(57)【要約】半発明は液晶ディスプレイ（LCD）の赤、緑および青のうち1色のデータをディスプレイの各列の画素に付与する電気的走査、および画素をある色値から別の色値に切り替えるのに十分な時間で同期化された色縞によるパネルの光学的走査に関する。電気的および光学的走査の同期化によって、いかなる相互色混合偽像もなく、より良好な表示画像の演色が形成される。光センサの配列または群は、パネルの活性部分と横に隣接するように配置され、各配列は表示に用いられる3色（赤、緑および青）のうちいずれか1色の光のみを透過させるフィルタで覆われる。光学的走査を提供する色縞は、パネルの活性部分およびセンサ配列の双方の上を同時にスクロールし、センサからの電気信号は各瞬間での各色縞の先端および後端の位置、すなわち各縞の瞬間速度の傾向を提供する。センサからの信号は制御回路に送られ、画素列のアドレス指定の順番および各アドレス指定位置に提供するデータの色が定められ、3つの色縞の相対速度の差異とは無関係に臨界切替時間が確保される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の列に配置された画素配列を有する単一パネルのスクローリング式カラー液晶ディスプレイを駆動させる方法であって、複数の異なる色の縞が、ある間隔で連続する縞の後端および先端とともに前記パネルの表面を所定の方向に連続的にスクロールして光学的走査を提供し、前記縞の各前記先端に対し、前記色の次の色データにより前記パネル上の別個の位置のアドレッシングを行う電気的アドレッシング走査が先行し、当該方法は：
a）前記パネル上にある各前記縞の前記先端および後端の前記パネル上の位置の連続的表示に対応する電気信号を提供するステップ；
b）前記次の色の縞の前記先端より所定の間隔だけ先行する時間で、前記電気的アドレッシング走査を行うステップであって、前記所定の間隔は前記ディスプレイの個々の画素をある色値から別の色値に切り替えるのに十分な時間であるところのステップ；
を有する方法。
【請求項２】
前記電気信号は光センサによって生じることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記光センサは前記複数の異なる色の数と一致する群の数で配置され、前記群の各々は前記色のそれぞれと対応することを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記パネルは、前記画素を有し活性表示を形成する第1の部分および光センサの前記群を有する第2の部分に分割されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記パネルは標準的なシリコンCMOSプロセスで形成され、前記パネルに集積された前記画素および前記光センサの両方を有することを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項６】
相互色混合偽像を生じさせずに表示画像の演色を改善する単一パネルカラーLCDを駆動させる方法であって：
前記パネルを構成する画素列の所定の色データによる電気的アドレッシングを、前記所定の色の光縞による前記パネルの光学的走査に同期化させ、それにより、前記電気的アドレッシングと前記列の各々の前記光学的走査との間に所定の時間遅れを生じさせるステップを有する方法。
【請求項７】
前記同期化は、前記色の各々に対する前記光縞の速度および位置の少なくとも1つの連続モニタリングを有することを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記速度および／または位置のモニタリングは光センサによって実施され、前記光センサは前記光縞での前記光学的走査によって横断されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記同期化はさらに、前記光縞の速度に応じて前記電気的アドレッシングの位置および色データのシーケンスを制御するステップを有することを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
前記所定の時間遅れはある色値から別の色値への前記画素の最小臨界切替時間を越えるように設定されることを特徴とする請求項7に記載の方法。
【請求項１１】
LCDパネルの画素列に提供する電気的アドレス信号の、前記パネル表面をスクロールする複数の異なる色の光縞による連続光学的走査に対するタイミングを制御する装置であって：
