JP2009210928A - Image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画素ずらしを行うことにより表示素子が備える画素数以上の高精細表示を可能とする画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device that enables high-definition display that is greater than the number of pixels included in a display element by shifting pixels.
近年、ハイビジョン(HD)放送の受像器、つまり、いわゆるハイビジョンテレビが次第に普及しつつある。また、パーソナルコンピュータ(PC)は処理性能が向上すると共に、該PCに接続されている表示装置の高画素化が進んでいる。このように、生活環境において、各種の表示装置の高解像度化が進行している。 In recent years, high-definition (HD) broadcast receivers, that is, so-called high-definition televisions are becoming increasingly popular. In addition, personal computers (PCs) have improved processing performance, and display devices connected to the PCs have been increased in pixel count. As described above, the resolution of various display devices is increasing in the living environment.
このような各種表示装置の高解像度化に伴って、携帯可能となるように小型化が図られた表示装置である携帯情報端末(例えば、PDA(Personal Digital Asistant)や携帯電話)等においても、表示の画素数が増加する傾向にある。 With such high resolution of various display devices, portable information terminals (for example, PDAs (Personal Digital Assistants) and mobile phones) that are miniaturized display devices so as to be portable can also be used. The number of display pixels tends to increase.
しかし、携帯情報端末は、小型な筐体を備えたものとして構成されているために、表示面積の絶対量を大きく確保することが困難である。このような点を解決するには種々の手段が考えられるが、その一例が電子ビューファインダ(以下では適宜、EVF(Electronic View Finder)という。ここに、EVFは、小型の表示素子等に表示された画像を、接眼レンズ等を介して拡大して観察するタイプのファインダである。)を、携帯情報端末において画像を表示する手段として用いることである。このEVFは、接眼レンズを覗き込むようにして使用するものとなっており、虚像を拡大して観察することができるために、擬似的に大画面の表示を行うことが可能である。従って、このEVFを携帯情報端末と組み合せることにより、小型の機器である携帯情報端末においても、高画素で大画面の表示を観察することが可能となる利点がある。 However, since the portable information terminal is configured with a small casing, it is difficult to ensure a large absolute amount of display area. Various means are conceivable to solve such a point. One example is an electronic view finder (hereinafter referred to as EVF (Electronic View Finder) as appropriate. Here, the EVF is displayed on a small display element or the like. This is a type of viewfinder that magnifies and observes an image through an eyepiece or the like as a means for displaying an image on a portable information terminal. This EVF is used by looking into the eyepiece lens. Since the virtual image can be enlarged and observed, it is possible to display a pseudo large screen. Therefore, by combining this EVF with a portable information terminal, there is an advantage that a large screen display can be observed with high pixels even in a portable information terminal which is a small device.
ところで、EVFは、一般に小型の表示素子を用いる構成であるために、表示素子の画素数を増加させようとすると、1画素当たりの面積がかなり小さくなってしまうことになる。しかし、1画素当たりの面積を小さくすると、歩留まりが低下したり、製造プロセス上の限界に達したりするなどの、製造上の課題が生じることになる。 By the way, since the EVF is generally configured to use a small display element, if an attempt is made to increase the number of pixels of the display element, the area per pixel becomes considerably small. However, if the area per pixel is reduced, manufacturing problems such as a decrease in yield and a limit in the manufacturing process occur.
このような課題に対応し得る技術として、時系列的な画素ずらしを用いた高画素化、高解像度化の技術がある。この画素ずらしの技術は、観察者から見る画素の位置(見かけの画素位置)を時系列的にずらすことにより、1つの画素で複数画素位置の表示を行うことができるようにする技術である。 As a technique that can cope with such a problem, there is a technique of increasing the pixel and resolution using time-series pixel shifting. This pixel shifting technique is a technique that allows a plurality of pixel positions to be displayed by one pixel by shifting the position of the pixel viewed from the observer (apparent pixel position) in time series.
ところで、画素ずらしによる高画素化が可能な表示装置であっても、常に画素ずらしを行って高画素表示を行うことが望ましいとは限らない。例えば、入力される映像信号の解像度が表示素子本来の解像度以下である場合には、特段に高画素表示を行う必要性は認められない。また、バッテリで駆動する機器の場合には、バッテリ残量が低下したときには、高画素表示による短時間の表示よりも、高画素表示を行うことなくより長い時間表示することが必用になることもある。さらにあるいは、静止画像と動画像とを撮像し得る撮像装置等においては、静止画は高精細に表示を行いたい一方で、動画像については精細さよりもフレームレートが重視されることもある。 By the way, even in a display device capable of increasing the number of pixels by pixel shifting, it is not always desirable to perform pixel shifting to perform high pixel display. For example, when the resolution of the input video signal is lower than the original resolution of the display element, it is not recognized that it is particularly necessary to perform high pixel display. In addition, in the case of a battery-powered device, when the remaining battery level is low, it may be necessary to display for a longer time without performing a high pixel display than for a short time display with a high pixel display. is there. In addition, in an imaging apparatus or the like that can capture still images and moving images, the still image may be displayed with high definition, while the frame rate may be more important than the definition of moving images.
入力される映像信号のフォーマットに応じて画素ずらしモードを制御する技術としては、例えば、特開2001−157229号公報に記載された技術が挙げられる。この公報には、さらに、TN液晶と複屈折板とを組み合わせて画素ずらし素子を構成することが詳細に記載されている。 As a technique for controlling the pixel shift mode in accordance with the format of the input video signal, for example, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-157229 can be cited. This publication further describes in detail that a pixel shifting element is configured by combining a TN liquid crystal and a birefringent plate.
同様に、特開2005−241870号公報の段落[0085]〜[0093]等にも、入力される映像信号の情報量が、表示素子の表示情報量よりも多いときに画素ずらしを行い、表示情報量以下であるときには画素ずらしを行わないように、画素ずらしのモードを変更する技術が記載されている。さらに、該公報には、入力される映像信号の情報量が表示情報量以下であるときに、単に画素ずらしを行わないのではなく、画素ずらし素子をオンとオフの中間状態とすることにより、画素ずらしにより達成される複数画素位置への同時表示を行い、画像の粒状感を軽減する技術が記載されている。 Similarly, in paragraphs [0085] to [0093] of Japanese Patent Laid-Open No. 2005-241870, pixel shift is performed when the information amount of the input video signal is larger than the display information amount of the display element. A technique for changing the pixel shift mode is described so that the pixel shift is not performed when the amount of information is less than or equal to the information amount. Further, in this publication, when the information amount of the input video signal is equal to or less than the display information amount, the pixel shifting element is not in the middle state between ON and OFF, instead of simply performing pixel shifting. A technique for reducing the graininess of an image by performing simultaneous display at a plurality of pixel positions achieved by pixel shifting is described.
ところで、所定ピッチのブラックマトリクスが形成された液晶表示素子の画像を、所定ピッチのレンチキュラーレンズが形成されたスクリーン上に投影したときに、ピッチの不一致からモアレ縞が生じることがある。そこで、特開平4−125536号公報には、液晶表示素子と投射レンズとの間の光路中に平行平板ガラスを水平方向または垂直方向の何れか一方向のみに傾けて配置し、該一方向の解像度を低下させてモアレ縞を低減するとともに、他方向においては解像度の低下を防止するようにする技術が記載されている。 By the way, when an image of a liquid crystal display element on which a black matrix with a predetermined pitch is formed is projected on a screen on which a lenticular lens with a predetermined pitch is formed, moire fringes may be generated due to pitch mismatch. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 4-125536 discloses that a parallel plate glass is disposed in an optical path between a liquid crystal display element and a projection lens so as to be inclined in only one of a horizontal direction and a vertical direction. A technique is described that reduces the moire fringes by reducing the resolution and prevents the resolution from decreasing in the other direction.
