JP2008032799A - 表示用デバイス及びこれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用デバイス及びこれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の画像を表示するための表示用デバイスは、前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、前記表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、前記画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、表示装置で動画像を表示した場合に発生する動画像のボケを改善するための技術に関する。

表示用デバイスとして液晶パネルを用いた表示装置（「液晶表示装置」とも呼ぶ。）の普及が進んでいる。しかしながら、液晶表示装置で動画像を表示する場合、動画像中の物体の移動速度に応じて物体の輪郭のボケやゴーストが発生するという問題がある。なお、以下では、これら物体の輪郭のボケやゴーストを、まとめて「動画ボケ」と呼ぶ。

上記のような動画ボケの発生は、主に以下の問題に起因すると考えられる。

第１には、液晶パネルの各画素(以下、「液晶画素」と呼ぶ)において、それぞれに与えられる画像データ（階調データ）に応じた電圧（電界）が印加されてから、これに対応する所望の光の透過率となるまでの応答速度が遅いという点である。例えば、通常、約１６．７ｍｓのフレーム周期に対して、代表的な液晶の１つであるツイステッドネマチック型（以下、「ＴＮ型」と呼ぶ）の液晶の応答時間は数ｍｓ以上であるため、各液晶画素における光の透過率の変化がそれぞれの印加電圧の変化に対して十分に追従することができず、結果として動画ボケが生じてしまう場合があった。

また、第２には、仮に、液晶の応答速度が改善されたとしても、各液晶画素がホールド型の電気光学素子であるという点である。このため、各液晶画素に与えられる画像データの表す信号周波数の特性は、高域での応答特性が低下する低域通過型の時間周波数特性を有し、これに伴って、視認される表示画像の空間周波数特性が低下することになり、結果として動画ボケが生じてしまう場合があった。

そこで、上記問題の解決を図った液晶パネルとして、例えば、特許文献１に記載の例が開示されている。

この液晶パネルは、マトリクス状に配置された液晶セルを列方向（水平方向）および行方向（垂直方向）に走査して映像信号を書き込んで表示し、映像信号を書き込むための行方向の走査に対して、行方向の走査を所定時間遅らせ、かつ、水平帰線期間内の所定時間に、行方向の走査により特定された行の全ての液晶セルに対して所定の固定レベルの信号を書き込んで表示するものである。

特開２００６−１０６６８９号公報

しかしながら、上記特許文献１の液晶パネルは、動画像のボケを改善するために、行方向の走査を所定時間遅らせ、かつ、水平帰線期間内の所定時間に、行方向の走査により特定された行の全ての液晶セルに対して所定の固定レベルの信号を書き込むための複雑な制御回路を、液晶パネル内に備える必要がある、という問題点を有している。また、液晶パネルの製造コストも高くなる、という問題点を有している。

なお、上記第２の問題に起因する動画ボケの問題は、液晶パネルのみならず、各画素がホールド型の電気光学素子で構成される表示用デバイスにおいても発生し、上記特許文献１と同様の構成とすることにより改善は可能であるが、そのためには、表示用デバイス内に複雑な制御回路を備える必要があり、製造コストも高くなる、という問題点を有している点で共通する。

この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用デバイス及びこれを用いた表示装置を提供することを目的とする。

上述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の表示用デバイスは、
画像を表示するための表示用デバイスであって、
前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、
前記表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、前記画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部と、
を備えることを特徴とする。

上記表示用デバイスによれば、画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部とを、独立して備える構成とすることができるので、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用デバイスを提供することが可能である。

また、画像光発生部と画像光制限部とが一体化形成されているので、一体化形成されていない場合に比べて、画像光の制限を高精度に行なうことが可能であり、損失の少ない画像光を射出することができる。ここで「一体化形成」とは、製造過程において、画像光発生部と画像光制御部を同時に一体形成する場合だけでなく、画像光発生部と画像光制御部とを別体で製造し、貼り合わせにより一体化することや、専用の組み込み枠を用いて一体化することも含む。

上記表示デバイスにおいて、
前記画像光発生部は、ホールド型の電気光学素子をマトリクス状に配置して構成される複数の画素を有し、各画素が列方向および行方向に順に走査されることにより、前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出し、
前記画像光制限部は、少なくとも、前記画像光発生部において前記列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限することが好ましい。

このようにすれば、少なくとも、列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限することにより、走査が実行される前に射出されていた画像光の表す画像の視覚的な影響を実効的に消去した後で、走査された後に射出される画像光の表す画像を表示することができるので、容易に動画ボケの改善を図ることができる可能である。

