專利名稱：圖像顯示裝置及液晶面板的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用液晶面板顯示靜止圖像和運(yùn)動圖像的圖像顯示裝置及該液晶面板的驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
目前，采用了液晶面板的圖像顯示裝置不僅取代CRT(Cathode-RayTube，陰極射線管)成為個人計算機(jī)的顯示器的主流，還用作為電視的顯示裝置和投影型顯示裝置(液晶投影儀)。
圖像顯示裝置顯示灰度的原理利用了與施加到各像素上的電壓電平相對應(yīng)的光透過率變化，但由于光透過率相對于施加電壓實際地變化的響應(yīng)速度較慢，因此特別是在顯示動圖像時，產(chǎn)生所謂“拖尾”或“模糊”的像質(zhì)劣化。
例如，在美國和日本等通常使用的NTSC(National TelevisionStandards Committee，國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會)的模擬電視方式的顏色規(guī)格中，每秒必須顯示29.97幀的畫面。即，1幀的顯示時間約為33msec。然而已知的是在典型的有源矩陣型液晶面板中，通常的響應(yīng)時間約為20～30msec，從而不是簡單地對液晶面板的各像素以要顯示的定時提供驅(qū)動信號(電壓)就能得到期望的透過率。
作為防止這種由于響應(yīng)特性引起的運(yùn)動圖像顯示質(zhì)量的劣化的方法，提出了利用液晶材料一般所具有的所謂“施加電壓的變化程度越大，響應(yīng)速度也越大”的性質(zhì)的方法(參照專利文獻(xiàn)1～3)。
專利文獻(xiàn)1日本特許第2650479號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2001-331154號公報專利文獻(xiàn)3日本特開2004-246118號公報專利文獻(xiàn)1中的方法，預(yù)先根據(jù)使施加電壓和響應(yīng)時間關(guān)聯(lián)起來的數(shù)學(xué)式求出透過率的變動曲線，并且將該變動曲線存儲到數(shù)據(jù)表中，通過在修正器中參照由該變動曲線得出的修正值，對電壓進(jìn)行修正以能與所要求的透過率相對應(yīng)。
但是，在該方法中，由多個段(大于等于連續(xù)的3個段)預(yù)測透過率的變動曲線，并根據(jù)該預(yù)測進(jìn)行修正，因此針對每個像素在表中保存預(yù)測所需的多個段的變動曲線。因此，為進(jìn)行精密的控制，需要大量ROM(Read Only Memory，只讀存儲器)等的存儲單元。并且，當(dāng)要應(yīng)對各種修正模式時，需要準(zhǔn)備相應(yīng)的表。
專利文獻(xiàn)2的方法為解決上述問題而提出，是根據(jù)與前1幀圖像信號的差分來選擇修正量而進(jìn)行加法運(yùn)算或乘法運(yùn)算的方法。
但是，在該方法中，由于僅利用了1幀的信息，所以出現(xiàn)了如有時出現(xiàn)噪聲那樣的不良影響、無法得到充分的修正效果的無法可靠地防止圖像劣化的情況。
在專利文獻(xiàn)3中提出了改進(jìn)專利文獻(xiàn)2的缺點的方案，但這也是僅利用當(dāng)前的視頻信號和前1幀的視頻信號來進(jìn)行修正的方法，在原理上存在無法得到充分的修正效果的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供即使在采用響應(yīng)速度較慢的液晶面板的情況下也不引起像質(zhì)劣化而能夠更清晰地顯示圖像的圖像顯示裝置及液晶面板的驅(qū)動方法。
本發(fā)明的圖像顯示裝置采用液晶面板顯示圖像(包括靜止圖像和運(yùn)動圖像)，其特征在于，具有光源；光透過單元，其僅在圖像的幀周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)，針對像素透過來自光源的光；驅(qū)動信號生成單元，其生成用于使所述液晶面板的每個像素的透過率周期性振動的驅(qū)動信號；以及相位控制單元，其根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)，控制所述驅(qū)動信號的相位。
根據(jù)這種形式的本發(fā)明，由驅(qū)動信號生成單元和相位控制單元，以伴有PM(Phase Modulation，相位調(diào)制)調(diào)制的驅(qū)動信號驅(qū)動液晶面板，還改變周期性振動而變化的透過率的相位，在幀周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)針對透過的光改變透過率，顯示灰度。因此，可以與液晶面板的響應(yīng)特性無關(guān)地進(jìn)行灰度顯示，可以防止由各像素的時間響應(yīng)引起的“拖尾”或“模糊”等的質(zhì)量劣化的產(chǎn)生。并且，由光透過單元使光間斷地透過液晶面板，因此不會有現(xiàn)有的持續(xù)顯示方式所引起的余像感，可得到更清晰而美觀的影像。