また、上述した画素ずらしの技術は、画素位置が時間的に変位する技術であるために、画素ずらしの周波数が低いと、画像が細かく揺れているように感じる(振動感、揺動感を感じる)ことがあり得る。そこで、本出願人は、既に特開2007−192919号公報において、画素ずらしの周波数と画素の揺れを感じる人の割合との関係を調査し記載している。
上述したように、例えば入力される映像信号の解像度が低い場合などには、画素ずらし表示を行う必然性はない。しかし、単に画素ずらし素子をオンまたはオフの何れかの状態に固定するだけでは、表示画面に占める画素の割合(開口率)が低下するために、画像の粒状感を生じさせる原因となる。一方で、画素ずらしのときと同じ周期で画素ずらしを行いながら、一周期中に表示素子に表示する画像を同一とすることにより、開口率の低下を抑制することも考えられる。しかし、この場合であっても、次に説明するような課題が残ることになる。 As described above, for example, when the resolution of the input video signal is low, there is no necessity to perform pixel-shifted display. However, simply fixing the pixel shifting element to either the on state or the off state causes a reduction in the proportion of pixels (aperture ratio) in the display screen, causing a grainy image. On the other hand, it is also conceivable to suppress the decrease in the aperture ratio by making the images displayed on the display element the same during one cycle while performing the pixel shifting at the same cycle as the pixel shifting. However, even in this case, the problem described below remains.
すなわち、表示素子としては液晶表示素子等が現在広く用いられているが、この表示素子が表示する画像情報を切り換える周波数は、それほど高くすることが困難なのが現状であり、例えばフレーム周波数を30Hzまたは60Hz程度とするのが一般的である。 That is, as a display element, a liquid crystal display element or the like is currently widely used. However, it is difficult to increase the frequency for switching image information displayed by the display element so much, for example, a frame frequency of 30 Hz or Generally, it is about 60 Hz.
これに対して、画素ずらし素子は、上記特開2001−157229号公報に記載されたようなTN液晶と複屈折板とを組み合わせる方式以外にも、圧電素子等を用いて機械的に振動を発生する方式や、デジタルマイクロミラーデバイスを用いた方式など、各種の方式のものがあり、高い周波数を実現可能なものもある。 On the other hand, the pixel shifting element generates mechanical vibration using a piezoelectric element or the like in addition to the method of combining a TN liquid crystal and a birefringent plate as described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-157229. There are various methods such as a method using a digital micromirror device, and a method capable of realizing a high frequency.
しかしながら、画素ずらし可能な表示装置において、画素ずらしモードで駆動を行う場合には、画素ずらし素子の周波数を表示素子の周波数に同期させる必要があるために、あまり高速に画素ずらしを行うことはできず、上記特開2007−192919号公報に記載されているような画素の揺動感を観察者が感じてしまう可能性がある。 However, in a display device capable of pixel shifting, when driving in the pixel shifting mode, it is necessary to synchronize the frequency of the pixel shifting element with the frequency of the display element, so that pixel shifting can be performed at a very high speed. First, there is a possibility that the observer may feel a sense of pixel swing as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-192919.
また、上記特開2005−241870号公報に記載されたような、画素ずらし素子をオンとオフの中間状態とすることにより画素の開口率を上げて画像の粒状感を軽減する技術は、揺動感が発生しないという点では優れているが、表示素子上の1画素を複数の観察画素位置に同一輝度で表示するように画素ずらし素子を中間状態に正確に制御するのは簡単ではない。また、利用可能な画素ずらし素子も、中間状態において複数の観察画素位置に表示を行い得るようなタイプの画素ずらし素子に限られてしまう(つまり、機械的に画素ずらしを行う方式や、デジタルマイクロミラーデバイスを用いて画素ずらしを行う方式には適用することができない)。 Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-241870, a technique for reducing the graininess of an image by increasing the aperture ratio of the pixel by setting the pixel shift element in an intermediate state between on and off is a swing feeling. However, it is not easy to accurately control the pixel shifting element to the intermediate state so that one pixel on the display element is displayed at the same luminance at a plurality of observation pixel positions. In addition, usable pixel shifting elements are limited to pixel shifting elements of a type that can display at a plurality of observation pixel positions in an intermediate state (that is, a mechanical pixel shifting method or a digital It cannot be applied to a method of shifting pixels using a mirror device).
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画素ずらし表示を行い得る画像表示装置において、画素ずらしによる高解像度表示を行わないときに表示する画像の画質を向上することができる画像表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an image display device capable of performing pixel-shifted display, can improve the image quality of an image displayed when high-resolution display by pixel shift is not performed. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、本発明による画像表示装置は、表示素子と、上記表示素子に表示される画像の空間的位置を所定の画素ずらし周波数で周期的に異ならせる画素ずらしを行う画素ずらし素子と、上記表示素子に表示され上記画素ずらし素子を経由した画像を拡大する拡大光学系と、を含む画素ずらし拡大表示部と、上記画素ずらし素子が画素ずらしを行うタイミングに同期して、上記表示素子に表示する画像を異なる空間的位置に対応する異なる画像とすることにより、該表示素子が備える画素数の複数倍の画素数の高精細表示を行う画素ずらしモードと、上記画素ずらし素子が画素ずらしを行う1周期以上の期間に上記表示素子に表示する画像を同一の画像とするローパスフィルタモードと、を含む複数の表示モードの内の何れかにより、上記画素ずらし拡大表示部を制御する表示制御部と、を備え、上記表示制御部は、上記ローパスフィルタモードにおける画素ずらし周波数が、上記画素ずらしモードにおける画素ずらし周波数よりも高い周波数となるように、上記画素ずらし拡大表示部を制御するものである。 In order to achieve the above object, an image display device according to the present invention performs a pixel shift that periodically changes a spatial position of an image displayed on a display element and the display element at a predetermined pixel shift frequency. In synchronization with a pixel shift enlargement display unit including a shift element, an enlargement optical system that enlarges an image displayed on the display element and that passes through the pixel shift element, and a timing at which the pixel shift element performs pixel shift, A pixel shift mode for performing high-definition display with a number of pixels that is a multiple of the number of pixels included in the display element by making the image displayed on the display element different images corresponding to different spatial positions, and the pixel shift element And a low-pass filter mode in which an image displayed on the display element is the same image during a period of one cycle or more during which pixel shift is performed. Therefore, the display control unit controls the pixel shift enlarged display unit, and the display control unit has a pixel shift frequency in the low-pass filter mode higher than a pixel shift frequency in the pixel shift mode. As described above, the pixel shift enlarged display unit is controlled.
本発明の画像表示装置によれば、画素ずらし表示を行い得る画像表示装置において、画素ずらしによる高解像度表示を行わないときに表示する画像の画質を向上することが可能となる。 According to the image display device of the present invention, in an image display device capable of performing pixel-shifted display, it is possible to improve the image quality of an image displayed when high-resolution display by pixel shift is not performed.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[実施形態1]
図1から図7は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は画像表示装置の構成を示すブロック図、図2は画像表示装置の作用を示すフローチャートである。
[Embodiment 1]
FIGS. 1 to 7 show Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image display apparatus, and FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the image display apparatus.
