JP2008032799A - Device for display and display apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、表示装置で動画像を表示した場合に発生する動画像のボケを改善するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving blurring of a moving image that occurs when a moving image is displayed on a display device.
表示用デバイスとして液晶パネルを用いた表示装置(「液晶表示装置」とも呼ぶ。)の普及が進んでいる。しかしながら、液晶表示装置で動画像を表示する場合、動画像中の物体の移動速度に応じて物体の輪郭のボケやゴーストが発生するという問題がある。なお、以下では、これら物体の輪郭のボケやゴーストを、まとめて「動画ボケ」と呼ぶ。 A display device using a liquid crystal panel as a display device (also referred to as a “liquid crystal display device”) is becoming widespread. However, when a moving image is displayed on the liquid crystal display device, there is a problem that the outline or ghost of the contour of the object occurs according to the moving speed of the object in the moving image. Hereinafter, the blur and ghost of the outline of these objects are collectively referred to as “moving image blur”.
上記のような動画ボケの発生は、主に以下の問題に起因すると考えられる。 The occurrence of the moving image blur as described above is considered to be mainly caused by the following problems.
第1には、液晶パネルの各画素(以下、「液晶画素」と呼ぶ)において、それぞれに与えられる画像データ(階調データ)に応じた電圧(電界)が印加されてから、これに対応する所望の光の透過率となるまでの応答速度が遅いという点である。例えば、通常、約16.7msのフレーム周期に対して、代表的な液晶の1つであるツイステッドネマチック型(以下、「TN型」と呼ぶ)の液晶の応答時間は数ms以上であるため、各液晶画素における光の透過率の変化がそれぞれの印加電圧の変化に対して十分に追従することができず、結果として動画ボケが生じてしまう場合があった。 First, a voltage (electric field) corresponding to image data (gradation data) applied to each pixel (hereinafter referred to as “liquid crystal pixel”) of the liquid crystal panel is applied to the pixel. The response speed until the desired light transmittance is reached is low. For example, since the response time of a twisted nematic liquid crystal (hereinafter referred to as “TN type”), which is one of typical liquid crystals, is usually several ms or more for a frame period of about 16.7 ms. In some cases, the change in light transmittance in each liquid crystal pixel cannot sufficiently follow the change in the applied voltage, resulting in motion blur.
また、第2には、仮に、液晶の応答速度が改善されたとしても、各液晶画素がホールド型の電気光学素子であるという点である。このため、各液晶画素に与えられる画像データの表す信号周波数の特性は、高域での応答特性が低下する低域通過型の時間周波数特性を有し、これに伴って、視認される表示画像の空間周波数特性が低下することになり、結果として動画ボケが生じてしまう場合があった。 Second, even if the response speed of the liquid crystal is improved, each liquid crystal pixel is a hold-type electro-optical element. For this reason, the characteristic of the signal frequency represented by the image data given to each liquid crystal pixel has a low-pass type time-frequency characteristic in which the response characteristic in the high frequency is reduced, and accordingly, the displayed display image is visually recognized. As a result, there is a case where moving image blur occurs.
そこで、上記問題の解決を図った液晶パネルとして、例えば、特許文献1に記載の例が開示されている。
Thus, for example, an example described in
この液晶パネルは、マトリクス状に配置された液晶セルを列方向(水平方向)および行方向(垂直方向)に走査して映像信号を書き込んで表示し、映像信号を書き込むための行方向の走査に対して、行方向の走査を所定時間遅らせ、かつ、水平帰線期間内の所定時間に、行方向の走査により特定された行の全ての液晶セルに対して所定の固定レベルの信号を書き込んで表示するものである。 This liquid crystal panel scans liquid crystal cells arranged in a matrix in the column direction (horizontal direction) and row direction (vertical direction), writes and displays video signals, and scans in the row direction for writing video signals. On the other hand, the scanning in the row direction is delayed for a predetermined time, and a predetermined fixed level signal is written to all the liquid crystal cells in the row specified by the scanning in the row direction at a predetermined time within the horizontal blanking period. To display.
しかしながら、上記特許文献1の液晶パネルは、動画像のボケを改善するために、行方向の走査を所定時間遅らせ、かつ、水平帰線期間内の所定時間に、行方向の走査により特定された行の全ての液晶セルに対して所定の固定レベルの信号を書き込むための複雑な制御回路を、液晶パネル内に備える必要がある、という問題点を有している。また、液晶パネルの製造コストも高くなる、という問題点を有している。
However, the liquid crystal panel of
なお、上記第2の問題に起因する動画ボケの問題は、液晶パネルのみならず、各画素がホールド型の電気光学素子で構成される表示用デバイスにおいても発生し、上記特許文献1と同様の構成とすることにより改善は可能であるが、そのためには、表示用デバイス内に複雑な制御回路を備える必要があり、製造コストも高くなる、という問題点を有している点で共通する。
Note that the moving image blur caused by the second problem occurs not only in the liquid crystal panel but also in a display device in which each pixel is configured by a hold type electro-optic element, and is similar to the above-described
この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用デバイス及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and a display device capable of improving motion blur with a relatively simple configuration as compared with the prior art and a display apparatus using the display device The purpose is to provide.
上述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の表示用デバイスは、
画像を表示するための表示用デバイスであって、
前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、
前記表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、前記画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部と、
を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-described problems, a display device of the present invention includes:
A display device for displaying an image,
An image light generator having a function of emitting image light representing the image from the display device;
An image light limiting unit that has a function of limiting the emission of part of the image light emitted from the display device, and is integrally formed on the front surface or the back surface of the image light generation unit;
It is characterized by providing.
