(57)【要約】【課題】表示画像の暗い部分に輝点画素が存在する場合に、その輝点画素を目立たなくする。【解決手段】液晶表示装置１００は、入力画像信号に応じて各画素が駆動される第１の液晶表示素子３０３と、第１の液晶表示素子に対して重ね合わせられる第２の液晶表示素子３０４と、第１の液晶表示素子のうち輝点画素となっている第１の画素の位置を記憶する記憶手段２０２と、第２の液晶表示素子のうち記憶手段に位置が記憶された第１の画素に重なる第２の画素を、入力画像信号に応じた第１の画素の駆動条件から得られる補正駆動条件により駆動する補正制御手段２０３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号に応じて各画素が駆動される第１の液晶表示素子と、
前記第１の液晶表示素子に対して重ね合わせられる第２の液晶表示素子と、
前記第１の液晶表示素子のうち輝点画素となっている第１の画素の位置を記憶する記憶手段と、
前記第２の液晶表示素子のうち前記記憶部に前記位置が記憶された前記第１の画素に重なる第２の画素を、前記入力画像信号に応じた前記第１の画素の駆動条件から得られる補正駆動条件により駆動する補正制御手段とを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記補正制御手段は、前記第１の画素の駆動条件と同じまたは異なる前記補正駆動条件により前記第２の画素を駆動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】
該液晶表示素子は、前記第１の液晶表示素子により変調された光を被投射面に投射する画像投射装置であり、
前記被投射面に投射された画像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの出力を用いて該画像中の輝点を検出する検出手段とを有し、
前記記憶部は、該検出手段により検出された前記輝点に対応する前記第１の画素の位置を記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記第１の画素の位置の記憶を更新することが可能であり、
前記補正制御手段は、前記第２の液晶表示素子のうち前記記憶部における記憶が更新された後の前記第１の画素に重なる前記第２の画素を前記補正駆動条件により駆動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
第１の液晶表示素子と、該第１の液晶表示素子に対して重ね合わせられる第２の液晶表示素子とを有する液晶表示装置のコンピュータを動作させる制御プログラムであって、
該コンピュータに、
入力画像信号に応じて第１の液晶表示素子の各画素を駆動させ、
前記第１の液晶表示素子のうち輝点画素となっている第１の画素の位置を記憶させ、
前記第２の液晶表示素子のうち前記位置が記憶された前記第１の画素に重なる第２の画素を、前記入力画像信号に応じた前記第１の画素の駆動条件から得られる補正駆動条件により駆動させることを特徴とする液晶表示装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子を用いて画像を表示する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような液晶表示装置では、液晶表示素子の各画素に設けられたスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）や配線パターンに欠陥が生じると、その画像は欠陥画素として常時点灯する輝点画素や常時消灯する滅点画素になる。このうち、特に、滅点画素よりも鑑賞者に対して目立ち易い輝点画素に対する対策が求められている。特許文献１には、液晶表示素子の欠陥画素（輝点画素や滅点画素）に隣接する画素の輝度を変化させることで、欠陥画素を目立たなくさせる方法が開示されている。
【０００３】
一方、特許文献２には、欠陥画素に対する対策ではないが、表示画像のコントラストを向上させるために、２枚以上の液晶表示素子を重ね合わせて用いる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０９２４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示された方法では、表示させる画像中の暗い部分に輝点画素が存在すると、その輝点画素に隣接する画素の輝度を変化させても輝点画素が目立つことを回避できない。
【０００６】
また、特許文献２にて開示された方法では、いずれかの液晶表示素子に輝点画素が存在すると、この画素部分のコントラストを向上させることが困難になる。このため、輝点画素対策が必要である。
【０００７】
