity control means controls the emission intensity of the light beam by scanning the light beam in the plurality of regions. The illumination light correction coefficient is calculated based on the illumination light correction coefficient of the area or the illumination light correction coefficient of any one of the two or more areas scanned by the light beam in the plurality of areas, and the light emission The switching timing of the illumination light correction coefficient used for controlling the emission intensity of the light beam by the intensity control means is determined based on the scanning timing signal from the two-dimensional scanning control means.
本発明の液晶表示装置によれば、コントラストの高い映像を表示でき、また、省エネルギーを実現できるという効果が得られる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to display an image with a high contrast and to achieve energy saving.
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の構成及び動作を概略的に示す図である。また、図2は、実施の形態1に係る液晶表示装置の光学系の構成及び制御系の構成を概略的に示す図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration and operation of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the optical system and the control system of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
図1又は図2に示されるように、実施の形態1に係る液晶表示装置は、液晶パネル11と、入力映像信号に基づいて液晶駆動信号A1を生成する液晶駆動信号生成手段としての液晶駆動信号生成部12と、液晶駆動信号A1に基づいて液晶パネル11を駆動する液晶駆動手段としての液晶駆動部13と、光ビームL0を出射する光ビーム出射部20と、液晶パネル11の画像表示領域11cの領域毎に照明光補正係数A2を出力する分割領域制御部23と、液晶パネル11の背面11bにバックライト照明光である光ビームL1を2次元走査する2次元走査手段としての2次元走査駆動部30と、2次元走査駆動部30の制御信号(走査タイミング信号)A3を出力する2次元走査制御部31とを有している。分割領域制御部23は、液晶パネル11の画像表示領域11cを複数の領域に分割する処理と、分割された各領域について照明光補正係数を決定する処理とを行なう。照明光補正係数は、例えば、分割された各領域に表示される映像の輝度に応じて決定される。例えば、分割された各領域に表示される映像の輝度が高ければ、光源21からの光ビームL0の強度を高くする照明光補正係数(例えば、高い値の照明光補正係数)を生成し、分割された各領域に表示される映像の輝度が低ければ、光源21からの光ビームL0の強度を低くする照明光補正係数(例えば、低い値の照明光補正係数)を生成する。この場合、分割された領域に表示される映像の輝度としては、領域内の各画素の輝度の最大値、最小値、若しくはそれらの中間値などを用いるこができ、また、領域内の各画素の輝度の平均値を用いることもできる。
As shown in FIG. 1 or 2, the liquid crystal display device according to the first embodiment includes a
図1又は図2に示されるように、液晶パネル11は、観察者によって表面11aが直視される直視型の液晶パネルである。液晶パネル11の画像表示領域(図2における斜線部分)11cの背面11bには、光ビーム出射部20から出射され2次元走査駆動部30で走査される光ビームL1が照射される。2次元走査駆動部30は、例えば、ポリゴンミラーと、ガルバノミラーと、それらを駆動する駆動制御部とから構成することができる。ただし、2次元走査駆動部30は、この構成に限らず、2次元走査を実現する他の構成、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等でもよい。
As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the
図2に示されるように、光ビーム出射部20は、光ビームを出射する光源21と、光源21から出射される光ビームL0の発光強度を制御する発光強度制御部22とを有している。発光強度制御部22は、分割領域制御部23から出力される照明光補正係数A2と、2次元走査制御部31から出力される走査タイミング信号A3に基づいて光源21に制御信号を出力する。光源21は、例えば、レーザー発光素子又はLED素子を有する光学装置であるが、光ビームを出射できる構成であれば、高輝度水銀ランプのような発光ランプを光源とする光学装置とすることも可能である。
As shown in FIG. 2, the light
また、図1又は図2に示されるように、2次元走査制御部31により制御される2次元走査駆動部30は、光ビーム出射部20からの光ビームL0を水平方向及び垂直方向に偏向することによって、光ビームL1によって形成される光スポットを、液晶パネル11の画像表示領域11cの背面11bにおいて主走査方向(水平方向)Dh及び副走査方向(垂直方向)Dvにそれぞれ所定の周波数(所定の走査タイミング)で走査して、液晶パネル11の画像表示領域11cの背面11bの全面を光スポットで線順次走査する。なお、液晶パネル11の全面の画像情報を書き換える、1/60秒を1フレーム期間とし、この間に液晶パネル11の全面を、光スポットで走査することでバックライト照明を行なう。
Further, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the two-dimensional
図3(a)は、実施の形態1に係る液晶表示装置において、液晶パネル11の画像表示領域11cを分割する領域E1〜E12を説明するための図であり、図3(b)は、図3(a)で分割された領域E1〜E12と光スポット(破線の丸で7個示す。)の走査位置P1〜P7との関係を説明するための図である。
3A is a diagram for explaining regions E1 to E12 that divide the
図3(a)に示されるように、光スポットは液晶パネル11の主走査方向Dhの走査開始位置S1から、1ライン目の走査位置P1のように主走査方向Dhに走査する動作を、複数の走査位置(例えば、P1〜P7)について、例えば、上から順に行い、液晶パネル11の画像表示領域11cの背面11b上の最下端(走査位置P7)まで走査する。ここで、光スポットが液晶パネル11の画像表示領域11cのある領域を照明するタイミングにおいて、分割領域制御部23から出力された、その領域の照明光補正係数A2に基づいて発光強度制御部22は光源21を制御し、光ビームL0の発光強度を決定する。光スポットで複数の領域E1〜E12の内の2つ以上の領域を同時に(すなわち、2つ以上の領域を跨いで)照明するタイミングでは、発光強度制御部22は、領域毎の照明光補正係数を比較して、いずれの領域の照明光補正係数に基づいて光ビームL0の発光強度を制御するかを選択する。
