JPH11296127A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH11296127A
JPH11296127A JP10094492A JP9449298A JPH11296127A JP H11296127 A JPH11296127 A JP H11296127A JP 10094492 A JP10094492 A JP 10094492A JP 9449298 A JP9449298 A JP 9449298A JP H11296127 A JPH11296127 A JP H11296127A
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crystal display
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light source
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Ryuichi Someya
隆一 染矢
Nobuaki Kabuto
展明 甲
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光源輝度を切換えた場合、光源発光スペクトル
が変動し表示画像の色調が乱れる 【解決手段】光源輝度の切換に応じて液晶印加電圧特性
を変え、光源発光スペクトル変動による色調の乱れを液
晶パネル部で補正して見かけ上の色調変化を抑える。こ
れにより光源制御が実用化でき、低消費電力運転モード
実行やコントラスト・ブライト調整範囲拡大など液晶表
示装置の機能が向上する。

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な
どの表示装置に係わり、特に光源輝度切換に伴う色度変
化の補正を行う液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコン画面をスクリーンに拡大
投射してプレゼンテーションする前面投射式の液晶フロ
ントプロジェクタや背面投写式の液晶リアプロジェク
タ、デスクトップでパソコン画面のモニタとして使用す
る直視タイプの液晶ディスプレイモニタなどと液晶表示
装置が急速に普及してきており、ブラウン管に次ぐ表示
装置としてその地位を確立しつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示デバイスは自
発光型でないため画像表示には光源が必要である。直視
タイプの液晶ディスプレイモニタでは光源として蛍光管
が用いられており、供給電力制御による光源出力を切り
換えて低輝度モードや消費電力抑制モードなどユーザニ
ーズを狙った機能が充実している。一方、投射タイプの
液晶フロントプロジェクタや液晶リアプロジェクタで
は、明るい拡大表示画像を得るためメタルハライドラン
プなどの高輝度光源が用いられているが、寿命短縮と発
光スペクトル変動の恐れがあり直視タイプのような光源
出力切換はほとんど行なわれていない。今後、光源制御
は液晶表示装置として必須の機能になると考えられるた
めこの問題は大きい。このうち、寿命短縮については運
用手法、すなわち明るさや電力を抑えて表示装置を能力
いっぱい使わないようにして光源劣化を少なくする等の
手法により克服できるが、発光スペクトル変動について
は画像の色調を乱すことになり表示装置としては致命的
である。
【０００４】本発明の目的は上記の問題点を解決した液
晶表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は
光源発光スペクトルの変動による色度変化をパネル部で
補正する液晶表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、光源輝度出力切換に応じて
液晶印加電圧特性を変えて光源発光スペクトル変動によ
る色調の乱れを液晶パネル部で補正し、見かけ上の色調
変化を抑えるようにする。これにより光源制御が実用化
でき、低消費電力運転モードの実行やコントラスト、ブ
ライト調整範囲拡大など液晶表示装置の機能が向上す
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は本発明による液晶表示装置
の第１実施例を示すブロック図であって、１、２、３は
増幅器（ＡＭＰと記す）、４、５、６はクランプ回路
