(57)【要約】【課題】視認方向の変化による輝度変化および色変化の問題を解決し、コントラスト比を向上させることのできる液晶表示装置などを提供する。【解決手段】本発明に係る画像表示装置１００は、液晶表示部１１６と、液晶表示部に映像ソースから入力される映像信号を供給する画像処理部１０５とを備えた液晶表示装置であって、液晶表示部１１６は、単数枚の第１液晶表示素子１１３と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子１１４とが積層されて構成され、画像処理部は、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドット５００および、基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、相対階調もしくは相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成する。【選択図】図１
2010113269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示部と、前記液晶表示部に映像ソースから入力される映像信号を供給する画像処理部とを備えた液晶表示装置であって、
前記液晶表示部は、単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成され、かつ前記第１および第２の液晶表示素子は各々画像を表示するマトリックス状に配置された複数のドットから構成されており、
前記画像処理部は、前記第２液晶表示素子の前記各ドットに対し、前記映像信号の各々のドットを基点とし、前記基点ドットおよび、前記基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、前記映像信号の最大階調に対する階調の比（以下相対階調という）の最大値もしくは、前記映像信号の最大透過率に対する透過率の比（以下相対透過率という）の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示する駆動信号を生成する
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、
前記映像ソースから入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、前記映像ソースから入力された映像信号の明色のドット表示の相対階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子の個々の液晶表示素子に表示する相対階調の積（以下合成相対階調透過率という）、もしくは前記第２液晶表示素子の個々の液晶表示素子に表示する相対透過率の積（以下合成相対透過率という）をＳ２とした場合、明色のドットおよび、それらドットのいずれかに隣接するドットからなるドット群において、Ｓ２≧Ｓとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような駆動信号を生成す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】
前記画像処理部は、
前記映像信号の各々のドットを基点とし、前記基点ドットおよび、前記基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、前記映像信号の相対階調の最大値（以下領域最大相対階調という）もしくは相対透過率の中の最大値（以下最大領域相対透過率という）を抽出する領域内最大透過率抽出部と、
前記抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率に基づいて、第２液晶表示素子に表示する画像データを演算する第２素子画像演算部を有し、
前記第２液晶表示素子演算部は、前記映像信号から抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率をＳｍａｘ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率をＳ２とした場合、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２が、Ｓ２≧Ｓｍａｘとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような駆動信号を生成す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４】
前記画像処理部は、前記第１液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像ソースから入力される映像信号の相対階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、前記第1液晶表示素子に表示する相対階調もしくは相対透過率Ｓ１が、Ｓ２＝０の場合にはＳ１＝０、Ｓ２≠０の場合にはＳ１＝Ｓ／Ｓ２となる駆動信号を生成することを特徴とする、請求項２ないし請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１液晶表示素子はカラーフィルタ層を有し、前記第２液晶表示素子はカラーフィルタ層を有さないことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１液晶表示素子はカラーフィルタ層を有さず、前記第２液晶表示素子はカラーフィルタ層を有さないことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記積層された液晶表示素子の液晶層を外側から挟み込む液晶表示素子の透明基板に対し、前記外側の液晶表示素子の液晶層により挟まれる透明基板が薄いことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成された液晶表示部に画像を表示させる信号を出力する画像処理部を有する液晶表示制御装置であって、
前記画像処理部は、前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号の各々のドットを基点とし、前記基点ドットおよび、前記基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、相対階調もしくは相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示する駆動信号を生成することを特徴とする液晶表示制御装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、前記映像ソース部から入力された映像信号の明色のドット表示の相対階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、明色のドットおよび、それらドットのいずれかに隣接するドットからなるドット群において、Ｓ２≧Ｓとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示する駆動信号を生成することを特徴とする請求項８記載の液晶表示制御装置。
【請求項１０】
前記画像処理部は、
前記映像信号の各々のドットを基点とし、前記基点ドットおよび、前記基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、前記映像信号の相対階調の最大値（以下領域最大相対階調という）もしくは相対透過率の中の最大値（以下最大領域相対透過率という）を抽出する領域内最大透過率抽出部と、
前記抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率に基づいて、第２液晶表示素子に表示する画像データを演算する第２素子画像演算部を有し、
前記第２液晶表示素子演算部は、前記映像信号から抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率をＳｍａｘ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率をＳ２とした場合、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２が、Ｓ２≧Ｓｍａｘとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような駆動信号を生成することを特徴とする、請求項８に記載の液晶表示制御装置。
【請求項１１】
前記画像処理部は、前記第１液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力される映像信号の階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、前記第1液晶表示素子に表示する相対階調もしくは相対透過率Ｓ１が、Ｓ２＝０の場合はＳ１＝０、Ｓ２≠０の場合はＳ１＝Ｓ／Ｓ２となる駆動信号を生成することを特徴とする請求項９ないし請求項１０記載の液晶表示制御装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の液晶表示装置、および請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の液晶表示制御装置のうち少なくとも一方を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成された液晶表示部に画像を表示させる信号を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、
前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号の各々のドットを基点とし、前記基点ドットおよび、前記基点ドットに隣接するドッドを含む所定の領域のドット群の中で、相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値を抽出し、
前記相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値に基づく信号を前記液晶表示部に出力する
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記信号を前記液晶表示部に出力する処理は、前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像ソースから入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、前記映像ソース部から入力された映像信号の明色のドット表示の相対階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、明色のドットおよび、それらドットのいずれかに隣接するドットからなるドット群において、Ｓ２≧Ｓである合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような信号を前記液晶表示部に出力することを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記信号を前記液晶表示部に出力する処理は、
前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像信号から抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率をＳｍａｘ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率をＳ２とした場合、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２が、Ｓ２≧Ｓｍａｘとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような信号を前記液晶表示部に出力することを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記信号を前記液晶表示部に出力する処理は、前記第１液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像ソース部から入力される映像信号の相対階調もしくは相対透過率をＳ、前記第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、前記第1液晶表示素子に表示する相対階調もしくは相対透過率Ｓ１が、Ｓ２＝０の場合はＳ１＝０、Ｓ２≠０の場合はＳ１＝Ｓ／Ｓ２となる信号を前記液晶表示部に出力する請求項１４ないし請求項１５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置（液晶ディスプレイ）に関し、特に液晶表示装置のコントラスト比の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（液晶ディスプレイ）は、低消費電力で高精細化が可能という特徴を有しており、小型の携帯電話機から大型のテレビモニターに至るまで幅広く適用されている。
【０００３】
このように広汎に使用される液晶ディスプレイであるが、コントラスト比に課題がある。液晶ディスプレイの暗所におけるコントラスト比は、通常１０００：１程度であるが、これはＣＲＴ、プラズマディスプレイ、ＦＥＤ／ＳＥＤなどといった放電型表示ディスプレイのそれに比べて劣る。これは映画など黒部分の表現力が豊かな画像ソースを用いて表示を実施した場合に、臨場感が不足するという課題となる。
【０００４】
この課題を解決するための公知技術として、たとえば特許文献１がある。図３９は、特許文献１に係る液晶表示パネル９００の構成を示す説明図である。この液晶表示パネル９００は、実質的に同一形状の複数のＴＮ型液晶表示パネル９４１〜９４２を備え、その各々が、液晶駆動用の電極を備えた一対の透明基板９１１〜９１４と、該一対の透明基板の間に挟持されたＴＮ型液晶層９３１〜９３２と、前記一対の透明基板の両側に配置された偏光板９０１〜９０３とからなり、それぞれの対応する電極９２１〜９２４を光軸９５１の方向に完全に重なるように重ね合わせ、それぞれの液晶表示パネル９４１〜９４２が同一の駆動信号で同時に駆動されるという構造である。
【０００５】
このような構造を採用することで、レーザ光を用いてコントラスト比を測定した場合、液晶表示パネルを１枚用いる構造ではコントラスト比が１０〜１５程度であったものが、２枚積層することにより１００：１程度に向上でき、更に、３枚積層することにより１０００：１程度に向上でき、１枚の液晶表示パネルで表示可能なコントラスト限界を超えたコントラスト比を実現できると、同文献には記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、カラーフィルタ層を有する液晶表示パネルが積層された場合、物理的に視野を動かした際に、下層側の液晶表示パネルと上層側の液晶表示パネルとで、光がカラーフィルタ層の異なる色の層を通過し色が混色する点を考慮し、積層されたｎ枚の液晶表示パネルのうちの何れか１枚がカラーフィルタ層を有することで、視認方向による色変化を軽減し、さらに積層されたｎ枚の液晶表示パネルのうちの１枚から（ｎ−１）枚の液晶表示パネルに対応して、映像ソースに平均化処理を施すことで、液晶表示装置のコントラスト比を大幅に向上したまま、視認方向による視差を軽減するという技術が記載されている。
