JP2000338459A - 液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の６ビットのドライバＩＣで、１０ビット
を超える高階調の画像を表示する際にも、アーチファク
トおよびフリッカの発生のない高画質な画像表示を行う
ことができる液晶ディスプレイを提供する。 【解決手段】入力画像データを元の画像データよりも低
解像度の複数フレームの画像データに配分するデータ配
分手段と、データ配分手段によって配分された各フレー
ムの画像データを液晶表示パネルに順次表示させるドラ
イバと、表示パネルに画像を表示するためのバックライ
トを射出するバックライト手段と、ドライバによる各フ
レームの画像データの表示に対応して、バックライトの
光量をシーケンス制御する光量制御手段とを有すること
により、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
の技術分野に属し、詳しくは、表示の階調分解能を超え
る高階調分解能を有する画像データの画像を表示する際
にも、アーチファクトやフリッカの無い高画質な画像を
表示できる液晶ディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ診断装置、Ｘ線診断装置、ＦＣＲ
（富士コンピューテッドラジオグラフィー）等の医療用
測定装置で撮影された診断画像は、通常、Ｘ線フィルム
やフィルム感光材料等の光透過性の画像記録フィルムに
記録され、光透過性の画像として再生される。この診断
画像が再生されたフィルムは、シャーカステンと呼ばれ
る光源装置にセットされて、背面から光を照射された状
態で観察され、診断が行われる。また、医療用測定装置
は、通常、撮影した診断画像を観察するための液晶ディ
スプレイ（ＬＣＤ）等のモニタ（ディスプレイ）を有
し、あるいはモニタが接続されており、モニタに出力さ
れた画像による診断や、フィルム出力前の診断画像の確
認、調整や画像処理等が行われている。

【０００３】医療用測定装置から出力される画像データ
は、通常、１０ビット（bit)の階調分解能を有し、診断
画像をフィルムに再生する場合には、これに応じて１０
２４階調で画像が再生される。これに対し、ＬＣＤ（そ
のドライバＩＣ）の階調分解能は、通常、６ビットであ
るので、６４階調で画像の表示が行われている。すなわ
ち、ＬＣＤで診断画像を表示する場合には、画像の表示
は、医療用測定装置から出力される画像データよりも、
４ビット階調分解能が低い、いわゆるビット落ちした画
像データで行われている。

【０００４】ここで、前述のような医療用の診断画像で
は、モノクロ画像の濃度差で診断を行うため、濃度２を
超える高濃度領域でも微妙な濃度差を判別できることが
要求される。これを可能にするために、前述のシャーカ
ステンは、非常に高輝度の光（例えば、ＪＩＳ規格では
３０００ｃｄ／ｍ² 以上）を射出し、また、医療用測定
装置のモニタにも、それに準ずる高輝度な画像の表示が
要求される。ところが、画像の表示輝度が上がると、目
の輝度分解能（明暗弁別能）が上がり、ビット落ちに起
因する等高線状のアーチファクト（偽輪郭）が生じて、
問題となる場合がある。特に、医療用途では、画像の視
認ミスは誤診につながるため、非常に高画質な画像が要
求され、ビット落ちに起因するアーチファクトは大きな
問題となる。

【０００５】このようなビット落ちによる問題の解決方
法として、時分割（ＦＲＣ＝FrameRate Control) 表示
が知られている。時分割表示とは、例えば、１０ビット
の画像データを８ビットの４つ（４フレーム）の画像デ
ータに分割して、これを順次表示することにより、８ビ
ットで１０ビットの階調表現を行う手法である。

【０００６】ところが、１０ビットの画像データを６ビ
ットの画像データとし時分割表示して、同様の階調表現
を得るためには、画像データを１６フレームに分割して
時分割変調を行う必要があり、その結果、過度のフリッ
カ（画像のチラつき）が発生して、実用的ではない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決することにあり、液晶ディスプ
レイにおいて、通常の６ビットのドライバＩＣで、画像
データ供給源から供給された１０ビットを超える高階調
の画像を表示する際にも、アーチファクトおよびフリッ
カの発生のない高画質な画像表示を行うことができる液
晶ディスプレイを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入力画像データを元の階調数よりも低い
階調数の複数フレームの画像データに配分するデータ配
分手段と、前記データ配分手段によって配分された各フ
レームの画像データを液晶表示パネルに順次表示させる
ドライバと、液晶表示パネルに画像を表示するための単
色のバックライトを射出するバックライト手段と、前記
ドライバによる各フレームの画像データの表示に対応し
て、前記バックライトの光量をシーケンス制御する光量
制御手段とを有することを特徴とする液晶ディスプレイ
を提供する。

