説明

液晶表示装置、液晶表示システム及び表示方法

【課題】画像を表示する画面の上部と下部との輝度差を少なくする液晶表示装置、液晶表示システム及び表示方法を提供する。
【解決手段】プロジェクター1は、第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯するLED14R,14G,14Bと、複数の画素を有し、第1フィールド期間および第2フィールド期間においてそれぞれ複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率でLED14R,14G,14Bからの光を透過させる液晶パネル13R,13G,13Bと、第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の透過率の時間応答に基づいて、LED14R,14G,14Bが第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する制御部4と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置、液晶表示システム及び表示方法に関する。
【背景技術】
【0002】
良好な画像品質を得ることを目的とした表示装置が、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された表示装置は、両眼視差を利用して撮影された画像の視聴用にユーザーが装着する液晶シャッター付き眼鏡を備え、このシャッター動作を表示フレームの切り替えに同期させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−93740号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、画像を表示する画面の上部から下部まで順次走査を行うことで画像を更新する場合、特許文献1に開示された表示装置では、液晶の透過率の時間応答(光学応答)によって画面の上部と下部とで透過率に差が生じるため、画面の上部と下部とに輝度差が生じてしまうという問題があった。
【0005】
また、更新前の画像が完全に更新されるまでの液晶の透過率の時間応答は、画面の輝度差に応じて変化する。例えば、更新前に輝度が低い色を表示していた画素が、更新後に輝度が高い色を表示する場合、更新前に輝度が高い色を表示していた場合と比較して、輝度が完全に更新されるまでの液晶の透過率の時間応答が異なる。このように、特許文献1に開示された表示装置では、画面の上部と下部とに生じた輝度差に応じて、更新前の画像が更新後の画像に残るクロストークが発生してしまうという問題があった。
【0006】
また、特に、両眼視差を利用して撮影された3次元画像を表示する場合、特許文献1に開示された表示装置では、光源の光量に応じて、クロストークが発生してしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、前記の諸点に鑑みてなされたものであり、画像を表示する画面の上部と下部との輝度差を少なくする液晶表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯する光源部と、複数の画素を有し、前記第1フィールド期間および前記第2フィールド期間においてそれぞれ前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させる液晶パネルと、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素群に含まれる少なくとも1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する制御部と、を備えることを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、液晶表示装置は、光源部の光量を液晶の透過率の時間応答に応じて調節するので、画像が表示された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【0009】
また、本発明は、前記液晶パネルが、前記第1フィールド期間と前記第2フィールド期間で同じ画像に基づいて前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させることを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、液晶表示装置は、第1フィールド期間と第2フィールド期間とで同じ画像に基づいて走査するため、光源部が点灯している第2フィールドでは画像が変化しないので、クロストークを低減させることができる。
【0010】
また、本発明は、前記制御部が、前記第1フィールド期間に走査される最後の1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、液晶表示装置は、クロストークを発生させないようにすることができる。