【０００７】
さらに特許文献３には、明輝度１００を有する明点表示において、輝度１００である領域の輝度を維持し、輝度１００の画素と輝度０の画素との境界部分において、輝度０の部分に明暗変動がある輝度分布での平均化処理を施す技術が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６４−０１０２２３号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６４１３号公報
【特許文献３】特開２００８−１２２９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、積層された２つの液晶表示パネルを、同一の信号源からの同一の信号によって駆動することで、確かにコントラスト比は向上するかもしれないが、これらの液晶層が厚み方向に特定の距離だけ離れているため、物理的に視野を動かした際に、その角度（視認方向）によっては、これらの液晶層の間で、表示位置に位置ずれ（視差）が生じて視認性が悪化する課題が新たに提起される。
【００１０】
一方、特許文献２に記載の技術では、ＴＶや映画で多く表示される自然画像などの比較的輝度変化の緩やかな映像表示においては黒部分の表現力が豊かになり臨場感のある映像表示が可能となる。
【００１１】
しかしながら、特許文献２の技術では、映像ソースに平均化手段を施すことで輝度の高低差が鈍った画像が生成されることとなるため、積層されたｎ枚の液晶表示パネルのうちの１枚から（ｎ−１）枚の液晶表示パネルの液晶素子においては透過率が低下し、これらパネルが積層された液晶表示装置は、テキスト表示や細かいパタン表示のような輝度変化の急峻な映像表示においては、表示輝度が低下することになる。
【００１２】
さらに、特許文献３の技術では、輝度１００である画素領域のパネル垂直方向に位置する領域においては、積層されたｎ枚の液晶表示パネルのうちの１枚から（ｎ−１）枚の液晶表示パネルの輝度が維持されるため、正面視野においては輝度低下が発生しないため有効であるといえる。
【００１３】
しかしながら、特許文献３の技術では、視認方向によっては積層されたｎ枚の液晶表示パネルに位置ズレが生じ、その領域では積層されたｎ枚の液晶表示パネルのうちの１枚から（ｎ−１）枚の液晶表示パネルの輝度は減衰するために輝度が低下し、さらに、カラーフィルタ層を有する液晶表示パネルの各ドットを通過する光量比が変化するため色変化が発生するという課題が依然として解決されていない。
【００１４】
本発明の目的は、上記のような視認方向の変化による輝度低下および色変化の問題を解決し、コントラスト比を向上させることのできる液晶表示装置、液晶表示制御装置、電子機器、および液晶表示装置の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示部と、液晶表示部に映像ソースから入力される映像信号を供給する画像処理部とを備えた液晶表示装置であって、液晶表示部は、単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成され、画像処理部は、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像信号の各々のドットを基点（以下基点ドットという）とし、基点ドットおよび、基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、最大階調に対する階調の比（以下相対階調という）の最大値もしくは最大透過率に対する透過率の比（以下相対透過率という）の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成された液晶表示部に画像を表示させるための信号を出力する画像処理部を有する液晶表示制御装置であって、画像処理部は、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドットおよび、基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の液晶表示装置、および請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の液晶表示制御装置のうち少なくとも一方を備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成された液晶表示部に画像を表示させるための信号を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドットおよび、基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値を抽出し、相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値に基づく信号を液晶表示部に出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、上述したように、映像信号の各々のドットに対して所定の領域のドット群の中の相対階調もしくは相対透過率の最大値を抽出し、第２液晶表示素子に対してこの最大値に基づく信号を出力するように構成したので、この第２液晶表示素子からの出力によって液晶表示装置全体のコントラスト比を向上させることが可能となる。これによって、視認方向の変化による色変化の問題を解決し、コントラスト比を向上させることを可能とするという、従来にない優れた液晶表示装置、液晶表示制御装置、電子機器、および液晶表示装置の駆動方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態の構成について添付図に基づいて説明する。
最初に、本実施形態の基本的な内容について説明し、その後でより具体的な内容について説明する。
本実施形態に係る画像表示装置１００は、液晶表示部１１６と、液晶表示部に映像ソース部１１７から入力される映像信号を供給する画像処理部１０５とを備えた液晶表示装置である。液晶表示部１１６は、単数枚の第１液晶表示素子１１３と、単数枚の第２液晶表示素子１１４とが積層されて構成され、画像処理部は、第２液晶表示素子１１４の各ドットに対し、映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドット５００および、基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、相対階調の最大値もしくは相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成する。
【００２１】
ここで画像処理部１０５は、第２液晶表示素子１１４の各ドットに対し、映像ソース部１１７から入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、映像ソース部１１７から入力された映像信号の明色のドット表示の階調もしくは相対透過率をＳ、第２液晶表示素子１１４に表示する相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、明色のドットおよび、それらドットのいずれかに隣接するドットから成るドット群において、Ｓ２≧Ｓとなる相対階調もしくは相対透過率Ｓ２を表示するための駆動信号を生成する。
【００２２】
一方で画像処理部１０５は、映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドットおよび、基点ドットに隣接するドットを含む所定の領域のドット群の中で、映像信号の相対階調の最大値（以下領域最大相対階調という）もしくは相対透過率の中の最大値（以下最大領域相対透過率という）を抽出する領域内最大透過率抽出部４０１と、抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率に基づいて、第２液晶表示素子に表示する画像データを演算する第２素子画像演算部４０２を有し、第２液晶表示素子演算部は、映像信号から抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率をＳｍａｘ、第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率をＳ２とした場合、第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２が、Ｓ２≧Ｓｍａｘとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような駆動信号を生成する。
【００２３】
そして画像処理部１０５は、第１液晶表示素子１１３の各ドットに対し、映像ソース部１１７から入力される映像信号の相対階調もしくは相対透過率をＳ、第２液晶表示素子１１４に表示する相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、Ｓ２＝０の場合にはＳ１＝０、Ｓ２≠０の場合にはＳ１＝Ｓ／Ｓ２となる相対階調もしくは相対透過率Ｓ１を表示するための駆動信号を生成する。
【００２４】
この構成を備えることにより、本実施形態は、第２液晶表示素子１１４からの出力によって液晶表示装置全体のコントラスト比を向上させることが可能となる。
以下、これをより詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置１００の構成を示す説明図である。画像表示装置１００は、映像データを出力する映像ソース部１１７からの出力を受け、映像データを各々の液晶表示素子に対応する信号に変換する画像処理部１０５と変換された信号に基づいて映像を表示する液晶表示部１１６からなる。各部は、伝送経路１２０〜１２２で接続されている。液晶表示部１１６は、積層された複数の液晶表示素子（図１では、第１および第２液晶表示素子１１３〜１１４）を有する。
【００２６】
第１および第２液晶表示素子１１３および１１４の表示モードとしては種々の方式、例えばＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＴＮ（Twisted Nematic）方式またはＶＡ（Vertical Alignment）方式等を適宜組み合わせて適用可能であるが、ここでは、第１および第２液晶表示素子１１３〜１１４がＩＰＳ方式である場合を例示して説明する。
【００２７】
映像ソース部１１７は、写真や動画などに代表される映像データを、所定の処理を行って電子画像データとして再構築し、画像処理部１０５に伝送可能な映像信号を生成する。ここで生成された映像信号は、伝送経路１２０を介して、画像処理部１０５に伝送される。映像ソース部１１７は、映像データを出力するものであれば何でもよく、例えばパーソナルコンピュータでもよいし、テレビ放送（アナログ放送、地上波デジタル放送など）をデコードする放送受信部でもよいし、また各種の録画済映像ソースを再生する再生装置でもよい。
【００２８】
さらに、伝送経路１２０は、映像ソース部１１７から出力される映像信号を画像処理部１０５へ送信できるものであればよく、システムの筐体構成に応じ、公知のインターフェースを適用できる。例えば筐体間の外部伝送であればＤＶＩ（Digital Visual Interface）などのデジタル伝送やアナログＲＧＢ信号などのアナログ伝送でよく、機器内部の伝送であればＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signal）などのシリアル伝送や、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのパラレル伝送信号でよく、さらにまた同じゲートアレイ内部の論理回路間の伝送であってもよい。
【００２９】
画像処理部１０５は、液晶表示部１１６に信号を出力するタイミングを制御するタイミング制御部１１０、受信した映像信号に対して演算処理を行う演算ユニット１１８、および後述するローカルメモリ１０４を有する。画像処理部１０５は、伝送経路１２０を介して受信した映像信号に演算ユニット１１８にて信号変換（画像処理）を施し、伝送経路１２１、１２２を介して、液晶表示部１１６を構成する複数の液晶表示素子のそれぞれに、各液晶表示素子を駆動するための駆動信号を伝送する。
【００３０】
タイミング制御部１１０は、液晶表示部１１６に信号を出力するタイミングを制御し、各液晶表示素子１１３、１１４で表示される画像を同期させる。ローカルメモリ１０４については後述する。
【００３１】
画像処理部１０５は、１つまたは複数のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に論理回路として構成してもよい。また画像処理部１０５における画像処理は、ハードウェアによる画像処理を採用できるほか、ソフトウェア処理による画像処理を採用することもできる。例えば、映像ソース部１１７と画像処理部１０５は、ＣＰＵを用いたソフトウェア処理や、ＭＰＥＧデコーダに代表されるグラフィックチップを用いて同一筐体で実施してもよい。
【００３２】
また、伝送経路１２１、１２２は、伝送経路１２０と同じく、映像ソース部１１７から出力される各液晶表示素子の画像を表示するための信号を画像処理部１０５へ送信できるものであればよく、システムの構成に応じ、一般的なインターフェースを適用すればよい。例えば機器間の外部伝送であればＤＶＩなどのデジタル伝送やアナログＲＧＢ信号などのアナログ伝送でよく、筐体内部の伝送であればＬＶＤＳなどのシリアル伝送や、ＣＭＯＳなどのパラレル伝送信号などでよい。
【００３３】
液晶表示部１１６は、液晶駆動回路１１１、１１２と、第１および第２液晶表示素子１１３、１１４と、光源１１５とを有する。第１液晶表示素子１１３は、カラー表示を行う液晶表示素子として構成され、第２液晶表示素子１１４は、モノクロ表示の液晶表示素子として構成される。ここで、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４の並び順は逆であってもよい。つまり、観察者に近い側をモノクロ表示の液晶表示素子とし、光源に近い側をカラー表示の液晶表示素子としてもよい。
【００３４】
液晶駆動回路１１１、１１２は、それぞれ、画像処理部１０５から受信した信号に基づいて、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４を駆動する。光源１１５は、光源であり、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４に、その背面側から光を入射する。光源１１５から出射された光は、第２液晶表示素子１１４で、第２液晶表示素子１１４に入力される駆動信号に基づいて変調され、第１液晶表示素子１１３に入射する。第１液晶表示素子１１３は、入力される駆動信号に基づいて、表示画像が制御される。観察者は、光源１１５側から第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４を透過した光を観察することで、表示画像を観察する。
【００３５】