（ＤＣと記す）、７、８、９はＡＤ変換器、１０、１
１、１２はルックアップテーブル（ＬＵＴと記す）、１
３、１４、１５はＤＡ変換器、１７は制御回路、１８は
マイコン、１９は光源制御手段、２０は光源、２１は液
晶表示デバイスである。同図において光源制御手段１９
は供給電力量を可変するなどして光源２０の輝度出力を
変えるもので、マイコン１８により制御される。また、
ＬＵＴ１０、１１、１２もマイコン１８によりそのデー
タが書き換えられるようにしている。
【０００７】以下、図１の動作を説明する。図におい
て、端子２２、２３、２４に印加されたＲＧＢ（赤、
緑、青）の映像信号はそれぞれＡＭＰ１、２、３に入力
され、所望のレベルに増幅される。ＤＣ４、５、６では
映像信号をクランプし、直流再生を行って映像信号の黒
レベルを決めている。ＡＤ変換器７、８、９ではＲＧＢ
信号をサンプリングしてディジタルデータに変換する。
ＬＵＴ１０、１１、１２では液晶表示デバイス２１の表
示特性をブラウン管の表示特性に変換するデータが収め
られている。すなわち、このＬＵＴ１０、１１、１２に
よって、端子２２、２３、２４から見た時の表示特性を
ブラウン管の特性に変換する。このＬＵＴ１０、１１、
１２は例えばＳＲＡＭなどのメモリで構成できる。ＤＡ
変換器１３、１４、１５は上記ＬＵＴ１０、１１、１２
のディジタルデータをアナログ信号に変換し液晶表示デ
バイス２１を駆動する。なお、液晶表示デバイス２１の
タイプによってはディジタル入力対応のものもある。そ
の場合は、ＤＡ変換器１３、１４、１５の変わりにディ
ジタルインタフェース回路（図示せず）を用いればよ
い。すなわち、パラレルのディジタルデータをシリアル
のディジタルデータに変換するインターフェースを用い
ればよい。この場合、液晶表示デバイス２１はシリアル
パラレル変換回路を持っている。
【０００８】制御回路１７は端子３５、３６から入力さ
れる水平同期信号、垂直同期信号に基づき、上記ＤＣ
４、５、６のクランプパルス、ＡＤ変換器７、８、９サ
ンプリングパルス、ＬＵＴ１０、１１、１２の制御パル
ス、ＤＡ変換器１３、１４、１５のクロックパルス、液
晶表示デバイス２１のタイミング信号を生成する。
【０００９】ここで、図２を用いてＬＵＴ１０、１１、
１２に収めるデータの内容について説明する。
【００１０】図２はＬＵＴデータを作成するためのグラ
フであり、グラフ４０、４１は横軸に入力をディジタル
値で示し、縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ2）をしめしており、
グラフ４２は入力及び出力をディジタル値で示してい
る。同図において、グラフ４０は、光源２０の出力が高
輝度状態の場合の液晶表示デバイス２１の入力対輝度特
性である。また、この時の画面表示でのＲＧＢ色度点、
すなわち色度図上でのＲＧＢの色度点を(xRh、yRh)、(x
Gh、yGh)、(xBh、yBh)とする。グラフ４１は、上記高輝
度状態の表示特性を変換してブラウン管特性を模擬した
もので、ガンマ値2.6、白色の色温度9300°K+27MPCD（x
=281、y=3.11）となるようにしている。グラフ４１にお
いて、ＲＧＢの比は（数１）、（数２）から求められ
る。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】まず、（数１）において、x=281、y=3.1
1、Y=1としてX、Y、Zを求める。なお、ＲＧＢの比を求
めるため、輝度Yは単位輝度１とした。次に（数１）で
求めたX、Y、ZとＲＧＢ色度点(xRh、yRh)、(xGh、yG
h)、(xBh、yBh)を（数２）に代入演算してＲＧＢの比を
求める。
【００１４】このグラフ４１において、Ｂ色の最小値は
グラフ４０のＢ色の最小値に一致している。グラフ４１
はＬＵＴ１０、１１、１２を介して液晶表示デバイス２
１を見たときの入力対輝度の目標特性でもあり、ＬＵＴ
１０、１１、１２のデータはグラフ４０の特性をグラフ
４１のように変換することにある。 ＬＵＴ１０、１
１、１２のデータは次のようにして求める。グラフ４０
とグラフ４１を図２のように並べておき、グラフ４０の
入力をグラフ４２の出力に、グラフ４０の入力に対する
各色の輝度と同じレベルの輝度を示すグラフ４１の入力
レベルをグラフ４２の入力に対応させながらプロットし
ていくとグラフ４２のような特性ができあがる。これを
ＬＵＴ１０、１１、１２のデータ内容とする。グラフ４