As shown in FIG. 3A, the light spot scans a plurality of scanning operations in the main scanning direction Dh from the scanning start position S1 in the main scanning direction Dh of the
すなわち、発光強度制御部22による光ビームL0の発光強度の制御は、分割領域制御部23により決められた複数の領域の内の光ビームL0が走査している1つの領域の照明光補正係数、又は、分割領域制御部23により決められた複数の領域の内の光ビームL0が走査している2つ以上の領域の内のいずれか1つの領域の照明光補正係数に基づいて行なわれ、発光強度制御部22による光ビームL0の発光強度の切り替えタイミング(すなわち、使用される照明光補正係数の切り替えタイミング)は、2次元走査制御部31からの走査タイミング信号に基づいて決定される。このように、2次元走査制御部31から出力される2次元走査の主走査方向Dhと副走査方向Dvの走査タイミング信号A3と、領域毎の照明光補正係数A2とに基づいて光ビームの発光強度を制御することで、コントラストの高い映像を得ることができる。また、暗い映像を表示する場合には、光源21の出力が低くなるように制御するため省エネルギーを実現できる。
That is, the control of the light emission intensity of the light beam L0 by the light emission
次に、図3(a)に示されるように液晶パネル11の画像表示領域11cを4列3行の12個の長方形の領域E1〜E12に分割した場合について説明する。また、光スポットの大きさは液晶パネル11の画素サイズよりも十分に大きく、液晶パネル11を分割する各領域の大きさよりも小さいこととする。図3(b)に示されるように副走査方向Dvの走査回数を7回とした場合、奇数ラインの主走査(走査位置P1,P3,P5,P7)は領域の境界付近を光スポットにより照明し、偶数ラインの主走査(走査位置P2,P4,P6)は領域の中心付近を光スポットにより照明することになる。
Next, the case where the
図4は、実施の形態1に係る液晶表示装置において、液晶パネルの画像表示領域11cを分割する領域E1〜E12の入力映像信号を説明するための図である。なお、分割領域制御部23によって分割される領域は、理想的には画素と1対1に対応することが望ましいが、2次元走査駆動部30と光源21とを画素毎に制御して駆動することは技術的な困難を伴うので、複数の画素を含む範囲を1つの領域としている。図4に示されるように、入力映像信号のある1フレームの輝度分布においては領域E7が最も輝度が高く(階調レベルが高く)、領域E6,E10,E11の輝度が中間調であり(階調レベルが中間レベルであり)、その他の領域E1〜E5,E8,E9,E12の輝度は最も低い(階調レベルが低い)。また、図4には、副走査方向Dvの7つの位置P1〜P7で主走査を行なっているため、液晶パネル11を分割する複数の領域E1〜E12の内の1つの領域を照明(走査)するときと、複数の領域E1〜E12の内の2つ以上の領域を跨いで照明(走査)するときとが存在することになる。このことから、そのタイミングにおいてどの領域の照明光補正係数に基づいて光源21の出力制御を行うか決定する必要がある。
FIG. 4 is a diagram for explaining input video signals in areas E1 to E12 that divide the
図5は、実施の形態1に係る液晶表示装置において領域E1〜E12を光スポットで照明するタイミングにおいて、光源21からの光ビームの強度Iを示す図である。図5において、11cは液晶パネルの画像表示領域を示し、E1〜E12は画像表示領域を分割した領域を示し、P1〜P7は主走査方向Dhの走査位置(副走査方向Dvの位置)を示し、I11〜I17は画像表示領域11c上における光源11の発光強度の変化(すなわち、用いられる照明光補正係数の変化)を、横軸がDhで縦軸が強度Iである座標系で示している。実施の形態1においては、図5に示されるように、発光強度制御部22による光源21からの光ビームL0の発光強度の制御は、光スポットが2つ以上の領域を走査しているときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて行なわれる。
FIG. 5 is a diagram showing the intensity I of the light beam from the
まず、図5の1ライン目(走査位置P1)の主走査について説明する。1ライン目の主走査(走査位置P1)で照明する、領域E1、領域E2、領域E3、領域E4は、その階調レベルが最も低いため、光源21からの光ビームL0をオフにする照明光補正係数(領域E1,E2,E3,E4の照明光補正係数)を選択する。その結果、図5に示されるように、1ライン目の主走査(走査位置P1)における光源21からの光ビームL0の強度I11は、ゼロを維持する。
First, the main scanning of the first line (scanning position P1) in FIG. 5 will be described. The illumination light that turns off the light beam L0 from the
図5の2ライン目(走査位置P2)の主走査について説明する。2ライン目(走査位置P2)の主走査で照明する、領域E1、領域E2、領域E3、及び領域E4は、その階調レベルが最も低いため、光源21からの光ビームL0をオフにする照明光補正係数(領域E1,E2,E3,E4の照明光補正係数)を選択する。その結果、図5に示されるように、2ライン目(走査位置P2)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I12は、ゼロを維持する。
The main scanning of the second line (scanning position P2) in FIG. 5 will be described. The area E1, the area E2, the area E3, and the area E4, which are illuminated by the main scanning of the second line (scanning position P2), have the lowest gradation level, so that the light beam L0 from the
図5の3ライン目(走査位置P3)の主走査について説明する。3ライン目(走査位置P3)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E1,E5、領域E2,E6、領域E3,E7、領域E4,E8である。また、領域E1,E5から領域E2,E6に光スポットが移動する途中では、領域E1,E5,E2,E6を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E2,E6から領域E3,E7に光スポットが移動する途中では、領域E2,E6,E3,E7を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E3,E7から領域E4,E8に光スポットが移動する途中では、領域E3,E7,E4,E8を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態1においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、図5に示されるように、3ライン目(走査位置P3)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I13は、ゼロを維持する。
