JP5490710B2 - 表示装置および表示装置の駆動方法 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置および表示装置の駆動方法に関し、より詳しくは複数の表示パネルを使用することにより一枚の画面を得る表示装置および当該表示装置の駆動方法に関する。
近年、軽量で薄型のディスプレイの需要が高まるにつれ、特に大型の液晶パネルを使用したアクティブマトリクス型の液晶表示装置が多く見られる。しかし液晶パネルの大型化には多くの技術的な制約を伴うため、従来より複数の液晶パネルを組み合わせてシームレスな一枚の大画面を得る液晶表示装置が見られる。
例えば従来より、フレネルレンズなどの光路変換手段により複数の液晶表示素子の表示画像をスクリーン上で隙間のないように合成する液晶表示装置がある(日本特開平10−20270号公報を参照)。また、日本特開平8−136886号公報には、複数の液晶パネルの画像光を凹レンズにより広げて透過型スクリーンに投射する従来の液晶表示装置の構成が記載されている。さらに日本特開2001−147486号公報には、表示素子アレイとスクリーンと表示素子アレイの映像をスクリーンにそれぞれ結像するレンズアレイとを備える液晶表示装置が記載されている。
日本特開平10−20270号公報 日本特開平8−136886号公報 日本特開2001−147486号公報
しかし、上記特許文献1〜3等に記載されているような従来の液晶表示装置は、光路変換手段やスクリーンなどにより表示画像全体の輝度や色の明度の低下が生じる。また、部分的に光路変換手段が使用される場合には、表示画像の当該部分に他の部分とは異なる輝度や色の明度の低下が生じるため、継ぎ目のない一枚の画像が表示される場合でも見る者に違和感を生じさせてしまう。
そこで本発明では、複数の画像からなる一枚の表示画像の一部分における輝度や色度が他の部分とは異なることで一枚の画像として違和感が生じないように、または違和感が低減されるように表示することができる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の局面は、装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、
前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子と、
前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素補正回路と、
前記画素補正回路により得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動手段と
前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形部と
を備え、
前記画素補正回路は、前記画像変形部により生成される前記新たな画像信号に含まれる画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とし、
前記画像変形部は、前記表示パネルが見られる方向に基づき、前記導光素子により表示される画像の拡大率または縮小率を算出し、算出された拡大率または縮小率に基づき、前記大きさの変化が補償されるよう、対応する表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成することを特徴とする。
本発明の第2の局面は、装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
前記画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、
前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子と、
前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素補正回路と、
前記画素補正回路により得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動手段と、
前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形部と
を備え、
前記画像変形部は、前記導光素子により表示される画像を含んだ前記表示パネル上に表示される画像全体が、前記画像信号により表示されるべき画像全体に対して一定の拡大率または縮小率となるよう、前記画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成し、
前記画素補正回路は、前記画像変形部により生成される画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を前記新たな画素値とすることを特徴とする。
本発明の第3の局面は、本発明の第1または第2の局面において、
前記表示パネルは、少なくとも他の1つと近接または接するよう複数が備えられ、
前記導光素子は、当該導光素子が設けられる液晶パネルと近接または接する他の液晶パネルに設けられる他の導光素子と接するように配置されることを特徴とする。
本発明の第4の局面は、本発明の第1または第2の局面において、
前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、
前記画素補正回路は、前記色毎に予め定められる複数の補正係数のうち、前記光路変換される表示素子が発する光の色に対応する補正係数を、前記光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算することを特徴とする。
本発明の第5の局面は、本発明の第1または第2の局面において、
前記画素補正回路は、前記光路変換される表示素子を配置位置により複数のグループに分けた当該グループ毎に予め定められる複数の補正係数のうち、前記光路変換される表示素子の配置位置に対応する補正係数を、前記光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算することを特徴とする。
本発明の第6の局面は、本発明の第5の局面において、
前記複数のグループは、
前記光路変換される表示素子に対向する前記導光素子の面のうち前記導光素子近傍の額縁領域に近い側の第1の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第1のグループと、
前記面のうち前記導光素子近傍の額縁領域から遠い側の第2の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第2のグループと、
前記面のうち前記第1の端部近傍領域と前記第2の端部近傍領域との間の中央近傍領域に対向する表示素子を含む第3のグループと
を含むことを特徴とする。
本発明の第7の局面は、本発明の第1または第2の局面において、
前記表示パネルは、前記表示素子として液晶素子を含むことを特徴とする。
本発明の第8の局面は、装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備える表示装置を駆動する方法であって、
前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素値補正ステップと、
前記画素値補正ステップにおいて得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動ステップと
前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形ステップと
を備え、
前記画素値補正ステップでは、前記画像変形ステップにおいて生成される前記新たな画像信号に含まれる画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とし、
前記画像変形ステップでは、前記表示パネルが見られる方向に基づき、前記導光素子により表示される画像の拡大率または縮小率を算出し、算出された拡大率または縮小率に基づき、前記大きさの変化が補償されるよう、対応する表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成することを特徴とする
本発明の第9の局面は、装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備える表示装置を駆動する方法であって、
前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素値補正ステップと、
前記画素値補正ステップにおいて得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動ステップと、
前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形ステップと
を備え、
前記画像変形ステップでは、前記導光素子により表示される画像を含んだ前記表示パネル上に表示される画像全体が、前記画像信号により表示されるべき画像全体に対して一定の拡大率または縮小率となるよう、前記画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成し、
前記画素値補正ステップでは、前記画像変形ステップにおいて生成される画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を前記新たな画素値とする