【０００９】また、前記入力画像データがモノクロ画像
データであり、前記液晶表示パネルがモノクロの液晶表
示パネルであるのが好ましく、さらに、前記バックライ
トの光源が、蛍光管、エレクトロルミネッセンスデバイ
ス、およびＬＥＤから選択される１以上であるのが好ま
しい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の液晶ディスプレイ
について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細
に説明する。

【００１１】図１に、本発明の液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）を、医療用測定装置のモニタであるモノクロＬＣＤ
として用いた一例の概念図を示す。図１に示されるモノ
クロＬＣＤ１０（以下、ＬＣＤ１０とする）は、一例と
して、液晶によって画像を表示する液晶パネル１２と、
バックライト部１４と、データ配分部１６と、第１フレ
ームメモリ（ＦＭ）１８ａおよび第２ＦＭ１８ｂと、切
換手段２０と、液晶パネル１２のドライバ２２と、バッ
クライト制御部２４と、タイミングコントローラ２６
と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２８とを有して構成さ
れる。図示例のＬＣＤ１０においては、Ｉ／Ｆ２８を介
して、診断画像の供給源となる、ＭＲＩ診断装置、Ｘ線
診断装置、ＦＣＲ等の医療用測定装置Ｒ（以下、測定装
置Ｒとする）が接続され、画像データ等が供給される。

【００１２】本発明のＬＣＤおいて、液晶パネル１２に
は特に限定はなく、所定の間隙を持って配置される透明
な支持体の間に液晶を充填して、透明電極を配し、この
シートの一面に検光板を、他面に偏光板を配置してな
る、各種のＬＣＤに用いられる公知の液晶パネルが全て
利用可能である。従って、液晶パネル１２の動作モード
も、ＴＮ(Twisted Nematic) モード、ＳＴＮ(Super Twi
sted Nematic) モード、ＥＣＢ(Electrically Controll
ed Birefringence) モード、ＩＰＳ(In-Plane Swichin
g) モード、ＭＶＡ(Multi-domainVertical Alignement)
モード等の全ての動作モードが利用可能であり、さら
に、スイッチング素子やマトリクスにも限定はない。

【００１３】なお、本発明のＬＣＤにおいては、必要に
応じて、ＬＣＤの広視野角化を図るために、液晶パネル
１２の観察面側に拡散板を配置し、逆面側（バックライ
ト部１４側）にコリメート板を配置してもよい。

【００１４】図示例においては、測定装置Ｒからは１０
ビット（bit)の階調分解能の画像データが供給される
が、ＬＣＤ１０の液晶パネル１２を駆動するドライバ２
２は、通常のＬＣＤで使用される６ビットのドライバＩ
Ｃである。本発明のＬＣＤ１０においては、画像データ
のフレーム分割表示と、バックライト部１４からのバッ
クライトの光量調整によって、６ビットのドライバＩＣ
で１０ビットの階調表現に対応する画像表示を行う。こ
の点に関しては、後に詳述する。なお、図示例のＬＣＤ
１０は、１つの画像データを２フレームに分割して表示
を行うので、フリッカを防止するために、１フレームを
１２０Ｈｚ以上で駆動するのが好ましい。

【００１５】バックライト部１４は、液晶パネル１２が
液晶表示した画像を観察するための、バックライトを射
出するものである。バックライト部１４の光源には特に
限定はなく、通常のＬＣＤに使用される公知の光源が各
種利用可能であるが、好ましくは、蛍光管、ＥＬ（エレ
クトロルミネッセンス Electro Luminescence）デバイ
ス（特に有機ＥＬデバイス）、ＬＥＤ（light emitting
diode）のいずれか、あるいは２以上である。

【００１６】なお、本発明のＬＣＤは、医療用途のモニ
タにも好適に利用可能なように、最大輝度５００ｃｄ／
ｍ² 〜５０００ｃｄ／ｍ² の表示が可能であるのが好ま
しく、バックライト部１４は、これを実現できるように
光源種や光源数等を選択、設定するのが好ましい。

【００１７】バックライト部１４は、バックライト制御
部２４によって制御される。バックライト制御部２４
は、タイミングコントローラ２６からのタイミング制御
信号に応じて、所定のシーケンスの下、バックライト部
１４が射出するバックライトの光量（時間×輝度）を、
１フレームの表示毎に、順次、切り換えるものである。
図示例においては、一例として、バックライト照射時間
を一定として、バックライトの輝度（光強度）比を３
２：１として、１フレーム毎に切り換えることにより、
バックライトの光量比を１フレーム毎に３２：１で切り
換える。

