CN101499240A

CN101499240A - 图像显示装置以及电子设备

Info

Publication number: CN101499240A
Application number: CNA2009100060389A
Authority: CN
Inventors: 丰冈隆史
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: CN101499240B; US8159452B2; JP2009175627A; US20090189845A1; KR20090082861A

Abstract

本发明为在对光源进行PWM控制时抑制移动噪声的发生的图像显示装置以及电子设备。LED(11R)照射R色光。显示面板的显示区域(110R)使从LED(11R)照射的R色光的透射率按每个像素变化。面板驱动部(120R)基于按每个像素规定显示区域(110R)的透射率的显示数据(Dr)驱动该显示区域(110R)。PWM信号生成电路(64)，基于由数据(Dud)表示的比，生成用于驱动各LED的PWM信号。该PWM信号的频率不是一定的，在预先确定的范围内变化。光源驱动电路(66)基于该PWM信号驱动LED(11R)。

Description

图像显示装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及一种改善对光源进行脉冲宽度调制、控制发光亮度时的显示不匀的技术。

背景技术

LD(激光二极管)和LED(发光二极管)等光源，通过PWM(脉冲宽度调制)控制调整发光亮度很容易。其理由是，用PWM，在可以构筑数字电路这点，光量、电路的稳定性的方面等优异，在上述方面受到好评。提案有将这种光源使用于例如投影仪，抑制颜色变化而且扩大显示时表观的动态范围的技术(参照专利文献1)。

专利文献1：JP特开2004-354717号公报

但是，当对光源进行PWM控制时，呈现沿横向延伸的带条的亮部分和暗部分在画面的上或者下方以缓慢的速度移动的现象(移动噪声：scroll noise)，存在较大损害显示品质的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况做出的，其目的在于，提供一种图像显示装置以及电子设备，能够在对光源进行PWM控制时抑制移动噪声的产生。

为了解决上述课题，本发明的图像显示装置的特征在于，具备：光源，其照射光、显示区域，其使由上述光源照射的光的透射率或者反射率按每个像素变化、面板驱动电路，其基于按每个像素指定上述透射率或者反射率的图像信号来驱动上述显示区域、光源控制部，其控制上述光源的发光期间相对于以预先确定的幅度变动的周期所占的比例。光源的驱动周期如果接近于显示区域的驱动周期的整数倍，则沿横向延伸的带条的明暗部分以缓慢的速度在上或者下方移动，由此会变得显眼，但是根据本发明，光源的驱动周期以预先确定的幅度进行变动，因此可以变得不显眼。

在本发明中也可以具有解析电路，其对在上述显示区域应该显示的图像的亮度进行解析，上述光源控制部，按照由上述解析电路解析的亮度，变更上述光源的发光期间相对于上述信号的周期所占的比例。根据该构成，除了能够使显示区域的透射率或者反射率变化，还能够扩大扩大显示时表观的动态范围。

在本发明中也可以具备伸长电路，其向扩大由上述图像信号规定的光的透射率或者反射率的方向伸长。由此，能够进一步扩大动态范围。

另一方面，在本发明的构成也可以是，，按每个按不同的颜色至少具有3组上述光源和上述显示区域，上述图像显示装置具备合成并投射各显示区域的出射光的光学***，上述光源控制部能够按每个上述显示区域控制上述光源的发光期间相对于上述信号的周期所占的比例。根据该构成，能够调节白平衡。

另外，本发明不仅是图像显示装置，也可以作为具有该图像显示装置的电子设备来概括。

附图说明

图1是表示使用了本发明的实施方式涉及的投影仪的光学性构成的俯视图。

图2是表示该投影仪的电气构成的框图。

图3是表示该投影仪的动作的时序图。

图4是表示其他的投影仪的电气构成的框图。

图5是表示其他的投影仪的伸长处理的图。

附图标记说明

10投影仪、11R、11G、11B光源、13分色镜(dichroic mirror)、52面板控制电路、54解析电路、56伸长电路、60光源控制部、100R、100G、100B显示面板、110R、110G、110B显示区域，120R、120G、120B面板驱动电路

