JP2010044179A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置を、入力映像データに基づく映像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを所定の角度から見たときのガンマ特性に対応する複数のガンマ補正用データを記憶する記憶手段と、液晶パネルに対するユーザの視線角度を取得する視線角度取得手段と、視線角度に応じて複数のガンマ補正用データの中から補正に用いるガンマ補正用データを選択して設定するガンマ補正設定手段と、ガンマ補正設定手段により設定されたガンマ補正用データを用いて入力映像データを補正するガンマ補正手段と、ガンマ補正手段からの出力に基づいて液晶パネルを駆動する駆動手段と、を備えた構成とする。
【選択図】図1
Description
出力輝度=(階調値/255)^γ,γ:表示装置のガンマ値
で表される。つまり、表示装置のガンマ値が一定であれば(例えば、CRTはγ=2.2)、この表示装置のガンマ特性は指数関数のような曲線を描く。
また、階調値ごとにガンマ値を意図的に歪ませて、例えば、表示装置がS字カーブのガンマ特性を有するようにする場合もある(図5参照)。この場合、暗い画素はより暗く、明るい画素はより明るく表示されることとなる。
図7に示すように、液晶表示装置2は、制御部21,ビデオセレクタ22,ガンマ補正部23,LCDドライバ24,液晶パネル25を備えている。
制御部21は、CPU211,RAM212,ROM213を備えて構成される。CPU211は、RAM212を作業領域として、ROM213に記憶された制御プラグラムを実行することにより各種演算処理を行い、各ブロック22〜24を制御する。また、ROM213には、すべての階調値に対して液晶パネル25のガンマ値を格納したガンマ補正テーブルが記憶されている。このガンマ補正テーブルに格納されているガンマ値は、液晶表示装置2の製造時に1台ずつ測定されるもので、通常、液晶パネル25を正面(液晶パネル25の法線方向)から見た状態で測定される。
ガンマ補正部23は、入力映像データ(階調値)に対して液晶パネル25のガンマ特性に応じたガンマ補正を施し、補正値をLCDドライバ24に出力する。
LCDドライバ24は、ガンマ補正部23から出力された補正値を電圧に変換し、液晶パネル25を駆動する。
液晶パネル25には、入力映像データに基づく映像が表示される。ユーザが液晶パネルを25を視野角内の方向から見ていれば、入力映像データを忠実に再現した映像が視認される。
例えば、図8に示すように、液晶パネルにグレー50%(階調値:127)の映像を表示すると、正面視では正常に視認される一方、上方視では明るいグレーとして視認され、下方視では暗いグレーとして視認されてしまう。つまり、液晶パネルを上方向から見たときのガンマ特性は図5に示す曲線が全体的に上方に移動したような形状となり、下方向から見たときのガンマ特性は図5に示す曲線が全体的に下方に移動したような形状となる。
特に、ダッシュボードの収納スペースに内蔵するタイプ(いわゆる2DINタイプ)のカーナビゲーション装置の場合、収納スペースの形状や位置(高さ)で取付状態が決定される。そして、車両の内装がデザイン重視で設計されて液晶パネルが上向きに設置される場合など、カーナビゲーション装置の取付角度が想定していた角度(一般に水平面にほぼ垂直)から外れてしまうと、視線角度が液晶パネルの視野角から外れ、上述した現象が生じる。なお、一定以上のコントラスト比を保てる範囲が視野角とされるが、視野角内であっても厳密にはガンマ特性は変化する。
そこで、液晶パネルを上下方向に傾斜可能なチルト機構を備えたカーナビゲーション装置も提案されているが、傾斜角度を最適化するのは容易ではなく、また、取付位置によっては十分に対応できないこともある。
前記液晶パネルを所定の角度から見たときのガンマ特性に対応する複数のガンマ補正用データを記憶する記憶手段と、
前記液晶パネルに対するユーザの視線角度を取得する視線角度取得手段と、
前記視線角度に応じて前記複数のガンマ補正用データの中から補正に用いるガンマ補正用データを選択して設定するガンマ補正設定手段と、
前記ガンマ補正設定手段により設定されたガンマ補正用データを用いて前記入力映像データを補正するガンマ補正手段と、
前記ガンマ補正手段からの出力に基づいて前記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液晶表示装置である。
前記視線角度取得手段は、前記取付姿勢に基づいて前記視線角度を算出することを特徴とする。
前記視線角度取得手段は、前記取付位置に基づいて前記視線角度を算出することを特徴とする。
