JP2009175626A - 画像表示装置、その制御方法及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源42は、光源駆動回路40の交流駆動によって表示パネル100に光を照射する。表示パネル100は、複数の画素を有し、各画素は、光源42により照射された光の透過率を画素毎に変化させる。タイミング制御回路30は、1フィールドを時間軸上に複数に分割したサブフィールドのそれぞれにわたって階調レベルに応じてオンまたはオフになるように表示パネル100を制御するとともに、光源駆動回路40による交流駆動に対して、複数のサブフィールドのうち、調整用サブフィールドを除く2以上の階調規定用サブフィールドが所定関係を保つように配列させる。
【選択図】図1
Description
本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、1フィールドを複数に分割したサブフィールドにわたって画素をオンまたはオフさせて階調を表現する際に、光源を交流駆動しても、階調の表現特性に影響を与えにくい技術を提供することにある。
本発明において、前記調整用サブフィールドは、前記最短サブフィールドの直前に配列することが好ましい。さらに、前記制御部は、前記複数の画素における透過率または反射率が前記調整用サブフィールドにわたって、前記階調レベルにかかわらずオンまたはオフの一方に相当する値とさせる構成が好ましい。最短サブフィールドで画素をオンまたはオフさせるとき、応答性が低ければ、実際の透過率または反射率が直前の状態に応じてずれてしまうが、上記構成によれば、階調レベルにかかわらず、最短サブフィールドでオンまたはオフさせるときの初期状態を揃えることが可能となる。
なお、本発明は、画像表示装置のみならず、当該画像表示装置の制御方法、さらには当該画像表示装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
図1は、本発明の実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。この図に示されるように、画像表示装置1は、表示パネル10、タイミング制御回路30、フィールドメモリ32、LUT(ルックアップテーブル)34、光源駆動回路40および光源42を有する。
表示パネル10は、例えばアクティブマトリクス方式の液晶パネルであり、表示領域100の周辺にYドライバ130およびXドライバ140を配置した構成となっている。本実施形態において表示領域100では、1080行の走査線112が行(図において横)方向に延在するように設けられ、また、1920列のデータ線114が列(図において縦)方向に延在するように、かつ、各走査線112と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。さらに、1080行の走査線112と1920列のデータ線114との各交差に対応して、画素110がそれぞれ配列している。したがって、本実施形態では、表示領域100において画素110が縦1080行×横1920列でマトリクス状に配列するが、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。
Xドライバ140は、選択された走査線に位置する画素110にデータ信号d1〜d1920を、1〜1920列のデータ線114に供給する。
なお、本実施形態において、液晶素子については、保持電圧がゼロの場合に透過率が最小となり、保持電圧が高くなるにつれて徐々に透過率が増加するノーマリーブラックモードであるとする。
このため、本実施形態では、データ信号については、液晶素子をオン状態とさせるオン電圧またはオフ状態とさせるオフ電圧の2値とする。このように液晶素子にオン電圧とオフ電圧との2値のみを用いて階調表示を行うためには、基本周期である1フィールドを複数のサブフィールドに分割するとともに、当該サブフィールドを単位として液晶素子にオンまたはオフ電圧に相当する差電圧を保持させて、オン(またはオフ)状態となる期間の割合を画素毎に階調に応じて変化させる駆動(サブフィールド駆動)とすれば良いはずである。なお、ここでいう1フィールドとは、1枚分の画像を形成するのに要する期間をいい、外部上位回路から供給される同期信号Syncに含まれる垂直走査信号の周期である16.7ミリ秒(60Hzの逆数)であって、一定である。
なお、本実施形態において、1フィールドは、サブフィールドsf0〜sf18に分割されるが、その詳細については後述することにする。
なお、同期信号Syncには、映像データDinの垂直走査を規定する垂直走査信号Vsyncが含まれるので、本実施形態においてタイミング制御回路30は、当該垂直走査信号Vsyncに基づいて、表示パネル100の駆動するときの基準となる1フィールドを規定する。
ここで、映像データDinは、画素110の階調を画素毎に指定するデジタルデータであり、外部上位回路から同期信号Syncに同期して供給される。詳細には、縦1080行×横1920列の1コマ分の映像データDinは、同期信号Syncによって規定される垂直および水平走査に同期に供給される。
ここで、データDsfに変換するためには、映像データDinのほかに、いずれかのサブフィールドに対応させるのかを示す情報が必要となる。このため、タイミング制御回路30は、サブフィールド番号を示すデータNsfをLUT34に供給する。これにより、LUT34は、フィールドメモリ32から読み出された映像データDinが指定する階調およびデータNsfが示すサブフィールドに対応するデータDsfを出力することになる。
ここで、光源駆動信号Ldは、本実施形態では図4に示されるように、推奨周波数の逆数であるランプ周期にて最低値から最高値まで直線状に増加するランプ(ramp)波形である。この光源駆動信号Ldにしたがって駆動される光源42は、当該光源駆動信号Ldの最低値に相当する地点で相対的に暗状態となり、最高値に相当する地点で相対的に明状態となる。
なお、光源駆動回路40は、光源駆動信号Ldに同期した光源制御信号Lfをタイミング制御回路30に供給する。この光源制御信号Lfは、図4に示されるように光源駆動信号Ldが最高値から最低値に変化するタイミングにてHレベルとなるパルス信号である。
換言すれば、1フィールドの期間のうち、光源制御信号Lfの連続した3周期分の期間Taを階調規定用サブフィールドsf1〜sf18に割り当てて、光源駆動信号Ldに対して階調規定用サブフィールドsf1〜sf18の配列を同期させる。ただし、同期信号Syncに対して光源駆動信号Ldが非同期であるために、1フィールドの期間のうち、階調規定用サブフィールドsf1〜sf18に割り当てた期間の残りを、調整用サブフィールドsf0に割り当てて、時間(タイミング)調整用として用いている。
