JP6182914B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、画像を表示する電気光学装置及び電子機器に関連する。
電気エネルギーによって光学特性が変化する電気光学素子を備えた電気光学装置の一例として液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は、複数のデータ線と複数の走査線とを備え、データ線と走査線との交差に対応して画素回路が設けられている。画素回路は、選択トランジスターと電気光学素子たる液晶素子とを含む。選択トランジスターは走査線を介して供給される走査信号に応じてオン状態とオフ状態が制御される。選択トランジスターがオン状態になると、データ線を介して供給される画像信号が液晶素子に印加され、選択トランジスターがオフ状態になると、液晶素子に画像信号の電圧が保持される。即ち、画素回路に画像信号を書き込んでから次に画像信号を書き込むまでの間は、最初に書き込んだが画像信号の電圧が液晶素子に保持され、液晶素子は画像信号の電圧に応じた透過率に制御される。電気光学装置の駆動では、複数の走査線を順番に選択し、選択した走査線に対応する画素回路にデータ線を介して画像信号を書き込む。このため、データ線の電圧は、水平走査期間ごとに変化する。
データ線は容量性の負荷であるため、画像信号の書き込みに先立ち、プリチャージ電圧をデータ線に書き込むことがある。即ち、1水平走査期間をデータ線にプリチャージ電圧を供給するプリチャージ期間とデータ線に画像信号を供給する書込期間に分割した駆動を行うことがある。
さらに、複数のデータ線に画像信号を書き込む方式として、点順次方式や相展開方式が知られている。点順次方式を採用する電気光学装置では、画像信号が供給される1本の画像信号線と複数のデータ線との間に複数のスイッチが設けられており、複数のスイッチを排他的に順次オン状態にすることによって画像信号をサンプリングして複数のデータ線の各々に画像信号を供給する。一方、相展開方式を採用する電気光学装置は、複数のデータ線をブロックに分割し、ブロック単位で画像信号をデータ線に供給する。例えば、6相の相展開方式では、1つの画像信号をシリアルパラレル変換して6相の画像信号を生成し、各画像信号を6本の画像信号線に供給する。1ブロックは6本のデータ線からなり、各データ線と6本の画像信号線との間にスイッチが設けられている。各ブロックに属する6個のスイッチは同時にオン状態となり、6相の画像信号はブロック単位で6本のデータ線に同時に書き込まれる。このように、点順次方式や相展開方式では、1水平走査期間に画像信号を複数回書き込むことになる。
ところで、データ線と液晶素子とは、浮遊容量によって容量結合している。このため、ある走査線に対応する画素回路に画像信号を書き込んでから、次に画像信号を書き込むまでの期間において、データ線の電圧が変動すると、容量結合によって液晶素子で保持する画像信号の電圧が変動してしまう。この結果、表示画像の品質が劣化する。特に、液晶表示装置においては、基準レベルを中心として画像信号の極性を所定周期(例えば1フィールド)で反転する極性反転駆動を採用する。このため、データ線の電圧が大きく変動し、いわゆる縦クロストークと呼ばれる現象が発生することがある。
そこで、縦クロストークを改善するため、大容量のメモリに1フィールド分の画像データを記憶し、メモリに蓄積した1フィールド分の画像データに基づいて縦クロストークを補正する技術が知られている(例えば、特許文献1及び2)。
さらに、第1フィールドと第2フィールドで同じ画像を表示する液晶表示装置において、小容量のメモリを2つ用い、第1フィールドについては縦クロストークの補正を実行せず、第2フィールドについてのみ縦クロストークを補正する技術が知られている(例えば、特許文献3)。
特開2003−330093号公報
特許3869464号公報
特許4816031号公報
しかしながら、点順次方式や相展開方式において、画像信号の書き込みに先立ち、プリチャージ電圧を書き込む場合には、プリチャージ電圧を書き込んでから画像信号を書き込むまでの時間がデータ線の水平方向の位置によって相違する。また一方、画像信号線とデータ線との間に設けられたスイッチはオフ状態においてリーク電流が流れるため、プリチャージ電圧を書き込んでから画像信号を書き込むまでの時間に応じてデータ線の電圧が変動してしまう。この結果、縦クロストークを十分抑圧できないといった問題があった。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものあり、縦クロストークを抑圧することを解決課題とする。
以上の課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、複数のデータ線が第1方向に並んで設けられ、前記データ線を介して画素回路に画像信号を供給するものであって、入力画像データに基づいて補正量を演算して補正量データを生成する補正量演算部と、補正の対象となる入力画像データが供給される前記データ線の第1方向の位置に応じて定めた補正係数を示す補正係数データを生成する補正係数生成部と、前記補正量データと前記補正係数データとに基づいて補正データを生成し、前記補正データに基づいて前記入力画像データを補正して補正画像データを生成する補正部と、前記補正画像データに基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、前記画像信号が供給される画像信号線と、前記複数のデータ線と1対1に対応して設けられ、前記画像信号をサンプリングして前記複数のデータ線に供給する複数のスイッチとを有し、プリチャージ期間においてプリチャージ電圧を前記複数のデータ線に供給し、前記プリチャージ期間の後の書込期間において前記複数のスイッチを所定の順番でオフ状態からオン状態に遷移させる駆動部と、を備える。
この発明によれば、プリチャージ電圧を複数のデータ線に供給した後、書込期間において複数のスイッチを所定の順番でオフ状態からオン状態に遷移させることによって、スイッチを介して画像信号をデータ線に供給する。この場合、スイッチのオフリークによってデータ線の電圧がプリチャージ電圧から変化する。データ線の電圧の変化の程度は、複数のスイッチがオフ状態からオン状態に変化するタイミングに依存するところ、補正係数は補正の対象となる入力画像データが供給されるデータ線の第1方向の位置に応じて定めるので、スイッチのオフリーク特性を考慮して補正係数を定めることができる。この結果、スイッチのオフリークによってデータ線の電圧が変化しても縦クロストークを十分抑圧することが可能となる。