この画像表示装置は、図1に示すように、前処理回路1と、フレームメモリ2と、表示制御部3と、電源部6と、電源状態判断部7と、画素ずらし表示判断部8と、フィールドメモリ9と、タイミングコントローラ10と、バックライト11と、表示素子12と、画素ずらし素子13と、を備えている。なお、画像表示装置には、表示素子12に表示され画素ずらし素子13を経由した画像を拡大する拡大光学系も設けられているが、この拡大光学系は光学的な構成であって電気的な構成ではないためにこの図1においては図示を省略している。ただし、この拡大光学系については、画像表示装置の適用例としてのデジタルカメラを示す図7を参照して、後で説明する。
As shown in FIG. 1, the image display device includes a preprocessing circuit 1, a
前処理回路1には、静止画/動画、パーソナルコンピュータからの(解像度やリフレッシュ周波数が異なる)映像信号、テレビジョン映像信号(NTSC、PAL、HDなど)等の様々なフォーマットの映像信号が入力されるようになっている。 The pre-processing circuit 1 receives video signals in various formats such as still images / moving images, video signals from PCs (with different resolutions and refresh frequencies), and television video signals (NTSC, PAL, HD, etc.). It has become so.
前処理回路1は、これらの様々な種類の映像信号をこの画素ずらし表示装置で表示するために、(例えば表示素子12の表示レートに合致するように)フレームレート変換を行ったり、IP(インターレース→プログレッシブ)変換を行ったり、この画素ずらし表示装置の解像度に合致するように解像度変換を行ったり、色空間変換を行ったりするものである。ここに、解像度変換は、画素ずらしモードによる表示を行う場合には、画素ずらし後の見かけの解像度に応じた画像となるように行われ、ローパスフィルタ(LPF)モードによる表示を行う場合には、表示素子12の解像度に応じた画像となるように行われる。なお、この画像表示装置が例えばデジタルカメラ等の特定の機器、つまり得られる映像信号が特定される機器に適用される場合には、この前処理回路1は必ずしも必要であるとは限らないために、ここでは点線のブロックとして示している。
The preprocessing circuit 1 performs frame rate conversion (for example, to match the display rate of the display element 12) or IP (interlaced) in order to display these various types of video signals on this pixel-shifted display device. (Progressive) conversion, resolution conversion so as to match the resolution of the pixel shift display device, or color space conversion. Here, the resolution conversion is performed so that an image corresponding to the apparent resolution after the pixel shift is performed in the case of performing display in the pixel shift mode, and in the case of performing display in the low pass filter (LPF) mode, This is performed so that an image corresponding to the resolution of the
フレームメモリ2は、前処理回路1により処理された映像信号をフレーム単位で記憶するための記憶部である。
The
表示制御部3は、バックライト11、表示素子12、画素ずらし素子13を含む表示系の制御を行うものであり、画素ずらしモードおよびLPFモードを含む各種の表示モードを制御するための画素ずらし制御部4を備えている。この画素ずらし制御部4は、上記各表示モードの内のLPFモードを制御するためのLPFモード制御部5を備えて構成されている。
The
電源部6は、この画像表示装置の各部に電力を供給するためのものであり、電源として電池または外部電源を用いることができるようになっている。 The power supply unit 6 is for supplying power to each part of the image display device, and a battery or an external power supply can be used as the power supply.
電源状態判断部7は、電源部6の状態を判定するためのものである。すなわち、電源状態判断部7は、電源部6が外部電源を電源としているか、または電池を電源としているかを判定する。さらに、電源状態判断部7は、電池を電源としていると判定したときには、電圧等に基づいて電池の残量を判定する。そして、電源状態判断部7は、判定結果を画素ずらし表示判断部8へ出力するようになっている。
The power supply
画素ずらし表示判断部8は、前処理回路1から、入力された映像信号の解像度に関する情報を少なくとも取得するとともに、さらに、電源状態判断部から電源に関する情報を取得する。そして、画素ずらし表示判断部8は、画素ずらしモードの表示を行うか否かを次に説明するように判断する(ステップS1)。
The pixel shift
すなわち、画素ずらし表示判断部8は、入力された映像信号の解像度が、表示素子12の表示解像度以下である場合にはLPFモードにより駆動を行う旨の情報を前処理回路1および表示制御部3へ出力する。また、画素ずらし表示判断部8は、入力された映像信号の解像度が、表示素子12の表示解像度よりも高い場合には、電源として外部電源を用いているか、または電源として電池を用いていてかつ残量が所定量以上であるときには、画素ずらしモードにより駆動を行う旨の情報を前処理回路1および表示制御部3へ出力する。一方、画素ずらし表示判断部8は、入力された映像信号の解像度が表示素子12の表示解像度よりも高い場合であっても、電源として電池を用いていてかつ残量が所定量未満であるときには、LPFモードにより駆動を行う旨の情報を前処理回路1および表示制御部3へ出力する。
That is, the pixel shift
前処理回路1は、画素ずらし表示判断部8からLPFモードにより駆動を行う旨の情報を取得した場合には、映像信号を、表示素子12の表示解像度に等しい解像度に変換してフレームメモリ2へ出力する。一方、前処理回路1は、画素ずらし表示判断部8から画素ずらしモードにより駆動を行う旨の情報を取得した場合には、映像信号を、表示素子12の表示解像度×(1周期における画素ずらしの画素の移動位置数)に等しい解像度に変換してフレームメモリ2へ出力する。例えば、後述する図3等に示すように4点画素ずらしを行う場合には、前処理回路1は、映像信号を表示解像度×4([縦表示解像度×2]×[横表示解像度×2])の解像度に変換してフレームメモリ2へ出力することになる。
When the preprocessing circuit 1 acquires the information indicating that the driving is performed in the LPF mode from the pixel shift
表示制御部3は、画素ずらし表示判断部8から画素ずらしモードにより駆動を行う旨の情報を取得した場合には、フレームメモリ2から1フレーム分の映像信号を読み出して、各画素ずらし位置に対応したフィールドデータを生成し、フィールドメモリ9に記憶させる。そして、表示制御部3は、バックライト11を点灯させた上で、表示素子12へフィールドデータを供給するとともに、画素ずらし素子13をこのフィールドデータを表示するべき画素位置へ画素ずらしさせるように制御する(ステップS2)。
When the
一方、表示制御部3は、画素ずらし表示判断部8からLPFモードにより駆動を行う旨の情報を取得した場合には、フレームメモリ2から読み出したフレームデータを、1フレームの表示期間中に表示素子12に表示させながら、画素ずらし素子13を駆動して、後述するように、画素ずらしモード時よりも高い画素ずらし周波数で画素ずらしを行わせるように制御する(ステップS3)。従って、LPFモードにより駆動を行うときには、フィールドデータを生成する必要がないために、消費電力を低減して、発熱量を抑制することができる。
On the other hand, when the
また、タイミングコントローラ10は、フレームメモリ2と、表示制御部3と、フィールドメモリ9と、のタイミングを合わせるためのタイミング信号(基準信号)等を生成してこれらに出力するものである。このタイミングコントローラ10から出力される基準信号は、表示素子12や画素ずらし素子13、あるいはバックライト11を含む表示系の駆動タイミングを制御する際に、表示制御部3により用いられる。
The
バックライト11は、表示素子12を背面側から照明する光源であり、駆動回路等を含んで構成されている。
The
表示素子12は、画像信号に応じてバックライト11からの光を空間変調する空間変調部であり、複数の画素を2次元状に配列して構成されている。そして、この表示素子12には、駆動回路等が含まれているものとする。
The
画素ずらし素子13は、表示素子12の画素位置を時系列的に移動するものであり、駆動回路等を含んで構成されている。この画素ずらし素子13は、上記特開2001−157229号公報に記載されたようなTN液晶(偏光スイッチング液晶)と複屈折板とを組み合わせる方式のものであっても良いし、圧電素子等を用いて機械的に振動を発生する方式のものでも構わないし、デジタルマイクロミラーデバイスを用いた方式のものでも良いし、その他各種の方式のものを適用することも可能である。
The
次に、図3は画素ずらしモードにおける表示素子の表示状態と基準信号と画素シフト状態とを示すタイミングチャートである。 FIG. 3 is a timing chart showing the display state of the display element, the reference signal, and the pixel shift state in the pixel shift mode.
