(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ信号線と複数の走査信号線とに電気的に接続された画素をマトリクス状に配列してなる画像表示部と、
前記走査信号線を順次選択する走査信号を、前記走査信号線に供給する走査信号線選択手段と、
を有し、前記データ信号と前記走査信号とに基づいて前記画素に電圧を印加し、前記画素に印加される電圧の極性を反転しながら駆動する画像表示装置において、
前記画素を第１の極性の電圧で駆動するための画素データをシリアルに有する第１の画像信号と、前記画素を第２の極性の電圧で駆動するための画素データをシリアルに有する第２の画像信号と、が入力され、前記第１，第２の画像信号から、一定の前記画素毎の前記画素データのデータ長を拡張させた画素データに展開されたｍ（ｍは４以上の整数）個の相展開信号を生成し、相展開信号出力ラインに並列に出力する相展開手段と、
ｍ個の信号供給ラインを介して入力されるｍ個の前記相展開信号に基づいて、複数の前記データ線に対して前記画素データを供給する信号供給手段と、
ｍ個の前記相展開信号出力ラインと、ｍ個の前記信号供給ラインとの接続を切り換える接続切換手段と、
前記相展開手段にてｍ個の前記相展開信号に展開させる展開順序と、前記展開順序に対応させて前記接続切換手段での接続の組合せを変更制御する変更制御手段と、
を有し、
前記相展開手段は、ｍ個の前記相展開信号出力ラインに接続されたｍ個のサンプルホールド部を有し、一方の前記サンプルホールド部には前記第１の画像信号が常時入力され、他方の前記サンプルホールド部には前記第２の画像信号が常時入力され、
前記変更制御手段は、垂直同期に同期して、前回のフレームで最初に設定された展開順序とは異なる種類の展開順序に変更制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記変更制御手段は、少なくともｍ種類の展開順序の中から、予め定められた順番に従って水平同期に同期して前記展開順序を変更制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記相展開手段は、前記第１，第２の画像信号の前記画素データを交互に展開してｍ個の前記展開信号を生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１において、
各々の画素位置に対応したデジタル信号がシリアル入力され、一定の画素毎の前記デジタル信号を相展開した２つの相展開デジタル信号を、前記第１，第２の画像信号として出力する第１の相展開手段と、
２つの前記相展開デジタル信号が入力され、一方の前記相展開デジタル信号を、該デジタル信号の極性を反転しない第１のルートに導き、他方の前記相展開信号を、極性反転手段により前記極性を反転する第２のルートに導いて、２つの相展開信号の極性を決定する極性決定手段と、
極性が決定された２つの前記相展開デジタル信号を、デジタル−アナログ変換して、２つの第１の相展開アナログ信号を出力する第１，第２のデジタル−アナログ変換手段と、
をさらに有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のデジタル−アナログ変換手段の後段には、第１の極性のガンマ補正回路と、第１の極性のクランプ回路が接続され、
前記第２のデジタル−アナログ変換手段の後段には、第２の極性のガンマ補正回路と、第２の極性のクランプ回路が接続されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記変更制御手段は、前記相展開手段及び前記第１の相展開手段の相展開順序を予め定めた種類の中から一つ選択し、かつ、その選択に従って前記接続切換手段での接続の組合せを予め定めた複数の中から一つ選択して、前記第１，第２の相展開手段及び前記接続切換手段を制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項４または５において、
前記変更制御手段は、同一の前記走査信号線に接続された１画素毎に、前記画素に印加される電圧の極性が異なるように、前記相展開手段及び前記第１の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項４または５において、
前記変更制御部は、水平同期信号に同期して、同一の前記データ線に接続された１画素毎に、前記画素に印加される電圧の極性が異なるように、前記相展開手段及び前記第１の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項４または５において、
前記変更制御部は、垂直同期信号に同期して、１フレームの先頭画素のデータがデータサンプリングされる前記データサンプリング部が、フレーム毎に異なるように、前相展開手段及び前記第１の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記画像表示部は液晶パネルであり、前記信号供給手段は、前記液晶パネルの前記データ信号線に前記画素データを供給するデータ側駆動部であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれかにおいて、
前記画像表示部は、液晶パネルと投写用光源とを有する投写型表示部であり、前記信号供給手段は、前記液晶パネルの前記データ信号線に前記画素データを供給するデータ側駆動部であることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は液晶パネルなどを用いた画像表示装置に関するものである。さらに詳しくは、相展開（シリアル−パラレル変換）された画素信号を用いながら、素子のばらつき等に起因した画質の劣化を低減できる画像表示装置に関する。さらに本発明は、入力信号がデジタル信号の場合に、デジタル信号にて極性反転、相展開を実施し、デジタル−アナログ変換等を低速にて行う画像表示装置に関する。さらに本発明は、デジタル信号とその後のアナログ信号との段階で複数回に亘って相展開を実施し、加えて画質を向上させる処理を行うことができる画像表示装置に関する。
［背景技術］
ガラス基板上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によってデータ側駆動回路および走査側駆動回路を構成した液晶表示パネルを用いた画像表示装置が知られている。この画像形成装置では、画像信号の周波数と、その画像信号をサンプリングする際の動作速度とのマッチングが必要となる。
そこで、画像信号にシリアルデータとして含まれる画素信号を相展開し、相展開された画素信号を用いて表示を行うことが考えられる。すなわち、図２２Ａ、図２２Ｂに示すように、画像表示装置のデータ処理回路ブロック１０に、入力画像信号ＶＩＤＥＯを６つの相に展開する相展開回路３０を設ける。そして、タイミング回路ブロック２０からの制御信号に基づいて、６つの出力端子ＯＵＴ１〜６のそれぞれから相毎のパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）（ｉ＝１〜６）を出力するようにする。これらのパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）は、水平方向に並ぶ６個分の画素毎に対応する液晶パネル１１０のデータ信号線１１２に、信号供給ライン１３２に接続されたサンプリングスイッチ１３４を介してそれぞれ供給される。ここで、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）は、入力画像信号ＶＩＤＥＯが相展開回路３０によって６相に展開された画像信号である。このため、それぞれのパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）には６個毎の画素信号が含まれ、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）の周波数は入力画像信号ＶＩＤＥＯの周波数より低下することになる。従って、薄膜トランジスタによって構成されたデータ側駆動回路１３０や走査側駆動回路１２０の動作速度が遅くても、データ側駆動回路１３０では、サンプリングスイッチ１３４を駆動するシフトレジスタ１３６から出力されたサンプリング信号に基づいて、端子ＶＩＮ１〜６に供給されたパネル駆動用画像信号Ｖ（１）〜Ｖ（６）の中から、各々のデータ信号線１１２に該当する画素信号ＰＤをサンプリングスイッチ１３４によって確実にサンプリングできる。