図２は、図１で示した液晶表示部１１６の、液晶表示素子部分の断面構造を示す説明図である。第１液晶表示素子１１３は、光出射側から順に、偏光板２０１、透明基板２１１、カラーフィルタ層２５１、配向膜２２１、液晶層２３１、配向膜２２２、透明基板２１２、偏光板２０２が配置されている。光源１１５側の第２液晶表示素子１１４は、光出射側から順に、偏光板２０３、透明基板２１３、配向膜２２３、液晶層２３２、配向膜２２４、透明基板２１４、及び、偏光板２０４が配置されている。
【００３６】
以後、説明の便宜上、透明基板２１１、カラーフィルタ層２５１、配向膜２２１、液晶層２３１、配向膜２２２、及び、透明基板２１２等を第１の液晶表示パネル２６１と呼び、この第１の液晶表示パネル２６１と、一対の偏光板２０１、２０２等とを含めて第１液晶表示素子１１３と呼ぶ。また、透明基板２１３、配向膜２２３、液晶層２３２、配向膜２２４、及び、透明基板２１４等を第２の液晶表示パネル２６２と呼び、この第２の液晶表示パネル２６２と一対の偏光板２０３、２０４等とを含めて第２液晶表示素子１１４と呼ぶ。
【００３７】
第１液晶表示素子１１３を構成する透明基板２１２の液晶層側には、信号線と走査線がマトリクス状に配置され、その各交点近傍に、３端子型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）非線形素子が配置されており、１ドットが構成される。ドット内では、前記ＴＦＴのソース・ドレインの一端側に接続されたドレイン電極と、共通配線に接続された共通電極とが櫛歯状に形成される。このように櫛歯状に形成されたドレイン電極と共通電極との横電界により、液晶層２３１が駆動される。
【００３８】
透明基板２１１にはカラーフィルタ層２５１が形成されており、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色層が配置され、透明基板２１３に配置された電極マトリクスに対応するようにＲＧＢの繰り返しとなるようにストライプ状に配置される。１ピクセルは、隣接するＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを有する３ドットで構成される。
【００３９】
第１液晶表示素子１１３の製造方法について説明する。透明基板２１１のカラーフィルタ層２５１側の表面と、透明基板２１２のマトリクス上の電極を配置した側の面とに、それぞれ配向膜２２１、２２２を塗布し、ラビングに代表される液晶配向処理を実施する。  その後、透明基板２１１、２１２の配向膜２２１、２２２が形成された面同士を、液晶配向方向が互いに平行又は反平行となるように、所望の間隙で対向させる。
【００４０】
この間隙には、液晶材料が配置され、第１の液晶表示パネル２６１となる。更に、この第１の液晶表示パネル２６１の外側には、偏光板２０１、２０２が配置される。このようにして第１液晶表示素子１１３が形成される。このとき、偏光板２０１、２０２の光透過軸又は光吸収軸同士は互いにほぼ直交した配置とし、偏光板２０１、２０２の何れか一方の光吸収軸は、液晶層２３１の液晶配向方向に平行とする。
【００４１】
第２液晶表示素子１１４の構成は、第１液晶表示素子１１３とほぼ同じであるが、その相違点は第１液晶表示素子１１３では透明基板２１１にカラーフィルタ層２５１が配置されたのに対し、第２液晶表示素子１１４の透明基板２１３にはカラーフィルタ層が配置されないという点のみが異なる。ここで、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４とで、ピクセル単位での解像度は同一である。
【００４２】
すなわち、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４とでドットサイズを同一として、単色の３ドットを１まとめにして１ピクセルと必ずしもする必要はなく、例えば、第２液晶表示素子１１４は、カラーフィルタ層を有していないため、第１液晶表示素子１１３のように、１ピクセルがＲ、Ｇ、Ｂに対応して３ドットに分割されている必要はなく、１ピクセルを１ドットで構成することができる。
【００４３】
液晶表示部１１６は、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４とを、該２つの液晶表示素子のピクセルの位置が略一致するように積層されて構成される。このとき、第１液晶表示素子１１３における液晶配向方向と、第２液晶表示素子１１４における液晶配向方向とが、略平行又は垂直となるようにする。
【００４４】
さらに、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４の積層は第１液晶表示素子１１３の光入射側の偏光板２０２と、第２液晶表示素子１１４の光出射側の偏光板２０３とで、光透過軸又は光吸収軸をほぼ平行となるようにすると良い。このようにすれば、偏光板２０３を透過した光が、第１液晶表示素子１１３の光入射側の偏光板２０２を効率よく透過できる。
【００４５】
このような観点から、本実施形態の説明では、第１液晶表示素子には偏光板２０２が、第２液晶表示素子には偏光板２０３が配置する例を示したが、本発明にあっては、偏光板２０２または２０３のいずれか一方を削除し、第１液晶表示素子と第２液晶表示素子の間に一枚の偏光板のみを位置させる構成とすることもできる。
【００４６】
以上説明したように本実施形態では、画像表示装置１００を構成する複数の液晶表示素子のうちの第１液晶表示素子のみ、カラーフィルタ層を形成している。
【００４７】
本実施形態では、バックライトから離れた上層側の表示素子を第１液晶表示素子としたが、バックライトに近い下層側のパネルを第１液晶表示素子とし、上層側を第２の表示素子とすることもできる。本発明の液晶表示装置においては、色層が配置される第１液晶表示素子と色層が配置されない第２液晶表示素子の上下位置関係は特に限定されない。本発明の液晶表示装置では、色層が形成された１枚の液晶表示素子に、色層が形成されない単数または複数枚の液晶表示素子が積層されていればよいのである。
【００４８】
ここで、実施形態において色層が形成される第１液晶表示素子を１枚とした理由について説明する。色層が形成される第１液晶表示素子を複数積層すると、物理的に視野を動かした際に、その角度（以下視認方向という）によっては、３次元的な位置関係のズレ（以下視差という）が生じることに起因して、下層側のカラーフィルタ層と上層側のカラーフィルタ層とで異なる色の領域を光が透過することがある。例えば、ある層では赤のカラーフィルタを透過した光が、別の層の青のカラーフィルタを透過すると、表示色度が視認方向によって大きく変化することになる。
【００４９】
本発明の液晶表示部１１６では、色層が形成された第１液晶表示素子を１枚で構成したのでこのような視認方向に依存した色度変化が発生しない。
【００５０】
ここで、本発明の液晶表示部１１６では、色層が形成された１枚の第１液晶表示素子と色層が形成されない単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とを積層する構成であるため、視認方向により透過光が異なる色のカラーフィルタ層を透過することはないが、複数枚の表示素子を積層する構成上、視認方向による視差は依然として発生する。
【００５１】
そのため、前記構成の画像表示装置１００において、積層された複数の液晶表示素子を同一信号源からの同一の信号で駆動した場合には、観察者の視点と、各液晶表示素子の液晶層との間の距離が、液晶表示素子ごとに異なることから、視認方向によっては、視差によって表示が見づらくなる場合がある。
【００５２】
そこで、本実施形態では、視差の違いによる表示の見え方の違いを補償するため、映像ソース部から入力される映像信号を基準として、第１液晶表示素子１１３を駆動する信号および第２液晶表示素子１１４を駆動する信号に画像処理を施す特徴を有する。
【００５３】
本発明の特徴の理解を容易にするために、複数の液晶表示素子が積層された構造において、視認方向による視差感を感じなくする画像処理方法の概念を説明し、第１液晶表示素子１１３における１つのドットの最大値抽出処理を実施する距離範囲ｒの定義方法に関して説明する。
【００５４】
図３は、図１で示した液晶表示部１１６における主要部分を抽出して拡大した断面を示す説明図である。また図３は、図２で例示した積層された液晶表示素子を、説明に必要な部分について抽出した概念図でもある。
【００５５】
積層された第１液晶表示素子１１３及び第２液晶表示素子に同じ画像情報を表示させた場合における観察者の視認方向と視認性との関係を説明する。観察者が当該液晶表示素子を、その表示面の垂直方向の視点３１１から視認する場合第１液晶表示素子１１３に表示される情報αと、第２液晶表示素子１１４に表示される情報βは重なって見える。そのため観察画像は２重に見えるような違和感は発生しない。
【００５６】
しかしながら、視点３１２方向、すなわち液晶表示素子の表示面の垂直方向以外から観察する場合は映像の位置がずれることとなり観察画像が２重に見えることとなる。観察者はこの視差により２重になった画像に違和感が生じる。このような、視差による違和感を無くすために、以下で説明する画像処理を行う。
【００５７】
当該液晶表示素子面と鉛直方向からずれて観察者が見る角度をθ、液晶表示素子１１３、１１４中を進行するバックライトから入射された光の角度をφとすると、スネルの法則から、以下の式が成立する。
【数１】
2010113269.tif 000003
【００５８】
ｎｇは液晶表示素子１１３、１１４の透明基板の屈折率であり、ｎａは空気の屈折率である。これを変形すると、液晶表示素子１１３、１１４中を進行する角度φは、以下の式で表すことができる。
【数２】
2010113269.tif 000004
【００５９】
これらの関係から、視角θの方向から見た場合に、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４との表示位置が異なる量（位置ズレ量）ｒは、以下の式で表すことができる。
【数３】
2010113269.tif 000005
【００６０】
角度θの斜め視野において、視差間をなくすためには、本来βの位置で表示を行うべき情報を、点γの位置まで距離範囲ｒだけ延在して表示すればよい。そこで、演算ユニット１１８により、第２液晶表示素子１１４を駆動する信号について、点βの情報を、距離範囲ｒまで拡大する画像処理を画面全体に対して実施する。このように視差を考慮した表示を第２液晶表示素子で行えば、視差により像が２重に見える等の違和感は解決できる。
【００６１】
この、距離範囲ｒまで拡大する画像処理は、前記映像ソース部から入力される映像信号の各ドットに対し、各々のドットを基点とし、該基点ドットおよび、該基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、相対透過率の最大値を抽出する処理によって行う。即ち、画像処理を実施する所定の領域で、基点となるドット外周からの距離範囲が、位置ズレ量ｒとなる領域を包含するようにドット群を予定する視認方向を基準に規定すればよい。
【００６２】
また、この画像処理は、カラーフィルタ層を有さない第２液晶表示素子１１４で実施する。第２液晶表示素子１１４にて距離範囲ｒまで拡大する画像処理を表示する理由は、カラー画像を表示する第１液晶表示素子１１３にて画像処理を実施した場合には、カラー情報が混色されるため色変化、色抜けが発生するためである。また、画像処理を実施する第２液晶表示素子は、必ずしも観察者側に存在している必要はなく、その反対側に存在する場合でも、特に影響はなく、従って第２液晶表示素子は観察者側には限定されない。
【００６３】
この画像処理について、再び図１に戻って説明する。映像ソース部１１７から伝送経路１２０を介して映像ソース部から入力される映像信号を受信し、演算ユニット１１８、タイミング制御部１１０に入力する。ここで演算ユニット１１８は、映像ソース部から入力された映像信号を蓄えるローカルメモリ１０４を用いて、画像の蓄積と、画像処理とを並行して実施する。ローカルメモリ１０４は、例えば前述の所定の領域が最大Ｎ本の走査ラインに及ぶ大きさとすると、（Ｎー１）本のラインメモリを有した構成で実現できる。
【００６４】
演算ユニット１１８は、第２液晶表示素子１１４の各ドットに対しては、映像ソース部１１７から入力された映像信号の各々のドットを基点とし（以下基点ドットという）、該基点ドットおよび、該基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成し、前記第１液晶表示パネルの各ドットに対しては、積層されたｎ枚（ｎは２以上の整数）の液晶表示素子で構成される液晶表示装置の表示が、映像ソース部から入力される映像信号と同じとなるように生成した画像を表示するための駆動信号を生成する。
【００６５】
タイミング制御部１１０は、画像処理における処理遅延時間を考慮して、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４に、同じタイミングで画像が表示されるように、駆動信号の送信タイミングを調整する。生成された駆動信号は、伝送経路１２１、１２２を介して、液晶表示部１１６に送信される。
【００６６】
図４は、図１に示す演算ユニット１１８のさらに詳しい機能ブロックの構成を示す説明図である。演算ユニット１１８は、後述の最大値抽出処理を行う領域内最大透過率抽出部４０１、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４に表示する画像データを各々演算する第１表示素子画像演算部４０３、第２表示素子画像演算部４０２を有する。演算ユニット１１８は、図１の伝送経路１２０から画像信号を受け取り、受け取った画像信号は演算ユニット１１８内部で領域内最大透過率抽出部４０１に入力する。本実施形態では入力信号をＲＧＢ表色系、液晶表示部１１６の１ピクセルがＲＧＢの３ドットで構成される場合を例にとって説明している。
【００６７】
領域内最大透過率抽出部４０１は、受け取った画像信号をローカルメモリ１０４に書き込み蓄積するとともに、演算処理に使用するタイミングで蓄積した画像信号を適時読み出し、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４に表示する画像信号を随時演算する。以下、入力される各ドットの画像信号を、表示面に向かってｉ，ｊの２方向の座標系を取り、各々のドットの階調信号をＳｄｏｔ（ｉ，ｊ）とする。
【００６８】
領域内最大透過率抽出部４０１は、入力された画像信号に基づいて、ピクセルを構成する各ドットについて、各ドットの最低透過率を０、最大透過率を１とした相対透過率Ｔｄｏｔ（ｉ，ｊ）を算出する。例えば、入力された画像信号が、Ｎビット分解能でγカーブと呼ばれる階調特性であれば、以下の式で算出できる。
【数４】
2010113269.tif 000006
【００６９】
領域内最大透過率抽出部４０１では、事前に各々のドットを基点とし、前述した位置ズレ量ｒとなる領域を包含したｉ方向に−Ｐ１〜＋Ｐ２ドット、ｊ方向に−Ｑ１〜＋Ｑ２ドットの所定ドット領域が設定してあり、基点としたドットから所定領域内に位置するドット群の中で、最大となる相対透過率を、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）として下式で算出する。ここでｋ＝−Ｐ１〜＋Ｐ２であり、ｌ＝−Ｑ１〜＋Ｑ２である。
【数５】
2010113269.tif 000007
【００７０】