The main scanning of the third line (scanning position P3) in FIG. 5 will be described. The areas illuminated by the light spot in the main scanning of the third line (scanning position P3) are areas E1, E5, areas E2, E6, areas E3, E7, and areas E4, E8. Further, in the middle of the movement of the light spot from the regions E1 and E5 to the regions E2 and E6, there is a period in which illumination is performed across the regions E1, E5, E2, and E6. In the middle of the movement of the light spot from the areas E2 and E6 to the areas E3 and E7, there is a period in which illumination is performed across the areas E2, E6, E3 and E7. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E3, E7 to the areas E4, E8, there is a period of illumination across the areas E3, E7, E4, E8. In the first embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the lowest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, as shown in FIG. 5, the intensity I 13 of the light beam L0 from the
図5の4ライン目(走査位置P4)の主走査について説明する。4ライン目(走査位置P4)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E5、領域E6、領域E7、及び領域E8である。また、領域E5から領域E6に光スポットが移動する途中では、領域E5,E6を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E6から領域E7に光スポットが移動する途中では、領域E6,E7を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E7から領域E8に光スポットが移動する途中では、領域E7,E8を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態1においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、4ライン目(走査位置P4)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I14は、図5に示されるように、領域E6内及び領域E7内において高くなる。
The main scanning of the fourth line (scanning position P4) in FIG. 5 will be described. The areas illuminated by the light spot in the fourth line (scanning position P4) are the areas E5, E6, E7, and E8. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E5 to the region E6, there is a period in which illumination is performed across the regions E5 and E6. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E6 to the region E7, there is a period in which illumination is performed across the regions E6 and E7. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E7 to the region E8, there is a period in which illumination is performed across the regions E7 and E8. In the first embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the lowest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, the intensity I 14 of the light beam L0 from the
図5の5ライン目(走査位置P4)の主走査について説明する。5ライン目(走査位置P4)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E5,E9、領域E6,E10、領域E7,E11、領域E8,E12である。また、領域E5,E9から領域E6,E10に光スポットが移動する途中では、領域E5,E9,E6,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E6,E10から領域E7,E11に光スポットが移動する途中では、領域E6,E10,E7,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E7,E11から領域E8,E12に光スポットが移動する途中では、領域E7,E11,E8,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態1においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、5ライン目(走査位置P5)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I15は、図5に示されるように、領域E6内及び領域E7内において高くなる。
The main scanning of the fifth line (scanning position P4) in FIG. 5 will be described. The areas illuminated by the light spot in the fifth line (scanning position P4) are areas E5 and E9, areas E6 and E10, areas E7 and E11, and areas E8 and E12. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E5 and E9 to the areas E6 and E10, there is a period of illumination across the areas E5, E9, E6 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the regions E6 and E10 to the regions E7 and E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E6, E10, E7, and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E7, E11 to the areas E8, E12, there is a period of illumination across the areas E7, E11, E8, E12. In the first embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the lowest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, the intensity I 15 of the light beam L0 from the
