JP2002099255A - データ変換方法、シリアル−パラレル変換ｉｃ、作像回路、表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間光変調素子を使用する表示装置の素子へ
のデータ入力回路で、特に高速動作が必要なシリアル−
パラレル変換時のデータ変換方法、シリアル−パラレル
変換ＩＣ、作像回路、表示装置を小型化する。 【解決手段】 本発明は、表示装置の変調に用いられる
空間光変調素子へデータを入力し、シリアルデータとし
て供給されるデータを空間光変調素子が必要とする数の
パラレルデータ数に変換するデータ変換方法であって、
ｎ段（ｎ≧２）にシリアル−パラレル変換を使用し、最
終段のシリアル−パラレル変換素子を前記空間光変調素
子が必要とするパラレルデータ数ｍに対して、ｍ／２
（ｎ−１）以上のパラレル出力を行う。よって、表示装
置に使用される空間光変調素子にシリアルデータからパ
ラレルデータへ変換してデータを供給する回路を小型で
安価に提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間光変調素子を
使用する表示装置（プロジェクタ等）の素子へのデータ
入力回路等に関し、特に高速動作が必要なシリアル−パ
ラレル変換時におけるデータ変換方法、シリアル−パラ
レル変換ＩＣ、作像回路、表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プロジェクタをはじめとする空間
光変調素子を使用する表示装置においては、空間光変調
素子のデータ容量、動作速度が向上する一方である。特
に、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４）を上まわる画素数
では、フリッカーを抑えた表示を実現するためにも、単
ビット、シリアル伝送時における動作クロックが１００
ＭＨｚを越えている。

【０００３】従って、空間光変調素子を安定動作させる
ために、シリアル−パラレル変換を行い、動作クロック
を下げる必要がある。従来技術として、例えば、特開平
１１−２４９６３１号公報では、プロジェクタ用でな
く、直視型ディスプレイにおいてデジタルデータを使用
する場合に、シリアル−パラレルデータを変換する機能
とＬＣＤパネルとを一体化したモジュールが提案されて
いる。

【０００４】図８は、一般的なプロジェクタ用回路の概
略構成を示すブロック図である。図８に示されるよう
に、シリアルデータであるＲＧＢ入力、ＮＴＳＣ入力
は、それぞれ処理回路（Ａ／Ｄコンバータ８１、ビデオ
コーダ８２等）を経て、デジタル信号化される。ＳＷ８
３は、これのら信号のいずれかを表示するデータを選択
する回路である。ＲＧＢ各色×８ｂｉｔの信号は、画像
処理回路へ入力される。ここでは、ＬＣＤ８７の表示タ
イミングとの同期をとるためのメモリや、キーストン補
正、解像度変換、オンスクリーンデータ等の合成処理を
行う。

【０００５】ＬＣＤ８７へ表示するため、ＲＧＢ各色×
８ｂｉｔのデジタル信号（メモリ素子のデジタル出力）
は、ＲＡＭＤＡＣ８５で各色１ｂｉｔのアナログデータ
に変換する。このアナログデータは、ＬＣＤパネル８７
が必要とするパラレルデータへシリアル−パラレル変換
８６で変換処理される。

【０００６】空間光変調素子を駆動するための信号処理
は、空間光変調素子の方式で大きく異なる。ＤＭＤで
は、ＳＲＡＭにデータを入力するため、デジタル信号で
すべて行われている。デジタル信号を使用する利点は、
ＯＮ／ＯＦＦの領域を越えない信号が無視され信号劣化
を起こしにくい点にある。一方、欠点としては、動作速
度を低減すると、信号線数が膨大な数になることであ
る。

【０００７】空間光変調素子としては、液晶が一般に使
用されている。表示装置に使用される空間光変調素子
は、アナログ階調が主流のため、入力される信号はアナ
ログ信号となる。

【０００８】最近の表示容量の増加にともない、動作ク
ロックが高速化している。空間光変調素子の動作クロッ
クを下げるためには、信号をパラレル化することが必要
である。

