JP2006098670A - 画像表示装置及びその駆動方法 - Google Patents
画像表示装置及びその駆動方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006098670A JP2006098670A JP2004284004A JP2004284004A JP2006098670A JP 2006098670 A JP2006098670 A JP 2006098670A JP 2004284004 A JP2004284004 A JP 2004284004A JP 2004284004 A JP2004284004 A JP 2004284004A JP 2006098670 A JP2006098670 A JP 2006098670A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- light
- display
- modulation element
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】 表示画像データに基づき光源からの光を液晶パネルで構成された二つの光変調素子により変調して画像を表示する画像表示装置であって、光源からの光を変調する第1光変調素子50B,50G,50Rと、前記第1光変調素子と光路上に直列に配置され、第1光変調素子から出射する光を変調する第2光変調素子60B,60G,60Rと、前記第1光変調素子をノーマリー白モードで表示するよう駆動すると共に、第2変調素子をノーマリー黒モードで表示するよう駆動する駆動手段200とを有する。
【選択図】 図1
Description
しかし、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は1〜102[nit]程度の範囲であり、また階調数は8ビットが一般的である。
この中で、光変調素子として用いる液晶表示装置おいては、画質改善特に液晶応答性能による動画像のボケが解決課題の一つであり、以下の従来例に代表される提案等がなされてきた。
ここでは、入力された映像信号レベルに基づいた補正電圧を信号演算手段によって算出し、表示パネルヘ加える方法がとられている。
すなわち、液晶素子のオン時間をτon、オフ時間をτoffとすると、
τon=ηd2/(ΔεV2−π2K) (1)
τoff=ηd2/π2K (2)
となる。但し、ηは液晶の粘性、dはセル厚、Vは液晶素子の印加電圧、Kは液晶の弾性定数、Δεは液晶分子長軸方向誘電率と、それに直交する軸方向の誘電率との差である。
また、高速の信号変化に追従できない結果は、書き込み不足によるコントラストの低下にも繋がる。
したがって、ノーマリー白モードとノーマリー黒モードの各駆動モードにおいて、一方の駆動モードにおける応答性の遅い表示データ変化特性(変調素子への電圧遮断時の特性)が、他の駆動モードにおける応答性の速い表示データ変化特性(電圧印加時の特性)で相互補填されるため、従来例のようなオーバドライブを施さなくても表示される動画像の応答特性の改善が図れる。
また、白信号から黒信号への変化及び黒信号から白信号への変化に対して追従性が増大し、静止画の先鋭度及びコントラストが良好となる。
したがって、ノーマリー白モードとノーマリー黒モードの各駆動モードにおいて、一方の駆動モードにおける応答性の遅い表示データ変化特性(変調素子への電圧遮断時の特性)が、他の駆動モードにおける応答性の速い表示データ変化特性(電圧印加時の特性)で相互補填されるため、従来例のようなオーバドライブを施さなくても表示される動画像の応答特性の改善が図れる。
また、白信号から黒信号への変化及び黒信号から白信号への変化に対して追従性が増大し、静止画の先鋭度及びコントラストが良好となる。
したがって、ノーマリー白モードとノーマリー黒モードの各駆動モードにおいて、一方の駆動モードにおける応答性の遅い表示データ変化特性(変調素子への電圧遮断時の特性)が、他の駆動モードにおける応答性の速い表示データ変化特性(電圧印加時の特性)で相互補填されるため、従来例のようなオーバドライブを施さなくても表示される動画像の応答特性の改善が図れる。
また、白信号から黒信号への変化及び黒信号から白信号への変化に対して追従性が増大し、静止画の先鋭度及びコントラストが良好となる。
したがって、ノーマリー白モードとノーマリー黒モードの各駆動モードにおいて、一方の駆動モードにおける応答性の遅い表示データ変化特性(変調素子への電圧遮断時の特性)が、他の駆動モードにおける応答性の速い表示データ変化特性(電圧印加時の特性)で相互補填されるため、従来例のようなオーバドライブを施さなくても表示される動画像の応答特性の改善が図れる。
また、白信号から黒信号への変化及び黒信号から白信号への変化に対して追従性が増大し、静止画の先鋭度及びコントラストが良好となる。
均一照明手段20は、フライアイレンズ等からなる2つのレンズアレイ21,22と、偏光変換素子23と、集光レンズ24とを含んで構成されている。そして、光源10からの光の輝度分布を2つのレンズアレイ21,22により均一化し、均一化した光を偏光変換素子23により色変調部の入射可能偏光方向に偏光し、偏光した光を集光レンズ24により集光して色変調部25に射出する。なお、偏光変換素子23は、例えば、PBSアレイと、1/2波長板とで構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。
ダイクロイックミラー32は、ガラス板等にG光を反射し、R光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、ダイクロイックミラー30を透過したR光及びG光のうち、G光を反射してR光を透過する。
