JP2005208407A - Image output device and image display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image output device which suppresses an increase in driving circuit scale and lowers cost while maintaining image display of high gradations and high quality, in an image display device which divides an image of one frame into a plurality of sub-frames and performs sequential time-division display by the sub-frames. <P>SOLUTION: The image output device equipped with a sub-frame generating means (a decoder 5, a write control circuit 6, and sub-frame memories 1 to 4) for dividing pixel data of one frame into a plurality of sub-frames and sequentially outputting the sub-frames is further equipped with a field data generating means (sub-frame memories 1 to 4, a read control circuit, a +1 circuit 8, a decision circuit 9, and a selecting circuit 10) for dividing the output period of each sub-frame into a plurality of fields in time and generating and outputting output pixel data sequentially by the fields. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次出力するサブフレーム生成手段を備えた画像出力装置と、その画像出力装置を備え、画像を複数のサブフレームに分割して時分割表示する画像表示装置に関する。   The present invention divides pixel data for one frame into a plurality of subframes, and includes an image output device including subframe generation means for sequentially outputting each subframe, and the image output device, and a plurality of images. The present invention relates to an image display device that performs time-division display by dividing into sub-frames.

近年、コンピュータの処理能力の飛躍的増大により表示画像の益々の高解像度化が進んでおり、それに伴ってプロジェクターなどの画像表示装置においても高解像度化の要求が高まってきている。しかしながら、例えばプロジェクターなどにおいては画像を表示する空間光変調素子の解像度がその要求に追いついておらず、高解像度化を実現するための様々な技術が提案されている。その一例として光路シフト手段(ここで言う「シフト」は「偏向」と同義語とする(以後同様))を有するプロジェクターが特許文献1に開示されている。   In recent years, the resolution of a display image has been increased more and more due to a dramatic increase in the processing capacity of a computer, and accordingly, there is an increasing demand for higher resolution in an image display apparatus such as a projector. However, for example, in projectors and the like, the resolution of the spatial light modulation element for displaying an image has not kept up with the demand, and various techniques for realizing high resolution have been proposed. As an example, Patent Document 1 discloses a projector having optical path shifting means (herein, “shift” is synonymous with “deflection” (hereinafter the same)).

この従来技術では、空間光変調素子としての表示用液晶パネルからの投射光路中に偏光方向制御用パネルと水晶板からなる光路シフト手段としての光路変調素子を設け、偏光方向制御用パネルを動作させることで水晶板に入射する光の偏光方向を変える。水晶板はその結晶軸が投射光の光軸に対して傾斜して配置されており、その傾斜方向に振動する偏光に対しては光路がシフトし、直交する偏光に対してはシフトを生じない。
そして、この従来技術では、1フレーム画像を2つあるいは4つのフィールド(ここで言う「フィールド」は「サブフレーム」と同義語とする(以後同様))で構成し、フィールド毎に液晶パネル上で時分割表示するとともに該表示に同期して偏光方向制御用パネルを動作させ、光路を画素の1ピッチ以下でシフトさせることで液晶パネルの解像度よりも高い解像度の画像表示を行わせるものである。
In this prior art, an optical path modulation element as an optical path shift means comprising a polarization direction control panel and a crystal plate is provided in a projection optical path from a display liquid crystal panel as a spatial light modulation element, and the polarization direction control panel is operated. This changes the polarization direction of the light incident on the quartz plate. The crystal plate is arranged with its crystal axis tilted with respect to the optical axis of the projection light, and the optical path shifts for polarized light that vibrates in the tilt direction, and no shift occurs for orthogonal polarized light. .
In this prior art, one frame image is composed of two or four fields (here, “field” is synonymous with “subframe” (hereinafter the same)), and each field is displayed on the liquid crystal panel. In addition to the time-division display, the polarization direction control panel is operated in synchronization with the display, and the optical path is shifted by one pitch or less of the pixels, thereby displaying an image with a resolution higher than that of the liquid crystal panel.

さて前述の従来技術を含め多くのプロジェクターにおいては、投射画像を形成する空間光変調素子として液晶表示パネルが用いられている。一般に液晶表示パネルは、各画素に表示すべき画素データに対応した電圧を印加することにより画像を形成する。図13に従来の液晶表示パネルの構成例を示す。   In many projectors including the above-described conventional technology, a liquid crystal display panel is used as a spatial light modulation element for forming a projection image. In general, a liquid crystal display panel forms an image by applying a voltage corresponding to pixel data to be displayed on each pixel. FIG. 13 shows a configuration example of a conventional liquid crystal display panel.

図13において、(P1,1)〜(Py,x)は各画素を表わしている。各画素は画素駆動トランジスタ及び保持容量を有し、全体としてアクティブマトリクス回路を構成している。ゲートドライバは水平(x)方向1ライン単位で画素を順次選択する。ソースドライバは選択ラインに同期して入力されるアナログ電圧のビデオデータを対応する各画素に出力する。選択されたラインの画素駆動トランジスタはゲートがONしており、ソースドライバから出力されるビデオデータを保持容量に書き込む。アクティブマトリクス回路、ソースドライバ及びゲートドライバが形成される回路基板と対向基板との間には液晶が挟まれており、書き込まれたビデオデータに基き各画素の光学状態が制御され、全体として画像が形成される。   In FIG. 13, (P1,1) to (Py, x) represent each pixel. Each pixel has a pixel driving transistor and a storage capacitor, and constitutes an active matrix circuit as a whole. The gate driver sequentially selects pixels in units of one line in the horizontal (x) direction. The source driver outputs video data of an analog voltage input in synchronization with the selected line to each corresponding pixel. The gates of the pixel driving transistors in the selected line are turned on, and video data output from the source driver is written into the storage capacitor. A liquid crystal is sandwiched between a counter substrate on which an active matrix circuit, a source driver, and a gate driver are formed, and a counter substrate. The optical state of each pixel is controlled based on the written video data, and an image as a whole is displayed. It is formed.

多くの場合、画素データはデジタルデータとして生成され、各画素に印加される電圧はデジタルの画素データをデジタル/アナログ変換器(D/A変換器)にてアナログ信号に変換することにより生成される。一方で近年の画像の高解像度化に伴い、画素データ転送においては一層の高速化が進展している。そのための有効な手段として画素データをデジタルデータのまま表示パネルに転送し、回路基板上の例えばソースドライバにD/A変換器を内蔵してアナログ信号に変換する方法がある。しかしながらD/A変換器は、デジタルデータのビット数の増加に応じて飛躍的に回路構成が複雑になり、歩留まりの低下や回路面積の増大などによって表示パネルが大型化及び高コスト化を招くという問題がある。近年、表示画像の高階調で高品位の画像を得るために8ビット以上の画素データが主流となっている。   In many cases, pixel data is generated as digital data, and a voltage applied to each pixel is generated by converting digital pixel data into an analog signal by a digital / analog converter (D / A converter). . On the other hand, with the recent increase in image resolution, pixel data transfer has been further accelerated. As an effective means for that purpose, there is a method in which pixel data is transferred to a display panel as digital data and converted into an analog signal by incorporating a D / A converter in a source driver on a circuit board, for example. However, the D / A converter has a dramatically complicated circuit configuration as the number of bits of digital data increases, and the display panel is increased in size and cost due to a decrease in yield and an increase in circuit area. There's a problem. In recent years, pixel data of 8 bits or more has become mainstream in order to obtain a high-quality image with high gradation of a display image.

