JP2002215110A - 表示装置および表示方法 - Google Patents
表示装置および表示方法Info
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Abstract
流化処理によりフリッカが目立ちやすい。 【解決手段】 表示フィールド周波数Fvはフリッカを発
生させない周波数(例えば100Hz以上)とし、Fv/
2は実用上十分なフリッカ感度の領域(50〜60Hz
以上)とする。また滑らかな動きを実現するため、入力
信号のフィールド周波数に対してFvを整数倍の周波数に
設定する。
Description
置に係わり、反射型液晶表示素子などを画素単位で制御
して入力信号に対応した映像を光学的に表示する表示装
置に関する。
に対応した映像を光学的に表示する表示装置の代表的な
ものに、液晶プロジェクタがある。液晶プロジェクタ
は、入力信号に応じて画素単位で透過率や反射率の制御
可能な液晶パネルをR,G、Bそれぞれ独立に持ち、
R、G、B光源に対して出射光量を画素単位で制御する
ことによりスクリーン上にカラー画像を表示するもので
ある。
下光学制御素子)としては、従来からの透過型液晶、デ
ィジタルマイクロミラーデバイス(DMD)に加え、反
射型液晶などがそれぞれの用途により使い分けられてい
る。
と、同一チップ上に周辺回路が組み込める、また通常の
半導体プロセスと同様に作成できるため低コスト化可能
などのメリットがあり注目されている。
としては、R、G、Bの3つの独立した光源を持つ場合
もあるが、白色光源からダイクロイックミラーなどによ
り分光して生成する構成が多く、さらにR,G,Bの独
立した表示素子により画素単位で出射光量が制御された
後、光学的に再合成され1系統の投射レンズでスクリー
ン上に表示する構成が多く用いられている。
リーン裏側から投影する背面投射型の表示装置や、表示
装置には表示部を持たず表示装置の投射レンズから外部
のスクリーンに映像信号を表示する前面投射型の表示装
置などがある。いずれも表示部(スクリーン)において
画素単位でR,G,B出射光を光学的に合成して表示を
行う構成である。
示装置では、後述するように、表示画像にフリッカーが
出やすい問題があった。このフリッカーを解決するため
従来の装置では現象のみを把握するのみで、単に表示デ
バイスの垂直走査(フィールド)周波数を90Hz程度
に変換して表示を行っていた。一方液晶などの画素数が
固定した表示デバイスでは、用いる液晶の画素数に合致
した映像信号のみしか表示できないため、これ以外の画
素数の映像信号が入力された場合には、表示可能な液晶
の画素数に変換して表示する必要がある。
600ラインの液晶素子を用いた場合には、水平800
×垂直600のSVGA信号は変換することなく表示可
能であるが、これ以外の解像度たとえば水平640×垂
直400のVGA信号や水平1024×垂直768のX
GA信号が入力された際には拡大縮小処理を行い画素数
を表示可能な水平800×垂直600画素に変換する必
要がある。
処理とフィールド周波数変換の2つの処理を行う必要が
あった。両者を同時に行うことは非常に複雑な処理とな
り、このため従来の装置ではフィールド周波数変換の上
限周波数は、SXGA(水平1280×垂直1024)
などの高い解像度の信号では90Hz程度に制限されて
いた。
液晶を用いた場合のみに必要な機能であり、一般の透過
型液晶やDMDでは60Hz〜75Hzのフィールド周
波数でフリッカのない表示が可能である。しかし反射型
液晶による表示装置では、後述する検討結果により、9
0Hzでも不十分でありこれ以上にフィールド周波数を
上昇させることが望ましい。
を用いて良好な画質が表示可能な表示装置を実現するた
め以下の手段を用いた。 1. 入力映像信号の表示フィールド周波数を2倍以上
の周波数に変換し、変換後の映像信号のフィールド周波
数の1/2を50Hz以上となるようにした。 2. 拡大縮小処理を行う信号処理回路と、フィールド
周波数を変換する信号処理回路の2つに機能を分割し、
2つのステップで表示信号を処理する構成とした。 3. 最初に拡大縮小処理回路により拡大縮小処理を行
い、次にフィールド周波数回路によりフィールド周波数
の変換を行う。 4. 拡大縮小処理回路では、入力信号が50Hz、59.94
Hz〜60Hzである場合には入力映像信号と同一の周波
数で出力し、これ以外の周波数である場合には所定の周
波数(例えば60Hz)に変換して出力する。 5. フィールド周波数変換回路は、主にフィールド周