本発明は、表示画像の暗い部分に輝点画素が存在する場合でも、その輝点画素を目立たなくすることができるようにした液晶表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての液晶表示装置は、入力画像信号に応じて各画素が駆動される第１の液晶表示素子と、第１の液晶表示素子に対して重ね合わせられる第２の液晶表示素子と、第１の液晶表示素子のうち輝点画素となっている第１の画素の位置を記憶する記憶手段と、第２の液晶表示素子のうち記憶手段に位置が記憶された第１の画素に重なる第２の画素を、入力画像信号に応じた第１の画素の駆動条件から得られる補正駆動条件により駆動する補正制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての制御プログラムは、第１の液晶表示素子と、該第１の液晶表示素子に対して重ね合わせられる第２の液晶表示素子とを有する液晶表示装置のコンピュータを動作させる。該制御プログラムは、該コンピュータに、入力画像信号に応じて第１の液晶表示素子の各画素を駆動させ、第１の液晶表示素子のうち輝点画素となっている第１の画素の位置を記憶させ、第２の液晶表示素子のうち位置が記憶された第１の画素に重なる第２の画素を、入力画像信号に応じた第１の画素の駆動条件から得られる補正駆動条件により駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１の液晶表示素子の輝点画素（第１の画素）に重なる第２の液晶表示素子の第２の画素を補正駆動条件により駆動することで、表示画像の明るさ（暗さ）にかかわらず、輝点画素による輝点が表示画像において目立たないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である画像投射装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の画像投射装置に用いられる液晶パネルユニットの構成を示す図。
【図３】上記液晶パネルユニットに設けられる偏光板について説明する図。
【図４】実施例１における輝点画素補正処理を示すフローチャート。
【図５】本発明の実施例２である液晶表示装置の構成を示すブロック図。
【図６】本発明の実施例３である液晶表示装置の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１には、本発明の実施例１である液晶表示装置としての画像投射装置（液晶プロジェクタ）１００における主として電気的な構成を示している。
【００１４】
画像投射装置１００は、信号入力部１０１と、制御部２００と、液晶駆動部３００とを有する。液晶駆動部３００は、後述する液晶パネルユニットを含む。また、画像投射装置１００には、光源４００が用いられる。光源４００としては、超高圧水銀ランプ等の放電発光管や、ＬＥＤ、レーザー等の固体発光素子が用いられる。
【００１５】
信号入力部１０１は、画像投射装置１００の外部の映像信号源から入力される入力画像信号としての映像信号を受信する。
【００１６】
制御部２００は、画像処理部２０１と、輝点画素記憶部（記憶手段）２０２と、補正部２０３と、階調処理部２０４とにより構成される。画像処理部２０１は、信号入力部１０１から送られてくる映像信号に対して、フォーマット補正、アスペクト比調整および台形補正等の画像投射に必要な画像処理を行う。階調処理部２０４は、画像処理部２０１での画像処理済みの映像信号に基づいて、液晶パネルユニットに含まれる第１の液晶パネル３０３の各画素の階調値を示す表示階調データを算出する。輝点画素記憶部２０２および補正部２０３については後述する。
【００１７】
液晶駆動部３００は、上述した液晶パネルユニットに含まれる第１の液晶パネル（第１の液晶表示素子）３０３および第２の液晶パネル（第２の液晶表示素子）３０４と、第１のパネル駆動部３０１と、第２のパネル駆動部３０２とにより構成されている。
【００１８】
液晶パネルユニットにおいて、第１の液晶パネル３０３と第２の液晶パネル３０４とは、互いに同じ縦横画素数と同じ画素ピッチとを有する透過型の液晶表示素子である。第１および第２の液晶パネル３０３，３０４は、図２に示すように、それぞれのパネル内で同じ位置に配置されている２つの対応画素の位置が互いに一致するように（重なるように）、光源４００からの光の進行方向（透過方向）において重ね合わせられる。液晶パネルユニットのさらに詳しい構成については後に説明する。
【００１９】
第１のパネル駆動部３０１は、制御部２００の階調処理部２０４から入力される表示階調データに応じて第１の液晶パネル３０３の各画素を駆動する。具体的には、各画素の液晶部に印加する電圧（駆動電圧）を、表示階調データにおけるその画素の階調値に応じて制御する。このように、表示階調データに含まれる各画素の階調値は、第１の液晶パネル３０３の各画素の駆動電圧を制御するための条件となる。このため、以下の説明では、第１の液晶パネル３０３の各画素の階調値を、第１の液晶パネル３０３の各画素の駆動条件ともいう。