D/A変換器の複雑化を抑制しつつ階調性能も保持するための方法として、電圧階調と時間階調を組み合わせた階調表示方法が特許文献2に開示されている。
この従来技術では、外部から入力されるmビットのデジタル画素データのうち、上位nビットを画素に印加するアナログ電圧を生成するための情報として用い、下位(m−n)ビットを時間階調の情報として用いる。具体的には1フレームを時間階調のため2m-n個のサブフレームで構成し、各サブフレームにおいて各画素に供給される電圧を上位nビットから変換して生成する。
As a method for maintaining the gradation performance while suppressing the complexity of the D / A converter, a gradation display method combining voltage gradation and time gradation is disclosed in Patent Document 2.
In this prior art, among the m-bit digital pixel data inputted from the outside, the upper n bits are used as information for generating an analog voltage to be applied to the pixel, and the lower (mn) bits are used for time gradation. Use as information. Specifically, one frame is composed of 2 mn subframes for time gradation, and the voltage supplied to each pixel in each subframe is generated by converting from the upper n bits.

特許第2939826号公報Japanese Patent No. 2939826 特開2000−310980号公報JP 2000-310980 A

本発明は、1フレームの画像を複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次時分割表示する画像表示装置において、高階調で高品位の画像表示を保ちつつ駆動回路規模の増大を抑えてさらに低コスト化を図るための画像出力装置を提供することを目的(課題)とするものである。
また、本発明は、画像出力装置において、出力画素データを生成出力する具体的な手段を提供することを目的(課題)とするものである。
The present invention provides an image display apparatus that divides an image of one frame into a plurality of subframes and sequentially time-divisionally displays each subframe, and suppresses an increase in the size of a drive circuit while maintaining high-gradation and high-quality image display. An object (problem) is to provide an image output apparatus for further cost reduction.
Another object of the present invention is to provide specific means for generating and outputting output pixel data in an image output apparatus.

さらに本発明は、上記の画像出力装置を備え、1フレームの画像を複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次時分割表示する画像表示装置において、低コストで且つ高階調の高品質な画像表示が可能な画像表示装置を提供することを目的(課題)とするものである。   Furthermore, the present invention provides an image display device that includes the above-described image output device, divides an image of one frame into a plurality of subframes, and sequentially performs time-division display for each subframe. It is an object (problem) to provide an image display device capable of displaying an accurate image.

尚、光路シフト手段を用いて1サブフレーム毎に時分割投射されたサブフレーム表示画像を投射面上で互いに表示位置をずらして合成することで1フレームの画像を表示するような場合、光路シフトの速度に対して画像表示素子の画像切り替わりの速度が十分でない場合、光路シフト前のサブフレーム画像が光路シフト後のサブフレーム画像に表示されるいわゆる画像のクロストークが生じて画像品質の劣化を引き起こす場合がある。
そこで本発明は、上記の画像表示装置において、画像のクロストークによる画像品質の劣化を防止し、より高品質の画像が得られる手段を提供することを目的(課題)とするものである。
In addition, in the case where one frame image is displayed by synthesizing the subframe display images that are time-divisionally projected for each subframe using the optical path shift means by shifting the display positions on the projection plane, the optical path shift is performed. When the image switching speed of the image display element is not sufficient with respect to the speed of the image, the so-called image crosstalk in which the sub-frame image before the optical path shift is displayed in the sub-frame image after the optical path shift occurs, and the image quality deteriorates. May cause.
Accordingly, an object of the present invention is to provide means (problem) for preventing image quality deterioration due to image crosstalk and obtaining a higher quality image in the above image display apparatus.

上記の画像表示装置においては、1フレームを複数のサブフレームに分割し、さらに1サブフレームを複数のフィールドに分割して時分割表示するので、極めて高速のデータ転送速度と画像表示の切り替え速度が求められる。例えばフレーム周波数を60Hzとし、サブフレーム数を2、1サブフレームにおけるフィールド数を4とすると、画像表示素子においては60Hz×2×4=480Hzの周波数で表示切り替えができなければならない。
そこで本発明は、上記の画像表示装置において、好適な構成の画像表示素子を提供することを目的(課題)とするものである。
In the above image display device, one frame is divided into a plurality of subframes, and further, one subframe is divided into a plurality of fields for time-division display, so that an extremely high data transfer speed and image display switching speed are achieved. Desired. For example, if the frame frequency is 60 Hz, the number of subframes is 2, and the number of fields in one subframe is 4, the image display element must be able to switch the display at a frequency of 60 Hz × 2 × 4 = 480 Hz.
Therefore, an object of the present invention is to provide an image display element having a suitable configuration in the above-described image display apparatus.

上記目的を達成するための手段として、本発明は以下のような特徴を有している。
(1):1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次出力するサブフレーム生成手段を備えた画像出力装置において、前記各サブフレームの出力期間を複数のフィールドに時間分割し、各フィールド毎に出力画素データを生成して順次出力するフィールドデータ生成手段を備えたことを特徴とする(請求項1)。
(2):(1)に記載の画像出力装置において、前記各画素データはmビットの画素データであり、前記フィールドデータ生成手段は前記mビットの画素データの上位nビット(m>n)と下位(m−n)ビットに対して、前記サブフレームの出力期間を2m-n個のフィールドに時間分割し、前記下位(m−n)ビットの値に基いて前記各フィールドにおける出力画素データを前記上位nビットの値から生成することを特徴とする(請求項2)。
(3):(2)に記載の画像出力装置において、前記出力画素データは、前記上位nビットの値そのまま、あるいは1を加えた値のいずれかのnビットデータであり、前記1サブフレームの全フィールドで平均して前記mビットの画素データに対応した階調レベルになるように生成されることを特徴とする(請求項3)。
As means for achieving the above object, the present invention has the following features.
(1) In an image output apparatus having subframe generation means for dividing pixel data for one frame into a plurality of subframes and sequentially outputting each subframe, the output period of each subframe is set to a plurality of fields. And a field data generation means for generating output pixel data for each field and sequentially outputting the output pixel data.
(2): In the image output device according to (1), each of the pixel data is m-bit pixel data, and the field data generation unit determines that the upper n bits (m> n) of the m-bit pixel data For the lower (mn) bits, the output period of the subframe is time-divided into 2 mn fields, and the output pixel data in each field is based on the lower (mn) bit values. Is generated from the value of the upper n bits (claim 2).
(3): In the image output device according to (2), the output pixel data is either n-bit data of the upper n-bit value as it is or a value obtained by adding 1; It is generated so as to have a gradation level corresponding to the m-bit pixel data on average over all fields (claim 3).

