JP4520072B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、欠陥画素が目立たないように構成した表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
表示装置において、例えば、リアプロジェクタや直視型ディスプレイとして用いられる各種液晶表示装置（液晶パネル）は、同一パネル上に数十万〜数百万もの画素が集積化されている。したがって、各画素のスイッチング素子〔例えば、薄膜トランジスタやＭＩＭ（Metal Insulator Metal)ダイオード〕に素子欠陥や配線パターン欠陥が発生すると、これが画面の欠陥として表れ、製品の歩留まりを低下させる。
【０００３】
このような液晶表示装置における表示画面の欠陥の対策として、従来は、例えばアクティブマトリックス方式のＬＣＤ（Liquid Crystal Display）では、各画素毎に複数のスイッチング素子を予め配置しておき、欠陥画素において動作不良を起こしたスイッチング素子をレーザー光照射により切り離して、製品を生き返らせるといった冗長回路方式のトリミングが方法が知られている。
【０００４】
また、特開平１０−６２７３４号公報に開示されているように、欠陥画素にレーザー光を照射して制御性よく光透過率等を補正し、欠陥画素を目立たなくする方法も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案のいずれの方法も、欠陥画素を特定する手間や、レーザー光を照射するための特殊な装置が必要となるため、欠陥画素の補正にコストがかかる。そのため、液晶パネルを量産しているメーカーでは独自に品質基準を設け、欠陥画素数が規定以下であれば良品として出荷することが一般的に行われている。
【０００６】
本発明は、従来の欠陥画素補正方法における上記問題点を解消するためになされたもので、欠陥画素を特定する手間や特殊な装置を必要とせず、欠陥画素が目立ちにくいように構成した表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、マトリクス状に配列された複数の画素を映像信号により走査して映像を表示する表示素子と、該表示素子上の映像の光軸を選択的にシフトする光軸シフト制御手段と、該光軸シフト制御手段の動作に同期して前記表示素子に送出される映像信号を選択的にシフトさせる映像シフト手段を有する表示装置において、前記光軸シフト制御手段による光軸シフト方向と映像シフト手段による映像信号のシフト方向とを、それぞれ逆向きにして双方のシフトが打ち消し合うように、前記映像シフト手段でシフトされた映像信号の前記表示素子への表示に同期して、光軸シフト制御手段で映像信号のシフト方向とは逆向きに映像信号のシフト量に相当する量の光軸シフトを行うことを、映像信号のフレーム毎に各シフト量を変えて複数回行い、表示素子上の隣接する複数画素の映像を観察映像の一点に時分割で表示させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成した表示装置においては、表示素子上に表示される映像の光軸は光軸シフト制御手段により選択的にシフトされ、そのシフト動作に同期した映像シフト手段によって表示素子上に表示される映像が選択的にシフトされるが、光軸シフト制御手段による光軸シフト方向と映像シフト手段による映像信号のシフト方向とを、それぞれ逆向きにして双方のシフトを打ち消させ、表示素子上の隣接する複数画素の映像を観察映像上の一点に時分割で表示させるようにしているので、表示素子を構成する画素に欠陥があっても、他の正常な隣接画素からの映像を光軸シフト制御手段により時分割で表示させることができる。すなわち、観察映像上の一点に欠陥画素からの映像が常時固定して表示されることがなくなり、結果として欠陥画素を目立ちにくくすることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る表示装置において、前記光軸シフト制御手段による選択的な光軸シフト制御は、前記表示素子を構成する隣接する複数の画素のうちの一つと、少なくとも前記一つの画素とは異なる画素の各映像の光軸が同一位置となるように映像信号のフレーム毎にシフトする制御であることを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成した表示装置においては、表示素子上に表示される映像の光軸は光軸シフト制御手段により選択的にシフトされ、そのシフト動作に同期した映像シフト手段によって表示素子上に表示される映像が選択的にシフトされるが、光軸シフト制御手段による選択的な光軸シフト制御は、前記表示素子を構成する隣接する複数の画素のうちの一つと、少なくとも前記一つの画素とは異なる画素の各映像の光軸が同一位置となるように映像信号のフレーム毎にシフトするようにしているので、表示素子を構成する画素に欠陥があっても、他の正常な画素からの映像を光軸シフト制御手段により表示させることができる。