JP2013190509A - 出力制御回路、電気光学装置の走査線駆動回路、電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】出力制御回路30は、NOT回路31(i)とNAND回路32(i)とトランスミッションゲート34(i)を第1サブ回路として含む第1回路30aと、NAND回路36(i)を第2サブ回路として含む第2回路30bと、を含む。NAND回路32(i)は、NOT回路31(i)で論理反転した信号SR(i)とNAND回路36(i)とに基づいてトランスミッションゲート34(i)によるイネーブル信号Enb-kのNAND回路36(i)への転送を制御する。
【選択図】図7
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、このような不都合を解消するための技術を提供することにある。
本発明によれば、第1サブ回路は、入力信号と帰還された第1出力信号とを入力して、イネーブル信号を第2サブ回路に転送する。第2サブ回路は、当該イネーブル信号に基づいて第1出力信号を出力するので、入力信号の状態とイネーブル信号の状態とともに、自身の第1出力信号が反映させることができる。
上記態様において、前記一の第2サブ回路は、前記他の第2サブ回路の出力信号がアクティブレベルのとき、前記一の出力信号がアクティブレベルとなることを禁止することが好ましい。これによれば、一の第2サブ回路は、他の第2サブ回路による出力信号がアクティブレベルのときに、自身の第1出力信号をアクティブレベルとなることを禁止するので、出力信号同士が同時にアクティブレベルとなることを防止することができる。
なお、本発明は、出力制御回路のほか、走査線駆動回路、電気光学装置、当該電気光学装置を有する電子機器として概念することも可能である。
この図に示されるように、電気光学装置1は、制御回路10、フレームメモリー12、変換部14、走査線駆動回路20、データ線駆動回路40および表示回路100を含む。このうち、制御回路10は、後述するように各部を制御するものである。
表示回路100には、画素110がマトリクス状に配列している。詳細には、表示回路100には、本実施形態では800行の走査線112が図において横方向に延在し、1280列のデータ線114が走査線112と電気的な絶縁を保ちつつ、図において縦方向に延在している。そして、これらの走査線112とデータ線114との交差に対応するように画素110がそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態において画素110は、縦800行×横1280列でマトリクス状に配列することになる。
変換部14は、フレームメモリー12から読み出された表示データDaを、当該表示データDaで指定される階調レベルと、制御回路10から通知されるサブフィールド番号とにしたがって、画素110をオンまたはオフのいずれかで駆動するのかを示すデータ(ビット)Dbに変換するものである。
データ線駆動回路40は、あるj列についてみれば、走査線駆動回路20によって選択された行であってj列の画素に対応するデータDbと、制御回路10によって指定された書込極性とに応じた電圧を選択して、データ信号d(j)としてj列目のデータ線114に供給する。この供給動作を、データ線駆動回路40は、選択された走査線112の1行分、すなわち1〜1280列の各々にわたってそれぞれ実行する。なお、図においては、1、2、3、4、…、1279、1280列目のデータ線114に供給されるデータ信号は、d(1)、d(2)、d(3)、d(4)、…、d(1279)、d(1280)と表記されている。
ここで、各画素110については互いに同一構成なので、i行j列に位置するものについて代表して説明すると、当該i行j列の画素110におけるトランジスター116のゲート電極はi行目の走査線112に接続される一方、そのソース電極はj列目のデータ線114に接続され、そのドレイン電極は液晶素子120の一端たる画素電極118に接続されている。また、液晶素子120の他端は、対向電極108である。この対向電極108は、全ての画素110にわたって共通であって、本実施形態では電圧LCcomに保たれている。