ここで、前記画像光制限部は、少なくとも１行分の前記画素に対応し、前記行方向に沿って配列された複数の画像光制限領域を有し、少なくとも、前記走査行に対応する画像光制限領域は、対応する画像光の射出を制限することが好ましい。

このようにすれば、容易に画像光制限部を構成することが可能である。

また、前記走査行に対応する画像光制御領域を含む複数の画像光制御領域は、それぞれ対応する画像光の射出を制限するようにしてもよい。

このようにすれば、動画ボケの改善効果をより高めることができる。

なお、前記画像光制限部の前記画像光制限領域は、電気光学素子により構成することができる。

このようにすれば、画像光制限領域を容易に構成することが可能である。

本発明は、画像を表示する表示装置であって、
上記いずれかの表示用デバイスと、
前記画像光発生部および前記画像光制限部を駆動する表示用デバイス駆動部と、
を備えるようにすることも可能である。

本発明の表示装置によれば、上記表示デバイスを用いているので、従来よりも比較的簡単な構成で動画ボケの改善を図ることが可能な表示用装置を提供することが可能である。

以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．表示装置の構成：
Ｂ．表示用デバイスの構成：
Ｃ．表示用デバイスの駆動動作
Ｄ．変形例：

Ａ．表示装置の構成：
図１は、本発明の一実施例としての表示用デバイスを適用した表示装置の概略構成を示す説明図である。この表示装置１０００はいわゆるプロジェクタであり、画像を投写するための光学系ブロック１００と、画像の投写を制御するための制御系ブロック２００とにより構成されている。

光学系ブロック１００は、照明光学系１１０と、色光分離光学系１２０と、３つのライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１４０と、投写レンズ（投写光学系）１５０と、を備えている。

照明光学系１１０は、光源装置１１１を含み、３つのライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂから画像を表す光（以下、「画像光」と呼ぶ。）を射出するために利用される光を射出する。

色光分離光学系１２０は、照明光学系１１０から射出された光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離し、各色用として割り当てられたライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂへ向けて射出する。

各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、それぞれに入射する色光を対応する色の画像光に変換して、クロスダイクロイックプリズム１４０へ向けて射出する。なお、ライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂには、本発明の表示用デバイスが用いられている。この表示用デバイスの構成および動作については、後述する。

クロスダイクロイック１４０は、各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂから射出された各色の画像光を合成し、カラー画像を表す画像光として投写レンズ１５０に向けて射出する。

投写レンズ１５０は、クロスダイクロイックプリズムから射出された画像光を、スクリーンＳＣ上に投写する。

なお、図１に示すような光学系の各構成および機能については、例えば、本願の出願人によって開示された特開２００３−２７０６３６号公報に詳述されているので、本明細書において詳細な説明は省略する。

図２は、制御系ブロックの概略構成を示す説明図である。制御系ブロック２００は、入力信号処理部２１０と、画像信号処理部２２０と、フレームメモリ２３０と、表示用デバイス駆動部としての輝度変調駆動部２４０および輝度制限駆動部２５０と、制御部２６０と、を備えている。

制御部２６０は、図示しないＣＰＵやメモリを含み、メモリに記憶されている制御プログラムや処理条件を読み込んで実行することにより、入力信号処理部２１０、画像信号処理部２２０、輝度変調駆動部２４０および輝度制限駆動部２５０の動作や投写レンズ１５０の動作等を制御する。

入力信号処理部２１０は、入力される映像信号を、画像信号処理部２２０で処理可能な信号に変換するための処理回路である。例えば、アナログの映像信号の場合には、映像信号に含まれている同期信号に同期して、映像信号に含まれているアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。また、デジタルの映像信号の場合には、その信号の種類に応じて、映像信号に含まれているデジタルの画像信号を画像信号処理部２２０で処理可能な形式の信号に変換する。

画像信号処理部２２０は、入力信号処理部２１０から出力されたデジタルの画像信号データ信号ＷＶＤＳに含まれている各フレームの画像データを、対応する書き込み用の同期信号ＷＳＹＮＣに同期して、順にフレームメモリ２３０に書き込む。なお、書き込み用の同期信号ＷＳＹＮＣには、垂直同期信号や水平同期信号、クロック信号が含まれている。

