JP3591213B2

JP3591213B2 - 液晶表示装置およびその調整方法

Info

Publication number: JP3591213B2
Application number: JP11964597A
Authority: JP
Inventors: 浩一大浦
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2017-05-09
Also published as: JPH10307286A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶テレビジョン受像機などに用いられる液晶表示装置およびその調整方法に関し、更に詳しくは、表示品質を維持しながら自在なコントラスト調整（ピクチャー調整と同義）を可能とする液晶表示装置およびその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置はフラットな構造や低消費電力に特徴があり、ラップトップパソコンに代表される液晶ディスプレイ付機器や家庭用のテレビジョン受像機などへと実用化され普及しつつある。液晶表示装置は非発光性であるため暗所での使用に不便である。見易さの向上および暗所での使用を可能にする目的で表示画面を背面照明（透過型液晶ディスプレイの場合）するバックライトが必須である。
ところで、液晶表示装置を外光が昼間の太陽光の明るさから夜間まで変化する車載用液晶ディスプレイや家庭用テレビジョン受像機として使用する場合には、表示画面の見易さを一定に保つ為にコントラスト比を調整する必要がある。
【０００３】
図２は従来の液晶表示装置を示す図であり、従来の液晶表示装置の構成は、入力部１から入力された映像信号を増幅する増幅器２、増幅された映像信号のＹ／Ｃ分離処理等を行う信号処理回路３、信号処理された映像信号をアナログ→ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器４、ディジタル入力の駆動回路５、透過型の液晶ディスプレイ６、および液晶ディスプレイ６を照射する光源としてのバックライト７などにより構成されている。
【０００４】
液晶ディスプレイ６は、一例として一対のガラス基板（図示省略）を互いに貼着した構成を有し、両者の間隙に液晶が封入されている。ガラス基板の前面および後面側には偏光板が配置されていて、駆動回路５による輝度変調を受けて所望の映像を映出するようになっている。
【０００５】
液晶ディスプレイ６に近接して配置されたバックライト７は、液晶ディスプレイ６の色純度を良くするため、その分光特性を液晶ディスプレイ６のカラーフィルタの分光特性に適合させた３波長蛍光体を用いた冷陰極ランプまたは熱陰極ランプ等が使用される。なお、液晶ディスプレイ６としては、ポリマーに分散したＮ液晶球状小滴中の液晶分子の配向を電場によって変化させることにより、偏光板を不要とする種類も存在している。
【０００６】
かかる従来の液晶表示装置におけるコントラストの調整方法を、図２ないし図４を参照して説明する。
図３は従来の液晶表示装置でコントラストを大きくした場合の問題点を明らかにする波形図であり、同じく図４は従来の液晶表示装置でコントラストを小さくした場合の問題点を明らかにする波形図であり、それぞれ（ａ）は元の映像信号、（ｂ）は減縮された映像信号、（ｃ）はＡ／Ｄ変換器内の映像信号である。
【０００７】
周知のように、液晶ディスプレイ６は駆動回路５から印加された映像信号レベルに応じて透過光を制御するシャッタ動作により表示画面の階調制御を行うものである。液晶ディスプレイ６に対するコントラスト調整は増幅器２の増幅率を調整することにより行われる。しかしながら、コントラストを調整するために単純に増幅器２の増幅率を変化すると、以下のような問題が発生する。
【０００８】
すなわち、コントラストを大きくするために図３（ａ）に示す如き元の映像信号を増幅器２および信号処理回路３により増幅／処理して映像信号（図３（ｂ）参照）を得たとすると、Ａ／Ｄ変換器４には図３（ｂ）の如き増幅された映像信号が入力される。
ここで、増幅器２の増幅率を極端に大きくした場合、Ａ／Ｄ変換器４の許容入力レベルＸを上回る大振幅部分（映像信号の明るい部分）が潰れた波形がＡ／Ｄ変換され、図３（ｃ）に示すような大振幅部分の情報を失った映像信号が液晶ディスプレイ６に表示されることになる。その結果、液晶ディスプレイ６には明るい部分が潰れた映像が表示される。
【０００９】
また、コントラストを小さくするために図４（ａ）に示す如き元の映像信号を増幅器２により減縮して減縮された入力レベルＹを得た（図４（ｂ））とすると、Ａ／Ｄ変換器４には減縮された映像信号が入力される。
Ａ／Ｄ変換器４に入力される映像信号が減縮されると、図４（ｃ）に示すようにＺの範囲で階調が表現されることになる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器４の出力によって表現される１ビット当たりの映像信号レベルが大きくなり、結果として液晶ディスプレイ６に表示される階調表現が荒くなるという問題点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、従来の液晶表示装置においてコントラストを大きくする目的で映像信号の増幅率を大きくした場合、液晶表示装置の表示画面には明るい部分が潰れた映像が表示されるという問題を解決することである。また、本発明の別の課題は、コントラストを小さくする目的で映像信号の増幅率を小さくした場合、液晶表示装置の表示画面に表示される階調表現が荒くなるという問題点を解決し、液晶表示装置の表示品質を維持しながら自在なコントラスト調整を可能とする液晶表示装置およびその調整方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、液晶ディスプレイと、液晶ディスプレイの後面および前面の何れか１側面に配設され、液晶ディスプレイに照明光を照射する光源と、
入力映像信号を処理して液晶ディスプレイを駆動する信号処理手段と、
信号処理手段に設けられ、液晶ディスプレイのコントラストを調整するコントラスト調整手段とを備えた液晶表示装置において、
操作者によってコントラスト調整手段の調整がなされた際、光源の光量を制御する光源光量制御手段と、
光源光量制御手段と連動して該入力映像信号の直流レベル（ＤＣレベル）を制御する直流レベル制御手段とを備えたことを特徴とする。これにより、液晶ディスプレイに表示される表示品質を低下することなく、自在なコントラスト調整が可能となる。
【００１２】
また、本発明の液晶表示装置は、
該入力映像信号の振幅（大きさ）を所定の周期で検出する検出手段と、
検出手段の検出結果に基づいて光源光量制御手段を自動的に制御する制御手段とを備えていることが望ましい。これにより、コントラスト調整手段を操作することなく、一定レベルの画質およびコントラストによって本発明の液晶表示装置を視覚することができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の調整方法は、液晶ディスプレイと、
液晶ディスプレイの後面および前面の何れか１側面に配設され、液晶ディスプレイに照明光を照射する光源と、
入力映像信号を処理して液晶ディスプレイを駆動する信号処理手段と、