なお、本実施形態では、素子基板に半導体基板を用い、対向基板にガラス等の透明基板を用いて、液晶素子120を反射型としたLCOS(Liquid Crystal on Silicon)型である。このため、素子基板には、走査線駆動回路20、データ線駆動回路40のほかに、制御回路10や、フレームメモリー12、変換部14を内蔵した構成でも良い。
なお、本説明において電圧は、例えば走査線112に印加される非選択電圧のLレベルを0ボルトの基準としている。
電圧変調方式(アナログ駆動)において、液晶素子120を中間調(灰色)とさせる場合、液晶素子120には、光学的しきい値以上であって光学的飽和電圧以下の電圧が印加されるように設計される。このため、液晶素子120の反射率は、印加電圧にほぼ比例した値となる。
一方、液晶素子120をオフ駆動する場合に、当該液晶素子120の画素電極118には、電圧LCcomに対して絶対値で光学的しきい値電圧以下とさせるオフ電圧が印加される。本実施形態では、オフ電圧としては、正極性と負極性とで兼用するために電圧LCcomを用いる。
データ線駆動回路40は、データDbでオン駆動が指定され、かつ、正極性書込が指定されたとき、データ信号として正極性のオン電圧を選択し、オン駆動が指定され、かつ、負極性書込が指定されたとき、データ信号として負極性のオン電圧を選択する。一方、データ線駆動回路40は、データDbでオフ駆動が指定されたとき、指定された書込極性にかかわらず、データ信号として電圧LCcomを選択する。
なお、オフ電圧については、正極性および負極性で兼用することなく、正極性のオフ駆動に相当するオフ電圧と、負極性のオフ駆動に相当するオフ電圧とに分けても良いのはもちろんである。
この図に示されるように、本実施形態においてフィールドは、4つのグループに等分割され、さらに各グループは、互いに重み(時間的な長さ)の異なる4つのサブフィールドにそれぞれ分割されている。このため、1フィールドは、計16つのサブフィールドで構成されるので、各サブフィールドについて、便宜的にフィールドの最初から順番にsf1、sf2、sf3、…、sf16と呼ぶことにする。
このようなオン、オフ駆動の割り当てを示す内容が変換部14に記憶されている。すなわち、変換部14は、例えば階調レベルとサブフィールド番号とに対してオン、オフ駆動を示すデータDbを決定する二次元テーブルとなっている。
そこで、本実施形態では、走査線を次のような飛び越し走査を採用している。
このため、同図においては、あるタイミングでは4本の走査線112が同時に選択されるかのようにみえるが、実際には時間的に同時ではなく、後述するように異なるタイミングで選択される。
このうち、シフトレジスタ25には、デューティ比が50%のクロック信号Clyと、クロック信号Clyの半周期に相当する幅のスタートパルスSpyと、が制御回路10から供給される。シフトレジスタ25は、
1〜800行目の走査線112に対応した出力段を有し、スタートパルスSpyをクロック信号Clyの半周期ずつ順次遅延させて各出力段から出力する。シフトレジスタ25において、1行目に対応した出力段から出力される信号をSR(1)とし、以下2、3、4、…、799、800行目に対応した出力段から出力される信号をSR(2)、SR(3)、SR(4)、…、SR(799)、SR(800)とする。
詳細には、奇数iおよび偶数(i+1)行目に対応した出力制御回路30には、(i+1)/2を4で割った際の剰余をNとしたときにイネーブル信号Enb-kが供給される。ここで、kは、N=0であればk=4であり、N≠0であればk=Nである。
例えば、7行目と8行目とに対応した出力制御回路30では、i=7であるから(i+1)/2が4になり、4で割った剰余が0になるので、イネーブル信号Enb-4が供給される。また例えば、13行目と14行目とに対応した出力制御回路30では、i=13であるから(i+1)/2が7になり、4で割った剰余が3となるので、イネーブル信号Enb-3が供給される。
出力制御回路30は、i行目と(i+1)行目とに対応したものでいえば、原則的に、信号SR(i)とイネーブル信号Enb-kとの論理積信号と同等な走査信号G(i)を出力するとともに、信号SR(i+1)とイネーブル信号Enb-kとの論理積信号と同等な走査信号G(i+1)を出力する。
この図に示されるように、クロック信号Clyに対してイネーブル信号Enb-1〜Enb-4が同期して走査線駆動回路20に供給される。