均一照明手段20を出射した光束は、ダイクロイックミラー30で青色光Bが透過分離され、反射ミラー31aを介して青色用の照明光強度を決定する第1液晶ライトバルブ50Bに到達し、青色光Bの照明光強度変調を受けたのち、表示画像の各画素に対して階調を決定する第2液晶ライトバルブ60Bにより階調変調が施される。さらに第2液晶ライトバルブ60Bを透過した青色の投射変調光はクロスダイクロイックプリズム33に入射する。
第2液晶ライトバルブ60Rは、第1液晶ライトバルブ50Rから入射されたR光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。
液晶パネルの代表的液晶モードにTN型があるが、本実施形態に係る画像表示装置における液晶ライトバルブの動画像応答特性は図10に示すように電圧投入時と遮断時、すなわち液晶の透過率の変化の立ち上がり及び立ち下り特性(応答特性)においてスピードが異なる。
これに対して、本発明の実施形態に係る画像表示装置では、第1光変調素子(第1液晶ライトバルブ50B,50G,50R)の駆動モードと、第2光変調素子(第2液晶ライトバルブ60B,60G,60R)の駆動モードを異なるモードを組み合わせるによって、すなわち、ノーマリー白モードとノーマリー黒モードの各駆動モードにおいて、一方の駆動モードにおける応答性の遅い表示データ変化特性(変調素子への電圧遮断時の特性)が、他の駆動モードにおける応答性の速い表示データ変化特性(電圧印加時の特性)で相互補填することにより、白表示から黒表示への変化時及び黒表示から白表示への変化時に相応の応答スピードが得られるよう構成したものが、本発明の実施形態に係る画像表示装置の駆動方法である。この駆動方法、すなわち、液晶ライトバルブの駆動制御については後述する。
次に、表示画像データに基づく第1変調素子としての第1液晶ライトバルブ50B,50G,50R及び第2変調素子としての第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの変調の具体例について詳しく説明する。
本発明の実施形態に係る画像表示装置(図1参照)では、表示画像データから生成された駆動信号で第1液晶ライトバルブ50B,50G,50R及び第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rを駆動することにより、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現する。液晶ライトバルブの変調制御は、次に説明する表示制御装置(表示制御装置200)によって行う。
表示制御装置200は、図2に示すように、制御プログラムに基づいて演算及びシステム全体を制御するCPU170と、所定領域にあらかじめCPU170の制御プログラム等を格納しているROM172と、ROM172等から読み出したデータやCPU170の演算過程で必要な演算結果を格納するためのRAM174と、外部装置に対してデータの入出力を媒介するI/F178とで構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス179で相互にかつデータ授受可能に接続されている。
記憶装置182は第1液晶ライトバルブ50B,50G,50R及び第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rを駆動するためのHDR表示画像データを記憶している。
Rp = Tp×Rs…(1)
Tp = T1×T2×G…(2)
ただし、上式(1),(2)において、Rsは光源の輝度、Gはゲインであり、いずれも定数である。また、Tpは、光変調率である。
また、記憶装置182は、各第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rごとに、その第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rの制御値を登録した制御値登録テーブルを記憶している。
制御値登録テーブル420Rには、図3に示すように、第1液晶ライトバルブ50Rの各制御値ごとに1つのレコードが登録されている。各レコードは、第1液晶ライトバルブ50Rの制御値を登録したフィールドと、第1液晶ライトバルブ50Rの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。
また、記憶装置182は、各第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rごとに、その第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの制御値を登録した制御値登録テーブル400を記憶している。
制御値登録テーブル400Rには、図4に示すように、第2液晶ライトバルブ60Rの各制御値ごとに1つのレコードが登録されている。各レコードは、第2液晶ライトバルブ60Rの制御値を登録したフィールドと、第2液晶ライトバルブ60Rの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。
次に、CPU170の構成及びCPU170で実行される処理(本発明の画像表示装置の駆動方法を含む)を説明する。
図5は、表示制御処理を示すフローチャートである。
ステップS100では、HDR表示画像データを記憶装置182から読み出す。
次いで、ステップS104に移行して、ステップS102の解析結果に基づいて、HDR表示画像データの輝度レベルを図1に示した画像表示装置の輝度ダイナミックレンジにトーンマッピングする。