上記表示用デバイスによれば、画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部とを、独立して備える構成とすることができるので、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用デバイスを提供することが可能である。 According to the display device, the image light generating unit having a function of emitting image light representing an image, and the function of restricting part of the image light emitted from the display device to generate image light. Since the image light limiting unit integrally formed on the front surface or the back surface of the unit can be provided independently, a display capable of improving motion blur with a relatively simple configuration compared to the conventional one Device can be provided.
また、画像光発生部と画像光制限部とが一体化形成されているので、一体化形成されていない場合に比べて、画像光の制限を高精度に行なうことが可能であり、損失の少ない画像光を射出することができる。ここで「一体化形成」とは、製造過程において、画像光発生部と画像光制御部を同時に一体形成する場合だけでなく、画像光発生部と画像光制御部とを別体で製造し、貼り合わせにより一体化することや、専用の組み込み枠を用いて一体化することも含む。 In addition, since the image light generation part and the image light restriction part are integrally formed, it is possible to restrict the image light with high accuracy and less loss compared to the case where the image light generation part and the image light restriction part are not integrally formed. Image light can be emitted. Here, “integrated formation” is not only the case where the image light generation unit and the image light control unit are integrally formed simultaneously in the manufacturing process, but the image light generation unit and the image light control unit are manufactured separately, It also includes integration by bonding and integration using a dedicated built-in frame.
上記表示デバイスにおいて、
前記画像光発生部は、ホールド型の電気光学素子をマトリクス状に配置して構成される複数の画素を有し、各画素が列方向および行方向に順に走査されることにより、前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出し、
前記画像光制限部は、少なくとも、前記画像光発生部において前記列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限することが好ましい。
In the above display device,
The image light generation unit includes a plurality of pixels configured by arranging hold-type electro-optical elements in a matrix, and each pixel is scanned in the column direction and the row direction in order, whereby the display device The image light representing the image is emitted from
It is preferable that the image light restricting unit restricts emission of image light corresponding to a scanning row including at least pixels that are scanned along the column direction in the image light generating unit.
このようにすれば、少なくとも、列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限することにより、走査が実行される前に射出されていた画像光の表す画像の視覚的な影響を実効的に消去した後で、走査された後に射出される画像光の表す画像を表示することができるので、容易に動画ボケの改善を図ることができる可能である。 In this way, by limiting the emission of the image light corresponding to the scanning row including at least the pixels that have been scanned along the column direction, the image light that has been emitted before the scanning is performed. After effectively eliminating the visual influence of the image represented by the image, the image represented by the image light emitted after being scanned can be displayed, so that it is possible to easily improve the motion blur. is there.
ここで、前記画像光制限部は、少なくとも1行分の前記画素に対応し、前記行方向に沿って配列された複数の画像光制限領域を有し、少なくとも、前記走査行に対応する画像光制限領域は、対応する画像光の射出を制限することが好ましい。 Here, the image light restriction unit has a plurality of image light restriction regions corresponding to at least one row of the pixels and arranged in the row direction, and at least the image light corresponding to the scanning row. The restricted area preferably restricts the emission of the corresponding image light.
このようにすれば、容易に画像光制限部を構成することが可能である。 In this way, it is possible to easily configure the image light limiting unit.
また、前記走査行に対応する画像光制御領域を含む複数の画像光制御領域は、それぞれ対応する画像光の射出を制限するようにしてもよい。 Further, the plurality of image light control regions including the image light control region corresponding to the scanning row may restrict the emission of the corresponding image light.
このようにすれば、動画ボケの改善効果をより高めることができる。 In this way, the effect of improving the motion blur can be further enhanced.
なお、前記画像光制限部の前記画像光制限領域は、電気光学素子により構成することができる。 The image light restriction region of the image light restriction unit can be configured by an electro-optical element.
このようにすれば、画像光制限領域を容易に構成することが可能である。 In this way, it is possible to easily configure the image light limited area.
本発明は、画像を表示する表示装置であって、
上記いずれかの表示用デバイスと、
前記画像光発生部および前記画像光制限部を駆動する表示用デバイス駆動部と、
を備えるようにすることも可能である。
The present invention is a display device for displaying an image,
One of the display devices above,
A display device driving unit for driving the image light generating unit and the image light limiting unit;
It is also possible to provide.
本発明の表示装置によれば、上記表示デバイスを用いているので、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用装置を提供することが可能である。 According to the display device of the present invention, since the display device is used, it is possible to provide a display device capable of improving the motion blur with a relatively simple configuration as compared with the related art.
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.表示装置の構成:
B.表示用デバイスの構成:
C.表示用デバイスの駆動動作
D.変形例:
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. Configuration of display device:
B. Display device configuration:
C. D. Drive operation of display device Variation:
A.表示装置の構成:
図1は、本発明の一実施例としての表示用デバイスを適用した表示装置の概略構成を示す説明図である。この表示装置1000はいわゆるプロジェクタであり、画像を投写するための光学系ブロック100と、画像の投写を制御するための制御系ブロック200とにより構成されている。
A. Configuration of display device:
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a display device to which a display device as an embodiment of the present invention is applied. The
光学系ブロック100は、照明光学系110と、色光分離光学系120と、3つのライトバルブ130R,130G,130Bと、クロスダイクロイックプリズム140と、投写レンズ(投写光学系)150と、を備えている。
The
照明光学系110は、光源装置111を含み、3つのライトバルブ130R,130G,130Bから画像を表す光(以下、「画像光」と呼ぶ。)を射出するために利用される光を射出する。
The illumination
色光分離光学系120は、照明光学系110から射出された光を、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離し、各色用として割り当てられたライトバルブ130R,130G,130Bへ向けて射出する。
The color light separation
各色用のライトバルブ130R,130G,130Bは、それぞれに入射する色光を対応する色の画像光に変換して、クロスダイクロイックプリズム140へ向けて射出する。なお、ライトバルブ130R,130G,130Bには、本発明の表示用デバイスが用いられている。この表示用デバイスの構成および動作については、後述する。
Each
クロスダイクロイック140は、各色用のライトバルブ130R,130G,130Bから射出された各色の画像光を合成し、カラー画像を表す画像光として投写レンズ150に向けて射出する。
The cross dichroic 140 synthesizes the image light of each color emitted from the
投写レンズ150は、クロスダイクロイックプリズムから射出された画像光を、スクリーンSC上に投写する。
The
なお、図1に示すような光学系の各構成および機能については、例えば、本願の出願人によって開示された特開2003−270636号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。 Note that each configuration and function of the optical system as shown in FIG. 1 is described in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-270636 disclosed by the applicant of the present application. Is omitted.
