JP5446243B2 - 電気光学装置、駆動方法および電子機器 - Google Patents
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Description
またはオフ状態とすることにより階調を表現する技術に関する。
場合、次のような技術が提案されている。すなわち、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、分割した各サブフィールドにおいて表示素子をオンまたはオフ状
態として、1フィールドにおいて画素がオン(オフ)状態する時間の割合を変化させるこ
とによって中間階調表示を行う技術が提案されている(特許文献1参照)。
を分割するサブフィールド数を多くする必要がある。サブフィールド数を増加させると、
走査線の選択時間を十分に確保することができなくなる、または、駆動周波数を高くする
必要がある。
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、サブフィールド
毎にオンオフ状態とする技術において、表示可能な階調数の増加と、走査線の選択時間の
確保とを両立させた電気光学装置等を提供することにある。
数本のデータ線との交差に対応して設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、
前記データ線に供給されたデータ信号に応じてオンまたはオフ状態となる画素を有し、1
フィールドを複数のNsf個のサブフィールドで構成し、前記Nsf個のサブフィールドの各
々は、1フィールドを複数のNdiv個に等分割した期間長の第1群と、前記第1群のサブ
フィールドの複数倍の期間長を有する第2群とに分けられ、前記Nsf個のサブフィールド
毎に前記画素をオンまたはオフ状態として、1フィールドを単位として階調制御する電気
光学装置であって、前記Rreal本の走査線を含むRvir(Rvir≧Rreal)本の仮想走査線
を想定し、当該Rvir本の仮想走査線を、1フィールドにおいて配列するサブフィールド
の期間長の比に応じた線数で飛び越し走査する走査線駆動回路と、選択された走査線に位
置する画素に対し前記データ信号を、前記データ線を介して供給するデータ線駆動回路と
、を有し、前記1フィールドの分割数Ndivとして取り得る2つの異なる値同士で比較し
たときに、前記飛び越し走査における基準飛び越し走査線数Ysが小さい方の分割数Ndiv
であって、前記1フィールドの期間を、前記サブフィールド個数Nsfおよび前記仮想走査
線線Rvirの積で除した選択期間の長い方の分割数Ndivを選択したことを特徴とする。本
発明によれば、表示可能な階調数の増加と、走査線の選択時間の確保とを両立させること
が可能となる。
割数Ndivよりも大きい構成が好ましい。
詳細には、前記基準飛び越し走査線数Ysは、前記Rrealを前記Ndivで除した値に小数
が伴わなければ、その値であり、前記Rrealを前記Ndivで除した値に小数が伴うのであ
れば、その小数点以下を切り上げた整数であり、前記仮想走査線数Rvirは、(Ndiv×Y
s)であり、前記第1群のサブフィールドの期間長の重みWsf1を1としたときに、前記第
2群のサブフィールドの期間長の重みWsf2を、分割数Ndivの平方根のうち、小数点以下
を四捨五入した整数値とし、第1群のサブフィールドの個数をNsf1とし、第2群のサブ
フィールドの個数をNsf2としたとき、前記第2群のサブフィールドの個数Nsf2を{(N
div/Wsf2)−1}(ただし、Ndiv/Wsf2−1の結果を小数点以下切り上げして整数化
する)とし、前記第1群のサブフィールドの個数Nsf1を{Ndiv−Wsf2×Nsf2}として
、前記サブフィールド個数Nsfが(Nsf1+Nsf2)である構成が好ましい。
また、サブフィールドに対して、どのようにオンオフ状態を規定するかについては、所
定の地点を起点とし、前記起点から離れる方向に、かつ、オンまたはオフ状態とさせるサ
ブフィールドが連続するように、階調レベルに応じてオンまたはオフ状態となる期間長が
設定されることが好ましい。
さらに、Nsf個のサブフィールドのうち、少なくとも1つのサブフィールドが常にオフ
状態または常にオン状態である構成としても良い。
また、前記第1群のサブフィールドのオン電圧として、第1の電圧を用い、前記第2群
のサブフィールドのオン電圧として、前記第1の電圧と、前記第1の電圧よりも高い第2
の電圧を用い、前記第2群のサブフィールドのうち、前記起点から最も離れたサブフィー
ルドにおいて、または、前記起点から最も離れたサブフィールドから前記起点に向かう方
向に連続する2以上のサブフィールドにおいて、前記第2の電圧を用いて、暗い表示で表
現特性を向上させても良い。
なお、本発明は、電気光学装置に限られず、駆動方法としても、また、当該電気光学装
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。
明することにする。
図1は、本発明の実施の形態が適用される電気光学装置のシステム構成を示すブロック
図である。この図に示されるように、電気光学装置は、表示制御回路10と表示パネル1
00とに大別され、表示制御回路10が表示パネル100を制御する構成となっている。
この図に示されるように、表示パネル100において表示領域101では、1、2、3
、…、240行目の走査線112がX方向(図において横方向)に延在するように設けら
れ、また、1、2、3、…、320列目のデータ線114がY方向(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。