波数の変換処理のみを行い、入力フィールド周波数の2
倍などの整数倍のフィールド周波数に変換を行う。
にした、本願発明で用いる反射型液晶表示素子における
フリッカ発生のメカニズムについて、図1、図2を用い
て説明する。
しており、フィールド周波数Fv=60Hzの信号の全面白
色信号を入力した場合を示している。図1(b)は反射
型液晶への駆動電圧を示している。図1(b)に示すよ
うに反射型液晶では、印加電圧を基準電位に対しフィー
ルド単位で反転させるよう構成されている。これは、同
一パターンを長時間表示したとき残像が発生するいわゆ
る焼き付き現象を低減させるため、このような交流化処
理を施し駆動する構成となっている。従来の透過型液晶
ではこの交流化処理の周期がライン単位あるいは画素単
位であったのに対し、反射型液晶ではフィールド単位で
の交流化処理が行われている点に大きな特徴がある。図
1(b)の駆動波形による発光量(反射型液晶の反射
率)を図1(c)に示す。なお図1(c)は垂直走査に
よらず画面上の固定点での輝度変化を取ったものであ
る。図1(c)に示されるように、発光量の変化はフィ
ールド毎に等しい波形とならず、フィールド単位での交
流化処理の影響を受けることにより、フィールド毎交互
に異なる2つの発光パタンを繰り返している。本来、フ
ィールド毎に等しい発光パタンとなればフィールド周波
数Fv=60Hz の整数倍の周波数成分のみが発生する
が、この発光パターンの歪が交互に現れることによっ
て、Fv=60Hzのフィールド周波数であっても、フィー
ルド周波数の1/2の30Hz=(Fv/2=60/2)の周
波数成分が現れる。
周波数として知られており、50〜60Hz程度で実用
十分なレベルに妨害が低下し、80〜100Hz程度とする
ことで検知限以下にできることが知られている。従来の
装置ではこのフリッカ感度特性に応じて、表示フィール
ド周波数を60〜70Hzとすることによりフリッカ妨
害を低減させていた。またフリッカ妨害の出にくい表示
を実現するためには必要に応じてさらに表示フィールド
周波数をあげて例えば75Hzあるいは80Hzで表示
が行われていた。反射型液晶を用いた表示装置では、フ
ィールド単位での交流化処理の影響によりフィールド周
波数の1/2(Fv/2)の成分も考慮する必要がある。
ネルギーの関係を示す。図2の横軸は周波数である。
で表示を行う場合の表示信号のスペクトル分布と、フリ
ッカ感度特性を示したものである。表示フィールド周波
数Fv=60Hz の成分はフリッカ感度の低い領域にあるた
め60Hz成分のフリッカは実用十分なレベルとなるが、
反射型液晶固有の30Hz(=Fv/2)のフリッカが、感
度の高い領域にあり、全体としてフリッカ妨害の大きい
表示画像となる。
zに上昇させて表示した場合を示したもので、45Hz
(=Fv/2)のフリッカがフリッカ感度に応じて検知され
ることがわかる。
=120Hzに上昇させて表示した場合を示したもので、60
Hz(=Fv/2)のフリッカが存在するが、フリッカ感度
の低い領域であり、全体として検知限以下にフリッカ妨
害を低減させることができる。
には、図2から分かるように、フィールド周波数Fvのみ
でなく、Fv/2においてもフリッカを発生させない周波
数であることが望ましい。しかしこの条件では、フィー
ルド周波数Fvを200Hz以上に変換しなければなら
ず、現行のシステムの大幅な変更が必要となるため、実
現困難である。そこで、フィールド周波数Fvはフリッカ
を発生させない周波数(例えば100Hz以上)であ
り、Fv/2はエネルギーが少ないため実用上十分なフリ
ッカ感度の領域(50〜60Hz以上)とすればよい。
以上から反射型液晶の表示周波数は100〜180H
z、すなわちフィールド周波数を2〜3倍に変換するこ
とが望ましい。
上とすることで、表示フィールド周波数成分Fvにおいて
発生するフリッカは検知限以下とすることができ、反射
型固有の交流化処理に伴う表示フィールド周波数の1/
2(Fv/2)の成分も実用上十分なフリッカ感度の領域とす
ることができ極端な回路規模システムの変更・増大な
く、高画質の表示装置を実現することができる。
のフィールド周波数に対して1、2、3、・・・倍のよ
うに倍数になっていることが好ましく、整数倍に設定す
ることで、同一フレームの映像内容を、倍率に応じて1
回、2回、あるいは3回繰り返して出力することにより
フィールド周波数の変換が容易に可能となる。しかしな
がら、n/m倍(n、mは整数)としても、例えば3/2
