CN101089943B - 图像显示器件和图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种图像显示器件，包括：通过排列多个像素形成的像素群；被配置成向像素群中的每个像素提供图像信号的驱动电路；和切换电路，被配置成通过电路切换用于从所述驱动电路发送所述图像信号到所述像素群中的每一个像素的总线，以像素间距为单位改变所述图像信号所提供到的目的地。

Description

图像显示器件和图像显示装置
相关申请的交叉引用
本发明包括于2006年3月2日向日本专利局递交的日本专利申请JP2006-055691的主题，其全文作为参考在此引入。
技术领域
本发明涉及通过由多个像素形成的像素群进行图像显示的图像显示器件和图像显示装置。
背景技术
例如，利用多个图像显示器件显示画面的投影型视频显示器采用使用了三个图像显示器件的所谓三面板型系统。这种方法将光分离成红、绿和蓝三种颜色，通过图像显示器件改变每种颜色的亮度，然后由例如棱镜的光学模块合成所述结果，从而得到期望的画面。
由于为红、绿和蓝每一种颜色提供图像显示器件，所以这种方法具有优良的颜色再现性和高亮度的优点。另一方面，因为需要三种显示器件和可能需要用于各个颜色的显示器件的配准(registration)而引起电路的复杂，所以这种方法也具有缺点。
为了显示以红色形成的图像、以绿色形成的图像和以蓝色形成的图像必需图像显示器件的配准，从而使得以红色形成的图像、以绿色形成的图像和以蓝色形成的图像彼此叠加。图像显示器件需要彼此以大约一个像素的精度精确地配准。当没有以高精度进行配准时，将显示具有色移(color shift)的画面，从而难以获得高质量的画面显示。
图像显示器件中的一个像素非常小，可以是几个微米那么小。因此配准图像显示器件非常困难。由于用于投影型液晶显示器中的液晶显示器件的像素尺寸趋于变小，因此可以设想：在将来配准将变得越来越困难。进而，即使当附着时精度较高，但是附着位置也可能随着时间的推移而稍微偏移。
如上所述，器件的配准可能需要一种使该器件在一个像素的位移范围内 连接到例如棱镜的光学模块的精度和防止在显示器件的连接位置的缓慢变化的连接结构。日本专利申请公开号Hei8-184928公开了一种过去用于配准投影型视频显示器中的图像显示器件的结构。
发明内容
然而，事实上，以高精度连接图像显示器件到棱镜非常困难。另外，连接后也可能出现显示器件的位移。因此难以提高产量。特别是，一旦图像显示器件被固定，则难于校正连接后的位移，因此位移直接导致产品的缺陷。现有技术这样解决这种问题：例如，提前在信号处理系统中交换信号。然而，这将增加电路的负担和成本，因为例如需要在显示位置所需的驱动器之间的信号交换和用于最外端显示像素的附加驱动器。
本发明的目的在于解决这个问题。根据本发明的一个实施例，提供了一种图像显示器件，包括：通过排列构成画面的多个像素形成的像素群；被配置成向像素群中的每个像素提供图像信号的驱动电路；和被配置成通过切换用于从驱动电路传输图像信号到像素群中每个像素的总线、以像素间距为单位改变图像信号所提供到的目的地的切换电路；通过所述切换电路，将所述画面内被显示的基于所述图像信号的图像的位置进行移动。
另外，根据本发明的一个实施例，提供了一种通过将多个图像显示器件的图像彼此叠加形成一个图像的图像显示装置，其中每个图像显示器件包括：通过排列构成画面的多个像素形成的像素群；被配置成向像素群中的每个像素提供图像信号的驱动电路；和切换电路，被配置成通过切换用于从驱动电路传输图像信号到像素群中每个像素的总线，以像素间距为单位改变图像信号所提供到的目的地；通过所述切换电路，将所述画面内被显示的基于所述图像信号的图像的位置进行移动以使其在所述一个图像中重合。
图像显示器件是一种通过向每个像素提供信号进行显示的器件，诸如反射型液晶显示器件、透射型液晶显示器件、有机EL显示器件、等离子体显示器件、数字微镜器件。图像显示装置是一种例如投射型显示装置的显示装置，其通过将多个图像显示器件的图像彼此叠加形成一个图像。