前記視線角度取得手段は、前記取付姿勢と前記取付位置に基づいて前記視線角度を算出することを特徴とする。
図1は、本実施形態に係るカーナビゲーション装置の表示制御に係る構成の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、カーナビゲーション装置1は、制御部11,ビデオセレクタ12,ガンマ補正部13,LCDドライバ14,液晶パネル15,3軸加速度センサ16,操作部17を備えている。
また、液晶パネル15を所定の方向から見たときのガンマ特性に対応する複数のガンマ補正テーブル1,2,・・が記憶されている。すなわち、複数の視線角度(例えば、液晶パネル15の法線方向から上下方向に傾斜した角度で規定される)のそれぞれについて、ガンマ補正テーブルが用意される。なお、液晶パネル15のガンマ特性がRGBごとに異なる場合は、このガンマ補正テーブルをRGB別に用意するのが望ましい。
このガンマ補正テーブルに格納されているガンマ値は、カーナビゲーション装置1の製造時に1台ずつ測定される。例えば、液晶パネル15の法線方向を基準として上下方向に1°刻みですべての階調値に対するガンマ値を測定することで、法線方向から±90°の視線角度に対応するガンマ補正テーブルが作成される。
このようにして、ガンマ補正用データのデータ量が無駄に大きくなるのを防止することで、制限されたROM113の記憶領域を有効利用できる。
入力映像データとしては、例えば、ナビ映像データ、DVD映像データ、TV映像データ,GUI映像データ等がある。
DVD映像データは、カーナビゲーション装置1が備えるDVDドライブ(図示略)に装着されたDVD(Digital Versatile Disc)から読み出される映像データである。
TV映像データは、カーナビゲーション装置1が備えるTVチューナ(図示略)により受信されるTV放送の映像データである。
GUI映像データは、液晶パネル15に操作キー等のGUI(Graphical User Interface)を表示するための映像データである。
液晶パネル15は、入力映像データに基づく映像を表示する。入力映像データにはガンマ補正部13により最適なガンマ補正が施されるので、入力映像データを忠実に再現した映像が表示される。
液晶パネル15に表示されたGUI画面において、ユーザがタッチパネル(ソフトキー)171を操作すると、この操作に対応する操作信号が制御部11に出力される。また、ユーザがリモコン172のキー操作を行うと、対応するリモコン信号(例えば、赤外線信号)が発信され、リモコン信号受信部(図示略)を介して制御部11に出力される。
例えば、後述するガンマ補正設定処理において、ユーザが操作部17を操作してユーザの視点に対する液晶パネル15の取付位置を入力すると、取付位置情報が制御部16に出力される。
また、液晶パネルの取付姿勢を検知する3軸加速度センサ16(姿勢検知手段)と、ユーザの視点に対する液晶パネルの取付位置を入力するタッチパネル171,リモコン172(操作手段)を備えている。
また、制御部16は、液晶パネル15に対するユーザの視線角度を取得する視線角度取得手段として機能するとともに、視線角度に応じて複数のガンマ補正テーブル1,2,・・の中から補正に用いるガンマ補正テーブルを選択して設定するガンマ補正設定手段として機能する。
なお、液晶パネル15を左右方向から見たときのガンマ特性の変化は、上下方向から見たときのガンマ特性の変化に比較して小さいため、ユーザは左右方向については液晶パネル15の正面に位置するものとして考えてよい。したがって、本実施形態では、液晶パネル15の法線方向から上下方向に傾斜した視線角度に基づいてガンマ補正設定処理を行うこととしている。
このようにすることで、左右方向に傾斜した視線角度に対応するガンマ補正テーブルを用意する必要はなくなるので、ガンマ補正テーブルのデータ量が増大するのを防止でき、制限されたROM113の記憶領域を有効利用できる。
ステップS104では、取付位置情報(水平距離d,垂直距離h)よりオフセット角度θ2を算出する。ここで、オフセット角度θ2は、水平面Hとユーザの視線方向Deがなす角度であり、視線方向Deが水平面Hより上方に傾斜している(液晶パネル15の取付位置が視点Eより上方である)ときにプラスの値をとり、下方に傾斜している(液晶パネル15の取付位置が視点Eより下方である)ときにマイナスの値をとるものとする。図3では、液晶パネル15の取付位置は視点Eより下方であるので、オフセット角度θ2はマイナスの値となる。
ステップS106では、ROM113に記憶されている複数のガンマ補正テーブルの中から、視線角度θに対応したガンマ補正テーブルを選択して設定する。