【0011】
また、本発明は、前記制御部が、前記第2フィールド期間の後の前記光源部が消灯するフィールド期間である第3フィールド期間において前記第2フィールド期間と異なる画像に基づいて前記複数の画素を走査する場合、前記光源部が前記第3フィールド期間の走査開始時に消灯状態となるよう制御することを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、前記第2フィールド期間の画像が第3フィールド期間の画像に切り替わる期間は光源部が消灯されるため、クロストークを低減させることができる。
【0012】
また、本発明は、前記制御部が、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の、前記第1フィールド期間の1つ前のフィールド期間における透過率と前記第2フィールド期間における透過率との差に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、フィールド期間を複数に分割された場合に、発光量の立ち上がりの時間応答を制御するのは、最初のフィールド期間で点灯を開始する際のみであるため、明るい画面を得ることができる。
【0013】
また、本発明は、前記制御部が、前記液晶パネルの温度に応じて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする液晶表示装置である。
これにより、液晶パネルの透過率の応答時間は温度によって変化するが、液晶パネルの温度に応じて発光量の立ち上がりの時間応答を制御することにより、画像が投影(表示)された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【0014】
また、本発明は、前記光源部が、固体光源であることを特徴とする液晶表示装置である。
固体光源としては、例えば、発光ダイオードや半導体レーザがある。これにより、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の光源と比較して、光源部の発光量の時間応答の制御を容易に実施することができる。
【0015】
また、本発明は、左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に表示する液晶表示装置と、該液晶表示装置が表示した前記左眼用の画像及び前記右眼用の画像を、該液晶表示装置から通知されたタイミング信号に応じて交互に透過させる眼鏡と、を備えることを特徴とする液晶表示システムである。
これにより、液晶表示システムは、3D画像における画面の上部及び下部の輝度差と、クロストークとを低減させることができる。
【0016】
また、本発明は、液晶表示装置における表示方法であって、光源部が、第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯するステップと、液晶パネルが、複数の画素を有し、前記第1フィールド期間および前記第2フィールド期間においてそれぞれ前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させるステップと、制御部が、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御するステップと、を有することを特徴とする表示方法である。
これにより、液晶表示装置における表示方法は、光源部の光量を液晶の透過率の時間応答に応じて調節するので、画像が投影(表示)された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【0017】
本発明によれば、液晶表示装置は、光源部の光量を液晶の透過率の時間応答に応じて調節するので、画像が投影(表示)された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の第1実施形態における、液晶表示装置の構成例を表すブロック図である。
【図2】本発明の第1実施形態における、液晶表示装置を構成する光学系の構成例を表すブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態における、液晶表示装置の動作を表すタイムチャートである。
【図4】本発明の第1実施形態における、液晶の透過率の平均値に応じた発光量を示す表である。
【図5】本発明の第1実施形態における、発光量が一定であるとした場合と、発光量を変化させた場合との眼鏡を透過する光量を比較するための図である。
【図6】本発明の第1実施形態における、液晶表示装置の温度に応じた動作を表すタイムチャートである。