また、液晶パネルは交流信号で駆動する必要があり、そのため、液晶駆動用画像信号の極性を常に切り換えている。このとき、フレーム毎の極性反転駆動や、ライン毎の極性反転駆動により、１ドット毎の極性反転駆動の方が安定した高画質を得られる。
そこで、従来は、図２３に示すように、相展開回路３０の前段に極性反転回路４０を構成しておき、この極性反転回路４０において、入力画像信号ＶＩＤＥＯから極性が反転した２種類の画像信号を信号出力回路４２が生成し出力するとともに、アナログスイッチからなるセレクタ４４ａ、４４ｂによって、相展開回路３０の各サンプルホルダ回路に供給される画像信号の極性を切り換えている。
しかし、従来の画像表示装置では、相展開回路３０は各相毎の回路を備えており、これらの回路は、それらを構成する部品の特性のばらつきや経時変化、あるいは回路の実装状況などにより、同じ回路構成でも利得差やオフセットが生ずる。従って、入力画像信号ＶＩＤＥＯが均一な輝度の画素信号ＰＤを有する場合であっても、相展開後においては、各相毎の画素信号ＰＤの強度が均一でなくなる可能性がある。このような場合には、液晶パネル１１０上において本来同じ明るさとなるべき画素同士が異なった明るさで表示されるという問題点がある。すなわち、６本毎のデータ信号線１１２のいずれかに強度が異常なパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）が供給されると、この明るさの差が液晶パネル１１０上に縦線として現れてしまうという問題点がある。
また、従来の画像表示装置では、セレクタ４４ａ、４４ｂが周波数が高い画像信号を扱うことになる。このような周波数にはセレクタ４４ａ、４４ｂが追従できない。このため、相展開された画素信号を用いて表示を行っても、特に１ドット極性反転表示を行おうとする際にはあまり高い周波数の画像信号には対応できないという問題点がある。
［発明の開示］
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消することにあり、相展開により高周波画像の入力に対応しながら、部品の特性のばらつきや経時変化、あるいは回路の実装状況などにより同じ回路構成でも利得差やオフセットが生じても、相毎に回路の特性差の影響が画面上に現れるのを軽減することができる画像表示装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、高い周波数の画像が入力されても、高周波対応の回路を用いることなく信号処理を行うことができる小型で安価な画像表示装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、入力信号がデジタル信号の場合に、デジタル信号にて極性反転、相展開を実施し、デジタル−アナログ変換等を低速にて行うことができる画像表示装置を提供することにある。
本発明の一態様によれば、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とに電気的に接続された画素をマトリクス状に配列してなる画像表示部と、
前記走査信号線を順次選択する走査信号を、前記走査信号線に供給する走査信号線選択手段と、
を有し、前記データ信号と前記走査信号とに基づいて前記画素に電圧を印加し、前記画素に印加される電圧の極性を反転しながら駆動する画像表示装置において、
前記画素を第１の極性の電圧で駆動するための画素データをシリアルに有する第１の画像信号と、前記画素を第２の極性の電圧で駆動するための画素データをシリアルに有する第２の画像信号と、が入力され、前記第１，第２の画像信号から、一定の前記画素毎の前記画素データのデータ長を拡張させた画素データに展開されたｍ（ｍは２以上の整数）個の相展開信号を生成し、相展開信号出力ラインに並列に出力する相展開手段と、
ｍ個の信号供給ラインを介して入力されるｍ個の前記相展開信号に基づいて、複数の前記データ線に対して前記画素データを供給する信号供給手段と、
ｍ個の前記相展開信号出力ラインと、ｍ個の前記信号供給ラインとの接続を切り換える接続切換手段と、
前記相展開手段にてｍ個の前記相展開信号に展開させる展開順序と、前記展開順序に対応させて前記接続切換手段での接続の組合せを変更制御する変更制御手段と、
を有し、
前記変更制御手段は、垂直同期に同期して、前回のフレームで最初に設定された展開順序とは異なる種類の展開順序に変更制御することを特徴とする。
本発明によれば、相展開手段での相展開順序を変更し、それによって生ずるシリアルな画素データの順番の変更を接続切換手段での接続切換により補償して、シリアル画素データを常に所定の画素に供給可能として画像を表示している。このとき、相展開手段は、垂直同期に同期して、前回のフレームで最初に設定された展開順序とは異なる種類の展開順序に変更しているので、回路の特性差等に起因した画質の悪い位置が１フレーム内で分散するだけでなく、１フレーム毎でも分散される。このため、回路の特性差などは視覚上問題がなくなり、画質が向上するばかりでなく、回路部品の特性マージンを広げて画像表示装置を安価に製造することができる。
また、本発明では予め極性の定まった２つの画像信号を入力すればよいので、必ずしもアナログスイッチ等で第１，第２の極性の信号を切り換える必要がなく、高周波画像の処理にも適している。
前記変更制御手段は、少なくともｍ種類の展開順序の中から、予め定められた順番に従って水平同期に同期して前記展開順序を変更制御することができる。
このように、水平同期に同期して予め定められた順番で１フレーム内での相展開の展開順序を変更することで、回路の特性差の影響を１フレーム内で散乱させるだけでなく、この展開順序及びこれと併せて不可欠となる切換接続の変更制御もその順番に従って容易に実現できる。
前記変更制御手段は、前記第１，第２の画像信号の前記画素データを交互に展開してｍ個の前記展開信号を生成してもよい。
こうすると、第１，第２の画像信号の極性が互いに異なっているため、ドット反転駆動が容易に実現できる。
前記相展開手段が、ｍ個の前記相展開信号出力ラインに接続されたｍ個のサンプルホールド部を有し、一方の前記サンプルホールド部には前記第１の画像信号が常時入力され、他方の前記サンプルホールド部には前記第２の画像信号が常時入力されるようにしてもよい。
こうすると、第１，第２の画像信号は常に特定のサンプルホールド回路に入力されるので、相展開手段の前段にセレクタ、アナログスイツチなど一切要せず、高周波画像にも対応できる。
本発明の他の態様によれば、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とに電気的に接続された画素をマトリクス状に配列してなる画像表示部と、
前記走査信号線を順次選択する走査信号を、前記走査信号線に供給する走査信号線選択手段と、
複数の前記データ信号線に画素データ信号を供給する信号供給手段と、
を有し、前記データ信号と前記走査信号とに基づいて前記画素に電圧を印加し、前記画素に印加される電圧の極性を反転しながら駆動する画像表示装置において、
各々の前記画素位置に対応した第１のデータ長の画素データを持つデジタル信号が入力され、前記一定の画素毎の前記画素データを前記第１のデータ長のｎ（ｎは２以上の整数）倍の第２のデータ長を有する画素データに展開した２つの相展開デジタル信号を出力する第１の相展開手段と、
前記相展開デジタル信号がそれぞれ入力され、前記相展開デジタル信号を、該デジタル信号の極性を反転しない第１のルートと、極性反転手段により前記極性を反転する第２のルートと、にそれぞれ分岐する第１，第２の分岐手段と、
前記第１の分岐手段にて分岐された前記第１のルート又は前記第２のルートの一方を選択する第１の選択手段と、
前記第２の分岐手段にて分岐された前記第１のルート又は前記第２のルートの一方を選択する第２の選択手段と、
前記第１，第２の選択手段にて選択された２つの相展開デジタル信号をそれぞれデジタル−アナログ変換して、２つの第１の相展開アナログ信号を出力する第１，第２のデジタル−アナログ変換手段と、
を有し、前記信号供給手段は、前記２つの第１の相展開アナログ信号に基づいて、前記画素データ信号を前記データ信号線に供給することを特徴とする。