【００２０】
第１のパネル駆動部３０１によって各画素が駆動された第１の液晶パネル３０３は、光源４００からの光を変調し、表示階調データ（つまりは入力画像信号）に対応する画像情報を含む画像光を射出する。この画像光は、不図示の投射レンズによりスクリーン等の被投射面に投射される。これにより入力画像信号に対応する投射画像が表示される。
【００２１】
第２のパネル駆動部３０１は、後に詳述するが、制御部２００の補正部２０３からの補正階調データに応じて、第２の液晶パネル３０４のうち第１の液晶パネル３０３に欠陥画素として存在する輝点画素（第１の画素）に対応する画素（第２の画素）を駆動する。これにより、第１の液晶パネル３０３に存在する輝点画素によって投射画像に現れる輝点を目立たなくするための輝点補正処理が行われる。補正部２０３と第２のパネル駆動部３０１とにより、補正制御手段が構成される。第２の液晶パネル３０４のうち第１の液晶パネル３０３の輝点画素に対応する画素を、以下の説明において、補正画素という。
【００２２】
輝点画素記憶部２０２は、第１の液晶パネル３０３において輝点画素の位置（座標）の情報を記憶（保存）する。画像投射装置１００の工場出荷時（検査時）に輝点画素が発見された場合は、その輝点画素の位置情報が輝点画素記憶部２０２に保存される。また、輝点画素記憶部２０２は、輝点画素の位置情報の記憶を更新することが可能である。つまり、ユーザが使用を開始した後に第１の液晶パネル３０３に新たに発生した輝点画素の位置情報を輝点画素記憶部２０２に保存することも可能である。これにより、工場出荷時に発生していた輝点画素に対してだけでなく、ユーザ使用の開始後に発生した輝点画素に対しても輝点補正処理を行うことが可能となる。輝点画素記憶部２０２は、不揮発性のメモリであり、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等により構成される。
【００２３】
補正部２０３は、輝点画素記憶部２０２に保存された輝点画像の位置情報（記憶更新後の位置情報を含む）と、第１のパネル駆動部３０１から（階調処理部２０４からでもよい）供給される第１の液晶パネル３０３の駆動条件の情報とを取得する。そして、これらの位置情報と駆動条件情報と用いて、第２の液晶パネル３０４において第１の液晶パネル３０３に存在する輝点画素に対応する補正画素の階調値（補正駆動条件）を示す補正階調データを算出し、これを第２のパネル駆動部３０２に送る。第２のパネル駆動部３０２は、補正階調データに基づいて、第２の液晶パネル３０４における補正画素に印加する駆動電圧を制御する。こうして上述した輝点補正処理が行われる。
【００２４】
なお、本実施例では、補正部２０３は第２の液晶パネル３０４に対する補正駆動条件として補正画素の階調値を算出する場合について説明するが、その階調値に対応する補正画素の駆動電圧を補正駆動条件として補正部２０３が算出するようにしてもよい。この場合、第２のパネル駆動部３０２は、補正部２０３から指示された駆動電圧を補正画素に印加する。
【００２５】
次に、図２を用いて、液晶パネルユニットの詳しい構成について説明する。液晶パネルユニットは、光源４００からの光の入射側（以下、光入射側という）から出射側（以下、光出射側という）に順に、偏光板Ｃと、第２の液晶パネル３０４と、偏光板Ｂと、第１の液晶パネル３０３と、偏光板Ａとが重ね合わせられて構成されている。図３に示すように、第２の液晶パネル３０４の光入射側に配置された偏光板Ｃと第１の液晶パネル３０３の光出射側に配置された偏光板Ａの偏光方向は、第１および第２の液晶パネル３０３，３０４の間に配置された偏光板Ｂの偏光方向に対して９０°をなす。
【００２６】
図２に示すように、第１および第２の液晶パネル３０３，３０４はそれぞれ、液晶層５０４と該液晶層５０４の両面に設けられた配向膜５０３とを、光入射側のＴＦＴ基板５２０と光出射側のカラーフィルタ基板５１０とにより挟み込むようにして構成される。ＴＦＴ基板５２０は、ガラス基板５０１上に、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）と画素電極を含む電極層５０５が形成されたものである。また、カラーフィルタ基板５１０は、ガラス基板５０１上に、カラーフィルタとブラックマトリクスを含むフィルタ層５０２が形成されたものである。
【００２７】
なお、本実施例では、第１および第２の液晶パネル３０３，３０４として同じ液晶パネルを用いる。これにより、液晶パネルユニットの低コスト化を図ることができる。ただし、第１および第２の液晶パネル３０３，３０４のうちいずれか一方のカラーフィルタ基板５１０を取り除いて液晶パネルユニットのさらなる低コスト化と薄型化とを図ってもよい。