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示使用了本发明的实施方式涉及的图像显示装置的投影仪的光学构成的俯视图。

在该图中，LED11R是固体光源的一个例子，是放出R(红)色光的发光二极管，从分光棱镜(dichroic prism)13的中心来看，位于12点钟方向。准直透镜12R使从LED11R放出的R光变得平行并入射到显示面板100R。显示面板100R，在本实施方式中，是透过型的液晶面板，具有多个像素，并使透射率按每个像素变化。为此，显示面板100R的出射光作为表示R色成分的图像的部分。

同样地，LED11G、11B分别是放出G(绿)色、B(蓝)色光的发光二极管，在图中位于9点钟、6点钟方向，通过准直透镜12G、12B而被平行化，并入射到显示面板100G、100B。显示面板100G、100B分别是与G、B对应的透射型的液晶面板。

分光棱镜13具有相互正交的分光面13R、13B。其中，分光面13R，反射从12点钟方向入射的R光而向3点钟方向射出，并且透射其他颜色的光。分光面13B，反射从6点钟方向入射的B光而向3点方向射出，并且透射其他颜色的光。另一方面，从9点钟方向入射的G光，透过分光面13R、13B，原样从3点钟方向射出。

因此，R、G、B光成分的各图像，由分光棱镜13合成并向3点钟方向射出。

投射透镜群14是将由分光棱镜13合成的彩色图像放大投射到投影屏20上的光学***。

接着，参照图2说明投影仪10的电性构成。

面板控制电路52基于从上位装置(省略图示)供给的同步信号Sync生成控制信号Ctr，并供给到显示面板100R、100G、100B。

在各显示面板中，虽然没有特别详细的图示，但具有显示区域和面板驱动电路。以R的显示面板100R来说，具有显示区域110R和面板驱动电路120R。显示区域，具有与多行的扫描线和多列的数据线的交差相对应的像素，此外，面板驱动电路，在按照点顺序扫描这些像素的同时，将指定像素的灰度的显示数据转换为与灰度相应的电压的数据信号，将该数据信号经由数据线供给到扫描涉及的像素。

在此，控制信号Ctr中包含：规定各显示面板中的垂直扫描的开始的开始脉冲Dy、用于依次移动该开始脉冲Dy的时钟信号Cly、规定各显示面板中的水平扫描的开始的开始脉冲Dx、用于依次移动该开始脉冲Dx的时钟信号Clx等。在各显示面板100R、100G、100B上共通地供给控制信号Ctr，因此各显示面板中的像素的扫描动作成为相互统一。

详细来说，在各显示面板上，根据在供给了开始脉冲Dy之后时钟信号Cly的逻辑电平变化的次数，从上起依次选择扫描线，同时根据在供给了开始脉冲Dx之后时钟信号Clx的逻辑电平变化的次数而选择的数据线，从左起被依次规定。

解析电路54从上述上位装置中与同步信号Sync同步进行供给，同时根据规定RGB各颜色成分的灰度的显示数据Vd计算1帧大小的图像的灰度平均值。另外，应该显示的图像的灰度平均值作为数据Brt被输出。

另外，在显示数据Vd中R成分作为显示数据Dr供给到显示面板100R，同样地，G、B成分作为显示数据Dg、Db供给到显示面板100G、100B。但是，在图2中仅显示R的显示面板100R，省略G的显示面板100G以及B的显示面板100B的图示。

光源控制部60由查询表(LUT)62、PWM信号生成电路64以及光源驱动电路66构成。

LUT62是将由数据Brt表示的灰度平均值变换为PWM信号中的占空比，并输出表示该比的数据Dud的装置。

PWM信号生成电路64基于由数据Dud表示的比以及开始脉冲Dy，生成用于驱动各LED的PWM信号。在此，PWM信号生成电路64，使PWM信号的频率不为恒定地在预先确定的范围内变化。

