(57)【要約】【課題】    液晶パネルの各画素が有している固有の応答特性に関わらず、良好な品質の画像を表示できる画像表示装置を提供すること。【解決手段】静的応答特性に基づいて決定されるガンマ係数γ１，γ２と、時間応答特性に基づいて決定される時定数τ１，τ２とを画像信号の補正パラメータとするとともに、これらの補正パラメータのセットを例えば２５５のグループに分類し、グルーピングされた補正パラメータとグループ番号とを互いに関連付けした係数テーブルＴＢＬ１を用意しておく。一方、液晶パネルの画素毎の応答特性を調べておき、各画素をいずれのグループ番号の補正パラメータで補正すべきかがわかる画素テーブルＴＢＬ２を用意しておく。そして、これらのテーブルＴＢＬ１，ＴＢＬ２を参照し、画像信号を液晶パネルの画素毎に予め補正し、補正された画像信号に基づいて生成された駆動信号で各画素を駆動する。【選択図】  図３
2006162728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルを用いて画像を表示する画像表示装置において、
前記液晶パネルの画素毎の印加電圧に対する応答特性に関連した補正パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
このパラメータ記憶部に記憶された補正パラメータを読み出すパラメータ読出部とを備え、
読み出された補正パラメータで補正される画像信号に基づいて前記液晶パネルが駆動される
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
光源からの光を画像のフレーム周期内の所定の時間にのみ画素に対して透過させる光透過手段を備えている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置において、
前記光源は固体光源であり、前記光透過手段は、当該固体光源を周期的に点滅させる駆動回路である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置において、
前記光源は気体発光光源であり、前記光透過手段は、当該気体発光光源からの光を周期的に遮光する遮光手段である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正するデータ変換部と、
補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力するデータ出力部とを備えている
ことを特徴とする画像信号変換装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像信号変換装置において、
前記画像表示装置に設けられた前記光透過手段に対する制御信号を生成する制御信号生成部を備えている
ことを特徴とする画像信号変換装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の画像信号変換装置は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正する手順と、
補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力する手順とを実行する
ことを特徴とする画像信号変換方法。
【請求項８】
請求項７に記載の画像信号変換方法において、
前記補正パラメータを複数にグルーピングしておくとともに、グループおよび補正パラメータを関連付けた係数テーブルと、各画素およびグループを関連付けした画素テーブルとを用意しておき、
前記画像信号変換装置は、各画素に対応したグループを画素テーブルから判定し、判定したグループに対応する補正パラメータを係数テーブルから選択し、選択された補正パラメータで画像信号を補正する
ことを特徴とする画像信号変換方法。
【請求項９】
コンピュータを用いて構成された請求項５または請求項６に記載の画像信号変換装置に対し、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正する手順と、
補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力する手順とを実行させる
ことを特徴とする画像信号変換プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像信号変換プログラムが記憶されている
ことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルを用いて静止画像や動画像を表示する画像表示装置、画像信号変換装置、画像信号変換方法、画像信号変換プログラム、およびそのプログラムを記憶した記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶パネルを用いた画像表示装置は、パーソナルコンピュータのディスプレイとして、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）に変わって主流であるだけでなく、テレビの表示装置や投写型表示装置（液晶プロジェクタ）としても利用されている。
画像表示装置が階調を表示する原理は、各画素に印可する電圧レベルに応じた光の透過率の変化を利用したものであるが、この印加電圧に対して実際に光の透過率が変化する応答速度が遅いため、特に動画を表示する際には、「尾引き」や「ボケ」といった画質の劣化が起こる。
【０００３】
