JPWO2015114943A1

JPWO2015114943A1 - 画像表示装置

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Publication number: JPWO2015114943A1
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Abstract

本発明の液晶表示装置（１００）は、透明表示したい領域を入力画像信号（Ｓｉｎ）から透明表示領域として抽出する透明表示領域抽出回路（１５）と、前記入力画像信号（Ｓｉｎ）を複数のサブフィールドに分割してサブフィールド画像信号（Ｓｓｆ）を生成すると共に、すべてのサブフィールドにおいて前記透明表示領域を強制的に透明表示するための透明設定データ（Ｄｔｓ）をレジスタ（２２）から読み出すサブフィールド生成回路（２１）と、前記サブフィールド画像信号（Ｓｓｆ）に基づき前記サブフィールド毎に画像を液晶パネル（６０）に表示すると共に、前記透明設定データ（Ｄｔｓ）に基づき、前記液晶パネル（６０）に前記透明表示領域を透明表示する表示パネル駆動部（２３，３０）とを備える。

Description

本発明は、画像表示装置に関し、特に、背景が透けて見える透明ディスプレイの機能を備えた画像表示装置に関する。

近年、カラー画像を表示する液晶表示装置の駆動方式の１つとして、フィールドシーケンシャル方式の開発が活発に進められている。一般的なフィールドシーケンシャル方式は、１画面の表示期間（１フレーム期間）を３つのサブフィールドに分割し、バックライト光の光源となる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の各ＬＥＤ（Light Emitting
Diode）を順に切り換えると共に、それと同期して液晶パネルに各ＬＥＤの光の色に対応する色の画像信号を順に与えてその透過状態を制御し、観察者の目の網膜上で加法混色を行う方式である。フィールドシーケンシャル方式によれば、１つの画素に複数の副画素を形成することなくカラー表示ができるので、高解像度化が可能になる。また、ＬＥＤからの光を直接利用するので、吸収率の高いカラーフィルタを各画素に形成する必要がなくなり、各ＬＥＤの光の利用効率が向上する。

一方、フィールドシーケンシャル方式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ＬＥＤの点灯時間が同一ではないために、液晶パネルに動画を表示したときに「色割れ」が発生するという問題が生じる。日本の特開２００２−２２９５３１号公報には、この問題を解決する１つの方法として、１フレーム期間を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各単色からなる３つのサブフィールドだけでなく、さらにこれらの混合色からなる１つのサブフィールドを追加した合計４つのサブフィールドに分割し、単色のサブフィールドの割合を小さくする方法が記載されている。この場合、追加したサブフィールドに、他の色を混ぜると画像の色バランスが崩れてしまい、正確な色再現ができなくなるので、追加したサブフィールドは黒、白、灰色などの無彩色により構成することが好ましい。そこで、以下の説明では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各単色からなるサブフィールドをそれぞれ「Ｒフィールド」、「Ｇフィールド」、「Ｂフィールド」と呼び、無彩色からなるサブフィールドを「Ｗフィールド」と呼ぶ。

図１６は、従来例において、４つのサブフィールドを設けたフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示する場合のＬＥＤの発光状態と１フレームを構成する４つのサブフィールドを示す図である。図１６に示す各ＬＥＤの波形のハイの部分は「点灯状態」を表し、ローの部分は「消灯状態」を表している。Ｗフィールドでは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤのすべてが１つのサブフィールド期間を通じて点灯状態になる。Ｒフィールドでは、赤色ＬＥＤだけが１つのサブフィールド期間を通じて点灯状態になる。Ｇフィールドでは、緑色ＬＥＤだけが１つのサブフィールド期間を通じて点灯状態になる。Ｂフィールドでは、青色ＬＥＤだけが１つのサブフィールド期間を通じて点灯状態になる。各ＬＥＤの点灯状態に同期して、液晶パネルに各ＬＥＤの光の色に対応する色の画像データを順に与え、Ｗフィールド、Ｒフィールド、ＧフィールドおよびＢフィールドにおける光の透過状態を制御する。

図１７は、４つのサブフィールドを設けたフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示したときに、観察者に視認される画像を示す図であり、図１８は、図１７に示す画像をフィールドシーケンシャル方式で表示したときの各サブフィールドの画像を示す図である。図１７に示す画像では、「１２３番」の文字は青色で表示され、「どうぞ」の文字はピンク色で表示され、「今週の診察」の文字と診察日時を表す文字は緑色で表示され、診察予定表は黄色で表示されている。

図１７に示す画像をフィールドシーケンシャル方式により表示する場合、図１８に示すように、まずＷフィールドにおいて、入力画像信号から求めた輝度情報に基づき、後述するＲ、Ｇ、Ｂのいずれかのサブフィールドにおいて文字や診察予定表などの画像が表示されない領域は、赤色、緑色、青色の光が透過する透明表示領域になり、文字や診察予定表などの画像が表示される領域はこれらの光が透過できない黒表示領域になるように液晶パネルの透過率を制御し、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤを同時に点灯する。これにより、Ｗフィールドでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにおいて文字や診察予定表などの画像が表示されない領域は透明表示領域になり、文字や診察予定表などの画像が表示される領域は黒表示領域になる。

次に、入力画像信号から求めた色情報に基づいてＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドの順に画像が表示される。より詳細には、Ｒフィールドでは、「どうぞ」の文字が透明になり赤色ＬＥＤが点灯されるので、文字が赤色で表示される。Ｇフィールドでは、「今週の診察」の文字と診察日時を表す文字と診察予定表が透明になり、緑色ＬＥＤが点灯されるので、これらの文字や診察予定表が緑色で表示される。Ｂフィールドでは、「１２３番」の文字と「どうぞ」の文字と診察予定表が透明になり、青色ＬＥＤが点灯されるので、これらの文字や診察予定表が青色で表示される。また、各サブフィールドにおいて、文字や診察予定表が透明表示領域になったとき、それらの周囲の領域は赤色、緑色、青色のいずれの光も透過させないように黒表示領域になる。

その結果、観察者には、「１２３番」の文字が青色に見え、「どうぞ」の文字がピンク色に見え、「今週の診察」の文字と診察日時を表す文字が緑色に見え、診察予定表が黄色に見える。また、文字や診察予定表の周囲の領域は透明になり、液晶表示装置の背景が文字などの画像と重なって見える。

日本の特開２００２−２２９５３１号公報

図１９は、図１８に示すフィールドシーケンシャル方式によって液晶表示装置に画像を表示したとき、１フレームを構成する４つのサブフィールドにおける液晶パネルの透過率を示す図である。液晶表示装置を背景が透けて見える透明ディスプレイとして使用する場合、液晶パネルの透過率が高い期間を長くすれば、背景が透けて見える時間が長くなり、背景がより見やすくなる。しかし、図１９に示すように、液晶パネルの透過率が高いのはＷフィールドだけであり、Ｒフィールドではその前半期間にＷフィールドの透過率の影響を受けて透過率が少し高くなるが、後半期間には黒表示時の透過率になる。さらに、ＧおよびＢの各サブフィールドでは透過率は黒表示時の透過率になる。このため、液晶表示装置の背景が透けて見えるサブフィールドはＷフィールドだけであり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドでは背景が透けて見えない。このような液晶表示装置を透明ディスプレイとして使用した場合、背景が透けて見える時間が短いので、観察者は液晶表示装置の背景をくっきりと視認することができないという問題がある。