また、画像信号処理部２２０は、制御部２６０から与えられる制御条件に基づいて読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣを生成し、この読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣに同期して、フレームメモリ２３０に記憶された画像データを読み出すことにより、輝度変調駆動部２４０に読み出し画像データ信号ＲＶＤＳを出力する。また、輝度変調駆動部２４０および輝度制限駆動部２５０に読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣを出力する。なお、読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣには、垂直同期信号や水平同期信号、クロック信号が含まれている。また、読み出し用の垂直同期信号の周波数は、フレームメモリ２３０に書き込まれる映像信号の書き込み用の垂直同期信号の周波数（フレームレート）と同じに設定されている。

輝度変調駆動部２４０は、画像信号処理部２２０から供給される読み出し画像データ信号ＲＶＤＳおよび読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣに基づいて、各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに含まれる輝度変調部１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂを駆動する駆動信号を生成する。この駆動信号には、駆動画像データ信号および駆動制御信号が含まれる。

輝度制限駆動部２５０は、読み出し用の同期信号ＲＳＹＮＣに基づいて、各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに含まれる輝度制限部１３４Ｒ，１３４Ｇ，１３４Ｂを駆動する駆動信号を生成する。この駆動信号には、輝度制限データ信号および輝度制限制御信号が含まれる。

輝度変調駆動部２４０および輝度制限駆動部２５０から輝度変調部および輝度制限部を駆動する駆動信号が供給された各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂは、それぞれの輝度変調部１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂおよび輝度制限部１３４Ｒ，１３４Ｇ，１３４Ｂの動作によって各色の画像光が生成され、図１に示した投写レンズ１５０を介して投写されて画像が表示される。

ここで、各色用のライトバルブ１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂには、入射される光の色が異なること、および、輝度変調駆動部２４０から与えられる駆動信号に含まれる駆動画像データ信号が、それぞれの色に対応する画像信号であること、を除いて全く同じであり、同じ表示用デバイスを用いることができる。そこで、以下では、Ｒ，Ｇ，Ｂを区別することなく、１つのライトバルブとしての表示用デバイス１３０の構成および駆動動作について説明することとする。

Ｂ．表示用デバイスの構成：
図３は、ライトバルブとして用いられる表示用デバイスの構造を示す概略断面図である。図中の矢印は、入射光および射出光（画像光）の方向を示している。この表示用デバイス１３０は、液晶パネル１３１と、その光入射面側に設けられた入射側偏光板１３２ｉと、その光射出面側に設けられた射出側偏光板１３２ｏと、を備えている。入射側偏光板１３２ｉおよび射出側偏光板１３２ｏは、液晶パネル１３１と間隔を空けた位置に配置されている。もちろん、液晶パネル１３１に接した位置に配置されていてもよい。

液晶パネル１３１は、２つの透明基板３１０，３２０の間に、透明電極３１１と、配向膜３１２と、液晶材３１３と、配向膜３１４と、透明電極３１５とが、透明基板３１０側からこの順に挟まれた積層構造を有するとともに、回路基板３１６の両面に形成された電極端子３１７が、２つの透明電極３１１，３１２に接続するように形成された構造を有している。また、２つの透明基板３２０，３３０の間に、透明電極３２１と、配向膜３２２と、液晶材３２３と、配向膜３２４と、透明電極３２５とが、透明基板３２０側からこの順に挟まれた積層構造を有するとともに、回路基板３２６の両面に形成された電極端子３２７が、２つの透明電極３２１，３２２に接続するように形成された構造を有している。液晶パネル１３１のうち、透明基板３１０から透明基板３２０までの部分が輝度変調部１３３を構成し、透明基板３２０から透明基板３３０までの部分が輝度制限部１３４を構成している。なお、輝度変調部１３３が本発明の画像光発生部に相当し、輝度制限部１３４が本発明の画像光制限部に相当する。

入射側偏光板１３２ｉは、この表示用デバイス１３０に入射する光のうち、設定されている偏光軸と同じ偏光方向の光のみを透過する。従って、液晶パネル１３１の輝度変調部１３３には、入射側偏光板１３２ｉを透過した直線偏光光のみが入射する。なお、光の利用効率を高めるため、照明光学系１１０から射出される光の偏光方向は、通常、入射側偏光板１３２ｉの偏光軸に等しくなるように、逆に言えば、入射側偏光板１３２ｉの偏光軸は、入射する光の偏光方向に等しくなるように、設定されている。輝度変調部１３３に入射した光は、輝度変調部１３３に入力される駆動信号に従って、その偏光方向が変調される。輝度変調部１３３で偏光方向が変調された光（以下、「変調光」とも呼ぶ。）は、さらに、輝度制限部１３４において、輝度制限部に入力される駆動信号に従って、その偏光方向が変調される。そして、輝度制限部１３４から射出された変調光は、射出側偏光板１３２ｏに入射する。射出側偏光板１３２ｏは、設定されている偏光軸と同じ偏光方向を有する直線偏光光のみを画像光として射出する。