(4):(1)〜(3)のいずれか一つに記載の画像出力装置と、該画像出力装置からの出力画素データに応じて画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子を照明する光源及び照明装置と、前記画像表示素子からの出射光の光路を偏向する光路偏向手段と、該光路偏向手段からの出射光を拡大して投射面上に投射する光学装置を備え、前記1サブフレーム毎に時分割投射されたサブフレーム表示画像を前記投射面上で互いに表示位置をずらして合成することで前記1フレームの画像を表示し、前記各サブフレームはさらに複数のフィールドに分割し、それぞれ所定の階調で時分割投射することにより1サブフレーム期間で所望の階調表示を行なうをことを特徴とする(請求項4)。
(5):(4)に記載の画像表示装置において、前記1フレーム画像の各画素データはmビットの画素データであり、該mビットの画素データのうち上位nビット(m>n)と下位(m−n)ビットに対して、前記各サブフレームを2m-n個のフィールドに分割し、各フィールドは前記下位(m−n)ビットの値に基いて前記上位nビットの値から生成された出力画素データで階調表示することで前記1サブフレームの表示期間で平均して所望の階調表示を行なうことを特徴とする(請求項5)。
(6):(5)に記載の画像表示装置において、前記出力画素データは、前記上位nビットの値そのまま、あるいは1を加えた値のいずれかのnビットデータであり、前記1サブフレームの表示期間で平均して所望の階調表示を行なうことを特徴とする(請求項6)。
(4): The image output apparatus according to any one of (1) to (3), an image display element that displays an image according to output pixel data from the image output apparatus, and the image display element A light source and an illuminating device for illuminating, an optical path deflecting unit for deflecting an optical path of the outgoing light from the image display element, and an optical device for enlarging and projecting the outgoing light from the optical path deflecting unit on a projection surface, The subframe display image that is time-divisionally projected for each subframe is synthesized by shifting the display position on the projection plane to display the image of the one frame, and each subframe is further divided into a plurality of fields. In addition, a desired gradation display is performed in one subframe period by performing time-division projection with predetermined gradations, respectively.
(5): In the image display device according to (4), each pixel data of the one-frame image is m-bit pixel data, and the upper n bits (m> n) and the lower bits of the m-bit pixel data Each subframe is divided into 2 mn fields for (mn) bits, and each field is generated from the upper n bits based on the lower (mn) bits. By performing gradation display using the output pixel data thus obtained, a desired gradation display is performed by averaging over the display period of the one subframe.
(6): In the image display device according to (5), the output pixel data is n-bit data that is either the value of the upper n bits as it is or a value obtained by adding 1; A desired gradation display is performed on average during the display period.

(7):(4)〜(6)のいずれか一つに記載の画像表示装置において、前記サブフレームとサブフレームの表示の間に、所定の階調レベルの表示期間を設けたことを特徴とする(請求項7)。
(8):(7)に記載の画像表示装置において、前記所定の階調レベルは最低階調レベルであることを特徴とする(請求項8)。
(9):(7)に記載の画像表示装置において、前記所定の階調レベルは最高階調レベルであることを特徴とする(請求項9)。
(10):(4)〜(9)のいずれか一つに記載の画像表示装置において、前記画像表示素子は、シリコンバックプレーン上に液晶層とそれを駆動する電極を含む表示部を形成したLCOS(Liquid Crystal On Silicon)であることを特徴とする(請求項10)。
(7): In the image display device according to any one of (4) to (6), a display period of a predetermined gradation level is provided between the display of the subframes. (Claim 7).
(8): In the image display device according to (7), the predetermined gradation level is a minimum gradation level.
(9): In the image display device according to (7), the predetermined gradation level is a maximum gradation level.
(10) In the image display device according to any one of (4) to (9), the image display element has a display unit including a liquid crystal layer and an electrode for driving the liquid crystal layer formed on a silicon backplane. It is LCOS (Liquid Crystal On Silicon) (claim 10).

本発明の(1)の構成では、1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割し各サブフレーム毎に前記画素データを出力する画像出力装置において、電圧階調と時間階調を組み合わせた階調表示を行なうための画素データを生成し出力する手段を設けたので、高い解像度でありながら高階調で高品質の画像表示が可能な画像表示装置を低コストで実現することが可能となる。
また、本発明の(2)または(3)の構成では、上記(1)の構成において、mビットの画素データに対して出力画素データをnビット(n<m)にしたことにより、D/A変換器の回路規模が縮小され、具体的な低コスト化が図られる。
In the configuration of (1) of the present invention, in an image output device that divides pixel data for one frame into a plurality of subframes and outputs the pixel data for each subframe, the voltage gradation and the time gradation are combined. Since means for generating and outputting pixel data for gradation display is provided, it is possible to realize an image display device capable of displaying high-quality images with high gradation while maintaining high resolution at low cost. .
In the configuration of (2) or (3) of the present invention, the output pixel data is set to n bits (n <m) with respect to the m-bit pixel data in the configuration of (1), so that D / The circuit scale of the A converter is reduced, and a specific cost reduction is achieved.

本発明の(4)の構成では、(1)〜(3)のいずれか一つに記載の画像出力装置と、該画像出力装置からの出力画素データに応じて画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子を照明する光源及び照明装置と、前記画像表示素子からの出射光の光路を偏向する光路偏向手段と、該光路偏向手段からの出射光を拡大して投射面上に投射する光学装置を備え、前記1サブフレーム毎に時分割投射されたサブフレーム表示画像を前記投射面上で互いに表示位置をずらして合成することで前記1フレームの画像を表示し、前記各サブフレームはさらに複数のフィールドに分割し、それぞれ所定の階調で時分割投射することにより1サブフレーム期間で所望の階調表示を行なうので、高い解像度でありながら高階調で高品質の画像表示が可能な画像表示装置が低コストで実現される。
また、本発明の(5)または(6)の構成では、上記(4)の構成において、mビットの画素データに対して出力画素データをnビット(n<m)にしたことにより、D/A変換器の回路規模が縮小され、具体的な低コスト化が図られる。
In the configuration of (4) of the present invention, the image output device according to any one of (1) to (3), and an image display element that displays an image according to output pixel data from the image output device, A light source and an illuminating device that illuminate the image display element, an optical path deflecting unit that deflects an optical path of light emitted from the image display element, and an outgoing light from the optical path deflecting unit is enlarged and projected onto a projection surface. An optical device is provided, and the one-frame image is displayed by synthesizing the sub-frame display images that are time-divisionally projected for each sub-frame by shifting the display positions on the projection plane. Furthermore, the desired gradation display is performed in one sub-frame period by dividing into a plurality of fields and time-division projecting each with a predetermined gradation, so that a high-quality image display with a high gradation can be achieved while maintaining a high resolution. Picture Display device can be realized at low cost.
In the configuration of (5) or (6) of the present invention, the output pixel data is set to n bits (n <m) with respect to the m-bit pixel data in the configuration of (4), so that D / The circuit scale of the A converter is reduced, and a specific cost reduction is achieved.