そして、240行の走査線112と320列のデータ線114との交差のそれぞれに対
応して、画素110がそれぞれ配設されている。したがって、本実施形態では、表示領域
101において画素110が縦240行×横320列でマトリクス状に配列することにな
る。
データ線114は、1〜8列目、9〜16列目、17〜24列目、…、313〜320列
というように8列毎にブロック化されている。このため、ブロックを単位としてみると、
1、2、3、…、40番目のブロックが順に設けられることになる。
回路130と、各データ線114にそれぞれデータ信号としてデータビットを供給するデ
ータ線駆動回路140とがそれぞれ配置する。
このうち、走査線駆動回路130は、アドレス信号Ayによって指定された走査線への
走査信号を選択電圧に相当するHレベルとし、他の走査線への走査信号を非選択電圧に相
当するLレベルとする一種のアドレスデコーダである。
なお、1、2、3、…、240行目の走査線112に供給される走査信号をそれぞれG
1、G2、G3、…、G240と表記し、このうち、1以上240以下の整数をiとしてi行目
の走査線112に供給される走査信号をGiと一般的に表記したときに、走査線駆動回路
130は、アドレス信号Ayによってi行目の走査線が指定されると、走査信号Giのみを
Hレベルとし、他の走査信号をLレベルとする。
一方、1〜320列目のデータ線114には、データ線駆動回路140によってそれぞ
れデータビットが供給される。ここで、1、2、3、…、320列目のデータ線114に
供給されるデータビットを、それぞれd1、d2、d3、…、d320と表記する。なお、デー
タ線駆動回路140については後述する。
いては、互いに構成が共通であるので、ここでは、一般化してi行j列の画素110につ
いて説明する。
なお、jは、画素110が配列する行・列のうち、列を一般的に示す場合の記号であっ
て、ここでは1以上320以下の整数である。
121、NOT回路123、124、アナログスイッチ(トランスミッションゲート)1
25、126を含む。i行j列の画素110において、トランジスタ121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、NOT回路123の入力端に接続されている。NOT回
路123の出力端は、NOT回路124の入力端に接続されており、NOT回路124の
出力端は、NOT回路123の入力端に接続されている。
ここで、NOT回路123の入力端およびNOT回路124の出力端を接続点Qとし、
NOT回路123の出力端およびNOT回路124の入力端を接続点/Qとする。
i行目の走査線112がHレベルとなってトランジスタ121がオンしたとき、i行j
列の画素110では、j列目のデータ線114に供給されたデータビットdjが接続点Q
で、データビットdjの反転ビットが接続点/Qで、それぞれ記憶される。なお、記憶さ
れたデータビットは、i行目の走査線112がLレベルとなっても、スタティックに記憶
される。
mが印加されるコモン電極108とで液晶を挟持したものであり、保持電圧に応じて透過
率が変化する構成となっている。ただし、本実施形態において液晶素子120に保持され
る電圧は、後述するようにオンまたはオフ電圧の2値のみである。このため、液晶素子1
20がノーマリーホワイトモードであれば、オフ電圧を保持したときに明状態(オフ状態
)となり、オン電圧を保持したときに暗状態(オン状態)となる。
アナログスイッチ125、126は、接続点QにおけるビットがLレベルに相当する“
0”である場合(接続点/Qにおけるビットが“1”である場合)にそれぞれオフ、オン
して、画素電極118に信号Voffを印加する一方、接続点QにおけるビットがHレベル
に相当する“1”である場合(接続点/Qにおけるビットが“0”である場合)にそれぞ
れオン、オフして、画素電極118に信号Vonを印加する。
なお、実際には図3において破線で示されるように、各列においてデータビットdjの
反転ビット/djを供給する反転データ線114’が列毎に設けられるとともに、各画素
においてトランジスタ122が設けられる構成が好ましいが、本発明では画素110がオ
ンまたはオフ状態となれば良く、その内部構成については重要ではないので、これ以上の
説明を省略している。
されるような電圧で供給される。詳細には、図4に示されるように、信号Vcomの電圧は
、1フィールド(1f)毎にVh、Vlで交互に切り替わる。また、信号Vonは信号Vcom
と反対の電圧をとり、信号Voffは信号Vcomと同一の電圧をとる。
したがって、接続点Qにおけるビットが“0”である場合、画素電極118にコモン電
極108と同電圧が印加されるので、液晶素子120の保持電圧VLCは、オフ電圧に相
当するゼロとなる。一方、接続点Qにおけるビットが“1”である場合、画素電極118
にコモン電極108と反対の電圧が印加されるので、液晶素子120の保持電圧VLCは
、オン電圧に相当する(Vh−Vl)となる。
また、接続点Qにおけるビットが“1”である場合において、信号Vcomが電圧Vlであ
れば、画素電極118はコモン電極108よりも高位(正極性)となり、信号Vcomが電
圧Vhであれば、画素電極118はコモン電極108よりも低位(負極性)となるので、
液晶素子120は1フィールド毎に交流駆動されて、液晶の劣化が防止されることになる
。
、液晶素子120の保持電圧VLCがどうなるかを示すに過ぎない。実際には、接続点Q
に記憶されるビットは、後述するように1フィールドを分割したサブフィールド毎に書き
換えられる。
また、図3に示した画素110の構成は、表示素子として液晶素子120を用いた場合