図2は、制御系ブロックの概略構成を示す説明図である。制御系ブロック200は、入力信号処理部210と、画像信号処理部220と、フレームメモリ230と、表示用デバイス駆動部としての輝度変調駆動部240および輝度制限駆動部250と、制御部260と、を備えている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the control system block. The control system block 200 includes an input
制御部260は、図示しないCPUやメモリを含み、メモリに記憶されている制御プログラムや処理条件を読み込んで実行することにより、入力信号処理部210、画像信号処理部220、輝度変調駆動部240および輝度制限駆動部250の動作や投写レンズ150の動作等を制御する。
The control unit 260 includes a CPU and a memory (not shown), and reads and executes a control program and processing conditions stored in the memory, whereby an input
入力信号処理部210は、入力される映像信号を、画像信号処理部220で処理可能な信号に変換するための処理回路である。例えば、アナログの映像信号の場合には、映像信号に含まれている同期信号に同期して、映像信号に含まれているアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。また、デジタルの映像信号の場合には、その信号の種類に応じて、映像信号に含まれているデジタルの画像信号を画像信号処理部220で処理可能な形式の信号に変換する。
The input
画像信号処理部220は、入力信号処理部210から出力されたデジタルの画像信号データ信号WVDSに含まれている各フレームの画像データを、対応する書き込み用の同期信号WSYNCに同期して、順にフレームメモリ230に書き込む。なお、書き込み用の同期信号WSYNCには、垂直同期信号や水平同期信号、クロック信号が含まれている。
The image
また、画像信号処理部220は、制御部260から与えられる制御条件に基づいて読み出し用の同期信号RSYNCを生成し、この読み出し用の同期信号RSYNCに同期して、フレームメモリ230に記憶された画像データを読み出すことにより、輝度変調駆動部240に読み出し画像データ信号RVDSを出力する。また、輝度変調駆動部240および輝度制限駆動部250に読み出し用の同期信号RSYNCを出力する。なお、読み出し用の同期信号RSYNCには、垂直同期信号や水平同期信号、クロック信号が含まれている。また、読み出し用の垂直同期信号の周波数は、フレームメモリ230に書き込まれる映像信号の書き込み用の垂直同期信号の周波数(フレームレート)と同じに設定されている。
Further, the image
輝度変調駆動部240は、画像信号処理部220から供給される読み出し画像データ信号RVDSおよび読み出し用の同期信号RSYNCに基づいて、各色用のライトバルブ130R,130G,130Bに含まれる輝度変調部133R,133G,133Bを駆動する駆動信号を生成する。この駆動信号には、駆動画像データ信号および駆動制御信号が含まれる。
Based on the read image data signal RVDS and the read synchronization signal RSYNC supplied from the image
輝度制限駆動部250は、読み出し用の同期信号RSYNCに基づいて、各色用のライトバルブ130R,130G,130Bに含まれる輝度制限部134R,134G,134Bを駆動する駆動信号を生成する。この駆動信号には、輝度制限データ信号および輝度制限制御信号が含まれる。
The luminance
輝度変調駆動部240および輝度制限駆動部250から輝度変調部および輝度制限部を駆動する駆動信号が供給された各色用のライトバルブ130R,130G,130Bは、それぞれの輝度変調部133R,133G,133Bおよび輝度制限部134R,134G,134Bの動作によって各色の画像光が生成され、図1に示した投写レンズ150を介して投写されて画像が表示される。
The
ここで、各色用のライトバルブ130R,130G,130Bには、入射される光の色が異なること、および、輝度変調駆動部240から与えられる駆動信号に含まれる駆動画像データ信号が、それぞれの色に対応する画像信号であること、を除いて全く同じであり、同じ表示用デバイスを用いることができる。そこで、以下では、R,G,Bを区別することなく、1つのライトバルブとしての表示用デバイス130の構成および駆動動作について説明することとする。
Here, the
B.表示用デバイスの構成:
図3は、ライトバルブとして用いられる表示用デバイスの構造を示す概略断面図である。図中の矢印は、入射光および射出光(画像光)の方向を示している。この表示用デバイス130は、液晶パネル131と、その光入射面側に設けられた入射側偏光板132iと、その光射出面側に設けられた射出側偏光板132oと、を備えている。入射側偏光板132iおよび射出側偏光板132oは、液晶パネル131と間隔を空けた位置に配置されている。もちろん、液晶パネル131に接した位置に配置されていてもよい。
B. Display device configuration:
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a display device used as a light valve. The arrows in the figure indicate the directions of incident light and outgoing light (image light). The
液晶パネル131は、2つの透明基板310,320の間に、透明電極311と、配向膜312と、液晶材313と、配向膜314と、透明電極315とが、透明基板310側からこの順に挟まれた積層構造を有するとともに、回路基板316の両面に形成された電極端子317が、2つの透明電極311,312に接続するように形成された構造を有している。また、2つの透明基板320,330の間に、透明電極321と、配向膜322と、液晶材323と、配向膜324と、透明電極325とが、透明基板320側からこの順に挟まれた積層構造を有するとともに、回路基板326の両面に形成された電極端子327が、2つの透明電極321,322に接続するように形成された構造を有している。液晶パネル131のうち、透明基板310から透明基板320までの部分が輝度変調部133を構成し、透明基板320から透明基板330までの部分が輝度制限部134を構成している。なお、輝度変調部133が本発明の画像光発生部に相当し、輝度制限部134が本発明の画像光制限部に相当する。
In the
入射側偏光板132iは、この表示用デバイス130に入射する光のうち、設定されている偏光軸と同じ偏光方向の光のみを透過する。従って、液晶パネル131の輝度変調部133には、入射側偏光板132iを透過した直線偏光光のみが入射する。なお、光の利用効率を高めるため、照明光学系110から射出される光の偏光方向は、通常、入射側偏光板132iの偏光軸に等しくなるように、逆に言えば、入射側偏光板132iの偏光軸は、入射する光の偏光方向に等しくなるように、設定されている。輝度変調部133に入射した光は、輝度変調部133に入力される駆動信号に従って、その偏光方向が変調される。輝度変調部133で偏光方向が変調された光(以下、「変調光」とも呼ぶ。)は、さらに、輝度制限部134において、輝度制限部に入力される駆動信号に従って、その偏光方向が変調される。そして、輝度制限部134から射出された変調光は、射出側偏光板132oに入射する。射出側偏光板132oは、設定されている偏光軸と同じ偏光方向を有する直線偏光光のみを画像光として射出する。