本発明の(7)の構成では、(4)〜(6)のいずれか一つに記載の画像表示装置において、サブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を所定の階調レベルにして光路シフトするようにしたので、サブフレーム間での画像のクロストーク発生を防止することができ、高品質の画像が得られる。
本発明の(8)の構成では、(7)に記載の画像表示装置において、特にサブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を最低階調レベル、即ち黒表示にして光路シフトするようにしたので、高コントラストで鮮明な表示画像が得られる。
また、本発明の(9)の構成では、(7)に記載の画像表示装置において、特にサブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を最高階調レベル、即ち白表示にして光路シフトするようにしたので、光利用効率が高められて高輝度で且つ低消費電力化が図られる。
In the configuration of (7) of the present invention, in the image display device according to any one of (4) to (6), the optical path is shifted to a predetermined gradation level when the display of the subframe is switched. Since it did in this way, generation | occurrence | production of the crosstalk of the image between sub-frames can be prevented and a high quality image is obtained.
In the configuration of (8) of the present invention, in the image display device described in (7), the display image is shifted to the lowest gradation level, that is, black display, particularly when the display of the subframe is switched. A high contrast and clear display image can be obtained.
In the configuration (9) of the present invention, in the image display device according to (7), the display image is shifted to the highest gradation level, that is, white display, particularly when the subframe display is switched, and the optical path is shifted. As a result, the light use efficiency is increased, and the luminance is reduced and the power consumption is reduced.

さらに本発明の(10)の構成では、上記(4)〜(6)のいずれか一つに記載の画像表示装置において、画像表示素子として単結晶シリコンバックプレーン上に液晶層とそれを駆動する電極を含む表示部を形成したLCOSを用いたので、シリコンバックプレーン上に高速動作の駆動回路を構成することができるとともに、液晶層厚を極めて薄く形成して高速の光学応答速度を実現でき、フィールド毎の高速の画像切り替えが容易に実現される。   Furthermore, in the configuration (10) of the present invention, in the image display device according to any one of (4) to (6), a liquid crystal layer is driven on a single crystal silicon backplane as an image display element. Since LCOS having a display portion including electrodes is used, a high-speed driving circuit can be configured on the silicon backplane, and the liquid crystal layer can be formed extremely thin to achieve a high optical response speed. High-speed image switching for each field is easily realized.

以下、本発明に係る画像出力装置及び画像表示装置の構成、動作及び作用を図示の実施例に基いて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration, operation, and operation of the image output apparatus and the image display apparatus according to the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiments.

[実施例1]
まず、前述の解決手段の(1)〜(3)に記載の画像出力装置の実施例について説明する。
図1は、本発明に基く画像出力装置の構成例を概略的に示したものである。この画像出力装置は、1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次出力するサブフレーム生成手段(デコーダ5、書き込み制御回路6、サブフレームメモリ1〜4)と、前記各サブフレームの出力期間を複数のフィールドに時間分割し、各フィールド毎に出力画素データを生成して順次出力するフィールドデータ生成手段(サブフレームメモリ1〜4、読み出し制御回路7、+1回路8、判定回路9、選択回路10)を備えている。
[Example 1]
First, an embodiment of the image output apparatus described in (1) to (3) of the above-described solving means will be described.
FIG. 1 schematically shows a configuration example of an image output apparatus according to the present invention. The image output device divides pixel data for one frame into a plurality of subframes, and outputs subframes sequentially for each subframe (decoder 5, write control circuit 6, subframe memories 1-4). Field data generation means (subframe memories 1 to 4, readout control circuit 7, +1 circuit) that time-divides the output period of each subframe into a plurality of fields, generates output pixel data for each field, and sequentially outputs the output pixel data 8, determination circuit 9 and selection circuit 10).

図1において、信号DVIは、デジタル画像データ伝送規格の1つであるDVI規格にフォーマットされた入力画像信号である。デコーダ5は入力画像信号DVIをデコードしてmビットの画素データDi(m)とその同期クロックWCK、及び水平/垂直同期信号HD/VDを出力する。
入力画像は例えば図2に示すような水平方向M、垂直方向にNの画素数を有する画像であり、(x,y)は垂直方向y番目のラインのx番目の画素を表している。画素データは1ラインから順番にNラインまで、各ラインにおいては先頭(1,y)から順番に(M,y)まで順次入力される。
In FIG. 1, a signal DVI is an input image signal formatted in the DVI standard, which is one of digital image data transmission standards. The decoder 5 decodes the input image signal DVI and outputs m-bit pixel data Di (m), its synchronization clock WCK, and horizontal / vertical synchronization signal HD / VD.
The input image is, for example, an image having the number of pixels N in the horizontal direction M and the vertical direction as shown in FIG. 2, and (x, y) represents the xth pixel in the yth line in the vertical direction. Pixel data is sequentially input from one line to N lines in order, and in each line from the top (1, y) to (M, y) in order.

書き込み制御回路6は、デコーダ5から出力される同期クロックWCK及び水平/垂直同期信号HD/VDから書き込みアドレスWAと、それぞれサブフレームメモリ1〜4の選択信号であるCS1〜CS4を生成出力する。図3は書き込み制御回路6の動作を説明するための入出力信号のタイミングチャートを示したものである。書き込みアドレスWAは、水平アドレス部WA(x)と垂直アドレス部WA(y)から構成される。   The write control circuit 6 generates and outputs the write address WA and the selection signals CS1 to CS4 of the subframe memories 1 to 4 from the synchronization clock WCK and the horizontal / vertical synchronization signal HD / VD output from the decoder 5, respectively. FIG. 3 is a timing chart of input / output signals for explaining the operation of the write control circuit 6. The write address WA includes a horizontal address part WA (x) and a vertical address part WA (y).

図3(a)は水平/垂直同期信号HD/VDと垂直アドレス部WA(y)の関係を示したものである。垂直同期信号VDは1フレーム分の画素データ入力の開始タイミングにおいて所定時間だけ“H”レベルになる信号であり、水平同期信号HDは1ライン分の画素データ入力の開始タイミングにおいて所定時間だけ“H”レベルになる信号である。書き込みアドレスWAの垂直アドレス部WA(y)は、水平同期信号の2周期毎に値が1ずつ増加する。   FIG. 3A shows the relationship between the horizontal / vertical synchronization signal HD / VD and the vertical address portion WA (y). The vertical synchronization signal VD is a signal that becomes “H” level for a predetermined time at the start timing of pixel data input for one frame, and the horizontal synchronization signal HD is “H” for a predetermined time at the start timing of pixel data input for one line. It is a signal that goes to “level”. The value of the vertical address portion WA (y) of the write address WA increases by 1 every two cycles of the horizontal synchronization signal.