【００２８】
本実施例において、第１および第２の液晶パネル３０３，３０４の駆動方式はＴＮ（Twisted Nematic）方式であり、画素に対して駆動電圧が印加されない状態で該画素を光を透過させる状態にするノーマリホワイトモードで駆動される。前述したように、第１の液晶パネル３０３と第２の液晶パネル３０４はそれぞれ、対応する画素が光の透過方向において一致するように重ね合わせられている。
【００２９】
図４のフローチャートには、補正部２０３が行う輝点補正処理を含む制御部２００が行う処理の流れを示している。この処理は、コンピュータにより構成される制御部２００が、コンピュータプログラムとしての制御プログラムに従って実行する。
【００３０】
まず、ステップ６０１では、制御部２００は、画像投射装置１００の電源が投入されることに応じて所定の初期化動作を行う。そして、制御部２００は、光源４００を点灯させ、ステップ６０２に進む。
【００３１】
ステップ６０２では、制御部２００は、信号入力部１０１を通して外部の映像信号源からの映像信号を取り込む。
【００３２】
次に、ステップ６０３では、制御部２００内の画像処理部２０１は、入力された映像信号に対して上述した画像処理を行う。また、階調処理部２０４は、画像処理部２０１からの画像処理済みの映像信号に基づいて、第１の液晶パネル３０３の各画素の階調値を示す表示階調データを算出する。
【００３３】
次に、ステップ６０４では、補正部２０３は、輝点画素記憶部２０２に第１の液晶パネル３０３における輝点画素の位置情報が保存されているか否か、つまりは第１の液晶パネル３０３に輝点画素が存在するか否かを判定する。輝点画素が存在する場合はステップＳ６０５に進み、輝点画素が存在しない場合はステップＳ６０６に進む。
【００３４】
ステップＳ６０４から直接ステップＳ６０６に進んだ場合は、制御部２００は、階調処理部２０４からの表示階調データを第１のパネル駆動部３０１に出力する。これにより、第１の液晶パネル３０３による光源４００からの光の変調、すなわち画像光の生成と該画像光の投射による投射画像（表示画像）の表示とが行われる。また、この場合、制御部２００（補正部２０３）は、輝点補正処理を行わない。このため、第２の液晶パネル３０４は全体が透過状態となり、光源４００からの光（ただし、偏光板Ｃを通過した光）の大部分が第２の液晶パネル３０４を透過して第１の液晶パネル３０３に入射する。
【００３５】
一方、ステップＳ６０５では、補正部２０３は、輝点画素記憶部２０２から輝点画像の位置情報を取得するとともに、第１のパネル駆動部３０１から第１の液晶パネル３０３の駆動条件の情報とを取得する。そして、補正部２０３は、これらの位置情報と駆動条件情報と用いて、第２の液晶パネル３０４の補正画素の位置を特定するとともに、その補正画素の階調値である補正駆動条件を示す補正階調データを算出し、これを第２のパネル駆動部３０２に送る。すなわち、輝点補正処理を行う。
【００３６】
ステップＳ６０５からステップＳ６０６に進んだ場合は、制御部２００は、階調処理部２０４からの表示階調データを第１のパネル駆動部３０１に出力し、第１の液晶パネル３０３に画像光を生成させて投射画像を表示させる。また、これとともに、補正部２０３は、第２のパネル駆動部３０２に補正階調データに基づく第２の液晶パネル３０４の補正画素の駆動を行わせる。
【００３７】
第１の液晶パネル３０３に存在する輝点画素は、常時点灯している、つまりは透過率が常時最大値となっている画素である。このため、補正部２０３は、第２の液晶パネル３０４の補正画素を、第１の液晶パネル３０３にて輝点画素となっている画素に対する駆動条件と同じ補正駆動条件で駆動する。ただし、輝点画素の透過率が最大値ではない固定値となっているような場合には、補正部２０３は、補正画素を、輝点画素となっている画素に対する駆動条件とは異なる補正駆動条件で駆動してもよい。例えば、上記固定値との積によって輝点画素となっている画素に対する駆動条件に対応する階調値が得られる透過率となる補正駆動条件で駆動してもよい。
【００３８】
このように、本実施例では、第１の液晶パネル３０３に輝点画素が存在する場合は、その輝点画素に代わる補正画素において画像光の階調（透過率）を制御する。したがって、投射画像における輝点画素を含む画像領域の明るさ（暗さ）にかかわらず、投射画像において第１の液晶パネル３０３の輝点画素に対応する輝点が目立つことを回避することができる。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の実施例２である画像投射装置１１０の構成を示している。本実施例において、実施例１（図１）に示した画像投射装置１００と同じ構成要素または同様の機能を有する構成要素には実施例１と同符号を付与して、その説明を省略する。本実施例の画像投射装置１１０には、実施例１の画像投射装置１００に対して、撮像部（撮像手段）２０５と輝点画素検出部（検出手段）２０６とが追加されている。