そこで、本発明は、背景が見やすい透明ディスプレイの機能を備えた画像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、与えられた入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフィールドに分割し、前記サブフィールド毎に異なる色の画面を表示することによってカラー画像を表示する画像表示装置であって、
入射した光の透過率を制御する表示パネルと、
透明表示したい領域を前記入力画像信号から透明表示領域として抽出する透明表示領域抽出部と、
前記入力画像信号を前記複数のサブフィールドに分割してサブフィールド画像信号を生成すると共に、すべてのサブフィールドにおいて前記透明表示領域を強制的に透明表示するための透明設定データを求めるサブフィールド生成部と、
前記サブフィールド画像信号に基づき前記サブフィールド毎に画像を前記表示パネルに表示すると共に、前記透明設定データに基づき、前記表示パネルに前記透明表示領域を透明表示する表示パネル駆動部と、
前記サブフィールド毎に異なる色の光を前記表示パネルに向けて出射する光源部と、
前記サブフィールド生成部から与えられた制御信号に基づき前記光源部を駆動する光源駆動部とを備えることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記サブフィールド生成部に接続され、前記透明設定データを格納するレジスタをさらに備え、
前記サブフィールド生成部は、前記透明表示領域抽出部によって抽出された前記透明表示領域を示す透明表示データを与えられると、前記レジスタから前記透明設定データを読み出し、透明表示データと前記透明設定データを前記表示パネル駆動部に与えることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記透明設定データは、前記透明表示領域の透明表示を可能にする階調値および前記透明表示領域の表示色の設定に必要なデータを含み、
前記表示パネル駆動部は、前記画面に表示される前記透明表示領域の少なくとも前記階調値および前記表示色を、前記透明設定データに基づいて前記サブフィールド毎に制御することを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの最も明るい輝度を表す階調値と同じであることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの最も明るい輝度よりも低い輝度を表す階調値であることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第４または第５の局面において、
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの異なる輝度を表す複数の階調値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の局面において、
前記画像表示装置を収納可能な筐体をさらに含み、
前記表示パネルは前記筐体に形成された開口部に取り付けられ、
前記光源部は前記筐体の内面に取り付けられ、前記表示パネルの裏面側から光を照射することを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示パネルは、当該表示パネルの両面にそれぞれ貼られた２枚の吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、前記画像表示装置の背面側の表面に反射型偏光板が貼られた導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の発光素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第８の局面において、
前記２枚の吸収型偏光板はいずれも、偏光方向の異なる第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を吸収し、他方の偏光波を透過する偏光板であることを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示パネルは、前記画像表示装置の前面側の表面に貼られた吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、前記画像表示装置の背面側の表面に反射型偏光板が貼られた導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記吸収型偏光板は、第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を透過し、他方の偏光波を吸収する偏光板であり、前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板を透過する偏光波と同じ偏光波を反射し、前記吸収型偏光板に吸収される偏光波と同じ偏光波を透過する偏光板であることを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記導光板の少なくともいずれか一方の表面に、前記光源からの光を反射して外部に出射するための反射構造が形成されていることを特徴とする。

本発明の第１の局面によれば、外部から与えられる入力画像信号に基づき透明表示領域を抽出する。そして、入力画像信号を複数のサブフィールドに分割してサブフィールド画像信号を求めると共に、すべてのサブフィールドにおいて透明表示領域を強制的に透明表示するための透明設定データを求める。この透明設定データを用いて、すべてのサブフィールドの透明表示領域を透明表示するように表示パネルを駆動する。これにより、すべてのサブフィールドにおいて、透明表示領域を通して背景が見えるようになるので、背景がくっきりと表示され見やすくなる。

本発明の第２の局面によれば、サブフィールド生成回路に接続されたレジスタに透明設定データが格納されている。サブフィールド生成回路は、透明表示領域を示す透明表示データを与えられると、レジスタから透明設定データを読み出し、透明表示データと透明設定データを表示パネル駆動部に与える。これにより、サブフィールド毎に透明表示データにより特定された透明表示領域が、透明設定データにより特定された透明状態で表示されるので、透明表示領域を通して背景が見やすくなる。

本発明の第３の局面によれば、透明表示領域は、すべてのサブフィールドにおいて、透明設定データで特定された階調値および表示色で表示される。これにより、透明表示領域を通して背景が見やすくなる。

本発明の第４の局面によれば、透明設定データに含まれている階調値は、表示パネルの最も明るい輝度を表示する階調値と同じであるので、透明表示領域を最も高い輝度で表示することができる。

本発明の第５の局面によれば、透明設定データに含まれている階調値は、表示パネルの最も明るい輝度よりも低い輝度を表す階調値であるので、透明表示領域と画像との輝度差が小さくなる。このため、画像が暗く見えることがなくなり、より自然な状態で表示される。

本発明の第６の局面によれば、透明設定データに含まれている階調値は、表示パネルを透明表示領域とする複数の階調値を含んでいる。これにより、複数の階調値のいずれの階調値を有する領域も透明表示領域になるので、表示パネルの透明表示領域が広くなり、背景が見やすくなる。

本発明の第７の局面によれば、画像表示装置を、筐体の内部に展示物を展示する展示ケースとして使用することができる。この場合、すべてのサブフィールドの透明表示領域が強制的に透明表示されるので、展示物がくっきりと見やすくなる。また、サブフィールド画像信号により展示物の説明を表示パネルに表示することができるので、観察者に展示物についての理解を深めてもらうことができる。

本発明の第８の局面によれば、表示パネルの光の透過状態を切り換えることにより、表示パネルに画像と背景を重ねて表示したり、何も表示されないようにしたりすることができる。この場合、すべてのサブフィールドの透明表示領域が強制的に透明表示されるので、背景がくっきりと見やすくなる。また、筐体が不要になるので、画像表示装置の設置場所は筐体によって制限されない。このため、画像表示装置は、より広い用途に使用することができる。

本発明の第９の局面によれば、表示パネルの両面に貼られた吸収型偏光板はいずれも、第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の光を吸収し、他方の光を透過する偏光板である。このような吸収型偏光板を用いることにより、表示パネルの光の透過状態を切り換えることにより、表示パネルに画像と背景を重ねて表示したり、何も表示されないようにしたりすることが容易に実現できる。

本発明の第１０の局面によれば、表示パネルの光の透過状態を切り換えることにより、表示パネルに画像だけを表示したり、背景だけを表示したりすることができる。これにより、観察者は背景をくっきりと視認することができるだけでなく、画像も視認しやすくなる。また、すべてのサブフィールドの透明表示領域が強制的に透明表示されるので、背景を表示する場合、背景がくっきりと見やすくなる。また、筐体が不要になるので、画像表示装置の設置場所は筐体によって制限されない。このため、画像表示装置は、より広い用途に使用することができる。

本発明の第１１の局面によれば、表示パネルに貼られた吸収型偏光板は、第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を透過し、他方の偏光波を吸収する偏光板であり、導光板に貼られた反射型偏光板は、吸収型偏光板を透過する偏光波と同じ偏光波を反射し、吸収型偏光板に吸収される偏光波と同じ偏光波を透過する偏光板である。このような吸収型偏光板と反射型偏光板を用いることにより、表示パネルの光の透過状態を切り換える。これにより、表示パネルに画像だけを表示したり、背景だけを表示したりすることが容易に実現できる。

本発明の第１２の局面によれば、少なくとも導光板の表面または裏面に反射構造を形成する。これにより、導光板内を全反射しながら進む光が反射構造に入射すれば、導光板は入射した光を反射構造によって反射し、所望の方向に出射することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の外観斜視図である。図１に示す液晶表示装置のバックライト光源部に含まれるＬＥＤの構成を示す図である。図１に示す液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置において、４つのサブフィールドを設けたフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示したときに、観察者に視認される画像を示す図である。図４に示す画像において透明表示領域と黒表示領域を示す図である。図４に示す画像をフィールドシーケンシャル方式で表示したときの各サブフィールドの画像を示す図である。図１に示す液晶表示装置において、各サブフィールドにおける液晶パネルの透過率を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の外観斜視図である。図８に示す液晶表示装置の分解斜視図である。図８に示す液晶表示装置の液晶パネルに取り付けられたＬＥＤバーの構成を示す図である。図８に示す液晶表示装置の液晶パネルと導光板を透過する光の透過経路を示す断面図であり、より詳しくは、（Ａ）は液晶表示装置の液晶パネルがオン状態のときの光の透過経路を示す断面図であり、（Ｂ）は液晶パネルがオフ状態のときの光の透過経路を示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の分解斜視図である。図１２に示す液晶表示装置の液晶パネルと導光板を透過する光の透過経路を示す断面図であり、より詳しくは、（Ａ）は液晶表示装置の液晶パネルがオン状態のときの光の透過経路を示す断面図であり、（Ｂ）は液晶パネルがオフ状態のときの光の透過経路を示す断面図である。図１２に示す液晶表示装置において、各サブフィールドにおける液晶パネルの透過率を示す図である。図１に示す液晶表示装置において各サブフィールドにおける液晶パネルの透過率の他の例を示す図である。従来例において、４つのサブフィールドを設けたフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示する場合のＬＥＤの発光状態と１フレームを構成する４つのサブフィールドを示す図である。図１６に示すフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示したときに、観察者に視認される画像を示す図である。図１７に示す画像をフィールドシーケンシャル方式で表示したときの各サブフィールドの画像を示す図である。図１７に示すフィールドシーケンシャル方式によって液晶表示装置に画像を表示したとき、１フレームを構成する４つのサブフィールドにおける液晶パネルの透過率を示す図である。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１液晶表示装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１００（「画像表示装置」とも呼ぶ）の外観斜視図である。図１に示すように、液晶表示装置１００は、フィールドシーケシャル方式で駆動される表示装置であり、箱型の筐体１０と、フィールドシーケンシャル方式に適した高速駆動が可能な液晶パネル６０と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を個別に発光させることが可能な複数のＬＥＤを配列したバックライト光源部５０と、液晶パネル６０およびバックライト光源部５０を制御する制御回路２０とを含む。