本実施形態においては、図3(C)に示すような4点画素ずらしを想定しており、左上の画素位置A、右上の画素位置C、左下の画素位置B、右下の画素位置D、の4つの画素位置への画素ずらしが行われるものとする。なお、この4点画素ずらしはもちろん単なる一例であり、2点画素ずらしであっても構わないし、その他の多点画素ずらしであっても良い。 In the present embodiment, a four-point pixel shift as shown in FIG. 3C is assumed, and the upper left pixel position A, the upper right pixel position C, the lower left pixel position B, the lower right pixel position D, It is assumed that pixel shifting to the four pixel positions is performed. Of course, this four-point pixel shift is merely an example, and may be a two-point pixel shift or other multi-point pixel shift.
この場合には、表示制御部3は、フレームメモリ2に記憶されている[(表示素子12の縦表示解像度)×2]×[(表示素子12の横表示解像度)×2]のフレームデータから、画素位置Aのフィールドデータと、画素位置Bのフィールドデータと、画素位置Cのフィールドデータと、画素位置Dのフィールドデータと、をそれぞれ表示素子12の表示解像度のデータとして作成して、フィールドメモリ9に記憶させる。なお、図3において、1番目のフレームの画素位置A,B,C,Dのデータをそれぞれ、A1,B1,C1,D1などと記している(2番目のフレームに関しても同様)。
In this case, the
そして、表示制御部3は、タイミングコントローラから出力される基準信号に同期して、あるフィールド周期において、表示素子12に例えば画素位置Aのフィールドデータを供給して表示させるとともに、画素ずらし素子13に画素位置Aへの画素ずらし(画素シフト)を行わせるようにこの画素ずらし素子13を制御する。
Then, the
次に、表示制御部3は、タイミングコントローラ10から出力される基準信号に同期して、次のフィールド周期において、表示素子12に画素位置Cのフィールドデータを供給して表示させるとともに、画素ずらし素子13に画素位置Cへの画素ずらし(画素シフト)を行わせるようにこの画素ずらし素子13を制御する。
Next, in synchronization with the reference signal output from the
同様にして、さらに次のフィールド周期、およびその次のフィールド周期において、画素位置Bの表示、および画素位置Dの表示を行う。 Similarly, the pixel position B and the pixel position D are displayed in the next field period and the next field period.
ここに、タイミングコントローラ10から出力される基準信号は、フィールド周期の信号であって、たとえば120Hzの周波数であるものとする。
Here, it is assumed that the reference signal output from the
従って、4点画素ずらしを行う本実施形態においては、4つのフィールドで構成される1フレームの周波数は30Hzである。 Therefore, in the present embodiment in which four-point pixel shifting is performed, the frequency of one frame composed of four fields is 30 Hz.
なお、この周期(フィールド周期、フレーム周期)は、前処理回路1に入力される映像信号のフレームレート(フレーム周波数)や、表示素子12により達成可能な表示レート(表示周波数)を勘案して決定されたものである。すなわち、例えばLCDを用いた表示素子12は、現状では、30Hzまたは60Hz程度の表示レートによる表示が行われることが多い。この図3に示したような4点画素ずらしでは、1フレーム毎に4回表示を切り換えなければならないために、60Hzの表示レートで駆動するタイミングを、さらに倍速で駆動することにより120Hzの表示レートを達成している。そして、画素ずらし素子13の画素ずらしレート(画素位置A〜Dを一巡する画素ずらし周波数)は、この表示素子12の4フィールド分の表示レート(つまり、1フレームを表示するレート)に一致し、かつ同期する必要があるために、30Hzとなっている。
This period (field period, frame period) is determined in consideration of the frame rate (frame frequency) of the video signal input to the preprocessing circuit 1 and the display rate (display frequency) achievable by the
続いて、図4は、図3に示す画素ずらしモードにおいて、1フレーム期間中に表示素子12に供給するフィールドデータを同一とすることにより達成するLPFモードにおける表示素子12の表示状態と基準信号と画素シフト状態とを示すタイミングチャートである。
Next, FIG. 4 shows the display state and reference signal of the
1フレーム周期中の画素位置A,C,B,Dの各フィールドの何れに対しても、表示素子12に供給するフィールドデータを例えば画素位置Aのフィールドデータ(LPFモードにおいては、上述したようにフィールドデータは生成されないために、実際にはフレームメモリ2から読み出したフレームデータとなる)のみとすることにより、画素位置(画素シフト位置)が異なっても表示される画素データは同一である。従って、表示素子12の解像度と同一解像度の画像が表示されることになり(つまり、画素ずらし自体は行われるものの、画素ずらしによる高解像度表示は行われないことになり)、LPFモードの表示となる。
For each of the fields at pixel positions A, C, B, and D in one frame period, the field data supplied to the
この図4に示したような駆動を行う場合には、上述した画素ずらしモードと同様に、1フレームの周波数が30Hzであり、画素ずらしの周波数も30Hz(画素ずらしの1つの画素位置を表示する時間に該当する周波数は120Hz)である。 When driving as shown in FIG. 4 is performed, the frequency of one frame is 30 Hz, and the frequency of pixel shift is 30 Hz (one pixel position of pixel shift is displayed, as in the pixel shift mode described above. The frequency corresponding to time is 120 Hz).
ところで、画素ずらしが行われると、同一の画素データが表示される画素位置が画素ずらしに応じて移動することになるために、画素ずらしレート(この画素ずらしが行われる1周期は、上述したように1フレームの周期と同じ)が低いと画素が細かく揺動しているように観察されてしまう。図5は、表示フレームレートと画素の揺れを許容できる人の割合との関係を示す図表である。 By the way, when the pixel shift is performed, the pixel position where the same pixel data is displayed moves according to the pixel shift. Therefore, the pixel shift rate (one cycle in which this pixel shift is performed is as described above. If the period is the same as the period of one frame, the pixel is observed as if it is finely oscillated. FIG. 5 is a chart showing the relationship between the display frame rate and the percentage of people who can tolerate pixel shaking.
図示のように表示フレームレートが30Hzである場合には画素の揺れを許容できる人の割合は2割に過ぎないが、表示フレームレートが40Hzである場合には7割、表示フレームレートが45Hzである場合には8割、表示フレームレートが60Hzである場合には9割に増加する。このように、出願人は、表示フレームレートを高くする程、つまり画素ずらしの周波数を高くする程、画素の揺れが認知し難くなるという実験結果を得ている。 As shown in the figure, when the display frame rate is 30 Hz, the percentage of people who can tolerate pixel shaking is only 20%. However, when the display frame rate is 40 Hz, the display frame rate is 45 Hz. In some cases, it increases to 80%, and to 90% if the display frame rate is 60 Hz. As described above, the applicant has obtained an experimental result that the higher the display frame rate, that is, the higher the pixel shift frequency, the more difficult it is to perceive pixel shaking.
従って、図4に示したようなLPFモード表示を行うと、画素の揺れを許容できる人の割合が比較的低く(例えば2割)、より高画質なLPFモード表示を行うためには画素ずらしの周波数をより高くすることが望ましい。そこで、より高画質なLPFモード表示を行うための駆動タイミングについて、図6を参照して説明する。 Therefore, when the LPF mode display as shown in FIG. 4 is performed, the percentage of people who can tolerate pixel shaking is relatively low (for example, 20%). It is desirable to increase the frequency. Accordingly, drive timing for performing higher-quality LPF mode display will be described with reference to FIG.