の一例であり、オン状態とオフ状態とを取り得る表示素子であれば、後述するように種々
のタイプが適用可能である。
表現するためには、単位期間である1フィールド(1f)を複数のサブフィールドに分割
するとともに、このサブフィールド毎に液晶素子120をオン状態またはオフ状態として
、1フィールド(1f)においてオン状態(オフ状態)が占める期間の割合を制御する必
要がある。
ここで、1フィールドとは、表示領域101における画素110のすべてにおいて階調
表現に要する単位期間をいい、ノンインターレース方式におけるフレームと同義であって
、16.7ミリ秒(フィールド周波数60Hzの1周期分)で一定である。
本実施形態においては、1フィールドを複数個のスロットに等分割して、これらのスロ
ットに第1群および第2群のサブフィールドを割り当てる。詳細には、第1群のサブフィ
ールドの期間長については、それぞれスロットと同じ期間長に設定し、第2群のサブフィ
ールドの期間長については、互いに等しく、かつ、それぞれ第1群のサブフィールドの期
間長よりも所定倍の重みで設定する。
このように設定したサブフィールドを用いて階調表現する場合、暗い階調レベルから明
るい階調レベルとなるにしたがって、1フィールドにおいて明状態となる期間が徐々に長
くなるように、各サブフィールドにおけるオンオフ状態を階調レベル毎に規定する。
この図に示される例では、1フィールドが16個のスロットに等分割されており、この
スロットを単位としてサブフィールドが割り当てられる。詳細には、サブフィールドは、
第1群および第2群に分けられ、このうち、第1群のサブフィールドsf1〜sf4が、
それぞれスロットと同じ期間長に設定され、第2群のサブフィールドsf5〜sf7は、
互いに期間長が等しく、かつ、それぞれ第1群のサブフィールドsf1〜sf4よりも4
倍の期間長に設定されている。
なお、図5に示される例では、1フィールドが、時間的な順番でいうとサブフィールド
sf1、sf2、sf3、sf4、sf5、sf6、sf7で配列している。
ノーマリーホワイトモードとしているので、各サブフィールドにおけるオンオフ状態が階
調レベル毎に規定される。
なお、サブフィールドsf1は、階調レベルにかかわらず、強制的にオン状態またはオ
フ状態のいずれとする。これは、液晶の特性(低応答性)や擬似輪郭の抑制を考慮したた
めである。特に図5に示される例では、動画表示時の「ぼやけ感」を抑える点も考慮して
いるために、サブフィールドsf1では、ノーマリーホワイトモードにおけるオン状態の
暗状態としている。ノーマリーブラックモードであれば、オフ状態で暗状態となるので、
サブフィールドsf1において、階調レベルにかかわらず、強制的にオフ状態とすれば良
い。
f4とsf5との境界を起点として、明るい階調レベルを指定するにつれて、オフ状態と
するサブフィールドが当該境界から離れる方向に、かつ、オフ状態とするサブフィールド
のすべてが連続するように、それぞれ規定されている。このように規定すると、階調レベ
ル「0」を除いた各階調レベルにおいて、1フィールド当たりのオンからオフへの移行、
および、オフからのオンへの移行回数がそれぞれ1回ずつとなり、液晶の応答特性が階調
レベルに与える影響を、各階調レベルにわたって均等化することができる。
なお、図5に示される例では、見方を変えると、1フィールドの境界を起点として、暗
い階調レベルを指定するにつれて、オン状態とするサブフィールドが当該境界から離れる
方向に、かつ、オン状態とするサブフィールドのすべてが連続するように、規定されてい
る、ということもできる。
このため、オンまたはオフ状態とさせるサブフィールドを連続させる際の起点について
は、同じフィールドにおける第1群と第2群との境界に限られず、時間的に前のフィール
ドにおける第2群と時間的に後で隣接するフィールドにおける第1群との境界も含まれる
。
なお、表示パネル100においては、図5に示したサブフィールドを適用して駆動する
ものとする。
メモリ30、LUT(ルックアップテーブル)40およびブロック化回路50を含む。
タイミング制御回路20は、制御信号Ctrを生成して、表示パネル100における走査
線駆動回路130やデータ線駆動回路140の駆動制御するほか、この駆動制御に合わせ
てフィールドメモリ30やLUT40なども制御する。
なお、制御信号Ctrには、アドレス信号Ayや、後述するパルス信号Dx、クロック信号
Clxのほか、表示パネル100の全画素110にわたって共通の信号Vcom、Von、Voff
が含まれる。
し、各記憶領域では、それぞれに対応する画素110の階調レベルを指定する表示データ
Daが記憶される。
なお、表示データDaは、図示省略した上位回路から供給されて、フィールドメモリ3
0に記憶領域に書き込まれる一方、タイミング制御回路20によって、アドレス信号Ay
で指定される走査線よりも1つ前に選択される走査線に位置する画素1行分の表示データ
Daが、フィールドメモリ30から1〜320列の順番に読み出される構成となっている
。
状態またはオフ状態を指定するデータビットDbに、番号Sbで通知されたサブフィールド
sf1〜sf7に対応して変換するものである。ここで、階調レベルと、各サブフィール
ドsf1〜sf7において画素をオン状態またはオフ状態を指定するかについては、図5
に示した通りである。
なお、データビットが“0”である場合に、それぞれ画素のオフ状態を指定し、データ
ビットが“1”である場合に、それぞれ画素のオン状態を指定するものとすると、例えば
、階調レベル「6」である表示データDaは、サブフィールドsf1〜sf7において、
それぞれ“1”、“1”、“0”、“0”、“0”、“1”、“1”に変換される。