筐体１０の側面に矩形上の開口部が形成され、当該開口部に液晶パネル６０が取り付けられている。また、筐体１０の内側の上面にバックライト光源部５０が取り付けられ、液晶パネル６０が取り付けられた側面と対向する側面の外側に制御回路２０が設けられている。制御回路２０は、液晶パネル６０およびバックライト光源部５０と配線によって接続され、これらを制御する。このため、筐体１０の外部にいる観察者は、液晶パネル６０に表示される画像を視認したり、液晶パネル６０を通して筐体１０の内部を視認したりすることができる。

図２は、図１に示す液晶表示装置１００のバックライト光源部５０に含まれるＬＥＤ５１の構成を示す図である。図２に示すように、発光素子であるＬＥＤ５１は、赤色の光を発する赤色ＬＥＤ５１ｒ、緑色の光を発する緑色ＬＥＤ５１ｇ、および青色の光を発する青色ＬＥＤ５１ｂをそれぞれ１つずつ含む。なお、バックライト光源部５０を構成する発光素子としては、ＬＥＤ５１の代わりに、ＣＣＦＬ（Cathode Fluorescent Lamp）などを用いても良い。また、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子の少なくとも一部を、他の原色の光を発する発光素子に代えても良い。

図３は、図１に示す液晶表示装置１００の構成を示すブロック図である。図３に示すように、液晶表示装置１００は、液晶パネル６０、パネル駆動回路３０、バックライト光源部５０、バックライト駆動回路４０、制御回路２０、および透明表示領域抽出回路１５を含む。制御回路２０は、サブフィールド生成回路２１、バックライト制御回路２４、表示制御回路２３、およびレジスタ２２を含む。透明表示領域抽出回路１５は、外部の画像信号源１から与えられた入力画像信号Ｓｉｎから抽出された透明表示データＤｔｄを入力画像信号Ｓｉｎと共に制御回路２０のサブフィールド生成回路２１に与える。

サブフィールド生成回路２１は、透明表示領域抽出回路１５から受け取った入力画像信号Ｓｉｎに基づき、フィールドシーケンシャル駆動用のサブフィールド画像信号Ｓｓｆおよび液晶パネル駆動用の同期信号Ｓｓｙｃと、各サブフィールドにおけるバックライト光源部５０の点灯／消灯を制御するバックライト制御信号Ｓｂｃとを生成し、サブフィールド画像信号Ｓｓｆと同期信号を表示制御回路２３に与え、バックライト制御信号Ｓｂｃをバックライト制御回路２４に与える。より詳細には、サブフィールド生成回路２１は、１フレームの入力画像信号ＳｉｎをＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに分割したサブフィールド画像信号Ｓｓｆを生成すると共に、各サブフィールドのサブフィールド画像信号Ｓｓｆに基づいて画像を表示するために必要な同期信号Ｓｓｙｃを生成する。このとき、入力画像信号Ｓｉｎのフレームレートもサブフィールド画像信号Ｓｓｆのフレームレートに変換する。

また、サブフィールド生成回路２１に接続されたレジスタ２２には、透明表示領域の階調値や表示色などの透明設定データＤｔｓがあらかじめ格納されている。このため、サブフィールド生成回路２１は、透明表示領域抽出回路１５から透明表示データＤｔｄを与えられれば、レジスタ２２から透明設定データＤｔｓを読み出し、透明表示データＤｔｄと共に透明設定データＤｔｓを表示制御回路２３に与える。透明設定データＤｔｓを書き換えることにより、透明表示領域の階調値や表示色などを変更することができる。

表示制御回路２３は、各サブフレームに分割されたサブフィールド画像信号Ｓｓｆに基づき、各サブフレームのデジタル画像信号Ｓｄｖを生成すると共に、タイミング信号などのパネル制御信号Ｓｐｃを生成し、デジタル画像信号Ｓｄｖとパネル制御信号Ｓｐｃとをパネル駆動回路３０に与える。パネル駆動回路３０は、受け取ったデジタル画像信号Ｓｄｖおよびパネル制御信号Ｓｐｃに基づいて液晶パネル６０を駆動する。バックライト制御回路２４は、サブフィールド生成回路２１から与えられたバックライト制御信号Ｓｂｃに基づいてバックライト駆動回路４０を制御し、バックライト駆動回路４０はバックライト光源部５０を構成する赤色、緑色、青色の各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの点灯／消灯状態を制御するための光源制御信号Ｓｓｃをバックライト光源部５０に与える。バックライト光源部５０では、当該光源制御信号Ｓｓｃに基づき、各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂについて点灯状態と消灯状態との切換えが適宜行われる。

液晶パネル６０は、複数のデータ信号線ＳＬと、複数の走査信号線ＧＬと、複数のデータ信号線ＳＬおよび複数の走査信号線ＧＬの交差点に対応してマトリクス状に配置された複数の画素形成部６５とを含む。パネル駆動回路３０によってデジタル画像信号Ｓｄｖから生成された駆動用画像信号を画素形成部６５に書き込むことにより、各画素形成部６５に含まれる液晶分子の配向方向を変化させて画素形成部６５を透過する光の透過率（「液晶パネルの透過率」という場合がある。）を制御する。なお、図３の液晶パネル６０には、１つの画素形成部６５のみを示す。また、液晶パネル６０は、ノーマリブラック方式またはノーマリホワイト方式のいずれのパネルであっても良い。また、本来の画像データとは別に、バックライト光を透過させないように黒色を表示させるためのデータに応じた電圧を画素形成部６５に書き込むことを「黒書込み」という。

以上のようにして、各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの点灯状態に同期して、データ信号線ＳＬに各ＬＥＤの光の色に対応する色の駆動用画像信号が書き込まれ、走査信号線ＧＬに走査信号が順に書き込まれる。これにより、各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの光の色に対応する色の駆動用画像信号が画素形成部６５に順に書き込まれ、また各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの点灯／消灯状態が適宜切り換えられる。このようにして、液晶パネル６０に画像が表示され、観察者は入力画像信号Ｓｉｎに基づく画像を視認することができる。なお、表示制御回路２３とパネル駆動回路３０をまとめて「表示パネル駆動部」と呼び、バックライト光源部５０を「光源部」と呼び、バックライト制御回路２４とバックライト駆動回路４０をまとめて「光源駆動部」と呼ぶことがある。

＜１．２液晶表示装置の駆動方法＞
図４は、図１に示す液晶表示装置１００において、４つのサブフィールドを設けたフィールドシーケンシャル方式によって画像を表示したときに、観察者に視認される画像を示す図である。図４に示す画像では、図１７に示す画像と同様に、「１２３番」の文字は青色で表示され、「どうぞ」の文字はピンク色で表示され、「今週の診察」の文字と診察日時を表す文字は緑色で表示され、診察予定表は黄色で表示されている。「１２３番」の文字を囲む矩形領域の内部は白く見えるように表示（白表示）されている。また、文字、診察予定表、矩形領域の内部以外の薄紫色で表示された領域は、筐体１０の内部からの光を透過する透明表示領域であり、透明表示領域を通して筐体１０の内部が透けて見えるように透明表示される。