上述した電気光学装置において、前記駆動部は、前記プリチャージ期間において、前記複数のスイッチを一方の方向に向けて順番にオフ状態からオン状態に遷移させ、前記補正係数生成部は、前記一方の方向に進むほど、大きさが単調に変化するように前記補正係数データを生成することが好ましい。この発明によれば、複数のスイッチは一方の方向に向けて順番にオフ状態からオン状態に遷移するところ、補正係数は一方の方向に進むほど大きさが単調に変化するので、補正係数はスイッチのオフリークに応じたものとなる。よって、縦クロストークを十分抑圧することができる。
上述した電気光学装置において、前記補正係数生成部は、前記プリチャージ期間が終了してから前記スイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの時間に応じた大きさとなるように前記補正係数データを生成することが好ましい。スイッチのオフリークの大きさはオフ時間に応じて定まる。この発明によれば、オフ時間に応じて補正係数データを生成するので、スイッチのオフリークによってデータ線の電圧が変化しても縦クロストークを十分抑圧することが可能となる。
上述した電気光学装置において、前記複数のデータ線は複数の領域に分割され、前記補正係数生成部は、分割された領域ごとに前記補正係数データを決定することが好ましい。この発明によれば、複数の領域ごとに補正係数を定めればよく、補正係数の管理が容易となる。
より具体的には、前記複数の領域の各々に属する前記データ線の本数は等しく、前記複数の領域のうち所定の領域に対応する前記補正係数データと前記所定の領域に隣り合う領域に対応する前記補正係数データとの差分は、前記補正係数データの最小分解能となるように前記複数のデータ線の分割数が定められていることが好ましい。この発明によれば、補正係数データの最小分解能となるように複数のデータ線の分割数が定められているので、正確に縦クロストークを補正することが可能となる。
上述した電気光学装置において、前記補正係数生成部は、前記プリチャージ期間が終了してから前記スイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの期間における前記画像信号の電圧と前記プリチャージ電圧との差分の変化に基づいて、前記補正係数を生成することが好ましい。データ線の電圧の変化は、画像信号の電圧とプリチャージ電圧との差分の変化に応じて定まるところ、この発明によれば、プリチャージ電圧を考慮して補正係数を定めることができ、縦クロストークを十分抑圧することが可能となる。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えることが好ましい。そのような電子機器としては、プロジェクター、パーソナルコンピュータ、携帯電話機などが該当する。
本発明の第1実施形態に係る電気光学装置のブロック図である。 同実施形態に用いる画素の回路図である。 同実施形態に用いるデータ線駆動回路のブロック図である。 同実施形態に用いる駆動回路の動作を説明するためにタイミングチャートである。 同実施形態において各サンプリングパルスと各ブロックのデータ線の電圧の関係を示すタイミングチャートである。 オフリーク特性の一例を示す説明図である。 液晶素子の印加電圧に対する透過率の特性とプリチャージ電圧とデータ線の電圧変化との関係の一例を示す説明図である。 液晶素子の印加電圧に対する透過率の特性とプリチャージ電圧とデータ線の電圧変化との関係の他の例を示す説明図である。 同実施形態に用いる補正回路のブロック図である。 表示領域と補正係数との関係の一例を示す説明図である。 同実施形態に用いる補正量演算部のブロック図である。 同実施形態に係る補正回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 同実施形態に用いる第1記憶部の記憶内容の変化を説明するための説明図である。 同実施形態に用いる第2記憶部の記憶内容の変化を説明するための説明図である。 偶数番目の単位期間において生成される第1積算データの変化を説明するための説明図である。 第2実施形態に用いるデータ線駆動回路のブロック図である。 同実施形態に係る電気光学装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 表示領域と補正係数との関係の他の例を示す説明図である。 電子機器(投射型表示装置)の斜視図である。 電子機器(パーソナルコンピュータ)の斜視図である。 電子機器(携帯電話機)の斜視図である。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置100のブロック図である。電気光学装置100は、補正回路10、画像信号生成回路11、電気光学パネル12及び制御回路14を具備する。電気光学パネル12は、複数の画素(画素回路)PIXが配列された表示部30と、各画素PIXを駆動する駆動回路40とを含む。表示部30には、x方向に延在するM本の走査線32と、x方向に交差するy方向に延在するN本のデータ線34とが形成される(M及びNは自然数)。表示部30内の複数の画素PIXは、走査線32とデータ線34との各交差に対応して縦M行×横N列の行列状に配列される。
図2は、各画素PIXの回路図である。図2に示すように、各画素PIXは、液晶素子CLと選択スイッチSWとを含む。液晶素子CLは、相互に対向する画素電極62及び共通電極64と両電極間の液晶66とで構成された電気光学素子である。画素電極62と共通電極64との間の印加電圧に応じて液晶66の透過率(表示階調)が変化する。選択スイッチSWは、走査線32にゲートが接続されたNチャネル型の薄膜トランジスターで構成され、液晶素子CLとデータ線34との間に介在して両者の電気的な接続(導通/絶縁)を制御する。なお、液晶素子CLに並列に補助容量を接続した構成も採用され得る。
また、データ線34と液晶素子CLとは浮遊容量Caを介して容量結合している。従って、データ線34の電圧が変化すると、液晶素子CLの印加電圧が変化する。
図1の補正回路10は、入力画像データDinに縦クロストークを抑圧する補正を施して補正画像データDhを生成する。制御回路14は、電気光学装置100全体を制御し、駆動回路40に対して各種の制御信号CTLを供給すると共に、補正回路10及び画像信号生成回路11に極性信号Pを供給する。また、制御回路14は、後述する第1記憶部112及び第2記憶部122の記憶内容をリセットする第1リセットパルスRES1及び第2リセットパルスRES2を生成する。