【図7】本発明の第2実施形態における、液晶表示装置の構成例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1には、液晶表示装置の構成例がブロック図により表されている。液晶表示システムは、プロジェクター1と、3D眼鏡80とを備える。プロジェクター1は、画像データ及びタイミング信号に基づいて、スクリーン(画面)に画像を投射する。ユーザーは、そのスクリーンに投射された画像を見ることができる。ここで、3D眼鏡80を装着していないユーザーは、2次元画像をスクリーンに見ることができる。また、両眼視差を利用して撮影された3次元画像がスクリーンに投射されている場合、3D眼鏡80を装着しているユーザーは、その3次元画像をスクリーンに見ることができる。
【0020】
3D眼鏡80は、3D眼鏡回路81と、右眼用眼鏡82と、左眼用眼鏡83とを備える。3D眼鏡回路81は、赤外線により通知されるタイミング信号をプロジェクター1から受信する。1枚の画像フレームが複数のフィールド画像から構成される場合、このタイミング信号は、表示するフィールド画像を走査するための垂直同期信号(VSYNC)である。
【0021】
3D眼鏡80は、プロジェクター1からスクリーンを介して左右の眼鏡に入射する光を、プロジェクター1から通知されたタイミング信号に応じて左右交互に遮光する。具体的には、右眼用眼鏡82は、ユーザーの右眼に入射する光を、タイミング信号に応じて遮光する。また、左眼用眼鏡83は、ユーザーの左眼に入射する光を、タイミング信号に応じて遮光する。
【0022】
プロジェクター1は、メインボード2と、制御部(マイクロコンピューター)4と、液晶パネル(赤色光用透過型液晶ライトバルブ)13Rと、液晶パネル(緑色光用透過型液晶ライトバルブ)13Gと、液晶パネル(青色光用透過型液晶ライトバルブ)13Bと、温度センサー(サーミスター)62と、光量検出部64と、光源駆動回路70と、光学系と、を備える。光学系の詳細については、図2を用いて後述する。
【0023】
温度センサー62は、液晶パネル13R,13G,13Bの温度を計測し、その温度情報をメインボード2に出力する。
【0024】
メインボード2には、画像データ、タイミング信号、及び温度情報が入力される。メインボード2は、赤外線により3D眼鏡80にタイミング信号を通信する。また、メインボード2は、画像データ、タイミング信号、及び温度情報に基づいて、液晶パネル13R,13G,13Bを走査駆動させることにより、スクリーンを走査する(画面走査)。ここで、メインボード2は、タイミング信号に同期して、スクリーンの上部から下部まで液晶パネル13R,13G,13Bを介して順次走査することにより、画像データに応じた画像を更新し、更新後の画像をスクリーンに投射させる。画面走査の詳細については、図3及び図6を用いて後述する。
【0025】
メインボード2は、記憶部3を備える。記憶部3は、液晶パネル13R,13G,13Bが有する液晶の透過率の平均値と、時間方向における発光量の傾きとの関係を表すルック・アップ・テーブル(Look Up Table)(以下、「LUT」という)を記憶する。このLUTの詳細については、図4を用いて後述する。なお、記憶部3は、液晶の透過率の平均値と、時間方向における発光量の傾きとの関係を表す計算式を記憶してもよい。
【0026】
図2には、プロジェクター1を構成する光学系の構成例がブロック図により表されている。光学系は、赤色光用(R光用)LED14Rと、緑色光用(G光用)LED14Gと、青色光用(B光用)LED14Bと、コリメータレンズ12と、液晶パネル(R光用空間光変調装置)13Rと、液晶パネル(G光用空間光変調装置)13Gと、液晶パネル(B光用空間光変調装置)13Bと、クロスダイクロイックプリズム11と、投写レンズ17とを備える。
【0027】
赤色光用LED14Rは、固体光源であり、赤色光を射出する。赤色光用LED14Rから射出された赤色光は、コリメータレンズ12で平行化され、液晶パネル13Rに入射する。液晶パネル13Rは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で赤色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。液晶パネル13Rにより変調された赤色光は、クロスダイクロイックプリズム11に入射する。
【0028】
緑色光用LED14Gは、固体光源であり、緑色光を射出する。緑色光用LED14Gから射出された緑色光は、コリメータレンズ12で平行化され、液晶パネル13Gに入射する。液晶パネル13Gは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で緑色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。液晶パネル13Gにより変調された緑色光は、赤色光とは異なる方向からクロスダイクロイックプリズム11に入射する。
【0029】