例えば、米国や日本などで通常使われているＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）のアナログテレビジョン方式のカラーの規格では、毎秒29.97枚のフレームを表示しなければならない。すなわち１フレームの表示時間が約33msecということである。ところが典型的なアクティブマトリックス型の液晶パネルにおいては、通常の応答時間は20〜30msecかかってしまうことが知られており、単純に液晶パネルの各画素に対して、表示したいタイミングで駆動信号（電圧）を与えれば目的の透過率が得られるわけではない。
【０００４】
このような応答特性による動画像の表示品質の劣化を防ぐ方法として、液晶材料が一般に有する「印加電圧の変化の度合いが大きいほど応答速度も大きくなる」という性質を利用することが提案されている（特許文献１〜３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１７４１８６号公報
【特許文献２】特開２００１−３３１１５４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４６１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法は、印可する電圧と応答時間とを関係付ける数式に基づいて透過率の変動曲線を予め求めるとともに、この変動曲線をデータテーブルに格納しておき、補正器でこの変動曲線から得られる補正値を参照することによって、要求される透過率に対応できるように電圧を補正するものである。
しかし、この方法では、複数フィールド（連続する３フィールド以上）より透過率の変動曲線を予測し、この予測に基づいて補正を行うため、予測に必要な複数フィールド分の変動曲線を画素毎に全てテーブルで保持して持つことになる。従って、精密な制御をするためにはＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段が多量に必要となる。また、様々な補正パターンに対応したい場合、それだけのテーブルを用意する必要がある。
【０００７】
特許文献２の方法は、上記の問題を解決するために提案されたものであり、１フィールド前の映像信号との差分から補正量を選択して加算または乗算する、という方法である。  しかし、この方法では、１フィールド分の情報しか用いないため、場合によってはノイズのような悪影響があったり、十分な補正効果が得られなかったりと、画像劣化を確実に防止できない場合があった。
【０００８】
特許文献３では、特許文献２の欠点を改善する提案がなされているが、これも、現在の映像信号と１フィールド前の映像信号のみを用いた補正を行うものであり、原理的に十分な補正効果が得られないことがあった。
【０００９】
また、実際の液晶パネルにおいては、画素毎に静的な応答特性の差や、時間応答特性（立ち上がり特性、立ち下がり特性、リーク特性）の差が存在するため、これにより同じ映像信号を与えても、得られる結果においては、各液晶パネル特有の「むら」等の品質劣化が生じることがある。
【００１０】
本発明の目的は、液晶パネルの各画素が有している固有の応答特性に関わらず、良好な品質の画像を表示できる画像表示装置、画像信号変換装置、画像信号変換方法、画像信号変換プログラム、およびそのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の画像表示装置は、液晶パネルを用いて画像（含む静止画像および動画像）を表示する画像表示装置において、前記液晶パネルの画素毎の印加電圧に対する応答特性に関連した補正パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、このパラメータ記憶部に記憶された補正パラメータを読み出すパラメータ読出部とを備え、読み出された補正パラメータで補正される画像信号に基づいて前記液晶パネルが駆動されることを特徴とする。
ここで、応答特性としては、印加電圧に対する透過率の大きさを表す静的応答特性、印加電圧に対する透過率の立ち上がり特性、立ち下がり特性、および所定の電圧を印可し続けた場合の光のリーク特性などであり、これらのうちの立ち上がり特性、立ち下がり特性、およびリーク特性は時間応答特性と称される。
この発明によれば、応答特性に関連した補正パラメータにより、画像信号が液晶パネルの画素毎に最適となるように緻密に補正されるため、従来にも増して良好な画像品質を実現できる。
【００１２】
本発明の画像表示装置では、光源からの光を画像のフレーム周期内の所定の時間にのみ画素に対して透過させる光透過手段を備えていることが望ましい。
このような本発明では、フレーム周期中は常に光を透過させている訳ではないので、各画素での光のリークを生じにくくできる。このため、リーク特性に関連した補正パラメータを不要にでき、画像信号の補正をより容易にできるうえ、補正パラメータを記憶しておくメモリー容量をより小さくできる。
【００１３】
本発明の画像表示装置において、前記光源は固体光源であり、前記光透過手段は、当該固体光源を周期的に点滅させる駆動回路であるか、または、前記光源は気体発光光源であり、前記光透過手段は、当該気体発光光源からの光を周期的に遮光する遮光手段であることが望ましく、このような構成により、液晶パネルに対してフレーム周期の所定の時間にのみ光を確実に透過させることができる。
なお、本発明において、固体光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が好適に用いられ、気体発光光源としては、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ等が好適に用いられる。
