(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを自然数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを保持し、ビット数Ｎの入力映像信号データを、前記ルックアップテーブルを用いて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正するルックアップテーブル部と、
前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、
前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部と、
前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、
１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、
ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、 駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、
ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ＋１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部とを備え、
前記サブフレームデータに基づいて液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示素子の駆動装置。
【請求項２】
Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを自然数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを保持し、ビット数Ｎの入力映像信号データを、前記ルックアップテーブルを用いて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正するルックアップテーブル部と、
前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、
前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部と、
前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、
１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、
ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、
ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ−１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２＋１）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部とを備え、
前記サブフレームデータに基づいて液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示素子の駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の液晶表示素子の駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを整数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを用いて、ビット数Ｎの入力映像信号データを、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正する第１のステップと、
Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを整数としたときに、ビット数Ｎの入力映像信号データを逆ガンマ補正および、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られる Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する第１のステップと、
前記第１のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する第２のステップと、
前記第２のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換する第３のステップと、
上記第３のステップで処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成するとともに、
１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、
ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、
ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ＋１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのサブフレームデータを作成する第４のステップとを含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項５】
Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを整数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを用いて、ビット数Ｎの入力映像信号データを、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正する第１のステップと、
前記第１のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する第２のステップと、
前記第２のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換する第３のステップと、
上記第３のステップで処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成するとともに、
１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、
ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、
ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ−１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２＋１）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりＲ、Ｇ、Ｂのそれぞれのサブフレームデータを作成する第４のステップと、
を含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル化した映像信号を入力信号として、１フレームを複数のサブフレームに分割して画像表示する液晶表示素子の駆動装置、液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の駆動方式には、画素に印加される電圧値が連続的なアナログ値であるアナログ方式と、画素に印加する電圧の大きさを２値とし、画像の輝度（階調）に対応して、印加電圧の時間幅を変えることにより、液晶の画素に印加する実効電圧値を制御するデジタル方式がある。デジタル方式の場合、画素に印加されるのは０か１の情報のみであるため、ノイズ等の外部要因により影響を受け難いという特徴がある。
【０００３】
デジタル方式においては、中間階調を得るために、サブフィールド法を用いるのが一般的である。サブフィールド法は、映像信号の１フィールド期間に駆動（発光）期間の相対比を異ならせた所定数のサブフィールドを用意し、表示する映像信号の階調に対応してサブフィールドを適宜選択して表示し、視聴者の視覚積分効果を利用して中間階調の表示を行うものである。
【０００４】
サブフィールド法は、静止画表示の場合には、良好な表示画像を得られるものの、動画像表示時に擬似輪郭が発生することが知られている。擬似輪郭を解決する方法として、画像のデータが変化しても、発光の重心の変化をできるだけ生じさせないサブフィールドの配置の方法が検討されている。
特許文献１には、上位のビットに相当する部分は等しい重み付けの複数サブフィールド、下位ビットに相当する部分をバイナリ重み付けの複数のサブフィールドとして、１フィールド中の中央部にバイナリ重み付けの複数のサブフィールドを配置し、上位ビットに相当する部分の複数のサブフィールドをそれぞれ２分割し、バイナリ重み付けの複数のサブフィールドの両側に配置したサブフィールド法が記載されている。また、サブフィールド法を用いる場合に考慮すべき点として、色割れの問題がある。色割れは、面順次駆動の方式では主要な課題として検討されており、特許文献２にはＤＬＰ方式のプロジェクタにおいて、色割れ防止のためにフィールド周波数を上げることについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７１６５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１７１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
最近の画像表示装置における高解像度化、高コントラスト化等にともない、動画像表示時の擬似輪郭を一層低減させることが求められている。また、色割れ現象は、表示素子を３原色毎に用いる３板式でおいても改善すべき課題である。
本発明は、画質劣化の原因である動画擬似輪郭と色割れを改善し、高画質な画像を表示する液晶表示素子の駆動装置、液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを自然数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを保持し、ビット数Ｎの入力映像信号データを、前記ルックアップテーブルを用いて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部と、  前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ＋１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋��）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部とを備え、前記サブフレームデータに基づいて液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示素子の駆動装置を提供する。
【０００８】
また本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを自然数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを保持し、ビット数Ｎの入力映像信号データを、前記ルックアップテーブルを用いて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部と、前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ−１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２＋１）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部とを備え、前記サブフレームデータに基づいて液晶表示素子を駆動することを特徴とする液晶表示素子の駆動装置を提供する。
【０００９】
また本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、以上のいずれかの構成の液晶表示素子の駆動装置と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズとを備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１０】