制御回路20による制御にしたがい、データ線のブロック毎に8ビットずつまとめて、デ
ータDsとして信号線152に出力する回路である。
したがって、あるサブフィールドにおいて、フィールドメモリ30から読み出された画
素1行分の表示データDaは、当該サブフィールドにおいてオンオフ状態を規定するデー
タビットDbを、1〜8列目、9〜16列目、17〜24列目、…、313〜320列の
ブロックでまとめたデータDsとして信号線152に出力されることになる。
ク毎に設けられたラッチ回路144と、データ線毎に設けられたラッチ回路146とを含
む。このうち、Xシフトレジスタ142は、図8に示されるように、アドレス信号Ayに
よって1行の走査線が選択される期間の開始時に供給されるパルス信号Dxを、クロック
信号Clxの論理レベルが変化する毎に順次シフトするとともに、そのシフトしたパルス信
号の幅をクロック信号Clxの半周期に狭めて、各ブロックに対応してサンプリング信号S
1、S2、S3、…、S40として出力するものである。
ブロック毎に設けられるラッチ回路144は、信号線152に供給されたデータDsを
、サンプリング信号がHレベルとなるタイミングでラッチし、サンプリング信号がLレベ
ルとなっても以降、保持し続けるものである。
うに、詳細には、1〜8列目、9〜16列目、17〜24列目、…、313〜320列目
のブロックでまとめたデータDsが信号線152に供給されたときにサンプリング信号S1
、S2、S3、…、S40が順番にHレベルとなるように、パルス信号Dxおよびクロック信
号Clxを供給して、Xシフトレジスタ142を制御する。
このため、1、2、3、…、40番目のブロックに対応するラッチ回路144は、1〜
8列目、9〜16列目、17〜24列目、…、313〜320列目のブロックでまとめた
データDsをラッチすることになる。
ータDsのうち、自身に対応する列のデータビットを、パルス信号DxがHレベルとなるタ
イミングでラッチし、パルス信号がLレベルとなっても以降、保持し続けて、データ線1
14に供給するものである。
このように、信号線152に供給されたデータDs(1〜8列目、9〜16列目、17
〜24列目、…、313〜320列目のブロックでまとめられたデータDs)は、サンプ
リング信号S1、S2、S3、…、S40にしたがってラッチ回路144によってラッチされ
、さらに、パルス信号Dxにしたがってラッチ回路146によってラッチされてデータ線
114に供給される。このため、タイミング制御回路20は、走査線駆動回路130によ
って、ある行の走査線が選択される場合に、その選択の期間に先んじて、当該行の走査線
に位置する画素1行分のデータDsが信号線152に供給されるように制御する。この制
御により、当該行の走査線が選択されるときに、当該行の走査線に位置する画素に対して
、当該画素の階調レベルおよびサブフィールドで規定されるデータビットが、データ線を
介して供給されることになる。
動方法では、期間長が最も短いサブフィールドの期間内で全走査線の選択を完結する必要
がある。そこで、本実施形態では、走査線数を、1フィールドを構成するサブフィールド
を時間的に降順で配列させたときの期間長の比(重み)に応じた行数だけ飛び越しながら
走査する方式を採用している。
例えば、走査線を「240」とした表示パネル100(図2参照)であれば、走査線数
の「240」を、時間的に降順で配列させたサブフィールドsf7、sf6、sf5、s
f4、sf3、sf2、sf1の期間長の比である4:4:4:1:1:1:1に分割す
ると、60、60、60、15、15、15、15という飛び越し行数が得られるので、
表示パネル100の各走査線については、図6および図7に示されるように、60、60
、60、15、15、15、15行ずつ順番に飛び越しながら走査する。
詳細には、1フィールドの最初であるサブフィールドsf1において、選択する走査線
の起点を仮に60行目としたとき、60、120、180、195、210、225、2
40行目という飛び越し走査をし、次に起点を1行シフトして61行目として、61、1
21、181、196、211、226、1行目という飛び越し走査をし、以下同様に、
起点を62、63、…、240、1、2、…、59行目というように1行シフトさせつつ
、当該起点を基準にした飛び越し走査を、1フィールドで実行する。
るデータビットを書き込み、L7に対して60行飛び越した走査線(L6)の選択におい
て、サブフィールドsf6に対するデータビットを書き込む。以下同様に、L6に対して
60行飛び越した走査線(L5)の選択において、サブフィールドsf5に対するデータ
ビットを書き込み、L5に対して15行飛び越した走査線(L4)の選択において、サブ
フィールドsf4に対するデータビットを書き込み、L4に対して15行飛び越した走査
線(L3)の選択において、サブフィールドsf3に対するデータビットを書き込み、L
3に対して15行飛び越した走査線(L2)の選択において、サブフィールドsf2に対
するデータビットを書き込み、L2に対して15行飛び越した走査線(L1)の選択にお
いて、サブフィールドsf1に対するデータビットを書き込む。
ンオフ状態を、次のデータビットが書き込まれるまで保持する。したがって、本実施形態
では、1フィールドにおいて、階調レベルに応じて期間だけオン状態(オフ状態)となる
ので、1フィールドを単位期間としてみたときに階調表示が可能となるのである。
また、走査線数が「240」である場合、従来の駆動方法では、最も短いサブフィール
ドに相当する期間内において「240」の走査線を選択しなければならない。これに対し
て、本実施形態のような飛び越し走査では、最も短いサブフィールドに相当する期間内に