また、遮光手段としては、円板状回転体の円周上に等周間隔で複数の透過スリットを設けた回転遮光板や、互いの格子軸を一致させたり所定の角度で交差させたりして重ねられる複数の偏光板が好適に用いられる。
【００１４】
本発明の画像信号変換装置は、前述の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正するデータ変換部と、補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力するデータ出力部とを備えていることを特徴とする。
このような本発明では、画像信号の補正を画像信号変換装置で行うとともに、補正後の画像信号により画像表示装置での画像表示を行うことができ、良好な品質で画像を表示できる。
【００１５】
本発明の画像信号変換装置では、前述した光透過手段に対する制御信号を生成する制御信号生成部を備えていることが望ましい。
このような本発明では、制御信号生成部が画像表示装置側ではなく、データ変換部と同様に画像信号変換装置側に設けられているので、高品質画像を実現するための信号生成機能を画像信号表示装置に集約でき、回路設計等を容易にできる。
【００１６】
本発明の画像信号変換方法において、画像信号変換装置は、前述の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正する手順と、補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力する手順とを実行することを特徴とする。
このような本発明でも、前述した画像信号変換装置と同様に、良好な品質で画像を表示できる。
【００１７】
本発明の画像信号変換方法では、前記補正パラメータを複数にグルーピングしておくとともに、グループおよび補正パラメータを関連付けた係数テーブルと、各画素およびグループを関連付けした画素テーブルとを用意しておき、前記画像信号変換装置は、各画素に対応したグループを画素テーブルから判定し、判定したグループに対応する補正パラメータを係数テーブルから選択し、選択された補正パラメータで画像信号を補正することを特徴とする。
このような本発明では、補正パラメータが複数にグルーピングされているので、画素毎に固有の補正パラメータを設定する必要がなく、補正パラメータを記憶しておくメモリー容量を確実に小さくできる。
なお、補正パラメータのグループ化は、クラスタ分析あるいは主成分分析等の手法を用いて実現可能である。
【００１８】
本発明の画像信号変換プログラムは、コンピュータを用いて構成された画像信号変換装置に対し、前述の画像表示装置から取得した画素毎の補正パラメータに基づいて画像信号を補正する手順と、補正後の画像信号を前記画像表示装置に出力する手順とを実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の画像信号を補正するためのプログラムを記憶した記憶媒体は、前述の画像信号変換プログラムが記憶されていることを特徴としており、記憶媒体としては、ＲＯＭやハードディスク等任意のものを採用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第２実施形態において、次説する第１実施形態と同一または同一機能を有する構成には同じ符号を付し、第２実施形態でのそれらの説明を省略または簡略化する。
【００２１】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置としての液晶プロジェクタ１の概略構成を示すブロック図である。図２は、液晶プロジェクタ１の要部を模式的に示す平面図である。
【００２２】
図１、図２において、液晶プロジェクタ１は、固体光源としてのＬＥＤ２（２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ）から射出される光束を静止画像あるいは動画像の画像信号に応じて変調して光学像を形成し、形成した光学像をスクリーン１００上に拡大投射するものであり、３つの偏光変換装置３（３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）と、３つの電気光学装置４（４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５と、投射レンズ６と、駆動装置７とを備えた３板式である。
【００２３】
ＬＥＤ２は、光透過手段としてのＬＥＤ駆動回路２１によって駆動されることで、点灯および消灯を繰り返す間欠点灯を実施し、偏光変換装置３に向けて光束を射出する。ＬＥＤ２Ｒからは赤色光が、ＬＥＤ２Ｇからは緑色光が、ＬＥＤ２Ｂからは青色光がそれぞれ射出される。このようなＬＥＤ２は、Ｓｉ基板上に複数配列された固体発光素子であるＬＥＤ素子によって構成されている。ＬＥＤ駆動回路２１は、後述する画像信号変換装置１０からの光透過用制御信号に基づいてＬＥＤ素子に駆動電圧を印加する。
【００２４】
偏光変換装置３は、ＬＥＤ２から射出される各色光に応じた３つの偏光変換装置３Ｒ，３Ｇ，３Ｂで構成され、ＬＥＤ２から射出された各色光の偏光方向を略一方向の直線偏光に揃える。本実施形態では、偏光変換装置３Ｒ，３ＢはＬＥＤ２ＲおよびＬＥＤ２Ｂから射出される赤色、青色光をＰ偏光光束に揃えて射出し、偏光変換装置３ＧはＬＥＤ２Ｇから射出される緑色光をＳ偏光光束に揃えて射出する。
【００２５】