信号処理手段に設けられ、液晶ディスプレイのコントラストを調整するコントラスト調整手段とを備えた液晶表示装置の調整方法において、
コントラスト調整手段の調整がなされた際、光源光量制御工程によって光源の光量を制御するとともに、
光源光量制御工程と連動して、直流レベル制御工程によって該入力映像信号の直流レベルを制御する。これにより、液晶ディスプレイの表示品質を保持したまま、コントラスト調整手段によるコントラスト調整が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
先ず、図１を参照して本発明の液晶表示装置の構成を説明する。
図１は本発明の液晶表示装置の要部構成を示すブロック回路図である。なお、従来技術で記載した事項と共通する部分には同一の参照符号を付すものとし、重複する部分の説明を一部省略する。
【００１６】
図１に示されるような本発明の液晶表示装置１０は、入力部１から入力された映像信号を増幅する増幅器２、増幅された映像信号を処理する信号処理回路３、信号処理された映像信号をＤＣ的にシフトするＤＣレベルシフト回路１１、ＤＣレベルシフト回路１１を経た映像信号をアナログ→ディジタル変換するＡ／Ｄ変換器４、ディジタル化された映像信号を基に次段の液晶ディスプレイを駆動する駆動回路５、透過型の液晶ディスプレイ６、および次段のバックライト７の輝度をコントロールするとともに、前述のＤＣレベルシフト回路１１に接続された光量制御回路１２により構成される。
【００１７】
ＤＣレベルシフト回路１１等はコントラスト調整器１３と共にマイクロプロセッサなどでなる制御回路１４に接続されている。ＤＣレベルシフト回路１１では、操作者によってコントラスト調整器１３が操作されてコントラスト調整がなされた際、光量制御回路１２と連動して映像信号のＤＣレベル（振幅ではない）を制御するようになされている。なお、本発明は例示した回路構成に限ることなく、同様の働きをする他の構成を用いても良いことは当然である。
【００１８】
次に、このような構成の液晶表示装置の調整方法の詳細につき、本発明の特徴であるコントラスト調整方法を中心に説明する。
【００１９】
前述のように、液晶表示装置の表示画面のコントラストを変化させるために増幅器２の増幅率を変化させると、液晶ディスプレイ６には明るい部分の情報を失った映像や階調表現の荒い映像が表示されることになる。そこで、本発明の液晶表示装置では、増幅器２によって所定レベルに調整された映像信号の振幅はそのまま、操作者の所望のコントラスト調整（ピクチャー調整と同義）に応じてバックライトの輝度を制御するとともに、それと連動して映像信号のＤＣレベルを制御する。
【００２０】
すなわち、図１におけるコントラスト調整器１３によって液晶ディスプレイ６のコントラストを大きくする調整がなされたとき、制御回路１４は光量制御回路１２を駆動してバックライト７を明るくする。しかし単にバックライト７を明るくするだけでは、相対的に映像信号の黒レベルが上昇（黒浮き）してコントラストが低下する。
そこで、ＤＣレベルシフト回路１１ではバックライト７の輝度上昇と連動して映像信号のＤＣレベルを低下させる。これにより、バックライト７が明るくなって白レベルが上昇するとともに、映像信号の黒レベルも引き締まり、言い換えるならば、バックライト７の白部分の輝度と表示映像の黒部分の輝度との比を大きくすることができ、液晶ディスプレイ６に対するコントラスト比の高い映像表示が実現される。
【００２１】
コントラスト調整器１３によって液晶ディスプレイ６のコントラストを小さくする調整がなされたとき、制御回路１４は光量制御回路１２を駆動してバックライト７を暗くする。バックライト７を暗くすると、相対的に映像信号の黒レベルが沈んで黒レベルの情報が失われる。そこで、ＤＣレベルシフト回路１１ではバックライト７の輝度低下と連動して映像信号のＤＣレベルを元に戻す。これにより、液晶ディスプレイ６に対する階調表現は均一となり、コントラストを低下した映像表示が実現される。
【００２２】
本発明の制御回路１４の別の動作として、入力部１から入力された映像信号の振幅を検出回路（図示省略）により定期的に検出し、その検出結果に基づいて映像信号の振幅に略合致したバックライト７光量が得られるように、上記光量制御回路１２を制御する機能を有する。これにより、本発明の液晶表示装置１０の使用者は、その都度コントラスト調整器１３を操作することなく、一定レベルの表示品質および一定レベルのコントラストによって液晶ディスプレイ６を視覚することができるようになる。また、バックライト７光量を定期的に制御することにより液晶表示装置１０の省電力化にも貢献できる。
【００２３】
本発明の液晶表示装置およびその調整方法では、次のような具体的な効果を挙げることができる。
第１には、液晶ディスプレイのコントラストを大きくする調整がなされた際、バックライトの輝度上昇と連動して映像信号のＤＣレベルを下げるようにしたため、液晶ディスプレイに明るい部分が潰れた映像が表示されることがなくなる。第２には、液晶ディスプレイのコントラストを小さくする調整がなされた際、バックライトの輝度低下と連動して映像信号のＤＣレベルを元に戻すようにしたため、表現される映像の階調表現が荒くなることがない。
第３には、入力部１から入力された映像信号の振幅を検出回路により周期的に検出し、その検出結果に基づいて光量制御回路を制御するようにしたため、一定レベルの表示品質および一定レベルのコントラストにより液晶ディスプレイを視覚できるようになる。
【００２４】
本発明は前記実施の形態例に限定されず、種々の実施形態を採ることができる。例えば、前記実施の形態例では透過型液晶ディスプレイを例示したが、バックライト光を液晶ディスプレイの観察側から照射する反射型液晶ディスプレイにも適用可能である。また、本発明に係わるコントラスト調整器等は、ディジタル制御データを基にディジタル的に行う方式にも対応可能であり、本発明は前記実施の形態例に限定されることなく様々な形態に発展出来ることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶表示装置の調整方法によれば、液晶表示装置のコントラスト調整に際し、バックライトの光量制御と連動して映像信号のＤＣレベルをシフトするようにしたため、液晶表示装置の表示品質を低下することなく、自在なコントラスト調整が可能となり、有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の要部構成を示すブロック回路図である。
【図２】従来の液晶表示装置の要部構成を示すブロック回路図である。
【図３】従来の液晶表示装置でコントラストを大きくした場合の問題点を明らかにする波形図であり、（ａ）は元の映像信号、（ｂ）は増幅された映像信号、（ｃ）はＡ／Ｄ変換器内の映像信号である。
【図４】従来の液晶表示装置でコントラストを小さくした場合の問題点を明らかにする波形図であり、（ａ）は元の映像信号、（ｂ）は減縮された映像信号、（ｃ）はＡ／Ｄ変換器内の映像信号である。
【符号の説明】
１…入力部、２…増幅器、３…信号処理回路、４…Ａ／Ｄ変換器、５…駆動回路、６…液晶ディスプレイ、７…バックライト、１０…液晶表示装置、
１１…ＤＣレベルシフト回路、１２…光量制御回路、１３…コントラスト調整器、１４…制御回路