The incident-side polarizing plate 132i transmits only light having the same polarization direction as the set polarization axis among the light incident on the
なお、この表示用デバイス130は、入射側偏光板132iと輝度変調部133と射出側偏光板132oの組み合わせによる、従来と同様の液晶パネルの機能である画像光を射出する機能(以下、単に「画像光発生部の機能」と呼ぶ。)と、入射側偏光板132iと輝度制限部134と射出側偏光板132oとの組み合わせによる、画像光の射出を制限する機能(以下、単に「画像光制限部の機能」と呼ぶ。)の、2つの独立した機能と、が組み合わされたデバイスと考えることができる。
The
図4は、表示デバイスの機能的構成を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing a functional configuration of the display device.
表示デバイス130の輝度変調部133は、セルアレイ340と、セルアレイの動作を制御する行駆動回路350および列駆動回路360と、を備えている。
The luminance modulation unit 133 of the
セルアレイ340は、紙面横方向(水平方向)に沿って並列に配線されたn本(nは2以上の整数。)の走査線YV1〜YVnと、紙面縦方向(垂直方向)に沿って並列に配線されたm本(mは2以上の整数。)のデータ線XH1〜XHmと、を備えて、各走査線と各データ線との交点の各部分には、画素を構成する[m×n]個の液晶セル342(H1V1〜HmVn)がマトリクス状に配列されている。各液晶セル342は、一点鎖線で示した円内に拡大して示すように、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:以下、「TFT」と呼ぶ。)343を介して、各交点を形成する走査線とデータ線とに接続されている。具体的には、TFT343のゲート電極が走査線に接続され、ソース電極がデータ線に接続され、ドレイン電極が液晶セル342の電極に接続されている。
The
ここで、あるTFT342に接続されている走査線に走査信号が与えられると、そのTFT343は導通状態となり、そのTFT343に接続されている液晶セル342には、そのTFT343に接続されているデータ線から、その液晶セルに書き込むべき画像データに対応する電圧(以下、「画素電圧」とも呼ぶ。)が印加される。画素電圧が与えられた液晶セル342は、入射側偏光板132iおよび射出側偏光板132oとの組み合わせにより、その電圧に対応した光の透過率に変化する。結果として、輝度変調部133は、各液晶セル342に書き込まれた画像データに対応する画像光を射出し、この画像光の表す画像を表示することができる。
Here, when a scanning signal is applied to a scanning line connected to a
行駆動回路350は、輝度変調駆動部240から供給される行駆動信号としての垂直同期信号PVsおよび水平同期信号PHsに基づいて、各フレームの期間内において、n本の走査線YV1〜YVnに対して順に走査信号を与えて活性化することにより、活性化した走査線に接続されている全てのTFT343を導通状態とし、導通状態とされた各TFT343を介して接続されているm列の液晶セル342を、走査線に沿ったライン(行)単位で駆動する。
The
列駆動回路360は、輝度変調駆動部240から供給される駆動画像データ信号PDataの表す駆動画像データに応じた画素電圧を、輝度変調駆動部240から供給される水平駆動信号としての水平同期信号PHs、画素クロック信号PDclk、および、水平駆動イネーブル信号PHEnbに基づいて、駆動されている行の各液晶セル342に対して、それぞれに対応するデータ線XH1〜XHmを選択して順に印加することにより、それぞれに対応する駆動画像データを書き込む。
The
液晶パネル131の輝度変調部133は、従来の一般的な液晶パネルと同様の構成を有しており、1フレームの期間内において、n行m列の液晶セル342を列方向(水平方向)および行方向(垂直方向)に順に走査して、それぞれに対応する駆動画像データの書き込みを行う。これにより、輝度変調部133は、入射側偏光板132iおよび射出側偏光板132oとの組み合わせにより、従来技術で説明した動画ボケの改善技術をもちいていない液晶パネル(以下、「通常の液晶パネル」と呼ぶ。)と同様に、各フレームの期間内において、そのフレームに対応する画像を表す画像光を射出する機能を実現する。
The luminance modulation unit 133 of the
また、液晶パネル131の輝度制限部134は、セルアレイ370と、セルアレイの動作を制御する行駆動回路380および列駆動回路390と、を備えている。
In addition, the
セルアレイ370は、紙面横方向(列方向)に沿って並列に配線されたn本の走査線RV1〜RVnと、紙面縦方向(行方向)に沿って配線された1本のデータ線RXH1と、を備えて、各走査線と1本のデータ線との交点の各部分には、n個の液晶セル372(V1〜Vn)が、輝度変調部133のセルアレイ340の各行に重なるように配置されている。すなわち、各液晶セル372の行方向(垂直方向)の大きさは、セルアレイ340の各液晶セル342と同じで、水平方向の大きさは、セルアレイ340の列方向(水平方向)に沿って並ぶm個の液晶セル342全体としての大きさ以上の大きさを有しており、セルアレイ370は、輝度変調部133のセルアレイ340の各液晶セル342に比べて解像度の低い、セルアレイ340の1行分の液晶セルの大きさに対応する液晶セル372により構成されている。各液晶セル372の具体的な構成は、輝度変調部133のセルアレイ340の各液晶セル342と同様であるので、その図示を省略する。なお、各液晶セル372が本発明の画像光制限領域に相当する。
The
ここで、ある走査線に走査信号が与えられると、その走査線にTFTを介して接続されている液晶セルには、データ線から、その液晶セルに書き込むべき輝度制限データに対応する電圧(以下、「輝度制限電圧」とも呼ぶ。)が印加される。輝度制限電圧が与えられた液晶セル372は、入射側偏光板132iおよび射出側偏光板132oとの組み合わせにより、その電圧に対応した光の透過率に変化する。結果として、輝度制限部134は、各液晶セル372に書き込まれた輝度制限データに対応して、画像光の輝度を制限することができる。
Here, when a scanning signal is given to a certain scanning line, a voltage (hereinafter referred to as voltage) corresponding to the luminance limit data to be written to the liquid crystal cell is applied from the data line to the liquid crystal cell connected to the scanning line via the TFT. , Also referred to as “luminance limit voltage”). The
行駆動回路380は、輝度制限駆動部250から供給される行駆動信号としての垂直同期信号RBVSおよび水平同期信号RBHsに基づいて、輝度変調部133の各行を駆動している期間(水平同期信号PHsの周期)内において、n本の走査線RV1〜RVnに対して順に走査信号を与えて活性化することにより、垂直方向に配列されているn行の液晶セル372を、走査線に沿ったライン(行)単位で順に駆動する。
The