本実施形態では、いわゆる焼き付きを防止するため、液晶素子CLに印加する電圧の極性を所定周期で反転する極性反転駆動を採用する。この例では、データ線34を介して画素PIXに供給する画像信号Xのレベルを、基準電圧Vrefを中心として単位期間ごとに反転する。単位期間は、画素PIXを駆動する動作の1単位となる期間である。この例では、単位期間はフィールド(垂直走査期間)となっている。但し、単位期間は任意に設定することができ、例えば、垂直走査期間の自然数倍であってもよい。極性信号Pは画像信号Xの極性を示す。この例では、極性信号Pがハイレベルの場合、画像信号Xは基準電圧Vrefに対して高電圧となる正極性、極性信号Pがローレベルの場合、画像信号Xは基準電圧Vrefに対して低電圧となる負極性となる。
画像信号生成回路11は、補正画像データDhをDA変換し、極性信号Pに基づいて画像信号の極性を所定周期で反転するとともに、画像信号にシリアル-パラレル変換を施して、6相に展開した画像信号VID1〜VID6を生成する。
駆動回路40は、各画素PIXの表示階調を制御する画像信号X[n]を各画素PIXに供給する回路であり、走査線駆動回路42、データ線駆動回路44A及びプリチャージ回路46を具備する。走査線駆動回路42は、各走査線32に対応する走査信号Y[1]〜Y[M]の供給で各走査線32を順次に選択する。走査信号Y[m](m=1〜M)が所定の選択電位に設定される(すなわち第m行の走査線32が選択される)ことで、第m行の各画素PIXにおける選択スイッチSWが同時にオン状態に遷移する。
本実施形態では、1水平走査期間をプリチャージ期間Tpreと書込期間Twとに分割して駆動を行う。プリチャージ回路46は、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreを全てのデータ線34に供給し、書込期間Twにおいてはデータ線34との接続端子がハイインピーダンス状態となる。
データ線駆動回路44Aは、走査線駆動回路42による走査線32の選択に同期してN本のデータ線34の各々に画像信号X[1]〜X[N]を供給する。画像信号X[1]〜X[N]は画像信号VID1〜VID6をサンプリングして得られる。各画素PIX(液晶素子CL)は、走査線32の選択時(選択スイッチSWがオン状態に制御されたとき)にデータ線34に供給されている画像信号X[n](n=1〜N)の電位に応じた階調を表示する。
図3にデータ線駆動回路44Aの構成を示す。データ線駆動回路44Aは、6本の画像信号線L1〜L6と、画像信号線L1〜L6に6相の画像信号VID1〜VID6を供給するドライバ441と、k(=N/6)個のスイッチ回路SW1〜SWkと、シフトレジスタ443とを備える。以下の説明では、k個のスイッチ回路SW1〜SWkの各々に対する6本のデータ線34をブロックB1〜Bkと称する。
各スイッチ回路SW1〜SWkは、各々がデータ線34と画像信号線L1〜L6とに接続される6個のスイッチを備える。シフトレジスタ443は制御回路14から供給されるシフトパルスをクロック信号に従って順次シフトすることによって、書込期間Twにおいて排他的にアクティブとなるサンプリングパルスSP1〜SPkを生成する。各サンプリングパルスSP1〜SPkは各スイッチ回路SW1〜SWkに供給される。これによって、画像信号VID1〜VID6がデータ線34に供給される。
図4に駆動回路40のタイミングチャートを示す。この図に示すように単位期間(この例では、フィールド)は、M個の水平走査期間Hからなる。また、各水平走査期間Hには、プリチャージ期間Tpreとこれに続く書込期間Twとからなる。プリチャージタイミング信号Ptはプリチャージ期間Tpreにおいてハイレベルとなり、書込期間Twにおいてローレベルとなる。プリチャージタイミング信号Ptは制御信号CTLに含まれる。プリチャージ期間Tpreにおいて、全てのデータ線34にはプリチャージ回路46からプリチャージ電圧Vpreが供給される。一方、書込期間Twでは、k個のサンプリングパルスSP1〜SPkが順次アクティブとなり、相展開された画像信号VID1〜VID6がサンプリングされてデータ線34に供給される。この結果、図5に示すように、水平走査方向において左から第1番目のブロックB1に属する6本のデータ線34の電圧は、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreとなり、サンプリングパルスSP1がアクティブとなる期間Tw1においてVID1[1]、VID2[1]、…VID6[1]となる。次に、左から第2番目のブロックB2に属する6本のデータ線34の電圧は、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreとなり、サンプリングパルスSP2がアクティブとなる期間Tw2においてVID1[2]、VID2[2]、…VID6[2]となる。更に、走査線が延存する方向において左から第k番目のブロックBkに属する6本のデータ線34の電圧は、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreとなり、サンプリングパルスSPkがアクティブとなる期間TwkにおいてVID1[k]、VID2[k]、…VID6[k]となる。
このように、相展開駆動方式では、ブロックB1〜Bkごとにプリチャージ電圧Vpreが供給されてから、画像信号VID1〜VID6が供給されまでの時間が相違する。また、スイッチ回路SW1〜SWkを構成するスイッチは薄膜トランジスターなどで構成されており、所定のオフリーク特性を有する。図6にオフリーク特性の一例を示す。この例では、スイッチがオン状態となってデータ線34にプリチャージ電圧Vpreが充電されており、時間「0」でスイッチがオフ状態となり、スイッチが接続される画像信号線の電圧は0Vであり、Vpre>0であるとする。スイッチにはデータ線34から画像信号線に向けてリーク電流が流れる。この結果、時間が経過するにつれて、データ線34の電圧は次第に低下する。
複数のデータ線34は水平走査方向に並んで延在するが、水平走査方向の位置に応じてオフ時間が定まる。そして、オフ時間が長くなる程、データ線34に充電されたプリチャージ電圧Vpreのリーク量が大きくなる。スイッチのオフ抵抗は理想的には無限大である。しかしながら、近年では、パネルの画素数の増大や駆動周波数の高速化する傾向にあり、これに伴って、スイッチのオン抵抗を低減して書込能力を大きくする必要がある。スイッチに用いるトランジスターのゲート幅を大きくすると書込能力は大きくなるが、オフ抵抗が小さくなり、リークが増大してしまう。このため、ある程度のリークを許容する必要がある。このリークに起因して、画像信号VID1〜VID6をデータ線34に書き込む直前におけるデータ線34の電圧は、プリチャージ期間Tpreの終了から各サンプリングパルスSP1〜SPkがアクティブになるまでの時間に応じて変動する。
上述したように縦クロストークは、データ線34と液晶素子CLとの容量結合に起因して発生する。従って、画像信号VID1〜VID6が書き込まれる直前のデータ線34の電圧が、プリチャージ電圧Vpreと相違すると、データ線34に画像信号VID1〜VID6を書き込む際の電圧変化量が異なるため、縦クロストークの程度が水平走査方向に対して変化することになる。
