(57)【要約】【課題】  相展開して液晶パネルに供給される映像信号とサンプリングタイミング信号の位相関係が最適となるように自動調整できる液晶表示装置及びそのタイミング信号調整方法を提供する。【解決手段】  相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示する表示手段（マイコン１，映像信号処理部２）と、液晶パネル５の各画素を構成する画素トランジスタが映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整する位相調整手段（マイコン１，タイミング信号処理部３）と、前記表示手段によって表示される画像の明るさを測定する測定手段（照度センサ４）と、前記位相調整手段によって調整される各位相における前記測定手段の測定値に基づき最適な位相を求めて自動設定する制御手段（マイコン１）とを備えた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号を複数に相展開して液晶パネルを駆動する液晶表示装置において、
前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示する表示手段と、前記液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが前記映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整する位相調整手段と、前記表示手段によって表示される画像の明るさを測定する測定手段と、前記位相調整手段によって調整される各位相における前記測定手段の測定値に基づき最適な位相を求めて自動設定する制御手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記表示手段は、前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を相展開数と同じ画素数の間隔をおいて複数表示することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
映像信号を複数に相展開して液晶パネルを駆動する液晶表示装置において、
前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示すると共に、前記液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが前記映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整して、各位相毎に前記画面上に表示される画像の明るさを測定し、各位相における測定値に基づき最適な位相を求めて設定するようにしたことを特徴とする液晶表示装置のタイミング信号調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、映像信号を複数に相展開して液晶パネルを駆動する液晶プロジェクタ等の液晶表示装置及びそのタイミング信号調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、一般に、液晶パネルの高解像度化が進むにつれ、各画素に映像信号を書き込むために割り当てられる時間が短くなり、コントラスト等の表示品位が低下する傾向にある。
【０００３】
そこで、シリアルな映像信号を複数に相展開して複数の画素に同時に書き込むことにより、書き込み時間を複数倍確保する「相展開駆動」を行うことで、書き込み時間を確保して表示品位の向上を図っている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００４】
上記相展開駆動においては、相展開された映像信号をサンプリングタイミング信号に合わせて液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタに書き込むが、これらの位相関係が最適でないと、相展開数（６相展開であれば６画素）ずれた位置にゴーストが発生する。
【０００５】
また、最適調整されたものでも、長期間の使用の結果、液晶パネルの経年変化により位相のずれが生じ、ゴーストが発生することも起こりうる。
【０００６】
映像信号とサンプリングタイミング信号の位相調整手段については、例えば、特許文献３などにその構成法を見ることができる。この特許文献３の例では、走査信号ＳＲ１〜ＳＲｎとイネーブル信号との論理積をとり、データ線駆動信号（サンプリング信号）Ｓ１〜Ｓｎとしてサンプリング回路のゲート電極に供給する構成になっている。
【０００７】
この例の位相調整回路では、走査信号のもととなる走査クロック及びイネーブル信号のタイミングをドットクロック単位で調整し、サンプリングタイミングを合わせることが可能になっている。
【特許文献１】特許第３６０８２７８号公報（Ｇ０２Ｆ  １／１３３）
【特許文献２】特開平０９−２６９７５４号公報（Ｇ０９Ｇ  ３／３６）
【特許文献３】特開２００１−１６６７４３号公報（Ｇ０９Ｇ  ３／３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、位相調整手段そのものの提供を目的とした先行技術は存在するが、前述したゴーストの自動調整について開示されているものは無く、この調整は従来より目視によるゴースト有無判定に頼っている。
【０００９】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、相展開して液晶パネルに供給される映像信号とサンプリングタイミング信号の位相関係が最適となるように自動調整できる液晶表示装置及びそのタイミング信号調整方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本願の請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置は、映像信号を複数に相展開して液晶パネルを駆動する液晶表示装置において、前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示する表示手段と、前記液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが前記映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整する位相調整手段と、前記表示手段によって表示される画像の明るさを測定する測定手段と、前記位相調整手段によって調整される各位相における前記測定手段の測定値に基づき最適な位相を求めて自動設定する