図5の6ライン目(走査位置P6)の主走査について説明する。6ライン目(走査位置P6)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E9、領域E10、領域E11、及び領域E12である。また、領域E9から領域E10に光スポットが移動する途中では、領域E9,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E10から領域E11に光スポットが移動する途中では、領域E10,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E11から領域E12に光スポットが移動する途中では、領域E11,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態1においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、6ライン目(走査位置P6)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I16は、図5に示されるように、領域E10内及び領域E11内において高くなる。
The main scanning of the sixth line (scanning position P6) in FIG. 5 will be described. The regions illuminated by the light spot in the main scanning of the sixth line (scanning position P6) are region E9, region E10, region E11, and region E12. In the middle of the movement of the light spot from the region E9 to the region E10, there is a period in which illumination is performed across the regions E9 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E10 to the region E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E10 and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E11 to the region E12, there is a period in which illumination is performed across the regions E11 and E12. In the first embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the lowest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, the intensity I 16 of the light beam L0 from the
図5の7ライン目(走査位置P7)の主走査について説明する。7ライン目(走査位置P7)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E9、領域E10、領域E11、及び領域E12の横方向の境界である。また、領域E9から領域E10に光スポットが移動する途中では、領域E9,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E10から領域E11に光スポットが移動する途中では、領域E10,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E11から領域E12に光スポットが移動する途中では、領域E11,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態1においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、7ライン目(走査位置P7)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I17は、図5に示されるように、領域E10内及び領域E11内において高くなる。
The main scanning of the seventh line (scanning position P7) in FIG. 5 will be described. The area illuminated by the light spot in the main scanning of the seventh line (scanning position P7) is the boundary in the horizontal direction of the area E9, the area E10, the area E11, and the area E12. In the middle of the movement of the light spot from the region E9 to the region E10, there is a period in which illumination is performed across the regions E9 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E10 to the region E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E10 and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E11 to the region E12, there is a period in which illumination is performed across the regions E11 and E12. In the first embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the lowest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, the intensity I 17 of the light beam L0 from the
以上の説明では副走査方向Dvの7つの位置P1〜P7において主走査方向Dhの走査を行なう場合を説明したが、副走査方向の位置の数は7以外の数であってもよく、1つ又は2つ以上の領域の照明光補正係数と、2次元走査制御部31から出力される2次元走査の主走査方向Dhと副走査方向Dvの走査タイミングの信号に基づいて光源21の出力を制御することができる。
In the above description, the case of performing scanning in the main scanning direction Dh at the seven positions P1 to P7 in the sub-scanning direction Dv has been described. However, the number of positions in the sub-scanning direction may be a number other than seven. Alternatively, the output of the