図５は、図４に示す画像において透明表示領域と黒表示領域を示す図である。図４に示す画像において、透明表示領域を抽出する。透明表示領域は、上述のように、薄紫色で表示されている領域、すなわち、文字、診察予定表、矩形領域の内部以外の領域であり、透明表示領域に含まれない文字や診察予定表などは黒書込みを行うことによって黒く表示された黒表示状態になる。この透明表示領域のデータは、液晶表示装置１００の透明表示領域抽出回路１５において入力画像信号Ｓｉｎから抽出され、透明表示データＤｔｄとして入力画像信号Ｓｉｎと共に制御回路２０のサブフィールド生成回路２１に与えられる。

サブフィールド生成回路２１は、透明表示データＤｔｄを与えられれば、レジスタ２２から透明表示領域を設定するために必要な透明設定データＤｔｓを読み出す。透明設定データＤｔｓには、透明表示領域の階調値、透明表示領域の表示色などが含まれる。例えば、液晶パネル６０がノーマリホワイト型のパネルである場合には、最も透過率の高い「０階調値」が、またノーマリブラック型であって、２５６階調の液晶パネルである場合には、最も透過率が高い「２５５階調値」が、それぞれ透明表示領域の階調値として設定されている。また、透明表示領域の表示色は、各サブフィールドにおける赤色、緑色、青色の各ＬＥＤの光量を調整することにより任意に設定することができ、図４では透明表示領域の表示色は薄紫色に設定されている。このようにして、サブフィールド生成回路２１は、透明表示領域の階調値およびその表示色をレジスタ２２から読み出し、サブフィールド画像信号Ｓｓｆおよび同期信号Ｓｓｙｃと共に透明表示領域の階調値を表示制御回路２３に与え、バックライト制御信号Ｓｂｃと共に透明表示領域の表示色をバックライト制御回路２４に与える。

図６は、図４に示す画像をフィールドシーケンシャル方式で表示したときの各サブフィールドの画像を示す図である。このような画像をフィールドシーケンシャル方式によりＷフィールドと、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドとで表した場合について説明する。Ｗフィールドでは入力画像信号Ｓｉｎから求めた輝度情報と透明表示データＤｔｄとに基づいて画像を表示し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドでは入力画像信号Ｓｉｎから求めた色情報と透明表示データＤｔｄとに基づいて画像を表示する。

まず、Ｗフィールドでは、「１２３番」の文字と、「どうぞ」の文字と、診察日時を表す文字と、診察予定表をバックライト光が透過できないように黒書込みを行うと共に、「１２３番」の文字を囲む矩形領域のうち「１２３番」の文字を除く内部と、透明表示領域を透明にして、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤを同時に点灯する。このとき、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにおいて表示される文字や診察予定表は、赤色、緑色、青色の各光がいずれも透過できないように黒書込みが行われた黒表示領域になる。また、「１２３番」の文字を囲む矩形領域の内部および黒表示領域以外の領域は、赤色、緑色、青色の各光が透過する透明表示領域になる。

次に、色情報に基づいてＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドで画像が表示される。すなわち、Ｒフィールドでは、「どうぞ」の文字と、透明表示領域とが透明になり赤色ＬＥＤが点灯されるので、これらの透明な領域を赤色の光が透過する。このとき、「１２３番」の文字を含む矩形領域の全体と、診察日時を表す文字と、診察予定表は、赤色の光を透過させないように黒書込みが行われて黒表示状態になっている。

Ｇフィールドでは、「今週の診察」の文字と、診察日時を表す文字と、診察予定表と透明表示領域とが透明になり緑色ＬＥＤが点灯されるので、これらの透明な領域を緑色の光が透過する。このとき、「どうぞ」の文字と「１２３番」の文字を囲む矩形領域は黒書込みが行われて黒表示状態になっている。

Ｂフィールドでは、「１２３番」の文字と、「どうぞ」の文字と、診察予定表と、透明表示領域が透明になり青色ＬＥＤが点灯されるので、これらの透明な領域を青色の光が透過する。このとき、「１２３番」の文字を囲む矩形領域の内部は「１２３番」の文字を除き、黒書込みが行われて黒表示状態になっているので、矩形領域の内部で青色の光が透過するのは「１２３番」の文字だけである。

その結果、「１２３番」の文字は青色の光だけが透過するので青色になり、「どうぞ」の文字は青色と赤色の光が透過するのでピンク色になり、診察日時を表す文字は緑色の光だけが透過するので緑色になり、診察予定表は青色と緑色の光が透過するので黄色になる。また、透明表示領域は、Ｗフィールドで青色、緑色、赤色の光が透過し、Ｒフィールドで赤色が透過し、Ｇフィールドで緑色が透過し、Ｂフィールドで青色が透過するので、レジスタ２２に設定された表示色（本実施形態では薄紫色）になる。また、「１２３番」の文字を囲む矩形領域の内部は、Ｗフィールドにおいてのみ青色、緑色、赤色の光が透過するので、白色になる。

このように、透明表示領域を、Ｗフィールドでは赤色、緑色、青色の光が透過し、Ｒフィールドでは赤色の光が透過し、Ｇフィールドでは緑色の光が透過し、Ｂフィールドでは青色の光が透過するので、透明表示領域は各サブフィールドで透明になる。このため、観察者は液晶パネル６０を通して筐体１０の内部をくっきりと視認することができる。

＜１．３効果＞
図７は、図１に示す液晶表示装置において、各サブフィールドにおける液晶パネル６０の透過率を示す図である。本実施形態によれば、Ｗフィールドだけでなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにおいても透明表示領域を設けたので、バックライト光源部５０からのバックライト光はＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにおいても透明表示領域を透過する。これにより、図７に示すように、Ｗフィールドだけでなく、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにおいても液晶パネル６０の透過率が高くなるので、観察者は筐体１０の内部をくっきりと視認することができる。特に、筐体１０を、展示物を展示するための展示ケースとして使用する場合には、液晶パネル６０を透明にすることにより、展示物が見やすくなる。また、展示物の説明を液晶パネル６０に表示することにより、観察者に展示物についての理解を深めてもらうことができる。

＜１．４変形例＞
上記実施形態では、レジスタ２２に格納されている階調値は、最も透過率が高い階調値であるとした。しかし、当該階調値は、最も透過率が高い階調値のみに限定されず、透過率が所定値以上の複数の透過率を含んでいても良い。例えば、液晶パネル６０がノーマリホワイト型のパネルである場合には、レジスタ２２に格納されている階調値は、「０階調値」だけではなく、「０階調値」から「５階調値」までのすべての階調値であるとしても良い。この場合、「０階調値」から「５階調値」のうちいずれかの階調値となる領域はすべて透明表示領域になる。また、当該階調値は連続していなくても良く、例えば「０階調値」と、「２階調値」と、「５階調値」のように不連続であっても良い。この場合、透明表示領域になるのは、「０階調値」と、「２階調値」と、「５階調値」の領域だけであり、「３階調値」と「４階調値」の領域は透明表示領域にならない。いずれの場合であっても、複数の階調値のいずれの階調値を有する領域も透明表示領域になるので、液晶パネル６０の透明表示領域が広くなり、背景が見やすくなる。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１液晶表示装置の構成＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置２００の外観斜視図である。図８に示すように、液晶表示装置２００では、液晶パネル６０と導光板７０が床面に垂直に立てられた状態でスタンド８０に固定されており、液晶パネル６０の表面および裏面にはそれぞれ吸収型偏光板（図示しない）が貼られている。なお、図１に示す液晶表示装置１００と異なり、液晶表示装置２００は筐体を備えていない。