この発明によれば、デジタル信号の画素データを相展開しているので、そのデジタル信号の周波数が下がり、以降の第１，第２のデジタル−アナログ変換手段のサンプリング周波数を下げることができ、高周波画像に対応できる。また、２つの相展開デジタル信号を４つに分岐して、極性等の異なる信号を生成し、その中から２つ選択するようにしているので、各種の極性反転駆動に汎用的に用いることも可能となる。
本発明のさらに他の態様によれば、複数のデータ信号線と複数の走査信号線とに電気的に接続された画素をマトリクス状に配列してなる画像表示部と、
前記走査信号線を順次選択する走査信号を、前記走査信号線に供給する走査信号線選択手段と、
複数の前記データ信号線に画素データ信号を供給する信号供給手段と、
を有し、前記データ信号と前記走査信号とに基づいて前記画素に電圧を印加し、前記画素に印加される電圧の極性を反転しながら駆動する画像表示装置において、
各々の前記画素位置に対応した第１のデータ長の画素データを持つデジタル信号が入力され、一定の画素毎の前記画素データを前記第１のデータ長のｎ（ｎは２以上の整数）倍の第２のデータ長を有する画素データに展開した２つの相展開デジタル信号を出力する第１の相展開手段と、
２つの前記相展開デジタル信号が入力され、一方の前記相展開デジタル信号を、該デジタル信号の極性を反転しない第１のルートに導き、他方の前記相展開信号を、極性反転手段により前記極性を反転する第２のルートに導いて、２つの相展開信号の極性を決定する極性決定手段と、
極性が決定された２つの前記相展開デジタル信号を、デジタル−アナログ変換して、２つの第１の相展開アナログ信号を出力する第１，第２のデジタル−アナログ変換手段と、
を有し、前記信号供給手段は、前記２つの第１の相展開アナログ信号に基づいて、前記画素データ信号を前記データ信号線に供給することを特徴とする。
この発明では、２つの相展開デジタル信号の極性は、極性決定回路にて定められる。こうすると、フレーム周期のみでの極性反転駆動ができなくなり採用できる極性反転駆動の種類は少なくなるが、使用要求の高いドット反転及びライン反転は可能であり、しかも、回転点数は大幅に減少する。
２つの前記第１の相展開アナログ信号から、一定の前記画素毎の前記画素データのデータ長を拡張させた画素データに展開されたｎ×Ｎ（Ｎは整数）個の第２の相展開アナログ信号を生成し、ｎ×Ｎ個の相展開信号出力ラインに並列に出力する第２の相展開手段をさらに有することができる。この場合、前記信号供給手段は、ｎ×Ｎ個の前記第２の相展開アナログ信号に基づいて、前記画素データ信号を前記データ信号線に供給する。
こうすると、デジタル信号に対する第１の相展開とその後のアナログ信号に対する第２の相展開と、２回に分けて目的とする相数の相展開を実施している。第１の相展開によりデジタル信号の周波数が下がるので、第２の相展開の前に必要なデジタル−アナログ変換などでのクロック周波数を低めることができ、高周波の画像にも対応できる。
前記信号供給手段は、ｎ×Ｎ個の信号供給ラインを介して入力されるｎ×Ｎ個の前記第２の相展開アナログ信号に基づいて、複数の前記データ信号線に対して前記画素データを供給することができる。
この場合、ｎ×Ｎ個の前記相展開信号出力ラインと、ｎ×Ｎ個の前記信号供給ラインとの接続を切り換える接続切換手段と、
前記第１，第２の相展開手段での相展開順序を変更制御し、前記相展開順序に対応させて前記接続切換手段での接続の組合せを変更制御する変更制御手段と、
をさらに設けることが好まし。
このようにすると、相展開手段での相展開順序を変更し、それによって生ずるシリアルな画素データの順番の変更を接続切換手段での接続切換により補償して、シリアル画素データを常に所定の画素に供給可能として画像を表示できる。また、第１，第２の相展開の展開順序を変更することで、回路特性差が画質に与える影響を低減できる。
前記第１のデジタル−アナログ変換手段の後段には、第１の極性のガンマ補正回路と、第１の極性のクランプ回路が接続され、前記第２のデジタル−アナログ変換手段の後段には、第２の極性のガンマ補正回路と、第２の極性のクランプ回路が接続される構成としてもよい。
こうすると、一つの信号ラインには第１の極性又は第２の極性のいずれか一方のガンマ補正回路、クランプ回路を配置すれば足りるので、回路点数が減少される。
前記変更制御手段は、前記第１，第２の相展開手段の相展開順序を予め定めた少なくともｎ×Ｎ種類の中から一つ選択し、かつ、その選択に従って前記接続切換手段での接続の組合せを予め定めた複数の中から一つ選択して、前記第１，第２の相展開手段及び前記接続切換手段を制御することができる。
こうすると、変更制御手段での制御内容が単純化される。
前記変更制御手段は、同一の前記走査信号線に接続された１画素毎に、前記画素に印加される電圧の極性が異なるように、前記第１，第２の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することができる。
こうすると、同一走査線上にていわゆるドット反転駆動が可能となる。
前記変更制御部は、水平同期信号に同期して、同一の前記データ線に接続された１画素毎に、前記画素に印加される電圧の極性が異なるように、前記第１，第２の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することができる。
こうすると、同一データ線上にていわゆるライン反転駆動が可能となる。
前記変更制御部は、垂直同期信号に同期して、１フレームの先頭画素のデータがデータサンプリングされる前記データサンプリング部が、フレーム毎に異なるように、前記第１，第２の相展開手段で相展開順序と、前記接続切換手段での接続の組合せとを変更制御することができる。
こうすると、回路特性の悪影響をフレーム間でも散乱させることができる。
なお、本発明は、液晶パネル又は液晶プロジェクタなどのように、液晶の寿命の関係で極性反転駆動が不可欠な画像表示装置にて好適に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を適用した画像表示装置の一例を示すブロック図である。
図２は、図１に示す画像表示装置のデータ処理回路ブロックをさらに詳細に示すブロック図である。
図３Ａ、３Ｂは、図２に示す第１，第２のラッチ回路の一例を示す回路図である。
図４は、図２に示す第１，第２の相展開回路でのデータ展開動作を説明するためのタイミングチャートである。
図５は、図２に示す第２の相展開回路に入力されるサンプリング信号の種類と、それに対応して接続切換回路にて切り換えられるライン接続状態を説明するための概略説明図である。
図６は、図２のタイミング発生回路ブロックの一部を示すブロック図である。
図７は、ドット反転駆動の際の図２に示すサンプルホールド回路の出力を画素位置に並び替えた概略説明図である。
図８は、ライン反転駆動の際の図２に示すサンプルホールド回路の出力を画素位置に並び替えた概略説明図である。
図９は、フレーム反転駆動の際の図２に示すサンプルホールド回路の出力を画素位置に並び替えた概略説明図である。
図１０は、フレーム間で先頭アドレスの画素データが異なるサンプルホールド回路にて相展開される駆動の時の、図２に示すサンプルホールド回路の出力を画素位置に並び替えた概略説明図である。
図１１は、図７、図１０の駆動により達成されるドット反転駆動の際の画素データの極性を示す概略説明図である。
図１２は、図８の駆動により達成されるライン反転駆動の際の画素データの極性を示す概略説明図である。
図１３は、図９の駆動により達成されるフレーム反転駆動の際の画素データの極性を示す概略説明図である。
図１４は、図１に示す画像表示装置のデータ処理回路ブロックの他の例に示すブロック図である。
図１５は、図１に示す画像表示装置のデータ処理ブロック回路のさらに他の例に示すブロック図である。
図１６は、図１に示す画像表示装置のデータ処理回路ブロックのさらに他の例に示すブロック図である。
図１７は、図１に示す画像表示装置のデータ処理回路ブロックのさらに他の例に示すブロック
図１８は、図１７に示すデータ処理回路ブロックでのパネル駆動用信号Ｖ（ｉ）と画像信号Ｖ１（ｉ）との関係を説明する特性図である。
図１９は、画像表示装置のセレクト信号を水平同期信号および垂直同期信号に同期して変化させる様子を示す図である。
図２０は、図１９に示すセレクト信号によって表示される画面の状態を示す図である。