また、以上の説明では液晶パネル11の画像表示領域11cを4列3行の12領域に分割した場合を説明したが、他の領域分割手段、例えば、6列4行の24領域に分割した場合等のように、他の領域数としてもよい。また、行域の形状も長方形に限定されない。
In the above description, the case where the
以上に説明したように、実施の形態1に係る液晶表示装置は、2次元走査制御部31から出力される2次元走査の主走査方向Dhと副走査方向Dvの走査タイミングの信号と、1つ又は2つ以上の領域の内、階調レベルの低い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの発光強度を制御することで、コントラストの高い映像を得ることができる。
As described above, the liquid crystal display device according to the first embodiment has two scanning timing signals in the main scanning direction Dh and the sub-scanning direction Dv of the two-dimensional scan output from the two-dimensional
また、実施の形態1に係る液晶表示装置は、暗い映像を表示する場合には光源21の出力が低くなるように制御するため省エネルギーを実現できる。
In addition, the liquid crystal display device according to Embodiment 1 can achieve energy saving because the output of the
実施の形態2.
図6は、実施の形態2に係る液晶表示装置において各領域を光スポットで照明するタイミングにおいて、光源21からの光ビームの強度Iを示す図である。図6において、11cは液晶表示パネルの画像表示領域を示し、E1〜E12は画像表示領域において分割された領域を示し、P1〜P7は査線位置の副走査方向Dvの位置を示し、I21〜I27は画像表示領域11c上における光源11の発光強度の変化(すなわち、用いられる照明光補正係数の変化)を、横軸をDhで縦軸を強度Iとする座標系で示している。実施の形態2においては、図6に示されるように、発光強度制御部22による光源21からの光ビームL0の発光強度の制御は、光スポットが2つ以上の領域を走査しているとき(2つ以上の領域を跨ぐとき)には、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて行なわれる。また、実施の形態2の説明においては、図1乃至図4をも参照する。実施の形態2に係る液晶表示装置は、明るい映像をより明るく表示させることに重点をおいた点において、実施の形態1に係る液晶表示装置と相違する。この点を除き、実施の形態2に係る液晶表示装置は、実施の形態1に係る液晶表示装置と同じである。
FIG. 6 is a diagram showing the intensity I of the light beam from the
まず、図6の1ライン目(走査位置P1)の主走査について説明する。1ライン目(走査位置P1)の主走査で照明する、領域E1、領域E2、領域E3、及び領域E4は、その階調レベルが最も低いため、光源21からの光ビームL0をオフにする照明光補正係数(領域E1,E2,E3,E4の照明光補正係数)を選択する。その結果、図6に示されるように、1ライン目(走査位置P1)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I21は、ゼロを維持する。
First, the main scanning of the first line (scanning position P1) in FIG. 6 will be described. The area E1, the area E2, the area E3, and the area E4 that are illuminated in the main scanning of the first line (scanning position P1) have the lowest gradation level, and therefore the illumination that turns off the light beam L0 from the light source 21 A light correction coefficient (illumination light correction coefficient in the areas E1, E2, E3, and E4) is selected. As a result, as shown in FIG. 6, the intensity I 21 of the light beam L0 from the
図6の2ライン目(走査位置P2)の主走査について説明する。2ライン目(走査位置P2)の主走査で照明する、領域E1、領域E2、領域E3、及び領域E4は、その階調レベルが最も低いため、光源21からの光ビームL0をオフにする照明光補正係数(領域E1,E2,E3,E4の照明光補正係数)を選択する。その結果、図6に示されるように、2ライン目(走査位置P2)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I22は、ゼロを維持する。
The main scanning of the second line (scanning position P2) in FIG. 6 will be described. The area E1, the area E2, the area E3, and the area E4, which are illuminated by the main scanning of the second line (scanning position P2), have the lowest gradation level, so that the light beam L0 from the
図6の3ライン目(走査位置P3)の主走査について説明する。3ライン目(走査位置P3)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E1,E5、領域E2,E6、領域E3,E7、及び領域E4,E8である。また、領域E1,E5から領域E2,E6に光スポットが移動する途中では、領域E1,E5,E2,E6を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E2,E6から領域E3,E7に光スポットが移動する途中では、領域E2,E6,E3,E7を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E3,E7から領域E4,E8に光スポットが移動する途中では、領域E3,E7,E4,E8を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態2においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、図6に示されるように、3ライン目(走査位置P3)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I23は、領域E1,E5,E2,E6を跨ぐ部分、領域E2,E6を跨ぐ部分で高くなり、領域E2,E6,E3,E7を跨ぐ部分、領域E3,E7を跨ぐ部分、領域E3,E7,E4,E8を跨ぐ部分でさらに高くなる。
