JP4998573B2 - 照明光の調光に応じた液晶パネルの対向電極電圧の動的調整 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に用いられる液晶パネルの対向電極電圧を照明光の調光に応じて動的に設定するための技術に関するものである。

プロジェクタなどの画像表示装置において、入力される画像データに応じて照明装置の調光制御を行って、画像の輝度を調整し、表示される画像の画質を向上する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）

また、上記画像表示装置において、入力される画像データの表す画像を表示するための電気光学デバイスとしては、液晶パネルが多く利用されている。液晶パネルは、各画素に共通の対向電極に印加されている電圧（対向電極電圧）に対して、各画素の画素電極に印加する電圧（画素電極電圧）を、各画素に対応する画素データに応じて変化させて、各画素に照射される照明光の透過率を制御することにより、画像を表す画像光を射出し、この画像光を結像させることにより画像を表示することが可能な電気光学デバイスである。

ここで、基準となる対向電極電圧の最適値は、液晶パネルを照明する照明光の光量に依存して変化し、この対向電極電圧が最適値からずれていると、フリッカや画面の焼き付き等の不具合が発生し、画質が劣化することがわかっている。このため、従来から、液晶パネルを用いた画像表示装置では、製造時において、あらかじめ対向電極電圧を最適な値に調整しておき、出荷後の照明光の経時的な変化に応じて、対向電極電圧を最適な値に調整する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００４−４５６３４号公報 特願２００５−２２１５６９号広報

しかしながら、上記のように、入力される画像データに応じて照明装置の調光制御を行う場合には、液晶パネルを照明する照明光の光量が動的に変化し、これに応じて対向電極電圧の最適値が変化してしまうという問題が発生する。

そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、液晶パネルを照明する照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の態様は、
入力される画像データの表す画像を表示するための液晶パネルと、前記画像データに対応する調光制御量に基づいて調光された照明光で、前記液晶パネルを照明する照明装置と、を備える画像表示装置であって、
前記液晶パネルに入力する対向電極電圧を生成して、前記液晶パネルに供給する対向電極電圧制御部を備え、
前記対向電極電圧制御部は、
前記調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を設定する対向電極電圧設定部と、
前記対向電極電圧制御量に基づいて前記対向電極電圧を生成する対向電極電圧生成部と、
を備えることを特徴とする。

このように、本発明の画像表示装置では、液晶パネルの対向電極電圧を、照明装置の調光制御量に対応する対向電極電圧の値に設定することにより、液晶パネルを照明する照明光の光量の動的変化に対応して、液晶パネルの対向電極電圧を動的に調整することができるので、液晶パネルを照明する照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制することができる。

ここで、前記対向電極電圧設定部は、前記調光制御量に対応する前記対向電極電圧制御量のテーブルを有しており、前記テーブルを参照することにより、前記調光制御量に対応する前記対向電極電圧制御量を設定することが好ましい。

このようにすれば、調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を簡単に設定することが可能である。

本発明の他の態様は、
入力される画像データの表す画像を表示するための液晶パネルと、前記画像データに対応する調光制御量に基づいて調光された照明光で、前記液晶パネルを照明する照明装置と、を備える画像表示装置であって、
前記液晶パネルに入力する所定の対向電極電圧を生成する対向電極電圧生成部と、
前記調光制御量に基づく前記照明光の変動に応じて、前記液晶パネルに入力すべき最適な対向電極電圧の値が前記所定の対向電極電圧の値から変動した場合に、前記調光制御量に基づいて、前記所定の対向電極電圧の値と前記最適な対向電極電圧の値との差に対応する前記画像データの補正量を求めて、前記画像データを補正する画像データ補正部と、
を備えることを特徴とする。

このようにすれば、本発明の画像表示装置では、照明装置の調光制御量に応じて画像データを補正することにより、液晶パネルを照明する照明光の光量の動的変化に対応して、液晶パネルの対向電極電圧を、実質的に動的調整することができるので、液晶パネルを照明する照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制することができる。

ここで、前記画像データ補正部は、前記調光制御量に対応する前記画像データの補正量を示すテーブルを有しており、前記テーブルを参照することにより、前記画像データの補正量を求めることが好ましい。

このように、調光制御量に対応する対向電極電圧の変動量に応じて、画像データの補正量を容易に求めて補正することが可能である。

なお、前記照明装置は、
光源と、
前記画像データに対応する調光制御量を設定する調光制御量設定部と、
前記調光制御量に応じて、前記光源から射出される光の透過光量を制御することにより、前記液晶パネルを照明する照明光の光量を制御する調光デバイスと、
を備えるようにしてもよい。
また、前記照明装置は、
光源と、
前記画像データに対応する前記調光制御量を設定する調光制御量設定部と、
前記調光制御量に応じて、前記光源の発光量を制御する発光量制御部と、
を備えるようにしてもよい。