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，所述驅(qū)動信號生成單元優(yōu)選為通過交替輸出電壓電平不同的驅(qū)動信號來使透過率振動，并由此可靠地進(jìn)行透過率的振動，并且可以容易地通過一般的矩形波的組合來進(jìn)行相位控制。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選為設(shè)置修正驅(qū)動信號以使各像素的透過率的時間變化一致的修正單元。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，由于修正單元根據(jù)像素的特性修正驅(qū)動信號，因此在所有像素中以一致的時間變化和振幅進(jìn)行透過率的振動，從而抑制了像素之間的灰度偏差，消除了顯示不勻。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選為所述光源是固體光源，所述光透過單元是周期性地開關(guān)該固體光源的驅(qū)動電路，或者所述光源是氣體發(fā)光光源，所述光透過單元是周期性地遮擋來自該氣體發(fā)光光源的光的遮光單元，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠僅在幀周期的規(guī)定時間內(nèi)，使光可靠地透過液晶面板。
另外，在本發(fā)明中，作為固體光源，恰當(dāng)?shù)夭捎昧薒ED(LightEmitting Diode，發(fā)光二極管)，而作為氣體發(fā)光光源，恰當(dāng)?shù)夭捎昧私饘冫u化物燈、鹵素?zé)?、高壓汞燈等?br> 并且，作為遮光單元，恰當(dāng)?shù)夭捎昧嗽趫A片狀轉(zhuǎn)子的圓周上以等間隔設(shè)置多個透過縫的旋轉(zhuǎn)遮光片，或者光柵軸相互對齊或以預(yù)定角度交叉而重疊的多個偏振片。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，設(shè)置了在所述幀周期內(nèi)在所述液晶面板的全域中對光透過區(qū)域進(jìn)行掃描的光偏轉(zhuǎn)單元，作為所述光透過單元也可以僅在幀周期的規(guī)定時間內(nèi)針對處在光透過區(qū)域的像素使光透過。
在這種情況下，可利用光的區(qū)域照射進(jìn)行圖像顯示。
并且，特別是為了進(jìn)一步提高光的利用效率，所述光偏轉(zhuǎn)單元優(yōu)選為多角鏡。
在本發(fā)明的圖像顯示裝置中，優(yōu)選為配備會聚來自所述光源的光而照射到所述光偏轉(zhuǎn)單元上的聚光單元，提高來自光源的光的利用效率。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，其特征在于，驅(qū)動液晶面板的驅(qū)動裝置進(jìn)行僅在圖像的幀周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)使來自光源的光針對像素透過的步驟；生成用于使所述液晶面板的每個像素的透過率周期性地振動的驅(qū)動信號的步驟；以及根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)控制所述驅(qū)動信號的相位的步驟。
這樣的本發(fā)明為驅(qū)動上述的圖像顯示裝置的液晶面板的方法，可以得到與在圖像顯示裝置中說明的作用效果相同的作用效果。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，在當(dāng)前的幀周期內(nèi)的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且也在振動的上升沿進(jìn)行下一個幀周期的光透過。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，可以在下一個幀周期中，將較大的透過率變更為較小的透過率。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，在當(dāng)前的幀周期中的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的下降沿進(jìn)行下一個幀周期中的光透過。
根據(jù)這樣的本發(fā)明，可以在下一個幀周期中將較小的透過率變更為較大的透過率，且可以根據(jù)當(dāng)前的幀周期中的相位狀態(tài)和下一個幀周期中的相位的延遲程度，在下一個幀周期中將較大的透過率變更為較小的透過率。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，在當(dāng)前的幀周期中的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的上升沿進(jìn)行下一個幀周期中的光透過。