また本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを整数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを用いて、ビット数Ｎの入力映像信号データを、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正する第１のステップと、前記第１のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する第２のステップと、前記第２のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換する第３のステップと、上記第３のステップで処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成するとともに、１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ＋１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のとき１番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき1番目、２番目、（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２＋２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が更に増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に後に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき１番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき１番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき１番目、２番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加す��毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に後に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成する第４のステップとを含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【００１１】
また本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、Ｎ、Ｍ、Ｆ、Ｄを整数としたときに、あらかじめ保存されている駆動階調の間を（Ｍ＋Ｄ）ビットで直線補間することによって得られるルックアップテーブルを用いて、ビット数Ｎの入力映像信号データを、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに逆ガンマ補正する第１のステップと、前記第１のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する第２のステップと、前記第２のステップで処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換する第３のステップと、上記第３のステップで処理されたＭビットのデータを用いるとともに、ステップビットパルスにより全サブフレームを構成するとともに、１フレーム内のサブフレーム数を自然数ｓとしたとき、ｓが偶数の場合ｎ＝ｓとし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替え、ｓが奇数の場合ｎ＝ｓ−１とし、所定のフレームにおいては、駆動階調が１のときｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のときｓ番目と（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のときｓ番目、（ｓ−１）番目、（ｎ／２）番目、（ｎ／２−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームに対し、時間的に前に向かって増加していき、前記所定のフレームの次のフレームにおいては、駆動階調が１のとき（ｎ／２＋１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき（ｎ／２＋１）番目とｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が４のとき（ｎ／２＋１）番目、（ｎ／２）番目、ｓ番目、（ｓ−１）番目のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調がさらに増加する毎に駆動状態となるサブフレームが１個ずつ既に駆動状態となっているサブフレームの時間的に前に向かって増加していくようにフレーム毎に駆動順序を入れ替える駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成する第４のステップと、を含むことを特徴とする液晶表示素子の駆動方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画質劣化の原因である動画擬似輪郭と色割れを改善し、高画質な画像を表示する液晶表示素子の駆動装置、液晶表示装置及び液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２】デジタル駆動の反射型液晶表示素子における各画素の駆動回路構成を示す図である。
【図３】反射型液晶表示素子の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。
【図４】駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。
【図５】階調表現を説明するための図である。
【図６】誤差拡散図を示す図である。
【図７】誤差拡散フローを示す図である。
【図８】フレームレートコントロールフローを示す図である。
【図９】フレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【図１０】駆動パターンを示す図である。