青色光用LED14Bは、固体光源であり、青色光を射出する。青色光用LED14Bから射出された青色光は、コリメータレンズ12で平行化され、液晶パネル13Bに入射する。液晶パネル13Bは、複数の画素を走査し、画像信号に応じて画素毎に制御した透過率で青色光を変調する透過型の液晶ライトバルブである。液晶パネル13Bにより変調された青色光は、赤色光及び緑色光とは異なる方向からクロスダイクロイックプリズム11に入射する。以下、赤色光用LED14R、緑色光用LED14G及び青色光用LED14Bをまとめて、「固体光源14」という。
【0030】
なお、光学系は、各色光用LEDの後段に光束の強度分布を均一化させるための均一化光学系、例えば、ロッドインテグレーター及びフライアイレンズを備えてもよい。
【0031】
クロスダイクロイックプリズム11は、赤色光、緑色光及び青色光を合成する光学系である。クロスダイクロイックプリズム11は、第1ダイクロイック膜15と、第2ダイクロイック膜16とを有する。第1ダイクロイック膜15と、第2ダイクロイック膜16とは、互いにほぼ直交するように配置される。
【0032】
第1ダイクロイック膜15は、赤色光を反射し、緑色光及び青色光を透過させる。一方、第2ダイクロイック膜16は、青色光を反射し、赤色光及び緑色光を透過させる。これにより、赤色光、緑色光及び青色光は、合成されて投写レンズ17に入射する。また、投写レンズ17は、クロスダイクロイックプリズム11により合成された光をスクリーン18に投射する。これにより、画像信号に応じた画像は、スクリーン18に投写される。
【0033】
図1に戻り、液晶表示装置の構成例の説明を続ける。光源駆動回路(DC−DC回路)70は、FET(Field Effect Transistor)71及び72を備える。FET72が有効であるか否かは、制御部4により制御される。
【0034】
FET72が無効である場合、光源駆動回路70は、固体光源14を消灯させる。一方、FET72が有効である場合、光源駆動回路70は、固体光源14を点灯させる。また、FET72が有効である場合にFET71に印加される電圧の波形の幅(Duty)は、制御部4によってPWM(Pulse Width Modulation)制御される。また、このPWM制御により、固体光源14の発光量が調節される。
【0035】
光量検出部64は、I/V変換回路63と、フォトダイオード(PD)と、差動増幅回路5とを備える。I/V変換回路63は、固体光源14が射出した光をフォトダイオードが受光することにより、その受光量に応じた電流を内部に発生させる。I/V変換回路63は、内部に発生した電流を計測し、計測した電流(I)を電圧(V)に変換して、差動増幅回路5に出力する。差動増幅回路5は、I/V変換回路63から入力された電圧を増幅し、固体光源14の発光量に応じた電圧として制御部4に出力する。
【0036】
図1に戻り、液晶表示装置の構成例の説明を続ける。制御部4は、メインボード2から通信により通知されたタイミング信号に応じて、FET72に電圧を印加しないようにすることで、光源駆動回路70の固体光源14を消灯させる。ここで、制御部4には、固体光源14の発光量に応じた電圧が差動増幅回路5から入力されるので、制御部4は、固体光源14が消灯したか否かを識別することができる。
【0037】
制御部4は、FET72に電圧を印加している場合、FET71に印加する電圧の波形の幅をPWM制御することで、固体光源14の発光量を調節する。制御部4には、固体光源14の発光量に応じた電圧差が差動増幅回路5から入力されるので、制御部4は、固体光源14の発光量と、目標とする発光量との差を検出することができる。ここで、制御部4は、スクリーン18(図2を参照)の下部に投射された画像を形成する光が透過した液晶の透過率に応じて、固体光源14の発光量を調節する。
【0038】
図3は、液晶表示装置の動作を表すタイムチャートである。図3における横軸は時刻を表す。横軸を区切る各フィールド(n,n+1,…。nは正の整数)は、タイミング信号に同期して切り替わるフィールド画像を1枚表示するために走査する期間(以下、「フィールド期間」という)をそれぞれ表している。
【0039】
制御部4(図1を参照)は、第nフィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素群に含まれる少なくとも1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、固体光源14が第(n+1)フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する。また、制御部4は、第(n+2)フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素群に含まれる少なくとも1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、固体光源14が第(n+3)フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する。これら制御については、図5を用いて後述する。
【0040】