本发明使用下述切换电路：其被配置成通过电路切换用于从驱动电路传输图像信号到像素群中每个像素的总线，在一个像素间距的单位内改变图像信号所提供到的目的地。因此，可以仅使用简单电路配置在一个像素间距单位内改变显示图像的位置，而不用由驱动电路执行特别的信号操作。
因此，根据本发明，可以不依赖信号处理系统而容易地改变视频显示的 位置。这消除了现有的对驱动器之间的信号交换和最外端驱动器的需要，因此可以降低人工和成本。
附图说明
图1是用于帮助解释作为根据本发明一个实施例的图像显示器件的例子的液晶显示器件的示意图；
图2A和2B是示出液晶显示器件中的数据线结构的示意图；
图3A和3B是示出切换电路的另一实例的示意图；
图4是用于帮助解释配准方法的示意图；和
图5是示出采用根据本实施例的液晶显示器件的投射系统的例子的原理图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。图1是帮助解释作为根据本实施例的图像显示器件的例子的液晶显示器件的示意图。液晶显示器件1为反射型液晶显示器件。液晶显示器件1包括：一对基板，其中一个基板叠放在另一基板之上，它们之间具有预定间隙，且该间隙中填充液晶；在填充液晶的区域中设置多个像素14(像素群)；用于驱动多个像素14的驱动电路(信号输入单元11和扫描单元12)；和从信号输入单元11向每个像素列施加图像信号的数据总线13。
由于图1是示意平面图，所以图示了一对基板中的驱动侧基板10。反射型液晶显示器件采用硅或类似的半导体基板(包括具有在其上形成的半导体膜的基板)作为驱动侧基板10。用于驱动液晶的开关元件和用于从开关元件向液晶施加电压的反射电极通过半导体工艺技术以矩阵形式形成。形成反射电极的区域是用于由液晶显示视频的视频显示区域S1。另外，用于驱动开关元件的扫描单元12和信号输入单元11形成在驱动侧基板10的显示区域S1的外围。附带的，可采用其中驱动电路设置在外部而只是经过柔性电缆或类似物输入信号的配置。
采用玻璃基板作为与驱动侧基板10相对的基板。透明电极均匀地形成在玻璃基板上，且用作与驱动侧基板10的反射电极相对的对应电极(counterelectrode)。驱动侧基板10和玻璃基板通过图中未示出的密封剂叠置成为一对 基板。基板之间的间隙被填充液晶，其中所述间隙由密封剂的厚度形成。
作为根据本实施例的图像显示器件的液晶显示器件1包括用于改变信号线和设置在器件中的数据线20的连接的切换电路15。切换电路15改变信号所发送至的位置，因此显示位置可从原位置改变一个像素间距的单位。
图2A和2B是示出液晶显示器件中数据线的结构的示意图。附带地，虽然为了描述简单而示出沿着附图的水平方向的三个像素的接线，但是实际上数据线20连接到所有像素14。
图2A示出了切换电路正常连接的状态，为像素14的每一列(图中的垂直方向)提供一条数据线20。数据线20被提供有来自连接到切换电路15的输出侧的数据总线13的信号。切换电路15的输入侧连接到用于来自信号输入单元11(参见图1)的信号输出的信号线16a到16c(其数目与数据总线13相同)和两条端部(end part)接线17a和17b。信号线16的配置对应于像素14的配置。信号线16a对应于像素14a的列；信号线16b对应于像素14b的列；信号线16c对应于像素14c的列。信号线16a到16c和两端部接线17a和17b为输入信号线的示例。数据总线13或数据线20是输出信号线的示例。
在切换电路15的正常连接状态中，从信号输入单元11(参见图1)延伸出的信号线16与数据总线13彼此连接，从而使得信号线16对应于相应数据总线13。因此，来自信号线16a的信号输入到像素14a的列；来自信号线16b的信号输入到像素14b的列；来自信号线16c的信号输入到像素14c的列。在这种状态中图像显示不会偏移。
另一方面，图2B示出了切换电路的变化的连接的状态。具体而言，当显示位置改变信号从外部输入到切换电路15时，切换电路15从正常连接状态变化到其中数据总线13的连接移位到相邻信号线16的状态。在图2B示出的例子中，切换电路15将连接改变到左侧的相邻信号线16。