【図１１】第１の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。
【図１２】従来のデジタル駆動での動画擬似輪郭の発生を説明するための図である。
【図１３】駆動階調テーブル比較例１を示す図である。
【図１４】駆動階調テーブル比較例２を示す図である。
【図１５】駆動階調テーブル比較例１を用いた場合の動画擬似輪郭発生状態を説明するための図である。
【図１６】駆動階調テーブル比較例２を用いた場合の動画擬似輪郭発生状態を説明するための図である。
【図１７】第１の実施形態における駆動階調テーブルを用いた場合の動画擬似輪郭発生状態を説明するための図である。
【図１８】駆動階調テーブル比較例１を用い、Ｒ、Ｇ、Ｂレベルが等しい場合の色割れ発生状態を説明するための図である。
【図１９】駆動階調テーブル比較例１を用い、Ｒ、Ｇ、Ｂレベルが異なる場合の色割れ発生状態を説明するための図である。
【図２０】第１の実施形態における駆動階調テーブルでの色割れ発生状態を説明するための図である。
【図２１】第２の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。
【図２２】第２の実施形態における駆動階調テーブルを用いた場合の動画擬似輪郭発生状態を説明するための図である。
【図２３】第２の実施形態における駆動階調テーブルを用いた場合の色割れ発生状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法について、添付図面を参照して説明する。以下では表示パネルとしてアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子を備えた投射型表示装置を例にして説明する。まず、投射型表示装置および反射型液晶表示素子の概略構成について説明する。
【００１５】
図１は、反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。液晶表示装置１００は、概略、反射型液晶表示素子６、偏光ビームスプリッタ５（以下、ＰＢＳという）、投射レンズ１１を含んで構成される。反射型液晶表示素子６は、対向電極（透明電極ともいう）１０と、画素電極８との間に液晶９が封止された構造を有する。
【００１６】
照明光学系１から射出したＳ偏光３とＰ偏光４を含む光２はＰＢＳ５に入射し、ＰＢＳ５にて偏光分離される。Ｓ偏光３はＰＢＳ５の偏光分離面で反射され、反射型液晶表示素子６側に進行する。Ｐ偏光はＰＢＳ５の偏光分離面を透過する。反射型液晶表示素子６の液晶９は、画素回路７によって画素電極８と対向電極１０の間に印加される電圧に応じて入射したＳ偏光を変調する。対向電極１０に入射したＳ偏光は、画素電極８で反射して対向電極１０から射出するまでの過程で変調を受け、Ｐ偏光とＳ偏光からなる光として対向電極１０から射出される。対向電極１０から射出された光は変調された光であるＰ偏光成分のみがＰＢＳ５を通過し、Ｓ偏光成分はＰＢＳ５で反射される。ＰＢＳ５を通過したＰ偏光は投射レンズ１１によって射出され、射出光１２はスクリーン１３上に投射されて画像が表示される。なお、後述する出力光の強度とは、スクリーン１３上で測定した出力光の照度をいう。
【００１７】
図２はデジタル駆動の反射型液晶表示素子６における各画素の駆動回路構成を示す図である。反射型液晶表示素子６の個々の画素は画素電極８と対向電極１０の間に液晶９がはさまれた構造になっている。破線で示した画素回路７は、サンプルホールド部１６と電圧選択回路１７からなる。サンプルホールド部１６はＳＲＡＭ構造のフリップフロップよりなる。サンプルホールド部１６は列データ線Ｄと行選択線Ｗとに接続されている。サンプルホールド部１６の出力は電圧選択回路１７へと接続されている。電圧選択回路１７はブランキング電圧線Ｖ０、駆動電圧線Ｖ１に接続されている。電圧選択回路１７は画素電極８へと接続され、画素電極８に所定の電圧を与える。対向電極１０の電圧の値は共通電圧Ｖｃｏｍと呼ばれている。
【００１８】
図３は反射型液晶表示素子６の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。図３において、横軸は入力電圧であり、画素電極８と対向電極１０との間の電位差、すなわち液晶９の駆動電圧を示す。縦軸は、液晶９から射出される出力光の強度を示す。液晶９から射出される出力光の強度が大きくなり始める電圧が闇値電圧Ｖｔｈである。電圧が０（たとえば、画素電極８と対向電極がともにＧＮＤ）のときは、出力光の強度が少なく、黒状態（ブランキング電圧）であり、出力光が飽和し始める電圧が飽和電圧Ｖｗ（白レベルである。）である。
【００１９】
図４は駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。図５は階調表現を説明するための図であり、入力された映像信号データのビット数を８ビットとした場合における各プロセス部における階調表現の例を示している。図６は誤差拡散フローを示す図である。図７は誤差拡散図を示す図である。図８はフレームレートコントロールフローを示す図である。図９はフレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【００２０】
図４において、Ｎビットの入力された映像信号データは、ルックアップテーブル部２１にて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換される。ここで、Ｍはサブフレーム数を２進数で表したときのビット数、Ｄは誤差拡散処理部２３により補間されるビット数、Ｆはフレームレートコントロール部２４により補間されるビット数を表している。なおＮ、Ｍ、Ｆ、Ｄは整数である。
【００２１】
図５の例では、入力された映像信号データのビット数は８ビット（Ｎ＝８）、誤差拡散処理部２３にて補間されるビット数は４ビット（Ｄ＝４）、フレームレートコントロール部２４にて補間されるビット数は２ビット（Ｆ＝２）としている。サブフレーム数を２進数で表した場合のビット数は４ビット（Ｍ＝４）、駆動階調は１２個（黒を含まない）としている。
【００２２】