図3(b)は水平同期信号HD、書き込みアドレスWAの水平アドレス部WA(x)、同期クロックWCK及び選択信号CS1〜CS4の関係を示したものである。同期信号WCKは各入力画素データDi(m)に同期して“H”レベルに遷移する。書き込みアドレスWAの水平アドレス部WA(x)は、同期信号WCKの2周期毎に値が1ずつ増加する。サブフレームメモリ1の選択信号CS1は入力画像の奇数番目のラインの先頭から奇数番目の画素データに対して“H”レベルになる。サブフレームメモリ2の選択信号CS2は入力画像の奇数番目のラインの先頭から偶数番目の画素データに対して“H”レベルになる。サブフレームメモリ3の選択信号CS3は入力画像の偶数番目のラインの先頭から奇数番目の画素データに対して“H”レベルになる。そしてサブフレームメモリ4の選択信号CS4は入力画像の偶数番目のラインの先頭から偶数番目の画素データに対して“H”レベルになる。   FIG. 3B shows the relationship among the horizontal synchronization signal HD, the horizontal address portion WA (x) of the write address WA, the synchronization clock WCK, and the selection signals CS1 to CS4. The synchronization signal WCK transitions to the “H” level in synchronization with each input pixel data Di (m). The value of the horizontal address part WA (x) of the write address WA increases by 1 every two cycles of the synchronization signal WCK. The selection signal CS1 of the sub-frame memory 1 becomes “H” level with respect to the odd-numbered pixel data from the beginning of the odd-numbered line of the input image. The selection signal CS2 of the sub-frame memory 2 becomes “H” level with respect to even-numbered pixel data from the beginning of the odd-numbered line of the input image. The selection signal CS3 of the sub-frame memory 3 becomes “H” level for the odd-numbered pixel data from the top of the even-numbered line of the input image. Then, the selection signal CS4 of the subframe memory 4 becomes “H” level with respect to the even-numbered pixel data from the top of the even-numbered line of the input image.

サブフレームメモリ1〜4は、入力画像1フレーム分を分割表示するための4つのサブフレーム1〜4をそれぞれ記憶するためのメモリであり、それぞれ選択信号CS1〜CS4が“H”のときに各入力画素データDi(m)を書き込みアドレスWAに基いて記憶する。サブフレーム1は、入力画像の奇数番目のラインに属し且つ各ラインの先頭から奇数番目の画素で構成される。サブフレーム2は、入力画像の奇数番目のラインに属し且つ各ラインの先頭から偶数番目の画素で構成される。サブフレーム3は、入力画像の偶数番目のラインに属し且つ各ラインの先頭から奇数番目の画素で構成される。そしてサブフレーム4は、入力画像の偶数番目のラインに属し且つ各ラインの先頭から偶数番目の画素で構成される。各サブフレーム画像の画素配列を図4に示す。尚、本実施例ではサブフレーム数を4としたがそれに限るものではない。また、各サブフレームの画素配列についても同様である。   The sub-frame memories 1 to 4 are memories for storing four sub-frames 1 to 4 for dividing and displaying one frame of the input image, and each of the sub-frame memories 1 to 4 is “H”. The input pixel data Di (m) is stored based on the write address WA. The subframe 1 belongs to an odd-numbered line of the input image and includes odd-numbered pixels from the top of each line. The subframe 2 belongs to an odd-numbered line of the input image and includes even-numbered pixels from the top of each line. The subframe 3 belongs to the even-numbered lines of the input image and is composed of odd-numbered pixels from the top of each line. The subframe 4 belongs to even-numbered lines of the input image and is composed of even-numbered pixels from the top of each line. FIG. 4 shows a pixel array of each subframe image. In the present embodiment, the number of subframes is four, but this is not a limitation. The same applies to the pixel arrangement of each subframe.

読み出し制御回路7は、デコーダ5から出力される同期クロックWCK及び水平/垂直同期信号HD/VDから、読み出しアドレスRAと、それぞれサブフレームメモリ1〜4の出力イネーブル信号であるOE1〜OE4と、各サブフレームを構成するフィールドのカウント値であるFCを生成出力する。OE1〜OE4は1つずつ所定のタイミングで順次“H”レベルになる。
サブフレームメモリ1〜4は、それぞれ出力イネーブル信号OE1〜OE4が“L”レベルのときは出力Di1(m)〜Di4(m)はハイインピーダンス状態になっており、OE1〜OE4が“H”レベルのとき書き込まれた画素データを読み出しアドレスRAに基いて順次読み出す。ここでサブフレームメモリ1〜4は、書き込みとは非同期に読み出しが可能なデュアルポート機能を持つメモリである。1つの出力イネーブル信号が“H”になっている期間中に対応するサブフレーム画素データは4回繰り返し読み出され、その都度フィールドのカウント値FCの値が更新される。
The read control circuit 7 receives a read address RA, OE1 to OE4, which are output enable signals of the subframe memories 1 to 4, respectively, from the synchronization clock WCK and the horizontal / vertical synchronization signal HD / VD output from the decoder 5, and An FC that is the count value of the field constituting the subframe is generated and output. OE1 to OE4 sequentially become “H” level one by one at a predetermined timing.
In the subframe memories 1 to 4, when the output enable signals OE1 to OE4 are at "L" level, the outputs Di1 (m) to Di4 (m) are in a high impedance state, and OE1 to OE4 are at "H" level. The pixel data written at this time is read out sequentially based on the read address RA. Here, the subframe memories 1 to 4 are memories having a dual port function capable of reading data asynchronously with writing. The corresponding sub-frame pixel data is repeatedly read four times during the period when one output enable signal is “H”, and the count value FC of the field is updated each time.

サブフレームメモリ1〜4のいずれかから読み出された画素データの上位nビットDi(n)はそのまま選択回路10に入力されるとともに、+1回路8により1を加算されて(Di(n)+1)、選択回路10に入力される。一方、サブフレームメモリ1〜4のいずれかから読み出された画素データの下位(m−n)ビットは判定回路9に入力される。判定回路9は画素データの下位(m−n)ビットとフィールドのカウント値FCの値に基き出力信号Sの状態を制御する。選択回路10は信号Sの値に基いて入力データDi(n)かDi(n)+1のいずれか一方を選択して出力画素データDo(n)として出力する。図5に下位(m−n)が2ビットの場合の各フィールド毎の画素データ出力例を示す。   The upper n bits Di (n) of the pixel data read from any of the subframe memories 1 to 4 are input to the selection circuit 10 as they are, and 1 is added by the +1 circuit 8 (Di (n) +1). ) And input to the selection circuit 10. On the other hand, the lower (mn) bits of the pixel data read from any of the subframe memories 1 to 4 are input to the determination circuit 9. The determination circuit 9 controls the state of the output signal S based on the lower (mn) bits of the pixel data and the value of the field count value FC. The selection circuit 10 selects either input data Di (n) or Di (n) +1 based on the value of the signal S and outputs it as output pixel data Do (n). FIG. 5 shows an example of pixel data output for each field when the lower order (mn) is 2 bits.

本実施例の構成では、1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割して各サブフレーム毎に前記画素データを出力する画像出力装置において、電圧階調と時間階調を組み合わせた階調表示を行なうための画素データを生成し出力する手段を設けたので、高い解像度でありながら高階調で高品質の画像表示が可能な画像表示装置を低コストで実現することが可能となる。
また、mビットの画素データに対して出力画素データをnビット(n<m)にしたことによりD/A変換器の回路規模が縮小され、具体的な低コスト化が図られる。
In the configuration of this embodiment, in an image output apparatus that divides pixel data for one frame into a plurality of subframes and outputs the pixel data for each subframe, a grayscale that combines voltage grayscale and time grayscale Since means for generating and outputting pixel data for display is provided, it is possible to realize an image display device capable of displaying high-quality images with high gradation while maintaining high resolution at low cost.
Further, since the output pixel data is set to n bits (n <m) with respect to the m-bit pixel data, the circuit scale of the D / A converter is reduced, and the specific cost can be reduced.