所定ドット領域は、前述した位置ズレ量ｒとなる領域を包含したｉ方向に−Ｐ１〜＋Ｐ２ドット、ｊ方向に−Ｑ１〜＋Ｑ２ドットの所定ドット領域を拡大し、各ドットに対し、重み係数Ｇ（ｉ、ｊ）を設定し、下式で領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を算出するとより効果的である。
【数６】
2010113269.tif 000008
【００７１】
図５は、図４で示した領域内最大透過率抽出部４０１による所定ドット領域及び重み係数についての処理の一例を示す説明図である。基点となる基点ドット５００の外周から、前述した位置ズレ量ｒとなる領域５０１を予め見積もり、この位置ズレ量ｒとなる領域５０１を包含するピクセル、Ｐ１＝Ｐ２＝３、Ｑ１＝Ｑ２＝１の領域を、ドット領域５０２とし、ドット領域５０２内部の重み係数は１とする。
【００７２】
さらに本実施形態は、前述のドット領域５０２を周囲に拡大し、Ｐ３＝Ｐ４＝６、Ｑ３＝Ｑ４＝２の領域を所定ドット領域５０３とし、拡大した領域の重み係数を１以下の値として、下式のように設定する。
【数７】
2010113269.tif 000009
【００７３】
なお、本実施例は図５に示したように、該基点ドットおよび、該基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、相対透過率の最大値を抽出する処理を行ったが、基点となるピクセル（以下基点ピクセルとよぶ）および、該基点ピクセルに隣接する所定の領域のピクセル郡のなかで相対透過率の最大値を抽出する処理を行ってもよい。このようにすることで、第２液晶表示素子１１４の解像度をドット単位からピクセル単位へと荒くすることが可能となり低コスト化が可能となる。
【００７４】
領域内最大透過率抽出部４０１は、受け取った画像信号をローカルメモリ１０４に書き込み蓄積するとともに、演算処理に使用するタイミングで蓄積した画像信号を適時読み出し、第１及び第２液晶表示素子１１３、１１４に表示する画像信号を随時演算する。以下、入力される各ピクセルの画像信号を、表示面に向かってｉ，ｊの２方向の座標系を取り、各々のドットの階調信号をＳｘ（ｉ，ｊ）とする。ｘはＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）のうちのいずれかであり、以後の式で下付添字のｘが登場する場合は、特に説明のない場合はこれと同様にｘはＲ，Ｇ，Ｂのうちのいずれかを表す。
【００７５】
領域内最大透過率抽出部４０１は、入力された画像信号に基づいて、ピクセルを構成する各ドットについて、各ドットの最低透過率を０、最大透過率を１とした相対透過率Ｔｘ（ｉ，ｊ）を算出する。例えば、入力された画像信号が、Ｎビット分解能でγカーブと呼ばれる階調特性であれば、以下の式で算出できる。
【数８】
2010113269.tif 000010
【００７６】
算出した各ドットの相対透過率は、ピクセル単位で各ドットのＲ，Ｇ，Ｂ各成分ごとの相対透過率ＴＲ（ｉ，ｊ）、ＴＧ（ｉ，ｊ）、ＴＢ（ｉ，ｊ）を比較し、最大値となるものをピクセル最大相対透過率Ｔｐｉｘ（ｉ，ｊ）として抽出する。
【数９】
2010113269.tif 000011
【００７７】
領域内最大透過率抽出部４０１では、事前に各々のピクセルを基点とし、前述した位置ズレ量ｒとなる領域を包含したｉ方向に−Ｐ１〜＋Ｐ２ピクセル、ｊ方向に−Ｑ１〜＋Ｑ２ピクセルの所定ピクセル領域が設定してあり、基点としたピクセルから所定領域内に位置するピクセル群の中で、最大となる相対透過率を、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）として下式で算出する。ｋ＝−Ｐ１〜＋Ｐ２であり、ｌ＝−Ｑ１〜＋Ｑ２である。
【数１０】
2010113269.tif 000012
【００７８】
所定ピクセル領域は、前述した位置ズレ量ｒとなる領域を包含したｉ方向に−Ｐ１〜＋Ｐ２ピクセル、ｊ方向に−Ｑ１〜＋Ｑ２ピクセルの所定ピクセル領域を拡大し、各ピクセルに対し、重み係数Ｇ（ｉ、ｊ）を設定し、下式で領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を算出するとより効果的である。
【数１１】
2010113269.tif 000013
【００７９】
図６は、図４で示した領域内最大透過率抽出部４０１による所定ピクセル領域及び重み係数についての処理の一例を示す説明図である。基点となる基点ピクセル５００の外周から、前述した位置ズレ量ｒとなる領域５０１を予め見積もり、この位置ズレ量ｒとなる領域５０１を包含するピクセル、Ｐ１＝Ｐ２＝Ｑ１＝Ｑ２＝１の領域を、ピクセル領域５０２とし、ピクセル領域５０２内部の重み係数は１とする。
【００８０】
さらに本実施形態は、前述のピクセル領域５０２を周囲に１ピクセル拡大し、Ｐ３＝Ｐ４＝Ｑ３＝Ｑ４＝２の領域を所定ピクセル領域５０３とし、拡大した領域の重み係数を１以下の値として、以下のように設定する。
【数１２】
2010113269.tif 000014
【００８１】
図７〜図９は、図６に示した所定ピクセル領域及び重み係数にて算出した、輝度変化の急峻な映像表示における領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）の例を示す説明図である。
【００８２】
図７（ａ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル四方以下の大きさの点である場合、図７（ｂ）は、映像ソース部から入力された画像信号が、相対透過率０．５で１ピクセル四方以下の大きさの点である場合のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【００８３】
また、図８（ｃ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で３ピクセル四方の大きさの点である場合、図８（ｄ）は、映像ソース部から入力された画像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の幅の直線である場合のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【００８４】
そして図９（ｅ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で、１ピクセル以下の大きさの点の集合である場合の映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【００８５】
図７〜図９に示すように、本発明の領域内最大透過率抽出部４０１で算出される領域最大透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）は、入力される画像信号が如何なる相対透過率であろうとも、全てのピクセルにおいて入力される画像信号の相対透過率を減衰させず、位置ズレ量ｒとなる領域を包含するピクセル領域５０２では平坦な相対透過率分布となる。
【００８６】
また、入力される画像信号が輝度変化の急峻な映像表示であろうとも、表示パタンの明るい領域を、その外周から所定のピクセル領域５０２及び、重み係数Ｇ（ｋ，ｌ）で規定した領域幅に、空間的に広げる処理となり、全てのピクセルにおいて以下の関係が成立する。ｋ＝−Ｐ１〜＋Ｐ２であり、ｌ＝−Ｑ１〜＋Ｑ２である。
【数１３】
2010113269.tif 000015
【００８７】
図４に戻り、領域内最大透過率抽出部４０１で算出した領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）は、続く第２表示素子画像演算部４０２に送られる。第２表示素子画像演算部４０２では、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）に変換処理を加え、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）を算出する。変換処理は、次式に示すように領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）より値を下げない変換式であればよい。
【数１４】
2010113269.tif 000016
【００８８】
図１０は、数１０に示した領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）と、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）との関係を示すグラフである。数１０の関係の変換式であれば、前述した領域内最大透過率抽出部４０１の処理とともに、入力された各ドットの相対透過率ＴＲ（ｉ，ｊ）、ＴＧ（ｉ，ｊ）、ＴＢ（ｉ，ｊ）に対し、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）は、図１０に示すように以下の関係が成立する。ｋ＝−Ｐ１〜＋Ｐ２、ｌ＝−Ｑ１〜＋Ｑ２である。
【数１５】
2010113269.tif 000017
【００８９】
すなわち、映像ソース部から入力された映像信号がどのような表示であっても、前記映像ソース部から入力された映像信号の相対透過率をＴｘ、前記第２液晶表示素子に表示する相対透過率をＴ２とした場合、各々のドットにおいてＴ２≧Ｔｘが成り立つ。さらに例えば、前記映像ソース部から入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、前記映像ソース部から入力された映像信号の明色のドット表示の相対透過率をＴｘ’、前記第２液晶表示素子に表示する相対透過率をＴ２とした場合、明色のドットおよび、少なくともそれらドットのいずれかに隣接するドット群においてはＴ２≧Ｔｘ’となる。
【００９０】
算出した第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）は、画面の同じ場所に位置するピクセルの相対透過率Ｔｘ（ｉ，ｊ）とともに、第１表示素子画像演算部４０３に送られる。
【００９１】
液晶表示部１１６を観察する観察者は、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４とを透過した光を観察するため、観察者が観察する画像の輝度（トータルの透過率）は、各液晶表示素子の透過率の積となる。第１表示素子画像演算部４０３は、第１液晶表示素子１１３が表示する画像を、映像ソース部から入力された映像信号に対して、階調特性が変化しないように演算する。
【００９２】
例えば、本実施形態に示す、第２液晶表示素子１１４が１枚の液晶表示素子で構成される場合は、第１表示素子画像演算部４０３は、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）と、画面の同じ場所に位置するピクセルの相対透過率Ｔｘ（ｉ，ｊ）により、以下の式で第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）を算出すればよい。
【００９３】
【数１６】
2010113269.tif 000018
【００９４】
算出した第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）、第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は、最後にそれぞれの表示素子の階調特性に合わせ、第２表示素子に表示する階調値Ｓ２（ｉ，ｊ）、第１表示素子に表示する階調値Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）にそれぞれ変換する。
【００９５】
例えば、第１液晶表示素子１１３及び第２液晶表示素子１１４、Ｎビット分解能でγカーブと呼ばれる階調特性であれば、以下の式で算出できる。
【数１７】
2010113269.tif 000019
【００９６】
以上の処理で算出された第１液晶表示素子に表示する階調値Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）は、続く伝送経路１２１を介して第１液晶表示素子１１３に入力されて表示され、一方、第２液晶表示素子に表示する階調値Ｓ２（ｉ，ｊ）は、続く伝送経路１２２を介して、第２液晶表示素子１１４に入力され表示される。
【００９７】
図１１〜図１２は、図４で示した演算ユニット１１８による処理の算出値および階調特性の一例を示すグラフである。図１１は、前述の第２表示素子画像演算部４０２で、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）に加える変換処理を、以下の式として算出したものである。
【数１８】
2010113269.tif 000020
【００９８】
図１１（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１１（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１１（ｃ）は図１１（ｂ）の低階調部分を拡大したものである。ここに示すように、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）、第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）以上の相対透過率であるが、第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は、次の式で表され、不連続な推移となる。
【数１９】
2010113269.tif 000021
【００９９】
この場合、本発明の液晶表示システムの階調特性にも、図１１（ｃ）に示すように、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）＝０付近で急激に黒輝度が変化するため、階調特性は低階調側で誤差が生ずる。
【０１００】
図１２は、前述のような誤差を改善するため、第２表示素子画像演算部４０２で、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）に加える変換処理を、以下の式として算出したものである。ここで、係数Ａ＝０．５である。
【数２０】
2010113269.tif 000022
【０１０１】
図１２（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１２（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１２（ｃ）は図１２（ｂ）の低階調部分を拡大したものである。図１２（ａ）に示すように、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）および第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は、それぞれが連続的に推移する。
【０１０２】
この場合、本発明の液晶表示システムの階調特性は、図１２ｂ）及び図１２ｃ）に示すように、映像ソース部から入力された映像信号と等しい階調特性となる。これは、本発明の実施に対して好適な一例となる。
【０１０３】