図6は画素ずらしモードの画素ずらしレートよりも高いレートで画素ずらしを行う高品質LPFモードにおける表示素子の表示状態と基準信号と画素シフト状態とを示すタイミングチャートである。 FIG. 6 is a timing chart showing the display state of the display element, the reference signal, and the pixel shift state in the high quality LPF mode in which the pixel shift is performed at a higher rate than the pixel shift rate in the pixel shift mode.
LPFモードでは、表示素子12により1フレームの表示を行うレートと画素ずらし素子13の画素ずらしレートとが同一である必要はない。そこで、画素ずらしによる揺動感を低減するために、画素ずらしレートを1フレームの表示を行うレートよりも早くした例がこの図6に示すものである。
In the LPF mode, the rate at which one frame is displayed by the
この図6に示す例においては、画素ずらし素子13の画素ずらしレートを表示素子12の1フレームの表示を行うレート(つまり、画素ずらしモードにおける画素ずらしレート)の2倍とするとともに、駆動タイミングについては同期するようにしている。
In the example shown in FIG. 6, the pixel shift rate of the
すなわち、1フレーム周期(周波数:30Hz)中に表示素子12に供給するフィールドデータを同一画素位置のフィールドデータ(例えば画素位置Aのフィールドデータ)とするとともに、1フレーム周期において画素ずらしを2周期分(つまり、A→C→B→D→A→C→B→D)行い、かつ画素ずらし素子13の駆動タイミングと表示素子12の駆動タイミングとを同期させている。これにより、画素ずらしレート(画素位置が一巡するレート)は60Hzとなるために、図5を参照すれば分かるように、画素の揺れを許容できる人の割合を大幅に(例えば9割に)増大することができる。なお、表示素子12は表示を切り換える際の応答時間があるために、表示切換時に、上記特開2001−157229号公報に記載されたような画素ずらし方式であれば濃度が変化し、圧電素子等を用いて機械的に振動を発生する画素ずらし方式であれば画素の間が埋まるように変化するが、画素ずらし素子13の駆動タイミングと表示素子12の駆動タイミングとを同期させることにより、特定の画素位置のみの画素濃度が低くなる等のムラを防止する制御を行い易くなる。従って、本実施形態では、LPFモードにおいて、図4に示すような駆動ではなく、この図6に示すような駆動を行うようになっている。
That is, field data supplied to the
そして、図5に示したような実験結果を参照すれば、画素ずらしレートは40Hz程度以上確保する必要があると思われ、実用上は45Hz以上であることが望ましい。もちろん、これに限らず、画素ずらし素子13が高速に画素ずらしを行うことができるタイプのものである場合には、より高い画素ずらしレート(例えば、画素ずらしモードにおける画素ずらしレートの3倍、4倍、5倍、…等のレート)に設定すると良い(ただし、画素ずらし素子13の駆動タイミングと表示素子12の駆動タイミングとを同期させるためには、基本的に、画素ずらしレートは1フレームの表示を行うレート(つまり、画素ずらしモードにおける画素ずらしレート)の2倍以上の整数倍となる)。
Then, referring to the experimental results as shown in FIG. 5, it seems that the pixel shift rate needs to be secured about 40 Hz or more, and it is desirable that it is practically 45 Hz or more. Of course, the present invention is not limited to this, and when the
次に、図7は図1に示したような画像表示装置を適用したデジタルカメラの構成例を示す図である。なお、この図7において、図1に対応する構成には同一の符号を付して適宜説明を省略する。 Next, FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a digital camera to which the image display device as shown in FIG. 1 is applied. In FIG. 7, the components corresponding to those in FIG.
図1に示したような画像表示装置は、画素ずらしにより画像を表示する装置であれば広く適用することができるが、ここではその一適用例としてのデジタルカメラ(デジタルスチルカメラ:DSC)について説明する。 The image display apparatus as shown in FIG. 1 can be widely applied as long as it is an apparatus that displays an image by shifting pixels. Here, a digital camera (digital still camera: DSC) as an application example thereof will be described. To do.
この図7に示す例では、デジタルカメラには画素ずらしの技術が用いられた電子ビューファインダ(EVF:Electronic View Finder)表示部が画素ずらし拡大表示部として設けられており、このEVF表示部によって、必要に応じて高精細な画像表示を行うことができるようになっている。 In the example shown in FIG. 7, an electronic view finder (EVF) display unit using a pixel shifting technique is provided in the digital camera as a pixel shifting enlarged display unit. High-definition image display can be performed as required.
撮像装置としてのこのデジタルカメラは、撮像光学部21と、撮像素子22と、撮像回路23と、A/D変換器24と、フォーカスモータ駆動回路25と、ズームモータ駆動回路26と、絞り駆動回路27と、シャッタ駆動回路28と、画像処理回路31と、圧縮伸張部33と、タイミングジェネレータ35と、表示部36と、表示制御部3と、バックライト11と、表示素子12と、画素ずらし素子13と、接眼光学系20と、着脱メモリ34と、内蔵メモリ32と、不揮発性メモリ37と、電源部6と、操作部38と、システムコントローラ39と、を備えている。
This digital camera as an imaging device includes an imaging optical unit 21, an
ここに、EVF表示部は、表示制御部3と、バックライト11と、表示素子12と、画素ずらし素子13と、接眼光学系20と、を含んでいる。
Here, the EVF display unit includes a
また、システムコントローラ39は、電源状態判断部7と、画素ずらし表示判断部8と、を備えて構成されている。
The
撮像光学部21は、被写体像を撮像素子22に結像するためのものでありズーム光学系として構成された撮像レンズと、この撮像レンズを通過する光束の光量を制御するための絞りと、撮像レンズを通過する光束の通過時間を制御するためのメカニカルシャッタと、撮像レンズに含まれるズームレンズを駆動するためのズームモータと、撮像レンズに含まれるフォーカスレンズを駆動するためのフォーカスモータと、を備えて構成されている。
The imaging optical unit 21 is for imaging a subject image on the
撮像素子22は、撮像光学部21により結像された被写体の光学像を光電変換して、電気信号として出力するものであり、例えばCCDやCMOSとして構成されている。
The
撮像回路23は、撮像素子22を駆動すると共に、撮像素子22から得られた電気信号にアナログの信号処理を施してアナログの画像信号として出力するものである。
The
A/D変換器24は、撮像回路23から出力されたアナログの画像信号を、デジタルの画像信号(映像信号)に変換して出力するものである。
The A /
フォーカスモータ駆動回路25は、撮像光学部21に含まれるフォーカスモータを制御して駆動することにより、撮像レンズのフォーカシングを行うものである。
The focus
ズームモータ駆動回路26は、撮像光学部21に含まれるズームモータを制御して駆動することにより、撮像レンズのズーミングを行うものである。
The zoom
絞り駆動回路27は、撮像光学部21に含まれる絞りを制御して駆動することにより、絞り調整を行うものである。
The
シャッタ駆動回路28は、撮像光学部21に含まれるメカニカルシャッタを制御して駆動することにより、撮像素子22の露光時間(シャッタ時間)を調節するものである。
The shutter drive circuit 28 adjusts the exposure time (shutter time) of the
画像処理回路31は、A/D変換器24から出力され、バスを介して内蔵メモリ32に一旦記憶された画像信号に各種の画像処理を行うためのものである。この画像処理回路31により行われる画像処理としては、例えば画素欠陥補償、撮像素子22が単板である場合には3板化の処理、色バランス処理、RGB信号から輝度−色差信号へのマトリクス変換処理やその逆変換処理、帯域制限等による偽色除去(あるいは偽色低減)処理、γ変換に代表されるような各種の非線型処理、画素数変換処理、などが挙げられる。この画像処理回路31により画像処理された画像信号は、バスを介して内蔵メモリ32に再び記憶されるようになっている。この画像処理回路31は、図1に示した前処理回路1の機能を兼ねるものとなっている。
The
圧縮伸張部33は、画像処理回路31により処理された画像信号を圧縮処理したり、あるいは着脱メモリ34に既に記録されている圧縮された画像信号を伸張処理して内蔵メモリ32に記憶させる処理を行ったりするものである。
The compression /
表示部36は、画像処理回路31により処理された画像を表示したり、あるいはこのデジタルカメラに係る各種の情報を表示したりするためのものであり、例えばデジタルカメラの背面側に配設されたLCD等を含んで構成される表示部となっている。ここに、このデジタルカメラには、この背面LCD等で構成される表示部36と、画素ずらし機能を備えたEVF表示部と、の両方が設けられていて、これらはシステムコントローラ39により制御されるようになっている。すなわち、システムコントローラ39は、例えば表示部36により表示を行うときにはEVF表示部を非表示とする、EVF表示部により表示を行うときには表示部36を非表示とする、表示部36とEVF表示部とを同時に表示する、表示部36とEVF表示部とを両方とも非表示とする、等の表示デバイスの制御を行うようになっている。
The