【００４０】
撮像部２０５は、デジタルカメラまたは受光センサにより構成され、画像投射装置１１０によって被投射面に投射された投射画像を撮像する。この際、制御部２００は、第１の液晶パネル３０３の全画素を黒表示駆動したときの投射画像（以下、全黒画像という）と、全画素を白表示駆動したときの投射画像（以下、全白画像という）とを撮像部２０５に撮像させる。
【００４１】
輝点画素検出部２０６は、撮像部２０５からの出力データである全黒画像のデータと全白画像のデータとを比較して、投射画像中の輝点を検出する。そして、その輝点に対応する第１の液晶パネル３０３中の輝点画素の位置を割り出す。このようにして、輝点画像検出部２０６は、第１の液晶パネル３０３に存在する輝点画素を検出し、その位置を輝点画素記憶部２０２に記憶させる。
【００４２】
補正部２０３は、こうして輝点画素記憶部２０２に記憶された輝点画素の位置を用いて、実施例１にて説明した輝点補正処理を行う。
【実施例３】
【００４３】
図６には、本発明の実施例３である液晶表示装置の構成を示している。本実施例では、２つの液晶パネル（第１の液晶パネル３０３および第２の液晶パネル３０４）を重ね合わせて画像を表示する直視型のディスプレイである。ただし、実施例１にて説明したような画像投射装置に本実施例の内容を適用することもできる。
【００４４】
本実施例では、重ね合わせられた第１および第２の液晶パネル３０３，３０４に互いに同じ画像を表示させることで、これら第１および第２の液晶パネル３０３，３０４を通して鑑賞される表示画像のコントラストを向上させる。そして、第１の液晶パネル３０３に輝点画素が存在する場合には、実施例１と同様に第２の液晶パネル３０４を用いて輝点補正処理を行う。さらに、第２の液晶パネル３０４に輝点画素が存在する場合には、第１の液晶パネル３０３を用いて輝点補正処理を行う。この場合、第２の液晶パネル３０４を第１の液晶表示素子として扱い、第１の液晶パネル３０３を第２の液晶表示素子として扱えばよい。
【００４５】
本実施例において、実施例１（図１）に示した構成要素と同じ構成要素または同様の機能を有する構成要素には実施例１と同符号を付与して、その説明を省略する。
【００４６】
液晶表示装置７００は、１つの映像信号（入力画像信号）を第１および第２の液晶パネル３０３，３０４のそれぞれに対して分配する信号分配部７０１を有する。分配された映像信号は、実施例１にて説明した画像処理を行う第１の画像処理部７０２および第２の画像処理部７０３に入力される。そして、第１の画像処理部７０２および第２の画像処理部７０３での処理済みの映像信号はそれぞれ、第１の階調処理部７０４および第２の階調処理部７０８に送られ、ここで表示階調データがそれぞれ生成される。第１の階調処理部７０４で生成された表示階調データは第１のパネル駆動部３０１に送られ、該表示階調データに応じて第１の液晶パネル３０３が駆動される。また、第２の階調処理部７０８で生成された表示階調データは第２のパネル駆動部３０２に送られ、該表示階調データに応じて第２の液晶パネル３０４が駆動される。
【００４７】
さらに、第１の階調処理部７０４および第２の階調処理部７０８内にはそれぞれ、第１の補正部７０５および第２の補正部７０９が設けられている。第２の補正部７０９は、第１の液晶パネル３０３に輝点画素が存在する場合に、輝点画素記憶部２０２に記憶された該輝点画素の位置情報を用いて特定した第２の液晶パネル３０４の補正画素を駆動して輝点補正処理を行う。一方、第１の補正部７０５は、第２の液晶パネル３０４に輝点画素が存在する場合に、輝点画素記憶部２０２に記憶された該輝点画素の位置情報を用いて特定した第１の液晶パネル３０３の補正画素を用いて輝点補正処理を行う。
【００４８】
なお、上記各実施例では、２つの液晶表示素子を重ね合わせる場合について説明したが、３つ以上の液晶表示素子を重ね合わせてもよい。この場合、例えば、３つ以上の液晶表示素子のうち入力画像信号に応じて駆動される１つ液晶表示素子を第１の液晶表示素子とし、輝点補正処理に用いられる２つの液晶表示素子を第２の液晶表示素子として扱えばよい。
【００４９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
輝点画素に対する良好な補正処理を行える液晶表示装置を提供できる。
【符号の説明】
【００５１】
１００，１１０  画像投射装置
２０２  輝点画素記憶部
２０３  補正部
３０３  第１の液晶パネル
３０４  第２の液晶パネル
７００  液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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