本発明の第1および第2の局面によれば、額縁領域近傍の表示パネル上に、表示素子から発せられる光を額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子が設けられており、当該導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算することによりその画素値を補正するので、導光素子によって生じる表示画素の例えば輝度(または表示画素色の色度)の変化が補償される。したがって、典型的には継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を、見る者に例えば輝度(または色度)の部分的な違いよる違和感を生じさせることなく、またはその違和感を低減させるように表示することができる。
また本発明の第1および第2の局面によれば、導光素子において生じる他の表示画像部分との大きさ(長さ)の違いが補償されるように画像が変形されるので、上記大きさ(長さ)の違いによる違和感を抑制または解消することができる。
さらに本発明の第1の局面によれば、表示パネルが見られる方向に基づき、表示される画像の拡大率または縮小率を正確に算出することができるので、上記違いによる違和感を正確に抑制または解消することができる。
また本発明の第2の局面によれば、導光素子において生じる他の表示画像部分との大きさ(長さ)の違いが補償され、この違いによる違和感を抑制または解消することができ、さらに表示パネル全体に渡って画像表示が行われることにより、拡大されたシームレスな画像を表示することができる。
本発明の第3の局面によれば、各表示パネルが少なくとも他の1つと近接または接するよう設けられ、或る導光素子と、それが設けられる表示パネルと近接または接する他の表示パネルに設けられる他の導光素子とが接するように配置されるので、上記複数の表示パネルによって継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を、見る者に輝度(または色度)の部分的な違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
本発明の第4の局面によれば、画素補正回路が色毎に予め定められる複数の補正係数のうち、光路変換される表示素子が発する光の色に対応する補正係数を当該表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算するので、導光素子によって生じる表示画素色の色度の変化が補償される。したがって、典型的には継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を、見る者に色度の部分的な違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
本発明の第5の局面によれば、画素補正回路が表示素子の配置位置により複数のグループに分けた当該グループ毎に予め定められる複数の補正係数のうち、光路変換される表示素子の配置位置に対応する補正係数を当該表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算するので、導光素子の位置によって生じる表示画素の例えば輝度(または色度)の変化が補償される。したがって、導光素子の位置によらず、典型的には継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を、見る者に輝度(または色度)の部分的な違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
本発明の第6の局面によれば、導光素子近傍の額縁領域に近い側の第1の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第1のグループと、導光素子近傍の額縁領域から遠い側の第2の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第2のグループと、これら端部近傍領域の中間付近の中央近傍領域に対向する表示素子を含む第3のグループとに分けて補償が行われるので、導光素子における上記第1の端部近傍領域と、上記第2の端部近傍領域と、上記中央近傍領域とのそれぞれの位置によって生じる表示画素の例えば輝度(または色度)の変化が補償される。したがって、導光素子の上記位置によらず、典型的には継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を、見る者に輝度(または色度)の部分的な違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
本発明の第7の局面によれば、表示素子として液晶素子を含む液晶表示パネルを備える液晶表示装置について、本発明の第1または第2の局面における効果と同様の効果を奏することができる。特に液晶表示パネルは製造工程上必ず額縁領域が形成されるので、典型的には継ぎ目のない一枚の画像となる表示画像を得るために導光素子を設けることが多い。よって、特に効果を奏することができる。
本発明の第8の局面によれば、本発明の第1の局面における効果と、本発明の第9の局面によれば、本発明の第2の局面における効果と、それぞれ同様の効果を表示装置の駆動方法において奏することができる。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の概略的な構成を示す斜視図である。 上記実施形態における液晶パネルおよび導光素子の構造を説明する部分断面図である。 上記実施形態における液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における表示部の構成を示す模式図である。 上記実施形態における表示部に含まれる画素形成部P(n,m)の等価回路図である。 上記実施形態における表示制御回路の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における表示制御回路に含まれるデータ補正部の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における導光素子の光学的な特性を説明するxy色度図である。 本発明の第2の実施形態における表示制御回路の構成を示すブロック図である。 上記実施形態における導光素子の各領域における光学的な特性を示すxy色度図である。 上記実施形態の変形例おける表示制御回路に含まれるデータ補正部の構成を示すブロック図である。 上記各実施形態の変形例における液晶表示装置の表示範囲を説明するための図である。 上記各実施形態の変形例における表示制御回路の構成を示すブロック図である。
以下、本発明の各実施形態について添付図面を参照して説明する。
<1. 第1の実施形態>
<1.1 液晶表示装置の全体的な構造>
図1は、本実施形態の液晶表示装置の概略的な構造を示す斜視図である。この液晶表示装置は、導光素子12を取り付けた画像を表示する液晶パネル11と、導光素子14を取り付けた画像を表示する液晶パネル13とからなる。図1に示されるように、液晶パネル11と液晶パネル13とはその端部が互いに近接するように設けられており、それらの表示面の相対角度を変化させることができるよう図示されない可動機構(例えばヒンジ等)により接続されている。なお、このような可動機構は一例であって省略されてもよく、例えば液晶パネル11と液晶パネル13とは、それらの表示面が同一平面となる位置でその端部が互いに接するよう固定されていてもよい。
導光素子12は、液晶パネル11から出射された光を光路変換するファイバー(フェイス)プレートであり、液晶パネル11の表示領域(表示面)を変更する機能を有している。またこの導光素子12の端部と接するように設けられる導光素子14も同様の機能を有している。ここで、ファイバープレートとは、数μm径のシングルファイバを束ねた形状であって、それぞれのシングルファイバは、光を伝達するコアガラスと、これを被覆するように配されこれとは異なる屈折率を有するクラッドガラスと、コアガラスから漏れた光を吸収する吸収体とからなる。このシングルファイバは、それぞれ他のシングルファイバと干渉せず光を伝達することができるので、(全てのシングルファイバの入射面である)ファイバープレートの入射面に与えられる画像はそのまま出射面から得られる。したがって、このようなファーバープレートである導光素子12,14で、2つの液晶パネル11,13により表示される二枚の画像の一部を光路変換することにより、切れ目または継ぎ目のない(シームレスな)一枚の画像を表示することができる。このことについて以下に詳しく説明する。
一般的に液晶パネルの周囲には表示を行うことができない領域(以下「額縁領域」という)が設けられている。この額縁領域は製造時にクリアランスとして必要となるため設けられている。すなわち液晶パネルを構成する基板(後述するTFT基板)は、一枚の元基板に複数個形成された後に1つずつ切り離されて製造される。したがって、額縁領域は切り離される部分のクリアランスとして必要となる。また、この額縁領域は液晶を封止するシール剤を塗布する領域として使用される。したがって、このような額縁領域を有する液晶パネル11,13は、その一辺を互いに接するように配置しても全体としてシームレスな一枚の表示画像を得ることができない。そこで、上記導光素子12,14を液晶パネル11,12の表示部端部近傍および額縁領域の上に設けることにより、表示部端部近傍の画像を額縁領域上へ光路変換して表示させる。このことによりシームレスな一枚の表示画像を得ることができる。以下、図2を参照して、このような液晶パネル11および導光素子12の構造について説明する。