【０００９】シリアルデータのアナログ信号をパラレル
変換する方法としては、既存技術として以下に示す２つ
の方法がある。まず、第１にデジタル化してパラレル化
する方法、第２にアナログ信号のまま、サンプル＆ホー
ルド回路等を使用してデジタル化する方法である。

【００１０】第１の方法では、ＤＭＤの場合と同じく、
データ線数が膨大となり、回路規模が巨大となる。現在
の主流である小型化には対応は困難であるが、データの
歪みが極端に少ない。

【００１１】第２の方法では、データ線数は少ないが、
アナログ動作でありまた、表示容量の増加による高速化
のため、使用するＩＣは極端に限定される。この極端な
場合としては、空間光変調素子が必要とするパラレル化
するデータ数と、既存のシリアル−パラレル変換数が一
致しなければ、対応したＩＣを作製する必要があり、こ
れは非常に高いコストとなる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述される従来技術に
おいては、モジュールを外部回路に接続する際の接続線
数の低減による接続信頼性の向上のみを対象としてい
る。従って、プロジェクタ用のアナログインタフェース
を使用する空間光変調素子に適応すると、多チャンネル
出力で高速動作が必要なアナログ−デジタルコンバータ
（以下、Ａ／Ｄコンバータ）が必要となり、実質的には
対応できないという問題がある。

【００１３】一般的な傾向として、プロジェクタ用の空
間光変調素子を作製するメーカーは、それぞれ独自のパ
ラレル信号数でデータを制御しているが、表示容量の増
加に伴う動作クロックの上昇で、シリアル−パラレル変
換にかかる部品コストが無視できなくなってきている。

【００１４】本発明の第１の目的は、表示装置に使用さ
れる空間光変調素子にシリアルデータからパラレルデー
タへ変換してデータを供給する回路を小型で安価に提供
することにある。

【００１５】本発明の第２の目的は、高速動作が必要な
初段をデジタル信号を使用してパラレル化することで、
高速動作に対するノイズ対策とパラレル化による低速化
で、次段以降の部品コストの削減を実現し、安価な回路
を提供することにある。

【００１６】本発明の第３の目的は、少なくとも最終段
は、アナログデータを使用してシリアル−パラレル変換
を行うことにより、信号線数の増加を押さえ、回路規模
が小さく、安価な回路を提供することにある。

【００１７】本発明の第４の目的は、最終段のシリアル
−パラレル変換を除く周辺回路を１チップ化することで
回路の小型化を実現することにある。

【００１８】本発明の第５の目的は、最終段のシリアル
−パラレル変換を含むシリアル−パラレル変換のための
周辺回路を１チップ化することで、回路の小型化を実現
することにある。

【００１９】本発明の第６の目的は、小型化したシリア
ル−パラレル変換回路と空間光変調素子の制御回路を一
体化することにより、小型化を実現することにある。

【００２０】本発明の第７の目的は、空間光変調素子に
液晶を使用し、小型化した制御ＩＣと組み合わせること
により、小型化された作像回路を提供することにある。

【００２１】本発明の第８の目的は、小型化した作像回
路を使用して、小型の表示装置を実現することにある。

【００２２】本発明の第９の目的は、空間光変調素子を
使用する表示装置において、元データとしてのシリアル
データを空間光変調素子が必要なパラレルデータへ変換
する回路を安価に提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、表示装置の変調に用いられ
る空間光変調素子へデータを入力し、シリアルデータと
して供給されるデータを前記空間光変調素子が必要とす
る数のパラレルデータ数に変換するデータ変換方法であ
って、ｎ段（ｎ≧２）にシリアル−パラレル変換を使用
し、最終段のシリアル−パラレル変換素子を前記空間光
変調素子が必要とするパラレルデータ数ｍに対して、ｍ
／２（ｎ−１）以上のパラレル出力を行うことを特徴と
する。

【００２４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、元のデータとしてシリアルデータを使用
し、前記空間光変調素子が必要とするパラレルデータに
変換する変換手段で、少なくともシリアル−パラレル変
換の初段は、デジタルデータを使用して前記元のデータ
に対してパラレル変換を行うことを特徴とする。