タイミングジェネレータ35は、図1に示したタイミングコントローラ10に対応しており、このデジタルカメラにおいて用いられる基準となる信号(タイミング信号)を生成するものである。
The
表示制御部3は、システムコントローラ39の制御に基づきEVF表示部の各回路を制御するものであり、図1に示したようにLPFモード制御部5を含む画素ずらし制御部4を備えている。
The
バックライト11、表示素子12、画素ずらし素子13は、図1を参照して説明したようなものである。
The
接眼光学系20は、表示素子12に表示され、画素ずらし素子13を介して射出される画像を、虚像として観察者の目に拡大して投影するもの(つまり、拡大光学系として構成されている)である。
The eyepiece optical system 20 projects an image displayed on the
着脱メモリ34は、メモリカード(例えば、SDカード、xDピクチャーカード、スマートメディア等)や小型ハードディスク等の着脱可能な不揮発性の記録媒体であり、撮像素子22により撮像された画像(静止画像や動画像)、あるいは音声等を記録するためのものである。
The
内蔵メモリ32は、図1に示したフレームメモリ2およびフィールドメモリ9に対応するものであり、高速に動作する揮発性のメモリ、例えばSDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等により構成されていて、上述したように画像処理用のワークエリアとしても使用されるようになっている。
The built-in
不揮発性メモリ37は、フラッシュメモリ等の不揮発性記録媒体として構成されていて、このデジタルカメラの基本制御プログラムや、このデジタルカメラに関する種々のデータ等が記録されたものである。システムコントローラ39は、この不揮発性メモリ37から基本制御プログラムを読み出して実行することにより、デジタルカメラ全体の制御を行うようになっている。
The
電源部6は、電池または外部電源から供給される電力を、このデジタルカメラ内部の各部に安定化して供給するものである。このデジタルカメラは、携帯可能なものであって、通常の携帯時には電池により駆動するようになっているが、ACアダプタ等を接続することにより外部電源から電力の供給を受けて動作することも可能となっている。 The power supply unit 6 stabilizes and supplies power supplied from a battery or an external power supply to each unit in the digital camera. This digital camera is portable and is driven by a battery when it is normally carried, but it can also be operated by supplying power from an external power source by connecting an AC adapter or the like. It has become.
操作部38は、このデジタルカメラの電源のオン/オフを行うための電源スイッチや、このデジタルカメラの動作モードを設定するためのモード切換スイッチ、表示を表示部36により行うかEVF表示部により行うか等を設定するための表示切換スイッチ、動画像を記録するか静止画像を記録するかを設定するための動画/静止画切換スイッチ、撮像動作を指示入力するための2段式のボタンスイッチでなるレリーズボタン、各種の選択操作や移動操作を行うための十字キー等を含んで構成されるものである。
The
システムコントローラ39は、上述した基本制御プログラムに基づいて、このデジタルカメラ全体を統括的に制御するためのものである。
The
次に、このようなデジタルカメラにおいて、画像を撮像するときの動作の概要は、次のようになっている。 Next, in this digital camera, the outline of the operation when capturing an image is as follows.
本撮影に先立って、焦点検出や測光が行われ、その結果に基づいて、撮像光学部21のフォーカス調整が行われ、撮像の露光時間(シャッタ速度)および絞り値が設定されているものとする。 Prior to the actual photographing, focus detection and photometry are performed, and based on the results, focus adjustment of the imaging optical unit 21 is performed, and the exposure time (shutter speed) and aperture value of the imaging are set. .
そして、レリーズボタンの2段目の押圧が行われると、撮像光学部21を介して結像された被写体の光学像が上記露光時間だけ撮像素子22により電気信号に変換され、その後に撮像素子22から読み出されて撮像回路23からアナログ画像信号として出力される。
Then, when the second release button is pressed, the optical image of the subject formed through the imaging optical unit 21 is converted into an electrical signal by the
このアナログ画像信号は、A/D変換器24によりデジタル画像信号に変換されて、一旦、内蔵メモリ32に記憶される。
The analog image signal is converted into a digital image signal by the A /
画像処理回路31は、内蔵メモリ32に一時的に記憶された画像情報に対して、上述したような画像処理を行う。
The
この画像処理回路31により画像処理された画像情報は、圧縮伸張部33により例えばJPEG圧縮(静止画像の場合)やMPEG圧縮(動画像の場合)等がなされて、着脱メモリ34に記録される。
The image information processed by the
また、撮像した画像は、表示部36とEVF表示部との何れにも表示することが可能である。ここに、表示部36に表示する場合には、画像処理回路31により画像処理がなされ、さらに表示部36用に画素数変換が行われた画像情報が、表示部36に表示される。また、EVF表示部に表示する場合には、画像処理回路31により画像処理がなされて内蔵メモリ32に一時的に記憶されている画像が、表示制御部3により画素数変換されてフレームメモリおよびフィールドメモリとして機能する内蔵メモリ32に記憶され、さらに表示素子12に表示される。このときには、バックライト11が駆動されるとともに、画素ずらし素子13も必要に応じて駆動され、EVF表示部による表示が行われる。
The captured image can be displayed on either the
なお、静止画像を撮像する前に表示部36またはEVF表示部により構図の確認等を行う場合には、これらの何れか一方または両方はファインダとして利用されてフレーム画像が表示されることになる。このような表示をライブビューと呼ぶ。
Note that when the composition is confirmed by the
一方、着脱メモリ34に既に記録されている画像を表示する場合には、着脱メモリ34から圧縮されている画像情報を読み出して圧縮伸張部33により伸張し、伸張後の画像情報を内蔵メモリ32に一時的に記憶する。次に、伸張した画像情報に、例えば画像処理回路31により所定の画像処理を施した後に、処理後の画像を撮影時と同様に表示部36またはEVF表示部に表示する。
On the other hand, when an image already recorded in the
システムコントローラ39は、不揮発性メモリ37からデジタルカメラの基本制御プログラムを読み出して、上述したような処理を含むこのデジタルカメラ全体の制御を行うようになっている。また、システムコントローラ39は、操作部38からの入力を受け付けて、基本制御プログラムに基づき、その入力に応じた制御を行うようになっている。さらに、システムコントローラ39は、基本制御プログラムに基づき、電源状態判断部7によって電源部6の状態を把握し、電源部6を制御して全体の電源管理も行うようになっている。このシステムコントローラ39が行う電源管理には、上述したようなEVF表示部の画素ずらしモードを入力される映像信号の解像度や電源状態に基づいて切り換える処理も含まれている。加えて、システムコントローラ39は、フォーカスモータ駆動回路25を介したフォーカス調整、ズームモータ駆動回路26を介したズーム調整、絞り駆動回路27を介した絞り調整、シャッタ駆動回路28を介したシャッタ駆動なども行うようになっている。
The
ところで、撮像素子22は、近年、画素数が増加する傾向にあり、1000万画素を超える撮像素子も広く用いられるようになってきている。これに対して、表示素子12の画素数は、撮像素子22の画素数よりも少ないことが多い。
By the way, in recent years, the number of pixels of the
さらに、ライブビューを行うときに撮像素子22の全画素の画素データを用いると、撮像素子22からの読み出しやその後の画像処理に要する時間が長くなり、かつ処理画素数が多いために消費電力量が多くなることになる。これらの内の時間が長くなることは、リアルタイム性や時間分解能が要求されるライブビューには不利であるし、消費電力が大きくなることは電池等で駆動されることが多いデジタルカメラ等には不利である。
Furthermore, if pixel data of all the pixels of the
そこで、ライブビュー時には、撮像素子22から間引きされた画素数の画像を読み出すことにより、特に表示のフレームレートを上げて時間分解能を向上するようにしている。この間引き読み出し時には、フレームレートに応じた間引きを行う(フレームレートが高い場合には読み出す画素数を少なくする)ことにより、単位時間当たりに扱う信号量を所定範囲内に保って、画像処理回路31の処理負荷が過剰にならないようにしている。
Therefore, during live view, an image of the number of pixels thinned out from the
また、被写体の輝度が低い場合には、画素加算読み出しを行うことがあり得るが、このときにも被写体に応じた加算を行う(被写体が暗い場合には加算する画素数を多くする(つまり、読み出す画素数は少なくなる))ことが考えられる。 In addition, when the luminance of the subject is low, pixel addition reading may be performed, but also at this time, addition according to the subject is performed (when the subject is dark, the number of pixels to be added is increased (that is, It is conceivable that the number of pixels to be read decreases)).