The main scanning of the third line (scanning position P3) in FIG. 6 will be described. The areas illuminated by the light spot in the third line (scanning position P3) are areas E1, E5, areas E2, E6, areas E3, E7, and areas E4, E8. Further, in the middle of the movement of the light spot from the regions E1 and E5 to the regions E2 and E6, there is a period in which illumination is performed across the regions E1, E5, E2, and E6. In the middle of the movement of the light spot from the areas E2 and E6 to the areas E3 and E7, there is a period in which illumination is performed across the areas E2, E6, E3 and E7. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E3, E7 to the areas E4, E8, there is a period of illumination across the areas E3, E7, E4, E8. In the second embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the highest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, as shown in FIG. 6, the intensity I 23 of the light beam L0 from the
図6の4ライン目(走査位置P4)の主走査について説明する。4ライン目(走査位置P4)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E5、領域E6、領域E7、及び領域E8である。また、領域E5から領域E6に光スポットが移動する途中では、領域E5,E6を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E6から領域E7に光スポットが移動する途中では、領域E6,E7を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E7から領域E8に光スポットが移動する途中では、領域E7,E8を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態2においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、4ライン目(走査位置P4)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I24は、図6に示されるように、領域E2,E6を跨ぐ部分、領域E6内で高くなり、領域E6,E7を跨ぐ部分、領域E7内、領域E7,E8を跨ぐ部分でさらに高くなる。
The main scanning of the fourth line (scanning position P4) in FIG. 6 will be described. The areas illuminated by the light spot in the fourth line (scanning position P4) are the areas E5, E6, E7, and E8. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E5 to the region E6, there is a period in which illumination is performed across the regions E5 and E6. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E6 to the region E7, there is a period in which illumination is performed across the regions E6 and E7. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E7 to the region E8, there is a period in which illumination is performed across the regions E7 and E8. In the second embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the highest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, as shown in FIG. 6, the intensity I 24 of the light beam L0 from the
図6の5ライン目(走査位置P5)の主走査について説明する。5ライン目(走査位置P5)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E5,E9、領域E6,E10、領域E7,E11、及び領域E8,E12である。また、領域E5,E9から領域E6,E10に光スポットが移動する途中では、領域E5,E9,E6,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E6,E10から領域E7,E11に光スポットが移動する途中では、領域E6,E10,E7,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E7,E11から領域E8,E12に光スポットが移動する途中では、領域E7,E11,E8,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態2においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、5ライン目(走査位置P5)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I25は、図6に示されるように、領域E5,E9,E6,E10を跨ぐ部分、領域E6,E10を跨ぐ部分で高くなり、領域E6,E10,E7,E11を跨ぐ部分、領域E7,E11を跨ぐ部分、領域E7,E11,E8,E12を跨ぐ部分でさらに高くなる。
The main scanning of the fifth line (scanning position P5) in FIG. 6 will be described. The areas illuminated by the light spot in the fifth line (scanning position P5) are areas E5 and E9, areas E6 and E10, areas E7 and E11, and areas E8 and E12. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E5 and E9 to the areas E6 and E10, there is a period of illumination across the areas E5, E9, E6 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the regions E6 and E10 to the regions E7 and E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E6, E10, E7, and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the areas E7, E11 to the areas E8, E12, there is a period of illumination across the areas E7, E11, E8, E12. In the second embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the highest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, the intensity I 25 of the light beam L0 from the