【００２５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、少なくとも最終段はアナログデー
タを使用した変換手段を使用することを特徴とする。

【００２６】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
いずれかに記載の発明において、少なくとも最終段の変
換は、多段のシリアル−パラレル変換手段を使用するこ
とを特徴とする。

【００２７】請求項５記載の発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の前記シリアル−パラレル変換手段に用
いられるシリアル−パラレル変換用ＩＣであって、最終
段のシリアル−パラレル変換部は外部とし、当該シリア
ル−パラレル変換部とのインタフェースを含んで一体化
して形成されることを特徴とする。

【００２８】請求項６記載の発明は、請求項１から４の
いずれかに記載の前記シリアル−パラレル変換手段に用
いられるシリアル−パラレル変換用ＩＣであって、最終
段のシリアル−パラレル変換部を含んで一体化して形成
されることを特徴とする。

【００２９】請求項７記載の発明は、請求項５または６
記載のシリアル−パラレル変換ＩＣが、空間光変調素子
の制御回路を含んで一体化形成されることを特徴とす
る。

【００３０】請求項８記載の発明は、請求項７記載の前
記空間光変調素子に液晶パネルを使用したことを特徴と
する。

【００３１】請求項９記載の発明は、請求項８記載の前
記作像回路を使用して、光源から照射される光を変調す
ることを特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら本
発明の実施形態であるデータ変換方法、シリアル−パラ
レル変換ＩＣ、作像回路、表示装置を詳細に説明する。
シリアルデータとしては、ＮＴＳＣ、コンピュータ等の
アナログＲＧＢ信号等が該当し、プロジェクタのデータ
ソースとなる信号は、一般にシリアルデータである。こ
れらの信号は、プロジェクタ等の表示装置に入力される
と、デジタル化され、データ処理（画像サイズ変換・補
正）を経た後、空間光変調素子を駆動するための信号処
理が行われる。

【００３３】一例を示すと、シリアルデータを少なくと
も初段はデジタル信号でパラレル変換を行い、動作周波
数が低下した後は、Ａ／Ｄコンバータ等でアナログ信号
とし、少なくとも最終段は、アナログ信号のシリアル−
パラレル変換を行うものである。

【００３４】本方法では、最も高速動作の初段は、デジ
タル信号で処理することでノイズ対策を行い、少なくと
も最終段はアナログ信号でシリアル−パラレル変換を使
用することから、信号線数の増加をデジタル処理に比較
すると極端に少なくおさえることができる。

【００３５】図１の例では、１ｂｉｔ用のＡ／Ｄコンバ
ータ（１２）が６個必要である。但し、Ａ／Ｄコンバー
タ（１２）、シリアル−パラレル変換（１３）の動作ク
ロックは、元信号の１／２ となるため、使用できる部
品の幅は大幅に広がる。

【００３６】比較のために、図２にデジタル処理による
場合のブロック図を示す（条件は図１と同じ）。各色８
ｂｉｔの信号は、８ｂｉｔシフトレジスタ×６（２１）
へ入力され、各シフトレジスタ出力を一斉にラッチする
ことで各色４８ｂｉｔのデータに変換される。Ａ／Ｄコ
ンバータ（２２）は、変換後のため、動作速度は元デー
タの１／６となる。但し、使用個数は１８個となる。

【００３７】また、図３にアナログ構成のシリアル−パ
ラレル変換を示す（条件は図１、図２と同じ）。この場
合、デジタルデータはＡ／Ｄコンバータ（３２）で処理
され、各色１ｂｉｔのデータをシリアル−パラレル変換
回路（３３）でシリアル−パラレル変換する。素子数は
最も少なく、Ａ／コンバータ３個、シリアル−パラレル
変換３個となる。但し、この方法では、動作周波数が、
元データから変わらないため、使用する素子は非常に高
速動作が必要となり、使用可能な素子は非常に特殊なも
のとなる（ＳＸＧＡクラスでは、１００ＭＨｚを越える
動作が必要）。