在這樣的本發(fā)明中，也可以在下一個幀周期中將較大的透過率變更為較小的透過率，且可以根據(jù)當(dāng)前的幀周期中的相位狀態(tài)和下一個幀周期中的相位的延遲程度，在下一個幀周期中將較小的透過率變更為較大的透過率。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，在當(dāng)前的幀周期中的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的下降沿進(jìn)行下一個幀周期中的光透過。
在這樣的本發(fā)明中，可以相反地在下一個幀周期中將較小的透過率變更為較大的透過率。
在本發(fā)明的液晶面板的驅(qū)動方法中，也可以根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)改變光的透過光量，由此可以擴(kuò)大灰度范圍。
這里，為了調(diào)節(jié)光量，可以考慮變更幀周期中的光的透過期間和/或光的亮度。


圖1為表示本發(fā)明第1實施方式的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2為表示第1實施方式的圖像顯示裝置的主要構(gòu)成部分的方框圖。
圖3為示意性表示圖像顯示裝置的要部的平面圖。
圖4為用于說明灰度顯示的原理的時序圖。
圖5為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位延遲來說明灰度變化的時序圖。
圖6為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位反轉(zhuǎn)來說明灰度變化的時序圖。
圖7為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位延遲來說明灰度向更暗的灰度變化的時序圖。
圖8為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位反轉(zhuǎn)來說明灰度向更亮的灰度變化的時序圖。
圖9為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位反轉(zhuǎn)來說明灰度向更暗的灰度變化的時序圖。
圖10為用于根據(jù)驅(qū)動信號的相位延遲來說明灰度向更亮的灰度變化的時序圖。
圖11為表示改變灰度時的流程的流程圖。
圖12為表示本發(fā)明第2實施方式的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖13為示意性表示第2實施方式的圖像顯示裝置的要部的平面圖。
圖14為表示本發(fā)明的第3實施方式的圖像顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)

本發(fā)明的各實施方式。另外，在后述的第2、第3實施方式中，對于與將要說明的第1實施方式相同或具有相同功能的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同標(biāo)號，在第2、第3實施方式中省略或簡化這些說明。
(第1實施方式)圖1為表示作為本發(fā)明第1實施方式的圖像顯示裝置的液晶投影儀1的概略結(jié)構(gòu)的方框圖，圖2為表示液晶投影儀1的主要構(gòu)成部分的方框圖，圖3為示意性表示液晶投影儀1的要部的平面圖。
在圖1和圖3中，液晶投影儀1是根據(jù)靜止圖像或運(yùn)動圖像的圖像信號對從作為固體光源的LED 2(2R，2G，2B)射出的光束進(jìn)行調(diào)制而形成光學(xué)像，并將所形成的光學(xué)像放大投影到屏幕100上的裝置，是具有3個偏光變換裝置3(3R，3G，3B)、3個電光裝置4(4R，4G，4B)、交叉分色棱鏡5、投射鏡6、驅(qū)動裝置7的3片式裝置。
LED 2由作為光透過單元的LED驅(qū)動電路21驅(qū)動，由此進(jìn)行反復(fù)點亮和關(guān)燈的閃爍，向偏光變換裝置3射出光束。從LED 2R射出紅色光，從LED 2G射出綠色光，從LED 2B射出藍(lán)色光。這種LED 2由在Si基板上排列了多個的固體發(fā)光元件即LED元件構(gòu)成。LED驅(qū)動電路21根據(jù)來自后述的驅(qū)動裝置7的控制信號向LED元件施加驅(qū)動電壓。
偏光變換裝置3由對應(yīng)于從LED 2射出的各色光的3個偏光變換裝置3R、3G、3B構(gòu)成，把從LED 2射出的各色光的偏振方向?qū)R為大致一個方向的線偏振光。在本實施方式中，偏光變換裝置3R、3B把從LED 2R和LED 2B射出的紅色和藍(lán)色光對齊為P偏振光束后射出，偏光變換裝置3G把從LED 2G射出的綠色光對齊為S偏振光束后射出。
電光裝置4由對應(yīng)于偏光變換裝置3R、3G、3B射出的各色光的3個電光裝置4R、4G、4B構(gòu)成，在后述的驅(qū)動裝置7的控制驅(qū)動下，根據(jù)輸入的圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)改變從偏光變換裝置3R、3G、3B射出的光束的光透過率，并對入射的色光進(jìn)行調(diào)制而形成光學(xué)像。這種電光裝置4具有3個入射側(cè)偏振片41R、41G、41B、3個液晶面板42R、42G、42B、以及3個射出側(cè)偏振片43R、43G、43B。