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記表示手段は、前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を相展開数と同じ画素数の間隔をおいて複数表示することを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明に係る液晶表示装置のタイミング信号調整方法は、映像信号を複数に相展開して液晶パネルを駆動する液晶表示装置において、前記相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示すると共に、前記液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが前記映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整して、各位相毎に前記画面上に表示される画像の明るさを測定し、各位相における測定値に基づき最適な位相を求めて設定するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本願の請求項１記載の発明における液晶表示装置によれば、映像信号とそのサンプリングタイミング信号の位相がずれてゴーストが発生すると画面表示画像の明るさが変化（低下）する点に着目して、相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示する表示手段と、液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整する位相調整手段と、前記表示手段によって表示される画像の明るさを測定する測定手段と、前記位相調整手段によって調整される各位相における前記測定手段の測定値に基づき最適な位相を求めて自動設定する制御手段とを備えたことにより、相展開して液晶パネルに供給される映像信号とサンプリングタイミング信号の位相関係が最適となるように自動調整することができる。
【００１４】
さらに、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明において、相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を相展開数と同じ画素数の間隔をおいて複数表示することにより、各位相における画面表示画像の明るさの変化がより明らかになるので、測定手段による測定が容易になる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明における液晶表示装置のタイミング信号調整方法によれば、映像信号とそのサンプリングタイミング信号の位相がずれてゴーストが発生すると画面表示画像の明るさが変化（低下）する点に着目して、相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を画面上に表示すると共に、液晶パネルの各画素を構成する画素トランジスタが映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整して、各位相毎に画面上に表示される画像の明るさを測定し、各位相における測定値に基づき最適な位相を求めて設定するようにしたことにより、相展開して液晶パネルに供給される映像信号とサンプリングタイミング信号の位相関係が最適となるように調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、液晶表示装置として液晶プロジェクタを例にとって、本願発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本願発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタの構成を示すブロック図であり、ここでは、本願発明の実施形態に係る構成のみを示している。
【００１８】
本願発明の制御手段を構成するマイコン（マイクロコンピュータ）１には、映像信号処理部２とタイミング信号処理部３及び照度センサ４が接続されており、映像信号処理部２とタイミング信号処理部３の出力がＲＧＢ各色毎に設けられたＨＴＰＳ（高温ポリシリコンＴＦＴ）等から成る液晶パネル５に供給されるように構成されている。
【００１９】
映像信号処理部２は、当該液晶プロジェクタにおける映像信号処理部としての一般的な機能を有すると共に、マイコン１からの制御によって後述するような画像を画面表示するＯＳＤ（On Screen Display）表示機能を有しており、この映像信号処理部２とマイコン１により本願発明の表示手段が構成されている。
【００２０】
タイミング信号処理部３は、当該液晶プロジェクタにおけるタイミング信号処理部としての一般的な機能を有すると共に、マイコン１からの制御によって液晶パネル５の各画素を構成する画素トランジスタが相展開された映像信号をサンプリングするタイミング信号の位相を調整する機能を有しており、このタイミング信号処理部３とマイコン１により本願発明の位相調整手段が構成されている。
【００２１】
照度センサ４は、上記液晶パネル５及び図示しない色合成プリズムや投写レンズを介して投射される画像の明るさをＲＧＢ各色毎に測定して上記マイコン１に出力する機能を有するもので、本願発明の測定手段に相当するものである。なお、照度センサ５の代わりに輝度計等を用いることもできる。
【００２２】
図２は、本願発明の一実施形態に係る制御を示すフローチャートであり、このフローチャートを参照して本願発明に係る位相調整時の動作について説明する。
【００２３】
先ず、液晶プロジェクタ内の上述したマイコン１及び映像信号処理部２において、相展開数と同じ画素数の線幅と間隔を有する図３（ａ）に示すような中間調の縦線あるいは図３（ｂ）に示すような斜め線のＯＳＤ表示を行う（ステップＳ１）。６相展開であれば６画素グレーで６画素黒の繰り返し画像となる。
【００２４】
そして、サンプリングタイミング信号の位相を調整すると共に（ステップＳ２）、投写画像の明るさを照度センサ４で測定して、得られた測定値をマイコン１の内部メモリ等に記憶する（ステップＳ３）。これを予め定められた全ての位相について実行する（ステップＳ４のＮ→ステップＳ２のループ）。
【００２５】
ここで、サンプリングタイミング信号の位相が最適に調整されておれば、図３に示すような画像が投射されているわけであるから、照度センサ４はグレーと黒の中間調の照度を検出する。
【００２６】
一方、位相が悪い状態であれば、相展開数と同じ画素だけずれた位置にゴーストが発生することになるため、本来黒であるべき部分が少し明るくなり、本来グレーであるべき部分が少し暗くなる。