図９は、図８に示す液晶表示装置２００の分解斜視図である。導光板７０の下端には、図１０に示すＬＥＤバー５５が取り付けられている。ＬＥＤバー５５には、赤色、緑色および青色の各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂをそれぞれ１つずつ含むＬＥＤ５１が直線状に配列されている。導光板７０の表面および裏面には入射した光を反射するドット（図示しない）が所定の間隔で印刷されている。ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光は導光板７０に入射し、導光板７０内を全反射しながら上方に向かって進む。また、液晶パネル６０の下端には、液晶パネル６０を駆動するためのパネル駆動回路３０が取り付けられている。液晶パネル６０の両面には、それぞれ吸収型偏光板６１、６２が貼られている。また、ＬＥＤバー５５およびパネル駆動回路３０を制御するための制御回路（図示しない）は、スタンド８０内に組み込まれ、スタンド８０内でＬＥＤバー５５およびパネル駆動回路３０と接続されている。なお、液晶表示装置２００の構成を示すブロック図は、図３に示すブロック図と同じであるので、ブロック図およびその説明を省略する。ＬＥＤバー５５を「光源部」と呼ぶことがある。

＜２．２液晶表示装置の駆動方法＞
図１１は、図８に示す液晶表示装置２００の液晶パネル６０と導光板７０を透過する光の透過経路を示す断面図であり、より詳しくは、図１１（Ａ）は液晶表示装置２００の液晶パネル６０がオン状態のときの光の透過経路を示す断面図であり、図１１（Ｂ）は液晶パネル６０がオフ状態のときの光の透過経路を示す断面図である。なお、本明細書では、「前面側」とは液晶表示装置２００において画像が見える側をいい、「背面側」とは液晶表示装置２００の前面側と対向する側をいう。

また、本明細書では、画素形成部６５に駆動用画像信号が書き込まれている液晶パネル６０を「オン状態の液晶パネル」といい、駆動用画像信号が書き込まれていない液晶パネル６０を「オフ状態の液晶パネル」という。オン状態の液晶パネル６０に入射した光は偏光方向が回転されて液晶パネル６０を透過し、オフ状態の液晶パネル６０に入射した光は偏光方向が回転されることなく液晶パネル６０を透過する。また、以下の説明では、液晶パネル６０はノーマリホワイト型のパネルであるとするが、ノーマリブラック型であっても良い。

まず、液晶パネル６０がオン状態の場合について説明する。図１１（Ａ）に示すように、導光板７０の表面および裏面にはドット７１ａ、７１ｂがそれぞれ印刷されており、ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光は導光板７０に入射し、導光板７０内を全反射しながら上方に向かって進む。導光板７０の裏面に形成されたドット７１ｂに入射したバックライト光はドット７１ｂによって反射され、導光板７０の表面から吸収型偏光板６１に向かって出射される。

ドット７１ａ、７１ｂは、例えば、白色不透明インク（有機系の紫外線硬化型インク等）または金属インク（アルミニウムや金等）等によって形成される。これらのインクは光を反射しやすいので、導光板７０の内部を進む光がドット７１ａ、７１ｂに入射すれば、光は反射される。また、ドット７１ａ、７１ｂの代わりに、例えば金型プレスを用いて導光板７０の表面に賦形ドットを形成しても良い。また、ドットや賦形ドットのように、導光板７０の表面に形成されるだけでなく、光を反射しやすい材質によって導光板７０を形成しても良い。このように、導光板７０の内部を進む光を反射して外部に出射するものをまとめて「反射構造」と呼ぶことがある。

液晶パネル６０の裏面および表面には、電界の振動方向が吸収軸の方向と平行な偏光波を吸収し、電界の振動方向が透過軸の振動方向と平行な偏光波を透過する吸収型偏光板６１、６２がそれぞれ貼られている。各吸収型偏光板６１、６２の吸収軸と透過軸の方向は互いに直交している。また、吸収型偏光板６１と吸収型偏光板６２は、それらの吸収軸同士および透過軸同士の方向がそれぞれ平行になるように配置されている。なお、本明細書では説明の便宜上、吸収型偏光板６１、６２に吸収される偏光波を「Ｐ波」、吸収型偏光板６１、６２を透過する偏光波を「Ｓ波」として説明するが、それらは逆であっても良い。このため、本明細書では、これら２つの偏光波のうちいずれか一方を「第１偏光波」といい、他方を「第２偏光波」という場合がある。

導光板７０から出射されたバックライト光に含まれるＳ波およびＰ波のうち、Ｐ波は吸収型偏光板６１によって吸収されるので、吸収型偏光板６１を透過して液晶パネル６０に入射するのはＳ波のみである。液晶パネル６０に入射したバックライト光に含まれるＳ波は、偏光方向を９０度回転させられ、Ｐ波として出力される。液晶パネル６０から出力されたＰ波は吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２もＳ波を透過し、Ｐ波を吸収する偏光板であるので、吸収型偏光板６２に入射したバックライト光に由来するＰ波は吸収型偏光板６２に吸収される。このため、バックライト光に含まれていたＳ波およびＰ波はいずれも液晶表示装置２００の前面側に到達できない。

次に、液晶表示装置２００の背景を表す光（自然光）が導光板７０の背面側から入射した場合について説明する。導光板７０の背面側から入射した自然光は導光板７０を透過して吸収型偏光板６１に入射する。このとき、自然光に含まれるＳ波およびＰ波のうち、Ｐ波は吸収型偏光板６１に吸収され、Ｓ波だけが吸収型偏光板６１を透過して液晶パネル６０に入射する。液晶パネル６０はオン状態であるため、Ｓ波は偏光方向を９０度回転させられ、Ｐ波として出力される。吸収型偏光板６２に入射した自然光に由来するＰ波は吸収型偏光板６２に吸収される。このため、自然光に含まれていたＳ波およびＰ波はいずれも液晶表示装置２００の前面側に到達できない。

このように、液晶パネル６０がオン状態の場合には、バックライト光および自然光のいずれも液晶表示装置２００の前面側に到達できないので、観察者は入力画像信号Ｓｉｎに応じた画像も液晶表示装置２００の背景も視認することができない。

次に、液晶パネル６０がオフ状態の場合に説明する。図１１（Ｂ）に示すように、ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光が導光板７０の裏面に形成されたドット７１ｂによって反射され、導光板７０の表面から吸収型偏光板６１に向かって出射される。吸収型偏光板６１では、バックライト光に含まれるＳ波およびＰ波のうちＰ波は吸収され、Ｓ波のみが吸収型偏光板６１を透過して液晶パネル６０に入射する。

液晶パネル６０はオフ状態なので、入射したＳ波は偏光方向を回転させられることなく透過し、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２もＳ波を透過させ、Ｐ波を吸収する偏光板であるので、吸収型偏光板６２に入射したＳ波は吸収型偏光板６１に吸収されることなく透過する。これにより、バックライト光に由来するＳ波は液晶表示装置２００の前面側に到達する。

次に、液晶表示装置２００の背面側から入射した自然光について説明する。背面側から入射した自然光は導光板７０を透過して吸収型偏光板６１に入射する。吸収型偏光板６１では、バックライト光に含まれるＳ波およびＰ波のうちＰ波が吸収され、Ｓ波のみが吸収型偏光板６１を透過して液晶パネル６０に入射する。液晶パネル６０はオフ状態なので、入射したＳ波は偏光方向を回転させられることなく透過し、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過させ、Ｐ波を吸収する偏光板であるので、吸収型偏光板６２に入射した自然光に由来するＳ波は吸収型偏光板６１に吸収されることなく透過する。これにより、自然光に由来するＳ波は液晶表示装置２００の前面側に到達する。

このように、液晶パネル６０がオフ状態の場合には、バックライト光および自然光のいずれも前面側に到達するので、観察者は液晶表示装置２００の背景に重ねて入力画像信号Ｓｉｎに応じた画像を視認することができる。なお、バックライト光の強度は自然光の強度よりも大きいので、観察者は背景よりも画像をよりくっきりと視認することができる。

なお、上記説明では、液晶パネル６０に貼られた２枚の吸収型偏光板６１、６２はいずれもＰ波を吸収しＳ波を透過する偏光板であるとした。しかし、吸収型偏光板６１、６２に代えて、Ｓ波を吸収しＰ波を透過する吸収型偏光板を液晶パネルの両面にそれぞれ貼った場合にも、上記の場合と同様の効果が得られる。