図２１は、本発明を適用した投写型の画像表示装置（プロジェクタ）の概要を示す図である。
図２２Ａは、相展開を行う従来の画像表示装置の構成を示すブロック、図２２Ｂは、その動作タイミングチャートである。
図２３は、図２２に示す画像表示装置において、１ドット極性反転駆動を行うためにセレクタを設けた例を示すブロック図である。
［発明を実施するための最良の形態］
図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
第１の実施例
図１には本発明を適用した画像表示装置の概略構成を示してある。なお、以下に説明において、図６を参照して説明した画像表示装置と共通する機能を有する部分については同じ符号を付してある。
図１において、画像表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶パネル１１０を用いたタイプの表示装置であり、大別して、液晶パネルブロック１００、タイミング発生回路ブロック２００、データ処理回路ブロック３００を備えている。
液晶パネルブロック１００は、同一のガラス基板上に、画像表示部である液晶パネル１１０と、走査信号線選択手段である走査側駆動回路１２０と、信号供給手段であるデータ側駆動回路１３０と、を備えている。
液晶パネル１１０は、複数のデータ信号線１１２と複数の走査信号線１１４とに電気的に接続された画素１１６をマトリクス状に配列して構成される。画素１１６は、スイッチング素子例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１６ａと、液晶層１１６ｂとで構成されている。なお、スイッチング素子１１６ａは、ＴＦＴに代表される３端子素子に限らず、金属層−絶縁層−金属層（ＭＩＭ）素子に代表される２端子素子であってもよい。また、本発明を液晶パネルの駆動に採用する場合、上述のアクティブマトリックス液晶パネルに限らず、単純マトリックス液晶パネルであっても良く、必ずしもスイッチング素子１１６ａを必要としない。
走査側駆動回路１２０は、走査信号線１１４を順次選択する走査信号を走査信号線１１４に供給するものである。
データ側駆動回路１３０は、例えば６本の信号供給ライン１３２と、６本の信号供給ライン１３２と複数のデータ信号線１１２との間に接続された複数のサンプリングスイッチ１３４と、サンプリングタイミングを決定するタイミング信号を複数のサンプリングスイッチ１３４に出力するシフトレジスタ１３６とを有する。
タイミング発生回路ブロック２００は、液晶パネルブロック１００及びデータ処理回路ブロック３００に各種タイミング信号を供給するもので、その詳細については後述する。
データ処理回路ブロック３００は、図２に示すように、大別して、第１の相展開回路３１０と、分岐回路３３０と、選択回路３４０と、デジタル−アナログ変換回路３５０と、ガンマ補正回路３６０と、クランプ回路３７０と、第２の相展開回路３８０と、接続切換回路（ローテーション回路）３９０とを有する。
以下、データ処理ブロック３００の構成について、その動作と共に説明する。
第１の相展開回路３１０は、図２に示すように、例えば１行目の走査信号線１１４に接続された画素１１６に供給されるデジタル画素データａ１，ａ２，ａ３…、２行目の画素１１６に供給されるデジタル画素データ画素データｂ１，ｂ２，ｂ３…、が順にシリアルに入力される。
この第１の相展開回路３１０は、上述のデジタル画素データが共に入力される第１のラッチ回路３１２ａと第２のラッチ回路３１２ｂとを有する。第１のラッチ回路３１２ａ及び第２のラッチ回路３１２ｂは、図３Ａ、３Ｂに示すように共に同一の構成を有し、第１，第２のアンド回路３１４，３１６と、オア回路３１８と、フリップフロップ３２０を有する。
第１，第２のラッチ回路３１２ａの第１のアンド回路３１４には、上述のデジタル画素データＤＩＮと、基準クロックＣＬＫ（例えば４０ＭＨｚ）を分周した分周クロックＳ（例えば２０ＭＨｚ）又はその反転クロック／Ｓとがタイミング発生回路ブロック２００より入力される。タイミング発生回路ブロック２００は、水平同期信号及び／又は垂直同期信号に従って、第１のラッチ３１２ａに分周クロックＳが入力される時には、第２のラッチ回路３１２ｂにはその反転クロック／Ｓが入力されるように、分周クロックＳ及びその反転クロック／Ｓの出力先の切換制御を行う。この意味で、タイミング発生回路ブロック２００は、第１の相展開回路３１０での相展開順序を変更制御する変更制御手段として機能する。
オア回路３１８は、第１，第２のアンド回路３１４，３１６の出力が入力され、その出力はフリップフロップ３２０のＤ端子に供給される。フリップフロップ３２０のクロック端子Ｃには、基準クロックＣＬＫが入力される。これら基準クロック２００、分周クロックＳ、反転分周クロック／Ｓは、それぞれタイミング発生回路２００からフリップフロップ３２０に供給される。
第１のラッチ回路３１２ａでは、図４に示すように、例えば第１のラッチ回路３１２ａに分周クロックＳが入力される場合には、分周クロックＳの立ち下がりでデータａ１をラッチし、分周クロックＳがＬ０Ｗとなると同時に第２のアンド回路３１４の出力がＨＩＧＨとなるので、そのデータａ１がＱ出力より出力され続ける。この動作は、分周クロックＳの次の立ち下がりにてデータａ３がラッチされるまで続く。従って、第１のラッチ回路３１２ａでは、データａ１，ａ３，ａ５…がラッチされ、そのデータ長が元と比較して２倍に相展開される。この第１のラッチ回路３１２ａからの出力信号をデジタル相展開信号Ｄ１と称する。上記の場合、反転分周クロック／Ｓが入力される第２のラッチ回路３１２ｂでは、図４に示すように、データａ２，ａ４，ａ６…がラッチされ、同様にそのデータ長が元と比較して２倍に相展開され、しかも、基準クロックＣＬＫの１周期（分周クロックＳの半周期）遅れて出力される。この第２のラッチ回路３１２ｂからの出力信号をデジタル相展開信号Ｄ２と称する。
分岐回路３３０は、図２に示すように、デジタル相展開信号Ｄ１が供給される第１，第２の分岐ライン３３２ａ、３３２ｂと、デジタル相展開信号Ｄ２が供給される第３，第４の分岐ライン３３２ｃ、３３２ｄとを有する。第１，第３の分岐ライン３３２ｂ，３３２ｄには、バッファ３３４が接続され、デジタル相展開信号Ｄ１，Ｄ２はそのまま出力される。第２，第４の分岐ライン３３２ｂ，３３２ｄには、例えばインバータ３３６が接続され、デジタル相展開信号Ｄ１，Ｄ２の極性が反転されて出力される。
ここで、デジタル信号の極性反転する方法として、例えば次の２つの方法を挙げることができる。その一つは、デジタル値の論理を反転することであり、例えば２ビットデータ（１１）を（００）にすることを意味する。他の一つは、２進数であるデジタル値の２の補数をとることであり、例えば２ビットデータ（１１）を（０１）にすることを意味する。こうすると、走査信号との関係で、画素１１６に印加される電圧の極性を反転させることができる。この場合の一方の極性を第１の極性例えば正極性と称し、他方を第２の極性例えば負極性と称する。なお、画素１１６に印加される電圧の極性を反転するには、例えばスイッチング素子１１６ａをＴＦＴで構成した場合、対向（共通）電極の電位を基準として、データ信号の電位を変化させてその極性を反転すればよい。また、例えばスイッチング素子１１６ａとＭＩＭで構成した場合、データ信号の振幅の中間電位を基準として走査信号の電位を変化させてその極性を反転すればよい。
ここで、本明細書においては、デジタル信号Ｄ１，Ｄ２に対して極性が反転された信号を、／Ｄ１，／Ｄ２と表すものとする。また、その各デジタル信号Ｄ１，Ｄ２，／Ｄ１，／Ｄ２をそれぞれデジタル−アナログ変換して得られるアナログ信号を、Ａ１，Ａ２，／Ａ１，／Ａ２と表すものとする。なお、反転信号／Ｄ１，／Ｄ２，／Ａ１，／Ａ２は、図面上では記号Ｄ１，Ｄ２，Ａ１，Ａ２の上にバーをそれぞれ付したものと対応する。
第１の分岐ライン３３２ａからはデジタル相展開信号Ｄ１が、第２の分岐ライン３３２ｂからはデジタル相展開信号Ｄ１の反転信号／Ｄ１が、第３の分岐ライン３３２ｃからはデジタル相展開信号Ｄ２が、第４の分岐ライン３３２ｄからはデジタル相展開信号Ｄ２反転信号／Ｄ２がそれぞれ出力される。
選択回路３４０は、第１，第２の分岐ライン３３２ａ，３３２ｂのいずれか一方と接続される第１のデジタルスイッチ３４２と、第３，第４の分岐ライン３３２ｃ，３３２ｄのいずれか一方と接続される第２のデジタルスイッチ３４４とを有する。