【００３８】使用する部品の選択幅を広くすることは、
部品コストの低減を実現する。本発明では、回路規模は
デジタル処理より格段に小さく、部品選択幅はアナログ
処理より大幅に広い、回路構成を実現している。

【００３９】周辺ＩＣ、シリアル−パラレル変換ＩＣ、
空間光変調素子用の制御回路等を選択的に１チップ化す
ることで、小型化を実現することができる。また、空間
光変調子に液晶を使用して、前述のＩＣを使用すること
で、小型の作像回路を実現でき、この作像回路を使用す
ることで、小型の表示装置を実現することができる。

【００４０】空間光変調素子については、本発明では、
アナログ信号でパラレル入力を使用するものであれば、
対応することできる。具体的には、ＴＦＴ駆動のＬＣＤ
でアナログ階調を行うものは使用可能である。

【００４１】〈第１の実施例〉本発明の第１の実施例で
は、元データとして、ＲＧＢ（各２５６階調）３本のシ
リアルデータをそれぞれ本のパラレルデータに変換する
変換器を作製した。

【００４２】本発明の第１の実施例においては、ＲＧＢ
を８ビットのＡ／Ｄコンバータ（ＳＯＮＹ ＣＸＡ３５
０６Ｒ）で８ビット化したのち、デジタルデータの状態
で１６ビットｗｏｒｄに変換した。この信号をＤ／Ａコ
ンバータでアナログ化（ＲＧＢ：２×３）したのち、シ
リアル−パラレルコンバータ（ＳＯＮＹ ＣＸＡ２１１
２Ｒ）でシリアル−パラレル変換処理を行った。

【００４３】比較のために、全てをデジタル化した状態
で変換し、変換後にＤ／Ａ変換を行う回路を作製した。
比較の回路では、Ａ／ＤコンバータでＲＧＢ各色８ビッ
ト化したのち、８ビットのシフトレジスタ（１０×３
コ）と出力を維持するための８ｂｉｔラッチ（１０×３
コ）を使用して２４０本（８×１０×３）のデータに展
開した。これを８ビットずつ３０個のＤ／Ａコンバータ
で１０×３のアナログデータとした。

【００４４】本発明の第１の実施例によれば、回路規
模、部品点数とも小さく、回路の小型化と低コスト化が
実現できることが分かった。

【００４５】〈第２の実施例〉本発明の第２の実施例で
は、元データとして、ＲＧＢ（各２５６階調）３本のシ
リアルデータをそれぞれ８本のパラレルデータに変換す
る変換器を作製した。

【００４６】本発明の第２の実施例においては、ＲＧＢ
を８ビットのＡ／Ｄコンバータ（ＳＯＮＹ ＣＸＡ３５
０６Ｒ）でデジタル８ビット化したのち、デジタルデー
タの状態で１６ビットｗｏｒｄに変換した。この信号を
Ｄ／Ａコンバータでアナログ化（ＲＧＢ：２×３）した
のち、シリアル−パラレルコンバータ（ＳＯＮＹ ＣＸ
Ａ２１１２Ｒ）を各色２個使用して、シリアル−パラレ
ル変換処理を行った。

【００４７】比較のために、図４に示すように、ＲＧＢ
をデジタル化した後、単ビットのサンプル−ホールド回
路４１を使用した。サンプル−ホールドＩＣ４１とし
て、ＳＰＴ９１０１（２４個）、クロックドライバ４２
として、ＳＰＴ９６８５０（２４個）を使用した。

【００４８】本発明の第２の実施例によれば、回路規模
は、本発明のものが１５．４ｃｍ²、これに対して比較
例では７２．１ｃｍ² （部品面積比で７８．６％低減）
変換部の消費電力は、本発明によるもので７Ｗ以下に対
し、比較例では１９Ｗ以下で、本発明では、従来例に対
して３６％程度の消費電力を実現した。従って、本発明
では、回路規模、消費電力を低減できることが確認でき
た。