おいて選択する走査数は「105」(=7×15)であり、半分以下となるので、それだ
け低周波数で駆動することができる。
れる走査線の時間的推移を示す図である。走査線の選択を●(黒丸状のドット))で示し
たとき、走査線は、上述したように飛び越し走査されるので、走査線の時間的推移は、●
の連続打点で示されるが、簡略的に表記するため、図においては右下がりに実線で示して
いる。
図7は、各サブフィールドにおいて、走査線駆動回路130によって選択される走査線
の行番号を示すテーブルである。換言すれば、アドレス信号Ayによって指定される走査
線の順序を示す図である。
図8は、データ線駆動回路140による動作を説明するための図であり、例えば120
行目の走査線が選択される場合に、その選択の期間に先んじて供給された当該120行目
の画素1行分のデータDsがサンプリング信号S1〜S40にしたがってラッチ回路144に
ラッチされた後、パルス信号Dxにしたがってラッチ回路146にラッチされて、データ
ビットdjとしてデータ線114に供給される状態を示している。
一般的に拡張させる場合について検討する。
上述した飛び越し走査においては、1フィールドを構成するサブフィールドの降順配列
させたときの期間長の比に応じた行数だけ飛び越すので、飛び越し走査の1巡で選択され
る走査線数は、1フィールドを構成するサブフィールド個数と一致する。
上述した飛び越し走査の例では、選択される走査線がL7→L6→L5→L4→L3→
L2→L1→(L7)で一巡するので、飛び越し走査の1巡で選択される走査線数は、1
フィールドを構成するサブフィールド個数「7」と一致する。
び越し走査線数とすると、この基準飛び越し走査線数は、走査線の全数に、サブフィール
ドのうちで最も短いサブフィールドの期間長の比重を乗じた値で表すことができる。本実
施形態において、1フィールドを複数のスロットで等分割して、この最小単位であるスロ
ットに、第1群のサブフィールドをそれぞれ割り当てるので、1フィールドのスロット個
数(分割数)をNdivとしたときに、1フィールドに対する第1群のサブフィールドの比
重は1/Ndivとなる。
したがって、走査線数をRrealとしたときに、基準飛び越し走査線数Ysは、次のよう
に表すことができる。
Ys=(Rreal/Ndiv)……(1)
小数を伴うのであれば、小数点以下を切り上げた整数が基準飛び越し走査線数Ysとなる
。
ここで、基準飛び越し走査線Ysを基準として考えた走査線数を、便宜的に、仮想走査
線数Rvirと呼ぶことにすると、この仮想走査線数Rvirは、次のように表すことができる
。
Rvir=Ndiv×Ys ……(2)
なお、Rvir≧Rrealである。
上述した例である走査線数Rrealの「240」は、1フィールドの分割数Ndivである
「16」で割り切れるので、基準飛び越し走査線数Ysは「15」となり、仮想走査線数
Rdivも「240」であって走査線数Rrealに一致するが、仮に走査線数を「241」と
したときに、分割数Ndiv「16」で割り切れないので、基準飛び越し走査線数Ysが「1
6」となる。このため、241行の表示を行う場合には、飛び越し走査のために仮想走査
線Rvirが「256」となり、走査線数Rrealに一致しないことになる。
ときに、第2群のサブフィールドの期間長の重みWsf2は、分割数Ndivの平方根のうち、
小数点以下を四捨五入した整数値とする(条件1)。
一方、第1群のサブフィールドの個数をNsf1とし、第2群のサブフィールドの個数を
Nsf2としたとき、サブフィールドの個数Nsf2は、次式によって決定される。
Nsf2=(Ndiv/Wsf2)−1 ……(3)
実際には、サブフィールドの個数Nsf2は、整数しか取り得ないので、式(3)の右辺
が小数を伴うのであれば、小数点以下を切り上げた整数がサブフィールドの個数Nsf2と
なる。したがって、サブフィールド個数Nsf1は、次式によって決定される。
Nsf1=Ndiv−Wsf2×Nsf2 ……(4)
なお、1フィールドにおけるサブフィールド個数Nsfは、
Nsf=Nsf1+Nsf2 ……(5)
である。
)とすると、次式のように表される。
Trow=1/(f×Nsf×Rvir)……(6)
上述した例では、1フィールドにおけるサブフィールド個数Nsfが「7」であり、走査
線数Rrealの「240」である。走査線数Rrealが「240」であれば、仮想走査線Rvi
rも「240」となるので、上述した例において選択時間Trowは、9.92マイクロ秒と
なる。
、1フィールドをいくつに分割すれば良いのか、第1群のサブフィールドの個数Nsf1や
、第2群のサブフィールドの個数Nsf、重みWsf2をどのように設定すれば良いのかにつ
いて検討する。
間Trow等の値を示す図であり、図10は、この分割数Ndivに対する走査線選択時間Tro
wの特性を示す図である。
なお、ここでは走査線数Rrealを「1080」とすることを前提としているので、走査
線数Rrealおよび仮想走査線数Rvirが「1080」を下回るような組み合わせを除外し
ている。
である。すなわち、分割数Ndivは、自由な整数値をとることが許されず、上記(条件1
)および式(3)、(4)の制約を受けるからである。
したがって、ここでは、走査線数Rrealおよび仮想走査線数Rvirが「1080」を下
回るような組み合わせを除外しつつ、上記(条件1)および式(3)、(4)を満足させ
る分割数Ndivが選定されることになる。
し走査線Ysが切り替わった点(図9において→、図10において↓で、それぞれ示す地
点)の直後において、走査線の選択時間Trowを、より長く確保する範囲が存在すること