また、上記説明では、液晶パネル６０はノーマリホワイト型の液晶パネルであるとしたが、ノーマリホワイト型に代えてノーマリブラック型の液晶パネルを用いても良い。ノーマリブラック型の液晶パネルを用いた場合には、ノーマリホワイト型の液晶パネルを用いた場合と異なり、液晶パネル６０は図１１（Ａ）ではオフ状態になり、図１１（Ｂ）ではオン状態になる。

また、上記説明では、導光板７０の表面および裏面にそれぞれドット７１ａ、７１ｂを形成するとした。しかし、導光板７０の表面に形成されたドット７１ａによって反射された光は導光板７０の裏面から液晶表示装置２００の外部に向かって進み、画像を表示するために利用されない。このため、導光板７０に形成するドットは、裏面に形成するドット７１ｂだけでも良い。

また、上記説明では、液晶パネル６０と導光板７０は、床面に垂直に立てられた状態で固定されているとしたが、液晶パネル６０と導光板７０は背景が見えるように固定されていれば良く、例えば室内の壁に固定されていても良く、また天井に固定されていても良い。

＜２．３効果＞
本実施形態によれば、第１の実施形態に係る液晶表示装置１００と同じ効果が得られる。また、本実施形態の液晶表示装置２００は筐体を備えていないので、液晶表示装置２００の設置場所は筐体によって制限されない。このため、液晶表示装置２００は、より広い用途に使用することができる。

＜３．第３の実施形態＞
＜３．１液晶表示装置の構成＞
本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置３００の外観斜視図は、図８に示す液晶表示装置２００の外観斜視図と同じであるので、外観斜視図およびその説明を省略する。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置３００の分解斜視図である。図１２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置３００では、図９に示す液晶パネル６０と同様に、吸収型偏光板６２は液晶パネル６０の表面に貼られている。しかし、図９に示す液晶表示装置２００の液晶パネル６０の場合と異なり、吸収型偏光板６１は貼られておらず、その代わりに反射型偏光板６３が導光板７０の前面側の表面に貼られている。なお、液晶表示装置２００と同様に、液晶表示装置３００も筐体を備えていない。

また、導光板７０の下端にはＬＥＤバー５５が取り付けられ、液晶パネル６０の下端にはパネル駆動回路３０が取り付けられており、これらはスタンド８０の内部で制御回路２０に接続されている。このことは、図９に示す液晶表示装置２００の場合と同じであるので、その説明を省略する。また、液晶表示装置３００のブロック図は、図１に示す液晶表示装置１００のブロック図と同じであるため、ブロック図およびその説明を省略する。

＜３．２液晶表示装置の駆動方法＞
図１３は、図１２に示す液晶表示装置３００の液晶パネル６０と導光板７０を透過する光の透過経路を示す断面図であり、より詳しくは、図１３（Ａ）は液晶表示装置３００の液晶パネル６０がオン状態のときの光の透過経路を示す断面図であり、図１３（Ｂ）は液晶パネル６０がオフ状態のときの光の透過経路を示す断面図である。

本実施形態でも、液晶パネル６０はノーマリホワイト型のパネルとする。まず、液晶パネル６０がオン状態の場合について説明する。図１３（Ａ）に示すように、ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光は導光板７０に入射し、全反射を繰り返しながら導光板７０内を上方に向かって進む。この導光板７０は、図１１に示す導光板７０と異なり、導光板７０の表面だけにドット７１ａが印刷されている。このため、ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光が導光板７０内を上方に向かって進むときに表面に印刷されたドット７１ａに入射すれば、バックライト光はドット７１ａによって反射され、導光板７０の裏面から反射型偏光板６３に向かって出射される。

導光板７０の背面側に反射型偏光板６３が配置されている。反射型偏光板６３の反射軸の方向と透過軸の方向とは直交している。また、反射型偏光板６３と吸収型偏光板６２は、反射型偏光板６３の反射軸と吸収型偏光板６２の吸収軸の方向、および、それらの透過軸同士の方向がそれぞれ平行になるように配置されている。反射型偏光板６３はＰ波を反射し、Ｓ波を透過する偏光板である。これにより、反射型偏光板６３に入射したバックライト光に含まれるＰ波およびＳ波のうち、Ｓ波は反射型偏光板６３を透過して液晶表示装置３００の外部に出ていく。一方、Ｐ波は、反射型偏光板６３によって反射され、導光板７０を透過して液晶パネル６０に入射する。

液晶パネル６０はオン状態であるので、液晶パネル６０に入射したＰ波はその偏光方向を９０度回転させられＳ波として出力され、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過し、Ｐ波を吸収する偏光板である。このため、バックライト光に由来のＳ波は吸収型偏光板６２を透過し、液晶表示装置３００の前面側に到達する。

次に、液晶表示装置３００の背面側から入射した自然光について説明する。自然光が背面側から反射型偏光板６３に入射する。反射型偏光板６３はＰ波を反射し、Ｓ波を透過する偏光板であるので、自然光に含まれるＳ波およびＰ波のうちＳ波のみが反射型偏光板６３および導光板７０を順に透過し、液晶パネル６０に入射する。液晶パネル６０はオン状態であるので、入射したＳ波は偏光方向を９０度回転させられＰ波として出力され、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過し、Ｐ波を吸収するので、自然光に由来するＰ波は吸収型偏光板６２に吸収され、液晶表示装置３００の前面側に到達することはできない。

このように、液晶パネル６０がオン状態の場合は、液晶表示装置３００の前面側に到達するのは、バックライト光だけであるので、前面側にいる観察者は、入力画像信号Ｓｉｎに応じた画像だけを視認することができ、背景を視認することはできない。

次に液晶パネル６０がオフ状態の場合について説明する。図１３（Ｂ）に示すように、ＬＥＤバー５５から出射されたバックライト光について説明する。バックライト光に含まれるＳ波およびＰ波は、上述の液晶パネル６０がオン状態の場合と同様にして、反射型偏光板６３に入射すると、Ｓ波は反射型偏光板６３を透過して液晶表示装置３００の外部に出ていく。一方、Ｐ波は反射型偏光板６３によって反射され、導光板７０を透過して液晶パネル６０に入射する。

液晶パネル６０はオフ状態であるので、液晶パネル６０に入射したＰ波は偏光方向を回転されることなく出力され、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過し、Ｐ波を吸収するので、バックライト光に由来するＰ波は、吸収型偏光板６２に吸収され、液晶表示装置３００の前面側に到達することができない。

次に、液晶表示装置３００の背面側から入射した自然光について説明する。自然光に含まれるＳ波およびＰ波のうち、Ｐ波は反射型偏光板６３によって反射され、Ｓ波だけが反射型偏光板６３を透過し、さらに導光板７０を透過して、液晶パネル６０に入射する。

液晶パネル６０はオフ状態であるので、Ｓ波は偏光方向を回転させられることなく出力され、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過し、Ｐ波を吸収するので、入射したＳ波は吸収型偏光板６２を透過する。これにより、自然光に由来するＳ波は液晶表示装置３００の前面側に到達する。

このように、液晶パネル６０がオフ状態のときには、液晶表示装置３００の前面側に到達するのは、自然光だけであるので、前面側にいる観察者は入力画像信号Ｓｉｎに応じた画像を視認することはできないが、背景を視認することができる。

図１４は、図１２に示す液晶表示装置３００において、各サブフィールドにおける液晶パネル６０の透過率を示す図である。本実施形態では、第１および第２の実施形態の場合と異なり、バックライト光または自然光のいずれかが液晶表示装置３００の前面側に透過し、それらが同時に透過することはない。そこで、図１４には、バックライト光が透過するときの液晶パネル６０の透過率と、自然光が透過するときの液晶パネル６０の透過率とが表されている。図１４に示すように、図７に示す場合と同様に自然光を透過させる液晶パネル６０の透過率が高くなっているだけでなく、さらにバックライト光を透過させる透過率も黒表示状態のときよりも高くなっている。このように、本実施形態では、液晶パネル６０のオン／オフ状態を切り換えることによってバックライト光と自然光を切り換えることはできるが、図７に示す場合のように、いずれの光も透過させない黒表示を行うことはできない。しかし、背景だけでなく画像の輝度も高くなるので、画像も見やすくなる。また、自然光を透過させるときの液晶パネル６０の透過率は、バックライト光を透過させるときに比べて高いので、観察者は背景をくっきりと視認することができる。