２の入力に対してグラフ４２の出力を液晶表示デバイス
２１に供給するとグラフ４１に示すブラウン管の輝度特
性を得ることができる。なお、グラフ４０，４１より明
らかなように、Ｒ色、Ｇ色はそれぞれ入力約３０、２０
付近で出力０に飽和している。これは、グラフ４０のよ
うな液晶表示デバイス２１ではＲ色が約0.7ｃｄ／ｍ2、
Ｇ色が約1.４ｃｄ／ｍ2が最低輝度でそれ以下は出力で
きないからである。従って、上記で指定した白色の色温
度（ここでは9300°K+27MPCD）を正確に再現できるのは
入力約３０以上の範囲ということになる。以上のよう
に、ＬＵＴ１０、１１、１２のデータを設定すると光源
２０が高輝度状態の時の画像表示は正常に行われること
になる。
【００１５】次に、光源２０の輝度出力を切換えて低輝
度状態にした場合について図３を用いて説明する。図３
はＬＵＴデータを作成するためのグラフである。グラフ
１４０、１４１は横軸に入力をディジタル値で示し、縦
軸に輝度（ｃｄ／ｍ2）を示している。グラフ１４２は
グラフ１４０、１４１を利用して作成されたもので、横
軸に入力をディジタル値で示し、縦軸に出力をディジタ
ル値で示している。光源２０が低輝度状態における液晶
表示デバイス２１の入力対輝度特性を図３のグラフ１４
０で示す。この場合、画面表示でのＲＧＢ色度点を(xR
l、yRl)、(xGl、yGl)、(xBl、yBl)とする。
【００１６】高輝度状態と同様に（数１）、（数２）を
用いてＲＧＢの比を求める。今、ガンマ値2.6、白色の
色温度9300°K+27MPCD（x=281、y=3.11）となるように
すると、グラフ１４１が得られる。高輝状態の場合と同
様に、低輝度状態のグラフ１４２はグラフ１４０、１４
１から得られる。このグラフ１４２が低輝度状態でのＬ
ＵＴ１０、１１、１２のデータになる。なお、作成要領
は図２と同様なので説明は省略する。この結果、光源２
０を低輝度状態にした時に生じる色調変化、すなわちＲ
ＧＢ色度点が高輝度状態の(xRh、yRh)、(xGh、yGh)、(x
Bh、yBh)から低輝度状態の(xRl、yRl)、(xGl、yGl)、(x
Bl、yBl)に変わるために起こる色調変化はＬＵＴ１０、
１１、１２のデータの書き換えで補正され、色の変化は
無くなることになる。以上のようにして、光源輝度切換
に応じて液晶印加電圧特性を変えて光源発光スペクトル
変動による色調の乱れを液晶パネル部で補正し、見かけ
上の色調変化を抑えることができる。
【００１７】図４は本発明による液晶表示装置の第２実
施例を示すブロック図である。図において、２２〜２７
は切換手段、２８〜３３はＬＵＴ、１１８はマイコンで
あり、そのほかのブロックは図１と同じであるため、同
じ符号を付けた。第１実施例では、図２のグラフ４２と
図３のグラフ１４２のデータをマイコン１８でＬＵＴ１
０、１１、１２に書き込むようにしていたが、本実施例
では２系統のＬＵＴ、すなわち高輝度状態のデータを持
つＬＵＴと低輝度状態のデータを持つＬＵＴとを設け、
光源輝度切換に応じて一方のＬＵＴに切換えるようにす
る。ＬＵＴ２８、３０、３２には高輝度状態のデータで
ある図２のグラフ４２のデータを書き込み、ＬＵＴ２
９、３１、３３には低輝度状態のデータである図３のグ
ラフ１４２のデータを書き込む。マイコン１１８で光源
制御手段１９を介して光源２０の輝度を切換えると同時
に切換手段２２〜２７を連動して切換える。光源２０が
高輝度状態の時はＬＵＴ２８、３０、３２を、光源２０
が低輝度状態の時はＬＵＴ２９、３１、３３を切換手段
２２〜２７によって選択するようにする。
【００１８】この結果、第１実施例と同様に光源２０の
輝度切換に伴うＲＧＢ色度点の変化による色調変化はＵ
Ｔ２８、３０、３２とＬＵＴ２９、３１、３３の切り換
えで補正され、色の変化は無くなる。なお、本実施例で
はＬＵＴを切換手段２２〜２７で瞬時に切り換えられる
ので第１実施例のようにＬＵＴデータを書き換える必要
がなく、その分マイコン１１８の能力を低くできる。こ
のため、比較的安価なマイコンを使うことができる。以
上のようにして、光源輝度切換に応じて液晶印加電圧特
性を変えて光源発光スペクトル変動による色調の乱れを
液晶パネル部で補正し、見かけ上の色調変化を抑えるこ
とができる。
【００１９】図５は本発明による液晶表示装置の第３実
施例を示すブロック図であって、１０１、１０２、１０
３は利得の可変できる可変利得増幅器（ＡＭＰと記
す）、１０４、１０５、１０６はクランプレベルの可変