図6の6ライン目(走査位置P6)の主走査について説明する。6ライン目(走査位置P6)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E9、領域E10、領域E11、領域E12である。また、領域E9から領域E10に光スポットが移動する途中では、領域E9,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E10から領域E11に光スポットが移動する途中では、領域E10,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E11から領域E12に光スポットが移動する途中では、領域E11,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態2においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、6ライン目(走査位置P6)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I26は、図6に示されるように、領域E9,E10を跨ぐ部分、領域E10内、領域E11内、領域E11,E12を跨ぐ部分において高くなる。
The main scanning of the sixth line (scanning position P6) in FIG. 6 will be described. The regions illuminated by the light spot in the main scanning of the sixth line (scanning position P6) are region E9, region E10, region E11, and region E12. In the middle of the movement of the light spot from the region E9 to the region E10, there is a period in which illumination is performed across the regions E9 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E10 to the region E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E10 and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E11 to the region E12, there is a period in which illumination is performed across the regions E11 and E12. In the second embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the highest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, as shown in FIG. 6, the intensity I 26 of the light beam L0 from the
図6の7ライン目(走査位置P7)の主走査について説明する。7ライン目(走査位置P7)の主走査で光スポットが照明する領域は、領域E9、領域E10、領域E11、領域E12の横方向の境界である。また、領域E9から領域E10に光スポットが移動する途中では、領域E9,E10を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E10から領域E11に光スポットが移動する途中では、領域E10,E11を跨いで照明する期間が存在する。また、領域E11から領域E12に光スポットが移動する途中では、領域E11,E12を跨いで照明する期間が存在する。実施の形態2においては、2つ以上の領域を跨いで光スポットが移動するときには、当該2つ以上の領域の内の階調レベルの最も高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの強度の調整が行なわれる。その結果、7ライン目(走査位置P7)の主走査における光源21からの光ビームL0の強度I27は、図6に示されるように、領域E9,E10を跨ぐ部分、領域E10内、領域E11内、領域E11,E12を跨ぐ部分において高くなる。
The main scanning of the seventh line (scanning position P7) in FIG. 6 will be described. The region illuminated by the light spot in the main scanning of the seventh line (scanning position P7) is the boundary in the horizontal direction of the region E9, the region E10, the region E11, and the region E12. In the middle of the movement of the light spot from the region E9 to the region E10, there is a period in which illumination is performed across the regions E9 and E10. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E10 to the region E11, there is a period in which illumination is performed across the regions E10 and E11. Further, in the middle of the movement of the light spot from the region E11 to the region E12, there is a period in which illumination is performed across the regions E11 and E12. In the second embodiment, when the light spot moves across two or more regions, the intensity of the light beam is based on the illumination light correction coefficient of the region having the highest gradation level among the two or more regions. Adjustments are made. As a result, as shown in FIG. 6, the intensity I 27 of the light beam L0 from the
以上に説明したように、実施の形態2に係る液晶表示装置は、2次元走査制御部31から出力される2次元走査の主走査方向Dhと副走査方向Dvの走査タイミングの信号と、1つ又は2つ以上の領域の内、階調レベルの高い領域の照明光補正係数に基づいて光ビームの発光強度を制御することで、コントラストの高い映像を得ることができる。