電気光学装置４は、偏光変換装置３Ｒ，３Ｇ，３Ｂから射出される各色光に応じた３つの電気光学装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂで構成され、後述する駆動装置７による制御駆動の下、入力する画像信号に担持された階調データに応じて偏光変換装置３Ｒ，３Ｇ，３Ｂから射出された光束の光透過率を変化させ、入射した色光を変調して光学像を形成する。このような電気光学装置４は、３つの入射側偏光板４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと、３つの液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂと、３つの射出側偏光板４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂとを備える。
【００２６】
電気光学装置４のうち、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂは、具体的な図示は省略するが、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入した構成であり、駆動装置７から与えられた駆動信号に従って液晶の配向状態すなわち透過率が画素毎に制御され、入射側偏光板４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂから射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
【００２７】
クロスダイクロイックプリズム５は、各電気光学装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからの色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５は、４つの直角プリズム５１を貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム５１同士を貼り合わせた界面には、誘電体多層膜５２Ａ，５２Ｂが形成されている。
【００２８】
投射レンズ６は、クロスダイクロイックプリズム５にて形成したカラー画像をスクリーン１００上に拡大投射するものであり、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成され、鏡筒内に収納されている。
【００２９】
駆動装置７は、前記液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに駆動信号を印加するように構成されており、画像信号および光透過用制御信号からなる表示信号を所定のインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１Ａを介して受信する表示信号受信部７１と、表示信号中の画像信号に基づいた駆動信号を生成して液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに出力するとともに、表示信号から得られる光透過用制御信号をＬＥＤ駆動回路２１に出力する表示制御部７２とを備えている。
【００３０】
ところで、本実施形態の液晶プロジェクタ１に入力される画像信号は、画像信号変換装置１０によって補正された画像信号である。この補正は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画素毎の応答特性を考慮した補正パラメータを用いて行われるものであり、補正された画像信号に基づいて液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの各画素駆動用の駆動信号を生成することにより、各画素を最適な駆動信号で駆動することができ、画像ムラの少ない高品質な表示画像を実現できるのである。
【００３１】
各画素の応答特性とは、本実施形態では、駆動信号の印加電圧に対する透過率の大きさを表す静的応答特性、および印加電圧に対する時間応答特性（立ち上がり特性および立ち下がり特性）のことである。ＬＥＤ２から間欠的に光が射出される本実施形態では、１フレーム周期内での所定の時間のみ画素に対して光が透過しているため、透過している時間が短い。従って、１フレーム周期内においては、光がリークする心配がなく、リーク特性を考慮する必要がない。
【００３２】
図３に示すように、静的応答特性に基づいて決定される補正パラメータとしては、２種類のガンマ係数γ１，γ２であり、時間応答特性に基づいて決定される補正パラメータとしては、２種類の時定数τ１，τ２である。それぞれ２種類の補正パラメータが用いられるのは、画素の駆動信号が低電圧領域のパルス信号と高電圧領域のパルス信号からなっており、これに対応するためである。ガンマ係数γ１，γ２および時定数τ１，τ２には強い相関があるので、これらをクラスタ分析もしくは主成分分析し、分析した結果、代表的なパラメータセットが例えば２５５種類選択されてグルーピングされている。グルーピングされた補正パラメータの時定数τ１，τ２およびガンマ係数γ１，γ２には、１〜２５５のグループ番号が付与され、互いに関連付けされて係数テーブルＴＢＬ１内に記述されている。
【００３３】
一方、各画素の時間応答特性および静的応答特性は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの製造工程中に所定の方法により取得されるのであり、これらの応答特性に基づいた最適な補正パラメータが画素毎に決定される。そして、図３に示すように、各画素と補正パラメータのグループ番号とを関連付けした画素テーブルＴＢＬ２が用意される。図３に示す画素テーブルＴＢＬ２によれば、例えば（ｘ，ｙ）＝（１，５）の画素では、その応答特性に基づいてグループ番号の「１」が付与されており、係数テーブルＴＢＬ１を参照すれば、τ１＝０．２１、τ２＝０．２７、γ１＝２．０５、γ２＝２．２３の値の補正パラメータを得ることができ、この補正パラメータで（１，５）の画素用の画像信号が補正されることになる。