倍の場合には、入力の第一フィールドを2回出力し、入
力第2フィールドを3回出力し、入力第3フィールドを
2回出力するといったように、同一フレーム内容が2
回、3回、2回、3回、2回、・・・・と繰り返され
る。この結果表示画像は滑らかな動きが多少損なわれる
ものの、実用上問題の無い動画像を得ることが出来る。
主として800×600(SVGA相当)画素の反射型
液晶を光学制御素子として用いた表示装置を実現する構
成につき図を用いて説明する。
表示装置の構成図である。
映像信号の入力端子、104は同期信号の入力端子、2
01、202、203はA/D変換回路、3は入力信号
の形態を変更したり拡大縮小処理により画素数を変換す
る拡大縮小処理回路、301は拡大縮小処理回路3内部
に設けられたメモリ、4はフィールド周波数変換回路、
401はフィールド周波数変換回路4内部に設けられた
メモリ、7は制御回路、501、502、503は液晶
パネルを駆動するための駆動回路、6は光学合成部、1
1、12、13、は光学合成部6の内部に設けられた液
晶パネル、8は表示スクリーン、9は本発明の表示装置
である。
R、G、BあるいはY、R−Y、B−Yなどのカラー映
像信号が入力される。入力端子104には水平垂直の同
期信号が入力される。制御回路7では入力端子104か
ら入力された同期信号に基づいて基本クロックや各部へ
の制御信号が生成される。A/D変換回路201、20
2、203は入力端子101、102、103から入力
された映像信号をディジタル信号に変換する。拡大縮小
処理回路3はA/D変換回路201、202、203で
ディジタル信号に変換された映像信号の信号形態および
解像度を内部に設けられたメモリ301を用いて変換す
るいわゆるスキャンコンバータである。端子101、1
02、 103から入力された種々の形態の映像信号は
拡大縮小処理回路3により、RGB形式の水平800画
素、垂直600ライン、フィールド周波数60Hzの信
号RI、GI,BIに変換される。フィールド周波数変
換回路4は内部に設けられたメモリ401を用いてフィ
ールド周波数をRI、GI,BIの2倍の120Hzに
変換しR,G,Bの光学制御素子を制御するための表示
信号Ro、Go、Boを生成する。駆動回路501〜50
3は反射型液晶パネル11、12、13を駆動するため
に必要な電圧やタイミングに信号を変換する。液晶パネ
ル11、12、13はいずれも水平800画素、垂直6
00ラインの反射型液晶パネルである。光学合成部6は
液晶パネル11、12、13によりR,G,Bの光源を
制御し、スクリーン8に光学的に合成し入力信号の表示
を行う。
素、垂直600ラインの反射型液晶パネル垂直走査周波
数120Hzで駆動し入力信号を表示することができ
る。
成につき図4を用いて説明する。
られた出射レンズ、8は表示装置外部に設けられた表示
スクリーン、9は本発明の表示装置である。その他は図
3と同一である。
クリーンが一体となった背面投射型の表示装置であるの
に対し、図4の構成は光学合成部6に設けられた出射レ
ンズ10より、外部に設けられた表示スクリーン8に投
影する前面投射型の表示装置である点が異なっており、
他の構成は同じである。
面投射あるいは前面投射の表示装置いずれへも本発明を
適用することができる。なお、光学合成部の必要に応じ
て、表示映像信号の左右、上下反転などの処理は、駆動
回路501〜503あるいは拡大縮小回路3において所
望の反転処理を行う構成とすればよい。
で、拡大縮小処理回路3は、拡大縮小のみを行い、フィ
ールド周波数変換回路4は、フィールド周波数の変換の
みを行うことになり、それぞれの機能が単純化すること
になり、両者を1ステップで行う場合に比較して回路を
小型化できる。また従来の1ステップで変換を行う場合
に比較してより高いフィールド周波数への変換が可能と
なる。これまで若干フリッカが検知されていた90Hz
より高い例えば120Hzへフィールド周波数を変換さ
せることにより、フリッカをほとんど感じない程度に高
画質化させることができる。
晶の場合には拡大縮小処理回路3とフィールド周波数変
換回路4とを組み合わせて用い、フィールド周波数を高
くする必要のない透過型液晶やDMDを光学制御素子と
して用いる場合には拡大縮小処理回路3を単独で用いれ
ばよく拡大縮小処理回路3の汎用性を高めることができ
る。汎用性が高い回路が実現されることにより類似の表
示装置などでも拡大縮小処理回路3を使用することがで
きるようになり、使用数量増大により開発コストを低減
させる経済的効果がある。