図3における「画面走査」は、1つのフィールド期間内に、画面の最上部の走査ラインから画面の最下部の走査ラインまで、順次走査されることを表す。図3では、一例として、第nフィールド期間において、右眼用の画像Rが走査され、第(n+1)フィールド期間において、右眼用の画像Rが走査される(複数回走査)。また、第(n+2)フィールド期間において、スクリーンに投射されていた右眼用の画像Rが、画面走査により左眼用の画像Lに更新され、第(n+3)フィールド期間において、左眼用の画像Lが走査される(複数回走査)。このようにして、第nフィールドから第(n+3)フィールドまで画面走査されたことにより、右眼用と左眼用との2枚の画像が走査され、1枚のフレーム画像の表示が完了する。なお、第(n+4)フィールド期間では、第nフィールド期間と同様の画面走査が実行される。
【0041】
図3における「極性反転信号(Field Reverce Pulse:FRP)」は、液晶パネル30〜32が有する複数の画素に印加される電圧の極性を表す信号である。第nフィールド期間において、液晶に正電圧が印加され、第(n+1)フィールド期間において、液晶に負電圧が印加される。また、第(n+2)フィールド期間において、液晶に正電圧が印加され、第(n+3)フィールド期間において、液晶に負電圧が印加される。なお、第(n+4)フィールド期間では、第nフィールド期間と同様に印加される。これにより、液晶に印加される正電圧と液晶に印加される負電圧とをほぼ同じにすることができ、極性のバランスを取ることができる。そのため、フリッカや表示画像の焼き付き等の表示不具合の発生を抑えることができる。
【0042】
図3における「右眼用眼鏡」は、3D眼鏡80の右眼用眼鏡82のオン又はオフを表す。ここで、オンとは、眼鏡に入射する光が液晶によって遮光されていない状態(open)である。また、オフとは、眼鏡に入射する光が液晶によって遮光されている状態(close)である。図4における「左眼用眼鏡」は、3D眼鏡80の左眼用眼鏡83のオン又はオフを表す。
【0043】
また、図3における「右眼用眼鏡」及び「左眼用眼鏡」において、破線は、プロジェクター1から赤外線により通知されるタイミング信号を表す。また、実線は、赤外線により通知されたタイミング信号による、液晶のオン又はオフを表す。図3に表されているように、オン及びオフは、タイミング信号に対して過渡的に変化する。
【0044】
図3における「右眼用眼鏡」では、第nフィールド期間においてオフとなり、第(n+1)フィールド期間においてオンとなる。また、第(n+2)フィールド期間においてオフとなり、第(n+3)フィールド期間においてオフとなる。なお、第(n+4)フィールド期間では、第nフィールド期間と同様にオフとなる。
【0045】
また、図3における「左眼用眼鏡」では、第nフィールド期間においてオフとなり、第(n+1)フィールド期間においてオフとなる。また、第(n+2)フィールド期間においてオフとなり、第(n+3)フィールド期間においてオンとなる。なお、第(n+4)フィールド期間では、第nフィールド期間と同様にオフとなる。
【0046】
図3における「画面上部に対応する液晶の透過率」は、画面における上側の領域に投影された画像が透過した液晶の透過率の時間応答(光学応答)を表す。同様に、図3における「画面下部に対応する液晶の透過率」は、画面における下側の領域に投影された画像が透過した液晶の透過率の時間応答(光学応答)を表す。
【0047】
液晶パネル13R,13G,13Bは、第nフィールド期間と第(n+1)フィールド期間で同じ画像に基づいて複数の画素を走査し、画素毎に制御した透過率で固体光源14からの光を透過させる。液晶パネル13R,13G,13Bは、第nフィールド期間と第(n+1)フィールド期間とで同じ画像に基づいて走査するため、固体光源14が点灯している第(n+1)フィールドでは画像が変化しない。これにより、液晶表示装置は、クロストークを低減させることができる。第(n+2)フィールド期間及び第(n+3)フィールド期間についても同様である。
【0048】
図3では、右眼用眼鏡82がオンである場合にスクリーン18(図2を参照)に投影される画像は、一例として、白色(透過率100%)であり、一方、左眼用眼鏡83がオンである場合にスクリーン18に投影される画像は、一例として、灰色(透過率50%)であるものとする。ここで、「画面上部に対応する液晶の透過率」は、第(n+1)フィールド期間において透過率100%であり、第(n+3)フィールド期間において透過率50%であるものとする。一方、「画面下部に対応する液晶の透過率」は、第nフィールド期間において透過率50%であり、第(n+2)フィールド期間において透過率100%であるものとする。
【0049】
なお、一般的に、同じフレームに属する右目用画像と左目用画像とは、視差分だけオブジェクト(要素・物体)がずれるのみで、ほとんど同じ画像となる。ここでは、説明を簡単にするために、右目用画像と左目用画像とは輝度のみが異なる一様の画像としている。
【0050】