这种变化的连接的结果是，像素14a的列连接到端部接线17a，像素14b的列连接到信号线16a，而像素14c的列连接到信号线16b。因此，来自端部接线17a的信号输入到像素14a的列；来自信号线16a的信号输入到像素14b的列；来自信号线16b的信号输入到像素14c的列。也就是说，原来在图2A中示出的正常连接状态中发送到左边的相邻像素列的信号向右移动了一个像素间距并且然后发送，因此图像显示向右移动了一个像素间距。
另外，尽管未示出，但是当切换电路15从正常连接状态变化到数据总线 的连接向右移动到相邻信号线的状态，像素14a的列连接到信号线16b，像素14b的列连接到信号线16c，而像素14c的列连接到端部接线17b。因此，来自信号线16b的信号输入到像素14a的列；来自信号线16c的信号输入到像素14b的列；而来自端部接线17b的信号输入到像素14c的列。也就是说，原来在图2A中示出的正常连接状态发送到右边的相邻像素列的信号向左移动了一个像素间距并且然后发送，因此图像显示向左移动了一个像素间距。
附带地，端部接线17a和17b被提供有特定的电压或接地，连接到端部接线17a和17b的像素14不进行图像显示。像素14的列数被设置得比像素列的特定数至少大图像显示移动的列数，从而使得图像显示移动到的端部的图像能够被显示。
图2中示出的切换电路15可从正常连接状态向左或向右改变一个像素间距。然而，当切换电路15被配置成可更多地改变正常连接状态时，正常连接状态可改变多个像素间距。也就是说，输入信号线的数目和输出信号线的数目之间的差可为2或更多。
图3A和3B是示出切换电路另一实例的示意图。附带地，也是在这种情况下，虽然为了描述简单而示出沿着附图的水平方向的三个像素的接线，但是实际上数据线连接到所有像素。
在图3A和3B中示出的切换电路的示例中，连接到像素14的每条数据线20可通过切换电路15而连接到三条数据总线。显示位置改变信号从外部输入以选择三条数据总线中的一条。
具体而言，作为从信号输入单元11延伸出的接线，对应于像素14的列的信号线16a到16c被提供有如数据总线13中的图像信号，且端部接线17a和17b被提供有特定电压或接地。切换电路15可选择全部三条接线(即对应于像素14的一列的信号线，以及在相对于中心的、对应于所述列的所述信号线的左边和右边的多条信号线或一条信号线、和端部接线)中的一条。切换电路15由来自切换控制单元18的显示位置改变信号控制。
首先，如图3A所示，在正常连接状态中，切换电路15选择并采用中心信号线馈送数据到像素14。因此，来自信号线16a的信号输入到像素14a的列；来自信号线16b的信号输入到像素14b的列；而来自信号线16c的信号输入到像素14c的列。在这种状态中图像显示没有偏移。
其次，当在特定时间用于将图像的显示位置向左改变的信号(显示位置改 变信号)从外部输入到切换电路15时，所有数据线的开关如图3B所示的改变，从而使得数据线被提供有原来提供给右侧的数据线的信号。具体而言，来自信号线16b的信号输入到像素14a的列；来自信号线16c的信号输入到像素14b的列；而来自端部接线17b的信号输入到像素14c的列。结果，图像的显示位置向左移动一个像素间距。
当用于向右改变图像的显示位置的信号(显示位置改变信号)从外部输入到切换电路15时(尽管未示出)，切换电路15以与上述相反的方式改变，从而使得像素14被提供有原来提供给左侧的数据线的信号。具体而言，来自端部接线17a的信号输入到像素14a的列；来自信号线16a的信号输入到像素14b的列；而来自信号线16b的信号输入到像素14c的列。结果，图像显示位置向右移动一个像素间距。
因此，根据本实施例的图像显示器件可通过简单的切换电路15和接线移动图像的显示位置中，而不必引入额外的复杂驱动电路或大的改变，且可通过移动图像显示而迅速校正图像显示器件的连接位置的移动。