a）前記複数の異なる色に対応する複数の光センサの群であって、前記群の各々は、前記色と対応する1色の衝突に応じて電気信号を発生し、前記群は、前記光学的走査が前記パネルをスクロールするとき前記光学的走査を受けるように設置され、それにより前記電気信号は少なくとも前記光学的走査の速度および位置のいずれかを示すところの複数の光センサの群；
b）入力信号として前記電気信号が提供される制御回路であって、前記入力信号によって指示される前記光学的走査の各々の前記速度および／または位置に対応する制御信号を発生する制御回路；
c）前記制御信号に応じて前記色のうち1色の色データにより前記列のうち特定の列に各電気的走査を行うように適合されたアドレス回路であって、前記列をアドレッシングする順番および提供されるデータの色の選択は、前記色のうちの1色の色データを提供する前記電気的走査とその色の前記光学的走査との間に臨界切替時間を確保するように前記制御回路によって選定され、前記切替時間は前記画素がある色値から別の色値に変化するのに十分な時間であるところのアドレス回路；
を有する装置
【請求項１２】
光センサの前記群の各々は、前記複数の色のうちいずれか1色の光のみを通すフィルタによって覆われることを特徴とする請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記光センサは前記LCDパネルの表面に集積されることを特徴とする請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の色の数は赤、緑および青の3色であることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
光センサの前記群は、前記パネルの片側の端部または両側の端部に沿って伸びる縞に隣り合わせで配置されることを特徴とする請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
a）個々の画素の複数の水平列を有する活性部分であって、各水平列は、複数の色のうちのいずれか1色のデータを伝達する電気的走査および前記画素列の上を垂直方向にスクロールする光学的走査に反応するところの複数の水平列を有する活性部分；
b）前記複数の色の数と一致する複数の光センサ配列を有する検知部分であって、前記活性部分の片側と横方向で隣接するように配置され、前記活性部分と同時に前記光学的走査を受けて、前記光学的走査の衝突に応じた電気信号を形成する検知部分；
を有するカラーLCDパネル。
【請求項１７】
前記複数の色および配列の数は3であることを特徴とする請求項16に記載のLCDパネル。
【請求項１８】
3つのカラーフィルタをさらに有し、前記カラーフィルタの各々は前記配列の各々を覆うように設置され、前記色のうち各1色の光を透過させることを特徴とする請求項17に記載のLCDパネル。
【請求項１９】
前記画素および光センサは前記パネル上に集積され、前記光センサは標準的なCMOSプロセス技術で形成されることを特徴とする請求項18に記載のLCDパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般に列状に配置された多重画素からなるパネル全体を赤、緑および青の色縞で順次走査するカラー液晶ディスプレイ（LCD）に関し、特に光学的走査と電気的アドレッシング走査を同期化することによって、いかなる相互色混合偽像もない、より良好な表示画像の演色を形成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
単一パネルカラーLCDシステムは通常、光学的走査および電気的走査に応じて生じた信号によって駆動される。この光学的走査はパネルを構成する画素全体を異なる色縞すなわち、通常赤、緑および青の縞で連続的にスクロールすることによって行われ、電気的走査は列に衝突する光の色に対応する信号で画素列のアドレッシングを行う。光学的走査はしばしば3つの走査プリズム組によって行われるが、回転カラーホイールおよび他の手段が用いられる場合もある。プリズムは一定の各速度で回転するように設計されるが、パネル表面に形成される縞は必ずしも一定の線速度で移動するとは限らない。しかしながら電気的なアドレス走査信号が生じると、これは直線的にパネルの列を通って移動する。これは、電気的走査と光学的走査、すなわち電気的走査によって提供されるデータの色縞の先端は、画素を切り替える程十分な時間間隔で分離されないことを意味しており、そのため相互色混合偽像が形成される。
【０００３】