図2は、液晶パネルおよび導光素子の構造を示す部分断面図である。なお図2では、液晶パネル11(実際には後述するバックライト装置における導光板116)から出射される光の進路(光路)OP1〜OP4が太線および矢印により例示されている。また、図2に示される透明カバー130は、図1には示されていないが、液晶パネル11および導光素子12を保護するために設けられている。
この図2には、図1に示される液晶パネルを長手方向に切断した場合における導光素子12近傍部分を拡大した、液晶パネル11および導光素子12の断面が主に示されている。ファイバープレートであるこの導光素子12は、液晶パネル11からの光が入射する底面(すなわちファイバープレートを構成する全てのシングルファイバの光入射面)が液晶パネル11の表示領域のうちの端部近傍部分(以下「表示領域端部」と略称する)A2上に接着されている。またこの導光素子12は、液晶パネル11からの光が出射する上側の斜面(すなわち全てのシングルファイバの光出射面)が表示領域端部A2直上から液晶パネル11の額縁領域A3直上までの範囲に含まれる(差し掛かる)ような形状となっている。そのため、液晶パネル11の表示領域端部A2から出射され導光素子12に入射された光は、この導光素子12により光路変換されて額縁領域A3直上方向へ出射されることになるので、表示ができない額縁領域A3があたかも存在しないかのようなシームレスな画像が表示される。
この液晶パネル11は、バックライト装置に含まれる図示されない発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などの光源から与えられる光の透過量を画素毎に制御することにより各種表示を行うため、その上面に偏光板110aが貼り付けられたTFT(Thin Film Transistor)基板111と、その下面に偏光板110bが貼り付けられたCF(Color Filter)基板113と、これらの基板間に挟持された液晶層112とを備える。これらにより画像を表示するための具体的な構成については詳しく後述する。
またバックライト装置は、その上面を液晶パネル11の下面に接するよう設けられており、その端部に図示されない上記光源が設けられ、この光源からの光を照明面から面状に放つ導光板116と、この導光板の上面側(照明面側)に配置されたレンズシートや光拡散シート等からなるレンズシート類115と、上記導光板の下面側(照明面の反対側)に貼り付けられる反射シート117とを備えている。このバックライト装置の光源からの光は導光板の所定の光入射面から入射された後、導光板全体に拡散されることにより照明面から面状に放射される。このように放射された光のうち、液晶パネル11の表示領域端部A2から出射される光は導光素子12を通り、液晶パネル11の表示領域端部A2以外の表示領域(以下「通常表示領域」という)A1から出射される光は導光素子12を通らないで装置外部へ出射され表示画像を形成する。次に、このような表示画像を形成するための液晶表示装置の全体構成およびその動作について説明する。
<1.2 液晶表示装置の全体構成および動作>
図3は、本発明の第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、表示制御回路200、映像信号線駆動回路300、および走査信号線駆動回路(ゲートドライバ)400からなる駆動制御部と、表示部500と、共通電極駆動回路600とを備えている。なお、表示制御回路200および映像信号線駆動回路300は、別個の大規模集積回路(Large Scale Integration Circuit:以下「LSI」と略称する)チップで構成されることが多いが、ここでは1つのLSIチップ(RAM内蔵型ソースドライバ)で構成されるものとする。なお、これにゲートドライバを加えた駆動制御回路が1つのLSIチップで構成されていてもよいし、チップではなく液晶パネルのガラス基板上にモノリシックに形成されてもよい。
図3に示される表示部500は、複数本(M本)の映像信号線SL(1)〜SL(M)と、複数本(N本)の走査信号線GL(1)〜GL(N)と、それら複数本の映像信号線SL(1)〜SL(M)と複数本の走査信号線GL(1)〜GL(N)との交差点にそれぞれ対応して設けられた複数個(M×N個)の画素形成部を含んでおり(以下、走査信号線GL(n)と映像信号線SL(m)との交差点に対応する画素形成部を参照符号“P(n,m)”で示すものとする。)、図4および図5に示すような構成となっている。ここで、図4は、本実施形態における表示部500の構成を模式的に示し、図5は、この表示部500における画素形成部P(n,m)の等価回路を示している。
図4および図5に示すように、各画素形成部P(n,m)は、対応する交差点を通過する走査信号線GL(n)にゲート端子が接続されるとともに当該交差点を通過する映像信号線SL(m)にソース端子が接続されたスイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)10と、そのTFT10のドレイン端子に接続された画素電極Epixと、上記複数個の画素形成部P(i,j)(i=1〜N、j=1〜M)に共通的に設けられた共通電極(「対向電極」ともいう)Ecomと、上記複数個の画素形成部P(i,j)(i=1〜N、j=1〜M)に共通的に設けられ画素電極Epixと共通電極Ecomとの間に挟持された電気光学素子としての液晶層とによって構成される。
なお、図4において、各画素形成部P(n,m)に付されている“R”“G”“B”の各符号は、当該画素形成部P(n,m)により表示される色が「赤」「緑」「青」のいずれであるかを示すものである。したがって、実際にはRGBの各画素形成部により形成されるRGBの各色の画素が一組となって一つのカラー画素を形成することになる。また、本実施形態では、例えば画素液晶への印加電圧の正負極性を表示部500における行毎に反転させかつ1フレーム毎にも反転させる駆動方式であるライン反転駆動方式が採用される。
図5に示されるように、各画素形成部P(n,m)では、画素電極Epixと、それに液晶層を挟んで対向する共通電極Ecomとによって液晶容量Clcが形成されており、その近傍に補助容量Csが形成されている。
TFT10は、走査信号線GL(n)に印加される走査信号G(n)がアクティブになると、当該走査信号線が選択されて導通状態となる。そして、画素電極Epixには駆動用映像信号S(m)が映像信号線SL(m)を介して印加される。これにより、その印加された駆動用映像信号S(m)の電圧(共通電極Ecomの電位を基準とする電圧)が、その画素電極Epixを含む画素形成部P(n,m)に画素値として書き込まれる。
なお、画素形成部P(n,m)は、バックライト装置(の導光板116)からの光の透過率を制御することにより表示を行うので、本明細書ではこのバックライト装置を含んだ画素形成部P(n,m)を表示素子と呼ぶ。
表示制御回路200は、外部から送られる表示データ信号DATとタイミング制御信号TSとを受け取り、デジタル画像信号DVと、表示部500に画像を表示するタイミングを制御するためのソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、ラッチストローブ信号LS、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、および極性反転信号φを出力する。また、この表示制御回路200は、受け取った表示データ信号DATに対して導光素子12による色度変化が補償されるように適宜の補正を行い、デジタル画像信号DVとして出力する。この動作および詳細な構成については後述する。
映像信号線駆動回路300は、表示制御回路200から出力されたデジタル画像信号DV、ソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、およびラッチストローブ信号LSを受け取り、表示部500内の各画素形成部P(n,m)の画素容量を充電するために駆動用映像信号を各映像信号線SL(1)〜SL(M)に印加する。このとき、映像信号線駆動回路300では、ソースクロック信号SCKのパルスが発生するタイミングで、各映像信号線SL(1)〜SL(M)に印加すべき電圧を示すデジタル画像信号DVが順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号LSのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル画像信号DVがアナログ電圧に変換される。変換されたアナログ電圧は、駆動用映像信号として全ての映像信号線SL(1)〜SL(M)に一斉に印加される。すなわち、本実施形態においては、映像信号線SL(1)〜SL(M)の駆動方式には線順次駆動方式が採用されている。なお、各映像信号線SL(1)〜SL(M)に印加される映像信号は、表示部500の交流化駆動のために、極性反転信号φに応じてその極性が反転する。