Claims

液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイの後面および前面の何れか１側面に配設され、前記液晶ディスプレイに照明光を照射する光源と、
入力映像信号を処理して前記液晶ディスプレイを駆動する信号処理手段と、
前記信号処理手段に設けられ、前記液晶ディスプレイのコントラストを調整するコントラスト調整手段とを備えた液晶表示装置において、
前記コントラスト調整手段の調整がなされた際、前記光源の光量を制御する光源光量制御手段と、
前記光源光量制御手段と連動して該入力映像信号の直流レベルを制御する直流レベル制御手段と
を具備することを特徴とする液晶表示装置。
前記液晶表示装置は、
該入力映像信号の振幅を所定の周期で検出する検出手段と、
前記検出手段の結果に基づき前記光源光量制御手段を自動制御する制御手段と
を具備することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
液晶ディスプレイと、
前記液晶ディスプレイの後面および前面の何れか１側面に配設され、前記液晶ディスプレイに照明光を照射する光源と、
入力映像信号を処理して前記液晶ディスプレイを駆動する信号処理手段と、
前記信号処理手段に設けられ、前記液晶ディスプレイのコントラストを調整するコントラスト調整手段とを備えた液晶表示装置の調整方法において、
前記コントラスト調整手段の調整がなされた際、光源光量制御工程により前記光源の光量を制御するとともに、
前記光源光量制御工程と連動して直流レベル制御工程により該入力映像信号の直流レベルを制御することにより、前記液晶ディスプレイの表示品質を保持したまま、所望のコントラスト調整を可能となすこと
を特徴とする液晶表示装置の調整方法。