なお、上記説明では、液晶パネル６０に貼られている吸収型偏光板６２はＰ波を吸収し、Ｓ波を透過する偏光板であるとした。しかし、吸収型偏光板６２に代えて、Ｓ波を吸収しＰ波を透過する吸収型偏光板を液晶パネル６０の表面に貼るとともに、反射型偏光板６３に代えて、Ｓ波を反射しＰ波を透過する反射型偏光板を導光板７０の裏面に貼った場合にも、上記説明の場合と同様の効果が得られる。

また、上記説明では、液晶パネル６０はノーマリホワイト型であるとしたが、ノーマリホワイト型の液晶パネル６０に代えてノーマリブラック型の液晶パネルを用いても良い。この場合は、液晶表示装置の前面側にいる観察者は、液晶パネルがオフ状態のときに画像を視認し、オン状態のときには背景を視認することができる。ただし、上記説明の場合と異なり、液晶パネルがオン状態のときにも、オフ状態のときにも、液晶表示装置の前面側に到達するのはＰ波である。

＜３．３効果＞
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様に、液晶表示装置３００の背景がくっきりと見える。また、液晶パネル６０がオフ状態のときには背景のみが見え、液晶パネル６０がオン状態のときには画像のみが見えるので、黒表示を行うことはできないが、それらが重なって見えることはない。このため、液晶パネル６０のオン状態とオフ状態を切り換えることによって、観察者は背景をくっきりと視認することができるだけでなく、画像も視認しやすくなる。

＜４．第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の外観斜視図、および液晶表示装置の構成を示すブロック図は、図１に示す液晶表示装置１００の外観斜視図、および図３に示す液晶表示装置１００の構成を示すブロック図とそれぞれ同じであるため、外観斜視図およびブラック図とそれらの説明を省略する。

第１の実施形態では、例えば、ノーマリホワイト型の液晶パネル６０の透明表示領域の階調値を、最も透過率の高い状態である「０階調」とした。しかし、透明表示領域の透過率を最も高くなるように設定した場合、画像と透明表示領域との輝度差が大きくなるので、画像の輝度は相対的に低くなり見えにくいという問題が生じる。

そこで、本実施形態では、液晶パネル６０の透明表示領域の透過率を最も高い状態ではなく、それよりも低い状態に設定する。例えば、ノーマリホワイト型の液晶パネルの場合、透明表示領域の階調値を「０階調」ではなく、それよりも低い輝度を表す「５０階調」に設定する。これにより、透明表示領域は「０階調」の輝度の領域ではなく、それよりも輝度が低い「５０階調」領域として表示される。

このような透明表示領域の階調値は、図３に示すブロック図のレジスタ２２に透明設定データＤｔｓの１つとしてあらかじめ格納しておく。そして、サブフィールド生成回路２１は、透明表示領域抽出回路１５から入力画像信号Ｓｉｎと共に透明表示データＤｔｄを与えられれば、透明表示領域を設定するために必要な透明設定データＤｔｓをレジスタ２２から読み出し、サブフィールド画像信号Ｓｓｆなどと共に、表示制御回路２３に与える。表示制御回路２３は、当該透明設定データＤｔｓに基づいてパネル駆動回路３０を制御し、液晶パネル６０に表示される透明表示領域の階調値を制御する。

なお、本実施形態では、図１に示す液晶表示装置１００の液晶パネル６０に表示される透明表示領域について説明した。しかし、図８に示す液晶表示装置２００の液晶パネル６０および図１２に示す液晶表示装置３００の液晶パネル６０に表示される透明表示領域についても同様であるため、その説明を省略する。

＜４．１効果＞
図１５は、図１に示す液晶表示装置１００において、各サブフィールドにおける液晶パネル６０の透過率の他の例を示す図である。本実施形態によれば、図１５に示すように、ＷフィールドからＢフィールドまでのすべてのフィールドにおいて、液晶パネル６０の透過率を黒表示状態の透過率よりも高くし、かつ最大透過率よりも低くする。これにより、透明表示領域の輝度が明るくなりすぎないようにして、画像と透明表示領域との輝度差が大きくならないようにする。このため、画像が暗く見えるという問題が解消され、より自然な状態で画像が表示される。

＜４．２変形例＞
上記実施形態では、レジスタ２２に格納されている階調値は、黒表示状態の透過率よりも高く、かつ最大透過率よりも低い透過率であるとして説明した。しかし、第１の実施形態の変形例の場合と同様に、本変形例においても当該階調値は、１つの階調値のみに限定されず、上記範囲に含まれる透過率であって、複数の異なる透過率に対応する複数の階調値であっても良い。複数の階調値は、連続する階調値を含んでいても良く、または不連続の階調値を含んでいても良い。いずれの場合であっても、複数の階調値のいずれの階調値を有する領域も透明表示領域になるので、液晶パネル６０の透明表示領域が広くなり、背景が見やすくなる。

本発明は、ディスプレイの前面側から背景が透けて見える透明表示が可能な画像表示装置に適用されるものであり、特にショーウィンドウに適している。

１００〜３００ … 液晶表示装置（画像表示装置）
１０ … 筐体
２０ … 制御回路
２１ … サブフィールド生成回路
２２ … レジスタ
２３ … 表示制御回路（表示パネル駆動部）
２４ … バックライト制御回路（光源駆動部）
３０ … パネル駆動回路（表示パネル駆動部）
４０ … バックライト駆動回路（光源駆動部）
５０ … バックライト光源部（光源部）
５０ｒ… 赤色ＬＥＤ
５０ｇ… 緑色ＬＥＤ
５０ｂ… 青色ＬＥＤ
５５ … ＬＥＤバー
６０ … 液晶パネル（表示パネル）
６１ … 吸収型偏光板
６２ … 吸収型偏光板
６３ … 反射型偏光板
６５ … 画素形成部
７０ … 導光板

本発明は、画像表示装置に関し、特に、液晶パネルを通して背景が透けて見える透明ディスプレイの機能を備えた画像表示装置に関する。

日本の特開２００２−２２９５３１号公報

本発明の第７の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画像表示装置は、前記表示パネルと前記光源部とを収納可能な筐体をさらに含み、
前記表示パネルは前記筐体に形成された開口部に取り付けられ、
前記光源部は前記筐体の内面に取り付けられ、前記表示パネルの裏面側から光を照射することを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示パネルは、当該表示パネルの両面にそれぞれ貼られた２枚の吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の発光素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示パネルは、前記画像表示装置の前面側の表面に貼られた吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、前記画像表示装置の背面側の表面に反射型偏光板が貼られた導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の発光素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記吸収型偏光板は、第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を透過し、他方の偏光波を吸収する偏光板であり、前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板に吸収される偏光波と同じ偏光波を反射し、前記吸収型偏光板を透過する偏光波と同じ偏光波を透過する偏光板であることを特徴とする。

筐体１０の側面に矩形状の開口部が形成され、当該開口部に液晶パネル６０が取り付けられている。また、筐体１０の内側の上面にバックライト光源部５０が取り付けられ、液晶パネル６０が取り付けられた側面と対向する側面の外側に制御回路２０が設けられている。制御回路２０は、液晶パネル６０およびバックライト光源部５０と配線によって接続され、これらを制御する。このため、筐体１０の外部にいる観察者は、液晶パネル６０に表示される画像を視認したり、液晶パネル６０を通して筐体１０の内部を視認したりすることができる。