走査信号線駆動回路400は、表示制御回路200から出力されたゲートスタートパルス信号GSPとゲートクロック信号GCKとに基づいて、各走査信号線GL(1)〜GL(N)にアクティブな走査信号を順次印加する。
共通電極駆動回路600は、液晶の共通電極に与えるべき電圧である共通電圧Vcomを生成する。本実施形態では、映像信号線の電圧の振幅を抑えるために、交流化駆動に応じて共通電極の電位をも変化させるものとする。
以上のようにして、各映像信号線SL(1)〜SL(M)に駆動用映像信号が印加され、各走査信号線GL(1)〜GL(N)に走査信号が印加されることにより、液晶層の光透過率が制御され、表示部500に画像が表示される。
<1.3 表示制御回路の構成および動作>
<1.3.1 表示制御回路全体の構成および動作>
図6は、本実施形態における表示制御回路の全体構成を示すブロック図である。この表示制御回路200は、タイミング制御を行うタイミング制御部21と、表示領域端部A2に配置される表示素子に対応する補正領域アドレスADを記憶する補正領域アドレス記憶部22と、装置外部から与えられる表示データ信号DATに含まれる画素値(表示階調データ)を受けとり、補正領域アドレス記憶部22に記憶されている補正領域アドレスADに基づき、表示領域端部A2に対応する画素値に対して所定の補正係数を乗算することにより上記画素値を補正するデータ補正部23とを含む。
図6に示されるタイミング制御部21は、外部から送られるタイミング制御信号TSを受け取り、データ補正部23の動作を制御するための制御信号CTと、表示部500に画像を表示するタイミングを制御するためのソーススタートパルス信号SSP、ソースクロック信号SCK、ラッチストローブ信号LS、ゲートスタートパルス信号GSP、ゲートクロック信号GCK、および極性反転信号φとを出力する。
補正領域アドレス記憶部22は、データ補正部23に含まれる後述する各色用のRAMのアドレスのうち、表示領域端部A2に配置される表示素子に対して与えられるべき画素値が格納されるアドレスを記憶している。なお本実施形態における表示領域端部A2に配置される各色の表示素子は、具体的には図1、図2、および図4を参照すればわかるように、表示領域の右端近傍の表示領域端部A2に含まれる全ての表示列を構成する。
データ補正部23は、装置外部から与えられる表示データ信号DATに含まれる画素値(表示階調データ)を受けとり、(一時的に)後述するRAMに記憶する。その後、データ補正部23は、タイミング制御部21からの制御信号CTに基づき、上記RAMに記憶される画素値を順次読み出し、読み出された画素値のアドレスが補正領域アドレス記憶部22から読み出された補正領域アドレスADに合致する場合、当該画素値に対して所定の補正係数を乗算することにより上記画素値を補正する。このようなデータ補正部23の詳しい構成および動作につき、図7を参照して説明する。
<1.3.2 データ補正部の構成および動作>
図7は、本実施形態における表示制御回路に含まれるデータ補正部の構成を示すブロック図である。このデータ補正部23は、装置外部から与えられる表示データ信号DATのうちの赤色の表示データDATrを順に記憶する赤色用RAM231と、表示データ信号DATのうちの緑色の表示データDATgを順に記憶する緑色用RAM232と、表示データ信号DATのうちの青色の表示データDATbを順に記憶する青色用RAM233と、これら赤色用RAM231、緑色用RAM232、および青色用RAM233(以下「各色用RAM」と総称する)を制御するRAM制御回路234と、赤色用RAM231から読み出された赤色画素値Drのうち表示領域端部A2に位置する画素の画素値を補正する赤色画素補正回路236と、緑色用RAM232から読み出された緑色画素値Dgのうち表示領域端部A2に位置する画素の画素値を補正する緑色画素補正回路237と、青色用RAM233から読み出された青色画素値Dbのうち表示領域端部A2に位置する画素の画素値を補正する青色画素補正回路238と、これら赤色画素補正回路236、緑色画素補正回路237、および青色画素補正回路238(以下「各色画素補正回路」と総称する)を制御する補正制御回路235とを備える。なお、各色用RAMは3つの半導体チップからなるが、1つの半導体チップにおける3つの異なる記憶領域であってもよいし、補正領域アドレス記憶部22を構成する半導体メモリなどの一部であってもよい。
RAM制御回路234は、タイミング制御部21からの制御信号CTに基づき、各色用RAMにそれぞれ記憶されている各色の画素値を順に読み出すための読み出しアドレスを含むRAM制御信号CSを出力する。各色用RAMはこのRAM制御信号CSに応じて各色の画素値Dr,Dg,Dbを出力する。
補正制御回路235は、RAM制御回路234からのRAM制御信号CSを受け取り、これに含まれる現在読み出されている画素値に対応する各色用RAMのアドレスと、補正領域アドレス記憶部22から読み出した補正領域アドレスADとを比較し、合致している場合には当該画素値を補正する指示を与える補正指示信号Ssを各色画素補正回路に与える。
赤色画素補正回路236は、補正制御回路235から補正指示信号Ssを受け取らない場合には受け取った赤色画素値Drをそのまま赤色デジタル画像信号DVrとして出力し、また補正指示信号Ssを受け取る場合には、当該画素値Drに対して予め定められた赤色補正係数Krを乗算し、その結果得られた画素値を赤色デジタル画像信号DVrとして出力する。また、緑色画素補正回路237も同様に緑色デジタル画像信号DVgを出力するが、ここでは赤色補正係数Krではなく予め定められた緑色補正係数Kgが場合により乗算される。さらに、青色画素補正回路238も同様に青色デジタル画像信号DVbを出力するが、ここでは予め定められた青色補正係数Kbが場合により乗算される。
ここで、これら各色の補正係数Kr,Kg,Kbは、導光素子12の光学的な特性に応じて予め定められる。図8は、この導光素子の光学的な特性を説明するxy色度図である。この図8は一般的なxy色度図と同一であって、図中に示される点線の3角形はsRGB(standard RGB)における色の範囲を示しており、左上端部近傍が緑色(G)に対応し、左下端部近傍が青色(B)に対応し、図の右側端部近傍が赤色(R)に対応している。また図8に示される矢印は、導光素子12を透過した光が受ける減衰の様子をxyz表色系において簡易に示したものである。
この図8を参照すればわかるように、導光素子12を透過した光は黄色にシフトするよう減衰しており、液晶パネル11の表示領域端部A2に対応する表示色の明度が黄色にシフトするよう低下する。そのため、導光素子12によって前述したように継ぎ目のない一枚の画像が表示される場合でも見る者に違和感を生じさせてしまう。そこで、このような表示画像における色度の変化(具体的にはRGB各色の明度の低下)が補償されるよう、各色の補正係数Kr,Kg,Kbを定める。なおこれら各色の補正係数Kr,Kg,Kbの関係は、Kb>Kr、Kb>Kgであり、KrとKgとは、ほぼ同じ値となる。また、これらの補正係数を液晶への印加電圧に対する補正値として見た場合、当該補正値は0.2〜5程度の値となる。もちろん、これらの値は導光素子12の材質や構造等により変化するので、上記のような色度の変化が補償されるよう適宜の値が選ばれる。なお、液晶パネル11がノーマリブラック型である場合(すなわち液晶への印加電圧が大きいほど表示輝度が大きくなる場合)、液晶への印加電圧に対する上記補正値のうちの1つの値が1未満である場合、当該色の輝度は減衰することになるが、異なる他の色に対応する上記補正値を1以上(典型的には最大値である5)に設定することにより、結果として上記他の色の明度を上記減衰される色の明度に対して相対的に(典型的には5倍を超えて)増加させることができる。
また、上記のように補正係数Kr,Kg,Kbを乗算することにより色度の変化(各色の明度の低下)を補償する場合、算出された画素値は表示可能な最大値を超えないことが完全な補償を行うためには望ましい。そこで、補正係数Kr,Kg,Kbを乗算することにより算出された画素値が表示可能な最大値を超えないようにするため、液晶パネル11の通常表示領域A1に表示されるべき全ての画素の(色の)明度が低下するよう、各色画素補正回路は、通常表示領域A1に表示されるべき画素の画素値を含む全ての画素値に対して所定の減衰係数を乗算するよう構成してもよい。具体的にはこの減衰係数は、各画素値の最大値に補正係数Kr,Kg,Kbの最大値を乗算する場合であっても、この乗算値に減衰係数を乗算して得られる値が表示可能な最大値を超えないように設定される。
<1.4 第1の実施形態の効果>
以上のように本実施形態における表示制御回路200のデータ補正部23を備える液晶表示装置は、導光素子12によって生じる液晶パネル11の表示領域端部A2に対応する表示色の色度の変化(RGB各色の明度の低下)が補償されるので、継ぎ目のない一枚の画像を、見る者に色度の違いよる部分的な違和感を生じさせることなく表示することができる。
<2. 第2の実施形態>
<2.1 液晶表示装置の全体構成および動作>
本発明の第2の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置の全体構成(図1〜図3を参照)は、第1の実施形態の場合と同様であり、表示部500の構成(図4を参照)や、表示部500における画素形成部P(n,m)の等価回路(図5を参照)なども同様の構成であるので、その説明を省略する。