通常、パネルの所与の列は1つの色に対応するデータによりアドレス指定され、その色の縞でパネルが走査される。次に同じ列が第1の一定のオフセットで第2の色に対応するデータによりアドレス指定され、第2の色の縞でパネルが走査される。さらに同じ列が第2の一定のオフセットで第3の色に対応するデータによりアドレス指定され、第3の色の縞のパネルが走査される。次に隣の列が第1の色に対応するデータによりアドレス指定され、これが繰り返される。電気的および光学的走査の間の時間間隔についての上述の差異を最小限にして相互色混合偽像によって生じる色異常を抑制するため、２つの一定のオフセットは、これらがパネルの中央で測定されたかのように、光学縞の（列距離における）サイズと一致する。1組の赤、緑および青のテストパターンを用いて3つのプリズムの相対的な回転位相を手動で調整することで、視覚的な色異常は最小化される。しかしながら電気的走査と光学的走査の潜在的なミスマッチ、すなわちパネルの特定の位置での電気的アドレス信号とその位置での色縞の先端の衝突時間の間隔差のため、システムは色異常の影響を受けやすい状態にあることに変わりはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は関連技術における前述の1または2以上の問題または欠点を解消することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、パネル内をスクロールする次の色縞データによるパネル位置の電気的アドレッシングとアドレス指定された位置に衝突するその色縞の先端との間に少なくとも最小限の時間遅れを生じさせる方法を提供する。その方法の実施に適した装置が示され、この装置は本発明の一部を構成する。一定の遅れは、ある色値から別の色値に画素を切り替えるのに十分な時間となるように選定されるが、この一定の遅れはシステムのフレーム速度および液晶の応答速度に依存して変化する。本目的の場合、遅れの最小時間は2.5msである。一定の遅れは光センサの3つの配列によって得られ、各光センサはパネルをスクロールする色縞の1つと感応するフィルタを有する。光センサ配列はディスプレイパネル自体に集積され、例えばパネルの右側に沿って横側で隣接する3つの垂直方向の領域に集積される。
【０００６】
水平な各色縞がパネル表面を垂直に下方にスクロールしたとき、各色のセンサ配列はいかなる瞬間にも各色縞の先端および／または後端の列位置を示す信号を発生する。各センサ配列からの信号は制御回路に送られ、この回路は次の電気的アドレッシングされた各色の列の位置を調節することができる。制御回路は、色縞がパネル内をスクロールするときの相対速度に基づいて、次にアドレッシングする列および色データ情報についての最適な選択を行うように適合される。すなわち制御回路は、列の各色でのアドレス指定に関して一定のシーケンス（すなわち列Nはまず赤のデータ、次に緑のデータ、さらには青のデータでアドレス指定され、列N+1はまず赤のデータ、次に緑のデータ、さらには青のデータでアドレス指定され、列N+2は赤のデータでアドレス指定される等）に従うのではなく、色縞の走査の相対速度の差異に応じ、異なる順番でアドレス指定を行い、アドレッシングと走査の間に少なくとも最小限の時間間隔を確保する。アドレッシングと走査機能の「同期化」によって、本発明では相互色混合偽像のない、より良好な表示画像の演色が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
連続色縞（赤、緑、青）を用いたLCDパネルの光学的走査は3つの走査プリズム組によって行われる。プリズムは実質的に一定の各速度で回転するが、パネル表面に形成される色縞は必ずしも一定の線速度で動くとは限らない。これは縞の相対速度が変化するため、縞がパネル表面をスクロールするときの縞同士（ある縞の後端から次の縞の先端まで）の距離は変化する可能性のあることを意味する。次に走査される色に関するデータでのパネル列の電気的アドレッシングは、色縞の速度とは無関係な一定の線速度で進行する。パネル上に画像を有効に表示するためには、少なくとも色縞が列に衝突するよりも前の時間で、電気的アドレス信号を列に印加し、パネル上の画素がある色値から別の色値に切り替わるための十分な時間を確保する必要がある。
【０００８】
現在のLCDパネルのアドレス方式においては、一連の列は一定の繰り返しシーケンスで色データによってアドレス指定され、電気的アドレッシングと光学的走査は同期化されない。すなわち列は次のようにアドレス指定される。
【０００９】
1．位置Nの列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
2．位置N+オフセットΔ1の列の、その列の緑のデータに対応するデータでのアドレス指定
3．位置N+Δ1+Δ2の列の、その列の青のデータに対応するデータでのアドレス指定
4．位置N+1の列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