[実施例2]
次に、前述の解決手段の(4)〜(6)に記載の画像表示装置の実施例について説明する。
図6は、本発明に基く投射型画像表示装置の構成例を概略的に示したものである。図6において、インテグレータ光学系22は例えばフライアイレンズアレイで構成されており、光源21からの光を均一化する。コンデンサレンズ23は照明光を画像表示素子である空間光変調素子25に集光、照明するためのものである。ここで空間光変調素子25は反射型液晶パネルとしている。駆動装置27は図1に示す構成の画像出力装置を備え、表示画像データをサブフレームに分割し、さらに各サブフレームを複数のフィールド毎に順次出力する。空間光変調素子25は駆動装置27からの画素データに基き各画素に入射される照明光を変調する。空間光変調素子25で空間光変調された照明光は画像光として光路偏向素子26に入射し、画像光が画素の配列方向に設定された量だけシフトされるように偏向される。光路偏向動作は駆動装置28によって制御される。尚、偏光ビームスプリッター24は、照明光と画像光を分離するためのである。また、光路偏向素子26からの出射光は投射レンズ29で拡大されスクリーン30に投射される。
[Example 2]
Next, an embodiment of the image display device described in the above solution means (4) to (6) will be described.
FIG. 6 schematically shows a configuration example of a projection type image display apparatus according to the present invention. In FIG. 6, the integrator optical system 22 is configured by a fly-eye lens array, for example, and uniformizes the light from the light source 21. The condenser lens 23 is for condensing and illuminating illumination light on the spatial light modulation element 25 which is an image display element. Here, the spatial light modulator 25 is a reflective liquid crystal panel. The drive device 27 includes the image output device having the configuration shown in FIG. 1, divides the display image data into subframes, and further outputs each subframe sequentially for each of a plurality of fields. The spatial light modulator 25 modulates illumination light incident on each pixel based on pixel data from the driving device 27. The illumination light that has been spatially modulated by the spatial light modulator 25 enters the optical path deflecting element 26 as image light, and is deflected so that the image light is shifted by an amount set in the pixel arrangement direction. The optical path deflection operation is controlled by the driving device 28. The polarization beam splitter 24 is for separating illumination light and image light. Further, light emitted from the optical path deflecting element 26 is magnified by the projection lens 29 and projected onto the screen 30.

光路偏向素子26による光路偏向量は画素ピッチの整数分の1であることが好ましい。画素の配列方向に対して2倍の画像増倍を行なう場合は画素ピッチの1/2にし、4倍の画素増倍を行なう場合は画素ピッチの1/4にすることが好ましい。いずれの場合も、切り替えられる偏向方向の数に応じて画像フレームを時間的に分割した複数のサブフレームで構成し、各サブフレームごとに光路偏向素子26を作用させ、光路偏向素子26の作用状態に応じた表示位置に対応する画像情報を画像表示素子である空間光変調素子25に表示させることで、見かけ上高精細な画像を表示することができる。図7は空間光変調素子の任意の1画素による表示画像が光路偏向素子によって4倍の画素に増倍されてスクリーン上に投射される様子を示したもの、そして図8はその結果としてスクリーン上に投射表示される1フレーム画像を1例として示したものである。尚、本実施例では反射型の空間光変調素子25を画像表示素子をとして用いた構成を例に説明したが、透過型の画像表示素子を用いた構成例も可能である。   The amount of optical path deflection by the optical path deflecting element 26 is preferably 1 / integer of the pixel pitch. It is preferable to set the pixel pitch to ½ when performing image multiplication twice as much as the pixel arrangement direction, and to ¼ the pixel pitch when performing pixel multiplication four times. In any case, the image frame is composed of a plurality of subframes divided in time according to the number of deflection directions to be switched, and the optical path deflecting element 26 is operated for each subframe, and the operating state of the optical path deflecting element 26 is By displaying the image information corresponding to the display position corresponding to the image on the spatial light modulation element 25 that is an image display element, an apparently high-definition image can be displayed. FIG. 7 shows a state in which a display image by an arbitrary pixel of the spatial light modulation element is multiplied by four times by the optical path deflecting element and projected onto the screen, and FIG. 8 shows the result on the screen. A one-frame image projected and displayed as an example is shown. In the present embodiment, the configuration using the reflective spatial light modulator 25 as an image display element has been described as an example, but a configuration example using a transmissive image display element is also possible.

[実施例3]
次に、前述の解決手段の(7)〜(10)に記載の画像表示装置の実施例について説明する。
図9は、本発明に基く画像表示装置における画像表示素子の一例として、シリコンバックプレーン上に液晶層とそれを駆動する電極を含む表示部を形成したLCOSの構成例を模式的に示したものである。即ちLCOSは液晶を封入する上下基板のうち一方にシリコン基板(Si基板)41が用いられている。
より具体的には、Si基板41には画素トランジスタ42等からなる回路と、遮光層43及びミラー電極44が形成されている。このSi基板41に対向して、ITO対向電極47を形成したガラス基板48が配置され、両基板の間には支柱状スペーサ45により所定の間隙(ギャップ)が設けられ、このギャップ内に液晶層46が封入されている。
[Example 3]
Next, an embodiment of the image display device described in (7) to (10) of the above-described solving means will be described.
FIG. 9 schematically shows a configuration example of an LCOS in which a display unit including a liquid crystal layer and an electrode for driving the liquid crystal layer is formed on a silicon backplane as an example of an image display element in the image display device according to the present invention. It is. That is, the LCOS uses a silicon substrate (Si substrate) 41 as one of upper and lower substrates enclosing liquid crystal.
More specifically, on the Si substrate 41, a circuit composed of pixel transistors 42 and the like, a light shielding layer 43, and a mirror electrode 44 are formed. A glass substrate 48 on which an ITO counter electrode 47 is formed is disposed opposite to the Si substrate 41, and a predetermined gap (gap) is provided between both substrates by a columnar spacer 45. A liquid crystal layer is formed in the gap. 46 is enclosed.