As described above, the liquid crystal display device according to the second embodiment has two scanning timing signals in the main scanning direction Dh and the sub-scanning direction Dv of the two-dimensional scan output from the two-dimensional
また、実施の形態2に係る液晶表示装置は、暗い映像を表示する場合には光源21の出力が低くなるように制御するため省エネルギーを実現できる。
In addition, the liquid crystal display device according to the second embodiment can realize energy saving because the output of the
11 液晶パネル、 11a 液晶パネルの表面、 11b 液晶パネルの背面、 11c 液晶パネルの画像表示領域、 12 液晶駆動信号生成部、 13 液晶駆動部、 20 光ビーム出射部、 21 光源、 22 発光強度制御部、 23 分割領域制御部、 30 2次元走査駆動部、 31 2次元走査制御部、 A1 液晶駆動信号、 A2 照明光補正係数、 A3 走査タイミング信号、 Dh 主走査方向、 Dv 副走査方向、 E1〜E12 分割された領域、 I,I11〜I17,I21〜I27 光ビームの強度、 P1〜P7 走査位置、 S1 光スポット走査開始位置。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
入力映像信号に基づいて液晶駆動信号を生成する液晶駆動信号生成手段と、
前記液晶駆動信号に基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶駆動手段と、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを偏向して、前記光ビームによって形成される光スポットを、前記液晶パネルの画像表示領域の背面において主走査方向及び副走査方向に2次元走査させる2次元走査駆動手段と、
前記2次元走査駆動手段に、前記光スポットの主走査方向及び副走査方向の走査タイミング信号を供給する2次元走査制御手段と、
前記液晶パネルの画像表示領域を複数の領域に分割し、前記領域毎に前記入力映像信号に基づく照明光補正係数を出力する分割領域制御手段と、
前記領域毎に前記照明光補正係数に基づいて前記光ビームの発光強度を制御する発光強度制御手段とを有し、
前記発光強度制御手段による前記光ビームの発光強度の制御は、前記複数の領域の内の前記光ビームが走査している1つの領域の前記照明光補正係数又は前記複数の領域の内の前記光ビームが走査している2つ以上の領域の内のいずれか1つの領域の前記照明光補正係数に基づいて行なわれ、
前記発光強度制御手段による前記光ビームの発光強度の制御に用いる前記照明光補正係数の切り替えタイミングは、前記2次元走査制御手段からの前記走査タイミング信号に基づいて決定される
ことを特徴とする液晶表示装置。 LCD panel,
Liquid crystal drive signal generating means for generating a liquid crystal drive signal based on the input video signal;
Liquid crystal driving means for driving the liquid crystal panel based on the liquid crystal driving signal;
A light source that emits a light beam;
Two-dimensional scanning drive means for deflecting the light beam and two-dimensionally scanning a light spot formed by the light beam in the main scanning direction and the sub-scanning direction on the back surface of the image display area of the liquid crystal panel;
Two-dimensional scanning control means for supplying scanning timing signals in the main scanning direction and sub-scanning direction of the light spot to the two-dimensional scanning driving means;
A divided area control means for dividing the image display area of the liquid crystal panel into a plurality of areas and outputting an illumination light correction coefficient based on the input video signal for each of the areas;
Emission intensity control means for controlling the emission intensity of the light beam based on the illumination light correction coefficient for each region,
The control of the light emission intensity of the light beam by the light emission intensity control means is performed by controlling the illumination light correction coefficient in one area scanned by the light beam in the plurality of areas or the light in the plurality of areas. Based on the illumination light correction coefficient of any one of the two or more areas scanned by the beam,
The switching timing of the illumination light correction coefficient used for controlling the light emission intensity of the light beam by the light emission intensity control means is determined based on the scanning timing signal from the two-dimensional scanning control means. Display device.
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Cited By (2)
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KR20220141247A (en) * | 2021-04-12 | 2022-10-19 | 옥시젠 인크. | Attribute analysis device and attribute analysis program |
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