イネーブル信号Enb-1〜Enb-4の各々は、それぞれクロック信号Clyの半周期(以下、「単位期間」という)に対して1/4以下の期間でHレベルとなるパルスであって、単位期間でみたときに互いに排他的にHレベルとなる。ここで、単位期間を4分割した期間を時間の順にアドレス1、2、3、4としたとき、イネーブル信号Enb-1〜Enb-4は、次のようなルールにしたがってHレベルとなる。詳細には、イネーブル信号Enb-1の1周期は、8個の単位期間(クロック信号Clyの4周期)分であって、8個の単位期間にわたってアドレス4、4、3、3、2、2、1、1でHレベルとなる。イネーブル信号Enb-2、Enb-3、Enb-4は、イネーブル信号Enb-1に対して位相が90度ずつ、すなわち2個の単位期間(クロック信号Clyの1周期)ずつ順次遅延した波形である。
なお、図においては、単位期間であるクロック信号Clyの半周期を特定するために順番にk1、k2、k3、k4、…という符号を付している。
ところで、ここでいうイネーブル信号Enb-1〜Enb-4のいずれかと信号SR(1)〜SR(800)との論理積が求められるタイミングは、いずれもアドレス4である。このため、図6および先の図4においては、アドレス4のイネーブル信号Enb-1〜Enb-4に依拠した選択という意味で、L4という符号を付している。これらの選択L4によってサブフィールドsf1に対応した書き込みが行われる。
ここで、イネーブル信号Enb-1〜Enb-4のいずれかと信号SR(1)〜SR(800)との論理積が求められるタイミングは、先のアドレス4とは異なる例えばアドレス2が用いられる。このため、図6および先の図4においては、これらの走査信号の選択については、L2という符号を付している。そして、これらの選択L2によってサブフィールドsf2に対応した書き込みが行われる。
さらに、単位期間k12から、サブフィールドsf3の重みに応じた期間が経過した単位期間k24において、スタートパルスSpyが供給されるので、これにより、走査信号G(1)〜G(800)が出力される。ここで、論理積が求められるタイミングは、先のアドレス4、2、3とは異なるアドレス1が用いられる。このため、図6および先の図4においては、これらの走査信号の選択については、L1という符号を付している。そして、これらの選択L1によってサブフィールドsf4に対応した書き込みが行われる。
サブフィールドsf1〜sf4のグループと同様な動作が、サブフィールドsf5〜sf8、サブフィールドsf9〜sf12、および、サブフィールドsf13〜sf16のグループについても繰り返し実行される。そして、次のフィールドでは書込極性が入れ替えられて、同様な書き込みが実行される。
なお、出力制御回路30は、機能で分けると、第1回路30aと第2回路30bとに分けられる。
なお、NOT回路31(i)とNAND回路32(i)とが第1サブ回路に相当し、このうち、NAND回路32(i)が論理回路に相当する。
トランスミッションゲート34(i)の入力端には、イネーブル信号Enb-kが供給される。また、トランスミッションゲート34(i)の出力端は、NAND回路36(i)の入力端の一方とトランジスター35(i)のドレイン電極とにそれぞれ接続されている。トランジスター35(i)はnチャネル型であり、ソース電極がLレベルに接地されている。
一方、トランスミッションゲート34(i)は、NAND回路32(i)による否定論理積信号がLレベルのとき(NOT回路33(i)の出力信号がHレベルのとき)にオフ状態となるので、イネーブル信号Enb-kを供給する信号線とNAND回路36(i)の入力端の一方との接続が遮断される。ただし、このとき、NAND回路36(i)の2入力端のうち一方は、トランジスター35(i)のオンによってLレベルにプルダウンされるので、浮遊状態になることはない。
NOT回路37(i)は、NAND回路36(i)による否定論理積信号の論理レベルを再反転して、走査信号G(i)として出力する。
なお、(i+1)行目に対応する単位回路30(i+1)は、図に示されるように、イネーブル信号Enb-kの供給経路からみて、単位回路30(i)と対称となる関係にあるので、説明を省略する。