すなわち、観察映像上の一点に欠陥画素からの映像が常時固定して表示されることがなくなり、結果として欠陥画素を目立ちにくくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る表示装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図であるが、説明の都合上、表示素子として正方画素配列の液晶パネル（以下、ＬＣＤと称する）11を用い、画面の上から下に順次水平走査することによって映像を表示するものとする。図１において、21は同期分離回路で、該同期分離回路21は図示しない映像再生器からの映像信号を同期信号と映像信号とに分離し、フレーム識別回路22は、分離された同期信号から、順次入力する映像信号のフレームの開始を検出し、各フレームに対する識別子（以下、フレームＩＤと称する）を出力するようになっている。
【００１２】
第１のラインメモリ23は、同期分離回路21から入力する映像信号を１ライン遅延させ、第２のラインメモリ24は第１のラインメモリ23で遅延した映像信号を、更に１ライン遅延させる。そして、セレクタ25はフレーム識別回路22から出力されるフレームＩＤに基づき、同期分離回路21，第１のラインメモリ23及び第２のラインメモリ24からの映像信号を選択的に出力するようになっている。
【００１３】
ＬＣＤドライブ回路26は、同期分離回路21から分離された同期信号に基づき、セレクタ25から出力される映像信号を用いてＬＣＤ11を走査し、映像を表示させる。そして、第１及び第２のラインメモリ23，24，セレクタ25及びＬＣＤドライブ回路26で映像シフト手段101 を構成している。
【００１４】
光軸シフト制御手段27は、フレーム識別回路22からのフレームＩＤに基づき光軸シフトの量を制御するが、セレクタ25が同期分離回路21から出力される映像信号を選択した場合はスルー（シフトなし）、第１のラインメモリ23から出力される映像信号を選択した場合は１画素ピッチ分上方に、第２のラインメモリ24から出力される映像信号を選択した場合は、２画素ピッチ分上方にシフトするように制御する。
【００１５】
次に、上記光軸シフト制御手段27を含む光学ブロック102 の構成を図２に基づいて説明する。光学ブロック102 は、ＬＣＤ11の背面側に白色光を発するバックライト12を配置し、ＬＣＤ11の前面側に前記光軸シフト制御手段27を構成する第１の偏光変換用液晶板13，第１の複屈折板14，第２の偏光変換用液晶板15及び第２の複屈折板16とを順次配置して構成している。
【００１６】
第１，第２の複屈折板14，16は、一般に、サバール板と呼ばれ、結晶軸が表面に対して45°傾いているもので、入射する偏光が常光であれば、そのまま直進させて射出し、異常光であれば、ずれて射出させるが、そのずれ量はサバール板の厚さで調整することができるようになっている。この実施の形態では、第１，第２の複屈折板14，16の厚さを、ずれ量がそれぞれＬＣＤ11の画素ピッチ分となるように設定されている。
【００１７】
次に、このように構成されている光学ブロックの動作を、図３を参照して説明する。まず例えば、第１の偏光変換用液晶板13への電圧をオフ、第２の偏光変換用液晶板15への電圧をオンにする。この場合、ＬＣＤ11上での映像は、第１の偏光変換用液晶板13で偏光方向が90°回転されるので、第１，第２の複屈折板14，16をそのまま透過することになる。
【００１８】
次に、第１の偏光変換用液晶板13への電圧をオン、第２の偏光変換用液晶板15への電圧をオフにする。この場合、ＬＣＤ11上での映像は、第１の複屈折板14で光軸が１画素ピッチ分（ｘ）上方にシフトして透過し、その後、第２の偏光変換用液晶板15で偏光方向が90°回転されて、第２の複屈折板16をそのまま透過することになる。
【００１９】
次に、第１，第２の偏光変換用液晶板13，15への電圧をそれぞれオンする。この場合、第１の複屈折板14で光軸が１画素ピッチ分（ｘ）上方にシフトして透過し、第２の複屈折板16で、更に光軸が１画素ピッチ分（ｘ）上方にシフトする。すなわち、ＬＣＤ11上での表示映像は、全体で２画素ピッチ分（２ｘ）上方にシフトして透過することになる。
【００２０】
このようにすることで、映像シフト手段101 による下方への映像のシフトと、光軸シフト制御手段27による光軸の上方へのシフトが打ち消しあい、観察者による観察映像は常に図４のように、映像シフトや光軸シフトを行わない場合と同様になる。すなわち、第１フレームの映像信号は、ラインメモリを介さず遅延なしでセレクタ25から出力され、ＬＣＤドライブ回路26の駆動により、ＬＣＤ11は正方画素配列の第１行目から順に映像信号に対応した表示が行われ、光軸シフト制御手段27ではシフトなしで通過させ、ＬＣＤ11上の表示のままの映像が観察映像となる。
【００２１】
第２フレームの映像信号は、第１のラインメモリ23を介して１ライン遅延させられてセレクタ25から出力され、ＬＣＤドライブ回路26の駆動により、ＬＣＤ11は正方画素配列の第２行目から順に映像信号に対応した表示、つまり１行分下方へシフトされた表示が行われる。一方、光軸シフト制御手段27では１画素ピッチ分上方へシフトされて通過し、ＬＣＤ11上の表示を１画素ピッチ分上方へシフトした映像、つまり映像シフト手段101 の第１のラインメモリ23による１ラインの遅延が、光軸シフト制御手段27での１画素ピッチ分の上方へのシフトによりキャンセルされ、映像シフトや光軸シフトが行われない観察画像となる。