できるクランプ回路（ＤＣと記す）、そのほか図４と同
じブロックには同じ符号を付けた。本実施例ではＬＵＴ
２８、３０、３２とＬＵＴ２９、３１、３３の切換と連
動してＡＭＰ１０１、１０２、１０３の利得、ＤＣ１０
４、１０５、１０６のクランプレベルをマイコン２１８
で制御するようにした。これによって、光源輝度切換時
に生じるコントラスト、輝度（ブライト）レベルの変化
を吸収して見かけ上の違和感を無くすことができる。
【００２０】図６は高輝度状態と低輝度状態の輝度信号
の白レベルと黒レベルを示す模式図である。図におい
て、ｄＢは高輝度状態と低輝度状態における黒ベルの差
を示し、ｄＷは高輝度状態と低輝度状態における白レベ
ルの差を示す。まず、高輝度状態から低輝度状態に光源
輝度を切換え、色調のずれをＬＵＴ２８、３０、３２か
らＬＵＴ２９、３１、３３に切換えて補正する。この
時、高輝度状態との黒レベル差ｄＢ、白レベル差ｄＷが
生じることになる。マイコン２１８にはこのようなデー
タが書き込まれているので、ＤＣ１０４、１０５、１０
６のクランプレベルをｄＢ分上げるとともに、ＡＭＰ１
０１、１０２、１０３の利得をｄＷ分上げて高輝度状態
と同じコントラスト、ブライトレベルに戻すようにす
る。このようにすると、光源輝度を切換えてもコントラ
ストやブライトレベルは一定に保つことができるように
なる。さらに本実施例では光源輝度を変えられるためコ
ントラストやブライトレベルの調整範囲が液晶印加電圧
だけを変える場合に比べて広くなるメリットがある。ま
た、上記のように光源輝度、ＬＵＴ、ＡＭＰ、ＤＣが連
動制御されるため、ユーザーにとって見れば、光源輝度
の切換など気にすることはなく、コントラストやブライ
トを上げ下げするだけで好みの映像状態を設定できるこ
とになる。
【００２１】以上のようにしてコントラスト・ブライト
調整範囲拡大など液晶表示装置の機能を向上することが
できる。
【００２２】図７は本発明による液晶表示装置の第４実
施例を示すブロック図でる。図において、４０は光の検
出手段であり、そのほか図１と同じブロックには同じ符
号を付ける。本実施例の特徴は、検出手段４０でＲＧＢ
各輝度レベルおよび色度点を検出するようにしたことで
あり、光源２０の輝度変化などに対応して液晶表示デバ
イス２１の駆動特性を変えている。上記駆動特性例を以
下に示す。
【００２３】第１の例では、検出手段４０で検出したＲ
ＧＢ輝度レベルと色度点を基にマイコン３１８によっ
て、図２、３を使って説明した要領でＬＵＴ１０、１
１、１２のデータを求め、そのデータを書き直してい
る。第２の例では、検出手段４０で検出したＲＧＢ輝度
レベルと色度点をマイコン３１８に書き込まれている初
期調整状態のそれと比較してその差分を補正したデータ
を求め、ＬＵＴ１０、１１、１２のデータを書き直して
いる。第３の例では、検出手段４０で検出したＲＧＢ輝
度レベルと色度点をマイコン３１８に書き込まれている
初期調整状態のそれと比較してその差分を補正するよう
ＡＭＰ１０１、１０２、１０３、またはＤＣ１０４、１
０５、１０６を調整し、映像信号の振幅、または直流レ
ベルを変えている。第３の例において、ＡＭＰ１０１〜
１０３及びＤＣ１０４〜１０６を同時に調整してもよ
い。これにより、光源の経時劣化に伴う輝度や色調変化
までも抑えることができ、液晶表示装置の信頼性を一段
と向上することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
源輝度切換に応じて液晶印加電圧特性を変えて光源発光
スペクトル変動による色調の乱れを液晶パネル部で補正
し、見かけ上の色調変化を抑えることができる。したが
って、光源制御が実用化でき、低消費電力運転モードの
実行やコントラスト・ブライト調整範囲の拡大など液晶
表示装置の機能や信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１実施例を示す
ブロック図である。
【図２】ＬＵＴデータを作成するためのグラフである。
【図３】ＬＵＴデータを作成するためのグラフである。
【図４】本発明による液晶表示装置の第２実施例を示す
ブロック図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の第３実施例を示す
ブロック図である。
【図６】高輝度状態と低輝度状態の輝度信号の白レベル