が判る。例えば、分割数Ndivに「256」に設定した場合と、「271」に設定した場
合とで比較してみる。
一見すると、分割数Ndivが小さい「256」である場合の方が、「271」に設定し
た場合よりも走査線の選択時間Trowを長く確保することができそうに思われるが、実際
に上記条件1および式(1)〜(6)にしたがって計算してみると、分割数Ndivが「2
56」に設定した場合における選択時間Trowが420.03ナノ秒であるのに対し、分
割数Ndivが「271」に設定した場合における選択時間Trowは495.97ナノ秒であ
る。このため、分割数Ndivが大きい「271」である場合の方が、選択時間Trowをより
長く確保できることが判る。
また、分割数が大きいほど、表現可能な階調数を増加することができる点においても有
利である。
おいて実線の○で囲った領域の分割数Ndivとを比較したときに、一見すると分割数Ndiv
が大きいために不利と思われる右側領域の値を採用した方が、実際には選択時間Trowを
、より長く確保できる点、および、表現可能な階調数を増加することができる点において
有利である。
このような右側範囲に含まれる分割数Ndivを1つ決めると、必然的にサブフィールド
個数Nsf1、Nsf2、重みWsf2、基準飛び越し走査線数Ysがそれぞれ決まるので、どのよ
うに飛び越し走査すれば良いのかについても自ずと定まることになる。
なお、仮想走査線数Rvir>走査線数Rrealである場合、仮想走査線の一部に対して表
示に寄与する走査線を割り当て、割り当てから漏れた走査線をダミー走査線として扱えば
良い。
ールドの個数Nsf1を「14」、第2群のサブフィールドの個数Nsf2を「16」として、
分割数Ndivを「270」とすれば、仮想走査線Rvirが「1080」となり、514.4
0ナノ秒の選択時間Trowを確保することが可能である。
しかしながら、
Nsf1≧Wsf2−1 ……(7)
を満たさないと、階調レベルに対してオン状態とする期間の変化率が一定とはならない
(分割数の「270」に対して表現できない階調が存在する。例えば、オンオフ状態を1
フィールドのうち「15」に相当するに期間長とすることができない)。
でも構わない。走査線数Rrealを「1080」以外の値に設定する場合には、走査線数R
realおよび仮想走査線数Rvirが設定値を下回るような組み合わせを除外しつつ、上記(
条件1)および式(3)、(4)を満足させる分割数Ndivを選定し、このように選定し
た分割数Ndivに対する基準飛び越し走査線数Ysが切り替わった点に対して、分割数Ndi
vが大きい方に着目すれば良い。
であるような弓なりの特性を有する(256階調の場合)。このため、表示装置としてみ
たときに、画素の透過率がガンマ特性に近くなるように、階調レベルが暗くなるにしたが
って小さく変化するような特性であると、人にとっては、より自然な階調表現となる。そ
こで次に、表示パネル100における画素の透過率特性を、このガンマ特性に近づける手
法について検討する。
なお、図11において透過率は、パルス幅が「1088」となったときの値を100%
とし、パルス幅が「0」となったときの値を0%として正規化して示している。
8」である場合を例にとって説明する。この例において、第1群のサブフィールドの期間
長の重みWsf1は「1」であり、第1群のサブフィールドの個数Nsf1は「32」であり、
また、第2群のサブフィールドの期間長の重みWsf2は「33」であり、第2群のサブフ
ィールドの個数Nsf2は「32」である。
したがって、この例では、1フィールドを構成するサブフィールドの個数Nsfは「64
」となり、サブフィールドは、図12に示されるように、時間的な降順でいうとsf64
、sf63、…、sf34、sf33、sf32、sf31、…、sf2、sf1という
順で配列し、このうち、sf64〜sf33が第2群のサブフィールドを構成し、sf3
2〜sf1が第1群のサブフィールドを構成することになる。
一方、この例では走査線を「1080」としている。このため、走査線数の「1080
」を、時間的に降順で配列させたサブフィールドsf64、sf63、…、sf34、s
f33、sf32、sf31、…、sf2、sf1の期間長の比である33:33:…:
33:33:1:1:…:1:1に分割すると、33、33、…、33、33、1、1、
…、1、1という飛び越し行数が得られる。
をどのように割り当てるかを示す図である。なお、パルス幅とは、1フィールド(1f)
においてオン電圧を印加する期間の割合(オン電圧印加率)をいい、この例では、分割数
を「1088」としているので、パルス幅は「0」から「1088」までの値をとること
になる。また、この例では、液晶素子120が、オフ電圧を保持したときに暗状態(オフ
状態)となり、オン電圧を保持したときに明状態(オン状態)となるノーマリーブラック
モードとして説明している。
このため、図12では、ノーマリーホワイトモードの図5と比較してオンオフ状態が逆
転している。後述する図13においても同様である。
階調レベルを選択すれば良い。詳細には、図11は、256階調を表現する場合のガンマ
特性を示しているので、「0」から「1088」までのパルス幅のなかから、当該ガンマ
特性に沿った透過率となるような階調レベルを、256点選択すれば良い。
しかしながら、上記実施形態のように、オン電圧として1つの電圧を用いるだけでは、
階調レベルが低い領域において、分解能を確保できず、図11の破線で示されるように、
選択した階調レベルに対する透過率が、理想とするガンマ特性よりも高くなる虞がある。
そこで、本発明にあっては、第2群のサブフィールドのうち、少なくとも第1群と第2