本発明の第１の実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。

Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は本発明の第１の実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクタ１０は、照明装置１００と、液晶パネル２００と、投写光学系３００と、画像処理部４００と、液晶パネル駆動部５００と、対向電極電圧制御部６００と、を備えている。

照明装置１００は、光源１１０と、光源駆動部１２０と、調光デバイス１３０と、調光デバイス駆動部１４０と、調光制御量設定部１５０と、を備えている。

光源１１０は、光源駆動部１２０から供給される駆動信号に基づいて発光する。

調光デバイス１３０は、調光デバイス駆動部１４０から供給される駆動信号に基づいて、光源１１０から射出された光の透過光量を制御し、液晶パネル２００を照明する照明光の光量を調光する。調光デバイスとしては、例えば、液晶パネルや、開閉量を制御可能なシャッター等の種々のライトバルブを用いることができる。

調光デバイス駆動部１４０は、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に基づいて、調光デバイス１３０を駆動するための駆動信号を生成する。

調光制御量設定部１５０は、入力される画像信号に含まれる画像データに対応する調光制御量を設定し、調光制御信号として出力する。なお、この画像データに対応する調光制御量の設定は、従来における調光制御技術と同様であり、ここでは、その説明を省略する。

画像処理部４００は、画像データに種々の画像処理を実行して、画像処理後の画像データを液晶パネル駆動部５００に供給可能な画像信号として出力する。この画像処理としては、輝度調整、色バランス調整、コントラスト調整、シャープネス調整などの種々の画質調整や、画像サイズを拡大／縮小する処理、あおり投写のための補正処理等の種々の画像処理が可能である。

液晶パネル駆動部５００は、画像処理部４００から入力される画像データに基づいて、液晶パネル２００を駆動するために、各画素電極に印加する画素電極電圧に相当する駆動信号（以下、「画素電極駆動信号」とも呼ぶ。）を生成する。生成された画素電極駆動信号は、液晶パネル２００の画素電極駆動信号を入力する端子に入力される。

対向電極電圧制御部６００は、対向電極電圧生成部６１０と対向電極電圧設定部６２０と、を備えている。

対向電極電圧生成部６１０は、対向電極電圧設定部６２０から供給される対向電極電圧制御信号の表す対向電極電圧制御量に基づいて、液晶パネル２００を駆動するための基準となる対向電極電圧に相当する駆動信号（以下、「対向電極駆動信号」とも呼ぶ。）を生成する。生成された対向電極駆動信号は、液晶パネル２００の対向電極駆動信号を入力する端子に入力される。

対向電極電圧設定部６２０は、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を設定し、対向電極電圧制御信号として出力する。なお、この対向電極電圧設定部６２０は、調光制御量に対応する対向電極電圧制御量のテーブルを有しており、このテーブルを参照することにより、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を求めることができる。

液晶パネル２００は、照明装置１００から射出された照明光を、液晶パネル駆動部５００からの画素電極駆動信号、および、対向電極電圧生成部６１０からの対向電極駆動信号に基づいて変調する。変調光は、透過光として投写光学系３００に向けて射出される。

投写光学系３００は、液晶パネル２００で変調された変調光を、スクリーンＳＣ上で結像させて、画像を投写する。

以上説明したように、本実施例の液晶プロジェクタ１０では、液晶パネル２００の照明光を、入力される画像信号に含まれる画像データに対応する調光制御量に基づいて調光する際に、その調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を求めて、この対向電極電圧制御量に基づいて対向電極電圧を生成することにより、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して、液晶パネル２００の対向電極電圧を動的に調整することができるので、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制することができる。

Ｂ．第２実施例：
図２は、本発明の第２実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクタ２０は、図１に示した第１実施例の対向電極電圧制御部６００に代えて対向電極電圧設定部６１０Ａを備え、かつ、画像処理部４００と液晶パネル駆動部５００との間に、画像データ補正部７００を備えている点が、第１実施例の液晶プロジェクタ１０と異なっている。

本実施例の対向電極電圧設定部６１０Ａは、基準となる所定の対向電極電圧に相当する対向電極駆動信号を生成する。

調光制御量に基づく照明光の変動に応じて、液晶パネル２００に入力すべき最適な対向電極電圧の値は変化するので、第１実施例では、調光制御量に基づいて、液晶パネル２００に入力する対向電極電圧自体を補正していた。一方、本実施例では、対向電極電圧を補正するのではなく、液晶パネル２００には所定の対向電極電圧を入力しておき、画像データ補正部７００が、調光制御量に基づいて、液晶パネル２００に入力すべき最適な対向電極電圧の値と所定の対向電極電圧の値との差に対応する画像データの補正量を求めて、画像データを補正することとしている。

なお、画像データ補正部７００は、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に対応する画像データの補正量を示すテーブルを有しており、このテーブルを参照することにより、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に対応する画像データの補正量を求めることができる。

本実施例のように、調光制御量に基づいて、所定の対向電極電圧の値と液晶パネル２００に入力すべき最適な対向電極電圧の値との差に対応する画像データの補正量を求めて、画像データを補正するようにしても、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して、液晶パネル２００の対向電極電圧を実質的に動的調整することができるので、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制することができる。