【００１８】ＬＣＤ１０において、バックライトの輝度
調整方法には特に限定はなく、例えば、バックライトの
光源に供給するエネルギを調整することによって輝度調
整を行ってもよく、あるいは、輝度調整用のフィルタ等
を用いて、フィルタの切り換えや出し入れによって、バ
ックライト部１４が射出するバックライトの輝度調整を
行ってもよい。また、バックライト光量の調整方法は、
輝度調整に限定はされず、例えば、輝度を一定にして１
フレーム当たりの照射時間の調整（例えば、パルス変
調）によって光量調整を行ってもよく、さらに、輝度調
整と照射時間の調整とを併用してもよい。

【００１９】図示例のＬＣＤ１０において、測定装置Ｒ
から供給された１０ビットの画像データは、Ｉ／Ｆ２２
を介してデータ配分部１６に送られる。データ配分部１
６は、供給された画像データを分割して表示するための
２フレーム（フレーム＃１とフレーム＃２の２フレー
ム）の５ビットの画像データ（以下、表示データとす
る）に配分するものである。

【００２０】図示例においては、前述のように、３２：
１の割合で１フレーム毎にバックライトの光量比を切り
換えるものであり、一例として、フレーム＃１の時に光
量比を３２とするので、データ配分部１６は、下記表に
示されるように、 供給された画像データ＝３２×（フレーム＃１の表示デ
ータ）＋（フレーム＃２の表示データ） となるように、画像データを配分する。

【００２１】 画像データ フレーム＃１ 光量＃１ フレーム＃２ 光量＃２ 総光量 ０ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０ ０ １ １ １ ２ ０ ０ ２ ２ ２ ３１ ０ ０ ３１ ３１ ３１ ３２ １ ３２ ０ ０ ３２ ３３ １ ３２ １ １ ３３ ３４ １ ３２ ２ ２ ３４ ６３ １ ３２ ３１ ３１ ６３ ６４ ２ ６４ ０ ０ ６４ １０２１ ３１ ９９２ ２９ ２９ １０２１ １０２２ ３１ ９９２ ３０ ３０ １０２２ １０２３ ３１ ９９２ ３１ ３１ １０２３

【００２２】すなわち、本発明のＬＣＤにおいては、画
像データのフレーム分割と、各フレーム毎の光量調整と
を併用することによって、１つの画像データの表示にお
ける総光量を、測定装置Ｒから供給された画像データに
応じたものとして、低い階調分解能のドライバＩＣで
も、高分解能な階調表現での画像表示を行うことを可能
にしたものであり、図示例においては、ドライバ２２の
能力に対して１ビット余裕を持つ５ビットの表示データ
で、１０ビットの階調表現に対応する画像表示を実現し
ている。

【００２３】なお、本発明のＬＣＤにおいては、画像デ
ータの配分やフレーム数、フレーム毎のバックライトの
光量比、表示データの階調分解能は、上述の例に限定は
されず、画像データを３フレーム以上に配分してもよ
く、あるいは、バックライトの光量比を変えてもよい。
例えば、図示例においては、バックライトの光量比を６
４：１として、ドライバ２２の６ビットを最大限に使え
ば、４０９６階調まで表現することができる。言い換え
れば、本発明においては、各フレームの光量比と表示デ
ータの積を全フレーム合計した値を、供給された画像デ
ータと同じにできるように、フレーム数、各フレームの
バックバックライトの光量比、配分する画像データの階
調分解能を設定すればよい。

【００２４】データ配分部１６によって配分された、フ
レーム＃１の表示データは第１ＦＭ１８ａに、フレーム
＃２の表示データは第２ＦＭ１８ｂに、それぞれ供給さ
れ、記憶される。第１ＦＭ１８ａおよび第２ＦＭ１８ｂ
は、タイミングコントローラ２６によって、１フレーム
の駆動周波数に応じたタイミングで切り換えられる切換
手段２０によって、順次、ドライバ２２と接続され、フ
レーム＃１およびフレーム＃２の表示データが、順次、
ドライバ２２に供給される。また、前述のように、タイ
ミングコントローラ２６によるタイミング制御の信号
は、バックライト制御部２４にも供給され、バックライ
ト制御部２４は、第１ＦＭ１８ａとドライバ２２が接続
された際に（すなわちフレーム＃１の時）、バックライ
トの光量比が３２に、第２ＦＭ１８ｂとドライバ２２が
接続された際に、バックライトの光量比が１に、それぞ
れなるように、バックライト部１４の駆動（図示例では
バックライトの輝度）を制御する。