HDR表示画像データを解析した結果、HDR表示画像データに含まれる輝度レベルの最小値がSminで、最大値がSmaxであるとする。また、プロジェクタPJ1の輝度ダイナミックレンジの最小値がDminで、最大値がDmaxであるとする。図6の例では、SminがDminよりも小さく、SmaxがDmaxよりも大きいので、このままでは、HDR表示画像データを適切に表示することができない。そこで、Smin〜SmaxのヒストグラムがDmin〜Dmaxのレンジに収まるように正規化する。
次いで、ステップS106に移行して、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rの解像度に合わせてHDR画像をリサイズ(拡大または縮小)する。このとき、HDR画像のアスペクト比を保持したままHDR画像をリサイズする。リサイズ方法としては、例えば、平均値法、中間値法、ニアレストネイバー法(最近傍法)が挙げられる。
次いで、ステップS110に移行して、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rの各画素の透過率T2として初期値(例えば、0.2)を与え、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rの各画素の透過率T2を決定する。
次いで、ステップS116に移行して、第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの画索ごとに、その画索について算出した透過率T1に対応する制御値を制御値登録テーブル(例えば図4に示す400R)から読み出し、読み出した制御値をその画索の制御値として決定する。制御値の続出では、算出した透過率T1に最も近似する透過率を制御値登録テーブルの中から検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。この検索は、例えば、2分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。
本実施形態では、一例として、CPU170が第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rをノーマリー白モードで駆動し、かつ第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rをノーマリー黒モードで駆動するものとする。
図7は、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50R及び第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの回路構成を示した回路図である。
また、データスイッチングトランジスタSTは、駆動信号が直接入力されるデータ入力線103が接続されている。さらに、Yドライバ102の出力端子Y0〜Ynが、画素回路300の各行に対応して設けられた走査線G0〜Gnを介して、各行の画素回路300の画素トランジスタT0のゲートにそれぞれ接続されている。
また、第2液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの各々には、図8(B)に示すノーマリー黒モードで駆動するための駆動信号が、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rの各々に対応する画素回路300の画素電極と共通電極との間に印加される。
また、マイナス位相電圧−Vc・−Vd間における白レベルは黒レベル−Vcに対して高い−Vdを与えることで、液晶電極間ではプラス位相電位の時と同様に白レベル表示のほうが黒レベル表示よりも低い電極間電位差を与えるよう駆動する。
また、マイナス位相電圧−Va・−Vb間での白レベルは黒レベル−Vbに対してより低い−Vaが与えられることで、液晶電極間ではプラス位相電位の時と同様に白レベル表示のほうが黒レベル表示よりも高い電極間電位差を与えるように駆動する。
図9において、第1液晶ライトバルブ50B,50G,50Rをノーマリー白モードで駆動した場合(図9(A))、黒から白に表示変化するときは印加電圧を遮断する駆動条件であるため、図中aで示すようにそのときの液晶の動作時間は、白から黒になる電圧印加駆動条件時の図中bに示す動作時間に比べて長くなる。
すなわち、高速応答側液晶ライトバルブのシャッター効果により低速応答側液晶ライトバルブのシャッター動作の遅延を、2つの液晶ライトバルブがそれぞれ補填しあうことで、図9(C)の出力特性で表したような相乗効果を生み出す(eはaに比べて短い時間内で、fはdに比べて短い時間内に応答している。)。
また、オーバドライブを付加すれば、表示信号変化の全域に於いて、更なる、動画像の応答特性の向上が実現できる。
さらに、白信号から黒信号への変化及び黒信号から白信号への変化に対して追従性が増す事によって、静止画の先鋭度・コントラストの向上が図れる。
Claims (4)
- 表示画像データに基づき光源からの光を液晶パネルで構成された二つの光変調素子により変調して画像を表示する画像表示装置であって、
光源からの光を変調する第1光変調素子と、
前記第1光変調素子と光路上に直列に配置され、第1光変調素子から出射する光を変調する第2光変調素子と、
前記第1光変調素子をノーマリー白モードで表示するよう駆動すると共に、第2変調素子をノーマリー黒モードで表示するよう駆動する駆動手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。 - 表示画像データに基づき光源からの光を液晶パネルで構成された二つの光変調素子により変調して画像を表示する画像表示装置であって、