列駆動回路390は、輝度制限駆動部250から供給される輝度制限データ信号RBDataの表す輝度制限データに応じた電圧を、輝度制限駆動部250から供給される水平駆動信号としての水平同期信号RBHsおよび水平駆動イネーブル信号RBHEnbに基づいて、駆動されている行の液晶セル372に対して、データ線RXH1を介して順に印加することにより、それぞれに対応する輝度制限データを書き込む。
The
液晶パネル131の輝度制限部134は、以上の構成を有することにより、輝度変調部133において、ある1行中に水平方向に配列されているm列の液晶セル342を順に走査して、それぞれに対応する駆動画像データが書き込まれている間に、輝度制限部134の垂直方向に配列されているn行の液晶セル372を順に走査して、それぞれに対応する輝度制限データの書きこみを行う。これにより、輝度制限部134は、入射側偏光板132iおよび射出側偏光板132oとの組み合わせにより、画像光の輝度を制限する機能を実現する。なお、上記したように輝度制限部134は、輝度変調部133において、ある1行中のm列の液晶セル342を水平方向に順に走査している間に、垂直方向に配列されているn列の液晶セル372を順に走査して、輝度制限データの書き込みを行い、これに応じた輝度制限を実行する必要があるので、比較的高速な応答特性の良い液晶を用いることが好ましい。ただし、後述するように、画像光の射出を遮断するか否かを制御できる液晶であればよい。
Since the
C.表示用デバイスの駆動動作:
図5は、表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。図5(a)はNフレーム(Nは1以上の整数。)の期間において、フレームメモリ230から読み出されて表示されるべき表示対象画像について示している。図5(b)は、Nフレームの期間において、輝度変調部133のセルアレイ340に書き込まれ、画像光として射出される駆動画像データについて示しており、図5(c)は、Nフレームの期間で、輝度制限部134のセルアレイ370に書き込まれ、画像光の輝度を制限する輝度制限データについて示している。図5(d)は、Nフレームの期間において、表示用デバイス130から射出される画像光の表す画像(表示画像)について示している。なお、説明を容易にするため、液晶セルの行数nは「6」とした。
C. Drive operation of display device:
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the driving operation of the display device. FIG. 5A shows a display target image to be read from the
輝度変調部133では、各フレームの期間内において、1行目〜6行目までの各液晶セル342に対して、図5(b)に示すように、垂直方向の各行ごとに、それぞれ水平方向に並ぶ各列の液晶セルに対して順に、それぞれ対応する駆動画像データが書き込まれ、行単位で変化する6段階の駆動画像データPM[N(1)],PM[N(2),・・・PM[N(6)]に対応する画像光が射出される。
In the luminance modulation unit 133, for each
輝度制限部134では、輝度変調部133において各行の駆動画像データが書き込まれている期間(水平同期信号の周期)ごとに、1行目〜6行目までの各行の液晶セル372に対して、図5(c)に示すように、6段階で変化する輝度制限データBM(1),BM(2),・・・BM(6)が書き込まれ、それぞれに対応する画像光が射出される。各段階の輝度制限データは、輝度変調部133で駆動画像データの書き込みが実行されている行(この行は、本発明の走査行に相当する。)の光の透過を遮断し、他の行の光の透過を制限せずに透過させるような制限データである。例えば、輝度変調部133で1行目の液晶セルに対して駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、1行目の光の透過を遮断するとともに2〜6行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。なお、光の透過が遮断されている行は、クロスハッチングで示されている。次に、2行目に駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、2行目の光の透過を遮断するとともに1,3〜6行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。そして、輝度制限部134では、以下同様にして、各行における駆動画像データの書き込みが行われている間ごとに、輝度制限データの書き込みが繰り返され、最後の6行目に駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、6行目の光の透過を遮断するとともに、1〜5行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。
In the
輝度変調部133および輝度制限部134が上記のように動作することにより、表示用デバイス130から射出される画像光の表す表示画像は、図5(d)に示すように、駆動画像データの書き換えが行われている行からの画像光の射出を遮断し、その行についての表示を黒画像とすることができる。なお、画像光の射出が遮断されている行は、クロスハッチングで示されている。これにより、書き換え前までに表示されていた画像の視覚的な影響を実効的に消去した後で、書き換えられた新たな画像を表示することができるので、従来技術で説明したような、各画素が液晶のようなホールド型の電気光学素子であることに起因して発生する動画ボケを抑制することが可能となる。
When the luminance modulation unit 133 and the
また、本実施例においてライトバルブとして用いられている表示用デバイスは、従来と同様な画像光を射出する機能を有する輝度変調部上に、画像光の輝度を制限する機能を有する輝度制限部が形成された2重構造の液晶パネルとして構成されているが、輝度変調部および輝度制限部の構成および構造は、従来技術における動画ボケが改善された特殊な液晶パネルに比べて、簡単で安価な構成で実現可能であるので、全体としても簡単で安価な構成で実現することができる。 Further, the display device used as a light valve in the present embodiment has a luminance limiting unit having a function of limiting the luminance of the image light on a luminance modulation unit having a function of emitting image light similar to the conventional one. Although it is configured as a double-structured liquid crystal panel formed, the configuration and structure of the luminance modulation unit and the luminance limiting unit are simpler and less expensive than the special liquid crystal panel with improved motion blur in the prior art. Since it can be realized by a configuration, it can be realized by a simple and inexpensive configuration as a whole.
D.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
D. Variation:
In addition, this invention is not restricted to said Example and embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it is possible to implement in various aspects.
D1.変形例1:
図6は、変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。図5に示した実施例における表示用デバイスの駆動動作では、表示用デバイスから射出される画像光の表す表示画像として、輝度変調部において駆動画像データの書き換えが行われている行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示するように、輝度制限部において輝度制限データの書き込みが行われている。しかしながら、図6に示すように、輝度変調部において駆動画像データの書き換えが行われている行および1つ前の行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示するようにしてもよい。具体的には、図6では、1行目の駆動画像データの書き換え時において、輝度制限部では、1行目および6行目の2行の光の透過を遮断するとともに2〜5行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれて、1行目および6行目の2行に黒画像を表示すればよい。次に、2行目の駆動画像データの書き換え時において、輝度制限部では、2行目および1行目の2行の光の透過を遮断するとともに3〜6行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれ、2行目および1行目の2行に黒画像を表示すればよい。そして、輝度制限部では、以下同様にして各行の駆動画像データの書き換えごとに、輝度制限データの書き込みが繰り返され、最後の6行目の駆動画像データの書き換え時おいて、輝度制限部では、6行目および5行目の2行の光の透過を遮断するとともに1〜4行目の光の透過を遮断しない輝度制限データが書き込まれ、6行目および5行目の2行に黒画像を表示さればよい。
D1. Modification 1:
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a driving operation of a display device as a modification. In the drive operation of the display device in the embodiment shown in FIG. 5, the image light of the row in which the drive image data is rewritten in the luminance modulation unit is displayed as the display image represented by the image light emitted from the display device. Luminance restriction data is written in the luminance restriction unit so as to block the injection and display a black image. However, as shown in FIG. 6, the black light image may be displayed by blocking the emission of the image light in the row in which the drive image data is rewritten in the luminance modulation section and the previous row. Specifically, in FIG. 6, at the time of rewriting the driving image data on the first row, the luminance limiting unit blocks the transmission of light on the first row and the second row and on the second to fifth rows. Luminance restriction data that does not restrict the transmission of light is written, and a black image may be displayed on the first and sixth lines. Next, at the time of rewriting the driving image data in the second row, the luminance limiting unit blocks the transmission of light in the second row and the first row and does not limit the transmission of light in the third to sixth rows. The luminance limit data is written, and a black image may be displayed on the second line and the first line. Then, in the luminance limiting unit, the writing of the luminance limiting data is repeated every time the driving image data of each row is rewritten in the same manner, and at the time of rewriting the driving image data of the last sixth row, Luminance limit data that blocks the transmission of light in the 6th and 5th rows and that does not block the transmission of light in the 1st to 4th rows is written, and black images are written in the 6th and 5th rows. Is displayed.
また、図6に示した変形例では、輝度変調部において画像データの書き換えが行われている行および1つ前の行の2行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示す構成を例に説明しているが、書き換えが行われている行を少なくとも含む3行以上の複数行の画像光を遮断して黒画像を表示する構成としてもよい。 Further, in the modification shown in FIG. 6, a configuration in which a black image is displayed by blocking the emission of the image light in the two rows of the row in which the image data is rewritten in the luminance modulation unit and the previous row is displayed. Although described as an example, a configuration in which a black image is displayed by blocking three or more rows of image light including at least a row in which rewriting is performed may be used.