附带地，在上述实施例中，已经对沿着像素14水平方向上的图像移动的示例进行了描述。然而，沿着像素14的垂直方向的图像移动可通过改变类似的切换电路来进行。另外，图像在水平方向和垂直方向之一上的移动可通过切换电路进行，而在另一方向上的移动可通过调整从驱动电路施加的信号的定时来进行。
以下将描述一个具体图像显示器件的配准。图4是示出帮助解释配准方法的示意图。在这个示例中，液晶显示器件1被示出为与作为光学系统的一部分的分束器104配准。为了将液晶显示器件1连接到分束器104的基准位置，液晶显示器件1被提供预定基准图像信号以显示基准图像。
在这种状态中，当来自灯光源101的光入射到液晶显示器件1上时，基准图像被放大(在这种状态中为标记22’的画面)并通过投影透镜17投影。将标记22’的投影画面作为基准，液晶显示器件1在位置上进行调整并连接到分束器104上。
当液晶显示器件1固定到分束器104上时，固定液晶显示器件1时可能产生微小的位置移动。为了校正由于位置移动而引起的图像显示位置的偏移，通过施加到上述切换电路上的显示位置移动信号移动图像显示位置。
随带地，对于三面板型液晶投影仪，对应于三原色R、G和B的液晶显 示器件被配准。在这种情况下，为所述三种液晶显示器件提供图4所示的用于调整的结构，且三种液晶显示器件的基准图像同时显示。作为三种液晶显示器件的基准图像的标记的画面在投影图像中相互叠置。调整液晶显示器件的排列使得标记彼此精确的重合。当通过固定后向切换电路输入显示位置改变信号而在某个方向上移动图像显示时，可以利用校正的在固定之后的配准位移来获得高质量的彩色视频。
期望的，将根据本实施例的液晶显示器件1应用于例如需要配准多个液晶面板(液晶显示器件1)的投影系统(液晶投影仪)中。图5是示出采用了根据本实施例的液晶显示器件的投射系统的实例的示意图。具体地，投影系统100包括灯光源101，透镜部分102，二向分色滤光片103，分束器104r、104g和104b，液晶显示器件1r、1g和1b，驱动电路105r、105g和105b，棱镜(二向色镜)106，和投影透镜107。上述根据本发明实施例的反射型液晶显示器件用作液晶显示器件1r、1g和1b。
在这一系统中，从灯光源101发射的光从透镜部分102传输到二向分色滤光片103，其中光在这里分为两个方向。在两个方向分出的束光通过全反射镜108和109、分束器104r、104g和104b、二向色镜110和棱镜106传输到由对应于三原色R(红)、G(绿)和B(蓝)色的反射型液晶显示器件1r、1g和1b形成的显示部分。
例如，来自灯管源101的光经过二向分色滤光片103、全反射镜108和分束器104r进入对应于R(红)色的液晶显示器件1r。来自灯光源101的光经过二向分色滤光片103、全反射镜108、二向色镜110和分束器104g进入对应于G(绿)色的液晶显示器件1g。来自灯光源101的光经过二向分色滤光片103、全反射镜109和分束器104b进入对应于B(蓝)色的液晶显示器件1b。
液晶显示器件1r、1g和1b设置为分别对应于作为二向色镜的棱镜106的多个表面的状态，其中分束器104r、104g和104b夹置在液晶显示器件1r、1g和1b和棱镜106的多个表面之间。液晶显示器件1r、1g和1b由分别对应于液晶显示器件1r、1g和1b的驱动电路105r、105g和105b来驱动。液晶显示器件1r、1g和1b在液晶层将入射光转变为图像，并反射该图像。棱镜106作为光合成部件合成该图像，并将结果传输到投影透镜107。从而，对应于三原色R(红)、G(绿)和B(蓝)的图像投影到图中未示出的屏幕上，并从而再现为彩色图像。
当根据本实施例的液晶显示器件1(1r、1g和1b)用在这种液晶投影仪中时，液晶显示器件1(1r、1g和1b)的图像可精确地彼此配准而不需要使用特别的驱动电路。