ここで、比較のため、図3における「画面下部に対応する液晶の透過率」の第nフィールド期間において透過率30%である場合の液晶の透過率の時間応答が、破線により表されている。第n〜第(n+1)フィールド期間において、透過率30%から透過率100%なるまでの液晶の透過率の時間応答(破線)と、透過率50%から透過率100%なるまでの液晶の透過率の時間応答(実線)とでは、立ち上がりの傾きが異なることが表されている。
【0051】
図3における「発光量」は、固体光源14(図1及び2を参照)の発光量を表す。固体光源14の発光量は、画面下部に対応する液晶の透過率に応じて、その立ち上がりの傾きαが調節される。
【0052】
ここで、制御部4(図1を参照)は、更新前のフィールド画像を更新後のフィールド画像に更新するための走査が終了してから、該走査を含めて複数回走査された更新後のフィールド画像をさらに更新するための走査が開始されるまでの間、固体光源14の発光量を調節する。例えば、制御部4は、第nフィールド期間において画面走査Rが終了してから、第(n+2)フィールド期間において画面走査Lが開始されるまでの期間に含まれる第(n+1)フィールド期間において、固体光源14の発光量を調節する。第(n+3)フィールド期間についても同様である。
【0053】
また、制御部4は、発光量の立ち下がりが急峻になるように、固体光源14を消灯させる。すなわち、第(n+1)フィールド期間の後の固体光源14が消灯するフィールド期間である第(n+2)フィールド期間において第(n+1)フィールド期間と異なる画像に基づいて複数の画素を走査する場合、制御部4は、固体光源14が第(n+2)フィールド期間の走査開始時に消灯状態となるよう制御する。具体的には、制御部4は、更新前のフィールド画像を更新後のフィールド画像に更新するための画面走査が開始されてから、該走査が終了するまでの間、固体光源14の発光量を所定閾値以下にする。例えば、制御部4は、画面走査Lが開始されてから終了するまでの間を含む第(n+2)フィールド期間において、固体光源14の発光量を0にする。これにより、制御部4は、固体光源14を発光させるフィールド期間と、固体光源14を消灯させるフィールド期間とを明確に分けることができるので、クロストークを発生させないようにすることができる。
【0054】
図4は、液晶の透過率の平均値に応じた発光量を示す表である。図4には、更新前のフィールド画像が表示された画面下部に対応する液晶の透過率(以下、「画像更新前の透過率」という)の平均値と、更新後のフィールド画像が表示された画面下部に対応する液晶の透過率(以下、「画像更新後の透過率」という)の平均値と、発光量との関係が、表(LUT)により示されている。このLUTは、記憶部3に予め記憶されており、制御部4から参照される。制御部4は、このLUTに基づいて、固体光源14の立ち上がりの発光量を調節する。発光量は、tを時刻として、発光量L=(1−e−αt)と表される。なお、この式は一例である。
【0055】
ここで、発光量の立ち上がりの傾きαは、画面下部に対応する液晶の透過率の立ち上がりの傾き(時間応答)と同期するように、画像更新前の透過率の平均値と、画像更新後の透過率の平均値とに応じて定められる。例えば、画像更新前の透過率の平均値が50%であり、画像更新後の透過率の平均値が100%である場合、発光量の立ち上がりの傾きαは、1.0と定められる。また、例えば、画像更新前の透過率の平均値が30%であり、画像更新後の透過率の平均値が100%である場合、発光量の立ち上がりの傾きαは、1.2と定められる。
【0056】
このように、制御部4は、第nフィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の、第nフィールド期間の1つ前のフィールド期間における透過率と第(n+1)フィールド期間における透過率との差に基づいて、固体光源14が第(n+1)フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する。フィールド期間が複数に分割された場合に、発光量の立ち上がりの時間応答を制御するのは、最初のフィールド期間で点灯を開始する際のみであるため、これにより、液晶表示装置は、明るい画面を得ることができる。
【0057】
図5は、発光量が一定であるとした場合と、発光量を変化させた場合との眼鏡を透過する光量を比較するための図である。スクリーン18(図2を参照)に投影された画像の輝度は、固体光源14(図2を参照)の発光量と、液晶パネル30〜32(図2を参照)の液晶の透過率とが乗算された値となる。
【0058】
図5(A)は、第(n+1)フィールド期間(図4を参照)において、仮に、固体光源14の発光量が一定である(フィールド期間の開始で急峻に立ち上がり、フィールド期間の終了で急峻に立ち下がる)とした場合の図である。この場合、液晶の透過率の時間応答によって、画面上部に対応する液晶の透過率と、画面下部に対応する液晶の透過率とに差が生じるため、画面の上部と下部とに輝度差が生じ(下段の図)、この輝度差に応じて、更新前の画像が残像として更新後の画像に残るクロストークが発生してしまう。