デジタル−アナログ変換回路３５０は、第１のデジタルスイッチ３４２を介して入力されるデジタル相展開信号Ｄ１又は／Ｄ１をデジタル−アナログ変換する第１のデジタル−アナログ変換回路３５２と、第２のデジタルスイッチ３４４を介して入力されるデジタル相展開信号Ｄ２又は／Ｄ２をデジタル−アナログする第２のデジタル−アナログ変換回路３５４とを有する。これら第１，第２のデジタル−アナログ回路３５２，３５４は、分周クロックＳに基づくサンプリングタイミングでデータサンプリングしてデジタル−アナログ変換するため、回路の小型化と低価格を維持できる。第１のデジタル−アナログ変換回路３５２の出力を第１の相展開アナログ信号Ａ１（又は／Ａ１）と称し、第２のデジタル−アナログ変換回路３５４の出力を第１の相展開アナログ信号Ａ２（又は／Ａ２）と称する。
第１，第２のデジタル−アナログ変換回路３５２，３５４の出力ラインには、ガンマ補正回路３６０とクランプ回路３７０が接続されている。ガンマ補正回路３６０として、第１のデジタル−アナログ変換回路３５２の出力ラインには、第１の正極性のガンマ補正回路３６２と、第１の負極性のガンマ補正回路３６４とが接続されている。第２のデジタル−アナログ変換回路３５４の出力ラインには、第２の正極性のガンマ補正回路３６６と、第２の負極性のガンマ補正回路３６８とが接続されている。クランプ回路３７０として、第１のデジタル−アナログ変換回路３５２の出力ラインには、第１の正極性のクランプ回路３７２と、第１の負極性のクランプ回路３７４とが接続されている。第２のデジタル−アナログ変換回路３５４の出力ラインには、第２の正極性のクランプ回路３７６と、第２の負極性のクランプ回路３７８とが接続されている。これらガンマ補正回路３６２〜３６８は及びクランプ回路３７２〜３７８は、周知であるので説明を省略する。
第２の相展開回路３８０は、６個の第１〜第６のサンプルホールド回路３８１〜３８６を有する。そして、第１のデジタル−アナログ回路３５２を経由した第１の相展開アナログ信号Ａ１（又は／Ａ１）が、第２の相展開回路３８０の奇数番目のサンプルホールド回路３８１，３８３，３８５に常に供給される。また、第２のデジタル−アナログ回路３５４を経由した第２の相展開アナログ信号Ａ２（又は／Ａ２）が、第２の相展開回路３８０の偶数番目のサンプルホールド回路３８２，３８４，３８６に常に供給される。この第１〜第６のサンプルホールド回路３８１〜３８６には、図４に示すように、相展開順序を決定するサンプリングクロックＳＨＣＬ１〜ＳＨＣＬ６が入力されて、第１の相展開アナログ信号をさらにＮ相展開例えば３相展開している。第１の相展開回路３１０にて既にｎ相展開例えば２相展開されているので、元の画素データのデータ長と比較するとｎ×Ｎ＝６相展開されることになる。
ここで、サンプリングクロックＳＨＣＬ１〜ＳＨＣＬ６は、図５に示すように６種類用意され、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６に基づいてタイミング発生回路ブロック２００にて発生される。この装置では、液晶パネル１１０の駆動の水平同期信号と垂直同期信号に基づいて、６種類のサンプリングクロックＳＨＣＬ１〜ＳＬＣＨ６の供給を切り換えている。このために、タイミング発生回路２００内には、図６に示すように、６進カウンタ２１０と２進カウンタ２１２が設けられている。６進カウンタ２１０は、水平同期信号をカウントする。２進カウンタ２１２は、垂直同期信号をカウントする。この両カウンタ２１０，２１２の出力が入力されるラインコトンローラ２１４は、６進カウンタ２１０がカウントする毎に、換言すれば、図１の走査信号線１１４が新たに選択される一水平走査（１Ｈ）毎に、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６を順に切り換えて出力する。さらに、ラインコトンロール２１４は、２進カウンタ２１２がカウントする毎に、換言すれば、図１の液晶パネル１１０の１フレーム駆動が終了する一垂直走査（１Ｖ）毎に、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６の出力される順序を切り換えることもできる。例えばラインコトンロール２１４は、１フレーム目ではＳ１から順に出力するのに対して、２フレーム目ではＳ２から順に出力することができる。６種類のサンプリングクロックＳＨＣＬ１〜ＳＨＣＬ６は、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６が入力されるサンプリングクロック発生回路２１６にて発生される。なお、図示していないが、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６に従って、第１の相展開回路３１０の第１，第２のラッチ回路３１２ａ，３１２ｂに対して分周クロックＳ又はその反転クロック／Ｓのいずれを供給するかを決定する回路が、タイミング発生回路ブロック２００内に設けられている。
ここで、第１〜第６のサンプルホールド回路３８１〜３８６の相展開信号出力ライン３８８ａ〜３８８ｆからの出力をそれぞれＶ１〜Ｖ６と略称する。この出力Ｖ１〜Ｖ６を、画素位置に並べ替えした場合に、図７〜図１０に示す４通りの駆動法が考えられる。
図７は、フレーム１，２の１ライン目はセレクト信号Ｓ１、２ライン目はセレクト信号Ｓ２、３ライン目はセレクト信号Ｓ３、…６ライン目はセレクト信号Ｓ６に従ってサンプリング順序を切り換え、以降のラインではこれを繰り返している。１フレームのライン数が展開数６の倍数であると、これを繰り返せば、フレーム２でも全く同じとなる。１フレームのライン数が展開数６の倍数であるか否かに拘わらず、１フレームの終了にて６進カウンタ２１０をリセットすれば、フレーム１，２で同じ展開順序となる。
図７中の＋，−は、サンプルホールドされたデータの極性を示し、第１，第２のデジタルスイッチ３４２，３４４を、タイミング発生回路２００からの信号により切り換えることで、図７の通りのいわゆるドット反転駆動が可能となる。図７を画素データで置き換えると図１１の通りとなる。
図８、図９はそれぞれ、サンプリング順序の切換は図７と同じであるが、第１，第２のデジタルスイッチ３４２，３４４での選択を変えている。図８は、いわゆるライン反転駆動に対応し、画素データに置き換えると図１２の通りとなる。一方、図９は、いわゆるフレーム反転駆動に対応し、画素データに置き換えると図１３の通りとなる。
図１０は、表示特性上最も優れたものを示し、フレーム１は図７と同じであるが、フレーム２が図７と異なっている。図１０では、フレーム２の１ライン目がフレーム１の２ライン目と同じになるように、フレーム２の１ライン目のサンプリング順序をも１フレーム目とは異ならせている。すなわち、フレーム１ではセレクト信号Ｓ１からスタートして展開順序を順に変更するのに対して、フレーム２ではセレクト信号Ｓ２からスタートして展開順序を順に変更している。この動作を、画素データで置き換えて説明すると図１１のドット反転駆動となる。
接続切換回路３９０では、図１１〜図１３の通り画素データが供給されるように、６本の相展開信号出力ライン３８８ａ〜３８８ｆと、６本の信号供給ライン１３２ａ〜１３２ｆとの接続を切り換えている。この切換は、上述の第１，第２の相展開回路３１０，３８０での相展開順序の切換と同期して行う必要があり、タイミング発生回路２００からの信号に基づいて、図５に示す６通りの中から選ばれる。この切換により、図１１〜図１３にそれぞれ示すドット反転駆動、ライン反転駆動及びフレーム反転駆動を実現できる。なお、液晶の寿命の観点から言えば、図１１のドット反転駆動が最も優れている。
ここで、いずれの場合も、第１〜第６のサンプルホールド回路３８１〜３８６のアンプのゲインのばらつきがあったとしても、例えばある一つのアンプのゲインが高くても、従来のように明るい画素が液晶パネル１１０の縦方向に連続することがなく、斜め方向にちらばるため、視覚上目立たなくすることができる。特に、図１０の切換方式を採用した場合には、フレーム毎でもサンプリング順序を変更して例えば明るい画素位置を変更しているので、より画質が向上する。