図１３は、図４で示した演算ユニット１１８で、本実施形態の条件に属さない算出値および階調特性の算出の例を示すグラフである。図１３は、前述の第２表示素子画像演算部４０２で、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）に加える変換処理を、下式のようにしたものである。
【数２１】
2010113269.tif 000023
【０１０４】
図１３（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１３（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示す。図１３（ａ）に示すように、第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は、１よりも大きな値が算出されるため、液晶表示素子の最大透過率である１で頭打ちされる。この場合、液晶表示システムの階調特性は、図１３（ｂ）に示すように、映像ソース部から入力された映像信号と異なる階調特性となる。
【０１０５】
入力信号がＲＧＢ表色系、液晶表示部１１６の１ピクセルはＲＧＢの３ドットで構成され、各液晶表示素子の相対透過率特性が、階調信号の指数関数で、同じ指数関数である場合（例えば、各液晶表示素子が、γカーブと呼ばれる階調特性に設定されている場合）は、相対透過率の代わりに階調値を用いてもよい。
【０１０６】
例えば、ＲＧＢ各ドットがＮｂｉｔ分解能である場合、領域内最大透過率抽出部４０１では、ピクセル単位で各ドットの階調ＳＲ（ｉ，ｊ）、ＳＧ（ｉ，ｊ）、ＳＢ（ｉ，ｊ）を比較し、下式で示すように最大値となるものをピクセル最大階調Ｓｐｉｘ（ｉ，ｊ）として抽出する。
【数２２】
2010113269.tif 000024
【０１０７】
算出したピクセル最大階調Ｓｐｉｘ（ｉ，ｊ）は、各々のピクセルを基点とし、ｉ方向に−Ｐ３〜＋Ｐ４ピクセル、ｊ方向に−Ｑ３〜＋Ｑ４ピクセルの所定ピクセル領域（各々ｋ＝−Ｐ３〜＋Ｐ４、ｌ＝−Ｑ３〜＋Ｑ４と表す）と、その領域内の各ピクセルに対し、重み係数Ｇ（ｉ、ｊ）が設定してあり、領域最大階調Ｓｍａｘ（ｉ，ｊ）を下式で算出し、第２表示素子画像演算部４０２に送られる。
【数２３】
2010113269.tif 000025
【０１０８】
第２表示素子画像演算部４０２では、領域最大階調Ｓｍａｘ（ｉ，ｊ）に変換処理を加え、第２表示素子に表示する階調Ｓ２（ｉ，ｊ）を算出する。透過率変換処理は、数２０に示す領域最大階調Ｓｍａｘ（ｉ，ｊ）を小さくしない変換式であればよい。例えば、数２１で示す式で第２表示素子に表示する階調Ｓ２（ｉ，ｊ）を算出する。
【数２４】
2010113269.tif 000026
【数２５】
2010113269.tif 000027
【０１０９】
算出した第２表示素子に表示する階調Ｓ２（ｉ，ｊ）は、画面の同じ場所に位置するピクセルの階調Ｓｘ（ｉ，ｊ）とともに、第１表示素子画像演算部４０３に送られる。第１表示素子画像演算部４０３では、第１液晶表示素子１１３が表示する画像を、映像ソース部から入力された画像信号に対して、相対階調が変化しないよう、第１表示素子に表示する階調Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）を以下の式で算出する。
【数２６】
2010113269.tif 000028
【０１１０】
算出した第１表示素子に表示する階調値Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）は、続く伝送経路１２１を介して第１液晶表示素子１１３に入力され表示を行い、一方、第２表示素子に表示する階調値Ｓ２（ｉ，ｊ）は、続く伝送経路１２２を介して、第２液晶表示素子１１４に入力され表示を行う。この構成であれば、階調から相対透過率への変換処理、及び相対透過率から階調への変換処理が不要となり、処理の規模が軽減する。
【０１１１】
図１４は、図４で示した演算ユニット１１８による処理の算出値および階調特性の別の例を示すグラフである。図１４（ａ）は、領域最大階調Ｓｍａｘ（ｉ，ｊ）に対する第１および第２表示素子に表示する階調Ｓ１およびＳ２を示す。図１４（ｂ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１４（ｃ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１４（ｄ）は図１４（ｃ）の低階調部分を拡大したものである。
【０１１２】
図１４（ａ）に示すように、第２表示素子に表示する相対階調Ｓ２（ｉ，ｊ）、第１表示素子に表示する相対階調Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）は不連続となるが、図１４（ｂ）に示すように各表示素子に表示する透過率はそれぞれが連続的に推移するため、液晶表示システムの階調特性は、図１４（ｃ）及び図１４（ｄ）に示すように、映像ソース部から入力された映像信号と等しい階調特性となる。従って、これも本発明の好適な実施形態であると言える。
【０１１３】
この例では、映像ソース部から入力された映像信号がどのような表示であっても、前記映像ソース部から入力された映像信号の階調値をＳｘ、前記第２液晶表示素子に表示する階調値をＳ２とした場合、各々のドットにおいてＳ２≧Ｓｘが成り立つ。
【０１１４】
さらに例えば、前記映像ソース部から入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、前記映像ソース部から入力された映像信号の明色のドット表示の階調値をＳｘ’、前記第２液晶表示素子に表示する階調値をＳ２とした場合、明色のドットおよび、少なくともそれらドットのいずれかに隣接するドット群においてはＳ２≧Ｓｘ’となる。
【０１１５】
次に、本実施形態に係る領域の最大値抽出処理と、特許文献２などに記載の従来技術に係る領域の平均化処理とについて説明する。まず、従来技術である領域の平均化処理について説明する。図１５は、（特許文献２などの）従来技術に係る領域の平均化処理の例を示すグラフである。従来の平均化処理の基点となるピクセル５００の外周から、前述した位置ズレ量ｒとなる領域５０１を包含するピクセル領域を所定ピクセル領域５０４とする。所定ピクセル領域５０４内の重み係数Ｇ’（ｋ，ｌ）を１として、領域内の平均透過率Ｔａｖｅ（ｉ，ｊ）は下式によって算出される。ただしＭおよびＮは、画像表示装置１００全体の表示ドット数を表し、ｉの最大値がＭ、ｊの最大値がＮである。
【数２７】
2010113269.tif 000029
【数２８】
2010113269.tif 000030
【０１１６】
図１６〜１８は、図１５で示した従来技術に係る領域の平均化処理の例を示すグラフである。図１６（ａ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の大きさの点である場合、図１６（ｂ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で１ピクセル以下の大きさの点である場合、また、図１７（ｃ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で３ピクセルの大きさの点である場合、図１７（ｄ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の幅の直線である場合、図１８（ｅ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で、１ピクセル以下の大きさの点の集合である場合の、映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大透過率および領域最大透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を各々示す。
【０１１７】
図１６〜１８に示すように、従来の発明である領域の平均化処理では、入力される画像信号が、空間周波数が高い表示パタンであった場合、映像ソース部から入力される映像信号よりも相対透過率が減衰する。さらにまた、映像ソース部から入力される映像信号の表示パタンによって、明るい領域からの広がり方が変化し、所定ピクセル領域５０４の内部でも、透過率分布が推移する処理である。
【０１１８】
図１９は、本実施形態に係る領域の最大値抽出処理と、従来技術に係る領域の平均化処理の各々について、入力される画像信号と出力される相対透過率の分布を示すグラフである。図１９（ａ）は入力信号、図１９（ｂ）は本実施形態に係る最大値抽出処理で出力される相対透過率、図１９（ｃ）は従来技術に係る領域の平均化処理で出力される相対透過率を各々示す。
【０１１９】
本実施形態に係る最大値抽出処理は、入力される画像信号が如何なる相対透過率であろうとも、全てのピクセルにおいて入力される画像信号の相対透過率を減衰させず、位置ズレ量ｒとなる領域を包含するピクセル領域では平坦な相対透過率分布となる。また、入力される画像信号が空間周波数の高い表示パタンであろうとも、表示パタンの明るい領域を、その外周から所定ピクセル領域５０３及び、重み係数Ｇ（ｋ，ｌ）で規定した領域幅に、空間的に広げる処理となる。
【０１２０】
従来技術に係る平均化処理は、入力される画像信号が、空間周波数が高い表示パタンであった場合、入力される画像信号よりも相対透過率が減衰し、さらにまた、入力される画像信号の表示パタンによって、明るい領域からの広がり方が変化し、所定のピクセル領域５０４の内部でも、透過率分布が推移する処理である。
【０１２１】
従来の発明である領域の平均化処理によって算出される透過率分布を、そのまま第２の液晶表示装置の相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）に用いた場合、図１３（ａ）で示した例と同様に、Ｔ２（ｉ，ｊ）＜Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）の条件になる。入力される画像信号の表示パタンが明るい表示の場合、第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）は１よりも大きな値が算出され、液晶表示素子の最大透過率である１で頭打ちされて、液晶表示システムの輝度は減衰することとなる。
【０１２２】
次に、前述の透過率分布の違いによる、角度θの斜め視野における表示の変化を説明する。図２０は、図３で示した液晶表示部１１６の主要部分を抽出した断面を示す説明図であり、この図では、液晶層２３１〜２３２を抽出し、観察者側に存在する液晶層２３１を１ピクセルがＲＧＢの３ドットで構成される第１液晶表示素子、もう一方の液晶層２３２を１ピクセルが無色（ホワイト）の１ドットで構成される第２液晶表示素子要とする構成として図示したものである。
【０１２３】
図２０に示すように、垂直方向の視点３１１が見る表示は、第２液晶表示素子のα２、β２の位置からの透過光となり、角度θの斜め視野からの視点３１２が見る表示は、それぞれ位置ズレ量ｒだけずれた第２液晶表示素子のα２’、β２’の位置からの透過光となる。
【０１２４】
このため、第２液晶表示素子のα２、β２の領域に対して、α２’、β２’の領域の相対透過率が減衰した場合、視野角により表示の輝度が低下することになる。
【０１２５】
さらにまた、第１液晶表示素子は、１ピクセル領域が異なる色領域に分かれているため、第２液晶表示素子のα２、β２の領域に対して、α２’、β２’の領域の透過率分布に差があると、視認方向により表示の色バランスが変化し、色度変化が発生することになる。
【０１２６】
図２１〜２２は、従来技術に係る平均化処理の、液晶表示装置の視認方向による表示の色度変化を示す説明図である。図２１は、正面からの視点３１１の認識する表示について示しており、図２１（ａ）は第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２１（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２１（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布であり、それぞれ紙面縦方向で同一視線の透過率が重なる様に示してある。
【０１２７】
これに対し図２２は、斜めからの視点３１２の認識する表示について示しており、図２２（ａ）は第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２２（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２２（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布であり、それぞれ紙面縦方向で同一視線の透過率が重なる様に、図２２（ｂ）は図２１（ｂ）に比べ、斜めから観察したときの位置ズレ量ｒだけ横にずらした分布としてある。
【０１２８】
図２１（ｂ）及び図２２（ｂ）に示すとおり、従来の平均化処理に基づく第２液晶表示素子の相対透過率は、第２液晶表示素子の明るい領域から、斜めから観察したときの位置ズレ量ｒの範囲で相対透過率が傾きをもつ分布となり、この結果図２１（ｃ）及び図２２（ｃ）に示すとおり、視認方向により表示の輝度変化および色度変化が発生することとなる。
【０１２９】
一方、図２３〜２３は、本実施形態に係る最大値抽出処理の、液晶表示装置の表示の色度変化を示す説明図である。図２３は、正面からの視点３１１の認識する表示について示しており、図２３（ａ）は第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２３（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２３（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布であり、それぞれ紙面縦方向で同一視線の透過率が重なる様に示してある。
【０１３０】
これに対して図２４は、斜めからの視点３１２の認識する表示について示しており、図２４（ａ）は第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２４（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２４（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布であり、それぞれ紙面縦方向で同一視線の透過率が重なる様に、図２４（ｂ）は図２４（ｂ）に比べ、斜めから観察したときの位置ズレ量ｒだけ横にずらした分布としてある。
【０１３１】
図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）に示すとおり、本発明の最大値抽出処理に基づく第２液晶表示素子の相対透過率は、第２液晶表示素子の明るい領域から、斜めから観察したときの位置ズレ量ｒの範囲で相対透過率が平坦な分布となり、この結果図２３（ｃ）及び図２４（ｃ）に示すとおり、視認方向により表示の輝度変化および色度変化が発生しないこととなる。
【０１３２】
以上説明したように、本実施形態は従来の課題を解決している。本実施形態に係る最大値抽出処理は、映像ソース部から入力される映像信号の表示パタンの明域を所定領域幅で拡大する処理（明域拡大処理）であり、所定領域幅を事前に視認方向を考慮して決定した値を用いることで、映像ソース部から入力される映像信号が如何なる表示パタンであろうとも、視認方向による輝度低下と色度変化を抑制する事が可能となる。