例えば、液晶素子CLの印加電圧に対する透過率の特性が図7に示すものであり、灰色の背景に白のパターンを3個有する画像を表示し、プリチャージ電圧Vpreが0Vである場合を想定する。この場合、ブロックB1に白階調の画像信号VID1〜VID6を期間Tw1に書き込む直前におけるブロックB1に属するデータ線34の電圧はプリチャージ電圧Vpreとなっている。従って、白階調を書き込むためには変化量ΔV1を必要とする。一方、ブロックBkに白階調の画像信号VID1〜VID6を期間Twkに書き込む直前におけるブロックBkに属するデータ線34の電圧は、スイッチのリークによって背景階調側にシフトしている。このため、白階調を書き込むためには変化量ΔVk(<ΔV1)となり、ブロックB1と比較して変化量が小さい。
ここで、領域A1と領域A2における縦クロストークの大きさを検討する。上述したようにブロックB1(スイッチのオフ時間が短い)は、ブロックBk(スイッチのオフ時間が長い)と比較して、白階調を書き込む際にデータ線34の電圧が大きく変化する。このため、データ線34と容量結合した液晶素子CLの印加電圧に与える影響も大きくなるので、領域A1は領域A2と比較して、縦クロストークの程度が大きくなる。
また、例えば、液晶素子CLの印加電圧に対する透過率の特性が図8に示すものであり、灰色の背景に白のパターンを3個有する画像を表示し、プリチャージ電圧Vpreが背景階調よりも高い電圧である場合を想定する。ブロックB1に白階調の画像信号VID1〜VID6を書き込むためには変化量ΔV1を必要とする。一方、ブロックBkに白階調の画像信号VID1〜VID6を期間Twkに書き込む直前におけるブロックBkに属するデータ線34の電圧は、スイッチのリークによって背景階調側にシフトしているから、白階調を書き込むためには変化量ΔVkとなる。即ち、ブロックBkの変化量ΔVkはブロックB1の変化量ΔV1と比較して大きい。
ここで、領域A1と領域A2における縦クロストークの大きさを検討する。ブロックBk(スイッチのオフ時間が長い)はブロックB1(スイッチのオフ時間が短い)と比較して、白階調を書き込む際にデータ線34の電圧が大きく変化する。このため、データ線34と容量結合した液晶素子CLの印加電圧に与える影響も大きくなるので、領域A2は領域A1と比較して、縦クロストークの程度が大きくなる。
このように、縦クロストークの大きさは、スイッチのリーク時間に応じて変化し、スイッチのリーク時間はスイッチの水平走査方向の位置に応じて定まる。そこで、本実施形態の補正回路10は、スイッチのリーク時間(スイッチの水平走査方向の位置)に応じて縦クロストークの補正の程度を決定している。
図9に補正回路10の構成を示す。補正回路10は、入力画像データDinに基づいて補正量を演算して補正量データUを生成する補正量演算部140と、補正の対象となる入力画像データDinが供給されるデータ線34の水平走査方向の位置に応じて定めた補正係数を示す補正係数データCを生成する補正係数生成部142と、補正量データUと補正係数データCとに基づいて補正データを生成し、補正データに基づいて入力画像データDinを補正して補正画像データDhを生成する補正部150とを備える。より具体的には、補正部150は、補正量データUと補正係数データCとを乗算して補正データを生成する。
図10に補正係数と表示領域との関係の一例を示す。本実施形態においては、表示部30を水平走査方向に8個の表示領域E1〜E8に分割し、表示領域E1〜E8の各々に対応する補正係数u1〜u8を割り当ている。この例では、プリチャージ電圧Vpreは、図7に示すようにVpre=0Vであるものとする。補正係数u1〜u8は、u1>u2>u3>u4>u5>u6>u7>u8となる。
データ線駆動回路44Aは、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreをデータ線34に供給した後、書込期間Twにおいて水平走査方向に向けてスイッチ回路SW1〜SWkを順番にオフ状態からオン状態に遷移させるとともに、補正係数生成部142は、スイッチ回路SW1〜SWkの選択が水平走査方向に進むほど、補正係数の大きさが単調に変化するように補正係数データCを生成する。これにより、補正係数生成部142は、プリチャージ期間Tpreが終了してからスイッチ回路SW1〜SWkを構成するスイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの時間に応じた大きさの補正係数となるように補正係数データCを生成する。
従来の縦クロストークの補正では、図10に示すように補正係数は、全ての表示領域E1〜E8において、「1」であった。このため、スイッチのオフリーク特性を考慮した補正を行うことができなったが、本実施形態によれば、スイッチのオフ時間に応じて補正係数を変更するので、縦クロストークをより正確に抑圧することが可能となる。
また、補正量演算部140は、過去の入力画像データDinに基づいて、現在の入力画像データDinに対する補正量を示す補正量データUを生成するのであれば、どのような構成であってもよく、例えば、以下に述べる3つの態様がある。
第1の態様に係る補正量演算部140は、フィールドメモリを備え、1フィールド分の入力画像データDinをフィールドメモリに記憶し、フィールドメモリの記憶内容を参照して、1フィールド過去から現在までの入力画像データDinの積算値を算出し、算出した積算値に基づいて、補正量データUを生成する。
第2の態様に係る補正量演算部140は、1フィールド目の入力画像データDinの全行について列ごとに累積された第1の積算値を保持する第1のラインメモリと、2フィールド目の入力画像データDinのこれから書き込む行の1ライン前(または、これから書き込む行)まで列ごとに累積された第2の積算値を保持する第2のラインメモリとを備え、2フィールド目において、第1の積算値と第2の積算値に基づいて、1フィールド過去から現在までの入力画像データDinの積算値を算出し、算出した積算値に基づいて、補正量データUを生成する。第2の態様に係る補正量演算部140は、いわゆる倍速駆動のように同じ画像を1フィールド目と2フィールド目で表示し、2フィールド目において縦クロストークの補正を実行する場合に有用である。
次に、第3の態様に係る補正量演算部140の構成を図11に示す。補正量演算部140は、第1積算部110、第2積算部120、及び選択部130を備える。