另外，由于根据本实施例的液晶显示器件1即使在固定到棱镜106后仍可配准，所以固定时的连接精度可降低。进一步，为了利用从多个显示器件中输出的不同颜色的画面获得没有色移的图像，不同颜色的输出光需要在一个像素的精度内配准。根据本实施例的液晶显示器件1可从原显示位置向左或向右移动至少一个像素。因此，即使当连接位置向左或右方向移动大约一个像素时，也可校正显示位置以防止色移。因此可降低配准的精度，并且期望降低循环的时间，并提高产量。
进一步，根据本实施例的液晶显示器件1具有允许在连接到棱镜106后进行位置移动的校正的巨大优点。也就是说，甚至在连接精度可提高时，在实际连接后位移也可能产生。即使在这种情况下，显示位置也可改变而不用拆开显示器件，从而可提高产量。
而且，当显示位置的位移量刚好在规定范围内时，通过改变显示位置可进一步降低色移量。因此，可得到更高的图像质量。如上所述，本实施例可以有助于提高产量并提高产品的图像质量。另外，本实施例使得在低成本下提供这些产品成为可能。
根据本实施例的图像显示器件可应用于除反射型液晶显示器外的装置中。例如，根据本实施例的图像显示器件可应用于能够在像素单元中进行显示驱动的显示器件，如其中像素具有微镜结构的数字微镜器件，反射镜的方向由输入信号改变，且反射光快速地开启和关闭以在具有基板的有源矩阵显示器件中显示灰度级，其中基板的表面以矩阵形式划分，每个分开的部分形成一个像素、有机EL显示器件、等离子体显示器件和透射型液晶显示器件。另外，根据本实施例的图像显示器件可应用于投影型视频显示器，其中根据本实施例的两个或四个图像显示器件(包括上述液晶显示器件、数字微镜器件、有机EL显示器件、等离子体显示器件等类似器件)连接到光合成部件。
本领域的普通技术人员可以理解，只要不脱离所附权利要求或其等价内容的范围，可以根据设计要求和其他因素对本发明做出各种改进、合成和变型。

Claims (9)

1.一种图像显示器件，包括：
通过排列构成画面的多个像素而形成的像素群；
被配置成向所述像素群中的每个像素提供图像信号的驱动电路；和
切换电路，被配置成通过切换用于从所述驱动电路发送所述图像信号到所述像素群中的每一个像素的总线，以像素间距为单位改变所述图像信号所提供到的目的地；
通过所述切换电路，将所述画面内被显示的基于所述图像信号的图像的位置进行移动。
2.根据权利要求1所述的图像显示器件，其中所述切换电路包括在所述驱动电路中。
3.根据权利要求1所述的图像显示器件，其中所述切换电路中的输入信号线的数量和输出信号线的数量之间的差为2或更大。
4.根据权利要求1所述的图像显示器件，其中当所述像素群的多个像素以矩阵形式排列时，所述切换电路对垂直方向上的像素列的组或水平方向上的像素列的组执行切换。
5.根据权利要求1所述的图像显示器件，其中当所述像素群的多个像素以矩阵形式排列时，所述切换电路对垂直方向上的像素列的组或水平方向上的像素列的组执行切换，且对另一方向上的像素列的组调整从所述驱动电路提供图像信号的定时。
6.一种通过将多个图像显示器件的图像彼此叠加来形成一个图像的图像显示装置，
其中每个图像显示器件包括：
通过排列构成画面的多个像素而形成的像素群；
被配置成向所述像素群中的每个像素提供图像信号的驱动电路；和
切换电路，被配置成通过切换用于从所述驱动电路发送所述图像信号到所述像素群中的每一个像素的总线，以像素间距为单位改变所述图像信号所提供到的目的地；
通过所述切换电路，将所述画面内被显示的基于所述图像信号的图像的位置进行移动以使其在所述一个图像中重合。
7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中所述图像显示器件通过液晶显示图像。
8.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中所述多个图像显示器件的每一个均固定到光合成部件。
9.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中所述图像显示器件具有对应于每个像素的反射镜，且所述反射镜的角度随所述图像信号改变，从而显示图像。
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