光源からの光を変調する第1光変調素子と、
前記第1光変調素子と光路上に直列に配置され、第1光変調素子から出射する光を変調する第2光変調素子と、
前記第1光変調素子をノーマリー黒モードで表示するよう駆動すると共に、第2変調素子をノーマリー白モードで表示するよう駆動する駆動手段と、
を有することを特徴とする画像表示装置。 - 液晶パネルで構成された第1光変調素子と第2光変調素子の二つの光変調素子を光路上に直列に配置した光学構成を用いた画像表示装置の駆動方法であって、
前記第1光変調素子をノーマリー白モードで表示するよう駆動すると共に、第2変調素子をノーマリー黒モードで表示するよう駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。 - 液晶パネルで構成された第1光変調素子と第2光変調素子の二つの光変調素子を光路上に直列に配置した光学構成を用いた画像表示装置の駆動方法であって、
前記第1光変調素子をノーマリー黒モードで表示するよう駆動すると共に、第2変調素子をノーマリー白モードで表示するよう駆動することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004284004A JP2006098670A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像表示装置及びその駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004284004A JP2006098670A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像表示装置及びその駆動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006098670A true JP2006098670A (ja) | 2006-04-13 |
Family
ID=36238564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004284004A Pending JP2006098670A (ja) | 2004-09-29 | 2004-09-29 | 画像表示装置及びその駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006098670A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011081138A (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-21 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 二重変調型画像表示装置 |
JP2011248239A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Canon Inc | 画像表示装置、画像表示方法 |
JP2012504259A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 高ブライトネスで高ダイナミックレンジのディスプレイのための画像処理における適応ガンマの適用のためのシステムおよび方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59151194A (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-29 | 富士通株式会社 | 表示装置 |
JPS6289925A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Sharp Corp | 立体映像再生システム用液晶眼鏡 |
JPH08171098A (ja) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶シャッター及び立体画像認識眼鏡 |
JP2004139018A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-05-13 | Sharp Corp | 液晶表示素子、画像シフト素子および画像表示装置 |
-
2004
- 2004-09-29 JP JP2004284004A patent/JP2006098670A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59151194A (ja) * | 1983-02-17 | 1984-08-29 | 富士通株式会社 | 表示装置 |
JPS6289925A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Sharp Corp | 立体映像再生システム用液晶眼鏡 |
JPH08171098A (ja) * | 1994-12-16 | 1996-07-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶シャッター及び立体画像認識眼鏡 |