図10は本発明に基く画像表示装置に好適なバックプレーンの回路構成例を示したものである。各画素駆動回路はアナログ画素データを保持するためのメモリーとしての保持容量C、該メモリーへの画像データの記憶を制御するための第1のスイッチとしてのトランジスタQ1、メモリーに記憶された画像データの対応する画素Pへの出力を制御する第2のスイッチとしてのトランジスタQ2、及び液晶画素に印加されている電圧を所定階調の電圧値にする手段としてのトランジスタQ3から構成されている。ソースドライバは、画像出力装置から出力される画素データDo(n)をD/A変換してアナログ画素データに変換して対応する出力Video_1,Video_2,・・・,Video_Mから出力する。ゲートドライバはライン駆動信号PV1,PV2,・・・,PVNを順次駆動し、対応するラインのトランジスタQ1のゲートをONにしてソースドライバから出力されるアナログ画素データを保持容量Cに記憶する。全ての画素にデータが書き込まれると信号TDを“H”レベルにしてトランジスタQ2を一斉に駆動し、保持容量Cに記憶されたアナログ画素データを液晶画素Pに印加する。サブフレームの切り替わり時には信号RESTを“H”レベルにしてトランジスタQ3を一斉に駆動し、液晶画素Pへの印加電圧を所定階調レベルの電圧値に書き換える。本実施例ではグランドレベル即ちゼロボルト(0[V])にするようにしているが、他の電圧値であってもよい。   FIG. 10 shows a circuit configuration example of a backplane suitable for an image display device based on the present invention. Each pixel driving circuit has a holding capacitor C as a memory for holding analog pixel data, a transistor Q1 as a first switch for controlling the storage of image data in the memory, and the image data stored in the memory. It comprises a transistor Q2 as a second switch for controlling the output to the corresponding pixel P, and a transistor Q3 as means for setting the voltage applied to the liquid crystal pixel to a voltage value of a predetermined gradation. The source driver performs D / A conversion on the pixel data Do (n) output from the image output device, converts the pixel data Do (n) into analog pixel data, and outputs the analog data from corresponding outputs Video_1, Video_2,. The gate driver sequentially drives the line drive signals PV1, PV2,..., PVN, turns on the gate of the transistor Q1 of the corresponding line, and stores the analog pixel data output from the source driver in the storage capacitor C. When data is written in all the pixels, the signal TD is set to the “H” level to drive the transistors Q2 all at once, and the analog pixel data stored in the storage capacitor C is applied to the liquid crystal pixel P. When the subframe is switched, the signal REST is set to the “H” level to drive the transistors Q3 all at once, and the voltage applied to the liquid crystal pixel P is rewritten to a voltage value of a predetermined gradation level. In this embodiment, the ground level, that is, zero volts (0 [V]) is used, but other voltage values may be used.

本実施例では、シリコン基板41を用いているために通常の半導体デバイスと同様の微細加工プロセスが使用でき、上記の駆動回路を同一基板上に構成することができるので、小型で低コストの駆動回路が実現できる。   In this embodiment, since the silicon substrate 41 is used, the same microfabrication process as that of a normal semiconductor device can be used, and the above driving circuit can be formed on the same substrate. A circuit can be realized.

図11及び図12に空間光変調素子の各画素の表示動作例を示す。図11及び図12において、Tf は1フレーム表示期間、Tsf1〜Tsf4はそれぞれサブフレーム1〜4の表示期間、Tfd1〜Tfd4は各フィールドの表示期間、Trstはサブフレーム切り替え時に表示を所定階調レベルにする期間を示している。図11は所定階調レベルとして最低階調レベル、即ち黒表示にする場合を示しており、図12は所定階調レベルとして最高階調レベル、即ち白表示にする場合の様子を示している。   FIG. 11 and FIG. 12 show examples of display operation of each pixel of the spatial light modulator. 11 and 12, Tf is a display period of one frame, Tsf1 to Tsf4 are display periods of subframes 1 to 4, Tfd1 to Tfd4 are display periods of each field, and Trst is a predetermined gradation level at the time of subframe switching. Indicates the period to be. FIG. 11 shows a case where the minimum gradation level, ie, black display is set as the predetermined gradation level, and FIG. 12 shows a state where the maximum gradation level, ie, white display, is set as the predetermined gradation level.

さて、以上に説明した本実施例の構成では、実施例2に記載の画像表示装置において、サブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を所定の階調レベルにして光路シフトするようにしたので、サブフレーム間での画像のクロストーク発生を防止することができ、高品質の画像が得られる。
また、本実施例の画像表示装置においては、特にサブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を最低階調レベル、即ち黒表示にして光路シフトするようにしたので、高コントラストで鮮明な表示画像が得られる。
また、本実施例の画像表示装置においては、特にサブフレームの表示の切り替わり時に表示画像を最高階調レベル、即ち白表示にして光路シフトするようにしたので、光利用効率が高められて高輝度で且つ低消費電力化が図られる。
In the configuration of the present embodiment described above, in the image display device described in the second embodiment, the display image is shifted to the predetermined gradation level when the display of the subframe is switched. It is possible to prevent image crosstalk from occurring between frames, and a high-quality image can be obtained.
Further, in the image display device of this embodiment, the display image is shifted to the lowest gradation level, that is, black display, especially when the display of the sub-frame is switched, and the optical path is shifted, so that a clear display image with high contrast can be obtained. It is done.
Further, in the image display device of this embodiment, the display image is shifted to the highest gradation level, that is, white display, especially when the display of the sub-frame is switched, so that the light use efficiency is increased and the luminance is increased. And low power consumption.

さらに本実施例の画像表示装置においては、画像表示素子として単結晶シリコンバックプレーン上に液晶層とそれを駆動する電極を含む表示部を形成したLCOSを用いたので、シリコンバックプレーン上に高速動作の駆動回路を構成することができるとともに、液晶層厚を極めて薄く形成して高速の光学応答速度を実現でき、フィールド毎の高速の画像切り替えが容易に実現される。   Further, in the image display device of this embodiment, since the LCOS in which the display portion including the liquid crystal layer and the electrode for driving the liquid crystal layer is formed on the single crystal silicon backplane is used as the image display element, high speed operation is performed on the silicon backplane. The liquid crystal layer can be formed extremely thin to realize a high optical response speed, and high-speed image switching for each field can be easily realized.

以上説明したように、本発明によれば、高い解像度でありながら高階調で高品質の画像表示が可能な画像表示装置を低コストで実現することができるので、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイなどの種々の画像表示装置に利用することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize an image display device capable of displaying a high-quality image with high gradation while maintaining a high resolution at a low cost. It can be used for an image display device.

本発明に基く画像出力装置の構成例を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the example of a structure of the image output device based on this invention. 入力画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an input image. 書き込み制御回路の動作を説明するための入出力信号のタイミングチャートである。4 is a timing chart of input / output signals for explaining the operation of the write control circuit. 各サブフレーム画像の画素配列を示す図である。It is a figure which shows the pixel arrangement | sequence of each sub-frame image. 下位(m−n)が2ビットの場合の各フィールド毎の画素データ出力例を示す図である。It is a figure which shows the pixel data output example for every field in case low-order (mn) is 2 bits. 本発明に基く投射型画像表示装置の構成例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structural example of the projection type image display apparatus based on this invention. 空間光変調素子の任意の1画素による表示画像が光路偏向素子によって4倍の画素に増倍されてスクリーン上に投射される様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the display image by arbitrary 1 pixels of a spatial light modulation element is multiplied by a 4 times pixel with an optical path deflection element, and is projected on a screen. スクリーン上に投射表示される1フレーム画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1 frame image projected and displayed on a screen. 本発明に基く画像表示装置における画像表示素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the image display element in the image display apparatus based on this invention. 本発明に基く画像表示装置に好適なバックプレーンの回路構成例を示す図である。It is a figure which shows the circuit structural example of the backplane suitable for the image display apparatus based on this invention. 空間光変調素子の各画素の表示動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display operation | movement of each pixel of a spatial light modulation element. 空間光変調素子の各画素の表示動作の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the display operation of each pixel of a spatial light modulation element. 従来の液晶表示パネルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional liquid crystal display panel.