本実施形態における液晶表示装置は、第1の実施形態の場合と、表示制御回路200の構成および動作が一部異なる。以下、この表示制御回路200の構成および動作について図9を参照して詳しく説明する。
<2.2 表示制御回路の構成および動作>
図9は、第2の実施形態における表示制御回路200の構成を示すブロック図である。この表示制御回路200は、第1の実施形態と同様のタイミング制御を行うタイミング制御部21と、第1の実施形態では設けられなかった補正領域アドレスADに対応する補正係数Kr,Kg,Kbを複数組記憶する補正係数記憶部25と、後述する3種類の補正領域アドレスを記憶する補正領域アドレス記憶部22と、表示データ信号DATに含まれる画素値(表示階調データ)を受けとり、補正領域アドレス記憶部22に記憶されている補正領域アドレスADに基づき、上記補正係数記憶部25から得られる補正領域アドレスADに対応する補正係数Kr,Kg,Kbを表示領域端部A2に対応する画素値に対して乗算することにより上記画素値を補正するデータ補正部33とを含む。
まず補正領域アドレス記憶部22は、後述する第1の補正領域アドレスAD1、第2の補正領域アドレスAD2、および第3の補正領域アドレスAD3を記憶する。なお、以下では第1、第および第3の補正領域アドレスAD1,AD2,AD3を補正領域アドレスADと総称する。
また補正係数記憶部25は、上記第1の補正領域アドレスAD1に対応する第1の補正係数Kr1,Kg1,Kb1と、上記第2の補正領域アドレスAD2に対応する第2の補正係数Kr2,Kg2,Kb2と、上記第3の補正領域アドレスAD3に対応する第3の補正係数Kr3,Kg3,Kb3を記憶する。なお、以下では第1、第、および第3の補正係数Kr1,Kg1,Kb1,Kr2,Kg2,Kb2,Kr3,Kg3,Kb3を補正係数Kr,Kg,Kbと総称する。
さらにデータ補正部33は、図7に示される第1の実施形態におけるデータ補正部23と同様の動作を行う、赤色用RAM231、緑色用RAM232、青色用RAM233、およびRAM制御回路234と、第1の実施形態におけるデータ補正部23とは一部異なる動作を行う、赤色画素補正回路236、緑色画素補正回路237、青色画素補正回路238、および補正制御回路235とを備える。
すなわち本実施形態におけるデータ補正部33に含まれる補正制御回路235は、第1の実施形態の場合と同様RAM制御回路234からのRAM制御信号CSを受け取り、これに含まれる現在読み出されている画素値に対応する各色用RAMのアドレスと、補正領域アドレス記憶部22から読み出した第1、第2、および第3の補正領域アドレスAD1,AD2,AD3とを比較する。そして各色用RAMのアドレスがこれらのいずれかに合致している場合には、第1の実施形態の場合と同様の補正指示信号Ssに加えて、さらに第1の補正領域アドレスAD1に対応する第1の補正係数Kr1,Kg1,Kb1、または第2の補正領域アドレスAD2に対応する第2の補正係数Kr2,Kg2,Kb2、または第3の補正領域アドレスAD3に対応する第3の補正係数Kr3,Kg3,Kb3を各色画素補正回路に与える。
赤色画素補正回路236は、補正制御回路235から補正指示信号Ssおよび赤色補正係数Krを受け取らない場合には受け取った赤色画素値Drをそのまま赤色デジタル画像信号DVrとして出力し、また補正指示信号Ssおよび赤色補正係数Krを受け取る場合には、当該画素値Drに対して受け取った赤色補正係数Kr(具体的にはKr1、Kr2、またはKr3)を乗算し、その結果得られた画素値を赤色デジタル画像信号DVrとして出力する。また、緑色画素補正回路237も同様に緑色デジタル画像信号DVgを出力するが、ここでは受け取られた緑色補正係数Kg(具体的にはKg1、Kg2、またはKg3)が乗算される。さらに、青色画素補正回路238も同様に青色デジタル画像信号DVbを出力するが、ここでは受け取られた青色補正係数Kb(具体的にはKb1、Kb2、またはKr3)が乗算される。
ここで、これら各色画素補正回路に与えられる各色の補正係数Kr,Kg,Kbは、補正係数記憶部25に記憶されているが、これらの補正係数は導光素子12の光学的な特性に応じて定められる。もっとも第1の実施形態の場合とは異なり、本実施形態における補正係数記憶部25、導光素子12によって光路変換される光を透過する領域である液晶パネル11の表示領域端部A2をさらに後述する3つの領域に分けた、これら3つの領域のアドレスそれぞれに対応する異なる3組の補正係数Kr,Kg,Kbが記憶されている。以下、導光素子12におけるこれら3つの領域について図10を参照して説明する。
図10は、この導光素子の各領域における光学的な特性を示すxy色度図である。この図10は、全ての画素に白表示をさせたときの液晶パネル上の各位置における色度(色度座標)を示しており、具体的には(図中では点線A1で囲まれている)通常表示領域A1から出射される光の色度と、(図中では点線A22で囲まれている)表示領域端部A2のうちの中央部近傍の領域A22(以下、中央部A22という)から出射される光の色度と、(図中では点線A21で囲まれている)表示領域端部A2のうちの通常表示領域A1に近い側の領域A21(図2中では、表示領域端部A2の左端部近傍を指し、以下、左端部A21という)から出射される光の色度と、(図中では点線A23で囲まれている)表示領域端部A2のうちの通常表示領域A1から遠い側の領域A23(図2中では、表示領域端部A2の右端部近傍を指し、以下、右端部A23という)から出射される光の色度とをそれぞれ示している。なお、図2では、光路OP4は通常表示領域A1から出射される光の光路のうちの1つを示しており、光路OP1は左端部A21から出射される光の光路のうちの1つを示しており、光路OP2は中央部A22から出射される光の光路のうちの1つを示しており、光路OP3は右端部A23から出射される光の光路のうちの1つを示している。
この図10に示されるように、同一の導光素子12を透過する光であっても、表示領域端部A2のうちの中央部A22から出射される光の色度と、左端部A21から出射される光の色度と、右端部A23から出射される光の色度とはそれぞれ異なるので、導光素子12によって生じる表示色の明度の低下すなわち色度の変化を(画素位置によらず)一様に補償するためには、これらの色度の違いを考慮した補正係数Kr,Kg,Kbを各領域毎にそれぞれ用意する必要がある。
そこで、補正領域アドレス記憶部22は、各色用のRAMのアドレスのうち、左端部A21に配置される表示素子に対して与えられるべき画素値が格納される第1の補正領域アドレスAD1と、上記中央部A22に配置される表示素子に対して与えられるべき画素値が格納される第2の補正領域アドレスAD2と、右端部A23に配置される表示素子に対して与えられるべき画素値が格納される第3の補正領域アドレスAD3とを記憶する。また、補正係数記憶部25は、第1の補正領域アドレスAD1に対応する補正係数であって、上記左端部A21から出射される光の色度の変化が補償されるように設定された第1の補正係数Kr1,Kg1,Kb1と、第2の補正領域アドレスAD2に対応する補正係数であって、中央部A22から出射される光の色度の変化が補償されるように設定された第2の補正係数Kr2,Kg2,Kb2と、右端部A23から出射される光の色度の変化が補償されるように設定された第3の補正係数Kr3,Kg3,Kb3とを記憶する。
補正制御回路235は、RAM制御回路234からのRAM制御信号CSに含まれている各色用RAMのアドレスと、補正領域アドレス記憶部22から読み出した上記3つの第1から第3までの補正領域アドレスAD1〜AD3をそれぞれ比較し、第1の補正領域アドレスAD1と合致する場合には、補正係数記憶部25から読み出した第1の補正係数Kr1,Kg1,Kb1を各色画素補正回路に与え、第2の補正領域アドレスAD2と合致する場合には、補正係数記憶部25から読み出した第2の補正係数Kr2,Kg2,Kb2を各色画素補正回路に与え、第3の補正領域アドレスAD3と合致する場合には、補正係数記憶部25から読み出した第3の補正係数Kr3,Kg3,Kb3を各色画素補正回路に与える。
<2.3 第2の実施形態の効果>
以上のように本実施形態における表示制御回路200のデータ補正部33を備える液晶表示装置は、導光素子12によって生じる液晶パネル11の表示領域端部A2のうちその左端部A21と中央部A22と右端部A23とでそれぞれ異なる適宜の補正係数を使用することにより上記領域毎に色度の変化(各色の明度の低下)が補償されるので、導光素子12(を透過する光を発する表示素子)の位置によらず、継ぎ目のない一枚の画像を、見る者に色度の違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
<3. 変形例>
<3.1 第1の主たる変形例>
上記第1の実施形態では、赤色用RAM231、緑色用RAM232、および青色用RAM233が設けられ、各色毎に補正係数Kr,Kg,Kbが設けられる構成であるが、各色毎に専用のRAM(または記憶領域)を設けるのではなく、これらを区別せずにRAM(または記憶領域)を1つだけ設け、各色共通の補正係数Kを定め、かつ各色共通の画素補正回路を1つだけ設ける構成であってもよい。この構成では、各色で同一の補正が行われるため、導光素子12による輝度の低下は補償されるが、色度の変化は完全には補償されない。しかし、RAMおよび画素補正回路を1つに減らすことにより、データ補正部23の構成を簡単にすることができ、また継ぎ目のない一枚の表示画像を、見る者に輝度の違いよる違和感を生じさせることなく表示することができ、また色度の違いよる違和感を低減することができる。