従って、場合によっては、撮像素子22から間引きして(あるいは画素加算して)読み出されるライブビュー画像の画素数は、表示素子12の画素数以下となる場合もあり得る。このような、表示素子12の画素数以下の画素数の画像が撮像素子22から出力されてきた場合に、画素ずらし表示判断部8は、画素ずらし制御部4内のLPFモード制御部5へ図6に示したようなLPFモードにより表示を行うべきである旨の信号を出力することにより、制御することになる(つまり、この図7に示すデジタルカメラの場合には、画素ずらし表示判断部8が行う判断は、外部から入力される映像信号に基づいて行うのではなく、撮像素子22からの信号に基づいて行われることになる)。
Accordingly, in some cases, the number of pixels of the live view image read out by thinning out (or adding pixels) from the
なお、上述では、入力される映像信号の解像度や電源部6の電圧等に応じて画素ずらしモードで駆動するかまたはLPFモードで駆動するかを決定したが、これらに限らず、例えば画像表示装置内の温度を検出して、温度が所定値よりも高い場合には画像処理回路31や画素ずらし制御部4による発熱量を低下させるために、入力される映像信号の解像度に関わらずLPFモードで駆動するなどを行うようにしても良い。このように、画素ずらしモードで駆動するかLPFモードで駆動するかを決定するための要因としては、上述に限るものではなく、広く採用することが可能である。
In the above description, whether to drive in the pixel shift mode or the LPF mode is determined in accordance with the resolution of the input video signal, the voltage of the power supply unit 6, and the like. In order to reduce the amount of heat generated by the
また、上述では、画像表示装置が備える表示モードとして、画素ずらしモードとローパスフィルタモードとのみを記載しているが、その他の表示モードをさらに備えて、これらの表示モードの中から適宜の表示モードを選択するようにしても構わない。加えて、画素ずらしモードも1つに限るものではなく、複数の画素ずらしモードを備えて選択することができるようにしても良い。 In the above description, only the pixel shift mode and the low-pass filter mode are described as the display modes provided in the image display device. However, the display modes further include other display modes and appropriate display modes are selected from these display modes. May be selected. In addition, the pixel shift mode is not limited to one, and a plurality of pixel shift modes may be selected and selected.
このような実施形態1によれば、画素ずらしモードのときよりもLPFモードのときの画素ずらしレートを高くするようにしたために、画素ずらしによる画素の揺動を観察し難くすることができ、より高品質な表示を行うことが可能となる。 According to the first embodiment, since the pixel shift rate in the LPF mode is higher than that in the pixel shift mode, it is possible to make it difficult to observe the fluctuation of the pixel due to the pixel shift. High-quality display can be performed.
そして、LPFモードにより駆動を行うときには、画素ずらし用(つまり、画素ずらしの各画素位置用)のフィールド画像を生成する必要がないために、低消費電力化を図ることも可能となり、電池駆動時の動作時間を延長し、機器の発熱を抑制することが可能となる。 Further, when driving in the LPF mode, it is not necessary to generate a field image for pixel shifting (that is, for each pixel position for pixel shifting), so that it is possible to reduce power consumption. It is possible to extend the operation time of the device and suppress the heat generation of the device.
そして、画素ずらし素子13の駆動タイミングと表示素子12の駆動タイミングとを同期させるようにしたために、特定の画素ずらし位置における画素濃度のムラを防止する制御を行うことが可能となる
[実施形態2]
図8および図9は本発明の実施形態2を示したものであり、図8は画像表示装置の構成を示すブロック図、図9は画素ずらしモードの画素ずらしレートよりも高いレートで画素ずらしを行う高品質LPFモードにおける表示素子の表示状態と基準信号と画素シフト状態とを示すタイミングチャートである。
Since the drive timing of the
8 and 9
この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。 In the second embodiment, parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted, and only differences are mainly described.
上述した実施形態1では、画素ずらし素子13の画素ずらしレートを表示素子12が1フレームを表示するレート(つまり、画素ずらしモードにおける画素ずらしレート)の2倍以上の整数倍としていたが、画素ずらし素子13として用いるデバイスの種類によっては2倍以上の駆動レートを確保することができないもの(画素ずらし素子13の上限駆動レートが、表示素子12が1フレームを表示するレートの1倍よりも大きく2倍未満であるもの)もあり得る。本実施形態は、このような画素ずらし素子13であっても(ただし、2倍以上の駆動レートを実現可能な画素ずらし素子13であっても本実施形態を適用することは可能である)、より高品質なLPF表示を行い得るようにするものとなっている。
In the first embodiment described above, the pixel shift rate of the
本実施形態の画像表示装置は、図1に示した構成に対して、LPFモード駆動部14を追加したものとなっている。ここに、LPFモード制御部5は、LPFモード駆動部14を介して画素ずらし素子13へ接続されている。
The image display apparatus of the present embodiment is obtained by adding an LPF
このLPFモード駆動部14は、表示素子12の駆動タイミングとは独立したタイミングで、かつ表示素子12のレートとは独立したレートで、画素ずらし素子13を駆動するためのものである。従って、LPFモード駆動部14は、例えばタイミングコントローラ10とは別個にクロックを発生する機能を備えていても良い。
The LPF
次に、本実施形態における駆動タイミングについて、図9を参照して説明する。 Next, drive timing in the present embodiment will be described with reference to FIG.