なお、この表示用デバイス１３０は、入射側偏光板１３２ｉと輝度変調部１３３と射出側偏光板１３２ｏの組み合わせによる、従来と同様の液晶パネルの機能である画像光を射出する機能（以下、単に「画像光発生部の機能」と呼ぶ。）と、入射側偏光板１３２ｉと輝度制限部１３４と射出側偏光板１３２ｏとの組み合わせによる、画像光の射出を制限する機能（以下、単に「画像光制限部の機能」と呼ぶ。）の、２つの独立した機能と、が組み合わされたデバイスと考えることができる。

図４は、表示デバイスの機能的構成を示す説明図である。

表示デバイス１３０の輝度変調部１３３は、セルアレイ３４０と、セルアレイの動作を制御する行駆動回路３５０および列駆動回路３６０と、を備えている。

セルアレイ３４０は、紙面横方向（水平方向）に沿って並列に配線されたｎ本（ｎは２以上の整数。）の走査線ＹＶ１〜ＹＶｎと、紙面縦方向（垂直方向）に沿って並列に配線されたｍ本（ｍは２以上の整数。）のデータ線ＸＨ１〜ＸＨｍと、を備えて、各走査線と各データ線との交点の各部分には、画素を構成する［ｍ×ｎ］個の液晶セル３４２（Ｈ１Ｖ１〜ＨｍＶｎ）がマトリクス状に配列されている。各液晶セル３４２は、一点鎖線で示した円内に拡大して示すように、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、「ＴＦＴ」と呼ぶ。）３４３を介して、各交点を形成する走査線とデータ線とに接続されている。具体的には、ＴＦＴ３４３のゲート電極が走査線に接続され、ソース電極がデータ線に接続され、ドレイン電極が液晶セル３４２の電極に接続されている。

ここで、あるＴＦＴ３４２に接続されている走査線に走査信号が与えられると、そのＴＦＴ３４３は導通状態となり、そのＴＦＴ３４３に接続されている液晶セル３４２には、そのＴＦＴ３４３に接続されているデータ線から、その液晶セルに書き込むべき画像データに対応する電圧（以下、「画素電圧」とも呼ぶ。）が印加される。画素電圧が与えられた液晶セル３４２は、入射側偏光板１３２ｉおよび射出側偏光板１３２ｏとの組み合わせにより、その電圧に対応した光の透過率に変化する。結果として、輝度変調部１３３は、各液晶セル３４２に書き込まれた画像データに対応する画像光を射出し、この画像光の表す画像を表示することができる。

行駆動回路３５０は、輝度変調駆動部２４０から供給される行駆動信号としての垂直同期信号ＰＶｓおよび水平同期信号ＰＨｓに基づいて、各フレームの期間内において、ｎ本の走査線ＹＶ１〜ＹＶｎに対して順に走査信号を与えて活性化することにより、活性化した走査線に接続されている全てのＴＦＴ３４３を導通状態とし、導通状態とされた各ＴＦＴ３４３を介して接続されているｍ列の液晶セル３４２を、走査線に沿ったライン（行）単位で駆動する。

列駆動回路３６０は、輝度変調駆動部２４０から供給される駆動画像データ信号ＰＤａｔａの表す駆動画像データに応じた画素電圧を、輝度変調駆動部２４０から供給される水平駆動信号としての水平同期信号ＰＨｓ、画素クロック信号ＰＤｃｌｋ、および、水平駆動イネーブル信号ＰＨＥｎｂに基づいて、駆動されている行の各液晶セル３４２に対して、それぞれに対応するデータ線ＸＨ１〜ＸＨｍを選択して順に印加することにより、それぞれに対応する駆動画像データを書き込む。

液晶パネル１３１の輝度変調部１３３は、従来の一般的な液晶パネルと同様の構成を有しており、１フレームの期間内において、ｎ行ｍ列の液晶セル３４２を列方向（水平方向）および行方向（垂直方向）に順に走査して、それぞれに対応する駆動画像データの書き込みを行う。これにより、輝度変調部１３３は、入射側偏光板１３２ｉおよび射出側偏光板１３２ｏとの組み合わせにより、従来技術で説明した動画ボケの改善技術をもちいていない液晶パネル（以下、「通常の液晶パネル」と呼ぶ。）と同様に、各フレームの期間内において、そのフレームに対応する画像を表す画像光を射出する機能を実現する。