在電光裝置4中省略了對于液晶面板42R、42G、42B具體的圖示，液晶面板42R、42G、42B是在一對透明的玻璃基板之間密閉封入作為電光物質(zhì)的液晶的結(jié)構(gòu)，按照由驅(qū)動裝置7提供的驅(qū)動信號針對每個像素控制液晶的取向狀態(tài)即透過率，對從入射側(cè)偏振片41R、41G、41B射出的偏振光束的偏振方向進(jìn)行控制。
交叉分色棱鏡5為合成對來自各電光裝置4R、4G、4B的各個色光進(jìn)行調(diào)制得到的光學(xué)像而形成彩色圖像的光學(xué)元件。該交叉分色棱鏡5為4個直角棱鏡51粘合而成的平面視圖中的大致正方形狀，在粘合直角棱鏡51的界面上形成了電介質(zhì)多層膜52A、52B。
投射鏡6為將交叉分色棱鏡5所形成的彩色圖像放大投影到屏幕100上的部件，構(gòu)成為由多個透鏡組合而成的透鏡組，收容于鏡筒內(nèi)。
驅(qū)動裝置7構(gòu)成為向所述液晶面板42R、42G、42B施加驅(qū)動信號。如圖4所示，驅(qū)動信號作為V1和V2的電壓電平不同的2種矩形波而連續(xù)地輸出。這些電壓電平V1和V2的值基本上與圖像信號的灰度數(shù)據(jù)無關(guān)，并不隨灰度數(shù)據(jù)而變化。
即，圖4中的表示透過率的變化的曲線可謂表示常黑(Normal Black)液晶的針對驅(qū)動信號的響應(yīng)特性的曲線，通過連續(xù)施加電壓電平V1、V2的驅(qū)動信號，利用其響應(yīng)特性而使透過率周期性地振動。此時，在驅(qū)動信號的輸出周期與幀周期同步的情況下，電壓電平V1、V2的值設(shè)定為其幀周期與透過率的振動周期(也就是在max(最大值)和min(最小值)之間振動時的周期)一致。
并且，如圖4所示，本實施方式中的顯示灰度的原理是，在周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)點亮LED 2(光控制)，并以其點亮?xí)r刻的透過率顯示灰度。圖中的網(wǎng)格部分為未進(jìn)行光透過的時間(在其他附圖中也一樣)。因此，通過改變驅(qū)動信號的相位也改變了透過率的振動周期的相位，從而改變了LED 2點亮?xí)r的透過率，由此可以實現(xiàn)其他灰度的顯示。但是，在本實施方式中，由于針對驅(qū)動信號的響應(yīng)特性的緣故，只有通過使驅(qū)動信號的輸出周期的相位延遲，才能使透過率的振動周期的相位延遲而改變透過率。
例如，在圖5中示出了通過使驅(qū)動信號的輸出周期的相位延遲φ來使透過率的相位也同樣地延遲φ的情況。由此，在下一幀周期內(nèi)，透過率要比當(dāng)前幀周期延遲地上升，因此如果在各幀周期內(nèi)點亮LED 2的定時T相同，就如圖中縱箭頭所示，下一幀周期的透過率減小，可以顯示更暗的灰度。
另外，用于使驅(qū)動信號的輸出周期延遲的電壓電平V3稍低于電壓電平V1，這是因為由于更大的電壓電平V1會使透過率響應(yīng)過度。即，如果以電壓電平V1的狀態(tài)使位相延遲，則透過率會超過max值而無法穩(wěn)定于max值。
并且，在圖6中示出了使透過率的振動周期的相位反轉(zhuǎn)的情況?？梢酝ㄟ^使驅(qū)動信號的輸出周期的相位進(jìn)一步延遲來實現(xiàn)相位的反轉(zhuǎn)。由此，例如，與在當(dāng)前的幀周期內(nèi)利用透過率上升沿部分顯示灰度的情況相對，在下一幀周期內(nèi)可以利用下降沿部分顯示灰度。而且，在圖6的情況下示出相位的延遲程度較大，在下一幀周期內(nèi)可以進(jìn)一步減小透過率，從而顯示更暗的灰度。
然而，在圖5、圖6中對于使相位延遲而進(jìn)一步減小透過率，以更暗的灰度進(jìn)行顯示的情況進(jìn)行了說明，但當(dāng)然也有進(jìn)一步增大透過率而變得更亮的情況。并且，還考慮了即使在當(dāng)前的幀周期內(nèi)也利用透過率的下降沿部分進(jìn)行光透過而顯示灰度的情況。因此，為了改變相位而實現(xiàn)任意的透過率即灰度，可以總結(jié)出以下的各種情況。
(1)在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，下一幀周期的光透過也在上升沿進(jìn)行。
(2)在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，在下降沿進(jìn)行下一幀周期的光透過。
(3)在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，在上升沿進(jìn)行下一幀周期的光透過。
(4)在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，下一幀周期的光透過也在下降沿進(jìn)行。
在圖7中示出了(1)的情況。圖7中的相位的延遲程度與圖5所示的情況大致相同。由該圖可知，在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，下一幀周期內(nèi)的光透過也在上升沿進(jìn)行，像圖5中也說明過的那樣，可使下一幀中的透過率小于當(dāng)前幀的情況，能以更暗的灰度進(jìn)行顯示。