なお、図７〜図１１のための第１，第２の相展開回路３１０，３８０での相展開順序と、それに併せて必要な切換回路３９０での接続切換の組合せと、同じく併せて必要な第１，第２のデジタルスイッチ３４２，３４４の切換動作と、を実現するための各種コントロール信号を得るにあたっては、例えばメモリなどにモードとして格納して、ＩＣの外部端子への信号によりユーザが任意に選択できるようにしてもよい。あるいは、ＩＣの内部切換としてＩＣ工場にていずれかのモードを選択できるようにすることもできる。
第２の実施例
図１４は、図１のデータ処理回路３００ブロックに代えて用いることができるさらに好ましいデータ処理回路ブロック４００を示している。同図に示すデータ処理回路ブロック４００は、図２の分岐回路３３０及び選択回路３４０の代わりに、極性決定回路４１０を有する点と、図２のガンマ補正回路３６０、クランプ回路３７０の代わりに、ガンマ補正回路４２０、クランプ回路４３０を設けている点とが異なっている。
極性決定回路４１０は、第１のラッチ回路３１２ａからのデジタル相展開信号Ｄ１をそのまま出力するバッファ４１２と、第２のラッチ回路３１２ｂからのデジタル相展開信号Ｄ２を反転して出力するインバータ４１４とを有する。従って、バッファ４１２からデジタル相展開信号Ｄ１が、インバータ４１４からはデジタル相展開信号／Ｄ２が常に出力される。
ガンマ補正回路４２０は、バッファ４１２の出力に対して正極性のガンマ補正を実施する正極性ガンマ補正回路４２２と、インバータ４１４の出力に対して負極性のガンマ補正を実施する負極性ガンマ補正回路４２４とを有する。同様に、クランプ回路４３０は、正極性ガンマ補正回路４２２の出力に対して正極性にてクランプする正極性クランプ回路４３２と、負極性ガンマ補正回路４２４の出力に対して負極性にてクランプする負極性クランプ回路４３４とを有する。
このように、図１４のデータ処理回路４００は、図２のデータ処理回路３００と比較して回路数が少なくなっている。
この第２の実施形態の実施例によれば、第２の相展開回路３８０の出力として、図１０のデータ出力が、回路点数を少なくしながら簡易に得られ、液晶の寿命特性上好ましい図１１に示すドット反転駆動が可能となる。
第３の実施例
図１５は、図１のデータ処理回路ブロック３００に代えて用いることができる他のデータ処理回路ブロック５００を示している。同図に示すデータ処理回路ブロック５００は、図２の第１の相展開回路３１０を省略し、図２のデジタル−アナログ変換回路３５０に代えて、デジタル−アナログ回路５１０を有する。
このデジタル−アナログ回路５１０は、第１のデジタルスイッチ３４２で選択された正又は負のデジタル信号ＤＩＮまたは／ＤＩＮの画素の前記画素データをデジタル−アナログ変換して、第１のアナログ信号Ａ１又は／Ａ１を出力する第１のデジタル−アナログ変換回路５１２を有する。さらに、第２のデジタルスイッチ３４４で選択された正又は負のデジタル信号ＤＩＮまたは／ＤＩＮをデジタル−アナログ変換して、第２のアナログ信号Ａ２又は／Ａ２を出力する第１のデジタル−アナログ変換回路５１４を有する。
これら第１，第２のデジタル−アナログ回路５１２，５１４は、図３と同じくデジタル信号の奇数又は偶数番目の画素データのサンプルホールド機能を有することで、図２の場合と同様に、元のデータ長の２倍のデータ長を有する第１の相展開アナログ信号Ａ１（／Ａ１），Ａ２（／Ａ２）を出力することができる。従って、第１，第２のデジタル−アナログ変換回路５１２，５１４は、第１の相展開回路３１０の機能を兼ね備えることもできる。この場合、以降のデータ処理は、図２の場合と同じとなり、第２の相展開回路３８０にて３相展開すればよい。もし、第１，第２のデジタル−アナログ回路５１２，５１４にサンプルホールド機能がない場合には、第２の相展開回路３８０が唯一の相展開回路となり、ここで６相展開すればよい。
従って、この第３の実施の形態でも、第２の相展開回路３８０の出力として、図７〜図１０の４通りのデータ出力を得ることができ、図１１〜図１３に示す各種反転駆動が可能となる。
第４の実施例
図１６は、図１のデータ処理回路ブロック３００に代えて用いることができるさらに他のデータ処理回路ブロック６００を示している。同図に示すデータ処理回路ブロック６００は、図１５のデータ処理回路５００と比較して、図１５の分岐回路３３０及び選択回路３４０の代わりに、図１４にて説明した極性決定回路４１０を有する点と、図１５のガンマ補正回路３６０、クランプ回路３７０の代わりに、図１４にて説明したガンマ補正回路４２０、クランプ回路４３０を設けている点とが異なっている。
従って、図１６の回路が図１５の回路と動作上異なる点は、図２と図１４との相違と同じとなる。従って、この第４の実施形態の実施例によれば、第２の相展開回路３８０の出力として、図７、図１０の２通りのデータ出力が、回路点数を少なくししながら簡易に得られ、液晶の寿命特性上好ましい図１１に示すドット反転駆動が可能となる。
第５の実施例
図１７は、図１のデータ処理回路ブロック３００に代えて用いることができるさらに他のデータ処理回路ブロック７００を示している。同図に示すデータ処理回路ブロック７００は、上述の実施の形態とは異なり、アナログの画像信号ＶＩＤＥＯを入力するものである。このデータ処理ブロック７００は、極性反転回路７１０、相展開回路７２０、ローテーション回路７３０、およびこれらの回路を制御する制御回路７４０を備えている。
図１７において、極性反転回路７１０は、入力画像信号ＶＩＤＥ０から順極性の画像信号（正の信号）と極性を反転した画像信号（負の信号）の２種類の信号を生成し出力する信号出力回路７１２を備えている。なお、この２種類の信号は、例えば両方の信号の例えば黒レベルの間の中間電位がコモン電位となるように、互いに極性が反転している。
信号出力回路７１２から出力される信号のうち、極性が正の画像信号ＶＩＤＥＯ（＋）は、後述する相展開回路７２０の奇数番目のサンプルホールド回路７２２ａ、７２２ｃ、７２２ｅに常に供給され、極性が負の入力画像信号ＶＩＤＥＯ（−）は、後述する相展開回路７２０の隅数番目のサンプルホルダ回路７２２ｂ、７２２ｄ、７２２ｆに常に供給されるようになっている。そして、入力画像信号ＶＩＤＥＯを相展開するときに、その展開順序として、奇数番目のサンプルホールド回路と偶数番目のサンプルホールド回路とでサンプリングタイミングの開始時が交互に設定される。こうすると、奇数番目の相と偶数番目の相とは常に極性が反対であり、横方向のクロストークの発生を防止できる。
また、相展開回路７２０において、入力画像信号ＶＩＤＥＯをサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆにて相展開する順番（展開順序）を水平同期信号のタイミングでずらすようにしてある。同じく、ローテーション回路７３０において、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆの出力ラインと、６本の信号供給ライン１３２ａ〜１３２ｆの各々に対する出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ６との接続の組み合わせを、水平同期信号のタイミングでずらすようにしてある。従って、液晶パネル１１０の画素に印加される電位は、垂直方向に並んだ画素においても隣接する画素同士で極性が反転され、水平方向のみならず垂直方向のクロストークの発生を防止できる。