5．位置N+1+Δ1の列の、その列の緑のデータに対応するデータでのアドレス指定
6．位置N+1+Δ1+Δ2の列の、その列の青のデータに対応するデータでのアドレス指定、以下同じ。色の順は当然、RGB以外でも良い。
【００１０】
実際には一連の色縞の光学的走査は、パネル表面の色縞の走査の相対速度を変化させるため、異なる時間だけオフセットしても良い。この効果は図1のグラフに示されている。実線10は一定速度で生じるアドレス信号を示し、ほぼ直線である。破線12および14はそれぞれ、赤の色縞の後端（赤の終点）および緑の色縞の先端（緑の始点）を示すが、これらは各縞の移動速度の差異のため直線ではない。線12は、赤の光学縞の後端のパネル上の位置を示し、線14は、緑の光学縞の先端の位置を示す。パネル位置の電気的アドレッシングとその位置の光学的走査の間の時間間隔は、光学的走査の速度の違いによって変化するため、パネル上の画素をある色値から別の色値に切り替えるために必要な時間は相互色混合を回避するには不十分である場合がある。図1の例では1.0msの臨界切替時間が示されており、緑の電気的データは、緑の色縞の先端が特定の列に衝突する直前のわずか1msのみ印加される。パネルの他の位置ではこの時間はより長く、画素はその位置に緑の光学的縞が到達するよりも十分前に緑のデータ値に落ち着く。
【００１１】
いかなる相互色混合偽像も最大限抑制するには、緑のデータによる特定の列の電気的アドレッシングの前に、赤の光学的縞がその列を通過することを待つ必要がある。全画素の切替時間を確保するため、電気的アドレッシングと光学的走査の間に2.5msの遅れが最低限必要である場合、赤の色縞の後端およびパネルの特定位置における電気的アドレス指定は、その位置における緑縞の先端より少なくとも2.5msだけ先行していなければならないことは明らかである。これは、連続する縞の後端と先端の間により大きな遅れを確保して、縞間の速度の差異とは無関係に、ある線速度でアドレッシングを行い、電気的アドレス指定が次の色縞の先端よりも少なくとも2.5ms前に確実に行われるようにすることで可能とはなるが、含まれる遅れはカラーLCDシステムには許容できない可能性がある。通常そのような異常を最小化するには、光学的縞のサイズと対応する2つの一定のオフセット（上述のΔ1およびΔ2）を調節して、それらがあたかもパネルの中央で測定されたかのようにする。次に3つのプリズムの相対的回転位相の手動調整がなされ、赤、緑および青の1組のテストパターンで視覚的に色異常を最小化する。
【００１２】
この問題に対する本発明の対処法は図2および図3に示されている。活性部分16は従来のカラーLCDパネルの画素行列を有し、このパネルによって画像表示が形成される。活性部分16の右側の垂直縞18、20、22はパネルの検知部分を示し、パネルはそれぞれがカラーフィルタで覆われた光センサの3つの群または配列で構成される。フィルタは、縞18におけるフィルタは赤い光のみを通し、縞20におけるフィルタは緑の光のみを通し、縞22におけるフィルタは青い光のみを通すようになっている。従って色縞が活性部分16および検知部分すなわち縞18、20および22の両方を含むパネル表面をスクロールする際に、縞18、20および22における光センサはそれぞれ、赤、緑および青の光に対応した信号のみを受信し発生する。LCOS（シリコン液晶）技術の場合、表示パネルは標準的なシリコンCMOSプロセスで形成されるため、そのような光センサを表示パネル自体に積層させることに極めて適している。縞18、20および22は活性部分16の右側に沿って隣り合わせて設置される。これらの結合幅は、活性部分16の幅の半分よりも小さいことが好ましい。ただし幅それ自体は重要ではなく、むしろ捕獲する光量に対するセンサの感度が重要である点に留意する必要がある。
【００１３】
図3にはパネル表面を下方向にスクロールする色縞を示す。赤の縞24は先端26から後端28まで完全に図示されている。緑の縞32は先端30が見えるが、この縞の後端はまだパネルに示された位置には現れてはいない。同様に青の縞26の後端34は示されているが、後端は既にパネルの底部を通過している。陰の領域38は、赤の縞24で覆われた縞18の部分、さらには縞18における光センサを示し、縞の示された部分では光学的走査に応じて信号が発生する。陰の領域40および42はそれぞれ、縞20および22の部分を示し、これらはそれぞれ、緑の縞32および青の縞36で覆われる。従ってセンサの各群は、3色の縞の各々の先端および後端が各瞬間に置かれた列位置に対応する信号を出力する。各垂直縞における光センサからの出力信号はブロック44で表される制御回路に接続される。この回路は、表示パネル表面内の色縞の移動速度と相応した出力信号を発生する。これらの信号は電気的アドレッシングブロック46に送信される。