【０１３３】
本実施形態の効果に検証するために、画像表示装置１００にて、上記のような画像処理を行った信号を、第１液晶表示素子１１３及び第２液晶表示素子１１４にそれぞれ入力し、画像を表示させたところ、コントラストに関しては、５０万：１という高いコントラスト比を得ることができた。
【０１３４】
さらにまた、テキスト表示や細かいパタン表示のような輝度変化の急峻な映像表示においても、輝度低下や色度変化は抑制でき、物理的に視野を動かした際にも、通常の画像信号を第１液晶表示素子１１３のみで表示した場合と遜色ない正確な表示が得られた。
【０１３５】
本実施形態の液晶表示装置は、高コントラスト比を実現できるとともに、映像ソース部から入力される映像信号が如何なる表示パタンであろうとも、視認方向による輝度低下と色度変化を抑制する事が可能となる。
【０１３６】
（全体的な動作）
次に、上記の第１の実施形態の全体的な動作について説明する。本発明に係る液晶表示装置の駆動方法は、単数枚の第１液晶表示素子と、単数枚または複数枚の第２液晶表示素子とが積層されて構成された液晶表示部に対して、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号の各々のドットを基点とし、基点ドットおよび、基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、相対階調もしくは相対透過率の最大値を抽出し、この相対階調もしくは相対透過率の最大値に基づく信号を液晶表示部に出力する。
【０１３７】
その際、信号を液晶表示部に出力する処理は、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像ソースから入力された映像信号が暗色の背景に明色のドット表示であった場合、映像ソース部から入力された映像信号の明色のドット表示の相対階調もしくは相対透過率をＳ、第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、明色のドットおよび、それらドットのいずれかに隣接するドットからなるドット群において、Ｓ２≧Ｓである合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような信号を液晶表示部に出力する。
【０１３８】
また、信号を液晶表示部に出力する処理は、第２液晶表示素子の各ドットに対し、映像信号から抽出された領域最大相対階調もしくは領域最大相対透過率をＳｍａｘ、第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率をＳ２とした場合、第２液晶表示素子に表示する合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２が、Ｓ２≧Ｓｍａｘとなる合成相対階調もしくは合成相対透過率Ｓ２を表示するような信号を液晶表示部に出力する。
【０１３９】
一方、第１液晶表示素子の各ドットに対しては、映像ソース部から入力される映像信号の相対階調もしくは相対透過率をＳ、第２液晶表示素子に表示する相対階調もしくは相対透過率をＳ２とした場合、Ｓ２＝０の場合はＳ１＝０、Ｓ２≠０の場合はＳ１＝Ｓ／Ｓ２となる相対階調もしくは相対透過率Ｓ１を表示するための信号を出力する。
【０１４０】
従来の構成では、テキスト表示や細かいパタン表示のような輝度変化の急峻な映像表示においては、映像ソース部から入力される映像信号に平均化手段を施すことでパネル透過率の分布はなだらかななり、視認方向により輝度低下や色度変化が発生しうる。これに対して本実施形態は、映像ソース部から入力される映像信号の各ドットに対し、各々のドットを基点とし、該基点ドットおよび、該基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で最大となる相対透過率を抽出する処理に基づく画像を表示する構成としている。
【０１４１】
このため、本実施形態では、所定の領域を斜め視野から観察した際の積層パネルの視差以上の幅に設定することで、テキスト表示や細かいパタン表示のような輝度変化の急峻な映像表示においても、前期第２液晶表示素子の相対透過率の分布は、表示の明部を所定の領域幅以上に広げるため、視認方向により輝度低下や色度変化が発生しないという効果を有する。
【０１４２】
従って、高コントラストな画像を要求され、さらに映像ソース部から入力される映像信号の表示変化が許されぬ分野、例えば、画像診断装置の映像表示部や、放送局などで用いるモニタ、映画を上映するような暗室で映像を提供する場所で用いる電子機器の画像表示部として用いるときに、大きな効果を有する。
【０１４３】
（第１の実施形態の変形例）
以上で説明した本発明の第１の実施形態は、決して上記で説明した通りの形態に縛られるものではなく、本発明の趣旨を改変しない範囲で様々な実施形態の変形が考えられる。
【０１４４】
たとえば、第１液晶表示素子も第２液晶表示素子もカラーフィルタ層を有さないようにしてもよい。また、積層された液晶表示素子の液晶層を外側から挟み込む透明基板に対し、液晶層より挟まれる透明基板が薄いようにしてもよい（図３３）。他にも、様々な実施形態の変形が存在しうる。以下、その変形についてより詳しく解説する。
【０１４５】
ここまでで説明した各々のピクセルを基点とした所定の領域及び重み係数は、以上で説明した通りに限定されるものではない。図２５は、想定される視野角方向によって見積もった位置ズレ量ｒに合わせ、大きさを適宜変えたという第１の実施形態の変形を示す説明図である。このように位置ズレ量ｒのパタンを変形することも可能である。また、図２６は、想定される視認方向が例えば上下方向に異なる場合に、それに合わせて位置ズレ量ｒのパタンを不均一な形状とした第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【０１４６】
図２７は、重み係数の異なる領域を４段階に規定した第１の実施形態の変形を示す説明図である。また図２８は、第１液晶表示素子１１３のドットの大きさ単位で、第２液晶表示素子１１４のドット単位の所定ドット領域５０３ａにより、ドット単位で領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を直接算出する第１の実施形態の変形を示す説明図である。これらのような形で第２液晶表示素子１１４の表示を算出することもできる。
【０１４７】
演算ユニット１１８内の第２表示素子画像演算部４０２、第１表示素子画像演算部４０３は、階調から相対透過率への変換処理、及び相対透過率から階調への変換処理は演算により実施する構成に限定されない。例えば、入出力をあらかじめ演算し、これをルックアップテーブルに保存して、ルックアップテーブルを用いて演算する構成であってもよい。
【０１４８】
さらに、入力される画像信号の形式は、ＲＧＢ表色系以外にも、ＣＭＹＫ表色系、ＨＳＶ表色系など、どのような信号形式でも良く、また、第１液晶表示素子では、１ピクセルが、ＲＧＢのカラーフィルタ層に対応して３つの領域に分割される例について示したが、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色には限定されない。図２９は、ＲＧＢ表色系以外の構成による第１表示素子画像演算部４０３の色構成について示す説明図である。この図２９は、例えばＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、色を有しない領域（Ｗ）等の色によって構成されるものとした第１の実施形態の変形を示す。
【０１４９】
また、１ピクセルを３つのドット領域ではなく、例えば１ピクセルを４つのドット領域に分割して、各領域をＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂに対応させてもよく、或いは、４つのドット領域を、ＲＧＢの各色に対応する領域と、色を有しない領域（Ｗ）とで構成するなど、多数のドットで構成してもよく、人間の視覚特性を利用した擬似高解像度表示を行うなど、少数のドット構成としてもよい。
【０１５０】
また、ドットの配置は、縦ストライプ配置に限定されず、横ストライプ配置やマトリクス配置、デルタ配置でもよい。
【０１５１】
図３０は、図２９で示した第１液晶表示素子１１３の色構成に対応する、第２液晶表示素子１１４の種々の変形を示す説明図である。ここに示したように、第２液晶表示素子１１４については、第１液晶表示素子１１３とピクセル単位での解像度が同一であればよく、１ピクセルを色を有しない１ドットで構成してもよく、色を有しない複数ドットをまとめて１ピクセルとしてもよい。
【０１５２】
図１では、映像ソース部１１７、画像処理部１０５、及び、液晶表示部１１６を分離して図示しているが、それぞれの部分を別々のハードウェアで構成する必要はなく、これら３つの部分が同一筐体内に存在していてもよい。また、映像ソース部１１７及び画像処理部１０５が同一筐体で、液晶表示部１１６が別筐体となっていてもよく、或いは、画像処理部１０５と液晶表示部１１６が同一筐体で、映像ソース部１１７が別筐体となっていてもよい。
【０１５３】
また、本発明は、液晶表示部１１６におけるカラーフィルタ層の配置、及び、積層された液晶表示素子における画像処理に特徴があるため、本発明の有用性は、これらの存在場所に依存して低下することはない。
【０１５４】
上記で説明した実施形態では、図２に示したように、第１液晶表示素子１１３がカラーフィルタ層２５１を有する構成とし、第１液晶表示素子１１３の１ピクセルが、ＲＧＢのカラーフィルタ層に対応して３つのドットに分割される例について示したが、画像処理を施した画像を表示することによる視差感の解消に関しては、カラーフィルタ層は必須の要素ではない。従って、第１液晶表示素子１１３を、第２液晶表示素子１１４と同様に、モノクロ型の液晶表示素子として構成することもできる。
【０１５５】
また、上記実施形態では、第１液晶表示素子１１３および第２液晶表示素子１１４の液晶駆動方式としてＩＰＳ方式を例に挙げて説明したが、液晶駆動方式はこの方式には限定されず、例えば、ＶＡ液晶方式、ＴＮ液晶方式、ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）液晶方式など、種々の方式を組み合わせることもできる。
【０１５６】
また、それらの液晶表示素子の透過特性はノーマリーホワイト、ノーマリーブラックのどちらであろうとも組み合わせ可能であり、対象となる液晶表示素子の特性にあわせ、映像信号と液晶表示素子に印加する電圧を設定すればよい。
【０１５７】
また、図２では、液晶表示パネル２６１、２６２と、偏光板２０１〜２０４との間に位相差補償層を設けない構造としたが、この部分に、視野角の改善を目的とした位相差補償層を設ける場合でも、本発明の効果が減少することはない。位相差補償層を挿入する場合には、液晶層における液晶モードとの組み合わせによって、挿入する位相差補償層の光学特性等を設定すればよい。
【０１５８】
例えば、第１液晶表示素子１１３で位相差補償層を挿入する場合であって、液晶表示素子１１３がＩＰＳ方式で駆動される場合には、偏光板２０１、２０２と液晶表示パネル２６１との間に、屈折率が最も高い方向の屈折率をｎｘとし、基板平行面内でｎｘの方向と直交する方向の屈折率をｎｙとし、ｎｘ及びｎｙと垂直な方向の屈折率をｎｚとしたとき、ｎｘ≧ｎｚ＞ｎｙの特性を有する位相差補償層を、ｎｘ方向が、偏光板２０１、２０２の光吸収軸又は光透過軸と平行になるように挿入する。このようにすることで、第１液晶表示素子１１３の視野角特性を改善することができる。
【０１５９】
また、第１液晶表示素子１１３がＶＡ方式で駆動される場合については、ｎｘ≧ｎｙ＞ｎｚの位相差補償層を、ｎｘ方向が偏光板２０１、２０２の光吸収軸又は光透過軸と平行になるように挿入することで、視野角特性を改善できる。
【０１６０】
第１液晶表示素子１１３がＴＮ方式又はＯＣＢ方式で駆動される場合には、負の位相差を有するディスコティック液晶層で構成され、ディスコティック液晶層の軸角度が厚み方向で連続的に変化するＷＶフィルムを位相差補償層として挿入することで、視野角特性を改善できる。位相差補償層は、液晶表示パネル２６１、２６２の片側のみで挿入されていてもよく、或いは、両側で挿入されていてもよい。
【０１６１】
上記では、位相差補償層の挿入位置を、液晶表示パネル２６１、２６２と偏光板２０１〜２０４との間としたが、実際には、液晶層２３１、２３２と偏光板２０１〜２０４との間であればどの位置であってもよい。また、挿入する位相差補償層は１層には限られず、複数の位相差補償層を挿入することもできる。
【０１６２】
また、上記実施形態では、図２に示すように、各液晶表示素子１１３を、液晶表示パネル２６１と、これを外側から挟み込む一対の偏光板２０１、２０２とで構成したが、図３３に示すように、液晶表示パネル２６１と液晶表示パネル２６２との間に配置される偏光板を１枚としてもよい。
【０１６３】
これにより、液晶表示パネル２６１と液晶表示パネル２６２との間で生じる、偏光板を２枚で透過することにより生じる２０％程度の透過率減少を生じさせないようにすることができ光透過時の輝度を１／（０．８）倍程度にすることができ、さらに、液晶層間の厚みが減ることにより、視野角による位置ズレ量を低下させることが可能となり、演算処理に必要なラインメモリの容量を軽減することが可能となる。
【０１６４】
図３１は、複数の液晶表示素子１１３および１１４の間に光拡散層２６１を配置した、本実施形態の変形を示す説明図である。画像処理を実施する第２液晶表示素子が観察者側から遠い側に存在する場合には、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４の間に光拡散性を有する光学部品、例えば拡散フィルムを配置するとよいこのようにすることで積層された液晶表示素子の配線やＢＭ（ブラックマトリクス）が干渉することによるモアレや干渉縞を軽減可能となる効果があり、観察者により好適な画像を提供できる。
【０１６５】
図３２は、液晶表示部１１６内の液晶表示素子への電圧印加を実施するソースドライバ、ゲートドライバの制御を行う際に必要なソースドライバ、ゲートドライバの制御信号を生成するようにした第１の実施形態の変形例を示す説明図である。この場合、画像処理部１０５は、タイミング制御部１１０、演算ユニット１１８、ローカルメモリ１０４に加え、駆動制御部１３０が追加される。
【０１６６】
図３３は、液晶表示素子１１３の液晶層２３１と、液晶表示素子１１４の液晶層２３２を外側から挟み込む透明基板２１１、２１４に対して、液晶層２３１と液晶層２３２に挟まれる透明基板２１２、２１３を薄くする構成とした、第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【０１６７】
このようにすることで、外側から挟み込む透明基板２１１、２１４により、積層された液晶表示素子の機械的強度を保ちつつ、液晶層間の厚みが減ることにより、視野角による位置ズレ量を低下させることが可能となり、演算処理に必要なラインメモリの容量を軽減することが可能となる。
【０１６８】