相展開回路７２０は、入力画像信号ＶＩＤＥＯを６つのサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆを用いて６つの相に展開できるようにしてある。６つのサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆは、展開順指示回路７２６から各サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに供給されるサンプル信号に基づき、その時点でサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに供給されている入力画像信号ＶＩＤＥＯの画素信号をサンプルし、次のサンプル信号が供給されるまでその画素信号を保持する。従って、入力画像信号ＶＩＤＥＯに含まれる画素信号は、図６（ｂ）を参照して説明したように、６相に展開され、１画素当たりのデータ長が延長される。このため、ローテーション回路７３０を経て出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ６から各信号供給線１３２ａ〜１３２ｆに供給されるパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）（ｉ＝１〜６）の周波数を落すことが可能となる。ここで、データ側駆動回路１３０は、液晶層１６６ｂに電荷をチャージする時間を充分長くする必要があり、その動作速度を遅くする必要がある。従って、データ側駆動回路１３０がＴＦＴ１１６ａと共にガラス基板上に形成されている液晶パネル１１０において、データ側駆動回路１３０の動作速度と、入力画像信号ＶＩＤＥＯの周波数とのマッチングを図ることができる。それ故、データ側駆動回路１３０の動作速度がそれほど速くない液晶パネル１１０を表示部に用いても、高解像度で高画質の画像を表示できる。このような相展開回路７２０は、本例のようにアナログ信号化された画素信号を各相毎にサンプルホールドするサンプルホールド回路などにより構成することができる。デジタル信号化された画素信号を入力する場合には、各相毎にデータラッチする図３のようなラッチ回路を用いることもできる。第１、第２の実施の形態では、デジタル信号の相展開とアナログ信号の相展開との２段階の相展開を実施したが、本例のようにアナログ信号での１段階での相展開の他、デジタル信号での１段階での相展開でもよい。
但し、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）と相展開回路７２０の系列毎の回路との組み合わせを完全に固定すると、上述した通り、相展開回路７２０の環境や回路を構成する素子のばらつきなどにより利得等の回路特性に差が生じ、縦ラインむらの原因となる。
そこで、本例の画像表示装置においても、接続切換手段としてのローテーション回路７３０を設けて、このような縦ラインむらの発生を防止している。すなわち、ローテーション回路７３０は、ローテーション制御回路７３２と、６個の６入力１出力のアナログスイッチ７３４ａ〜７３４ｆを備えている。ローテーション制御回路７３２にはタイミング発生回路ブロック２００からのタイミング信号が入力され。それに従って、ローテーション制御回路７３２から各アナログスイッチ７３４ａ〜７３４ｆに対し、相展開回路７２０のどのサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに保持されている画像信号Ｖ１（ｉ）を選択して出力するかを指定するセレクト信号が出力される。各アナログスイッチ７３４ａ〜７３４ｆでは、それぞれに与えられるセレクト信号に従って、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに保持されている画像信号Ｖ１（ｉ）の中から１つが選択され、出力端子ＯＵＴ１〜６にパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）として出力される。このようなセレクト信号を発生させるローテーション制御回路７３２は、図６の例で示したタイミング発生回路２００内に設けたカウンタ２１０，２１２などにより実現できる。
ローテーション制御回路７３２は、画像信号Ｖ１（ｉ）とパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）との組み合わせ、すなわち、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに対する出力端子ＯＵＴ１〜６の組み合わせの単位を幾つか保持しており、これらの組み合わせを所定のタイミングで切り換えるようになっている。
本実施の形態形態では、ローテーション制御回路７３２は６組のセレクト信号Ｓ１〜Ｓ６を備えており、これらを画像表示用の水平周期信号と同期して変化させる。この場合、各アナログスイッチ７３４ａ〜７３４ｆにおけるセレクト信号Ｓ１〜Ｓ６と、入出力（パネル駆動用信号Ｖ（ｉ）と画像信号Ｖ１（ｉ）との組合せ）との関係は図１８の通りとなる。図１８には、パネル駆動用信号Ｖ（ｉ）として出力されるサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆにホールドされた画像信号Ｖ１（ｉ）が、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６によって水平同期信号に同期して変化する様子を示してある。
但し、ローテーション回路７３０において、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆにホールドされた画像信号Ｖ１（ｉ）とパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）との組み合わせを、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６によって変えるためには、所定のデー信号線１１２に、そのデータ信号線１１２に合わせた画素信号が供給されるように、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆが入力画像信号ＶＩＤＥＯをホールドする順番を予め変えておく必要がある。このような展開順の制御は、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６が変化するタイミングに合わせて、展開順指示回路７２６によって行われている。すなわち、展開順指示回路７２６およびローテーション制御回路７３２を、制御回路７０２がタイミング信号に合わせて協調制御する。
このように構成した画像表示装置では、タイミング発生回路ブロック２００に基準クロック信号ＣＬＫと同期信号ＳＹＮＣとが入力され、タイミング発生回路ブロック２００から各回路ブロックを動作させるクロックなどのタイミング信号が出力される。
データ処理回路ブロック７００においては、相展開回路７２０によって入力画像信号ＶＩＤＥＯの６相展開が行われ、相展開された画像信号Ｖ１（ｉ）がサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆに保持される。
相展開された画像信号Ｖ１（ｉ）はローテーション回路７３０でローテーション処理され、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）となる。これらのパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）は、出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ６および入力端子ＶＩＮ１〜ＶＩＮ６を介して信号供給ライン１３２ａ〜１３２ｆに出力される。データ側駆動回路１３０は、タイミング発生回路ブロック２００からの信号を基にシフトレジスタ１３６で作成したサンプリング信号により、サンプリングスイッチ１３４において信号供給ライン１３２ａ〜１３２ｆに現れた各相のパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）をサンプリングし、データ信号線１１４に所定の電位を出力する。
この間、ローテーション制御回路７３２から出力されるセレクト信号Ｓ１〜Ｓ６は、図１９に示すように変化する。たとえば、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６は、画像信号の水平同期信号に同期して１フレーム毎にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６…の順に変化し、この順のまま繰り返される。
このような順番は、画像信号の垂直同期信号に同期しても変化する。すなわち、次の画面では、セレクト信号Ｓ１〜Ｓ６は画像信号の水平同期信号に同期して１フレーム毎にＳ６、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５…の順番に変化し、この順のまま繰り返される。