在圖8中示出了(2)的情況。根據(jù)該圖，在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，為了在下降沿進(jìn)行下一幀周期的光透過，應(yīng)進(jìn)一步增大相位的延遲程度而使相位反轉(zhuǎn)，由此可使下一幀周期的透過率大于當(dāng)前幀周期的情況，能以更亮的灰度進(jìn)行顯示。
并且，根據(jù)當(dāng)前幀周期的相位狀態(tài)和下一幀周期的相位延遲程度，如圖6所示，可使下一幀周期的透過率小于當(dāng)前幀周期，能以更暗的灰度進(jìn)行顯示。但是，如所述(1)中所述，由于可以通過使相位稍有延遲而使透過率由大變小，所以該(2)優(yōu)選為專門用于要將透過率由小變大的情況。
在圖9中示出了(3)的情況。根據(jù)該圖，在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，為了在上升沿進(jìn)行下一幀周期的光透過，應(yīng)在電壓電平V2側(cè)使相位延遲，并且稍稍增大相位的延遲程度而使相位反轉(zhuǎn)，由此可以使下一幀周期的透過率小于當(dāng)前幀周期，能以更暗的灰度進(jìn)行顯示。
并且，雖然省略了圖示，但根據(jù)當(dāng)前幀周期的相位狀態(tài)和下一幀周期的相位延遲程度，可以使下一幀周期的透過率大于當(dāng)前幀周期，能以更亮的灰度進(jìn)行顯示。但是，如后述(4)中所述，由于可以通過使相位稍有延遲而使透過率由小變大，所以該(3)優(yōu)選為專門用于使透過率由大變小的情況。
另外，用于使驅(qū)動信號的輸出周期延遲的電壓電平V4稍高于電壓電平V2，但這是因為更小的電壓電平V2會使透過率響應(yīng)過度。即，如果以電壓電平V2的狀態(tài)使位相延遲，則透過率會低于min值，從而無法穩(wěn)定于min值。
在圖10中示出了(4)的情況。根據(jù)該圖，在當(dāng)前幀周期的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，為了下一幀周期的光透過也在下降沿進(jìn)行，應(yīng)使相位稍有延遲，由此可以使下一幀周期的透過率大于當(dāng)前幀周期，能以更亮的灰度進(jìn)行顯示。
利用驅(qū)動裝置7來進(jìn)行上述驅(qū)動信號的相位控制。下面，根據(jù)圖2中的方框圖來對驅(qū)動裝置7的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
驅(qū)動裝置7構(gòu)成為具有除了圖1所示的生成LED驅(qū)動電路21的控制信號的部分和控制液晶面板42R、42G、42B的部分以外，還具有對液晶投影儀1的其他構(gòu)成要素進(jìn)行驅(qū)動/控制的部分的驅(qū)動器，而在圖2中示出了其中的控制液晶面板42R、42G、42B的部分。
在圖2中，驅(qū)動裝置7具有控制部71、表存儲部72、邊緣存儲部73、以及灰度數(shù)據(jù)存儲部74。
在控制部71中設(shè)置有生成液晶面板42R、42G、42B的驅(qū)動信號的驅(qū)動信號生成單元75、根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)控制驅(qū)動信號的相位的相位控制單元76、以及修正驅(qū)動信號的電壓電平以使構(gòu)成液晶面板42R、42G、42B的各像素的透過率的時間變化針對每個像素一致的修正單元77。
控制部71的驅(qū)動信號生成單元75具有生成電壓電平V1～V4的驅(qū)動信號而輸出到液晶面板42R、42G、42B的功能，在下一幀周期中改變灰度進(jìn)行顯示的情況下，基于根據(jù)該灰度而確定的延遲程度，使驅(qū)動信號的相位延遲。由此，可以與液晶面板42R、42G、42B的響應(yīng)特性無關(guān)地進(jìn)行灰度顯示，可以防止因各像素的時間響應(yīng)引起的“拖尾”或“模糊”的質(zhì)量劣化的發(fā)生。并且，可以在瞬間從亮的灰度變化為暗的灰度(或相反)，可以實現(xiàn)清晰的灰度切換。
在下一幀周期中改變灰度進(jìn)行顯示的情況下，相位控制單元76確定下一幀周期的相位相對于當(dāng)前幀周期的相位狀態(tài)的延遲程度(如何調(diào)整相位的延遲程度才能得到目標(biāo)透過率)，將該延遲程度輸出到驅(qū)動信號生成單元75，并且輸出到圖1所示的LED驅(qū)動電路21作為控制信號。
具體講，把當(dāng)前幀周期的灰度數(shù)據(jù)存儲到灰度數(shù)據(jù)存儲部74中，并且，把關(guān)于在透過率的振動曲線的上升沿進(jìn)行還是在下降沿進(jìn)行當(dāng)前幀周期的光透過的信息存儲到邊緣存儲部73中作為光透過的定時。并且，根據(jù)所存儲的當(dāng)前幀周期的灰度數(shù)據(jù)與實時輸入的下一周期的灰度數(shù)據(jù)之間的比較、以及當(dāng)前幀周期的光透過定時，來確定下一幀周期的相位延遲程度。即，將該比較結(jié)果和透過定時以及相位延遲程度的關(guān)系預(yù)先存儲到表存儲部27中作為相位表，參照該相位表來確定相位的延遲程度。