また同様に上記第2の実施形態でもRAMを1つだけ設け、上記表示領域端部A2のうちの3つの領域に対応する各色共通の補正係数K1,K2,K3を設定し、かつ各色共通の画素補正回路を1つだけ設ける構成であってもよい。この構成でも導光素子12による色度の変化は完全には補償されないが、RAMおよび画素補正回路を1つに減らすことにより、データ補正部23の構成を簡単にすることができ、また導光素子12(を透過する光を発する表示素子)の位置によらず、継ぎ目のない一枚の表示画像を、見る者に輝度の違いよる違和感を生じさせることなく表示することができ、また色度の違いよる違和感を低減することができる。
上記第2の実施形態では、液晶パネル11の表示領域端部A2をその左端部A21と中央部A22と右端部A23とに分け、それぞれ対応する補正係数を設定する構成であるが、表示領域端部A2を2つまたは4つ以上の領域に分け、それぞれの領域に対応する補正係数を設定する構成であってもよい。その場合にはそれぞれのグループ(領域)の表示素子から出射される光の色度変化がそれぞれ補償されるよう各グループ(領域)毎に補正係数が設定される。なお、表示素子の配置位置に応じた補償を正確に行いたい場合(すなわち異なる補正係数を多く設定する場合)、グループ数(領域数)は可能な限り多く設定してもよく、記憶容量および計算速度等に問題がなければ、最大で表示領域端部A2に配置される(各色毎の)表示素子の数すなわち映像信号線の数だけ設定することが可能である。なおこの場合には1つのグループに1つの表示素子が対応することになる。
さらに、上記第1および第2の実施形態では、各色毎に1つまたは領域数に応じた数の補正係数Kr,Kg,Kbを設定する構成であるが、これらの補正係数Kr,Kg,Kbは画素値に応じて変化する値であってもよい。以下、図11を参照して具体的に説明する。
図11は、本変形例における表示制御回路に含まれるデータ補正部の構成を示すブロック図である。この図11に示されるデータ補正部23は、図7に示されるデータ補正部23と同一のRAM制御回路234を備え、図7に示されるデータ補正部23とは異なる構成の赤色用RAM431、緑色用RAM432、青色用RAM433、および補正制御回路435を備えている。
赤色用RAM431、緑色用RAM432、および青色用RAM433は、図7に示されるRAMと同様に各色の表示データDATr、DATg、DATbを記憶するとともに、或る画素値とそれに一意に対応する補正された画素値とを関連付けたルックアップテーブル(以下「LUT」という)を記憶している。なお、このLUTのデータは図示されないEEPROM等に予め記憶されており、装置起動時にこれらのRAM上に展開される。このLUTに記憶される補正された画素値は、画素値に応じて適宜に定められた画素値毎の補正係数Kr,Kg,Kbを当該画素値に対して乗算することにより算出されたものである。したがって、このLUTに代えて対応する数式により算出する構成であってもよいが、処理速度等の観点からLUTを使用する構成が好ましい。
補正制御回路435は、RAM制御回路234からのRAM制御信号CSを受け取り、これに含まれる現在読み出されている画素値に対応する各色用RAMのアドレスと、補正領域アドレス記憶部22から読み出した補正領域アドレスADとを比較し、合致している場合には当該画素値を当該RAMに記憶されているLUTを参照することにより補正するよう補正指示信号Ssを各RAMに与える。各RAMは、補正指示信号Ssを受け取らない場合には、読み出された画素値をそのまま出力し、補正指示信号Ssを受け取る場合にはLUTを通して補正された画素値を各色デジタル画像信号Dvr、Dvg,Dvbとして出力する。
このように、LUTを参照することにより、画素値毎に適宜に設定された補正係数を乗算した補正画素値を簡単に得ることができ、この補正画素値を使用して導光素子12上での画像表示が行われるので、全ての階調に渡って見る者に色度の違いよる違和感を生じさせることなく表示することができる。
<3.2 第2の主たる変形例>
上記第1および第2の実施形態では、継ぎ目のない一枚の画像を、見る者に色度の違いよる部分的な違和感を生じさせることなく表示することができるが、さらに以下のように構成すれば図の左右方向における大きさの違いによる部分的な違和感も生じないように表示することができる。以下、図12を参照して説明する。
図12は、第2の主たる変形例における液晶表示装置の表示範囲を説明するための図である。図12に示されるように、第1の方向から導光素子12を見ると、表示領域端部A2に表示される画像が、第1の視認領域A4の大きさ(長さ)に拡大されて表示されることになる。したがって、上記大きさ(以下、図の左右方向における大きさを単に「長さ」ともいう)の違いによる違和感を抑制するため、上記表示領域端部A2に表示される画像を縮小して表示する。具体的には、表示領域端部A2の(図の左右方向における)長さをA2とし、第1の視認領域A4の長さをA4とするとき、表示領域端部A2には(A2/A4)の長さに縮小された画像が表示される。そうすれば、通常表示領域A1に表示される画像の画素間の長さと、第1の視認領域A4に表示(視認)される画像の画素間の長さとが等しくなるので、上記大きさ(長さ)の違いが補償され、この違いによる違和感を抑制または解消することができる。
このことは見る方向が変わっても同様であって、図12に示されるように、第2の方向から導光素子12を見ると、表示領域端部A2に表示される画像が、第2の視認領域A5の長さに拡大されて表示されることになる。したがって、上記大きさ(長さ)の違いによる違和感を抑制するため、第2の視認領域A5の長さをA5とするとき、表示領域端部A2には(A2/A5)の長さに縮小された画像が表示される。そうすれば、通常表示領域A1に表示される画像の長さと表示領域端部A2の長さとが等しくなるので、上記大きさ(長さ)の違いが補償され、この違いによる違和感を抑制または解消することができる。
なお、図示されていないが、第1および第2の方向以外の方向、例えば第1の方向を基準として第2の方向とは反対側の方向から導光素子12を見ても視認領域の長さが変化するだけで、上記同様に表示領域端部A2に縮小された画像が表示されることにより、上記大きさ(長さ)の違いによる違和感を抑制または解消することができる。
また、見る方向によっては、視認領域の長さ(ここではA7とする)がA2よりも小さい場合も考えられるが、上記と同様、表示領域端部A2において(A2/A7)の長さに拡大された画像が表示されることにより、上記大きさ(長さ)の違いによる違和感を抑制または解消することができる。
以上のように、表示領域端部A2に表示するべき画像は、本来の画像データに対して所定の画像処理または間引き動作を行うことにより、縮小変形(見られる方向によっては拡大変形)される。まず、この画像処理について、図13を参照して説明する。
図13は、上記画像処理を行う画像変形部を含む表示制御回路の構成を示すブロック図である。この図13に示される表示制御回路は、前述した図6に示される表示制御回路の構成に画像変形部を追加したものであって、その他の構成要素は同様であるので、同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
画像変形部27は、液晶パネル11,13のなす角度を検出するセンサを含む図示されない角度検出部から角度検出信号DGを受け取り、角度検出信号DGにより示される液晶パネル11,13のなす角度から液晶パネル11に対してどの方向から見られているか(例えば第1または第2の方向から見られている等)を算出する。もちろん、液晶パネル11,13のなす角度から実際にどの方向から見られているかを正確に検出することは極めて困難である。しかし、液晶パネル11,13のなす角度が180度である(すなわちほぼ同一平面上にある)場合、正面から見られることが通常であることから、見られている方向は第1の方向であると判定することができる。
また、液晶パネル11,13のなす角度に代えて、(重力を利用することにより)鉛直方向に対する液晶パネル11の傾きを検出するセンサを備え、その傾きにより上記見られる角度を検出する構成であってもよい。さらに、表示されている画像を生成するアプリケーション(例えばテレビジョン画像を表示するソフトウェアなど)の種類に基づき、見られる方向を推定する構成であってもよい。その他、上記見られる方向を計測または推測する周知の構成を採用することができる。このように見られる角度を検出することにより、視認領域の長さ(大きさ)を算出することができ、上記大きさ(長さ)の違いによる違和感を正確に抑制または解消することができる。なお、見られる角度を1つに固定してもよい。この場合であっても上記違和感を或る程度抑制または解消することができる。
画像変形部27は、以上のように角度検出信号DGに基づき判定された見られる方向(以下、視認方向ともいう)に応じて、表示領域端部A2に表示するべき画像を縮小することにより、実際に表示される画像を本来の大きさ(長さ)で表示する。すなわち前述したように、導光素子12が例えば第1の方向から見られる場合、表示領域端部A2に表示される画像は、導光素子12によって第1の視認領域A4の長さに、すなわち(A4/A2)倍に拡大される。したがって、画像変形部27は、表示領域端部A2に表示するべき画像を(A2/A4)倍に縮小する。また、第2の方向から見られる場合には表示領域端部A2に表示するべき画像を(A2/A5)倍に縮小する。