従って、図２０に示すように、液晶表示パネル１０２においては、１ライン目で画像信号Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、Ｖ１（３）、Ｖ１（４）、Ｖ１（５）、Ｖ１（６）の順でパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）が出力され、水平方向に並ぶ６個分の画素で表示が行われていたのが、２ライン目では、画像信号Ｖ１（６）、Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、Ｖ１（３）、Ｖ１（４）、Ｖ１（５）の順でパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）が出力され、各画素で表示されることになる。
また、次の画面では、１ライン目で画像信号Ｖ１（６）、Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、Ｖ１（３）、Ｖ１（４）、Ｖ１（５）の順でパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）が出力され、水平方向に並ぶ６個分の画素で表示が行われていたのが、２ライン目では、画像信号Ｖ１（５）、Ｖ１（６）、Ｖ１（１）、Ｖ１（２）、Ｖ１（３）、Ｖ１（４）の順でパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）が出力され、各画素で表示されることになる。
ここで、６個のサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆのうち、たとえば、サンプルホールド回路７２２ａの利得が他のものに比べて小さかったとする。この場合に、画面全体が一様な明るさの表示をするように同じレベルの前画面分の入力画像信号ＶＩＤＥＯが入力されても、利得の小さいサンプルホールド回路７２２ａに保持された画像信号Ｖ１（１）の強度が低く、この信号がパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）として供給された画素では他の画素と比べて暗い表示となる。それでも、本形態においては、画像信号Ｖ１（ｉ）とパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）との組み合わせが水平周期信号と同期してローテーション回路７３０によってずらされる。従って、液晶パネル１１０上で明るさの変わっている画素は、図２０に示すように液晶パネル１１０の縦線上には並ばず斜めに分散する。このように、サンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆの固有差は液晶パネル１１０の１画面内で分散して表示されるので、液晶パネル１１０上に縦ラインむらが現れることがない。
また、斜めのラインでの表示むらがたとえ発生しても、垂直同期信号に同期してセレクト信号が切り換えられるので、図２０に示す通り１画面毎にその位置が切り換わる。それ故、サンプルホールド回路などを用いて相展開したときに現れる回路の特性差の影響を時間的にも分散できるので、高画質で分解能の高い画像を得ることができる。
さらに、いずれの状態でも、水平方向および垂直方向の隣接する両素間では、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）の極性が反転するように、セレクト信号が切り換わっていくので、隣接する画素間でクロストークがない。しかも、このような１ドット極性反転表示を行うにあたって、本発明では、あくまで画像信号Ｖ１（ｉ）とパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）との組み合わせによって実現している。すなわち、信号反転回路７１０には、図２２に示したようなアナログスイッチからなるセレクタ４２ａ、４２ｂが不要である。従って、周波数が高い画像信号ＶＩＤＥＯ（＋）（−）をアナログスイッチで扱うことがないので、周波数の高い画像信号にも対応できる。また、回路構成を簡略化できるという利点もある。さらに、デジタル信号の状態で相展開処理を行う場合には、信号の相毎に信号の極性が固定されているので、それぞれの極性の信号に対してアナログガンマ補正とクランプ処理を行えば済むので、回路構成を簡略化できるという利点がある。
本形態では、相展開回路７２０は、入力両像信号ＶＩＤＥＯを６つのサンプルホールド回路７２２ａ〜７２２ｆを用いて６つの相に展開できるようにしてあるが、もちろん、相の数は６つに限定されることはない。好ましくは、信号供給ラインの数と一致する数とすると良い。ただし、６相に展開すると、フルカラー用の液晶パネル１１０において、水平方向に並んだ同じ色の画素のデータ信号線１１２に同じ信号供給ライン１３２を接続することができるという利点がある。
なお、相展開した後、ローテーション回路７３０内のアナログスイッチの入出力間のオフセットにも差が生ずることがあるが、これらの差は、相展開回路７２０における画像信号の保持回路や増幅回路のものと比べて一般的にかなり小さい。従って、ローテーション回路７３０を設けても、パネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）間の電圧差、すなわち液晶パネル１１０の画素上での明るさの差が減縮され、ローテーション処理による画質向上の効果が充分発揮される。
また、各アナログスイッチにおけるセレクト信号Ｓ１〜Ｓ６あるいはＳ１〜Ｓ３と、相展開された画像信号Ｖ１（ｉ）およびパネル駆動用画像信号Ｖ（ｉ）との組み合わせとの関係は、図１８の通りでなくとも良く、相展開された画素信号を用いながら表示部において１ドット極性反転表示を行うことができれば、いずれの条件であってもよい。
また、ローテーション回路７３０、あるいはローテーション回路７３０を含めたデータ処理回路ブロック７００は、液晶パネルブロック１００の外部のガラス基板上に構成しても良く、ＩＣ化することも可能である。ＩＣ化に当たっては、ローテーション回路７３０を採用することにより、相展開する際の信号処理回路の系列間のレベル調整が不要となり、また、ＩＣにこれらの回路を作り込む際にサンプルホールド回路間にレベル差が多少あっても問題なく高画質の画像が得られるので、ＩＣ化が容易となる。
第６の実施例
上述した第１〜第５の実施例では、液晶パネル１１０を画像の表示部として用いた画像表示装置に基づき説明しているが、表示部としてエレクトロルミネッセンスやＣＲＴ等を用いた画像表示装置であってももちろん良い。
さらに、以下に説明するように、液晶パネル１１０をライトバルブとして用いた投写型の画像表示装置を構成してもよい。
図２１に３板プリズム方式の光学系を用いた投写型の画像表示装置（プロジェクタ）の概要を示してある。
図２１において、プロジェクタ８００では、白色光源のランプユニット８０２から射出された投写光がライトガイド８０４の内部で、複数のミラー８０６および２枚のダイクロイックミラー８１０にってＲ、Ｇ、Ｂの３原色に分けられ、それぞれの色の画像を表示する３枚のＴＦＴ液晶パネル８１２Ｒ、８１２Ｇおよび８１２Ｂに導かれる。そして、それぞれのＴＦＴ液晶パネル８１２Ｒ、８１２Ｇおよび８１２Ｂによって変調された光は、ダイクロイックプリズム８１４に３方向から入射される。ダイクロイックプリズム８１４では、ＲおよびＢの光が９０°曲げられ、Ｇの光が直進するので各色の画像が合成され、投写レンズ８１６を通してスクリーンなどにカラー画像が投写される。上述の実施の形態に係る相展開機能およびローテーション機能を備えたデータ処理回路ブロック３００〜７００のいずれかを介して画像信号をそれぞれの液晶パネル８１２Ｒ、８１２Ｇおよび８１２Ｂに供給すると、それぞれの色の画像を液晶パネル８１２Ｒ、８１２Ｇおよび８１２Ｂによって、横クロストークや縦ラインむらのない高画質・高解像度で作製できる。従って、本プロジェクタ８００を用いることにより大きく鮮明な画像をスクリーン等に投写することができる。
なお、本発明が適用される画像表示装置としては、上述の透過型液晶パネルを用いたプロジェクタに限らず、反射型液晶パネルを用いたプロジェクタ、カーナビゲーション装置、タッチパネル装置、ＰＯＳ端末装置、モニタ付きビデオカメラおよびビデオ装置、テレビジョン装置、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ又は携帯電話などを挙げることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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