ここでルックアップテーブル部２１の動作を説明する。一般的に映像信号はガンマ補正がかけられている。画像表示装置側ではガンマ補正がかけられた映像信号に対し逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻すことが必要である。逆ガンマ補正とは入力Ｘに対して出力がＸの２．２乗となるような補正である。この場合、出力特性は「ガンマ２．２」であると以下表現する。ルックアップテーブル部２１は反射型液晶表示素子６の入出力特性を変換してガンマ２．２の出力特性を有する液晶表示装置を実現する機能を担っている。ルックアップテーブルは、１０ビットの出力が、任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるようにあらかじめ調整されている。例えば、後述する駆動階調テーブルにおける１２個の駆動階調（黒を含まない）のそれぞれの駆動による画像を図１に示す液晶表示装置で投影し、スクリーン１３上の照度を照度計等でそれぞれ測定しておく。それぞれの駆動階調間の照度を６ビット（Ｍ＋Ｄ＝６）（６４階調）で直線補間することによって、０〜７６８の階調毎の照度データが予測される。それらの照度データから任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるような２５６個のデータを選び、あらかじめルックアップテーブルとして保持されているものとする。
【００２３】
ルックアップテーブル部２１は、２５６ｘ１０ビット（すなわち、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビット）のルックアップテーブルを有している。ここで、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビットとは、「２のＮ乗」階調ｘ（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに対してＮ＝８、Ｍ＝４、Ｆ＝２、Ｄ＝４の値を代入したものに相当する。ルックアップテーブル部２１は、入力された８ビットの画像データを、１０ビットのデータに変換して出力する。
【００２４】
図４に戻り、ルックアップテーブル部２１にて（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに変換された映像信号データは、誤差拡散部２３により下位Ｄビットの情報を周辺画素に拡散することによって、（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換される。図５の例では、変換された１０ビットのデータは、誤差拡散部２３にて、下位４ビットの情報を周辺画素に拡散し上位６ビットのデータに量子化して出力される。
【００２５】
誤差拡散法とは、表示すべき映像信号と実表示値との誤差（表示誤差）を周辺の画素に拡散することで階調不足を補う方法である。第１の実施形態においては、表示すべき映像信号の下位４ビットを表示誤差とし、図６のように右隣の画素に表示誤差の７／１６を、左下の画素に表示誤差の３／１６を、直下の画素に表示誤差の５／１６を、右下の画素に表示誤差の１／１６を加える。
【００２６】
誤差拡散部２３の動作を図７でより詳しく説明する。ある座標の映像信号は上述のように誤差を拡散するとともに、以前の映像が拡散した誤差が加算される。入力された１０ビットのデータは、まず、以前の映像が拡散した誤差が誤差バッファにより加算される。入力映像信号データは誤差バッファの値が加算された後、上位の６ビットと下位の４ビットに分割される。
【００２７】
分割された下位の４ビットの値を以下に示す。右側の値は表示誤差である。
下位４ビット  表示誤差
００００      ０
０００１      ＋１
００１０      ＋２
００１１      ＋３
０１００      ＋４
０１０１      ＋５
０１１０      ＋６
０１１１      ＋７
１０００      −７
１００１      −６
１０１０      −５
１０１１      −４
１１００      −３
１１０１      −２
１１１０      −１
１１１１      ０
【００２８】
分割された下位の４ビットの値に対応する表示誤差は、図７のように誤差バッファへと加算され保持される。また、分割された下位の４ビットの値に対してスレッショルド比較を行ない、値が１０００より大きい場合（上記の左部の値が１０００である行以降の行）、上位６ビットの値に１が加算される。そして、上位の６ビットのデータが誤差拡散部から出力される。
【００２９】
図４に戻り、誤差拡散部２３にて（Ｍ＋Ｆ）ビットに変換された映像信号データは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４はフレームレートコントロールテーブルを備えている。フレームレートコントロール部２４では、下位Ｆビットの値と、画素の位置情報及びフレームのカウント情報から、フレームレートコントロールテーブル内の位置を特定し、その値（１または０の値、以下０／１と記載する。）が上位Ｍビットに加えられ、Ｍビットのデータに変換される。ここで、フレームレートコントロール方式とは、表示素子の１画素の表示に対してｍ（ｍ：ｍ≧２、自然数）フレームを１周期として、その周期のｎ（ｎ：ｎ＞０、ｍ＞ｎ、自然数）フレームではオン表示を行ない、残りの（ｍ−ｎ）フレームではオフ表示を行うことにより疑似的に階調を表示させる方式である。
【００３０】
図５の例では、誤差拡散部２３により出力された６ビットのデータは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４は、下位２ビットの情報と、表示エリアでの位置情報およびフレームカウンタ情報より、フレームレートコントロールテーブルから０／１の値を導き、入力された６ビットから分離された上位４ビットの値に加算する。
【００３１】
フレームレートコントロール部２４の動作を図８で具体的に説明する。入力された６ビットのデータは、上位の４ビットと下位の２ビットに分割される。入力された６ビットデータの下位２ビットと、画素の表示エリアでの位置情報（すなわち、座標データであるＸ座標の下位ビットおよびＹ座標の下位２ビット）と、フレームカウンタの下位２ビットとの合計８ビットの値を用いて、図９のフレームレートコントロールテーブルで示される“０”か“１”の値を特定する。特定された“０”か“１”の値は上位４ビットのデータに加算して、４ビットデータとして出力される。
【００３２】
図５に戻り、フレームレートコントロール部２４から出力された４ビットデータは図４で示されているリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２に制限された後、サブフレームデータ作成部２６にて、反射型液晶表示素子６へ転送されるべき１２ビットのデータに変換される。１２ビットのデータへの変換は駆動階調テーブル２７を使用する。