表示制御回路２３は、各サブフィールドに分割されたサブフィールド画像信号Ｓｓｆに基づき、各サブフィールドのデジタル画像信号Ｓｄｖを生成すると共に、タイミング信号などのパネル制御信号Ｓｐｃを生成し、デジタル画像信号Ｓｄｖとパネル制御信号Ｓｐｃとをパネル駆動回路３０に与える。パネル駆動回路３０は、受け取ったデジタル画像信号Ｓｄｖおよびパネル制御信号Ｓｐｃに基づいて液晶パネル６０を駆動する。バックライト制御回路２４は、サブフィールド生成回路２１から与えられたバックライト制御信号Ｓｂｃに基づいてバックライト駆動回路４０を制御し、バックライト駆動回路４０はバックライト光源部５０を構成する赤色、緑色、青色の各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂの点灯／消灯状態を制御するための光源制御信号Ｓｓｃをバックライト光源部５０に与える。バックライト光源部５０では、当該光源制御信号Ｓｓｃに基づき、各ＬＥＤ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂについて点灯状態と消灯状態との切換えが適宜行われる。

その結果、「１２３番」の文字は青色の光だけが透過するので青色になり、「どうぞ」の文字は青色と赤色の光が透過するのでピンク色になり、診察日時を表す文字は緑色の光だけが透過するので緑色になり、診察予定表は青色と緑色の光が透過するのでシアン色になる。また、透明表示領域は、Ｗフィールドで青色、緑色、赤色の光が透過し、Ｒフィールドで赤色が透過し、Ｇフィールドで緑色が透過し、Ｂフィールドで青色が透過するので、レジスタ２２に設定された表示色（本実施形態では薄紫色）になる。また、「１２３番」の文字を囲む矩形領域の内部は、Ｗフィールドにおいてのみ青色、緑色、赤色の光が透過するので、白色になる。

＜１．４変形例＞
上記実施形態では、レジスタ２２に格納されている階調値は、最も透過率が高い階調値であるとした。しかし、当該階調値は、最も透過率が高い階調値のみに限定されず、透過率が所定値以上の複数の階調値を含んでいても良い。例えば、液晶パネル６０がノーマリホワイト型のパネルである場合には、レジスタ２２に格納されている階調値は、「０階調値」だけではなく、「０階調値」から「５階調値」までのすべての階調値であるとしても良い。この場合、「０階調値」から「５階調値」のうちいずれかの階調値となる領域はすべて透明表示領域になる。また、当該階調値は連続していなくても良く、例えば「０階調値」と、「２階調値」と、「５階調値」のように不連続であっても良い。この場合、透明表示領域になるのは、「０階調値」と、「２階調値」と、「５階調値」の領域だけであり、「３階調値」と「４階調値」の領域は透明表示領域にならない。いずれの場合であっても、複数の階調値のいずれの階調値を有する領域も透明表示領域になるので、液晶パネル６０の透明表示領域が広くなり、背景が見やすくなる。

液晶パネル６０はオフ状態なので、入射したＳ波は偏光方向を回転させられることなく透過し、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２もＳ波を透過させ、Ｐ波を吸収する偏光板であるので、吸収型偏光板６２に入射したＳ波は吸収型偏光板６２に吸収されることなく透過する。これにより、バックライト光に由来するＳ波は液晶表示装置２００の前面側に到達する。

次に、液晶表示装置２００の背面側から入射した自然光について説明する。背面側から入射した自然光は導光板７０を透過して吸収型偏光板６１に入射する。吸収型偏光板６１では、バックライト光に含まれるＳ波およびＰ波のうちＰ波が吸収され、Ｓ波のみが吸収型偏光板６１を透過して液晶パネル６０に入射する。液晶パネル６０はオフ状態なので、入射したＳ波は偏光方向を回転させられることなく透過し、吸収型偏光板６２に入射する。吸収型偏光板６２はＳ波を透過させ、Ｐ波を吸収する偏光板であるので、吸収型偏光板６２に入射した自然光に由来するＳ波は吸収型偏光板６２に吸収されることなく透過する。これにより、自然光に由来するＳ波は液晶表示装置２００の前面側に到達する。

＜４．第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の外観斜視図、および液晶表示装置の構成を示すブロック図は、図１に示す液晶表示装置１００の外観斜視図、および図３に示す液晶表示装置１００の構成を示すブロック図とそれぞれ同じであるため、外観斜視図およびブロック図とそれらの説明を省略する。

Claims

与えられた入力画像信号の１フレーム期間を複数のサブフィールドに分割し、前記サブフィールド毎に異なる色の画面を表示することによってカラー画像を表示する画像表示装置であって、
入射した光の透過率を制御する表示パネルと、
透明表示したい領域を前記入力画像信号から透明表示領域として抽出する透明表示領域抽出部と、
前記入力画像信号を前記複数のサブフィールドに分割してサブフィールド画像信号を生成すると共に、すべてのサブフィールドにおいて前記透明表示領域を強制的に透明表示するための透明設定データを求めるサブフィールド生成部と、
前記サブフィールド画像信号に基づき前記サブフィールド毎に画像を前記表示パネルに表示すると共に、前記透明設定データに基づき、前記表示パネルに前記透明表示領域を透明表示する表示パネル駆動部と、
前記サブフィールド毎に異なる色の光を前記表示パネルに向けて出射する光源部と、
前記サブフィールド生成部から与えられた制御信号に基づき前記光源部を駆動する光源駆動部とを備えることを特徴とする、画像表示装置。
前記サブフィールド生成部に接続され、前記透明設定データを格納するレジスタをさらに備え、
前記サブフィールド生成部は、前記透明表示領域抽出部によって抽出された前記透明表示領域を示す透明表示データを与えられると、前記レジスタから前記透明設定データを読み出し、透明表示データと前記透明設定データを前記表示パネル駆動部に与えることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
前記透明設定データは、前記透明表示領域の透明表示を可能にする階調値および前記透明表示領域の表示色の設定に必要なデータを含み、
前記表示パネル駆動部は、前記画面に表示される前記透明表示領域の少なくとも前記階調値および前記表示色を、前記透明設定データに基づいて前記サブフィールド毎に制御することを特徴とする、請求項２に記載の画像表示装置。
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの最も明るい輝度を表す階調値と同じであることを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの最も明るい輝度よりも低い輝度を表す階調値であることを特徴とする、請求項３に記載の画像表示装置。
前記透明設定データに含まれる前記階調値は、前記表示パネルの異なる輝度を表す複数の階調値を含むことを特徴とする、請求項４または５に記載の画像表示装置。
前記画像表示装置を収納可能な筐体をさらに含み、
前記表示パネルは前記筐体に形成された開口部に取り付けられ、
前記光源部は前記筐体の内面に取り付けられ、前記表示パネルの裏面側から光を照射することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
前記表示パネルは、当該表示パネルの両面にそれぞれ貼られた２枚の吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、前記画像表示装置の背面側の表面に反射型偏光板が貼られた導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の発光素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
前記２枚の吸収型偏光板はいずれも、偏光方向の異なる第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を吸収し、他方の偏光波を透過する偏光板であることを特徴とする、請求項８に記載の画像表示装置。
前記表示パネルは、前記画像表示装置の前面側の表面に貼られた吸収型偏光板を含み、
前記光源部は、前記画像表示装置の背面側の表面に反射型偏光板が貼られた導光板と、複数の発光素子が直線状に配置され、前記複数の素子から出射された光が前記導光板に入射するように前記導光板の端部に取り付けられた光源とを含み、
前記導光板と前記表示パネルは背景が見える状態で固定され、
前記光源部は、前記光源から前記導光板に入射した光を前記表示パネルに向けて出射することを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置。
前記吸収型偏光板は、第１偏光波および第２偏光波のうちいずれか一方の偏光波を透過し、他方の偏光波を吸収する偏光板であり、前記反射型偏光板は、前記吸収型偏光板を透過する偏光波と同じ偏光波を反射し、前記吸収型偏光板に吸収される偏光波と同じ偏光波を透過する偏光板であることを特徴とする、請求項１０に記載の画像表示装置。
前記導光板の少なくともいずれか一方の表面に、前記光源からの光を反射して外部に出射するための反射構造が形成されていることを特徴とする、請求項８または１０に記載の画像表示装置。