修正單元77具有如下的功能。即，構(gòu)成液晶面板42R、42G、42B的各像素一般由于質(zhì)量偏差等，透過率針對施加電壓的時間響應(yīng)特性等有微妙的不同。因此，如果對各像素施加相同電壓電平的驅(qū)動信號，就會在某些像素中透過率越過max值或min值，或者在某些像素中透過率達(dá)不到max值或min值等，透過率的振動狀態(tài)對于每個像素不同，產(chǎn)生圖像的顯示不均。因此，修正單元77以符合每個像素的特性的修正值對驅(qū)動電壓的電壓電平進(jìn)行修正(γ修正)，施加修正后的驅(qū)動信號，從而使所有像素的透過率在max和min之間正確地振動。各像素的修正值預(yù)先作為修正表存儲在表存儲部27中。
接著，參照圖11的流程圖，對改變灰度時的流程進(jìn)行說明。
在圖11中，首先，在下一幀周期中改變灰度的情況下，相位控制單元76根據(jù)比較灰度數(shù)據(jù)，判斷是要把其透過率設(shè)定得小于還是大于當(dāng)前幀周期的透過率(步驟ST1)。
比較的結(jié)果，當(dāng)要減小下一幀周期的透過率時，從邊緣存儲部73調(diào)出當(dāng)前幀周期的光透過定時并進(jìn)行判斷(步驟ST2)，如果在振動的上升沿進(jìn)行了光透過，就在下一幀周期中也在上升沿進(jìn)行光透過，由此進(jìn)一步減小透過率而以暗的灰度進(jìn)行顯示(步驟ST3)。相反，在ST2中，如果在振動的下降沿進(jìn)行了光透過，就在下一幀周期中使相位反轉(zhuǎn)而在上升沿進(jìn)行光透過，由此進(jìn)一步減小透過率而以暗的灰度進(jìn)行顯示(步驟ST4)。
另一方面，在ST1中，即使要增大下一幀周期的透過率時，也從邊緣存儲部73調(diào)出當(dāng)前幀周期的光透過定時并進(jìn)行判斷(步驟ST5)。其結(jié)果，如果在振動的上升沿進(jìn)行了光透過，就在下一幀周期中使相位反轉(zhuǎn)而在下降沿進(jìn)行光透過，由此進(jìn)一步增大透過率而以亮的灰度進(jìn)行顯示(步驟ST6)。相反，在ST5中，如果在振動的下降沿進(jìn)行了光透過，在下一幀周期中也在下降沿進(jìn)行光透過，由此進(jìn)一步增大透過率而以亮的灰度進(jìn)行顯示(步驟ST7)。
另外，當(dāng)以相同灰度進(jìn)行顯示時，由于下一幀周期的透過率和當(dāng)前的透過率相同，所以無需使相位控制單元76工作，可以從驅(qū)動信號生成單元75以相同相位輸出驅(qū)動信號。
并且，在本實施方式中，作為常黑狀態(tài)，說明了液晶面板42R、42G、42B，但即使在常白的情況下，相位控制的原理仍相同。
(第2實施方式)圖12為表示作為本發(fā)明第2實施方式的圖像顯示裝置的液晶投影儀1的概略結(jié)構(gòu)的方框圖，圖13為示意性表示液晶投影儀1的要部的平面圖。
在本實施方式中的液晶投影儀1中，作為光源，采用了作為氣體發(fā)光光源的金屬鹵化物燈811，作為光透過單元，采用了周期性地遮擋從金屬鹵化物燈811射出的光的遮光單元9。在這些方面與第1實施方式的結(jié)構(gòu)大不相同。
作為氣體發(fā)光光源，除了是金屬鹵化物燈811以外，還可以是鹵素?zé)?、高壓汞燈等?br> 并且，作為遮光單元9，可以采用在圓片狀轉(zhuǎn)子的圓周上以等間隔設(shè)置多個透過縫的旋轉(zhuǎn)遮光片或光柵軸相互對齊或以規(guī)定角度交叉而重疊的多個偏振片。
這些金屬鹵化物燈811和遮光單元9具體為收容于圖13所示的光學(xué)單元8內(nèi)。下面，對光學(xué)單元8的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
光學(xué)單元8具有積分照明光學(xué)系統(tǒng)81、分色光學(xué)系統(tǒng)82、以及中繼光學(xué)系統(tǒng)83。
積分照明光學(xué)系統(tǒng)81為用于大致均勻地照明液晶面板42R、42G、42B的圖像形成區(qū)域的光學(xué)系統(tǒng)。該積分照明光學(xué)系統(tǒng)81具有所述的金屬鹵化物燈811、所述的遮光單元9、第1透鏡陣列812、第2透鏡陣列813、偏光變換元件814、重疊透鏡815。遮光單元9的配置位置可以在重疊透鏡815的后端側(cè)，也可以根據(jù)遮光單元9的具體結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)卮_定。
第1透鏡陣列812具有從光軸方向看具有大致矩形輪廓的小透鏡以矩陣狀排列而成的結(jié)構(gòu)。各小透鏡將從金屬鹵化物燈811射出的光束分割成多個部分光束。
第2透鏡陣列813具有與第1透鏡陣列812大致相同的結(jié)構(gòu)，具有小透鏡以矩陣狀排列而成的結(jié)構(gòu)。該第2透鏡陣列813具有與重疊透鏡815一起將第1透鏡陣列812的各小透鏡的像成像在液晶面板42R、42G、42B上的功能。