第1積算部110は、奇数番目のフィールドの開始からこれに続く偶数番目のフィールドの終了まで(図12参照)、入力画像データDinを積算して、当該偶数番目のフィールドにおいて、データ線34に供給される画像信号X[n](n=1〜N)の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する第1積算データS1[n]を生成する。また、第1積算部110には極性信号Pが供給され、第1積算部110は極性信号Pの示す画像信号X[n]の極性に応じて、入力画像データDinの加算及び減算の一方を実行して第1積算データS1[n]を生成する。
より具体的には、第1積算部110は、第1演算部111及び第1記憶部112を備える。第1記憶部112は、データ線34の本数Nに応じたN個の第1積算データS1[n](n=1〜N)を記憶する。第1演算部111は、第1記憶部112を用いて入力画像データDinを積算して、N個の第1積算データS1[n](n=1〜N)を生成する。なお、第1記憶部112の記憶内容は、奇数番目のフィールドが開始する直前にアクティブとなる第1リセットパルスRES1によってリセットされる。
第2積算部120は、偶数番目のフィールドの開始からこれに続く奇数番目のフィールドの終了まで、入力画像データDinを積算して、当該奇数番目のフィールドにおいて、データ線34に供給される画像信号X[n]の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する第2積算データS2[n]を生成する。また、第2積算部120には極性信号Pが供給され、第2積算部120は極性信号Pの示す画像信号X[n]の極性に応じて、入力画像データDinの加算及び減算の一方を実行して第2積算データS2[n]を生成する。
より具体的には、第2積算部120は、第2演算部121及び第2記憶部122を備える。第2記憶部122は、データ線34の本数Nに応じたN個の第2積算データS2[n](n=1〜N)を記憶する。第2演算部121は、第2記憶部122を用いて入力画像データDinを積算して、N個の第2積算データS2[n](n=1〜N)を生成する。なお、第2記憶部122の記憶内容は、偶数番目のフィールドが開始する直前にアクティブとなる第2リセットパルスRES2によってリセットされる。
選択部130は、偶数番目のフィールドでは第1積算データS1[n]を選択し、奇数番目のフィールドでは第2積算データS2[n]を選択して補正量データUを生成する。
図12は、補正量演算部140の動作を示すタイミングチャートである。同図に示すように第1積算部110は、奇数番目のフィールドにおいて第1モードで動作する一方、偶数番目のフィールドにおいて第2モードで動作する。また、第2積算部110は、偶数番目のフィールドにおいて第2モードで動作する一方、奇数番目のフィールドにおいて第1モードで動作する。第1モードでは、極性信号Pの示す極性が正極性である場合、入力画像データDinをそのまま積算し、極性信号Pの示す極性が負極性である場合、入力画像データDinに「-1」を乗じて積算する。この例では、フィールドごとに極性が反転するフィールド反転駆動を採用し、奇数番目のフィールドでは正極性(+)、偶数番目のフィールドでは負極性(-)となる。従って、第1積算部110は、奇数番目のフィールドにおいて入力画像データDinをそのまま積算し、第2積算部120は、偶数番目のフィールドにおいて入力画像データDinに「-1」を乗じて積算する。
ここで、走査線32の本数Mが「6」、データ線34の本数がNである場合を想定する。また、奇数番目のフィールドにおいて、n番目のデータ線34に供給する画像信号X[n]に対応する入力画像データDinがd11〜d16であり、これに続く偶数番目のフィールドにおいて、画像信号X[n]に対応する入力画像データDinがd21〜d26であり、これに続く奇数番目のフィールドにおいて、n番目のデータ線34に供給する画像信号X[n]に対応する入力画像データDinがd31〜d36であるとする。
図13に第1記憶部112の記憶内容を示す。奇数番目のフィールドにおいて第1演算部111は、第1モードでする。この場合、第1演算部111は、現在の入力画像データDinと第1記憶部112から読み出したデータとを加算して得られたデータを第1記憶部112に書き込むことによって、第1記憶部112の記憶内容を更新する。まず、奇数番目のフィールドの直前に第1記憶部112の記憶内容はリセットされる。そして、入力画像データDinとしてデータ値d11が供給されると、第1演算部111は第1記憶部112からデータを読み出す。読み出したデータの値は「0」となっている。これとデータ値d11とを積算して(この場合は、加算)、第1記憶部112の記憶内容を「d11」に更新する。次に、入力画像データDinとしてデータ値d12が供給されると、第1記憶部112からデータ値d11を読み出し、これとデータ値d11とを積算して(この場合は、加算)、第1記憶部112の記憶内容を「d11+d12」に更新する。以後、積算を繰り返すことによって奇数番目のフィールドが終了する時点で、第1記憶部112にはデータ値「d11+d12+d13+d14+d15+d16」が記憶される。即ち、奇数番目のフィールドが終了する時点で、第1記憶部112には、n番目のデータ線34に供給される画像信号X[n]の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する第1積算データS1[n]が格納される。
次に、偶数番目のフィールドにおいて、第1演算部111は第2モードで動作する。この場合、第1演算部111は、第1記憶部112から読み出した第1積算データS1[n]から現在の入力画像データDinの2倍を減算して得た新たな第1積算データS1[n]を第1記憶部112に書き込むことによって、第1記憶部112の記憶内容を更新する。図12に示すように偶数番目のフィールドが開始して、現在の入力画像データDinであるデータ値d21が供給されると、第1演算部111は、第1記憶部112から読み出した第1積算データS1[n]= d11+d12+d13+d14+d15+d16から、「2d22」を減算して得た第1積算データS1[n]を第1記憶部112に書き込む。これにより、第1記憶部112の記憶内容は、「d11+d12+d13+d14+d15+d16-2d21」に更新される。次に、入力画像データDinとしてデータ値d22が供給されると、第1記憶部112からデータ値「d11+d12+d13+d14+d15+d16-2d21」を読み出し、これから2d22を減算して、第1記憶部112の記憶内容を「d11+d12+d13+d14+d15+d16-2d21-2d22」に更新する。以後、同様の演算を繰り返すことによって、第1演算部111は、偶数番目のフィールドにおいて第1積算データS1[n]を生成する。