【００２２】
第３フレームの映像信号は、第１及び第２のラインメモリ23，24を介して２ライン遅延させられてセレクタ25から出力され、ＬＣＤドライブ回路26の駆動により、ＬＣＤ11は正方画素配列の第３行目から順に映像信号に対応した表示、つまり２行分下方へシフトされた表示が行われる。一方、光軸シフト制御手段27では２画素ピッチ分上方へシフトされて通過し、ＬＣＤ11上の表示を２画素ピッチ分上方へシフトした映像、つまり映像シフト手段101 の第１及び第２のラインメモリ23，24による２ラインの遅延が、光軸シフト制御手段27での２画素ピッチ分の上方へのシフトによりキャンセルされ、同様に映像シフトや光軸シフトを行わない観察画像となる。
【００２３】
ここでＬＣＤ11に欠陥画素が存在する場合、通常の態様で表示を行う表示装置では、観察映像の一点に常時固定した欠陥が表示されてしまう。特に図５の（Ａ），（Ｂ）に示すように、欠陥画素と背景の輝度の差が大きい場合は、欠陥画素が非常に目立ち見苦しいものとなる。
【００２４】
これに対し、本実施の形態においては、３フレーム毎に観察映像の一点に、ＬＣＤ11上の垂直方向に隣り合った３つの画素からの情報が時分割で表示されるため、図６の（Ａ），（Ｂ）に示すように、欠陥画素の影響が垂直方向に分散されて目立ちにくくなる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、映像シフトと光軸シフトをそれぞれ２段階としたものを示しているが、それぞれを１段階にすることも、３段階以上にすることも可能である。
【００２６】
また上記実施の形態では、映像シフトと光軸シフトを、画面に対して垂直方向に行うようにしたものを示しているが、映像シフト手段201 を図７に示すような構成にし、光軸シフトの方向を水平走査方向の逆方向に変更することにより、映像を水平方向にシフトさせることもできる。この第２の実施の形態の場合、ラインメモリを回路規模の小さなＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）に置き換えられるというメリットがある。
【００２７】
次に、図７に示す第２の実施の形態における映像シフト手段201 の構成について説明する。図７において、第１のＤＦＦ41は図示しない同期分離回路から入力する映像信号を１画素レート遅延させる。第２のＤＦＦ42は第１のＤＦＦ41で遅延した映像信号を、更にもう１画素レート遅延させる。セレクタ25はフレームＩＤに基づき、同期分離回路及び第１のＤＦＦ41，第２のＤＦＦ42から出力される映像信号を選択的にＬＣＤドライブ回路26に出力する。これにより、映像は水平方向に１画素分又は２画素分シフトすることができるようになるため、光学ブロックの光軸シフト制御手段で、映像シフトに同期して逆方向に光軸シフトすれば、図８の（Ａ），（Ｂ）に示すように、欠陥画素の影響を水平方向に分散させることができる。
【００２８】
次に、第３の実施の形態について説明する。この実施の形態は、図９に示すように、映像シフト手段301 を図示のような構成とし、光軸シフトの方向を斜め方向に変更して光軸のシフト量を画素ピッチの1.414 倍とすることで、映像を斜め方向にシフトすることもできるようにしたものである。この実施の形態の場合、欠陥画素の影響が、視覚特性的に解像度の低い斜め方向に分散され、画質改善の効果が大きくなる。
【００２９】
次に、この実施の形態の映像シフト手段301 の構成について説明する。図９において、第１のラインメモリ51は図示しない同期分離回路から入力する映像信号を１ライン遅延させ、第２のラインメモリ52は第１のラインメモリ51で遅延した映像信号を更に１ライン遅延させる。第１のＤＦＦ53は第１のラインメモリ51で１ライン遅延した映像信号を１画素レート遅延させ、第２のＤＦＦ54と第３のＤＦＦ55は第１及び第２のラインメモリ51，52で合計２ライン遅延した映像信号を更に合計２画素レート遅延させる。セレクタ25はフレームＩＤに基づき、図示しない同期分離回路からの映像信号と、この映像信号に対して１ライン＋１画素レート分遅延させた第１のＤＦＦ53の出力、及び２ライン＋２画素レート分遅延させた第３のＤＦＦ55の出力を、選択的にＬＣＤドライブ回路26に出力する。
【００３０】
映像シフト手段301 を、このように構成することにより、映像は斜め方向にシフトさせることができるようになるため、光学ブロックの光軸シフト制御手段を、映像シフトに同期して逆斜め方向に光軸シフトするように構成すれば、図10の（Ａ），（Ｂ）で示すように、欠陥画素の影響を斜め方向に分散させることができる。
【００３１】