【００３４】
なお、例えばＸＧＡ（Extended Graphics Array）の液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂであれば、約８０万の画素を備えているが、画素毎にそれぞれの応答特性に応じた固有の補正パラメータを持たせることは、膨大なメモリーが必要となって実用的でないため、本実施形態では、補正パラメータを１〜２２５のグループに分類するとともに、画素とそのグループ番号とを対応させることにし、少ないメモリーで対応できるようにしている。また、さらにメモリー利用効率を高めるため、例えばランレングス符号化やハフマン符号化等の可逆圧縮手法を用いて、このテーブルＴＢＬ２を圧縮した形で保持してもよい。一般に液晶パネルを構成する画素の特性は、画素位置が近ければ類似する傾向が強い。従って効率よく圧縮可能である場合が多い。
【００３５】
以上のような画素テーブルＴＢＬ２は、本実施形態の液晶プロジェクタ１に特有のテーブルであり、多くの液晶プロジェクタに普遍的な係数テーブルＴＢＬ１と共にパラメータ記憶部４４に記憶されている。そして、液晶プロジェクタ１は、これらのテーブルＴＢＬ１，ＴＢＬ２を工場出荷当時から保有しているのである。また、これらのテーブルＴＢＬ１，ＴＢＬ２に記述された画素毎のグループ番号および補正パラメータは、画像信号変換装置１０からの指令により、パラメータ読出部４５で読み出され、インターフェイス１Ｂを介して画像信号変換装置１０に出力される。
【００３６】
以下には、図４のブロック図を参照し、画像信号変換装置１０について詳説する。
画像信号変換装置１０は、パーソナルコンピュータやＡＶ（Audio Visual）機器などの外部装置から入力された画像信号を、液晶プロジェクタ１から取得した補正パラメータを用いて当該液晶プロジェクタ１用に補正し、この補正された画像信号を液晶プロジェクタ１に出力するように構成されている。
【００３７】
具体的に画像信号変換装置１０は、外部装置からの画像信号をインターフェイス１０Ａを介して入力するデータ入力部１１を備えており、入力された画像信号は、複号化部１２によりフレーム周期単位で分割され、複号データ記憶部１３に画像バッファとして記憶される。また、画像信号変換装置１０には、マイクロコンピュータ等を用いて構築される演算処理部１４と、液晶プロジェクタ１からインターフェイス１０Ｂを介して画素毎のグループ番号および補正パラメータを受信するパラメータ受信部１５と、受信したグループ番号や補正パラメータを前述の係数テーブルＴＢＬ１および画素テーブルＴＢＬ２の形態で記憶するパラメータ記憶部１６とが設けられている。これらのうち、演算処理部１４は、データ変換部１４１と、制御信号生成部１４２とを備えて構成されている。
【００３８】
データ変換部１４１は、複号データ記憶部１３から読み出された画像信号のデータを、パラメータ記憶部１６内の補正パラメータにより補正し、補正後の画像信号を生成する。
制御信号生成部１４２は、液晶プロジェクタ１のＬＥＤ２（図１）を間欠点灯させるための光透過用制御信号を、補正された画像信号に同期させて生成する機能を有している。
これら補正後の画像信号および光透過用制御信号は、表示信号として一旦表示信号記憶部１７に記憶された後、データ出力部としての表示信号出力部１８からインターフェイス１０Ｃを介して液晶プロジェクタ１へ出力される。
【００３９】
図５には、画像信号の補正手順がフローチャートとして簡略化して示されている。このような補正は、演算処理部１４のデータ変換部１４１で処理される画像信号変換プログラムによって実行される。画像信号変換プログラムは、記憶媒体としての例えばＲＯＭ等に記憶されている。
【００４０】
図５において、データ変換部１４１は、画像信号変換プログラムにより、画像信号の入力に先立って液晶プロジェクタ１から画素毎のグループ番号および補正パラメータを受信して取得し（ＳＴ１）、パラメータ記憶部１６に係数テーブルＴＢＬ１および画素テーブルＴＢＬ２として記憶する（ＳＴ２）。前述のようにテーブルＴＢＬ２が可逆圧縮されている場合は、このＴＢＬ２を取得する際に伸張処理を行った上でその結果を記憶する。
【００４１】
次いで、データ変換部１４１は、入力された１フレーム分の画像信号を取得した後（ＳＴ３）、画素毎のグループ番号を画素テーブルＴＢＬ２から判定するとともに（ＳＴ４）、グループ番号に基づいて画素毎の補正パラメータを係数テーブルＴＢＬ１から選択し（ＳＴ５）、この補正パラメータに基づいて画像信号を画素毎に補正する（ＳＴ６）。そして、補正された画像信号を光透過用制御信号と共に表示信号として液晶プロジェクタ１へ出力する（ＳＴ７）。以上の処理をフレーム毎に行う。
【００４２】
そして、液晶プロジェクタ１側では、補正された画像信号に基づいて駆動装置７が駆動信号を生成し、各画素を駆動する。この際、例えば応答特性の悪い画素に対しては大きな電圧レベルの駆動信号が印加されるなど、画素毎に供給される駆動信号は、各画素の応答特性が考慮された最適な波形を有することになるため、１フレーム周期内での輝度平均が全ての画素で望ましい値になり、同じ階調を表示させる駆動信号で全画素を駆動させても、一部の画素が暗すぎたり、明るすぎたりたりせず、ムラのない高品質な画像を表示させることができる。
【００４３】