図14に第2記憶部122の記憶内容を示す。偶数番目のフィールドにおいて、第2演算部121は、第1モードで動作する。この場合、第2演算部121は、現在の入力画像データDinに「-1」を乗算し、乗算結果と第2記憶部122から読み出したデータとを加算して得られたデータを第2記憶部122に書き込むことによって、第2記憶部122の記憶内容を更新する。まず、偶数番目のフィールドの直前に第2記憶部122の記憶内容はリセットされる。そして、入力画像データDinとしてデータ値d21が供給されると、第2演算部121は第2記憶部122からデータを読み出す。読み出したデータの値は「0」となっている。一方、偶数番目のフィールドでは極性信号Pは負極性を示すので、第2演算部121は、読み出したデータ値「0」と入力画像データDinのデータ値「d21」に「-1」を乗算した「-d21」とを積算して(この場合は、d21の減算)、第2記憶部122の記憶内容を「-d21」に更新する。次に、入力画像データDinとしてデータ値d22が供給されると、第2記憶部122からデータ値-d21を読み出し、これとデータ値-d22とを積算して(この場合は、d22の減算)、第2記憶部122の記憶内容を「-d21-d22」に更新する。以後、積算を繰り返すことによって偶数番目のフィールドが終了する時点で、第2記憶部122にはデータ値「-d21-d22-d23-d24-d25-d26」が記憶される。即ち、偶数番目のフィールドが終了する時点で、第2記憶部122には、n番目のデータ線34に供給される画像信号X[n]の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する第2積算データS2[n]が格納される。
次に、奇数番目のフィールドにおいて、第2演算部121は第2モードで動作する。この場合、第2演算部121は、第2記憶部122から読み出した第2積算データS1[n]に現在の入力画像データDinの2倍を加算して得た新たな第2積算データS2[n]を第2記憶部122に書き込むことによって、第2記憶部122の記憶内容を更新する。奇数番目のフィールドが開始して、現在の入力画像データDinであるデータ値d31が供給されると、第2演算部121は、第2記憶部122から読み出した第2積算データS2[n]=-d21-d22-d23-d24-d25-d26に、「2d31」を加算して得た第2積算データS2[n]を第2記憶部122に書き込む。これにより、第2記憶部122の記憶内容は、「-d21-d22-d23-d24-d25-d26+2d31」に更新される。次に、入力画像データDinとしてデータ値d32が供給されると、第2記憶部122からデータ値「-d21-d22-d23-d24-d25-d26+2d31」を読み出し、これに2d32を減算して、第1記憶部112の記憶内容を「-d21-d22-d23-d24-d25-d26+2d31+2d32」に更新する。以後、同様の演算を繰り返すことによって、第2演算部121は、奇数番目のフィールドにおいて第2積算データS2[n]を生成する。
図15に、偶数番目のフィールドにおいて生成される第1積算データS1[n]を示す。同図に示す波形は、画像信号X[n]を示したものである。まず、奇数番目のフィールドが終了した時点では、第1積算データS1[n]は、(A)に網かけで示す面積Sxに相当する値となっている。次に、偶数番目のフィールドの第1番目の水平走査期間では、(B)に網かけで示す面積がn番目のデータ線34に供給される画像信号X[n]の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する。このため、奇数番目のフィールドが終了した時点の面積Sxから、データ値d11に対応する面積を取り除き、更に、データ値d21に相当する面積を減算する必要がある。入力画像データDinは一般にフィールド相関性が高いので、データ値d11はデータ値21に略等しい。そこで、第1積算データS1[n](=d11+d12+d13+d14+d15+d16)からデータ値d21を減算することによって、基準電圧Vrefより高い部分の面積が得られる。次に、偶数番目のフィールドにおいては、極性信号Pがローレベルとなり負極性となるので、データ値d21を減算することによって基準電圧Vrefを中心として画像信号X[n]の電圧を1フィールドだけ過去から現在まで積分した積分値に対応する第1積算データS1[n] (=d11+d12+d13+d14+d15+d16-2d12)が得られる。このようにして得られた新たな第1積算データS1[n]によって、第1記憶部112の記憶内容を更新する。この結果、偶数番目のフィールドの第1番目の水平走査期間H1では、図13に示すように第1記憶部112の記憶内容が更新される。
この後、偶数番目のフィールドの第2番目の水平走査期間H2では、図15に示すように(B)に示すデータ値d12と略等しいデータ値d22を減算し、さらに、基準電圧Vrefより低電圧に対応させるためデータ値d22を減算して第1積算データS1[n]を生成する。この結果、偶数番目のフィールドの第2番目の水平走査期間H1では、図13に示すように第1記憶部112の記憶内容が「d11+d12+d13+d14+d15+d16-2d12-2d22」に更新される。
そして、偶数番目のフィールドの第3番目の水平走査期間H3では図15(C)、第4番目の水平走査期間H4では図15(D)、第5番目の水平走査期間H5では図15(E)に示すように第1積算データS1[n]が生成され、第1記憶部112の記憶内容が図13に示すように更新される。
このように第1演算部111は、第1記憶部112を用いて第1モードでは入力画像データDinを積算して1フィールド分の第1積算データS1[n]を生成し、第2モードでは、第1モードで生成した第1積算データS1[n]と現在の入力画像データDinを用いて1水平走査期間ごとに積算の範囲がシフトするように第1記憶部112の記憶内容を更新したので、大容量のフィールドメモリを用いることなく、第1記憶部112の記憶容量を大幅に削減することができる。また、第2記憶部122についても、同じ理由によって記憶容量を大幅に削減することができる。但し、本実施形態において、フィールドメモリを用いて構成してもよいことは勿論である。
また、第1積算部110及び第2積算部120を備えるので、奇数番目のフィールドと偶数番目のフィールドの両方で縦クロストークを抑圧する補正を実行することができる。即ち、倍速駆動や静止画を前提としなくても、記憶容量の小さい第1記憶部112及び第2記憶部122を用いて縦クロストークの補正を行うことができる。加えて、第1記憶部112の記憶内容を奇数番目のフィールドの直前にリセットするとともに、第2記憶部122の記憶内容を偶数番目のフィールドの直前にリセットする。これによって、動画において縦クロストークの抑圧が十分でない領域があっても、その影響が次のフィールドに及ばなくなる。よって、静止画や倍速駆動のように同一の画像を複数のフィールドに書き込む場合のみならず、フィールドごとに画像が変化する場合であっても、縦クロストークを有効に抑圧することができる。