群との境界から最も離れたサブフィールドにおけるオン電圧(第2電圧)を、他のサブフ
ィールドにおけるオン電圧(第1電圧)よりも高くして、ガンマ特性に近づけるようにし
ても良い。
サブフィールドsf64は、第1群および第2群の境界から最も離れているので、ノーマ
リーブラックモードにおいて徐々に階調レベルを高くするときには、図12に示されるよ
うに、最後にオン状態となる。この最後にオン状態となるサブフィールドsf64におけ
るオン電圧を、図13に示されるように、他のサブフィールドよりも高くして、より明る
い状態にする。なお、図13では、サブフィールドsf64の縦方向を、他よりも高くし
て、オン電圧が高くなる状態を示している。
サブフィールドsf64におけるオン電圧を、他のサブフィールドよりも高くすると、
パルス幅に対する透過率の特性が、図14で示されるようなものとなる。すなわち、パル
ス幅の変化に対する透過率の刻みは、透過率が高い領域において大きくなり、その反動で
、透過率が低い領域において小さくなる。
このため、サブフィールドsf64におけるオン電圧を他のサブフィールドよりも高く
すると、1つのオン電圧を用いる場合と比較して、図11のガンマ特性に沿った透過率と
なるような階調レベルを256点選択することが容易となるのである。
ン電圧よりも高くすることにより、階調レベルが低い領域において、透過率に対する分解
能を確保できるとともに、最も低い階調レベルと最も高い階調レベルとの差、すなわちダ
イナミックレンジを確保することができる。
圧を一定とするとともに、当該コモン電極108への印加電圧に対して、絶対値でみて相
対的に低いオン電圧または相対的に高いオン電圧とさせるデータ信号を、データ線114
およびトランジスタ116を介して画素電極118に印加する方法が考えられるが、これ
以外の方法であっても良い。
オン電圧を高くするサブフィールドはsf64に限られない。上述したように、オン電
圧を高くする理由は、透過率が低い領域において、パルス幅の変化に対する透過率の刻み
を小さくするためであるから、オン電圧を高くする第2群のサブフィールドについては、
第1群および第2群の境界から最も離れたサブフィールドから、境界に向かう方向に連続
する2以上のサブフィールドとしても良い。図12、図13の例でいえば、sf64、s
f63、sf62、…、の順で、境界に向かうので、オン電圧を高くするサブフィールド
については、例えば、sf63およびsf64としても良いし、sf62、sf63およ
びsf64としても良い。
たときのものである。また、図15の(b)は、1フレームに印加されるオン電圧を2つ
のオン電圧L1、L2としたときのものである。図14の(b)において、画素の透過率
特性をガンマ特性に近づけるために、階調レベルが低いときには、オン電圧L0よりも小
さいオン電圧L1のサブフィールドだけを用いる一方、階調レベルが高いときには、オン
電圧L0よりも大きなオン電圧L2のサブフィールドを用いれば良い。図14の(b)では
、オン電圧を高くするサブフィールドを、sf63およびsf64としてある。このよう
にすれば、階調レベルが低い領域において、透過率に対する分解能を確保できるとともに
、最も低い階調レベルと最も高い階調レベルとの差、すなわちダイナミックレンジを広く
確保することができる。
を下回る場合には、例えば、ガンマ係数が2.2であるガンマ特性(破線参照)よりも低
くなるようにオン電圧L1を決めてもよいし、階調レベルがA以上の場合には、例えば、
ガンマ係数が2.2であるガンマ特性よりも高くなるようにオン電圧L2を決めることに
よって、実線で示されるような特性としても良い。
このような特性にすれば、低い階調レベルが指定されたときの分解能が高められ、高い
階調レベルが指定されたときは輝度を得ることが可能となり、階調レベルが低い領域でも
高い領域でも、より高い表示性能を得ることができる。
るサブフィールドを含めて1フィールド(1f)を構成する全サブフィールドにおいてオ
ン電圧を印加したときの電圧実効値は、単一のオン電圧を全サブフィールドに印加すると
きの電圧実効値以上とするのが好ましい。
素子としては、液晶素子120に限られず、データビットに応じてオンまたはオフ状態と
なる素子であれば良い。例えば有機EL素子や、電気泳動素子(いわゆる電子ペーパー)
、ミラーの傾きがオンオフに対応した位置をとり、オンまたはオフのいずれか一方の状態
のときだけ入射光を所定方向に反射させるミラー素子などにも適用可能である。
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、上述した
電気光学装置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17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100R、100Gおよび100B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。
の各色に対応して3組設けられる。そして、R、G、Bの各色に対応する表示データがそ
れぞれ外部上位回路から供給されて、フィールドメモリに記憶される構成となっている。
ライトバルブ100R、100Gおよび100Bの構成は、上述した実施形態における表
示パネル100と同様であり、R、G、Bのそれぞれに対応するデータビットで、サブフ
ィールド毎にそれぞれ駆動されるものである。
ライトバルブ100R、100G、100B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。
108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設