が50Hzあるいは59.94〜60Hzである場合には入力映
像信号と同一の周波数でRI,GI,BIを出力するこ
とにより、PAL、SECAM、NTSCなどのTV放
送に基づく動画像信号である場合にはフィールドの欠落
や重複などの不連続のない映像信号の表示が可能であ
る。これ以外の入力信号のフィールド周波数は、コンピ
ュータからの静止画像が主な信号と判断し、予め定めら
れた60Hzのフィールド周波数で出力する構成となって
いる。このフィールド周波数による周波数変換切換部の
具体的な構成を図5を用いて説明する。
端子104から入力される映像信号の垂直同期信号の周
期を計測しこの周期が50Hzあるいは59.94〜60Hzで
ある場合を判定する検出判定回路、702は端子104
から入力される映像信号の水平同期信号に基づきクロッ
クを生成するPLL回路、703は予め定められた固定
周波数で発振する発振回路、704は切換え回路であ
る。これら701〜704はすべて図3、図4に示す制
御回路7内部に設けられている。
から入力される映像信号の垂直同期信号の周期を計測し
ており、この周期が50Hzあるいは59.94〜60Hzであ
る場合には切換え回路704を切換え、PLL回路70
2からのクロック信号を拡大縮小処理回路3のメモリ読
み出しクロックRckとして出力する。これにより出力R
I,GI,BIのフィールド周波数を入力映像信号のフ
ィールド周波数と一致させることができる。また、検出
判定回路701が垂直同期信号の周期が50Hzあるいは
59.94〜60Hz以外であると判定した場合には固定周波
数の発振回路703からのクロックを切換え回路704
を介してRckとして出力する。これによりRI,GI,
BIは60Hzのフィールド周波数として出力される。
て、RI,GI,BIの1フィールドの画像を時間軸を
1/2に短縮して2回ずつ出力させることによりフィー
ルド周波数を2倍に変換することで、動画像の滑らかな
動きを崩すことなく高画質の表示が可能となる。また入
力信号が50HzのPAL、SECAM方式に基づく動画
像の場合には、入力フィールド周波数の3倍の周波数1
50(=50×3)Hzに変換して表示するものであって
もよい。
ちやすい反射型液晶を用いた表示装置において、フリッ
カのない、動きの不連続のない高画質の表示を行うこと
ができる。
明図である。
リッカの関係を説明する説明図である。
ブロック図である。
ブロック図である。
ク図である。
Claims (8)
- 【請求項1】反射型液晶表示素子を用いた表示装置であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を2倍以上の周波数に
変換し、変換後の映像信号のフィールド周波数の1/2
を50Hz以上とするフィールド周波数変換回路と、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動回路とを有することを特徴とする表示装
置。 - 【請求項2】反射型液晶表示素子を用いた表示装置であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を2倍以上で3倍以下
の周波数に変換し、変換後の映像信号のフィールド周波
数の1/2を50Hz以上とするフィールド周波数変換
回路と、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動回路とを有することを特徴とする表示装
置。 - 【請求項3】反射型液晶表示素子を用いた表示装置であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数をn/m倍(m、nは
整数)の周波数に変換し、変換後の映像信号のフィール
ド周波数の1/2を50Hz以上とするフィールド周波
数変換回路と、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動回路とを有することを特徴とする表示装
置。 - 【請求項4】反射型液晶表示素子を用いた表示装置であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を検出する検出回路
と、 検出されたフィールド周波数が、所定の周波数範囲であ
るか否か判定する判定回路と、 上記判定結果に基づいて、入力映像信号のフィールド周
波数を2倍以上の周波数への変換と、所定のフィールド
周波数への変換とを切換えて動作するフィールド周波数