<第2実施形態>
第1実施形態に係る電気光学装置100においては、データ線駆動回路44Aは、水平走査方向にブロックB1→B2→B3→…→Bkを順次選択して、データ線34に相展開された画像信号VID1〜VID6を供給した。これに対して、第2実施形態に係る電気光学装置100は、左右の端部のブロックB1及びBkから中央に向けて各ブロックB1〜Bkを選択する点で相違する。
第2実施形態に係る電気光学装置100は、データ線駆動回路44Aの替わりにデータ線駆動回路44Bを用いる点、画像信号生成回路11が、相展開された画像信号VID1〜VID6の他、vid1〜vid6を生成してデータ線駆動回路44Bに供給する点、及び補正係数生成部142の動作を除いて、図1に示す第1実施形態の電気光学装置100と同様に構成されている。
図16にデータ線駆動回路44Bの構成を示す。データ線駆動回路44Bは、画像信号線La1〜La6及びLb1〜Lb6と、画像信号線La1〜La6に6相の画像信号VID1〜VID6を供給するドライバ441と、画像信号線Lb1〜Lb6に6相の画像信号vid1〜vid6を供給するドライバ442と、k(=N/6)個のスイッチ回路SW1〜SWkと、シフトレジスタ443及び444とを備える。
シフトレジスタ443は制御回路14から供給されるシフトパルスをクロック信号に従って順次シフトすることによって、書込期間Twにおいて排他的にアクティブとなるサンプリングパルスSP1〜SPjを生成する。一方、シフトレジスタ444は制御回路14から供給されるシフトパルスをクロック信号に従って順次シフトすることによって、書込期間Twにおいて排他的にアクティブとなるサンプリングパルスSPk〜SPj+1を生成する。
図17にデータ線駆動回路44Bのタイミングチャートを示す。この図に示すように各サンプリングパルスは、SP1及びSPk→SP2及びSPk-1→…→SPj及びSPj+1の順にアクティブとなる。この結果、スイッチ回路SW1及びSWk→SW2及びSWk-1→…→SWj及びSWj+1の順にオン状態となり、ブロックB1及びBk→B2及びBk-1→…→Bj及びBj+1の順に相展開された画像信号VID1〜VID6及びvid1〜vid6が各データ線34に供給される。
図18に補正係数と表示領域との関係の一例を示す。本実施形態においては、表示部30を水平走査方向に8個の表示領域E1〜E8に分割し、表示領域E1〜E8の各々に対応する補正係数u1〜u8を割り当ている。この例では、プリチャージ電圧Vpreは、図8に示すようにプリチャージ電圧Vpreが灰色の階調に相当する電圧より高いものとする。補正係数u1〜u8は、u1(=u8)<u2(=u7)<u3(=u6)<u4(=u5)となる。
データ線駆動回路44Bは、プリチャージ期間Tpreにおいてプリチャージ電圧Vpreをデータ線34に供給した後、書込期間Twにおいて上述した順番でスイッチ回路SW1〜SWkを順番にオフ状態からオン状態に遷移させる。また、補正係数生成部142は、プリチャージ期間Tpreが終了してからスイッチ回路SW1〜SWkを構成するスイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの時間に応じた大きさの補正係数となるように補正係数データCを生成する。
従来の縦クロストークの補正では、図18に示すように補正係数は、全ての表示領域E1〜E8において、「1」であった。このため、スイッチのリーク特性を考慮した補正を行うことができなったが、本実施形態によれば、スイッチのオフ時間に応じて補正係数を変更するので、縦クロストークをより正確に抑圧することが可能となる。
<変形例>
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。
(1)上述した実施形態において、表示部30は複数の表示領域E1〜E8に分割され、補正係数生成部142は、分割された領域ごとに補正係数データCを決定した。ここで、各表示領域E1〜E8に属するデータ線34の本数は必ずしも等しくなくてもよい。表示領域の数は2以上であればよく、8個に限定されない。
また、複数の表示領域の各々に属するデータ線34の本数は等しく、複数の表示領域のうち所定の領域に対応する補正係数データCと所定の領域に隣り合う領域に対応する補正係数データCとの差分は、補正係数データCの最小分解能となるように複数のデータ線34の分割数を定めてもよい。この場合には、補正係数データCの最小分解能となるように複数のデータ線34の分割数が定められているので、正確に縦クロストークを補正することが可能となる。
(2)上述した各実施形態において、補正係数生成部142は、プリチャージ期間Tpreが終了してからスイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの時間に応じて補正係数データCを生成した。これは、スイッチのリークに伴うデータ線34の電圧の変化が上述した時間に応じて定まるからである。この点をより詳細に検討すると、プリチャージ期間Tpreが終了してからスイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの期間における、画像信号線L1〜L6(La1〜La6及びLb1〜Lb6)の電圧とプリチャージ電圧との差分の変化によってスイッチのリークよるデータ線34の電圧の変化が定まる。そこで、補正係数生成部142は、プリチャージ期間Tpreが終了してからスイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの期間における、相展開された画像信号VID1〜VID6(及びVID1〜VID6)とプリチャージ電圧Vpreとの差分の変化に基づいて、補正係数データCを生成してもよい。
(3) 上述した電気光学装置において、前記補正係数生成部は、前記プリチャージ期間が終了してから前記スイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの期間における前記画像信号の電圧と前記プリチャージ電圧との差分の変化に基づいて、前記補正係数を生成することが好ましい。データ線の電圧の変化は、画像信号の電圧とプリチャージ電圧との差分の変化に応じて定まるところ、この発明によれば、プリチャージ電圧を考慮して補正係数を定めることができ、縦クロストークを十分抑圧することが可能となる。