次に、第４の実施の形態について説明する。この実施の形態は、図11に示すように、映像シフト手段401 を図示のような構成とし、光軸シフト制御手段の初段シフトを垂直方向、２段目シフトを水平走査方向のそれぞれ逆方向にすることで、欠陥画素の影響をより広い面積に分散させることができるようにしたものである。すなわち、図11において、ラインメモリ61は図示しない同期分離回路から入力する映像信号を１ライン遅延させ、第１のＤＦＦ62は図示しない同期分離回路から入力する映像信号を１画素レート遅延させる。第２のＤＦＦ63はラインメモリ61で遅延した映像信号を更に１画素レート遅延させる。セレクタ25はフレームＩＤなどの同期信号に基づき、図示しない同期分離回路からの映像信号と、この映像信号に対して１画素レート分遅延させた第１のＤＦＦ52の出力、図示しない同期分離回路からの映像信号を１ライン遅延させたラインメモリ51からの映像信号、及びラインメモリ51からの映像信号を更に１画素レート分遅延させた第２のＤＦＦ52の出力を選択的にＬＣＤドライブ回路26に出力するように構成する。
【００３２】
映像シフト手段401 を、このように構成することにより、映像は垂直及び水平方向にシフトすることができるようになるため、光学ブロックの光軸シフト制御手段を映像シフトに同期して逆方向に光軸シフトするように構成すれば、図12の（Ａ），（Ｂ）で示すように、欠陥画素の影響をより広い範囲に分散させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、光軸シフトと同期して光軸シフトを打ち消すように映像信号のシフトを行い、観察映像の一点に、表示素子を構成する隣接する複数の画素からの映像を時分割で表示させるようにしているので、欠陥画素の影響を分散させて目立ちにくくすることができ、レーザー照射等による修正が不要となり、製品の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表示装置の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】第１の実施の形態における光学ブロックの構成を説明するための図である。
【図３】図２に示した光学ブロックの動作を説明するための図である。
【図４】第１の実施の形態における映像シフトと光軸シフトの関係を示す図である。
【図５】通常の表示装置における欠陥画素の影響を表す表示画面例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における欠陥画素の影響を表す観察画面例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における映像シフト手段を示すブロック構成図である。
【図８】第２の実施の形態における欠陥画素の影響を表す観察画面例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における映像シフト手段を示すブロック構成図である。
【図１０】第３の実施の形態における欠陥画素の影響を表す観察画面例を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態における映像シフト手段を示すブロック構成図である。
【図１２】第４の実施の形態における欠陥画素の影響を表す観察画面例を示す図である。
【符号の説明】
11 液晶バネル（ＬＣＤ）
12 バックライト
13 第１の偏光変換用液晶板
14 第１の複屈折板
15 第２の偏光変換用液晶板
16 第２の複屈折板
21 同期分離回路
22 フレーム識別回路
23，51 第１のラインメモリ
24，52 第２のラインメモリ
25 セレクタ
26 ＬＣＤドライブ回路
27 光軸シフト制御手段
41，53，62 第１のＤＦＦ
42，54，63 第２のＤＦＦ
55 第３のＤＦＦ
61 ラインメモリ
101,201,301,401 映像シフト手段
102 光学ブロック

Claims (2)

1. マトリクス状に配列された複数の画素を映像信号により走査して映像を表示する表示素子と、該表示素子上の映像の光軸を選択的にシフトする光軸シフト制御手段と、該光軸シフト制御手段の動作に同期して前記表示素子に送出される映像信号を選択的にシフトさせる映像シフト手段を有する表示装置において、
   前記光軸シフト制御手段による光軸シフト方向と映像シフト手段による映像信号のシフト方向とを、それぞれ逆向きにして双方のシフトが打ち消し合うように、
   前記映像シフト手段でシフトされた映像信号の前記表示素子への表示に同期して、光軸シフト制御手段で映像信号のシフト方向とは逆向きに映像信号のシフト量に相当する量の光軸シフトを行うことを、映像信号のフレーム毎に各シフト量を変えて複数回行い、
   表示素子上の隣接する複数画素の映像を観察映像の一点に時分割で表示させるように構成したことを特徴とする表示装置。
2. 前記光軸シフト制御手段による選択的な光軸シフト制御は、前記表示素子を構成する隣接する複数の画素のうちの一つと、少なくとも前記一つの画素とは異なる画素の各映像の光軸が同一位置となるように映像信号のフレーム毎にシフトする制御であることを特徴とする請求項１に係る表示装置。

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