【００２５】以下、図２を参照してＬＣＤ１０の作用を
説明することにより、本発明についてより詳細に説明す
る。前述のように、測定装置Ｒから供給された画像デー
タは、Ｉ／Ｆ２８を介してデータ配分部１６に送られ
る。データ配分部１６は、供給された画像データを、前
記表に示されるようにフレーム＃１とフレーム＃２の５
ビットの表示データに配分し、フレーム＃１の表示デー
タ（ｘ₁ ）を第１ＦＭ１８ａに、フレーム＃２（ｘ₂ ）
の表示データを第２ＦＭ１８ｂに、それぞれ記憶させ
る。

【００２６】タイミングコントローラ２６は、第１ＦＭ
１８ａおよび第２ＦＭ１８ｂへの表示データの供給に応
じて、１フレームの駆動周波数に応じたタイミングで切
換手段２０を切り換えて、ドライバ２２と、第１ＦＭ１
８ａおよび第２ＦＭ１８ｂとを、順次、接続する。ドラ
イバ２２は、順次接続されるＦＭから読み出したフレー
ム＃１およびフレーム＃２の表示データに応じて、液晶
パネル１２を駆動して、画像を表示させる。一方、タイ
ミングコントローラ２６は、切換手段２０の切り替えに
応じたタイミング制御信号をバックライト制御部２４に
供給し、バックライト制御部２４は、それに応じて、第
１ＦＭ１８ａとドライバ２２とが接続されて、フレーム
＃１の表示データが液晶パネル１２に表示された際のバ
ックライト光量比を３２に、同様に第２ＦＭ１８ｂとド
ライバ２２とが接続された際にバックライト光量比を１
に、順次切り換える。

【００２７】これにより、ＬＣＤ１０においては、ドラ
イバ２２による５ビットの階調分解能の表示で、１０ビ
ットの階調表現に相当する、アーチファクトやフリッカ
の視認されない高画質な画像を表示することができる。

【００２８】以上、本発明の液晶ディスプレイについて
詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされ
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改
良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。例え
ば、本発明の液晶ディスプレイにおいて、モノクロ画像
データをカラー液晶ディスプレイで表示する場合や、カ
ラー画像データをカラー液晶ディスプレイで表示する場
合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の各データ
について、上記実施例と同様にして画像表示を行えばよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶ディスプレイによれば、通常の６ビットのＩＣドラ
イバでも、１０ビットの階調表現に対応刷る画像を表示
することができ、医療用測定装置等から供給された１０
ビットの画像データを、アーチファクトやフリッカが視
認されることなく再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の液晶ディスプレイを医療用測定装置
のモニタであるモノクロ液晶ディスプレイに利用した際
の一例の概念図である。

【図２】 図１に示されるモノクロ液晶ディスプレイの
作用を説明するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０ ＬＣＤ（モノクロ液晶ディスプレイ） １２ 液晶パネル １４ バックライト部 １６ データ配分部 １８ａ 第１ＦＭ（フレームメモリ） １８ｂ 第２ＦＭ ２０ 切換手段 ２２ ドライバ ２４ バックライト制御部 ２６ タイミングコントローラ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA53 NA55 NC21 NC44 ND06 ND10 NE06 NF04 NF05 NF09 NF13 5C006 AA14 AF44 AF52 AF71 BB11 BB29 BF02 EA01 FA23 FA56 5C080 AA10 BB05 DD06 EE29 JJ02 JJ04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力画像データを元の階調数よりも低い階
   調数の複数フレームの画像データに配分するデータ配分
   手段と、前記データ配分手段によって配分された各フレ
   ームの画像データを液晶表示パネルに順次表示させるド
   ライバと、液晶表示パネルに画像を表示するための単色
   のバックライトを射出するバックライト手段と、前記ド
   ライバによる各フレームの画像データの表示に対応し
   て、前記バックライトの光量をシーケンス制御する光量
   制御手段とを有することを特徴とする液晶ディスプレ
   イ。
2. 【請求項２】前記入力画像データがモノクロ画像データ
   であり、前記液晶表示パネルがモノクロの液晶表示パネ
   ルである請求項１に記載の液晶ディスプレイ。
3. 【請求項３】前記バックライトの光源が、蛍光管、エレ
   クトロルミネッセンスデバイス、およびＬＥＤから選択
   される１以上である請求項１または２に記載の液晶ディ
   スプレイ。