(4)本発明において、電気光学素子は液晶素子CLに限定されない。例えば、有機EL素子や電気泳動素子を電気光学素子として利用することも可能である。すなわち、電位光学素子は、電気的な作用(例えば電圧の印加)に応じて光学的な特性(例えば透過率)が変化する表示素子として包括される。これらの電気光学素子を備えた画素PIXであっても、データ線34の電圧が変動すると、画素PIXで保持する画像信号X[n]に応じた電圧が変動し、縦クロストークが発生する場合があり得る。この変形例によれば、そのような場合にも縦クロストークを抑圧することができる
<応用例>
以上の各形態に例示した電気光学装置100は、各種の電子機器に利用され得る。図19から図21には、電気光学装置100を採用した電子機器の具体的な形態が例示されている。
図19は、電気光学装置100を適用した投射型表示装置(3板式のプロジェクター)4000の模式図である。投射型表示装置4000は、相異なる表示色(赤色,緑色,青色)に対応する3個の電気光学装置100(100R100G100B)を含んで構成される。照明光学系4001は、照明装置(光源)4002からの出射光のうち赤色成分rを電気光学装置100Rに供給し、緑色成分gを電気光学装置100Gに供給し、青色成分bを電気光学装置100Bに供給する。各電気光学装置100は、照明光学系4001から供給される各単色光を表示画像に応じて変調する光変調器(ライトバルブ)として機能する。投射光学系4003は、各電気光学装置100からの出射光を合成して投射面4004に投射する。
図20は、電気光学装置100を採用した可搬型のパーソナルコンピューターの斜視図である。パーソナルコンピューター2000は、各種の画像を表示する電気光学装置100と、電源スイッチ2001やキーボード2002が設置された本体部2010とを具備する。
図21は、電気光学装置100を適用した携帯電話機の斜視図である。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002と、各種の画像を表示する電気光学装置100とを備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置100に表示される画面がスクロールされる。
なお、本発明に係る電気光学装置が適用される電子機器としては、図19から図21に例示した機器のほか、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants),デジタルスチルカメラ,テレビ,ビデオカメラ,カーナビゲーション装置,車載用の表示器(インパネ),電子手帳,電子ペーパー,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,プリンター,スキャナー,複写機,ビデオプレーヤー,タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
100……電気光学装置、10……補正回路、12……電気光学パネル、14……制御回路、30……表示部、PIX……画素、CL……液晶素子、32……走査線、34……データ線、40……駆動回路、42……走査線駆動回路、44A,44B……データ線駆動回路、46……プリチャージ回路、140……補正量演算部、142……補正係数生成部、150……補正部、U……補正量データ、C……補正係数データ、Din……入力画像データ、Dh……補正画像データ、Vpre……プリチャージ電圧、Tpre……プリチャージ期間、Tw……書込期間。

Claims (7)

  1. 複数のデータ線が第1方向に並んで設けられ、前記データ線を介して画素回路に画像信号を供給する電気光学装置であって、
    入力画像データに基づいて縦クロストークの補正量を演算して縦クロストークの補正量データを生成する補正量演算部と、
    補正の対象となる入力画像データが供給される前記データ線の第1方向の位置に応じて定めた補正係数を示す補正係数データを生成する補正係数生成部と、
    前記補正量データと前記補正係数データとに基づいて補正データを生成し、前記補正データに基づいて前記入力画像データを補正して補正画像データを生成する補正部と、
    前記補正画像データに基づいて画像信号を生成する画像信号生成部と、
    前記画像信号が供給される画像信号線と、前記複数のデータ線と1対1に対応して設けられ、前記画像信号をサンプリングして前記複数のデータ線に供給する複数のスイッチとを有し、プリチャージ期間においてプリチャージ電圧を前記複数のデータ線に供給し、前記プリチャージ期間の後の書込期間において前記複数のスイッチを所定の順番でオフ状態からオン状態に遷移させる駆動部と、を備える、
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記駆動部は、前記書込期間において、前記複数のスイッチを一方の方向に向けて順番にオフ状態からオン状態に遷移させ、
    前記補正係数生成部は、前記一方の方向に進むほど、大きさが単調に変化するように前記補正係数データを生成する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  3. 前記補正係数生成部は、前記プリチャージ期間が終了してから前記スイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの時間に応じた大きさとなるように前記補正係数データを生成する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
  4. 前記複数のデータ線は複数の領域に分割され、
    前記補正係数生成部は、分割された領域ごとに前記補正係数データを決定することを特徴とする請求項2又は3に記載の電気光学装置。
  5. 前記複数の領域の各々に属する前記データ線の本数は等しく、
    前記複数の領域のうち所定の領域に対応する前記補正係数データと前記所定の領域に隣り合う領域に対応する前記補正係数データとの差分は、前記補正係数データの最小分解能となるように前記複数のデータ線の分割数が定められている、
    ことを特徴とする請求項4に記載の電気光学装置。
  6. 前記補正係数生成部は、前記プリチャージ期間が終了してから前記スイッチがオフ状態からオン状態に遷移するまでの期間における前記画像信号の電圧と前記プリチャージ電圧との差分の変化に基づいて、前記補正係数を生成する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の電気光学装置。
  7. 請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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