なお、以上に説明した液晶プロジェクタ１においては、画像信号変換装置１０が接続されていない状態では、外部装置から直接画像信号を取り込むことができる。このような場合では、画像のムラを十分に解消することはできないが、液晶プロジェクタ１を従来程度の画像品質を有したものとして利用できる。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図６は、本発明の第２実施形態に係る画像表示装置としての液晶プロジェクタ１の概略構成を示すブロック図である。図７は、液晶プロジェクタ１の要部を模式的に示す平面図である。
本実施形態での液晶プロジェクタ１では、光源としては、気体発光光源であるメタルハライドランプ８１１が用いられ、光透過手段としては、メタルハライドランプ８１１から射出される光を周期的に遮光する遮光手段９が用いられている。これらの点で、第１実施形態とは構成が大きく異なる。
【００４５】
気体発光光源としては、メタルハライドランプ８１１の他、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ等であってもよい。
また、遮光手段９としては、円板状回転体の円周上に等周間隔で複数の透過スリットを設けた回転遮光板や、互いの格子軸を一致させたり所定の角度で交差させたりして重ねられる複数の偏光板を採用できる。
これらのメタルハライドランプ８１１や遮光手段９は、具体的には、図６に示す光学ユニット８内に収容されている。以下には、光学ユニット８の他の構成について詳細に説明する。
【００４６】
光学ユニット８は、インテグレータ照明光学系８１と、色分離光学系８２と、リレー光学系８３とを備える。
【００４７】
インテグレータ照明光学系８１は、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの画像形成領域を略均一に照明するための光学系である。このインテグレータ照明光学系８１は、前述のメタルハライドランプ８１１と、前述の遮光手段９と、第１レンズアレイ８１２と、第２レンズアレイ８１３と、偏光変換素子８１４と、重畳レンズ８１５とを備える。遮光手段９の配置位置は、重畳レンズ８１５の後段側であってもよく、遮光手段９の具体的な構成に応じて適宜に決められてよい。
【００４８】
第１レンズアレイ８１２は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、メタルハライドランプ８１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ８１３は、第１レンズアレイ８１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ８１３は、重畳レンズ８１５とともに、第１レンズアレイ８１２の各小レンズの像を液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ上に結像させる機能を有している。
偏光変換素子８１４は、第２レンズアレイ８１３と重畳レンズ８１５との間に配置され、第２レンズアレイ８１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
【００４９】
色分離光学系４２は、２枚のダイクロイックミラー８２１，８２２と、反射ミラー８２３とを備え、ダイクロイックミラー８２１，８２２によりインテグレータ照明光学系８１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
【００５０】
リレー光学系８３は、入射側レンズ８３１、リレーレンズ８３３、および反射ミラー８３２，８３４を備え、色分離光学系８２で分離された赤色光を液晶パネル４２Ｒまで導く機能を有している。
【００５１】
以上のような光学ユニット８によれば、ダイクロイックミラー８２１では、インテグレータ照明光学系８１から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー８２１によって反射した青色光は、反射ミラー８２３で反射し、フィールドレンズ８１８を通って液晶パネル４２Ｂに達する。このフィールドレンズ８１８は、第２レンズアレイ８１３から射出された各部分光側をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ８１８も同様である。
【００５２】
ダイクロイックミラー８２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー８２２によって反射し、フィールドレンズ８１８を通って液晶パネル４２Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー８２２を透過してリレー光学系８３を通り、さらにフィールドレンズ８１８を通って液晶パネル４２Ｒに達する。
【００５３】
そして、本実施形態において、駆動装置７の表示制御部７２からは遮光手段９を駆動制御するための光透過用制御信号が出力されるようになっている。この制御信号により、フレーム周期内において所定の光透過タイミングで遮光手段９から光が射出され、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂに間欠的かつ周期的に照射されるようになっている。この際、制御信号は、第１実施形態と同様に、液晶プロジェクタ１に接続される画像信号変換装置１０（図４）の制御信号生成部１４２で生成され、表示制御部７２を介して出力される。  液晶プロジェクタ１の他の構成は第１実施形態と同じであるため、ここでの説明を省略する。また、このような液晶プロジェクタ１に対して、第１実施形態で説明した画像信号変換装置１０を接続すれば、この画像信号変換装置１０で補正された画像信号に基づいて液晶プロジェクタ１による画像表示を行うことができ、第１実施形態と同様に本発明の目的を達成できる。