また、液晶表示素子１１３がＴＮ方式のように、印加された電圧により液晶分子の基板に対する角度が変化するため、観察者の視野角方向によってコントラストが変動する駆動方式を採用した場合には、隣接する液晶表示素子で、液晶層の中央部分における液晶分子が立ち上がる方向を反対側にし、視野角依存性の特性を逆方向とすることで打ち消し合わせることができ、視野角特性の平均化を図ることができる。
【０１６９】
上記各実施形態では、液晶表示素子内部の非線形素子にＴＦＴを用いる例について説明したが、これには限られない。例えば、非線形素子として、薄膜ダイオードを用いる構成も可能であり、解像度が低い場合など、液晶表示素子を単純マトリクス駆動で駆動としてもよい。また、光源１１５としては、冷陰極管、白色ＬＥＤ、ＲＧＢ３色のＬＥＤ等どのような光源であろうとも適用可能であり、本発明の範囲に含まれる。
【０１７０】
本発明は、映像ソース部１１７からの画像データ信号を受けて演算処理（ルックアップテーブル利用も含む）を実施することにより複数の異なる画像処理を適用した画像を生成し、複数の液晶素子を積層した液晶表示部１１６に送出することで単体の液晶表示素子では得ることができないコントラスト比の表示を可能にする構成ならば、本発明の範囲に含まれる。
【０１７１】
また例えば、画像処理部１０５は、例えば１つ乃至複数のFPGA（Field Programmable Gate Array）やASIC（Applications Specific Integrated Circuit）に論理回路として構成としてもよく、また例えば画像処理部１０５における画像処理は、ハードウェアによる画像処理を採用できるほか、ソフトウェア処理による画像処理を採用することもできる。
【０１７２】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の液晶表示装置及び画像表示装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、画像処理の前段階や後段階でγカーブを補正する処理を実施するなどの画像処理を追加したり、ＦＲＣ（Frame Rate Controle）などの擬似多階調化手段を実施するなどの画像処理を追加するなど、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【０１７３】
（第２の実施形態とその変形例）
図３４は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置における液晶表示部１１６ａの断面構造を示す説明図である。本実施形態では、第２液晶表示素子として複数枚の液晶表示素子を使用する。ｎ枚の液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎを積層することで、液晶表示素子単体でのコントラスト比をｘ：１とした場合に、およそｘｎ：１のコントラスト比を得ることができる。
【０１７４】
以下、これをより詳しく説明すると、液晶表示部１１６ａを構成するｎ枚の液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎのそれぞれは、液晶表示パネル６１０ａ〜６１０ｎのそれぞれを外側から挟み込む一対の偏光板６０１ａ〜６０１ｎ、６０７ａ〜６０７ｎを有する。各液晶表示パネル６１０ａ〜６１０ｎは、それぞれ一対の透明基板６０２ａ〜６０２ｎ、６０６ａ〜６０６ｎと、一対の透明基板に挟み込まれた液晶層６０４ａ〜６０４ｎと、液晶層に隣接して形成された配向膜６０３ａ〜６０３ｎ、６０５ａ〜６０５ｎを有する。
【０１７５】
さらに、前記ｎ枚の液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎは、何れか１枚のカラーフィルタ層６０８を有する第１液晶表示素子と、（ｎ−１）枚のカラーフィルタ層を有しない第２液晶表示素子とで構成される。例えば図３４では、液晶表示素子６２０ａはカラーフィルタ層６０８を有する第１液晶表示素子とし、液晶表示素子６２０ｂ〜６２０ｎはカラーフィルタ層を有しない第２液晶表示素子である。そして最下層の第ｎの液晶表示素子６２０ｎの背面側には、光源１１５が配置される。
【０１７６】
図３５に、図３４に示した液晶表示部１１６ａを含む画像表示装置１００ａの構成を示す説明図である。画像処理部１０５は、タイミング制御部１１０、及び、演算ユニット１１８を有する。画像処理部１０５は、伝送経路１２０を介して受信した映像信号に演算ユニット１１８にて信号変換（画像処理）を施し、伝送経路１２３ａ〜１２３ｎを介して、液晶表示部１１６ａを構成する複数の液晶表示素子のそれぞれに、各液晶表示素子を駆動するための信号を伝送する。タイミング制御部１１０は、液晶表示部１１６ａに信号を出力するタイミングを制御し、各液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎで表示される画像を同期させる。
【０１７７】
伝送経路１２３ａ〜１２３ｎは第１の実施形態とおなじく画像処理部１０５から液晶表示部１１６ａへと各液晶表示素子を駆動するための信号を送信できればよく、システムの筐体構成に応じ、一般的なインターフェースを適用すればよい。例えば機器間の外部伝送であればＤＶＩなどのデジタル伝送やアナログＲＧＢ信号などのアナログ伝送でよく、筐体内部の伝送であればＬＶＤＳなどのシリアル伝送や、ＣＭＯＳなどのパラレル伝送信号などでよい。
【０１７８】
図３６は、図３５に示した画像表示装置１００ａを、液晶表示部１１６ａ内の液晶表示素子への電圧印加を実施するソースドライバ、ゲートドライバの制御を行う際に必要なソースドライバ、ゲートドライバの制御信号を生成するように構成した変形例を示す説明図である。この場合、画像処理部１０５は、タイミング制御部１１０、演算ユニット１１８、ローカルメモリ１０４に駆動制御部が追加される。
【０１７９】
図３５に戻って、画像処理部１０５は、前記第２液晶表示素子の各ドットに対し、各々のドットを基点とし、該基点ドットおよび、該基点ドットに隣接する所定の領域のドット群の中で、前記映像ソース部から入力される映像信号の相対透過率の最大値を抽出する処理に基づく画像を表示するための駆動信号を生成する。例えば、前述した本発明の第１実施形態に記載した第２液晶表示素子と同じ処理を、第２実施形態の（ｎ−１）枚の第２液晶表示素子に適用すればよい。
【０１８０】
本実施形態の場合、所定の領域は、例えば、最上層の液晶表示素子６２０ａの液晶層の位置から、最下層の液晶表示素子６２０ｎの液晶層の位置までの間の距離に応じた値としてもよく、また例えば、第１液晶表示素子の液晶層の位置から、各液晶表示素子の液晶層の位置までの間の距離に応じて、それぞれ別に設定しても良い。
【０１８１】
前記第１液晶表示パネルの各ドットに対しては、前記第２液晶表示パネルに表示する画像と、前記映像ソース部から入力される映像信号とに基づき生成した画像を表示するための駆動信号を生成する。
【０１８２】
例えば、前期第１液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像ソース部から入力される映像信号の相対透過率を相対透過率Ｔｘ（ｉ，ｊ）、前記（ｎ−１）枚の前記第２液晶表示素子に表示する個々の液晶表示素子に表示する相対透過率の積（以下合成相対透過率という）をＴ２’（ｉ，ｊ）とし、下式で第１表示素子に表示する相対透過率Ｔ１ｘ（ｉ，ｊ）を算出すればよい。
【０１８３】
【数２９】
2010113269.tif 000031
また、相対透過率の代わりに階調値を用いた処理の場合、前期第１液晶表示素子の各ドットに対し、前記映像ソース部から入力される映像信号の階調値を階調値Ｓｘ（ｉ，ｊ）、前記（ｎ−１）枚の第２液晶表示パネルに表示する階調値を、各々の階調分解能（２Ｎ−１）で除した値（以下相対階調値という）の積（以下合成相対階調値という）を｛Ｓ２（ｉ，ｊ）／（２Ｎ−１）｝’とし、以下の式で第１表示素子に表示する階調値Ｓ１ｘ（ｉ，ｊ）を算出すればよい。
【０１８４】
【数３０】
2010113269.tif 000032
本実施形態では、１つの画像処理ユニット１３０を、ｎ枚の液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎに対応させたが、複数の画像処理ユニットを対応させてもよい。
【０１８５】
液晶表示部１１６を観察する観察者は、第１液晶表示素子１１３と第２液晶表示素子１１４とを透過した光を観察するため、観察者が観察する画像の輝度（トータルの透過率）は、各液晶表示素子の透過率の積となる。第１表示素子画像演算部４０３は、第１液晶表示素子１１３が表示する画像を、入力された画像信号に対して、階調特性が変化しないように演算する。
【０１８６】
上記実施形態では、図３４に示すように、各液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎを、液晶表示パネル６１０ａ〜６１０ｎと、これを外側から挟み込む一対の偏光板６０１ａ〜６０１ｎ、６０７ａ〜６０７ｎとで構成したが、これを液晶表示パネル間に配置される偏光板を１枚としてもよい。図３７は、液晶表示パネル間に配置される偏光板を１枚とした第２の実施形態の変形例を示す説明図である。
【０１８７】
これにより、液晶表示パネル間で生じる、偏光板を２枚で透過することにより生じる２０％程度の透過率減少を生じさせないようにすることができ、光透過時の輝度を１／（０．８ｎ−１）倍程度にすることができ、さらに、液晶層間の厚みが減ることにより、視野角による位置ズレ量を低下させることが可能となり、演算処理に必要なラインメモリの容量を軽減することが可能となる。
【０１８８】
また、図３７に示すように、各液晶表示素子６２０ａ〜６２０ｎの液晶層６０４ａ〜６０４ｎを外側から挟み込む透明基板６０２ａ、６０６ｎに対して、液晶層６０４ａ〜６０４ｎに挟まれる透明基板６０２ｂ〜６０２ｎ、６０６ａ〜６０６（ｎ−１）を薄くする構成としても良い。
【０１８９】
このようにすることで、外側から挟み込む透明基板６０２ａおよび６０６ｎにより、積層された液晶表示素子の機械的強度を保ちつつ、液晶層間の厚みが減ることにより、視野角による位置ズレ量を低下させることが可能となり、演算処理に必要なラインメモリの容量を軽減することが可能となる。
【０１９０】
（実施形態の応用例）
図３８は、以上で説明した本発明の第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置を応用したテレビ放送受信装置１００１の構成を示す説明図である。テレビ放送受信装置１００１は、地上波デジタル放送を受信する地上波デジタル放送受信部１０１０、衛星デジタル放送衛星を受信する衛星デジタル放送受信部１０２０、地上波アナログ放送を受信する地上波アナログ放送受信部１０３０、外部入力を受け付ける外部入力処理部１０４０、表示する映像の種類を選択する切り替え制御部１０５０、各種設定を行う設定部１０６０、映像を表示する映像表示部１０７０、音声を出力する音声出力部１０８０を備える。映像処理部１０７０は、ここまでで説明した第１もしくは第２の実施形態に係る画像表示装置１００または１００ａを含む。
【０１９１】
地上波デジタル放送受信部１０１０は、テレビ放送受信装置１００１外部に設置された地上波デジタル放送受信用アンテナ１０１１からの出力信号に接続された地上波デジタルチューナ１０１２からの信号をＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）復調器１０１３によりデジタル映像信号とデジタル音声信号に変換し、このデジタル映像信号をＭＰＥＧ（Moving Picture Export Group）デコーダ１０１４で復元し、映像信号を生成し、切り替え制御部１０５０に入力する。
【０１９２】
衛星デジタル放送受信部１０２０は、テレビ放送受信装置１００１外部に設置された衛星デジタル放送受信用アンテナ１０２１に接続した衛星デジタルチューナ１０２２からの信号をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Sift Keying：四位相偏移変調）復調器１０２３によりデジタル映像信号とデジタル音声信号に変換し、このデジタル映像信号を地上波デジタル放送受信部１０１０と共通のＭＰＥＧデコーダ１０１４で復元し、映像信号を生成し、切り替え制御部１０５０に入力する。
【０１９３】
地上波アナログ放送受信部１０３０は、テレビ放送受信装置１００１外部に設置された地上波アナログ放送受信用アンテナ１０３１からの出力信号に接続した地上波アナログチューナ１０３２からの信号を復調器１０３３により映像信号と音声信号を分離し映像信号を生成し、切り替え制御部１０５０に入力する。
【０１９４】
外部入力処理部１０４０は、外部の映像ソースからの映像信号を入力するデジタル入力端子１０４１およびアナログ入力端子１０４２を備える。アナログ入力端子１０４２からの入力信号はＡ／Ｄコンバータ１０４３によってデジタル化され、切り替え制御部１０５０に入力される。デジタル入力端子１０４１からの入力信号はそのまま映像信号を切り替え制御部１０５０に入力される。
【０１９５】
切り替え制御部１０５０は、ユーザ設定部１０６１からの入力に基づいて、複数の映像ソースから入力される映像信号および音声信号を切り替え、それぞれを映像表示部１０７０および音声出力部１０８０に出力する。
【０１９６】
一方、設定部１０６０は、前述のユーザ設定部１０６１から入力されるユーザによる設定を受け付けて切り替え制御部１０５０およびその他の各部に反映させると同時に、ＯＳＤ（On Screen Display）制御部１０６２でそのユーザによる設定を補助するユーザ設定画像を構成し、これを映像表示部１０７０に出力する。
【０１９７】
映像表示部１０７０では、切り替え制御部１０５０から入力された映像信号を、フォーマット変換（ＩＰ変換、スケーラなど）し、さらに映像調整（明るさ、コントラスト、色調など）を行うとともに、これにＯＳＤ制御部１０６２から入力されたユーザ設定画像を合成して、画像表示装置１００または１００ａに入力して表示させる。
【０１９８】
音声出力部１０８０は、切り替え制御部１０５０から入力された音声信号に対して音声処理部１０８１でアナログ変換などの処理を行い、スピーカ１０８２で再生可能な音声信号に変換して増幅し、これをスピーカ１０８２に入力して再生させる。
【０１９９】
本発明に係る画像表示装置１００または１００ａを、テレビ放送受信装置１００１に適用することにより、高コントラストの映像表示を実現できる。なお、このテレビ放送受信装置１００１は、アナログ放送、地上波デジタル放送、衛星デジタル放送など、多様な放送信号を受信し映像を表示することが可能な例であるが、放送信号もしくは映像ソースの種類はこれらには限定されない。
【０２００】
また、上記の説明は放送受信機のブロック構成は一例に過ぎない。これ以外の構成でも、本発明に係る画像表示装置１００または１００ａが利用されている電子機器であれば、本発明の範囲に含まれる。また、テレビ放送受信装置だけでなく、たとえばコンピュータやデジタルカメラなど、他の用途に本発明に係る画像表示装置１００または１００ａを適用しても同様に、高コントラストの映像表示が実現可能であるという効果を得ることができる。
【０２０１】
これまで本発明について図面に示した特定の実施形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２０２】