另外，PWM信号生成电路64变更PWM信号的频率的时机，在本实施方式中，是在供给了开始脉冲Dy之后，刚到达预先确定的相位(例如与电平从L变到H的时机相当的相位)时，到此为止将PWM信号的频率设为一定。作为使PWM信号的频率在预先确定的范围内变化的方式，也可以随机变化，还可以相对于基准频率有规则地增减。此外，关于变更PWM信号的频率的时机，也可以是在开始脉冲Dy以两次以上的次数被供给之后、刚到达预先确定的相位时。

光源驱动电路66，在将PWM信号通过低通滤波器除去了高频成分之后，将其转换为电流来驱动各LED11R、11G、11B。

因此，各LED11R、11G、11B的电流(平均值)，按照PWM信号中的占空比确定，该占空比由1帧大小的图像的灰度平均值确定。因此，在本实施方式中，按照应该显示的图像的灰度平均值确定LED11R、11G、11B的发光亮度。

在此，例如在应该显示的图像的灰度平均值高的情况下，即，在应该显示的图像整体明亮的情况下，也使LED11R、11G、11B的发光亮度变高(变亮)，另一方面，与若在应该显示的图像的灰度平均值低、图像整体暗的情况下，使LED11R、11G、11B的发光亮度也降低(变暗)，则LED的光量跟灰度无关地保持一定的构成相比较，可以将能够在显示面板上显示的最低值到最大值的范围(动态范围)表观上扩大。

另外，LED11R、11G、11B的发光亮度，也可以以在图像整体明亮的情况下变低，在图像整体暗的情况下变高那样地确定LUT62的变换内容。在确定了这种变换内容时，表现为亮部变暗、暗部变量，所以虽然不能扩大动态范围，但是变成能够抑制过曝(白つぶれ)、欠曝(黑つぶれ)的显示。

接着，参照图3说明抑制移动噪声。

显示数据Vd，由于1帧大小以一定的周期被供给，所以在显示面板100R、100G、100B上扫描全部扫描线的垂直扫描期间，即，开始脉冲Dy的输出频率的倒数F也是一定的。

扫描线，由于从供给了开始脉冲Dy之后从上起顺序地被选择，所以被选择的扫描线随时间怎样变化的情况如图3所示。另外，由于在每个水平扫描期间选择1行的扫描线，所以严格来说是阶段状地进行变化，但是在图中，为了简单表示为直线状。

另一方面，PWM信号虽然是通过光源驱动电路66除去了高频成分的信号，但是不能完全去除闪烁成分。因此，LED11R、11G、11B，按照PWM信号的H、L电平区间分别变为明、暗状态。在此，若PWM信号的基本频率，是接近开始脉冲Dy的输出频率的整数倍的值并为一定，则随着时间的经过，相对被扫描的扫描线的位置，明、暗状态的相位会在一定方向上以一定量偏移，因此，在画面中，横带状的明暗部分缓慢地向上或下移动，从而容易观察到。

与此相对，在本实施方式中，PWM信号生成电路64按每个大致垂直扫描期间F在预先确定的范围内变更PWM信号的频率，所以如图3所示，明、暗状态相对所选择的扫描线的位置的关系并不为一定。因此，在本实施方式中，很难观察到画面中的横带状的明暗部分，从而能够抑制显示品质的低下。

另外，关于图3中的PWM信号，是由数据Dud表示的占空比是50％时的波形例。

进而，在本实施方式中，PWM信号的频率被变更的时刻，是图中△所示的时刻。详细来说，是开始脉冲Dy被供给后，刚到达预先确定的相位时。因此，能够将PWM信号的频率一定的区间中的占空比作成数据Dud表示的值同样。