【００３３】
図４に戻り、サブフレームデータ作成部２６から出力された１２ビットのデータは、メモリ制御部２８にて、サブフレーム毎に分割されたフレームバッファ２９に格納される。フレームバッファ２９はダブルバッファの構造になっており、フレームバッファ０にデータを格納中は、フレームバッファ１のデータがデータ転送部を経由して反射型液晶表示素子６に転送されることになり、次のフレームでは、前フレーム期間中に格納されたフレームバッファ０のデータがデータ転送部３０を経由して液晶表示素子６に転送され、フレームバッファ１には入力された映像信号データのサブフレームデータ作成部２６からの出力データが格納される。
【００３４】
駆動制御部３１は、サブフレーム毎の処理のタイミング等を制御しており、データ転送部３０への転送指示およびゲートドライバ３４の制御を行う。データ転送部３０は、駆動制御部３１からの指示に従い、メモリ制御部２８に指示を行ない、指定したサブフレームのデータをメモリ制御部２８から受け取りソースドライバ３３へと転送する。ソースドライバ３３は、１ライン分のデータをデータ転送部３０より受け取る毎に、反射型液晶表示素子６の対応する画素回路７へ列データ線Ｄ０−Ｄｎを用いて同時に転送する。この時、ゲートドライバ３４では、駆動制御部３１からの垂直スタート信号（ＶＳＴ）／垂直シフトクロック信号（ＶＣＫ）により指定された行の行選択線Ｗｙをアクティブにし、指定された行ｙの全ての列の画素へとデータが転送される。
【００３５】
図１０は駆動パターンを示す図である。図１０は、映像信号が１秒あたり６０フレーム、サブフレーム数が１２個の場合について示している。ＷＣは液晶表示素子内の全ての画素にサブフレーム毎のデータを転送するデータ転送期間（ＷＣ期間）を表している。ＤＣは、液晶を駆動する際の駆動期間（ＤＣ期間）を表している。ＷＣ期間は６９４[μs]、ＤＣ期間を６９４[μs]としている。１フレームにおいて、ＷＣ期間とＤＣ期間が交互に１２回連続する。時間的に先頭からＳＦ１、ＳＦ２、…、ＳＦ１１、ＳＦ１２の順番でそれぞれのサブフレームに割り当てられた０または１のデータがＷＣ期間にて転送され、ＤＣ期間全ての画素の液晶が駆動される。画素内にサンプルホールドされたデータが０の場合は、その画素はブランキング状態となり、１の場合は駆動状態となる。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
図１１は第１の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。
図１１は、図１０と同様に映像信号は１秒あたり６０フレーム、サブフレーム数が１２個、データ転送期間（ＷＣ期間）は６９４[μs]、駆動期間（ＤＣ期間）を６９４[μs]としている。図１１は連続する２つのフレーム（フレームＡ、フレームＢ）における、駆動階調に対するサブフレーム毎のＤＣ期間の状態を示している。図１１の縦の欄の階調とは、フレームレートコントロール部２４で得た４ビットのデータであってリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２で制限されたものである。ＳＦ１−ＳＦ１２は１フレーム内のサブフレームの順番を表している。ＤＣ期間の欄が１の場合は駆動状態であることを示す。ＤＣ期間の欄が０の場合はブランク状態であることを示す。また、以下の文中でフィールド、サブフィールド、という文言が登場するが、それぞれフレーム、サブフレームに置き換えて読み替えされたし。
【００３７】
図１１において、フレームＡでは縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ７だけが駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ７が駆動状態、階調が４の場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１とＳＦ７を起点として時間的に後方に増えていく。
【００３８】
フレームＢでは、階調が１の場合、第７のサブフィールドであるＳＦ７のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ７だけが駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１、ＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態、階調が４の場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ７とＳＦ１を起点として時間的に後方に増えていく。このようにして、ＳＦ１が最初に駆動状態になるフレームＡとＳＦ７が最初に駆動状態となるフレームＢが交互に出現するような階調駆動テーブルに設定する。言い換えると、ＳＦ１が最初に駆動状態になるフレームとＳＦ７が最初に駆動状態となるフレームとをフレーム毎に入れ替えるような階調駆動テーブルに設定する。
【００３９】
図１０、図１１での特徴は、動画擬似輪郭の原因となるバイナリビットパルスを用いず、すべて同じ幅のステップビットパルスを用いている点である。バイナリビットパルスとは各サブフィールドに対して重みが２n （ｎ＝０、１、２、３…）で表されるいわゆる“バイナリの重み付け”を行うものである。パルス幅の比が１、２、４、８、１６のパルスがあるような場合、パルス幅の比が［２、１６］のパルスを駆動状態とし、［１、４、８］のパルスをブランキング状態とすることにより、輝度“１８”を表現することができる。この例では、５個のパルスで、３１レベルの輝度を表現でき、少ないパルス数でも、多くの階調を表現することが可能である。一方、ステップビットパルスとは、１、２、４、８、１６のバイナリビットパルスがある場合、３２、３２、３２、３２、３２、３２、３２のような同じ重み付けのパルスのことをいう。すべてバイナリビットパルスにする場合と比較して、ステップビットパルスを併用することで動画擬似輪郭を軽減する効果がある。
【００４０】