【0059】
一方、図5(B)は、立ち上がりの傾きαに応じて発光量を変化させた場合の図である。この場合、発光量の立ち上がりの傾きαが、画面下部に対応する液晶の透過率の立ち上がりの傾き(時間応答)と同期しているため(上段の図)、画面上部に対応する液晶の透過率と、画面下部に対応する液晶の透過率とに差が生じていても、画面の上部と下部との輝度差が少なくなる(下段の図)。これにより、この輝度差に応じて、更新前の画像が残像として更新後の画像に残るクロストークが発生しないようになる。
【0060】
以上のように、プロジェクター1は、第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯する光源部と、複数の画素を有し、前記第1フィールド期間および前記第2フィールド期間においてそれぞれ前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させる液晶パネル13R,13G,13Bと、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素群に含まれる少なくとも1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する制御部4と、を備える。
【0061】
これにより、液晶表示装置(プロジェクター)は、光源部の光量を液晶の透過率の時間応答に応じて調節するので、画像が投影(表示)された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【0062】
なお、より好ましい形態では、制御部4は、第nフィールド期間に走査される最後の1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、固体光源14が第(n+1)フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する。第(n+2)フィールド期間及び第(n+3)フィールド期間についても同様である。固体光源14が点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答が制御されるので、これにより、液晶表示装置は、クロストークを発生させないようにすることができる。
【0063】
図6は、液晶表示装置の温度に応じた動作を表すタイムチャートである。図6には、画面走査と、極性反転信号と、右眼用眼鏡と、左眼用眼鏡と、画面上部に対応する液晶の透過率と、画面下部に対応する液晶の透過率と、発光量との関係が、液晶の温度毎に表されている。制御部4は、液晶パネル13R,13G,13Bの液晶の温度に応じて、固体光源14の発光量を調節する。
【0064】
ここで、「画面上部に対応する液晶の透過率」と、「画面下部に対応する液晶の透過率」とにおける破線は、常温である液晶の透過率の時間応答(光学応答)を表している。また、実線は、常温に対して高温である液晶の透過率の時間応答(光学応答)を表している。また、「発光量」における破線は、液晶が常温である場合の発光量を表している。また、実線は、液晶が常温に対して高温である場合の発光量を表している。
【0065】
このように、液晶が常温に対して高温である場合、液晶の透過率の時間応答は速くなるので、記憶部3に予め記憶されたLUT(図4を参照)は、温度毎に定められていてもよい。この場合、制御部4は、メインボード2を介して温度センサー6から通知される温度情報と、温度毎のLUTとに基づいて、固体光源14が点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する。液晶パネルの温度に応じて発光量の立ち上がりの時間応答を制御することにより、液晶表示装置は、画像が表示された画面の上部と下部との輝度差を少なくし、クロストークを低減させることができる。
【0066】
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態について図面を参照して詳細に説明する。差動増幅回路5(図1を参照)は、次のように構成されてもよい。以下では、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
【0067】
図7には、液晶表示装置の構成例がブロック図により表されている。図1に表された構成例と異なり、図7に表された構成例では、I/V変換回路63とフォトダイオード(PD)とが不要である。その代わり、図7に表された構成例では、差動増幅回路5は、光源駆動回路70の一部を構成する電気抵抗器の両端における電圧の差を計測し、固体光源14の発光量に応じた電圧として、計測した電圧差を制御部4に出力する。これにより、液晶表示装置の回路規模を小さくすることができ、コストを抑えることができる。