このように、画像変形部27は、表示領域端部A2を視認領域の長さで除算した比率(縮小率)で表示画像の(図における左右方向の)長さを縮小する。そして、視認領域の長さは、上記視認方向に基づき容易に算出することができるので、画像変形部27は、角度検出信号DGにより示される角度から、所定の算出式やルックアップテーブルなどに基づき、上記縮小率(見られる方向によっては拡大率)を算出する。そして画像変形部27は、算出された比率に基づき表示データ信号DATにより表示されるべき画像を縮小し、データ補正部23に新たな表示データ信号DATとして与える。
なお、画像変形部27による上記画像の縮小は、周知の画像処理(例えば表示画像のうちの縮小対象部分の画素列を適宜に間引く処理など)により行うことができるが、これに代えて、映像信号線駆動回路300において、映像信号線SL(1)〜SL(M)に与える映像データを適宜に間引くことにより行ってもよい。例えば、映像信号線SL(701)から映像信号線SL(800)までの間の位置に導光素子12が設けられており、画像を1/2に縮小したい場合には、対応する映像信号を映像信号線1つ毎に間引いて(例えば奇数列のデータのみを、映像信号線SL(701)から映像信号線SL(750)までに対して順に与えることにより実現することができる。このような構成では、映像信号線駆動回路300により画像変形部27の上記機能が実現されていると言える。
また、例えば(表示画面を90度反時計回りに回転させて)走査信号線GL(501)から走査信号線GL(600)までの間の位置に導光素子12が設けられており、画像を1/2に縮小したい場合には、対応する映像信号はそのままで、走査信号線駆動回路400において、走査信号線GL(501)から走査信号線GL(550)までを他の信号線の場合よりも2倍に長い間隔でアクティブにすることにより実現することができる。このように2倍に長い間隔でアクティブにするため、例えば走査信号線GL(501)から走査信号線GL(550)までをアクティブにする間、これらのうちの走査信号線を順に1つアクティブにする毎に、走査信号線駆動回路400に与えられるゲートイネーブル信号を1走査期間の間オフにするなどの手法により容易に実現することができる。このような構成では、走査信号線駆動回路400または表示制御回路200の一部により画像変形部27の上記機能が実現されていると言える。
しかし、上記変形例のように表示領域端部A2に表示される画像を縮小すると、画像が表示されない領域(具体的には表示領域端部A2のうちの図の左端近傍領域)が生じるので、実際に表示可能な領域が無駄になってしまう。そこで、表示領域端部A2を全て使用するため、通常表示領域A1に表示される画像を適宜に拡大し、本来通常表示領域A1に表示されるべきであった一部(右端近傍)の画像を表示領域端部A2に表示する。そうすれば、通常表示領域A1に表示される画像と、(表示領域端部A2に表示されることにより)、第1および第2の視認領域A4、A5などの視認領域に表示される画像とにより、全体として拡大されたシームレスな画像を表示することができる。
具体的には、例えば第1の方向から視認する場合、通常表示領域A1と(導光素子12により)視認領域A4に表示される画像は、実際には通常表示領域A1と表示領域端部A2とに表示される。そこで、通常表示領域A1に全体の画像を(A1+A4)/(A1+A2)倍に拡大した画像の一部、すなわち拡大された当該画像のA1/(A1+A2)の部分を表示し、表示領域端部A2に拡大された当該画像のA2/(A1+A2)の部分を(A2/A4)倍に縮小して表示する。そうすれば視認領域A4には、(A4/A2)倍に拡大されて表示されるので、結果として通常表示領域A1および第1の視認領域A4に拡大されたシームレスな画像を表示することができる。
このようにシームレスな画像を表示するため、画像変形部27は、(角度検出信号DGに基づき前述のように算出される)視認方向に基づき、まず表示データ信号DATにより表される画像を対応する拡大率(見られる方向によっては縮小率)で拡大する(具体的には画像データのうちの足りない画素列のデータを適宜に補完する処理を行う)ことにより、実際に表示される画像を本来の大きさ(長さ)よりも拡大する。例えば導光素子12が例えば第1の方向から見られる場合、表示データ信号DATにより表される画像は(A1+A4)/(A1+A2)倍に拡大される。その後、画像変形部27は、当該拡大された画像の一部を前述したように通常表示領域A1に表示されるべき画像データとして与えるとともに、拡大された画像の残余部分を視認方向に応じて縮小(見られる方向によっては拡大)し、表示領域端部A2に表示する。このことにより、通常表示領域A1および第1の視認領域A4に拡大されたシームレスな画像を表示することができる。なお、上記拡大比率および縮小比率は、角度検出信号DGにより示される角度から同様に、所定の算出式やルックアップテーブルなどに基づき算出される。
なお、上記縮小は前述した画像処理手法などによる(画像データの)間引きにより同様に実現することができる。また、上記拡大も周知の画像処理手法(例えば隣接する2列分のデータに基づいて1列分の補間データを生成し、当該補間データを対応する2列の間に追加列として挿入するなどの手法)や、映像信号線駆動回路300のサンプリング周波数または(場合により走査信号線駆動回路400の)クロック周波数を大きくする(例えば2倍にする)などの手法などにより、容易に実現することができる。
以上のような画像変形部27の動作により、導光素子12において生じる上記大きさ(長さ)の違いが補償され、この違いによる違和感を抑制または解消することができ、さらに視認領域全体に渡って表示が行われることにより、拡大されたシームレスな画像を表示することができる。
<3.3 その他の変形例>
上記第1および第2の実施形態では、装置外部から与えられる表示データ信号DATを赤色用RAM231、緑色用RAM232、青色用RAM233により一時的に記憶する構成であるが、これら各色用RAMおよびRAM制御回路234が省略され、表示データ信号DATがそのまま各色画素補正回路に与えられる構成であってもよい。この構成では、補正領域アドレス記憶部22は、各色用RAMのアドレスに代えて、表示領域端部A2に対応する画素値の表示データ信号DATにおける配置位置情報(例えばデータ番号やデータ位置に対応するタイミング)を記憶しており、補正制御回路235は、この配置位置情報に基づき、表示データ信号DATに含まれる画素値のうち表示領域端部A2に配置される表示素子に与えられるべき画素値に対して所定の補正係数を乗算することにより画素値の補正を行う。
上記第1および第2の実施形態では、各色画素補正回路が表示制御回路200内に備えられる構成であるが、映像信号線駆動回路300内に備えられる構成であってもよい。例えば、各色画素補正回路は、アナログ電圧乗算回路であって、映像信号線駆動回路300に含まれる図示されないD/A変換回路によりデジタルデータである表示データ信号DATを変換したアナログ電圧に対して、所定の補正係数を乗算することにより得られる電圧値に対応するアナログ電圧を表示領域端部A2に対応する画素形成部P(n,m)に与えるよう、映像信号線駆動回路300内に設けられる。また、表示データ信号DATがアナログ信号である場合、各色画素補正回路は、同様にアナログ電圧乗算回路であって、表示データ信号が映像信号線駆動回路300内に備えられる図示されないサンプリングスイッチに与えられる前に、当該表示データ信号の電圧値に対して所定の補正係数を乗算することにより得られる電圧値に対応するアナログ電圧をサンプリングスイッチに与えるよう、映像信号線駆動回路300内に設けられる。
上記第1および第2の実施形態では、導光素子12は図2に示されるように三角柱状の断面であるが、額縁領域A3上に画像が表示されるよう表示領域端部A2(またはその他の表示領域)からの光を導くものであれば、曲面の断面形状など、どのような形状または構造を有していてもよく、例えば、プリズムやレンズなど周知の光路変換素子または導光素子が使用されてもよい。また導光素子12は、液晶パネル11の額縁領域A3直上までの範囲に含まれるような形状となっているが、額縁領域A3の上方の一部の範囲のみが含まれるような形状であればよい。なお、本発明は、導光素子12が額縁領域A3上方の範囲を含まないような形状であっても適用が可能である。
上記第1および第2の実施形態では、液晶表示装置を例に説明したが、マトリクス型の表示装置であれば液晶を使用した表示装置には限定されない。例えば、液晶に代えて、例えば無機EL(Electro Luminescence)素子や有機EL素子等の電気光学素子を使用した表示装置であってもよい。ここで電気光学素子とは、EL素子の他、FED(Field Emission Display)、LED、電荷駆動素子、Eインクなど、電気を与えることにより光学的な特性が変化する全ての素子をいう。
本発明は、例えば液晶パネルのような表示パネルを含む表示装置に適用されるものであって、表示パネル上に光路変換を行うための導光素子を備えた表示装置に適している。
10 …TFT(薄膜トランジスタ)
11、13…液晶パネル
12、14…導光素子
21 …タイミング制御部
22 …補正領域アドレス記憶部
23、33…データ補正部
25 …補正係数記憶部
27 …画像変形部
200 …表示制御回路