なお、このような複数行の画像光を遮断するための輝度制限データは、図1に示した制御部260から輝度制限駆動部250に与えられる制御条件を変更することにより容易に変更が可能である。また、このような変更を画像の動き量を検出することにより、その検出した動き量に応じて行うようにしてもよい。このようにすれば、画像光を遮光する行数を動き量に応じて最適な値に変更して動画像のボケの発生を抑制することができる。
It should be noted that the brightness restriction data for blocking such a plurality of lines of image light can be easily changed by changing the control conditions given to the brightness
D2.変形例2:
図7は、別の変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。この変形例の駆動動作は、1フレームの期間を2つのサブフレーム期間に分割し、前半のサブフレーム1の期間および後半のサブフレーム2の期間で、実施例の1フレームの期間で行う動作を2回繰り返す動作を示している。この場合には、1フレームの期間で2回同じ画像を表示することができるので、1フレームの期間で1回画像を表示する場合に比べてフリッカの発生を抑制する効果がある。また、外部から入力される映像信号がインタレース方式の映像信号の場合に、第1フィールドをサブフレーム1とし第2フィールドをサブフレーム2として動作させることも可能である。
D2. Modification 2:
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a driving operation of a display device as another modified example. In the driving operation of this modification, the period of one frame is divided into two subframe periods, and the operation performed in the period of one frame of the embodiment in the period of the
D3.変形例3:
上記実施例の表示用デバイスに含まれる輝度制限部は、輝度変調部において1行の画像データを書き込んでいる間に、1画面分の輝度制限データを書き込む構成を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、従来の技術で上げられている液晶パネルと同じ複雑な制御構造を用いて輝度制限部を構成するようにしてもよい。上記実施例で説明したように、輝度制限部のセルアレイにおける各液晶セルの水平方向の大きさは、輝度変調部のセルアレイの水平方向に沿って並ぶ複数の液晶セル全体としての大きさ以上を有しておればよく、輝度制限部のセルアレイは、輝度変調部のセルアレイの各液晶セルに比べて解像度の低い、液晶セルにより構成することができる。このため、複雑な制御構造を有する液晶パネルを用いたとしても、比較的簡単で安価に構成することが可能である。
D3. Modification 3:
The luminance limiting unit included in the display device of the above embodiment is described as an example of a configuration in which luminance limiting data for one screen is written while one line of image data is being written in the luminance modulation unit. However, the present invention is not limited to this, and the luminance limiting unit may be configured using the same complicated control structure as that of the liquid crystal panel raised in the prior art. As described in the above embodiment, the horizontal size of each liquid crystal cell in the cell array of the luminance limiting unit is larger than the size of the entire liquid crystal cells arranged in the horizontal direction of the cell array of the luminance modulation unit. In other words, the cell array of the luminance limiting unit can be configured by a liquid crystal cell having a lower resolution than the liquid crystal cells of the cell array of the luminance modulation unit. For this reason, even if a liquid crystal panel having a complicated control structure is used, it can be configured relatively easily and inexpensively.
D4.変形例4:
表示デバイスに含まれる輝度制限部は、少なくとも、輝度変調部で書き換えを行っている行の画像光の射出を遮断することができればよいので、必ずしも輝度変調部の行数と同じ行数の液晶セルを輝度変調部の各行に重なるように有する構造とする必要はなく、輝度変調部の複数行を1つの行にまとめた行数の液晶セルを有する構造としてもよい。
D4. Modification 4:
The luminance limiting unit included in the display device only needs to be capable of blocking at least the emission of image light in the row being rewritten by the luminance modulation unit. Therefore, the number of liquid crystal cells is not necessarily the same as the number of rows of the luminance modulation unit. Is not required to overlap each row of the luminance modulation unit, and a structure having a number of liquid crystal cells in which a plurality of rows of the luminance modulation unit are combined into one row may be used.
D5.変形例5:
上記実施例では、輝度変調部で書き換えを行っている行の画像光の射出を遮断することとして説明しているが、完全に遮断しなくてもよく、走査が実行される前に射出されていた画像光の表す画像の視覚的な影響を実効的に消去できる程度に、制限できればよい。
D5. Modification 5:
In the above embodiment, it is described that the emission of the image light in the row being rewritten by the luminance modulation unit is cut off. However, it is not necessary to cut off the light completely, and it is emitted before the scan is executed. It is only necessary that the visual influence of the image represented by the image light can be effectively erased.
D6.変形例6:
上記実施例では、表示装置として、3つの表示用デバイスをライトバルブとして利用したプロジェクタを例に説明しているが、1つの表示用デバイスをライトバルブとして利用したプロジェクタとすることも可能である。また、1つの表示用デバイスを用いて直視型の表示装置を構成することも可能である。
D6. Modification 6:
In the above-described embodiment, a projector using three display devices as light valves has been described as an example of the display device. However, a projector using one display device as a light valve may be used. It is also possible to configure a direct-view display device using one display device.