【００２７】
このとき、一般に、液晶パネル５のＶ−Ｔ（印加電圧−光学透過率）特性は図４に示すような特性を示すため、黒が明るくなる度合よりもグレーが暗くなる度合の方が強く、その結果、照度センサ４の測定値は低くなる。
【００２８】
図５に測定データの一例を示し、この測定データをグラフ化したものを図６に示す。図５，図６に示す位相設定は、走査クロックやイネーブル信号等のサンプリングタイミング信号の位相設定値であり、ここではタイミング信号処理部３内のレジスタ設定値を示しているが、具体的には、６相展開の場合、その２倍の１２ドットクロック分の位相設定を行うことが好ましい。
【００２９】
原理上、照度が最も高くなるときが最もゴーストの少なくなる設定となるため、予め定められた全ての位相について上述した処理を実行したら（ステップＳ４のＹ）、ステップＳ５で測定データを分析して照度最高の位相に設定することで、最適な位相を自動設定することが可能となる。
【００３０】
このように、映像信号とそのサンプリングタイミング信号の位相がずれてゴーストが発生するとＯＳＤ表示画像の明るさが変化（低下）する点に着目して、上述したような位相調整と最適位相設定を行うことにより、相展開して液晶パネル５に供給される映像信号とサンプリングタイミング信号の位相関係が最適となるように自動調整することができる。
【００３１】
さらに、相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を相展開数と同じ画素数の間隔をおいて複数表示することにより、各位相におけるＯＳＤ表示画像の明るさの変化がより明らかになるので、照度センサ４による照度測定が容易になる。
【００３２】
ところで、通常、最適位相の判定は上述したように照度が最高の点として良いと考えるが、照度差が微小な場合には測定誤差（測定精度）により判定しにくいケースも起こりうる。
【００３３】
このように照度差が微小な場合は、ゴースト性能の差も微小であるので、無視してもかまわないであろうが、もし、このような事態を避けたいのであれば、照度データを直に判定するのではなく、測定データの変化量などを判定に用いることで解消することができる。
【００３４】
すなわち、図５、図６に示した例などでは、青色（Ｂ）照度を例にとると、本来最適とされる設定＝４６０の照度データよりも設定＝４５８の方が僅かに高いため、照度の最高の点としては設定＝４５８が選ばれることになる。
【００３５】
そこで、例えば、測定データの変化量＝(次の位相でのデータ)−(今の移動でのデータ)を求め、次設定での変化量−今の設定での変化量＝(E(t+1)−E(t))−(E(t)−E(t-1))のような差分計算から、答えの最も小さくなる設定を求めると、設定＝４６１が求められる。この設定＝４６１からゴーストが出始めたことになるので、この設定の一つ前の設定（１引いた設定）を最適位相と考えることで、設定＝４６０の導出が可能となる。なお、フローチャートとしては、前記図２のフローチャートのステップＳ５（最適位相設定）で当該処理を行うようにすればよい。
【００３６】
具体的な数値を当てはめて説明すると、図５，図６に示したケースでは、青色（Ｂ）照度の場合、単純に照度最高の設定を求めると設定＝４５８となるが、設定＝４５８〜４６０までの測定データには測定誤差が含まれていると思われる。原因は、照度センサ４の測定精度や液晶プロジェクタの光源ランプの時間変動などが考えられる。
【００３７】
そこで、具体的には下記のような差分計算を行う。なお、ここでは青色（Ｂ）照度を例にとって要部のみを示す。
(E(t+1)−E(t))−(E(t)−E(t-1))
設定＝４５８のとき  (743.282−748.573)−(748.573−731.541)＝−22.323
設定＝４５９のとき  (746.055−743.282)−(743.282−748.573)＝8.064
設定＝４６０のとき  (725.431−746.055)−(746.055−743.282)＝−23.397
設定＝４６１のとき  (575.984−725.431)−(725.431−746.055)＝−128.823
設定＝４６２のとき  (532.969−575.984)−(575.984−725.431)＝106.432
この計算結果は図６に示したグラフの傾きの変化を示しているので、設定＝４６０から設定＝４６１に変わるところが最も特性変化（傾き）が大きいことになる。すなわち、設定＝４６０では出ていなかったゴーストが設定＝４６１から出始めていることになるので、設定＝４６１の一つまえの設定（１引いた設定）を最適位相と考えることで、設定＝４６０の導出が可能となる。
【００３８】
なお、本実施形態では、照度センサ４を液晶プロジェクタと別置きとした構成を示しているが、照度センサを液晶プロジェクタの装置内の色合成プリズムの上部に配置したり、投写レンズのキャップ部に組み込んで配置しても良く、このように構成すれば、製品出荷前の位相調整のみならず、出荷後の経年変化により位相のずれが生じても容易に対応することができる。
【００３９】
また、本実施形態では、ＯＳＤ表示制御や照度データの演算を液晶プロジェクタ内のマイコン１にて実施する構成を示したが、液晶プロジェクタとは別置きのパーソナルコンピュータなどから制御、演算するシステムも容易に構成できる。
【００４０】
さらに、上記実施形態では、相展開数と同じ画素数の線幅を有する中間調の縦線あるいは斜め線を相展開数と同じ画素数の間隔をおいて複数表示したが、単一表示でも高精度の測定手段を用いれば実現可能である。
【００４１】
また、上記実施形態では、本願発明を液晶プロジェクタに適用した場合について説明したが、相展開駆動される液晶パネルを用いた液晶表示装置であれば本願発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本願発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタの要部構成を示すブロック図。
【図２】その制御例を示すフローチャート。
【図３】ＯＳＤ表示例を示す図。
【図４】液晶パネルのＶ−Ｔ（印加電圧−光学透過率）特性を示す図。
【図５】測定データの一例を示す図。
【図６】上記図５の測定データをグラフ化して示した図。
【符号の説明】
【００４３】
１  マイコン
２  映像信号処理部
３  タイミング信号処理部
４  照度センサ
５  液晶パネル
【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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