另外，在本发明中，不是将显示数据Vd原样供给到面板驱动电路的构成，而是也可以如图4所示那样地设置伸长电路56，伸长由显示数据Vd表示的灰度。

在此，参照图5说明由伸长电路56进行的伸长处理的一个例子，在由显示数据Vd规定的1帧的图像中，灰度级的频率分布，在一个颜色的灰度成分是8比特时，通常以十进制表示从“0”分布到“255”。但是在暗图像的情况下，如图5(a)所示那样地集中在低的值。当为暗图像的情况下，设灰度级的最高值为p时，伸长电路56如图3(b)所示那样，将灰度级伸长255/p倍，以灰度的分布从“0”过渡到“255”的方式标准化。

另外，在此，以暗图像为例进行了说明，但是相反，亮图像以及集中在中间值的图像也是同样地，灰度级的分布以从“0”过渡到“255”的方式标准化。

被标准化了的显示数据的灰度级从原来的值被伸长，因此，伸长电路56将表示伸长后的灰度平均值的数据Brt替代图2中的解析电路54供给到LUT62。

根据该构成，即使由从上位装置供给的显示数据Vd规定的1帧图像的灰度范围狭窄，在通过伸长电路56被伸长的同时，按照伸长后的灰度平均值来控制LED11R、11G、11B的发光量，因此也可以显示生动(vivid)的图像。

此外，在实施方式中，LED11R、11G、11B基于共通的PWM信号进行了驱动，但是也可以做成分别单独地进行驱动，并能够作为调整所合成的彩色图像的白平衡的构成。也可以做成以下构成：例如，图2或者图4所示的PWM信号生成电路64，在由数据Dud表示的占空比乘以表示RGB各自加权的系数，按每个RGB生成PWM信号，通过每个RGB的光源驱动电路进行电流变换，分别单独驱动LED11R、11G、11B。

另外，在上述的实施方式中，作为光源的例子使用了LED，但是只要是通过PWM控制被驱动的装置即可。因此，作为光源，除了LED之外，也可以使用激光二极管。

此外，作为光源的LED和显示面板的组与RGB对应地设置了3组，但是例如，还可以增加一个颜色设置4组，或者设置更多的组，可以实现颜色再现性的扩大。此外，作为液晶面板，除了透射型的之外，也可以使用反射型。还有，关于显示面板的驱动，虽然作成从上起顺序选择扫描线的方式，但是只要是以一定的频率选择的即可，无需关注选择扫描线的顺序。

进而，在实施方式中，虽然说明了使用图像显示装置的投影仪，但是，也可以使用于直接观察到通过作为光源的背光灯或者前灯放出的液晶面板的显示像的直视型装置。

此外，作为显示面板，除了液晶面板之外，只要是需要光源的装置可以适用各种装置。例如，可以使用数字镜元件等。

Claims

1.一种图像显示装置，其特征在于，具备：

光源，其照射光、

显示区域，其使由上述光源照射的光的透射率或者反射率按每个像素变化、

面板驱动电路，其基于按每个像素指定上述透射率或者反射率的图像信号来驱动上述显示区域、

光源控制部，其控制上述光源的发光期间相对于以预先确定的幅度进行变动的周期所占的比例。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，

具有解析电路，其对在上述显示区域应该显示的图像的亮度进行解析，

上述光源控制部，按照由上述解析电路解析的亮度，变更上述光源的发光期间相对于上述信号的周期所占的比例。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，

具备伸长电路，其向扩大由上述图像信号规定的光的透射率或者反射率的方向伸长。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，

按每个不同的颜色至少具有3组上述光源和上述显示区域，

上述图像显示装置具备合成并投射各显示区域的出射光的光学***，

上述光源控制部能够按每个上述显示区域控制上述光源的发光期间相对于上述周期所占的比例。

5.一种电子设备，其特征在于，具有权利要求1～4中任一项所述的图像显示装置。