なお、光源駆動信号Lfのパルスが出力された直後、すなわち、光源駆動信号Ldが最低値となった直後に、階調規定用サブフィールドsf1〜sf18のうち、最も期間の短いサブフィールドsf1、sf7、sf13が配置する。
また、2行目以降のサブフィールドは、Yドライバ130によって走査線が順番に選択される分だけ、1行目に対して順次遅延した関係となる。
なお、実際の変換内容については、液晶素子の電気的な光学特性や応答特性などを考慮して実験的に決められる。また、調整用サブフィールドsf0については、映像データで指定される階調にかかわらず、本実施形態では一律にオフさせる変換内容としている。
Yドライバ130は、スタートパルスDyが供給されると、図2に示されるように、1、2、3、…、1080行目の走査線112に、順番にHレベル(選択電圧VH)となる走査信号G1、G2、G3、…、G1080を供給する。
そして、タイミング制御回路30は、変換された1〜1920列目の画素に対応するデータDsfをXドライバ140に転送し、Xドライバ140は、転送された1〜1920列目の画素に対応するデータDsfを、それが示すオンまたはオフ電圧に再変換し、データ信号d1〜d1920として1〜1920列目のデータ線114に、タイミング制御回路30の制御にしたがって当該行の走査信号がHレベルとなるのに合わせて供給する。
走査線112がHレベルに相当する選択電圧VHとなっていると、データ線114に供給されたオンまたはオフ電圧が画素電極118に印加される。
本実施形態において、サブフィールドsf0については、全画素に対して一律にオフさせる書き込みが実行されるとともに、最も短いサブフィールドsf1がサブフィールドsf0の直後には位置している。したがって、本実施形態では、サブフィールドsf1において画素をオンまたはオフさせたとき、実際の透過率は、直前のサブフィールドsf0において常にオフとなっているので、安定した階調表現が可能となる。
さらに、サブフィールドsf0において一律に画素をオフさせることにより、透過率が最小となるので、光源42の輝度変化分が実際に視認されることがなくなる。このため、光源42の輝度変化分によって生じる階調差を視認しにくくすることが可能となる。
なお、表示すべき画像が平均的に明るい場合には、サブフィールドsf0において一律にオンさせることにより、透過率を全体的に増加させても良い。いずれにしても、調整用サブフィールドsf0については一律にオフまたはオフさせることになる。
また、表示パネルとしては、液晶パネルのほか、光源を必要とするものであれば、種々のものが適用可能である。例えば、デジタルミラー素子などが適用可能である。
次に、上述した実施形態に係る画像表示装置を用いた電子機器の一例として、上述した表示パネル10をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図7は、このプロジェクタの構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクタ2100の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット2102が設けられている。このランプユニット2102から射出された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ10R、10Gおよび10Bにそれぞれ導かれる。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導かれる。
ライトバルブ10R、10G、10Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム2112において、R色およびB色の光は90度に屈折する一方、G色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン2120には、投射レンズ2114によってカラー画像が投射されることとなる。
Claims (6)
- 光を照射する光源と、
前記光源を交流駆動する光源駆動回路と、
複数の画素を有し、前記光源により照射された光の透過率または反射率を前記画素毎に変化させる表示パネルと、
前記複数の画素における透過率または反射率が、1フィールドを時間軸上に複数に分割したサブフィールドのそれぞれにわたって、前記画素に指定される階調レベルに応じてオンまたはオフに相当する値となるように前記表示パネルを制御するとともに、前記光源駆動回路による交流駆動に対して、前記複数のサブフィールドのうち、調整用サブフィールドを除く2以上の階調規定用サブフィールドが所定関係を保つように配列させる制御部と、
を具備することを特徴とする画像表示装置。 - 前記制御部は、
前記階調規定用サブフィールドのうち、最も期間の短い最短サブフィールドが、前記光源から照射される光の輝度が最も小さくなる、または、大きくなるタイミングに含まれるようにサブフィールドを配列させる
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記調整用サブフィールドは、前記最短サブフィールドの直前に配列する
ことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記制御部は、
前記複数の画素における透過率または反射率が前記調整用サブフィールドにわたって、前記階調レベルにかかわらずオンまたはオフの一方に相当する値とさせる
ことを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。 - 光を照射する光源と、
前記光源を交流駆動する光源駆動回路と、
複数の画素を有し、前記光源により照射された光の透過率または反射率を前記画素毎に変化させる表示パネルと、
を備える画像表示装置の制御方法であって、
前記複数の画素における透過率または反射率が、1フィールドを時間軸上に複数に分割したサブフィールドのそれぞれにわたって、前記画素に指定される階調レベルに応じてオンまたはオフに相当する値となるように、前記表示パネルを制御するとともに、前記光源駆動回路による交流駆動に対して、前記複数のサブフィールドのうち、調整用サブフィールドを除く2以上の階調規定用サブフィールドが所定関係を保つように配列させる
ことを特徴とする画像表示装置の制御方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置を有することを特徴とする電子機器。
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