偏光變換元件814配置在第2透鏡陣列813與重疊透鏡815之間，將來自第2透鏡陣列813的光轉(zhuǎn)換為大致一種類型的偏振光。
分色光學(xué)系統(tǒng)42具有2個分色鏡821、822和反射鏡823，具有利用分色鏡821、822將從積分照明光學(xué)系統(tǒng)81射出的多個部分光束分離成紅、綠、藍(lán)3色的色光的功能。
中繼光學(xué)系統(tǒng)83具有入射側(cè)透鏡831、中繼透鏡833、以及反射鏡832、834，具有將分色光學(xué)系統(tǒng)82所分離的紅色光導(dǎo)入到液晶面板42R的功能。
根據(jù)如上的光學(xué)單元8，在分色鏡81中反射從積分照明光學(xué)系統(tǒng)81射出的光束的藍(lán)色光成分，并且紅色光成分和綠色光成分透過。由分色鏡821反射的藍(lán)色光被反射鏡823反射，通過場透鏡818到達(dá)液晶面板42B。該場透鏡818將從第2透鏡陣列813射出的各部分光轉(zhuǎn)換成平行于中心軸(主光線)的光束。設(shè)置在其他的綠色光用和紅色光用液晶面板的光入射側(cè)的場透鏡818也是同樣的。
透過了場透鏡821的紅色光和綠色光之中的綠色光被分色鏡822反射而通過場透鏡818到達(dá)液晶面板42G。另一方面，紅色光透過分色鏡822并通過中繼光學(xué)系統(tǒng)83后，再通過場透鏡818到達(dá)液晶面板42R。
并且，在本實施方式中，從驅(qū)動裝置7輸出用于對遮光單元9進(jìn)行驅(qū)動控制的控制信號。根據(jù)該控制信號，在幀周期內(nèi)以規(guī)定的光透過定時T(圖5、圖6)從遮光單元9射出光，間斷地且周期性地照射到液晶面板42R、42G、42B上。
驅(qū)動裝置7的其他功能與第1實施方式相同，因此這里省略說明。并且，通過由驅(qū)動裝置7控制驅(qū)動信號的相位，可以與第1實施方式相同地達(dá)到本發(fā)明的目的。
(第3實施方式)在圖14所示的本發(fā)明第3實施方式的液晶投影儀1中，作為光源和光透過單元，與第1實施方式一樣地采用了LED 2和LED驅(qū)動電路21，并且在LED 2與液晶面板42R、42G、42B之間設(shè)置了作為光偏轉(zhuǎn)單元的多角鏡10，且在多角鏡10的前級設(shè)置了用于提高光的利用效率的由聚光透鏡等構(gòu)成的聚光單元11。在采用液晶面板42R、42G、42B的3片式液晶投影儀1中，這些多角鏡10和聚光單元11與各液晶面板42R、42G、42B對應(yīng)地設(shè)置了3組。
根據(jù)這種實施方式，聚光單元11所會聚的光束通過多角鏡10透過液晶面板42R、42G、42B的規(guī)定區(qū)域(參照圖中的雙點劃線)，利用多角鏡10的旋轉(zhuǎn)而移動其透過區(qū)域，由此對照射面的全域進(jìn)行掃描，進(jìn)行1幀圖像顯示。
在這種實施方式中也與第1實施方式一樣，可以通過控制驅(qū)動信號的相位，達(dá)到本發(fā)明的目的。
另外，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在可以達(dá)到本發(fā)明的目的范圍內(nèi)的變形和改進(jìn)等均屬于本發(fā)明。
例如，在所述各實施方式中，使光透過液晶面板42R、42G、42B的期間在各幀周期中相同，但驅(qū)動裝置可以不僅改變驅(qū)動信號的相位，還改變每個幀周期的光透過期間和改變光源的亮度而改變透過光量，從而改變灰度。
并且，如圖5、圖6中說明的那樣，光透過的定時T在各幀周期中相同，但驅(qū)動裝置也可以不僅改變驅(qū)動信號的相位，還改變定時T，從而改變灰度。即，改變驅(qū)動光源的驅(qū)動信號的相位。
作為所述各實施方式的圖像顯示裝置，對于將圖像投射到屏幕100上的投射型顯示裝置即液晶投影儀1進(jìn)行了說明，但作為本發(fā)明的圖像顯示裝置可以是所謂的液晶背投，也可以是非投射型的具有背光的液晶顯示器等的直視型。
在所述各實施方式中，對3片式液晶投影儀1進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以適用于單片式液晶投影儀。
并且，本發(fā)明的液晶面板除了用作各實施方式所說明的透過型之外，也可用作反射型。
在所述第3實施方式中，作為采用多角鏡10和聚光單元11時的光源和光透過單元，采用了LED 2和LED驅(qū)動電路21，但也可以采用如第2實施方式的由氣體發(fā)光光源和遮光單元構(gòu)成的光源和光透過單元來代替這些單元。