また、液晶パネル１３１の輝度制限部１３４は、セルアレイ３７０と、セルアレイの動作を制御する行駆動回路３８０および列駆動回路３９０と、を備えている。

セルアレイ３７０は、紙面横方向（列方向）に沿って並列に配線されたｎ本の走査線ＲＶ１〜ＲＶｎと、紙面縦方向（行方向）に沿って配線された１本のデータ線ＲＸＨ１と、を備えて、各走査線と１本のデータ線との交点の各部分には、ｎ個の液晶セル３７２（Ｖ１〜Ｖｎ）が、輝度変調部１３３のセルアレイ３４０の各行に重なるように配置されている。すなわち、各液晶セル３７２の行方向（垂直方向）の大きさは、セルアレイ３４０の各液晶セル３４２と同じで、水平方向の大きさは、セルアレイ３４０の列方向（水平方向）に沿って並ぶｍ個の液晶セル３４２全体としての大きさ以上の大きさを有しており、セルアレイ３７０は、輝度変調部１３３のセルアレイ３４０の各液晶セル３４２に比べて解像度の低い、セルアレイ３４０の１行分の液晶セルの大きさに対応する液晶セル３７２により構成されている。各液晶セル３７２の具体的な構成は、輝度変調部１３３のセルアレイ３４０の各液晶セル３４２と同様であるので、その図示を省略する。なお、各液晶セル３７２が本発明の画像光制限領域に相当する。

ここで、ある走査線に走査信号が与えられると、その走査線にＴＦＴを介して接続されている液晶セルには、データ線から、その液晶セルに書き込むべき輝度制限データに対応する電圧（以下、「輝度制限電圧」とも呼ぶ。）が印加される。輝度制限電圧が与えられた液晶セル３７２は、入射側偏光板１３２ｉおよび射出側偏光板１３２ｏとの組み合わせにより、その電圧に対応した光の透過率に変化する。結果として、輝度制限部１３４は、各液晶セル３７２に書き込まれた輝度制限データに対応して、画像光の輝度を制限することができる。

行駆動回路３８０は、輝度制限駆動部２５０から供給される行駆動信号としての垂直同期信号ＲＢＶＳおよび水平同期信号ＲＢＨｓに基づいて、輝度変調部１３３の各行を駆動している期間（水平同期信号ＰＨｓの周期）内において、ｎ本の走査線ＲＶ１〜ＲＶｎに対して順に走査信号を与えて活性化することにより、垂直方向に配列されているｎ行の液晶セル３７２を、走査線に沿ったライン（行）単位で順に駆動する。

列駆動回路３９０は、輝度制限駆動部２５０から供給される輝度制限データ信号ＲＢＤａｔａの表す輝度制限データに応じた電圧を、輝度制限駆動部２５０から供給される水平駆動信号としての水平同期信号ＲＢＨｓおよび水平駆動イネーブル信号ＲＢＨＥｎｂに基づいて、駆動されている行の液晶セル３７２に対して、データ線ＲＸＨ１を介して順に印加することにより、それぞれに対応する輝度制限データを書き込む。

液晶パネル１３１の輝度制限部１３４は、以上の構成を有することにより、輝度変調部１３３において、ある１行中に水平方向に配列されているｍ列の液晶セル３４２を順に走査して、それぞれに対応する駆動画像データが書き込まれている間に、輝度制限部１３４の垂直方向に配列されているｎ行の液晶セル３７２を順に走査して、それぞれに対応する輝度制限データの書きこみを行う。これにより、輝度制限部１３４は、入射側偏光板１３２ｉおよび射出側偏光板１３２ｏとの組み合わせにより、画像光の輝度を制限する機能を実現する。なお、上記したように輝度制限部１３４は、輝度変調部１３３において、ある１行中のｍ列の液晶セル３４２を水平方向に順に走査している間に、垂直方向に配列されているｎ列の液晶セル３７２を順に走査して、輝度制限データの書き込みを行い、これに応じた輝度制限を実行する必要があるので、比較的高速な応答特性の良い液晶を用いることが好ましい。ただし、後述するように、画像光の射出を遮断するか否かを制御できる液晶であればよい。