【００４９】〈第３の実施例〉本発明の第３の実施例で
は、シリアル−パラレル変換ＩＣとして、デジタル８ビ
ット入力をもち、１６ビット化とＤ−Ａコンバータを１
チップ化したシリアルーパラレル変換用のＩＣを作製し
た。この作製したＩＣを使用し、６ビットのシリアル−
パラレルコンバータ（ＳＯＮＹ ＣＸＡ２１１２Ｒ）×
２個でシリアル−パラレル処理回路を構成した。

【００５０】本発明の第３の実施例によれば、上述の第
２の実施例に比べて、２０％の実装面積の減少が見られ
た。また、周辺回路を１チップ化することにより、小型
化を実現できた。

【００５１】〈第４の実施例〉本発明の第４の実施例で
は、シリアル−パラレル変換ＩＣとして、デジタル８ビ
ット入力をもち、１６ビット化とＤ−Ａコンバータおよ
び５ビットのシリアル−パラレルコンバータを１チップ
化したシリアルーパラレル変換用のＩＣを作製した。

【００５２】本発明の第４の実施例によれば、上述の第
３の実施例に比べて、１０％の実装面積の減少が見られ
た。また、周辺回路を１チップ化することにより、小型
化を実現できた。

【００５３】〈第５の実施例〉本発明の第５の実施例で
は、上述の第４の実施例で作製したシリアル−パラレル
変換ＩＣ（以下、変換ＩＣ）を使用し、表示容量１０２
４×７６８のＬＣＯＳを使用し、ＬＣＯＳ−変換ＩＣ間
はＦＰＣを使用し、変換ＩＣと同一基板にはＬＣＯＳの
制御回路を作り込んだ。

【００５４】図５は、試作した作像回路の斜視図を示
す。ＬＣＯＳを取りつけたヒートシンク５２の裏面にシ
リアル−パラレル変換＋ＬＣＤ制御回路５３を作り込ん
だ。このように一体化して形成することにより、小型の
作像回路を実現できた。

【００５５】〈第６の実施例〉本発明の第６の実施例で
は、上述の第５の実施例で作製した作像回路を３回路使
用し、１２０Ｗ超高圧水銀灯、インテグレータ、ＰＢ
Ｓ、ダイクロイックプリズムを使用して、プロジェクタ
を作製した。

【００５６】比較のために、プロジェクタも作製した。
図６には、本発明の表示装置（プロジェクタ）につい
て、光学部品のレイアウトを示す。ランプ６３からの光
は、インテグレータ６４を使用することで均一にＬＣＤ
６５の表面を照明する。

【００５７】図７には、本発明によるＬＣＤを使用した
空間光変調素子周辺の斜視図を示す。使用した基板は、
データ入力からデータ処理までの機能を備える基板７１
である。

【００５８】一方、従来構成のＬＣＤを使用した空間光
変調素子周辺の斜視図を図９に示す。使用した基板は、
データ入力からデータ処理までの機能を備える基板９１
の１枚と、データのシアル−パラレル変換とＬＣＤを駆
動するための制御機能を備える基板９４の１枚と、の合
計２枚構成となった。従って、本発明による表示装置
（プロジェクタ）では、基板１枚分の部品コスト削減
と、小型化を実現することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、表示装置に使用される空間光変
調素子にシリアルデータからパラレルデータへ変換して
データを供給する回路を小型で安価に提供することがで
きる。

【００６０】請求項２または３記載の発明によれば、デ
ジタル信号を使用してパラレル化（動作周波数を低下）
することで、最も高速な信号のノイズ対策を行い、安定
に動するシリアル−パラレル変換回路を安価に提供する
ことができる。すなわち、動作周波が低下することで、
次段で使用する素子の選択範囲が大幅に拡大する。

【００６１】請求項４記載の発明によれば、少なくとも
最終段は、アナログデータを使用してシリアル−パラレ
ル変換を行うことにより、信号線数の増加を押さえ、回
路規模が小さく、安価な回路を提供することができる。

【００６２】請求項５記載の発明によれば、最終段のシ
リアル−パラレル変換を除く周辺回路を１チップ化する
ことで、大幅なコスト増加もなく、回路の小型化を実現
することができる。