本發(fā)明為采用液晶面板的圖像顯示裝置及液晶面板的驅(qū)動方法，例如，可以用于各種液晶投影儀或具有背光的直視型液晶顯示器等。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示裝置，其利用液晶面板顯示圖像，其特征在于，具有光源；光透過單元，其僅在圖像的幀周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)，針對像素透過來自光源的光；驅(qū)動信號生成單元，其生成用于使所述液晶面板的每個像素的透過率周期性地振動的驅(qū)動信號；以及相位控制單元，其根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)，控制所述驅(qū)動信號的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述驅(qū)動信號生成單元通過交替地輸出電壓電平不同的驅(qū)動信號來使透過率振動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像顯示裝置，其特征在于，設(shè)置了修正單元，其對驅(qū)動信號進(jìn)行修正，使各像素的透過率的時間變化一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述光源為固體光源，所述光透過單元為使該固體光源周期性地開關(guān)的驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于，所述光源為氣體發(fā)光光源，所述光透過單元為周期性地遮擋來自該氣體發(fā)光光源的光的遮光單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的圖像顯示裝置，其特征在于，設(shè)置了光偏轉(zhuǎn)單元，其在所述幀周期內(nèi)，在所述液晶面板的全域中對光透過區(qū)域進(jìn)行掃描，所述光透過單元僅在幀周期的規(guī)定時間內(nèi)針對位于光透過區(qū)域中的像素使光透過。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示裝置，其特征在于，具有會聚來自所述光源的光而照射到所述光偏轉(zhuǎn)單元的聚光單元。
8.一種液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，驅(qū)動液晶面板的驅(qū)動裝置進(jìn)行僅在圖像的幀周期內(nèi)的規(guī)定時間內(nèi)，針對像素透過來自光源的光的步驟；生成用于使所述液晶面板的每個像素的透過率周期性地振動的驅(qū)動信號的步驟；以及根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)，控制所述驅(qū)動信號的相位的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，在當(dāng)前幀周期中的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且也在振動的上升沿進(jìn)行下一幀周期中的光透過。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，在當(dāng)前幀周期中的光透過是在透過率的振動的上升沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的下降沿進(jìn)行下一幀周期中的光透過。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，在當(dāng)前幀周期中的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的上升沿進(jìn)行下一幀周期中的光透過。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，在當(dāng)前幀周期中的光透過是在透過率的振動的下降沿進(jìn)行的情況下，所述驅(qū)動裝置使驅(qū)動信號的相位延遲，并且在振動的下降沿進(jìn)行下一幀周期中的光透過。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項所述的液晶面板的驅(qū)動方法，其特征在于，所述驅(qū)動裝置根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)改變光的透過光量。
全文摘要
提供一種即使在采用響應(yīng)速度較慢的液晶面板的情況下也能不引起像質(zhì)劣化而清晰地顯示圖像的圖像顯示裝置。使來自光源的光在幀周期內(nèi)的規(guī)定定時T透過液晶面板，并且通過周期性地輸出驅(qū)動信號而使液晶面板的每個像素的透過率也周期性地振動，根據(jù)圖像信號所持有的灰度數(shù)據(jù)來改變驅(qū)動信號的相位。由此，如使下一幀周期的驅(qū)動信號的相位相對于當(dāng)前幀周期的驅(qū)動信號的相位延遲例如φ，則由于光透過定時T的透過率的振動的相位也延遲φ，所以在下一幀周期內(nèi)，可以按照與當(dāng)前幀周期的灰度相比要暗與相位延遲對應(yīng)的量的灰度進(jìn)行顯示(圖中的縱箭頭部分)。即，可以通過控制相位，與液晶的響應(yīng)特性無關(guān)地顯示任意灰度。
文檔編號G09G3/36GK1773336SQ200510117780
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者長谷川浩 申請人:精工愛普生株式會社