と黒レベルを示す模式図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の第４実施例を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
１、２、３…ＡＭＰ、４、５、６…クランプ回路、７、
８、９…ＡＤ変換器、１０、１１、１２、２８、２９、
３０、３１、３２、３３…ＬＵＴ、１３、１４、１５…
ＤＡ変換器、１７…制御手段、１８、１１８、２１８、
３１８…マイコン、１９…光源制御手段、２０…光源、
２１…液晶表示デバイス。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】入力対出力輝度特性の変換手段を具備する
    液晶表示装置において、 光源輝度の切換と連動して該変換手段の入力対出力輝度
    特性を変えることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】入力対出力輝度特性の変換手段を複数具備
    する液晶表示装置において、 光源輝度の切換と連動して該複数の変換手段を切換える
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】入力対出力輝度特性の変換手段を具備する
    液晶表示装置において、 光源輝度の切換と連動して該変換手段の入力対出力輝度
    特性を変え、映像信号振幅を制御することを特徴とする
    液晶表示装置。
  4. 【請求項４】入力対出力輝度特性の変換手段を具備する
    液晶表示装置において、 光源輝度の切換と連動して該変換手段の入力対出力輝度
    特性を変え、映像信号直流レベルを制御することを特徴
    とする液晶表示装置
  5. 【請求項５】入力対出力輝度特性の変換手段とＲＧＢ光
    検出手段を具備する液晶表示装置において、 該ＲＧＢ光検出手段で検出した情報に基づき、該変換手
    段の入力対出力輝度特性を変えることを特徴とする液晶
    表示装置。
  6. 【請求項６】液晶表示デバイスと、該液晶表示デバイス
    の光源と、該光源の輝度を制御する光源制御手段と、入
    力対出力輝度特性の変換手段とから構成され、該光源制
    御手段によって、該光源の輝度を変化させたとき、該入
    出力輝度特性の変換手段の入出力特性を変化させて該液
    晶表示デバイスに供給することを特徴とする液晶表示装
    置。
  7. 【請求項７】請求項６記載の液晶表示装置において、該
    変換手段はルックアップテーブルとマイコンとから構成
    され、該光源の輝度の変化に応じて、該マイコンに書き
    込まれた複数の入力対出力輝度特性の一つを該ルックア
    ップテーブルに書き込むことを特徴とする液晶表示装
    置。
  8. 【請求項８】請求項６記載の液晶表示装置において、該
    変換手段は第１、第２のルックアップテーブルから構成
    され、該第１のルックアップテーブルには第１の入力対
    出力輝度特性が記憶されており、該第２のルックアップ
    テーブルには第２の入力対出力特性が記憶されており、
    該光源の輝度の切換に応じて該第１及び該第２のルック
    アップテーブルの一方のテーブルの出力で該液晶表示デ
    バイスを制御することを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項９】請求項６記載の液晶表示装置において、該
    液晶表示デバイスの出力光を検出する光検出手段を設
    け、該光検出手段の検出結果を該入力対出力輝度特性の
    変換手段に供給し、該変換手段の入力対出力輝度特性を
    変化させることを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】請求項８記載の液晶表示装置において、
    映像信号を増幅する可変利得増幅器を設け、該変換器の
    切換に応じて、該可変利得増幅器の利得レベルを制御す
    ることを特徴する液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】請求項８記載の液晶表示装置において、
    映像信号の直流レベルを制御する可変クランプ回路を設
    け、該変換器の切換に応じて、該可変クランプ回路のク
    ランプレベルを制御することを特徴する液晶表示装置。
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