Ｃ．表示用デバイスの駆動動作：
図５は、表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。図５（ａ）はＮフレーム（Ｎは１以上の整数。）の期間において、フレームメモリ２３０から読み出されて表示されるべき表示対象画像について示している。図５（ｂ）は、Ｎフレームの期間において、輝度変調部１３３のセルアレイ３４０に書き込まれ、画像光として射出される駆動画像データについて示しており、図５（ｃ）は、Ｎフレームの期間で、輝度制限部１３４のセルアレイ３７０に書き込まれ、画像光の輝度を制限する輝度制限データについて示している。図５（ｄ）は、Ｎフレームの期間において、表示用デバイス１３０から射出される画像光の表す画像（表示画像）について示している。なお、説明を容易にするため、液晶セルの行数ｎは「６」とした。

輝度変調部１３３では、各フレームの期間内において、１行目〜６行目までの各液晶セル３４２に対して、図５（ｂ）に示すように、垂直方向の各行ごとに、それぞれ水平方向に並ぶ各列の液晶セルに対して順に、それぞれ対応する駆動画像データが書き込まれ、行単位で変化する６段階の駆動画像データＰＭ［Ｎ（１）］，ＰＭ［Ｎ（２），・・・ＰＭ［Ｎ（６）］に対応する画像光が射出される。

輝度制限部１３４では、輝度変調部１３３において各行の駆動画像データが書き込まれている期間（水平同期信号の周期）ごとに、１行目〜６行目までの各行の液晶セル３７２に対して、図５（ｃ）に示すように、６段階で変化する輝度制限データＢＭ（１），ＢＭ（２），・・・ＢＭ（６）が書き込まれ、それぞれに対応する画像光が射出される。各段階の輝度制限データは、輝度変調部１３３で駆動画像データの書き込みが実行されている行（この行は、本発明の走査行に相当する。）の光の透過を遮断し、他の行の光の透過を制限せずに透過させるような制限データである。例えば、輝度変調部１３３で１行目の液晶セルに対して駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、１行目の光の透過を遮断するとともに２〜６行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。なお、光の透過が遮断されている行は、クロスハッチングで示されている。次に、２行目に駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、２行目の光の透過を遮断するとともに１，３〜６行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。そして、輝度制限部１３４では、以下同様にして、各行における駆動画像データの書き込みが行われている間ごとに、輝度制限データの書き込みが繰り返され、最後の６行目に駆動画像データの書き込みが実行されている場合にはその間に、６行目の光の透過を遮断するとともに、１〜５行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれる。

輝度変調部１３３および輝度制限部１３４が上記のように動作することにより、表示用デバイス１３０から射出される画像光の表す表示画像は、図５（ｄ）に示すように、駆動画像データの書き換えが行われている行からの画像光の射出を遮断し、その行についての表示を黒画像とすることができる。なお、画像光の射出が遮断されている行は、クロスハッチングで示されている。これにより、書き換え前までに表示されていた画像の視覚的な影響を実効的に消去した後で、書き換えられた新たな画像を表示することができるので、従来技術で説明したような、各画素が液晶のようなホールド型の電気光学素子であることに起因して発生する動画ボケを抑制することが可能となる。

また、本実施例においてライトバルブとして用いられている表示用デバイスは、従来と同様な画像光を射出する機能を有する輝度変調部上に、画像光の輝度を制限する機能を有する輝度制限部が形成された２重構造の液晶パネルとして構成されているが、輝度変調部および輝度制限部の構成および構造は、従来技術における動画ボケが改善された特殊な液晶パネルに比べて、簡単で安価な構成で実現可能であるので、全体としても簡単で安価な構成で実現することができる。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

Ｄ１．変形例１：
図６は、変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。図５に示した実施例における表示用デバイスの駆動動作では、表示用デバイスから射出される画像光の表す表示画像として、輝度変調部において駆動画像データの書き換えが行われている行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示するように、輝度制限部において輝度制限データの書き込みが行われている。しかしながら、図６に示すように、輝度変調部において駆動画像データの書き換えが行われている行および１つ前の行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示するようにしてもよい。具体的には、図６では、１行目の駆動画像データの書き換え時において、輝度制限部では、１行目および６行目の２行の光の透過を遮断するとともに２〜５行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれて、１行目および６行目の２行に黒画像を表示すればよい。次に、２行目の駆動画像データの書き換え時において、輝度制限部では、２行目および１行目の２行の光の透過を遮断するとともに３〜６行目の光の透過を制限しない輝度制限データが書き込まれ、２行目および１行目の２行に黒画像を表示すればよい。そして、輝度制限部では、以下同様にして各行の駆動画像データの書き換えごとに、輝度制限データの書き込みが繰り返され、最後の６行目の駆動画像データの書き換え時おいて、輝度制限部では、６行目および５行目の２行の光の透過を遮断するとともに１〜４行目の光の透過を遮断しない輝度制限データが書き込まれ、６行目および５行目の２行に黒画像を表示さればよい。