本発明は、電子機器において液晶表示装置が適用されるほとんど全ての場面において適用可能である。特に、高いコントラスト比、広い視野角、および大画面や高画質が要求される場面において好適である。より具体的には、たとえばテレビ放送受信装置、画像診断装置の映像表示部、放送局などで用いるモニタ、映画を上映するような暗室で映像を提供する場所で用いる電子機器の画像表示部などにおいて好適である。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１で示した液晶表示部の、液晶表示素子部分の断面構造を示す説明図である。
【図３】図１で示した液晶表示部における主要部分を抽出して拡大した断面を示す説明図である。
【図４】図１に示す演算ユニットのさらに詳しい機能ブロックの構成を示す説明図である。
【図５】図４で示した領域内最大透過率抽出部による所定ドット領域及び重み係数についての処理の一例を示す説明図である。
【図６】図４で示した領域内最大透過率抽出部による所定ピクセル領域及び重み係数についての処理の一例を示す説明図である。
【図７】図６に示した所定ピクセル領域及び重み係数にて算出した、輝度変化の急峻な映像表示における領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）の例を示す説明図である。図７（ａ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル四方以下の大きさの点である場合、図７（ｂ）は、映像ソース部から入力された画像信号が、相対透過率０．５で１ピクセル四方以下の大きさの点である場合のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【図８】図７の続きである。図８（ｃ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で３ピクセル四方の大きさの点である場合、図８（ｄ）は、映像ソース部から入力された画像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の幅の直線である場合のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【図９】図７〜７の続きである。図９（ｅ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で、１ピクセル以下の大きさの点の集合である場合の映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大相対透過率と、領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）とを示す。
【図１０】数１０に示した領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）と、第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ２（ｉ，ｊ）との関係を示すグラフである。
【図１１】図４で示した演算ユニットによる処理の算出値および階調特性の一例を示すグラフである。図１１（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１１（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１１（ｃ）は図１１（ｂ）の低階調部分を拡大したものである。
【図１２】図４で示した演算ユニットによる処理で、低階調側で発生する誤差を改善した処理の算出値および階調特性の一例を示すグラフである。図１２（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１２（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１２（ｃ）は図１２（ｂ）の低階調部分を拡大したものである。
【図１３】図４で示した演算ユニットで、本実施形態の条件に属さない算出値および階調特性の算出の例を示すグラフである。図１３（ａ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１３（ｂ）は階調特性に対する相対輝度を示す。
【図１４】図４で示した演算ユニットによる処理の算出値および階調特性の別の例を示すグラフである。図１４（ａ）は、領域最大階調Ｓｍａｘ（ｉ，ｊ）に対する第１および第２表示素子に表示する階調Ｓ１およびＳ２を示す。図１４（ｂ）は、領域最大相対透過率Ｔｍａｘに対する第１および第２表示素子に表示する相対透過率Ｔ１およびＴ２を示す。図１４（ｃ）は階調特性に対する相対輝度を示し、また図１４（ｄ）は図１４（ｃ）の低階調部分を拡大したものである。
【図１５】（特許文献２などの）従来技術に係る領域の平均化処理の例を示すグラフである。
【図１６】図１５で示した従来技術に係る領域の平均化処理の例を示すグラフである。図１６（ａ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の大きさの点である場合、図１６（ｂ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で１ピクセル以下の大きさの点である場合の、映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大透過率および領域最大透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）をそれぞれ示す。
【図１７】図１６の続きである。図１７（ｃ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で３ピクセルの大きさの点である場合、図１７（ｄ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．９で１ピクセル以下の幅の直線である場合の、映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大透過率および領域最大透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）をそれぞれ示す。
【図１８】図１６〜１６の続きである。図１８（ｅ）は、映像ソース部から入力される映像信号が、相対透過率０．５で、１ピクセル以下の大きさの点の集合である場合の、映像ソース部から入力される映像信号のピクセル最大透過率および領域最大透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を示す。
【図１９】本実施形態に係る領域の最大値抽出処理と、従来技術に係る領域の平均化処理の各々について、入力される画像信号と出力される相対透過率の分布を示すグラフである。図１９（ａ）は入力信号、図１９（ｂ）は本実施形態に係る最大値抽出処理で出力される相対透過率、図１９（ｃ）は従来技術に係る領域の平均化処理で出力される相対透過率を各々示す。
【図２０】図３で示した液晶表示部１１６の主要部分を抽出した断面を示す説明図である。
【図２１】従来技術に係る平均化処理の、液晶表示装置の視認方向による表示の色度変化を示す説明図である。図２１（ａ）は正面からの観察者の認識する液晶表示素子の相対透過率分布、図２１（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２１（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布を各々示す。
【図２２】図２１の続きである。図２２（ａ）は斜めからの観察者の認識する第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２２（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２２（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布を各々示す。
【図２３】本実施形態に係る最大値抽出処理の、液晶表示装置の表示の色度変化を示す説明図である。図２３（ａ）は正面からの観察者の認識する第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２３（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２３（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布を各々示す。
【図２４】図２３の続きである。図２４（ａ）は斜めからの観察者の認識する第１液晶表示素子の相対透過率分布、図２４（ｂ）は第２液晶表示素子の相対透過率分布、図２４（ｃ）は液晶表示装置の輝度分布を各々示す。
【図２５】想定される視野角方向によって見積もった位置ズレ量ｒに合わせ、大きさを適宜変えたという第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【図２６】想定される視認方向が例えば上下方向に異なる場合に、それに合わせて位置ズレ量ｒのパタンを不均一な形状とした第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【図２７】重み係数の異なる領域を４段階に規定した第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【図２８】第１液晶表示素子のドットの大きさ単位で、第２液晶表示素子のドット単位の所定ドット領域により、ドット単位で領域最大相対透過率Ｔｍａｘ（ｉ，ｊ）を直接算出する第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【図２９】ＲＧＢ表色系以外の構成による第１表示素子画像演算部の色構成について示す説明図である。
【図３０】図２９で示した第１液晶表示素子の色構成に対応する、第２液晶表示素子の種々の変形を示す説明図である。
【図３１】複数の液晶表示素子の間に光拡散層を配置した、本実施形態の変形を示す説明図である。
【図３２】液晶表示部内の液晶表示素子への電圧印加を実施するソースドライバ、ゲートドライバの制御を行う際に必要なソースドライバ、ゲートドライバの制御信号を生成するようにした第１の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図３３】液晶表示素子の液晶層と、液晶表示素子の液晶層を外側から挟み込む透明基板に対して、液晶層に挟まれる透明基板を薄くする構成とした、第１の実施形態の変形を示す説明図である。
【図３４】本発明の第２の実施形態の液晶表示装置における液晶表示部の断面構造を示す説明図である。
【図３５】図３４に示した液晶表示部を含む画像表示装置の構成を示す説明図である。
【図３６】図３５に示した画像表示装置を、液晶表示部内の液晶表示素子への電圧印加を実施するソースドライバ、ゲートドライバの制御を行う際に必要なソースドライバ、ゲートドライバの制御信号を生成するように構成した変形例を示す説明図である。
【図３７】液晶表示パネル間に配置される偏光板を１枚とした第２の実施形態の変形例を示す説明図である。
【図３８】本発明の第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置を使用したテレビ放送受信装置の構成を示す説明図である。
【図３９】特許文献１に係る従来の液晶表示パネルの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【０２０４】
１００、１００ａ  画像表示装置
１０４  ローカルメモリ
１０５  画像処理部
１１０  タイミング制御部
１１１、１１２  液晶駆動回路
１１３  第１液晶表示素子
１１４  第２液晶表示素子
１１５  光源
１１６、１１６ａ  液晶表示部
１１７  映像ソース部
１１８  演算ユニット
１２０、１２１、１２２、１２３ａ、１２３ｎ  伝送経路
２０１、２０２、２０３、２０４  偏光板
２１１、２１２、２１３、２１４  透明基板
２５１  カラーフィルタ層
２２１、２２２、２２３、２２４  配向膜
２３１、２３２  液晶層
２６１  第１の液晶表示パネル
２６２  第２の液晶表示パネル
３１１、３１２  視点
３３１、３３２、３３３、３３４、３３５、３３６、３３７  視線
４０１  領域内最大透過率抽出部
４０２  第２表示素子画像演算部
４０３  第１表示素子画像演算部
５００  基点ピクセル
５０１  位置ズレ量ｒとなる領域
５０２  ピクセル領域
５０３、５０４  所定ピクセル領域
６０１ａ、６０１ｎ、６０７ａ、６０７ｎ  偏光板
６０２ａ、６０２ｎ、６０６ａ、６０６ｎ  透明基板
６０３ａ、６０３ｎ、６０５ａ、６０５ｎ  配向膜
６０４ａ、６０４ｎ  液晶層
６０８  カラーフィルタ層
６１０ａ、６１０ｎ  液晶表示パネル
６２０ａ、６２０ｎ  液晶表示素子
１００１  テレビ放送受信装置
【図１】
2010113269.tif 000033
【図２】
2010113269.tif 000034
【図３】
2010113269.tif 000035
【図４】
2010113269.tif 000036
【図５】
2010113269.tif 000037
【図６】
2010113269.tif 000038
【図７】
2010113269.tif 000039
【図８】
2010113269.tif 000040
【図９】
2010113269.tif 000041
【図１０】
2010113269.tif 000042
【図１１】
2010113269.tif 000043
【図１２】
2010113269.tif 000044
【図１３】
2010113269.tif 000045
【図１４】
2010113269.tif 000046
【図１５】
2010113269.tif 000047
【図１６】
2010113269.tif 000048
【図１７】
2010113269.tif 000049
【図１８】
2010113269.tif 000050
【図１９】
2010113269.tif 000051
【図２０】
2010113269.tif 000052
【図２１】
2010113269.tif 000053
【図２２】
2010113269.tif 000054
【図２３】
2010113269.tif 000055
【図２４】
2010113269.tif 000056
【図２５】
2010113269.tif 000057
【図２６】
2010113269.tif 000058
【図２７】
2010113269.tif 000059
【図２８】
2010113269.tif 000060
【図２９】
2010113269.tif 000061
【図３０】
2010113269.tif 000062
【図３１】
2010113269.tif 000063
【図３２】
2010113269.tif 000064
【図３３】
2010113269.tif 000065
【図３４】
2010113269.tif 000066
【図３５】
2010113269.tif 000067
【図３６】
2010113269.tif 000068
【図３７】
2010113269.tif 000069
【図３８】
2010113269.tif 000070
【図３９】
2010113269.tif 000071