この図9に示す例においては、画素ずらしレートを1フレームを表示するレート(つまり、画素ずらしモードにおける画素ずらしレート)の1.5倍とするとともに、タイミングについては非同期としている(すなわち、画素ずらしモードにおける高解像度時には、1フレームを表示するレートと画素ずらしレートとが一致する必要があると共に、タイミングも同期する必要があったが、LPFモードにおいては何れも必須ではないためにこのような駆動が可能となっている)。 In the example shown in FIG. 9, the pixel shift rate is set to 1.5 times the frame display rate (that is, the pixel shift rate in the pixel shift mode), and the timing is asynchronous (that is, the pixel shift rate). At the time of high resolution in the mode, the rate for displaying one frame must match the pixel shift rate, and the timing needs to be synchronized. Is possible).
すなわち、1フレーム周期(周波数:30Hz)中に表示素子12に供給するフィールドデータを同一画素位置のフィールドデータ(例えば画素位置Aのフィールドデータ)とすることは上述した実施形態1の図6と同様であるが、この1フレーム周期において画素ずらしを1.5周期分(つまり、A→C→B→D→A→C)行い、かつ画素ずらし素子13の駆動タイミングと表示素子12の駆動タイミングとを非同期としている。このような制御は、LPFモード時には、表示素子12の駆動とは独立して、LPFモード駆動部14により画素ずらし素子13を駆動することにより実現される(ただし、画素ずらしモード時には、上述した実施形態1と同様に、LPFモード駆動部14を介することなく画素ずらし素子13が駆動され、画素ずらし素子13の駆動タイミングは表示素子12の駆動タイミングと同期される)。
That is, the field data supplied to the
そして、この図9に示す場合であっても、画素ずらしレート(画素位置が一巡するレート)は45Hzであるために、図5を参照すれば分かるように、画素の揺れを許容できる人の割合を比較的(例えば8割に)増大することができる。ここに、LPFモード駆動部14により駆動される画素ずらし素子13の画素ずらしレートは、例えば、画素ずらし素子13により実現可能な上限の駆動レートとなっている(ただし、上限の駆動レートであるに限るものではなく、画素の揺動感を感じない程度の画素ずらしレートが確保できれば足りる(逆に言えば、上限の駆動レートが画素の揺動感を感じない程度のレートであるような画素ずらし素子13を用いることが望ましい))。
Even in the case shown in FIG. 9, since the pixel shift rate (rate at which the pixel position makes a round) is 45 Hz, as can be seen with reference to FIG. Can be increased relatively (for example, to 80%). Here, the pixel shifting rate of the
このような実施形態2によれば、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏するとともに、LPFモードにおいて、表示素子12の駆動周波数とは独立に、かつ画素ずらしモードにおける画素ずらし素子13の駆動周波数よりも大きい駆動周波数によってこの画素ずらし素子13を駆動するようにしたために、画素ずらしによる画素の揺動感を低減して、高画質な画像の表示を行うことができる。
According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above are obtained, and in the LPF mode, the
そして、画素ずらし素子13により実現し得る上限の駆動周波数によってこの画素ずらし素子13を駆動する場合には、画素ずらしによる画素の揺動感を可能な限り低減して、より高画質な画像の表示を行うことができる。
When the
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, you may delete a some component from all the components shown by embodiment. Furthermore, the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined. Thus, it goes without saying that various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the invention.
1…前処理回路
2…フレームメモリ
3…表示制御部
4…画素ずらし制御部
5…LPFモード制御部
6…電源部
7…電源状態判断部
8…画素ずらし表示判断部
9…フィールドメモリ
10…タイミングコントローラ
11…バックライト
12…表示素子
13…画素ずらし素子
14…LPFモード駆動部
20…接眼光学系
21…撮像光学部
22…撮像素子
23…撮像回路
24…A/D変換器
25…フォーカスモータ駆動回路
26…ズームモータ駆動回路
27…絞り駆動回路
28…シャッタ駆動回路
31…画像処理回路
32…内蔵メモリ
33…圧縮伸張部
34…着脱メモリ
35…タイミングジェネレータ
36…表示部
37…不揮発性メモリ
38…操作部
39…システムコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
上記画素ずらし素子が画素ずらしを行うタイミングに同期して、上記表示素子に表示する画像を異なる空間的位置に対応する異なる画像とすることにより、該表示素子が備える画素数の複数倍の画素数の高精細表示を行う画素ずらしモードと、上記画素ずらし素子が画素ずらしを行う1周期以上の期間に上記表示素子に表示する画像を同一の画像とするローパスフィルタモードと、を含む複数の表示モードの内の何れかにより、上記画素ずらし拡大表示部を制御する表示制御部と、
を備え、
上記表示制御部は、上記ローパスフィルタモードにおける画素ずらし周波数が、上記画素ずらしモードにおける画素ずらし周波数よりも高い周波数となるように、上記画素ずらし拡大表示部を制御するものであることを特徴とする画像表示装置。 A display element, a pixel shift element that shifts the spatial position of an image displayed on the display element periodically at a predetermined pixel shift frequency, and a pixel shift element that is displayed on the display element and passes through the pixel shift element An enlarged optical system for enlarging an image, and a pixel-shift enlarged display unit including:
In synchronization with the timing at which the pixel shifting element performs pixel shifting, the image displayed on the display element is set to a different image corresponding to a different spatial position, so that the number of pixels is a multiple of the number of pixels included in the display element. A plurality of display modes including a pixel shift mode for performing high-definition display and a low-pass filter mode in which an image displayed on the display element is the same image in a period of one cycle or more in which the pixel shift element performs pixel shift A display control unit for controlling the pixel-shifted enlarged display unit by any one of
With
The display control unit controls the pixel shift enlargement display unit so that a pixel shift frequency in the low-pass filter mode is higher than a pixel shift frequency in the pixel shift mode. Image display device.
上記表示制御部は、上記画素ずらし表示判断部の判定結果に基づいて表示モードを設定し、上記画素ずらし拡大表示部を制御するものであることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の画像表示装置。 The resolution of the video signal is compared with the resolution of the display element. When the resolution of the video signal is less than or equal to the resolution of the display element, it is determined that the low-pass filter mode should be set. A pixel shift display determination unit for performing determination that the pixel shift mode should be set when the resolution of the display element is higher,
5. The display control unit according to claim 1, wherein the display control unit sets a display mode based on a determination result of the pixel shift display determination unit and controls the pixel shift enlarged display unit. The image display device according to claim 1.
この電源部が外部電源と電池との何れを電源としているかを判定すると共に、電池を電源としていると判定したときにはさらに電池の残量が所定量以上であるか否かを判定する電源状態判断部と、
をさらに具備し、
上記画素ずらし表示判断部は、上記電源状態判断部による判定結果が、電池を電源としかつ電池の残量が所定量未満であるとするものである場合には、映像信号の解像度が上記表示素子の解像度よりも高い場合であっても、上記ローパスフィルタモードに設定すべきである判定を行うものであることを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。 A power supply unit capable of using an external power supply and a battery as a power supply;
A power supply state determination unit that determines whether the power supply unit uses an external power supply or a battery, and further determines whether or not the remaining amount of the battery is a predetermined amount or more when it is determined that the battery is the power supply When,
Further comprising
When the determination result by the power supply state determination unit is that the battery is a power source and the remaining amount of the battery is less than a predetermined amount, the pixel shift display determination unit has a video signal resolution of the display element The image display device according to claim 5, wherein the determination is made that the low-pass filter mode should be set even when the resolution is higher than the resolution of the image display device.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011203460A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-13 | Seiko Epson Corp | Image display apparatus and image display method |
| KR20120014421A (en) * | 2010-08-09 | 2012-02-17 | 엘지디스플레이 주식회사 | LCD and its driving method |
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| KR101683469B1 (en) * | 2010-08-09 | 2016-12-07 | 엘지디스플레이 주식회사 | liquid crystal display device and method of driving the same |
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