すなわち、第1に、信号SR(i)、SR(i+1)、イネーブル信号Enb-kがいずれもLレベルとなる期間(a)と、第2に、信号SR(i)がHレベルになり、信号SR(i+1)およびイネーブル信号Enb-kがLレベルである期間(b)と、第3に、信号SR(i)がHレベルであり、信号SR(i+1)がLレベルであり、イネーブル信号Enb-kがHレベルになる期間(c)と、第4に、信号SR(i)がLレベルになり、信号SR(i+1)がLレベルであり、イネーブル信号Enb-kがHレベルである期間(d)と、第5に、信号SR(i)がLレベルであり、信号SR(i+1)がHレベルになり、イネーブル信号Enb-kがHレベルである期間(e)と、第6に、信号SR(i)がLレベルであり、信号SR(i+1)がHレベルであり、イネーブル信号Enb-kがLレベルになる期間(f)と、第7に、信号SR(i)がLレベルであり、信号SR(i+1)がHレベルであり、イネーブル信号Enb-kがHレベルになる期間(g)と、第8に、信号SR(i)がLレベルになり、信号SR(i+1)がLレベルであり、イネーブル信号Enb-kがHレベルである期間(h)と、の8通りが想定される。
そこで以下においては、信号SR(i)、SR(i+1)に対してイネーブル信号Enb-kが遅延した場合の動作について期間(a)から期間(h)までに分けて説明することにする。
(i+1)行目も同様に、信号SR(i+1)がLレベルであるので、NAND回路32(i+1)における入力端の一方はHレベルとなり、入力端の他方もHレベルであるので、NAND回路36(i+1)における入力端の一方はLレベルにプルダウンされる。このため、NAND回路36(i+1)の否定論理積信号がHレベルとなる結果、走査信号G(i+1)はLレベルになるとともに、NAND回路32(i+1)における入力端の他方はHレベルになる。
このため、(i+1)行目は、期間(a)と同様となる結果、走査信号G(i+1)はLレベルを維持する。
(i+1)行目にあって、NAND回路36(i+1)における入力端の他方がLレベルになるが、入力端の一方がすでにLレベルであるので、NAND回路36(i+1)の否定論理積信号に影響を与えない。そもそも、走査信号G(i)がHレベルである場合(NAND回路36(i)の否定論理積信号がLレベルである場合)、NAND回路36(i+1)においては、入力端の一方の論理レベルにかかわらず、否定論理積信号がHレベルになるので、走査信号G(i+1)はLレベルを維持する。
(i+1)行目についても、期間(c)から変化しないので、走査信号G(i+1)はLレベルを維持することになる。
ただし、i行目においては期間(d)から状態が変化しないので、走査信号G(i)はHレベルを維持する。このため、NAND回路36(i+1)における入力端の他方がLレベルに維持されるので、走査信号G(i+1)はLレベルから変化しないことになる。
よって、走査信号G(i)はLレベルになるとともに、NAND回路32(i)における入力端の他方とNAND回路36(i+1)における入力端の他方とはいずれもHレベルになる。
一方、(i+1)行目においても、Lレベルのイネーブル信号Enb-kがオン状態のトランスミッションゲート34(i+1)を介して、NAND回路36(i+1)における入力端の一方に供給されるので、当該NAND回路36(i+1)による否定論理積信号は、入力端の他方にかかわらずHレベルになる。
なお、NAND回路36(i+1)における入力端の他方は、Lレベルのイネーブル信号Enb-kがオン状態のトランスミッションゲート34(i)を介して、NAND回路36(i)における入力端の一方に供給されることによってHレベルとなる。このため、NAND回路36(i+1)における入力端の一方と他方とでは、論理レベルの関係が期間(e)と比較して入れ替わるが、当該NAND回路36(i+1)における否定論理積信号がHレベルであることには変わりはない。
よって、走査信号G(i+1)はLレベルを維持することになる。
一方、Hレベルのイネーブル信号Enb-kは、オン状態にあるトランスミッションゲート34(i+1)を介して、NAND回路32(i+1)における入力端の一方に供給される。NAND回路32(i+1)における入力端の他方には、NAND回路36(i)によるHレベルの否定論理積信号が供給される。このため、NAND回路32(i+1)による否定論理積信号はLレベルとなるので、走査信号G(i+1)はHレベルになる。