符号の説明Explanation of symbols

1〜4:サブフレームメモリ
5:デコーダ
6:書き込み制御回路
7:読み出し制御回路
8:+1回路
9:判定回路
10:選択回路
21:光源
22:インテグレータ光学系
23:コンデンサレンズ
24:偏光ビームスプリッター
25:空間光変調素子(画像表示素子)
26:光路偏向素子
27:駆動装置
28:駆動装置
29:投射レンズ
30スクリーン
41:Si基板
42:画素トランジスタ
43:遮光層
44:ミラー電極
45:支柱状スペーサ
46:液晶層
47:ITO対向電極
48:ガラス基板
1-4: Subframe memory 5: Decoder 6: Write control circuit 7: Read control circuit 8: +1 circuit 9: Determination circuit 10: Selection circuit 21: Light source 22: Integrator optical system 23: Condenser lens 24: Polarization beam splitter 25 : Spatial light modulation element (image display element)
26: Optical path deflecting element 27: Driving device 28: Driving device 29: Projection lens 30 Screen 41: Si substrate 42: Pixel transistor 43: Light shielding layer 44: Mirror electrode 45: Columnar spacer 46: Liquid crystal layer 47: ITO counter electrode 48 : Glass substrate

Claims (10)

1フレーム分の画素データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレーム毎に順次出力するサブフレーム生成手段を備えた画像出力装置において、
前記各サブフレームの出力期間を複数のフィールドに時間分割し、各フィールド毎に出力画素データを生成して順次出力するフィールドデータ生成手段を備えたことを特徴とする画像出力装置。
In an image output device including subframe generation means for dividing pixel data for one frame into a plurality of subframes and sequentially outputting each subframe,
An image output apparatus comprising field data generation means for time-dividing an output period of each subframe into a plurality of fields, generating output pixel data for each field, and sequentially outputting the output pixel data.
請求項1記載の画像出力装置において、
前記各画素データはmビットの画素データであり、前記フィールドデータ生成手段は前記mビットの画素データの上位nビット(m>n)と下位(m−n)ビットに対して、前記サブフレームの出力期間を2m-n個のフィールドに時間分割し、前記下位(m−n)ビットの値に基いて前記各フィールドにおける出力画素データを前記上位nビットの値から生成することを特徴とする画像出力装置。
The image output apparatus according to claim 1,
Each of the pixel data is m-bit pixel data, and the field data generation unit is configured to generate the sub-frame for the upper n bits (m> n) and the lower (mn) bits of the m-bit pixel data. The output period is time-divided into 2 mn fields, and output pixel data in each field is generated from the upper n-bit values based on the lower (mn) bit values. Image output device.
請求項2記載の画像出力装置において、
前記出力画素データは、前記上位nビットの値そのまま、あるいは1を加えた値のいずれかのnビットデータであり、前記1サブフレームの全フィールドで平均して前記mビットの画素データに対応した階調レベルになるように生成されることを特徴とする画像出力装置。
The image output apparatus according to claim 2, wherein
The output pixel data is n-bit data that is either the upper n-bit value as it is or a value obtained by adding 1, and corresponds to the m-bit pixel data on average in all fields of the one subframe. An image output device that is generated so as to have a gradation level.
請求項1〜3のいずれか一つに記載の画像出力装置と、該画像出力装置からの出力画素データに応じて画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子を照明する光源及び照明装置と、前記画像表示素子からの出射光の光路を偏向する光路偏向手段と、該光路偏向手段からの出射光を拡大して投射面上に投射する光学装置を備え、前記1サブフレーム毎に時分割投射されたサブフレーム表示画像を前記投射面上で互いに表示位置をずらして合成することで前記1フレームの画像を表示し、前記各サブフレームはさらに複数のフィールドに分割し、それぞれ所定の階調で時分割投射することにより1サブフレーム期間で所望の階調表示を行なうをことを特徴とする画像表示装置。   The image output device according to claim 1, an image display element that displays an image according to output pixel data from the image output device, a light source that illuminates the image display device, and an illumination device And an optical path deflecting means for deflecting the optical path of the emitted light from the image display element, and an optical device for enlarging and projecting the emitted light from the optical path deflecting means on the projection surface. The one-frame image is displayed by combining the divided and projected sub-frame display images on the projection plane while shifting the display positions, and each of the sub-frames is further divided into a plurality of fields. An image display device characterized in that a desired gradation display is performed in one subframe period by time-division projection in a key. 請求項4記載の画像表示装置において、
前記1フレーム画像の各画素データはmビットの画素データであり、該mビットの画素データのうち上位nビット(m>n)と下位(m−n)ビットに対して、前記各サブフレームを2m-n個のフィールドに分割し、各フィールドは前記下位(m−n)ビットの値に基いて前記上位nビットの値から生成された出力画素データで階調表示することで前記1サブフレームの表示期間で平均して所望の階調表示を行なうことを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 4.
Each pixel data of the one-frame image is m-bit pixel data, and the sub-frames are assigned to upper n bits (m> n) and lower (mn) bits of the m-bit pixel data. 2 fields are divided into mn fields, and each field is displayed in grayscale with output pixel data generated from the upper n bits based on the lower (mn) bits. An image display device that performs a desired gradation display on average during a frame display period.
請求項5記載の画像表示装置において、
前記出力画素データは、前記上位nビットの値そのまま、あるいは1を加えた値のいずれかのnビットデータであり、前記1サブフレームの表示期間で平均して所望の階調表示を行なうことを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 5,
The output pixel data is n-bit data which is either the value of the upper n bits as it is or a value obtained by adding 1, and performing desired gradation display on average during the display period of the one subframe. A characteristic image display device.
請求項4〜6のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記サブフレームとサブフレームの表示の間に、所定の階調レベルの表示期間を設けたことを特徴とする画像表示装置。
In the image display device according to any one of claims 4 to 6,
An image display device, wherein a display period of a predetermined gradation level is provided between display of the subframes.
請求項7記載の画像表示装置において、
前記所定の階調レベルは最低階調レベルであることを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 7,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the predetermined gradation level is a minimum gradation level.
請求項7記載の画像表示装置において、
前記所定の階調レベルは最高階調レベルであることを特徴とする画像表示装置。
The image display device according to claim 7,
The image display apparatus according to claim 1, wherein the predetermined gradation level is a maximum gradation level.
請求項4〜9のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記画像表示素子は、シリコンバックプレーン上に液晶層とそれを駆動する電極を含む表示部を形成したLCOS(Liquid Crystal On Silicon)であることを特徴とする画像表示装置。
In the image display device according to any one of claims 4 to 9,
The image display device is an LCOS (Liquid Crystal On Silicon) in which a display unit including a liquid crystal layer and an electrode for driving the liquid crystal layer is formed on a silicon backplane.
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