また、図６に示した変形例では、輝度変調部において画像データの書き換えが行われている行および１つ前の行の２行の画像光の射出を遮断して黒画像を表示す構成を例に説明しているが、書き換えが行われている行を少なくとも含む３行以上の複数行の画像光を遮断して黒画像を表示する構成としてもよい。

なお、このような複数行の画像光を遮断するための輝度制限データは、図１に示した制御部２６０から輝度制限駆動部２５０に与えられる制御条件を変更することにより容易に変更が可能である。また、このような変更を画像の動き量を検出することにより、その検出した動き量に応じて行うようにしてもよい。このようにすれば、画像光を遮光する行数を動き量に応じて最適な値に変更して動画像のボケの発生を抑制することができる。

Ｄ２．変形例２：
図７は、別の変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。この変形例の駆動動作は、１フレームの期間を２つのサブフレーム期間に分割し、前半のサブフレーム１の期間および後半のサブフレーム２の期間で、実施例の１フレームの期間で行う動作を２回繰り返す動作を示している。この場合には、１フレームの期間で２回同じ画像を表示することができるので、１フレームの期間で１回画像を表示する場合に比べてフリッカの発生を抑制する効果がある。また、外部から入力される映像信号がインタレース方式の映像信号の場合に、第１フィールドをサブフレーム１とし第２フィールドをサブフレーム２として動作させることも可能である。

Ｄ３．変形例３：
上記実施例の表示用デバイスに含まれる輝度制限部は、輝度変調部において１行の画像データを書き込んでいる間に、１画面分の輝度制限データを書き込む構成を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、従来の技術で上げられている液晶パネルと同じ複雑な制御構造を用いて輝度制限部を構成するようにしてもよい。上記実施例で説明したように、輝度制限部のセルアレイにおける各液晶セルの水平方向の大きさは、輝度変調部のセルアレイの水平方向に沿って並ぶ複数の液晶セル全体としての大きさ以上を有しておればよく、輝度制限部のセルアレイは、輝度変調部のセルアレイの各液晶セルに比べて解像度の低い、液晶セルにより構成することができる。このため、複雑な制御構造を有する液晶パネルを用いたとしても、比較的簡単で安価に構成することが可能である。

Ｄ４．変形例４：
表示デバイスに含まれる輝度制限部は、少なくとも、輝度変調部で書き換えを行っている行の画像光の射出を遮断することができればよいので、必ずしも輝度変調部の行数と同じ行数の液晶セルを輝度変調部の各行に重なるように有する構造とする必要はなく、輝度変調部の複数行を１つの行にまとめた行数の液晶セルを有する構造としてもよい。

Ｄ５．変形例５：
上記実施例では、輝度変調部で書き換えを行っている行の画像光の射出を遮断することとして説明しているが、完全に遮断しなくてもよく、走査が実行される前に射出されていた画像光の表す画像の視覚的な影響を実効的に消去できる程度に、制限できればよい。

Ｄ６．変形例６：
上記実施例では、表示装置として、３つの表示用デバイスをライトバルブとして利用したプロジェクタを例に説明しているが、１つの表示用デバイスをライトバルブとして利用したプロジェクタとすることも可能である。また、１つの表示用デバイスを用いて直視型の表示装置を構成することも可能である。

Ｄ７．変形例７：
実施例の表示用デバイスは、入射光側が輝度変調部で、射出光側が輝度制限部である２重構造として説明しているが、入射側が輝度制限部で、射出光側が輝度変調部である２重構造としてもよい。

Ｄ８．変形例８：
実施例の表示用デバイス１３０は、輝度変調部１３３と輝度制限部１３４とで、透明基板３２０を共用した一体構造の場合を例に説明しているが、透明基板を共用せずに、輝度変調部および輝度制限部をそれぞれ独立した構成とし、輝度変調部および輝度制限部を、貼り合わせて一体化してもよいし、型枠等を利用して組み合わせて一体化してもよい。また、一体化せずに隣接して対向配置してもよいし、離間して対向配置してもよい。ただし、一体化した構造とする方が、画像光の射出の制限をより高精度にすることが可能である。また、光の利用効率上好ましい。