【００１４】
縞18、20および22における光センサからの信号は、制御回路44に色縞の瞬間位置および速度を知らせる。制御回路44の機能はこれらの信号を処理して、次にどの列をアドレス指定するか、およびどの色データ情報でアドレス指定するかについての最適な選択をすることであり、少なくとも所定の時間間隔（2.5ms）分、色縞より先んじたアドレッシングを確保する。すなわち制御回路44への入力信号が、赤の色縞が緑および青の縞より早く移動していることを示した場合、制御回路はアドレッシングブロック46に指示して、より迅速に赤の色データで対応する列をアドレス指定するようにさせる。結果的に電気的アドレッシングは光学的走査の時間に間に合うように迅速に行われ、制御回路は２つの走査を同期化するように機能することになる。
【００１５】
パネル上の特定の位置で緑および青の縞に比べて赤の縞が先行する例において、電気的アドレッシングは制御回路44によって制御され、緑および青の縞の衝突する位置の列がアドレス指定される前に、1以上の赤の色データの連続列がアドレス指定される。この場合、列のアドレス指定のシーケンスは次のようにしても良い。
【００１６】
1．位置Nの列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
2．位置N+1の列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
3．位置N+Δ1の列の、その列の緑のデータに対応するデータでのアドレス指定
4．位置N+Δ1+Δ2の列の、その列の青のデータに対応するデータでのアドレス指定
5．位置N+2の列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
6．位置N+3の列の、その列の赤のデータに対応するデータでのアドレス指定
7．位置N+1+Δ1の列の、その列の緑のデータに対応するデータでのアドレス指定
8．位置N+1+Δ1+Δ2の列の、その列の青のデータに対応するデータでのアドレス指定、以下同じ。
【００１７】
図4には本発明の実施例による、赤の縞の後端（48）および緑の縞の先端（50）の走査並びに緑の色データでの列の電気的アドレッシングのグラフを示す。グラフは図1と同じパラメータのプロットと対応する。しかしながら、図1において一定速度であることを示す直線状のアドレッシング線（実線）52とは異なり、このアドレッシング線（実線）は、緑の色縞の先端を表す破線50と本質的に平行である。これは、緑の色データでの列のアドレッシングは、少なくとも臨界切替時間、すなわちこの例では2.5msの切替時間分だけ、緑の縞の衝突に先行する関係が維持されることを意味する。
【００１８】
アドレッシングの順番はパネル上の縞の位置、色および速度の違いに応じて変化する。本発明は、列のデータがパネルの光学的走査と同期する方式でアドレッシングされることを可能にし、画素をある色値から別の色値に変化させるために必要な臨界切替時間を提供する。これは、パネル上の全ての位置でより均一に画素の切り替わる時間を提供する。さらに光センサの利用は、全ての時間で縞の位置を定め、プリズムを手動で調整する必要性はなくなる。これは、光学素子の移動、機械的な損耗またはプリズムモータの空転によるいかなる変化がシステムに生じても、電気的アドレッシングを同期化することによってシステムを補正することができ、従って表示画像におけるいかなる色異常も回避できる点で有意である。
【００１９】
本発明の他の態様および特徴は図面、明細書および特許請求の範囲の精査によって把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術、すなわち本発明を適用していないシステムにおける、ある色（赤）縞の後端の時間、次の色（緑）データでのパネルの電気的アドレッシング、および緑の色縞の先端についてのパネル位置の典型的な走査を示すグラフである。
【図２】本発明の好ましい形態の装置を備えるLCDパネルの概略図である。
【図３】上部から下部にスクロールされる色縞および本発明の実施例を示すブロック図部分を有する図2のパネルの別の図である。
【図４】本発明の実施例による図1と同じパラメータのグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2005530207.tif 000007
2005530207.tif 000008
2005530207.tif 000009
2005530207.tif 000010