D7.変形例7:
実施例の表示用デバイスは、入射光側が輝度変調部で、射出光側が輝度制限部である2重構造として説明しているが、入射側が輝度制限部で、射出光側が輝度変調部である2重構造としてもよい。
D7. Modification 7:
The display device of the embodiment has been described as a double structure in which the incident light side is a luminance modulation unit and the emission light side is a luminance limiting unit, but the incident side is a luminance limiting unit and the emission light side is a
D8.変形例8:
実施例の表示用デバイス130は、輝度変調部133と輝度制限部134とで、透明基板320を共用した一体構造の場合を例に説明しているが、透明基板を共用せずに、輝度変調部および輝度制限部をそれぞれ独立した構成とし、輝度変調部および輝度制限部を、貼り合わせて一体化してもよいし、型枠等を利用して組み合わせて一体化してもよい。また、一体化せずに隣接して対向配置してもよいし、離間して対向配置してもよい。ただし、一体化した構造とする方が、画像光の射出の制限をより高精度にすることが可能である。また、光の利用効率上好ましい。
D8. Modification 8:
The
D9.変形例9
実施例の表示用デバイスは、その構成要素として入射側偏光板および射出側偏光板を含むものとして説明しているが、これらを含まないものとし、表示デバイスの入射面側および射出面側に入射側偏光板および射出側偏光板を配置してライトバルブを構成するものとしてもよい。
D9. Modification 9
The display device of the example is described as including the incident-side polarizing plate and the emitting-side polarizing plate as its components, but does not include these, and is incident on the incident surface side and the emitting surface side of the display device. It is good also as what comprises a side polarizing plate and an emission side polarizing plate to comprise a light valve.
D10.変形例10:
上記実施例の表示用デバイスは、各画素を構成するホールド型の電気光学素子が液晶である場合を例に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶以外のホールド型の電気光学素子を用いた場合において、画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、画像光の一部の射出を制限する機能を有する画像光制限部とを、備え、プロジェクタのライトバルブとして、あるいは直視型の表示装置として適用可能なデバイスであればよい。
D10. Modification 10:
In the display device of the above embodiment, the case where the hold type electro-optic element constituting each pixel is a liquid crystal is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the hold device other than the liquid crystal is used. In the case of using an electro-optic element of the type, an image light generation unit having a function of emitting image light and an image light restriction unit having a function of restricting emission of part of the image light are provided, and the projector light Any device applicable as a valve or a direct-view display device may be used.
100…光学系ブロック
110…照明光学系
111…光源装置
120…色光分離光学系
130…表示用デバイス
131…液晶パネル
132i…入射側偏光板
132o…射出側偏光板
133…輝度変調部
133…輝度制限部
130R,130G,130B…ライトバルブ
133R,133G,133B…輝度変調部
134R,134G,134B…輝度制限部
140…クロスダイクロイックプリズム
150…投写レンズ(投写光学系)
200…制御系ブロック
210…入力信号処理部
220…画像信号処理部
230…フレームメモリ
240…輝度変調駆動部
250…輝度制限駆動部
260…制御部
310…透明基板
311…透明電極
312…配向膜
313…液晶材
314…配向膜
315…透明電極
316…回路基板
317…電極端子
320…透明基板
321…透明電極
322…配向膜
323…液晶材
324…配向膜
325…透明電極
326…回路基板
327…電極端子
330…透明基板
340…セルアレイ
342…液晶セル
350…行駆動回路
360…列駆動回路
370…セルアレイ
372…液晶セル
380…行駆動回路
390…列駆動回路
1000…表示装置
SC…スクリーン
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、
前記表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、前記画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部と、
を備えることを特徴とする表示用デバイス。 A display device for displaying an image,
An image light generator having a function of emitting image light representing the image from the display device;
An image light limiting unit that has a function of limiting the emission of part of the image light emitted from the display device, and is integrally formed on the front surface or the back surface of the image light generation unit;
A display device comprising:
前記画像光発生部は、ホールド型の電気光学素子をマトリクス状に配置して構成される複数の画素を有し、各画素が列方向および行方向に順に走査されることにより、前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出し、
前記画像光制限部は、少なくとも、前記画像光発生部において前記列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限する、
ことを特徴とする表示用デバイス。 The display device according to claim 1,
The image light generation unit includes a plurality of pixels configured by arranging hold-type electro-optical elements in a matrix, and each pixel is scanned in the column direction and the row direction in order, whereby the display device The image light representing the image is emitted from
The image light restriction unit restricts emission of image light corresponding to a scanning row including at least pixels that are scanned along the column direction in the image light generation unit.
A display device characterized by that.
前記画像光制限部は、少なくとも1行分の前記画素に対応し、前記行方向に沿って配列された複数の画像光制限領域を有し、少なくとも、前記走査行に対応する画像光制限領域は、対応する画像光の射出を制限する、
ことを特徴とする表示用デバイス。 The display device according to claim 2,
The image light restriction unit has a plurality of image light restriction regions corresponding to at least one row of the pixels and arranged in the row direction, and at least the image light restriction region corresponding to the scanning row is Limit the emission of the corresponding image light,
A display device characterized by that.
前記走査行に対応する画像光制御領域を含む複数の画像光制御領域は、それぞれ対応する画像光の射出を制限する、
ことを特徴とする表示用デバイス。 The display device according to claim 3,
A plurality of image light control areas including an image light control area corresponding to the scanning row, respectively, restrict emission of the corresponding image light;
A display device characterized by that.
前記画像光制限部の前記画像光制限領域は、電気光学素子により構成されることを特徴とする表示用デバイス。 The projector according to claim 3 or claim 4, wherein
The display device, wherein the image light restriction region of the image light restriction unit is configured by an electro-optic element.
請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の表示用デバイスと、
前記画像光発生部および前記画像光制限部を駆動する表示用デバイス駆動部と、
を備えることを特徴とする表示装置。 A display device for displaying an image,
A display device according to any one of claims 1 to 5,
A display device driving unit for driving the image light generating unit and the image light limiting unit;
A display device comprising:
Priority Applications (1)
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CN104111566A (en) * | 2014-06-26 | 2014-10-22 | 青岛海信电器股份有限公司 | Liquid crystal display system |
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2006
- 2006-07-26 JP JP2006203155A patent/JP2008032799A/en active Pending
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