i行目についても、期間(g)から変化しないので、走査信号G(i)はLレベルを維持することになる。
また、走査信号G(i)がアクティブのHレベルになる期間では、すなわちNAND回路36(i)の否定論理積信号がアクティブのLレベルなる期間では、イネーブル信号Enb-kを共用するNAND回路36(i+1)の否定論理積信号を強制的に非アクティブのHレベルとして走査信号G(i+1)をLレベルとし、反対に、走査信号G(i+1)がHレベルになる期間(NAND回路36(i+1)の否定論理積信号がLレベルなる期間)では、NAND回路36(i)の否定論理積信号を強制的にHレベルとして走査信号G(i)をLレベルとする。このため、信号SR(i)、SR(i+1)に対してイネーブル信号Enb-kが遅延しても、イネーブル信号Enb-kを共用する走査信号G(i)、G(i+1)が同時にアクティブのHレベルとなってしまうことを防止することができる。
ここでは、iおよび(i+1)行目に対応する出力制御回路30で代表して説明しているが、1および2行目、3、および4行目、5および6行目、…、799および800行目に対応する出力制御回路30でもそれぞれ同様な動作である。
したがって、図10に示されるように、本実施形態では、信号SR(1)、SR(2)、SR(3)、…に対してイネーブル信号Enb-1〜Enb-4が遅延したとしても、走査信号G(1)、G(2)、G(3)、…においてアクティブのHレベルとなる期間は、イネーブル信号Enb-1〜Enb-4のパルス幅にすることができるとともに、互いに重複してアクティブレベルとなる状態が避けられる。
これに対して、本実施形態に係る出力制御回路30では、トランスミッションゲートの入力端がイネーブル信号Enb-1〜Enb-4を入力するので、イネーブル信号Enb-1〜Enb-4を供給する信号線21〜24に寄生する容量が抑えられる。このため、本実施形態では、高速駆動に、より適している、といえる。
すなわち、第1に期間(a)と、第2に期間(b)と、第3に期間(c)と、第4に、信号SR(i)がHレベルであって、信号SR(i+1)がLレベルのときに、イネーブル信号Enb-kがLレベルになる期間(B)と、第5に、信号SR(i)、SR(i+1)、イネーブル信号Enb-kがいずれもLレベルになる期間(A)と、第6に期間(f)と、第7に期間(g)と、第8に、信号SR(i)がLレベルであって、信号SR(i+1)がHレベルのときに、イネーブル信号Enb-kがLレベルになる期間(F)と、が想定される。このうち、期間(B)は期間(b)と同様であり、期間(A)は期間(a)と同様であり、期間(F)は期間(f)と同様である。
このため、信号SR(i)、SR(i+1)に対してイネーブル信号Enb-kが遅延していない場合には、信号SR(i)とイネーブル信号Enb-kとの論理積信号を走査信号G(i)とするとともに、信号SR(i+1)とイネーブル信号Enb-kとの論理積信号を走査信号G(i+1)とする従来構成と全く同様な波形となる。
この場合、シフトレジスタ25をいわゆる双方向転送タイプとして、スタートパルスSpyの転送方向を下から上方向するとともに、イネーブル信号Enb-1〜Enb-4の順番を入れ替えて供給すれば良い。
これに限られず、トランジスター116をpチャネル型としても良い。トランジスター116をpチャネル型する場合、走査信号のLレベルがアクティブレベルとなり、Hレベルがノン・アクティブレベルとなる。
図13は、表示回路100をライトバルブとして用いたプロジェクター1100の外観構成を示す図であり、図14は、プロジェクター1100の光学的構成を示す平面図である。
図14に示されるように、プロジェクター1100は、反射型の表示回路100を、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応させた3板式である。プロジェクター1100の内部には、偏光照明装置1110がシステム光軸PLに沿って配置している。この偏光照明装置1110において、ランプ1112からの出射光は、リフレクター1114による反射で略平行な光束となって、第1のインテグレーターレンズ1120に入射する。この第1のインテグレーターレンズ1120により、ランプ1112からの出射光は、複数の中間光束に分割される。この分割された中間光束は、第2のインテグレーターレンズ1125を光入射側に有する偏光変換素子1130によって、偏光方向がほぼ揃った一種類の偏光光束(s偏光光束)に変換されて、偏光照明装置1110から出射されることになる。