【００５４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの各画素を透過する光は間欠光とされ、フレーム周期内の所定の時間のみ透過する構成であったが、フレーム周期内の全期間で光を透過させた場合でも本発明に含まれる。ただし、このような場合には、フレーム周期内で光がリークする可能性があるため、光のリーク特性を考慮した補正パラメータを追加し、画像信号をより緻密に補正することが望ましい。
【００５５】
前記第各実施形態において、ＬＥＤ駆動回路２１や遮光手段９への光透過用制御信号は、画像信号変換装置１０に設けられた制御信号生成部１４２によって生成されていたが、このような制御信号生成部を液晶プロジェクタ等の画像表示装置側に設けてもよい。
【００５６】
また、前記各実施形態では、ＬＥＤ２やメタルハライドランプ８１１から射出する光が、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの全域に照射される構造であったが、ポリゴンミラー等を用いることで、液晶パネル４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの所定の領域で光を透過させ、ポリゴンミラーの回転によってその透過領域を移動させることにより、照射面の全域にわたる走査を行い、１フレームの画像表示を行ってもよい。
【００５７】
前記各実施形態では、液晶プロジェクタ１および画像信号変換装置１０は、それぞれ別の装置として構成されていたが、本発明の画像信号変換装置が液晶プロジェクタ等の画像表示装置内に組み込まれていても勿論よい。
【００５８】
前記各実施形態の画像表示装置としては、画像をスクリーン１００に投写する投写型表示装置である液晶プロジェクタ１について説明したが、本発明の画像表示装置としては、いわゆる液晶リアプロジェクタであってもよく、また、投写型ではなく、バックライトを備えた液晶ディスプレイなど、直視型であってもよい。
【００５９】
前記各実施形態では、３板式の液晶プロジェクタ１について説明したが、本発明は単板式の液晶プロジェクタにも適用できる。
また、本発明に係る液晶パネルは、各実施形態で説明したような透過型として用いられる他、反射型として用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、液晶パネルを用いた画像表示装置、および液晶パネルの駆動方法であって、例えば、各種の液晶プロジェクタや、バックライトを備えた直視型の液晶ディスプレイなどに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態の画像表示装置の要部を模式的に示す平面図。
【図３】係数テーブルおよび画素テーブルを示す図。
【図４】第１実施形態の画像信号変換装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】画像信号の補正手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】第２実施形態の画像表示装置の要部を模式的に示す平面図。
【符号の説明】
【００６２】
１…画像表示装置、２，２Ｒ，２Ｇ，２Ｂ…光源である固体光源としてのＬＥＤ、９…光透過手段である遮光手段、１８…データ出力部である表示信号出力部、２１…光透過手段であるＬＥＤ駆動回路、４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂ…液晶パネル、４４…パラメータ記憶部、４５…パラメータ読出部、１４１…データ変換部、１４２…制御信号生成部、８１１…光源である気体発光光源としてのメタルハライドランプ、ＴＢＬ１…係数テーブル、ＴＢＬ２…画素テーブル、γ１，γ２…補正パラメータであるガンマ係数、τ１，τ２…補正パラメータである時定数。
【図１】
2006162728.tif 000003
【図２】
2006162728.tif 000004
【図３】
2006162728.tif 000005
【図４】
2006162728.tif 000006
【図５】
2006162728.tif 000007
【図６】
2006162728.tif 000008
【図７】
2006162728.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月7日(2005.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の画像信号変換装置では、前述した光透過手段に対する制御信号を生成する制御信号生成部を備えていることが望ましい。
このような本発明では、制御信号生成部が画像表示装置側ではなく、データ変換部と同様に画像信号変換装置側に設けられているので、高品質画像を実現するための信号生成機能を画像信号変換装置に集約でき、回路設計等を容易にできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
色分離光学系８２は、２枚のダイクロイックミラー８２１，８２２と、反射ミラー８２３とを備え、ダイクロイックミラー８２１，８２２によりインテグレータ照明光学系８１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。