これにより、液晶パネル15の取付姿勢やユーザの視点Eに対する液晶パネル15の取付位置等によって変化する視線角度θに応じて適切なガンマ補正を行い、入力映像データを忠実に再現して表示することができる。
図4(a)では、液晶パネル15が水平面Hに対して平行に取り付けられ(取付角度θ1=0°)、ユーザの視点Eと液晶パネル15の取付位置が同じ高さ(オフセット角度θ2=0°)の場合について示している。この場合、視線角度θ=0°となるので、従来と同様のガンマ補正テーブルによりガンマ補正が行われることとなる。
このように、ユーザの視点Eと液晶パネル15の取付位置が同じ高さであることを前提とするならば、液晶パネル15の取付角度θ1に応じたガンマ補正となるので、図2のステップS102,S103を省略できる。すなわち、視線角度取得手段としての制御部11は、液晶パネル15の取付姿勢(取付角度θ1)に基づいて視線角度を算出する。
このように、液晶パネル15が水平面Hに対して平行に取り付けられることを前提とするならば、液晶パネル15の取付位置(オフセット角度θ2)に応じたガンマ補正となるので、図2のステップS101を省略できる。すなわち、視線角度取得手段としての制御部11は、液晶パネル15の取付位置(オフセット角度θ2)に基づいて視線角度を算出する。
例えば、上記実施形態では、ユーザの視点Eと液晶パネル15の位置関係(水平距離d、垂直距離h)に基づいてオフセット角度θ2を算出するようにしているが、オフセット角度θ2を直接入力するようにしても良い。また、タッチパネル171を押下する位置(例えば、液晶パネル15の上下領域)や回数によってオフセット角度θ2を入力できるようにしてもよい。
また、取付位置情報(水平距離d,垂直距離h,またはオフセット角度θ2)を、カーナビゲーション装置1が実装される車両との通信により自動的に取得できるようにしてもよい。
また、姿勢検知手段は3軸加速度センサ16に制限されず、その他の適当なセンサを利用することができる。
本発明に係る液晶表示装置は、カーナビゲーション装置の他、液晶テレビや携帯電話、PDA(Personal Digital Assistants)等、液晶パネルを備えた各種装置に適用できる。
11 制御部(視線角度取得手段,ガンマ補正設定手段)
111 CPU
112 RAM
113 ROM(記憶手段)
12 ビデオセレクタ
13 ガンマ補正部(ガンマ補正手段)
14 LCDドライバ(駆動手段)
15 液晶パネル
16 3軸加速度センサ(姿勢検知手段)
17 操作部(操作手段)
Claims (6)
- 入力映像データに基づく映像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルを所定の角度から見たときのガンマ特性に対応する複数のガンマ補正用データを記憶する記憶手段と、
前記液晶パネルに対するユーザの視線角度を取得する視線角度取得手段と、
前記視線角度に応じて前記複数のガンマ補正用データの中から補正に用いるガンマ補正用データを選択して設定するガンマ補正設定手段と、
前記ガンマ補正設定手段により設定されたガンマ補正用データを用いて前記入力映像データを補正するガンマ補正手段と、
前記ガンマ補正手段からの出力に基づいて前記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液晶表示装置。 - 前記視線角度は、前記液晶パネルの法線方向から上下方向に傾斜した角度であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶パネルの取付姿勢を検知する姿勢検知手段を備え、
前記視線角度取得手段は、前記取付姿勢に基づいて前記視線角度を算出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。 - 前記姿勢検知手段は、3軸加速度センサであることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
- ユーザの視点に対する前記液晶パネルの取付位置を入力する操作手段を備え、
前記視線角度取得手段は、前記取付位置に基づいて前記視線角度を算出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。 - ユーザの視点に対する前記液晶パネルの取付位置を入力する操作手段を備え、
前記視線角度取得手段は、前記取付姿勢と前記取付位置に基づいて前記視線角度を算出することを特徴とする請求項3または4に記載の液晶表示装置。
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