Ｄ９．変形例９
実施例の表示用デバイスは、その構成要素として入射側偏光板および射出側偏光板を含むものとして説明しているが、これらを含まないものとし、表示デバイスの入射面側および射出面側に入射側偏光板および射出側偏光板を配置してライトバルブを構成するものとしてもよい。

Ｄ１０．変形例１０：
上記実施例の表示用デバイスは、各画素を構成するホールド型の電気光学素子が液晶である場合を例に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶以外のホールド型の電気光学素子を用いた場合において、画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、画像光の一部の射出を制限する機能を有する画像光制限部とを、備え、プロジェクタのライトバルブとして、あるいは直視型の表示装置として適用可能なデバイスであればよい。

本発明の一実施例としての表示用デバイスを適用した表示装置の概略構成を示す説明図である。 制御系ブロックの概略構成を示す説明図である。 ライトバルブとして用いられる表示用デバイスの構造を示す概略断面図である。 表示デバイスの機能的構成を示す説明図である。 表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。 変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。 別の変形例としての表示用デバイスの駆動動作について示す説明図である。

符号の説明

１００…光学系ブロック
１１０…照明光学系
１１１…光源装置
１２０…色光分離光学系
１３０…表示用デバイス
１３１…液晶パネル
１３２ｉ…入射側偏光板
１３２ｏ…射出側偏光板
１３３…輝度変調部
１３３…輝度制限部
１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ…ライトバルブ
１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂ…輝度変調部
１３４Ｒ，１３４Ｇ，１３４Ｂ…輝度制限部
１４０…クロスダイクロイックプリズム
１５０…投写レンズ（投写光学系）
２００…制御系ブロック
２１０…入力信号処理部
２２０…画像信号処理部
２３０…フレームメモリ
２４０…輝度変調駆動部
２５０…輝度制限駆動部
２６０…制御部
３１０…透明基板
３１１…透明電極
３１２…配向膜
３１３…液晶材
３１４…配向膜
３１５…透明電極
３１６…回路基板
３１７…電極端子
３２０…透明基板
３２１…透明電極
３２２…配向膜
３２３…液晶材
３２４…配向膜
３２５…透明電極
３２６…回路基板
３２７…電極端子
３３０…透明基板
３４０…セルアレイ
３４２…液晶セル
３５０…行駆動回路
３６０…列駆動回路
３７０…セルアレイ
３７２…液晶セル
３８０…行駆動回路
３９０…列駆動回路
１０００…表示装置
ＳＣ…スクリーン

Claims (6)

1. 画像を表示するための表示用デバイスであって、
   前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出する機能を有する画像光発生部と、
   前記表示用デバイスから射出される画像光の一部の射出を制限する機能を有し、前記画像光発生部の前面または背面に一体化形成された画像光制限部と、
   を備えることを特徴とする表示用デバイス。
2. 請求項１記載の表示用デバイスであって、
   前記画像光発生部は、ホールド型の電気光学素子をマトリクス状に配置して構成される複数の画素を有し、各画素が列方向および行方向に順に走査されることにより、前記表示用デバイスから前記画像を表す画像光を射出し、
   前記画像光制限部は、少なくとも、前記画像光発生部において前記列方向に沿って走査が実行されている画素を含む走査行に対応する画像光の射出を制限する、
   ことを特徴とする表示用デバイス。
3. 請求項２記載の表示用デバイスであって、
   前記画像光制限部は、少なくとも１行分の前記画素に対応し、前記行方向に沿って配列された複数の画像光制限領域を有し、少なくとも、前記走査行に対応する画像光制限領域は、対応する画像光の射出を制限する、
   ことを特徴とする表示用デバイス。
4. 請求項３記載の表示用デバイスであって、
   前記走査行に対応する画像光制御領域を含む複数の画像光制御領域は、それぞれ対応する画像光の射出を制限する、
   ことを特徴とする表示用デバイス。
5. 請求項３または請求項４記載のプロジェクタであって、
   前記画像光制限部の前記画像光制限領域は、電気光学素子により構成されることを特徴とする表示用デバイス。
6. 画像を表示する表示装置であって、
   請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の表示用デバイスと、
   前記画像光発生部および前記画像光制限部を駆動する表示用デバイス駆動部と、
   を備えることを特徴とする表示装置。

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