【0068】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【0069】
例えば、プロジェクター1は、スクリーン18を用いずに、液晶ディスプレイとして画像を表示してもよい。
【0070】
なお、以上に説明した液晶表示装置及び液晶表示システムを実現するためのプログラムを、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピューターシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
【符号の説明】
【0071】
1…プロジェクター(液晶表示装置)、2…メインボード、3…記憶部、4…制御部、5…差動増幅回路、11…クロスダイクロイックプリズム、12…コリメータレンズ、13R,13G,13B…液晶パネル、14R,14G,14B…LED(固体光源)、15…第1ダイクロイック膜、16…第2ダイクロイック膜、17…投写レンズ、18…スクリーン、62…温度センサー、63…I/V変換回路、64…光量検出部、70…光源駆動回路、71…FET、72…FET、80…3D眼鏡、81…3D眼鏡回路、82…右眼用眼鏡、83…左眼用眼鏡

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯する光源部と、
複数の画素を有し、前記第1フィールド期間および前記第2フィールド期間においてそれぞれ前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させる液晶パネルと、
前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素群に含まれる少なくとも1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記液晶パネルは、前記第1フィールド期間と前記第2フィールド期間で同じ画像に基づいて前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記制御部は、前記第1フィールド期間に走査される最後の1つの画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記制御部は、前記第2フィールド期間の後の前記光源部が消灯するフィールド期間である第3フィールド期間において前記第2フィールド期間と異なる画像に基づいて前記複数の画素を走査する場合、前記光源部が前記第3フィールド期間の走査開始時に消灯状態となるよう制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の、前記第1フィールド期間の1つ前のフィールド期間における透過率と前記第2フィールド期間における透過率との差に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記液晶パネルの温度に応じて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項7】
前記光源部は、固体光源であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項8】
左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に表示する請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の液晶表示装置と、
該液晶表示装置が表示した前記左眼用の画像及び前記右眼用の画像を、該液晶表示装置から通知されたタイミング信号に応じて交互に透過させる眼鏡と、
を備えることを特徴とする液晶表示システム。
【請求項9】
液晶表示装置における表示方法であって、
光源部が、第1フィールド期間で消灯しそれに引き続く第2フィールド期間で点灯するステップと、
液晶パネルが、複数の画素を有し、前記第1フィールド期間および前記第2フィールド期間においてそれぞれ前記複数の画素を走査し画素毎に制御した透過率で前記光源部からの光を透過させるステップと、
制御部が、前記第1フィールド期間を複数に分割したうちの最後の期間に走査される画素の透過率の時間応答に基づいて、前記光源部が前記第2フィールド期間で点灯を開始する際の発光量の立ち上がりの時間応答を制御するステップと、
を有することを特徴とする表示方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−128339(P2012−128339A)
【公開日】平成24年7月5日(2012.7.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−281835(P2010−281835)
【出願日】平成22年12月17日(2010.12.17)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】