JP2004139018A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-05-13 | Sharp Corp | 液晶表示素子、画像シフト素子および画像表示装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012504259A (ja) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | ドルビー ラボラトリーズ ライセンシング コーポレイション | 高ブライトネスで高ダイナミックレンジのディスプレイのための画像処理における適応ガンマの適用のためのシステムおよび方法 |
JP2011081138A (ja) * | 2009-10-06 | 2011-04-21 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 二重変調型画像表示装置 |
JP2011248239A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Canon Inc | 画像表示装置、画像表示方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7453475B2 (en) | Optical display device, program for controlling the optical display device, and method of controlling the optical display device | |
US7973781B2 (en) | Image display device and projector | |
JP2005250235A (ja) | 光変調装置、光学表示装置、光変調制御プログラム及び光学表示装置制御プログラム、並びに光変調制御方法及び光学表示装置制御方法 | |
US7234822B2 (en) | Light propagation structure and optical display device of optical system, light propagation method of optical system, and display method of optical display device | |
JP2007240931A (ja) | 画像表示装置及びプロジェクタ | |
KR20070077801A (ko) | 광전파 특성 제어 장치, 광학 표시 장치, 광전파 특성 제어프로그램 기억 매체 및 광학 표시 장치 제어 프로그램기억 매체, 및 광전파 특성 제어 방법 및 광학 표시 장치제어 방법 | |
JP2007206343A (ja) | 光学表示装置及びその方法 | |
JP4341398B2 (ja) | 光伝搬特性制御装置、光学表示装置、光伝搬特性制御プログラムおよび光学表示装置制御プログラム、並びに光伝搬特性制御方法および光学表示装置制御方法 | |
JP2009156898A (ja) | 表示装置 | |
JP4059233B2 (ja) | 画像表示装置およびプロジェクタ | |
JP4123193B2 (ja) | 画像表示装置、プロジェクタ、偏光補償光学系 | |
JP2007241097A (ja) | 画像表示装置及びプロジェクタ | |
JP4241872B2 (ja) | 画像表示装置、プロジェクタ、偏光補償光学系 | |
JP2006098670A (ja) | 画像表示装置及びその駆動方法 | |
JP4654579B2 (ja) | 光学系の光伝搬構造および光学表示装置、並びに光学系の光伝搬方法および光学表示装置の表示方法 | |
JP4207797B2 (ja) | 光変調装置および光学表示装置、並びに光変調方法および画像表示方法 | |
JP2006030761A (ja) | 画像表示装置及びその駆動方法 | |
JP4581409B2 (ja) | 光学表示装置、光学表示装置の制御プログラムおよび光学表示装置の制御方法 | |
JP4715120B2 (ja) | 画像表示装置の駆動方法、画像表示装置およびプロジェクタ | |
JP2005242166A (ja) | ディスプレイ装置および画像表示方法 | |
JP2005227477A (ja) | 光変調装置および光学表示装置、並びに光変調方法および画像表示方法 | |
JP2005257707A (ja) | 光変調装置および光学表示装置、並びに光変調方法および画像表示方法 | |
JP2005242165A (ja) | 光変調装置および投射型表示装置、並びに光変調方法および画像表示方法 | |
JP4759956B2 (ja) | 光学表示装置 | |
JP2005189282A (ja) | 光学系の光伝搬構造および光学表示装置、並びに光学系の光伝搬方法および光学表示装置の表示方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070905 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070906 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100819 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101101 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20101102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110201 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111011 |