変換回路と、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動回路とを有することを特徴とする表示装
置。 - 【請求項5】反射型液晶表示素子を用いた表示方法であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を2倍以上の周波数に
変換し、変換後の映像信号のフィールド周波数の1/2
を50Hz以上とするフィールド周波数変換ステップ
と、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動ステップとを有することを特徴とする表
示方法。 - 【請求項6】反射型液晶表示素子を用いた表示方法であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を2倍以上で3倍以下
の周波数に変換し、変換後の映像信号のフィールド周波
数の1/2を50Hz以上とするフィールド周波数変換
ステップと、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動ステップとを有することを特徴とする表
示方法。 - 【請求項7】反射型液晶表示素子を用いた表示方法であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数をn/m倍(m、nは
整数)の周波数に変換し、変換後の映像信号のフィール
ド周波数の1/2を50Hz以上とするフィールド周波
数変換ステップと、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動ステップとを有することを特徴とする表
示方法。 - 【請求項8】反射型液晶表示素子を用いた表示方法であ
って、 入力映像信号のフィールド周波数を検出する検出ステッ
プと、 検出されたフィールド周波数が、所定の周波数範囲であ
るか否か判定する判定ステップと、 上記判定結果に基づいて、入力映像信号のフィールド周
波数を2倍以上の周波数への変換と、所定のフィールド
周波数への変換とを切換えて動作するフィールド周波数
変換ステップと、 上記変換後の映像信号に基づき上記反射型液晶表示素子
を駆動する駆動ステップとを有することを特徴とする表
示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001009648A JP4019636B2 (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 表示装置および表示方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007165764A Division JP4535090B2 (ja) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 表示装置および表示方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002215110A true JP2002215110A (ja) | 2002-07-31 |
JP4019636B2 JP4019636B2 (ja) | 2007-12-12 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009003421A (ja) * | 2007-05-21 | 2009-01-08 | Victor Co Of Japan Ltd | 映像信号表示装置及び映像信号再生方法 |
US7522137B2 (en) | 2003-09-29 | 2009-04-21 | Samsung Mobile Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device and method of field sequential driving mode |
-
2001
- 2001-01-18 JP JP2001009648A patent/JP4019636B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009003421A (ja) * | 2007-05-21 | 2009-01-08 | Victor Co Of Japan Ltd | 映像信号表示装置及び映像信号再生方法 |
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