ここで、表示回路100R、100Gおよび100Bは、上述した実施形態における表示回路100と同様であり、供給されるR、G、Bの各色に対応する表示データDaに基づいてそれぞれ駆動されるものである。すなわち、このプロジェクター1100では、表示回路100が、R、G、Bの各色に対応して3組設けられて、R、G、Bの各色に対応する表示データDaに応じてそれぞれ駆動される構成となっている。
なお、電子機器としては、図13および図14を参照して説明したプロジェクターの他、ビデオカメラやレンズ交換式デジタルカメラにおける電子式ビューファインダーや、ヘッドマウントディスプレイなどにも適用可能である。
Claims (11)
- 複数の第1サブ回路を含む第1回路と、
複数の第2サブ回路を含む第2回路と、
を含み、
前記複数の第1サブ回路のうち、一の第1サブ回路は一の入力信号とイネーブル信号とを入力し、
前記複数の第2サブ回路のうち、一の第2サブ回路は、前記一の第1サブ回路から前記イネーブル信号が転送されたときに当該イネーブル信号を入力し、
前記一の第2サブ回路は第1出力信号を出力し、
前記一の第1サブ回路は前記第1出力信号を入力する
ことを特徴とする出力制御回路。 - 前記複数の第2サブ回路のうち、前記一の第2サブ回路と異なる他の第2サブ回路が前記第1出力信号を入力する
ことを特徴とする請求項1に記載の出力制御回路。 - 前記一の第1サブ回路は、
前記一の入力信号と前記一の出力信号とを入力する論理回路と、
前記イネーブル信号が前記第2サブ回路に供給される経路の途中で、前記論理回路の出力信号に応じてオン状態またはオフ状態となるスイッチと、
を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の出力制御回路。 - 前記一の第2サブ回路は、
前記他の第2サブ回路の出力信号がアクティブレベルのとき、前記一の出力信号がアクティブレベルとなることを禁止する
ことを特徴とする請求項3に記載の出力制御回路。 - 複数の第1サブ回路を含み、前記複数の第1サブ回路のうち、少なくとも2つの第1サブ回路は二の入力信号とイネーブル信号とを入力する第1回路と、
複数の第2サブ回路を含み、前記複数の第2サブ回路のうち、一の第2サブ回路は、前記2つの第1サブ回路のうち一方から前記イネーブル信号が転送されたときに当該イネーブル信号を入力する第2回路と、
を含み、
前記一の第2サブ回路による出力信号を、前記複数の第2サブ回路のうち、前記一の第2サブ回路以外の他の第2サブ回路が入力する
ことを特徴とする出力制御回路。 - 前記2つの第1サブ回路のうち一方は、
前記一の第2サブ回路から出力される第1出力信号と、前記二の入力信号の一方とを入力する
ことを特徴とする請求項5に記載の出力制御回路。 - 前記一の第1サブ回路は、
前記第1出力信号と前記二の入力信号の一方とに基づく第2出力信号を出力する論理回路を含む
ことを特徴とする請求項1または6に記載の出力制御回路。 - 前記論理回路に入力される入力信号は、シフトレジスタから供給された信号である
ことを特徴とする請求項7に記載の出力制御回路。 - 走査線の各々を駆動する走査線駆動回路であって、
互いに排他的にアクティブレベルとなるパルス信号を前記走査線の各々に対応して順次出力するシフトレジスタと、
前記走査線の所定数毎に設けられた請求項1または5に記載の出力制御回路と
を有し、
前記出力制御回路は、イネーブル信号と前記所定数の走査線に対応するパルス信号とを入力して、対応する走査線に供給する
ことを特徴とする走査線駆動回路。 - 前記走査線と前記データ線との交差に対応して画素を備える電気光学装置であって、
前記走査線を駆動する請求項9に記載の走査線駆動回路を
有することを特徴とする電気光学装置。 - 請求項10に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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