Ｃ．第３実施例：
図３は、本発明の第３実施例としての液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図である。この液晶プロジェクタ３０は、照明装置１１０Ａの光源１１０Ａが調光デバイスでもあり、光源１１０Ａを駆動する光源駆動部１２０Ａが調光デバイス駆動部でもある場合を示しており、他の構成は、第１実施例の液晶プロジェクタ１０と同じである。

光源駆動部１２０Ａは、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に応じて、光源１１０Ａを駆動する駆動信号を制御することにより、光源１１０Ａの発光量を制御するものである。

なお、光源１１０Ａとしては、第１実施例における光源１１０として、通常用いられる、ハロゲンランプや、高圧水銀放電灯などでも良いが、発光ダイオードを用いることも可能である。発光ダイオードを用いるほうが調光速度の点で有利である。

本実施例の液晶プロジェクタ３０においても、液晶パネル２００の照明光を、入力される画像信号に含まれる画像データに対応する調光制御量に基づいて調光する際に、その調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を求めて、この対向電極電圧制御量に基づいて対向電極電圧を生成することにより、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して、液晶パネルの対向電極電圧を動的に調整することができるので、液晶パネル２００の照明光の光量の動的変化に対応して発生する画質の劣化を抑制することができる。なお、本実施例の構成は、第１実施例の場合を例に示したが、第２実施例の場合に適用することも可能である。

Ｄ．変形例：
なお、本発明は上記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。

（１）変形例１
上記第１実施例では、対向電極電圧設定部６２０は、調光制御量に対応する対向電極電圧制御量のテーブルを参照することにより、調光制御量設定部１５０から供給される調光制御信号の表す調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を求めることとして説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、調光制御量に対する対向電極電圧制御量の特性を示す関数式に基づいて、対向電極電圧制御量を求めるようにしてもよい。すなわち、調光制御量に対応する対向電極電圧制御量を求めることができれば、どのような方法であってもよい。

また、上記第２実施例では、画像データ補正部７００は、調光制御量に対応する画像データの補正量を示すテーブルを参照することにより、画像データの補正量を求めることとして説明しているが、上記変形例と同様に、調光制御量に対する画像データの補正量の特性を示す関数式に基づいて、画像データの補正量を求めるようにしてもよい。すなわち、調光制御量に対応する画像データの補正量を求めることができれば、どのような方法であってもよい。

（２）変形例２
上記実施例では、１つの液晶パネルを用いた単板式の液晶プロジェクタに、本発明を適用した場合について説明したが、３板式等の複数の液晶パネルを用いた液晶プロジェクタに、本発明を適用することも可能である。この場合には、それぞれの液晶パネルごとに、対向電極電圧制御部を備えるようにすればよい。

（３）変形例３
上記実施例では、液晶パネルを用いたプロジェクタを例に説明しているが、これに限定されるものではなく、液晶パネルを用いた直視型の画像表示装置においても適用可能である。

１０…液晶プロジェクタ
２０…液晶プロジェクタ
３０…液晶プロジェクタ
１００…照明装置
１１０…光源
１１０Ａ…光源
１２０…光源駆動部
１２０Ａ…光源駆動部
１３０…調光デバイス
１４０…調光デバイス駆動部
１５０…調光制御量設定部
２００…液晶パネル
３００…投写光学系
４００…画像処理部
５００…液晶パネル駆動部
６００…対向電極電圧制御部
６１０…対向電極電圧生成部
６１０Ａ…対向電極電圧生成部
６２０…対向電極電圧設定部
７００…画像データ補正部
ＳＣ…スクリーン

Claims (3)

1. 入力される画像データの表す画像を表示するための液晶パネルと、
   光源と、前記画像データに対応する調光制御量を設定する調光制御量設定部と、前記調光制御量に応じて、前記光源の発光量を制御する発光量制御部と、を備え、前記調光制御量に応じて制御される前記光源の発光量の照明光で、前記液晶パネルを照明する照明装置と、
   前記液晶パネルに入力する所定の対向電極電圧を生成する対向電極電圧生成部と、
   前記調光制御量に基づく前記照明光の変動に応じて、前記液晶パネルに入力すべき最適な対向電極電圧の値が前記所定の対向電極電圧の値から変動した場合に、前記調光制御量に基づいて、前記液晶パネルに入力すべき最適な対向電極電圧の値と前記所定の対向電極電圧の値との差に対応する前記画像データの補正量を求めて、前記画像データを補正する画像データ補正部と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記画像データ補正部は、前記調光制御量に対応する前記画像データの補正量を示すテーブルを有しており、前記テーブルを参照することにより、前記画像データの補正量を求める、
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の画像表示装置は、
   前記液晶パネルが前記照明光を変調した光を投写する投写光学系を備えたプロジェクタである、画像表示装置。

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