【００６３】請求項６記載の発明によれば、最終段のシ
リアル−パラレル変換を含むシリアル−パラレル変換の
ための周辺回路を１チップ化することで、回路の小型化
を実現することができる。

【００６４】請求項７記載の発明によれば、小型化した
シリアル−パラレル変換回路と空間光変調素子の制御回
路を一体化することにより、小型化を実現することがで
きる。

【００６５】請求項８記載の発明によれば、空間光変調
素子に液晶を使用し、小型化した制御ＩＣと組み合わせ
ることにより、小型化された作像回路を提供することが
でき。

【００６６】請求項９記載の発明によれば、小型化した
作像回路を使用して、小型の表示装置を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシリアル−パラレル変換部を示す
ブロック図である。

【図２】デジタル構成によるシリアル−パラレル変換部
を示すブロック図である。

【図３】アナログ構成によるシリアル−パラレル変換部
を示すブロック図である。

【図４】アナログ構成単ビットのサンプル＆ホールド回
路を使用したシリアル−パラレル変換部を示すブロック
図である。

【図５】一体化された空間光変調素子の斜視図である。

【図６】試作したプロジェクタの光学部品レイアウト図

【図７】本発明における空間光変調素子周辺の斜視図で
ある。

【図８】一般的なプロジェクタ用回路を示すブロック図
である。

【図９】従来の空間光変調素子周辺の斜視図である。

【符号の説明】

１１ ８ｂｉｔシフトレジスタ １２ Ａ／Ｄコンバータ １３ シリアル−パラレル変換回路 １４ ＬＣＤ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示装置の変調に用いられる空間光変調
   素子へデータを入力し、シリアルデータとして供給され
   るデータを前記空間光変調素子が必要とする数のパラレ
   ルデータ数に変換するデータ変換方法であって、 ｎ段（ｎ≧２）にシリアル−パラレル変換を使用し、最
   終段のシリアル−パラレル変換素子を前記空間光変調素
   子が必要とするパラレルデータ数ｍに対して、ｍ／２
   （ｎ−１）以上のパラレル出力を行うことを特徴とする
   データ変換方法。
2. 【請求項２】 元のデータとしてシリアルデータを使用
   し、前記空間光変調素子が必要とするパラレルデータに
   変換する変換手段で、少なくともシリアル−パラレル変
   換の初段は、デジタルデータを使用して前記元のデータ
   に対してパラレル変換を行うことを特徴とする請求項１
   記載のデータ変換方法。
3. 【請求項３】 少なくとも最終段はアナログデータを使
   用した変換手段を使用することを特徴とする請求項１ま
   たは２記載のデータ変換方法。
4. 【請求項４】 少なくとも最終段の変換は、多段のシリ
   アル−パラレル変換手段を使用することを特徴とする請
   求項１から３のいずれかに記載のデータ変換方法。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載の前記
   シリアル−パラレル変換手段に用いられるシリアル−パ
   ラレル変換用ＩＣであって、 最終段のシリアル−パラレル変換部は外部とし、当該シ
   リアル−パラレル変換部とのインタフェースを含んで一
   体化して形成されることを特徴とするシリアル−パラレ
   ル変換ＩＣ。
6. 【請求項６】 請求項１から４のいずれかに記載の前記
   シリアル−パラレル変換手段に用いられるシリアル−パ
   ラレル変換用ＩＣであって、 最終段のシリアル−パラレル変換部を含んで一体化して
   形成されることを特徴とするシリアル−パラレル変換Ｉ
   Ｃ。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載のシリアル−パラ
   レル変換ＩＣは、 空間光変調素子の制御回路を含んで一体化形成されるこ
   とを特徴とするシリアル−パラレル変換ＩＣ。
8. 【請求項８】 請求項７記載の前記空間光変調素子に液
   晶パネルを使用したことを特徴とする作像回路。
9. 【請求項９】 請求項８記載の前記作像回路を使用し
   て、光源から照射される光を変調することを特徴とした
   表示装置。