ける必要はない。また、ライトバルブ100R、100Bの透過像は、ダイクロイックプ
リズム2112により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ100Gの透過像
はそのまま投射されるので、ライトバルブ100R、100Bによる水平走査方向は、ラ
イトバルブ100Gによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する
構成となっている。
ンダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電
子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、ディ
ジタルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そし
て、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言う
までもない。
域、110…画素、112…走査線、114…データ線、120…液晶素子、130…走
査線駆動回路、140…データ線駆動回路、142…Xシフトレジスタ、2100…プロ
ジェクタ
Claims (3)
- 複数Rreal本の走査線と複数本のデータ線との交差に対応して設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じてオンまたはオフ状態となる画素を有し、
1フィールドを複数のNsf個のサブフィールドで構成し、
前記Nsf個のサブフィールドの各々は、1フィールドを複数のNdiv個に等分割した期間長の第1群と、前記第1群のサブフィールドの整数P倍の期間長を有する第2群とに分けられ、
前記Nsf個のサブフィールド毎に前記画素をオンまたはオフ状態として、1フィールドを単位として階調制御する電気光学装置であって、
前記Rreal本の走査線を含むRvir(Rvir≧Rreal)本の仮想走査線を、1フィールドにおいてYs本の線数で飛び越し走査する走査線駆動回路と、
選択された走査線に位置する画素に対し前記データ信号を、前記データ線を介して供給するデータ線駆動回路と
を有し、
前記Ys本の線数は、Rreal/Ndivが整数Qの場合は、前記整数Qの値であり、Rreal/Ndivが小数を伴う場合は、小数点以下を切り上げた整数Q+1の値であり、
前記仮想走査線Rvirは、Rreal/Ndivが整数Qの場合は、前記分割数Ndivと前記整数Qとの積の値であり、Rreal/Ndivが小数を伴う場合は、前記分割数Ndivと前記整数Q+1との積の値であり、
前記整数Pは、前記分割数Ndivの平方根のうち小数点以下を四捨五入した整数値であり、
前記第2群のサブフィールドの個数Nsf2は、前記分割数Ndivを前記整数Pで除した値から1を減算した値の小数点以下を切り上げた値であり、
前記第1群のサブフィールドの個数Nsf1は、前記分割数Ndivから前記個数Nsf2と前記整数Pとの積を減算した値であり、
前記分割数Ndivは、前記Ysが同じ値となる分割数Ndivが複数ある場合、前記1フィールドの期間を、前記サブフィールド個数Nsfと前記仮想走査線数Rvirとの積で除した期間が最も長い分割数Ndivが採用されている
ことを特徴とする電気光学装置。 - 複数Rreal本の走査線と複数本のデータ線との交差に対応して設けられ、各々は、前記走査線が選択されたときに、前記データ線に供給されたデータ信号に応じてオンまたはオフ状態となる画素を有し、
1フィールドを複数のNsf個のサブフィールドで構成し、
前記Nsf個のサブフィールドの各々は、1フィールドを複数のNdiv個に等分割した期間長の第1群と、前記第1群のサブフィールドの整数P倍の期間長を有する第2群とに分けられ、
前記Nsf個のサブフィールド毎に前記画素をオンまたはオフ状態として、1フィールドを単位として階調制御する電気光学装置の駆動方法であって、
前記Rreal本の走査線を含むRvir(Rvir≧Rreal)本の仮想走査線を、1フィールドにおいてYs本の線数で飛び越し走査し、
選択された走査線に位置する画素に対し前記データ信号を、前記データ線を介して供給し、
前記Ys本の線数は、Rreal/Ndivが整数Qの場合は、前記整数Qの値であり、Rreal/Ndivが小数を伴う場合は、小数点以下を切り上げた整数Q+1の値であり、
前記仮想走査線Rvirは、Rreal/Ndivが整数Qの場合は、前記分割数Ndivと前記整数Qとの積の値であり、Rreal/Ndivが小数を伴う場合は、前記分割数Ndivと前記整数Q+1との積の値であり、
前記整数Pは、前記分割数Ndivの平方根のうち小数点以下を四捨五入した整数値であり、
前記第2群のサブフィールドの個数Nsf2は、前記分割数Ndivを前記整数Pで除した値から1を減算した値の小数点以下を切り上げた値であり、
前記第1群のサブフィールドの個数Nsf1は、前記分割数Ndivから前記個数Nsf2と前記整数Pとの積を減算した値であり、
前記分割数Ndivは、前記Ysが同じ値となる分割数Ndivが複数ある場合、前記1フィールドの期間を、前記サブフィールド個数Nsfと前記仮想走査線数Rvirとの積で除した期間が最も長い分割数Ndivが採用されている
ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。 - 請求項1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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