231、431 …赤色用RAM
232、432 …緑色用RAM
233、433 …青色用RAM
234 …RAM制御回路
235、435 …補正制御回路
236 …赤色画素補正回路
237 …緑色画素補正回路
238 …青色画素補正回路
300 …映像信号線駆動回路
400 …走査信号線駆動回路
500 …表示部
600 …共通電極駆動回路
A1 …通常表示領域
A2 …表示領域端部
A3 …額縁領域
A4 …第1の視認領域
A5 …第2の視認領域
P(n,m)…画素形成部(画素)
Epix …画素電極
Ecom …共通電極(対向電極)
G(k) …走査信号(k=1,2,3,…)
GL(k)…走査信号線(k=1,2,3,…)
D(j) …映像信号(j=1,2,3,…)
SL(j)…映像信号線(j=1,2,3,…)
AD …補正領域アドレス
CT,CS…制御信号

Claims (9)

  1. 装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
    前記画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、
    前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子と、
    前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素補正回路と、
    前記画素補正回路により得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動手段と
    前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形部と
    を備え、
    前記画素補正回路は、前記画像変形部により生成される前記新たな画像信号に含まれる画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とし、
    前記画像変形部は、前記表示パネルが見られる方向に基づき、前記導光素子により表示される画像の拡大率または縮小率を算出し、算出された拡大率または縮小率に基づき、前記大きさの変化が補償されるよう、対応する表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成することを特徴とする、表示装置。
  2. 装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示する表示装置であって、
    前記画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、
    前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子と、
    前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素補正回路と、
    前記画素補正回路により得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動手段と
    前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形部と
    を備え、
    前記画像変形部は、前記導光素子により表示される画像を含んだ前記表示パネル上に表示される画像全体が、前記画像信号により表示されるべき画像全体に対して一定の拡大率または縮小率となるよう、前記画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成し、
    前記画素補正回路は、前記画像変形部により生成される画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を前記新たな画素値とすることを特徴とする、表示装置。
  3. 前記表示パネルは、少なくとも他の1つと近接または接するよう複数が備えられ、
    前記導光素子は、当該導光素子が設けられる表示パネルと近接または接する他の表示パネルに設けられる他の導光素子と接するように配置されることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記表示パネルは、異なる色を発する複数種類の表示素子を含み、
    前記画素補正回路は、前記色毎に予め定められる複数の補正係数のうち、前記光路変換される表示素子が発する光の色に対応する補正係数を、前記光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  5. 前記画素補正回路は、前記光路変換される表示素子を配置位置により複数のグループに分けた当該グループ毎に予め定められる複数の補正係数のうち、前記光路変換される表示素子の配置位置に対応する補正係数を、前記光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して乗算することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  6. 前記複数のグループは、
    前記光路変換される表示素子に対向する前記導光素子の面のうち前記導光素子近傍の額縁領域に近い側の第1の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第1のグループと、
    前記面のうち前記導光素子近傍の額縁領域から遠い側の第2の端部近傍領域に対向する表示素子を含む第2のグループと、
    前記面のうち前記第1の端部近傍領域と前記第2の端部近傍領域との間の中央近傍領域に対向する表示素子を含む第3のグループと
    を含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記表示パネルは、前記表示素子として液晶素子を含むことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  8. 装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備える表示装置を駆動する方法であって、
    前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素値補正ステップと、
    前記画素値補正ステップにおいて得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動ステップと
    前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形ステップと
    を備え、
    前記画素値補正ステップでは、前記画像変形ステップにおいて生成される前記新たな画像信号に含まれる画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とし、
    前記画像変形ステップでは、前記表示パネルが見られる方向に基づき、前記導光素子により表示される画像の拡大率または縮小率を算出し、算出された拡大率または縮小率に基づき、前記大きさの変化が補償されるよう、対応する表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成することを特徴とする、駆動方法。
  9. 装置外部から与えられる画像信号に基づき画像を表示するための複数の表示素子がマトリクス状に配列されており、その端部に前記表示素子が配列されない額縁領域が設けられる表示パネルと、前記額縁領域近傍の前記表示パネル上に設けられており、前記表示素子から発せられる光を前記額縁領域上へ光路変換することにより導く導光素子とを備える表示装置を駆動する方法であって、
    前記画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記導光素子中を透過する光の減衰が補償されるよう予め定められる補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を新たな画素値とする画素値補正ステップと、
    前記画素値補正ステップにおいて得られる新たな画素値に応じて、前記光路変換される表示素子を駆動する駆動ステップと
    前記導光素子により光路変換される表示素子により表示されるべき前記画像信号に基づく画像が、前記導光素子により大きさを変更されて表示される場合、前記大きさの変化が補償されるよう、光路変換される表示素子に与えられるべき画像信号に基づく画像を変形することにより新たな画像信号を生成する画像変形ステップと
    を備え、
    前記画像変形ステップでは、前記導光素子により表示される画像を含んだ前記表示パネル上に表示される画像全体が、前記画像信号により表示されるべき画像全体に対して一定の拡大率または縮小率となるよう、前記画像信号に基づく画像を変形することにより前記新たな画像信号を生成し、
    前記画素値補正ステップでは、前記画像変形ステップにおいて生成される画像信号に含まれる画素値のうち、発する光を前記導光素子により光路変換される表示素子に与えられるべき画素値に対して、前記補正係数を乗算し、乗算の結果得られる値を前記新たな画素値とする、駆動方法。
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