図１２は、従来のデジタル駆動での動画擬似輪郭の発生を説明するための図である。従来のデジタル駆動の場合、階調を多く表現するために、バイナリビットパルスを用いる必要がある。動画擬似輪郭とは、隣り合った画素の似たような階調において、片方の画素でのバイナリビットパルスの多くが駆動状態であり、もう片方の画素でのバイナリビットパルスの多くがブランキング状態である場合、視線を動かした時や、顔のアップ等の画像が動いたときに、意図しない輝度が眼で知覚されることをいう。
【００４１】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、画素の表示状態を表わしており、それぞれ上の図に対し中の図が時間的に次の表示状態を表わしており、一番下の図はこれらの画素を連続して見た場合に視聴者が知覚する輝度レベルを表わしている。図１２（ａ）〜（ｃ）の画素は左半分が輝度レベル１２７、右半分が輝度レベル１２８となっている。図１２（ａ）は表示画素が移動しない場合、図１２（ｂ）は、１フレーム間で表示画像が２画素分左側に移動した場合、図１２（ｃ）は、１フレーム間で表示画像が２画素分右側に移動した場合を表わす。
【００４２】
図１２（ａ）では表示画素が移動しないので、視聴者は本来の輝度レベルを知覚できる。図１２（ｂ）では表示画素が左方向に移動したため、視聴者は輝度レベル１２７と１２８の境界付近に極端に低い輝度レベルを知覚してしまう。また、図１２（ｃ）では表示画素が右方向に移動したため、視聴者は輝度レベル１２７と１２８の境界付近に極端に高い輝度レベルを知覚してしまう。このように本来の輝度とは極端に異なる輝度変化を知覚し、あたかも輪郭があるように見えてしまう現象を擬似輪郭と呼ぶ。
この現象は、特に、人物の顔が動いたときのような場合に、顔の輪郭に沿って等高線のような線が浮かび上がってしまい、画質劣化の原因であった。
【００４３】
以下、本実施形態における動画擬似輪郭と色割れの発生状態を、他の駆動階調テーブルを用いた場合と比較して説明する。図１３に駆動階調テーブル比較例１を、図１４に駆動階調テーブル比較例２を示す。
図１３のフレームＡの駆動階調テーブルは縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ２だけが駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ３が駆動状態、階調が４の場合、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１を起点として時間的に後方に増えていく。連続するフレームＢもフレームＡと同様のテーブルとなる。
図１３の駆動階調テーブル比較例１を用いた場合の擬似輪郭発生状況を図１５に示す。図１５は輝度レベルが水平方向で段階的に変化する映像において、図１２と同様に上の図に対し中の図が時間的に次の表示状態を表わしており、１フレーム間で表示画像が２画素分左側に移動した状態を表わしている。一番下の図はこれらの画素を連続して見た場合に視聴者が知覚する輝度レベルを表わしている。視聴者が知覚する輝度レベルが著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されない。
【００４４】
図１４の駆動階調テーブルは、図１１で説明した本実施形態における駆動階調テーブルの、フレームＡに相当するテーブルが連続したものである。
図１４の駆動階調テーブル比較例２を用いた場合の擬似輪郭発生状況を図１６に示す。図１６は輝度レベルが水平方向で段階的に変化する映像において、図１２と同様に上の図に対し中の図が時間的に次の表示状態を表わしており、１フレーム間で表示画像が２画素分左側に移動した状態を表わしている。一番下の図はこれらの画素を連続して見た場合に視聴者が知覚する輝度レベルを表わしている。図１４の場合と同様に、視聴者が知覚する輝度レベルが著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されない。しかし、明るさの変化が不均一になってしまっている。
【００４５】
図１１で説明した本実施形態における駆動階調テーブルを用いた場合の擬似輪郭発生状況を図１７に示す。図１７では、図１５の場合と同様に、視聴者が知覚する輝度レベルが著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されなず、明るさの変化も均一になっている。
【００４６】
次に、色割れの発生状況について図を用いて説明する。
図１８は図１３に示す駆動階調テーブル比較例１を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂが同じレベルの画像を表示させたときの色割れ発生状況を表わしている。図１８は上の図に対し中の図が時間的に次の表示状態を表わしており、一番下の図はこれらの画素を連続して見た場合に視聴者が知覚する画像を表わしている。視聴者が知覚する画像の内、ａの範囲が本来表示されている画像である。ｂとｃの範囲では画像が表示されていない領域も知覚することになり、ａと比較すると輝度が低い画像が知覚される。しかし、視聴者の知覚する画像はＲ、Ｇ、Ｂが常に等しいレベルになっているため、領域ａと同様に、領域ｂやｃでも色が付いていると知覚されることはない。
【００４７】
図１９は図１３に示す駆動階調テーブル比較例１を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂが異なるレベルの画像を表示させたときの色割れ発生状況を表わしている。
図１９で、ａの範囲が本来表示されている画像である。ｂの範囲はＲ成分とＧ成分だけの画像となり、ｃの範囲はＲ成分だけの画像となる。このように、フレーム間で画像が移動したり、視聴者の視線が移動した場合に、エッジ部分に本来ない色が知覚されることを色割れという。ここではフレーム間で２画素分、画素が移動した場合を例示したが、画素の移動量が多いほど、色が付く範囲は広くなり、色割れによる影響は大きくなる。
【００４８】
図１１に示す本実施形態による駆動階調テーブルを用いて、図１９の場合と同様にＲ、Ｇ、Ｂが異なるレベルの画像を表示させたときの色割れ発生状況を図２０に示す。
図２０では図１９と比較して、Ｒ成分とＧ成分だけの画像領域ｂやＲ成分だけの画像領域ｃが大幅に小さくなっており、色割れが改善されていることがわかる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、駆動階調テーブルが第１の実施形態と異なる以外は第１の実施形態と同じである。以下、第１の実施形態と同じまたは類似の内容については同じ記号を付し、説明を省略する。
第２の実施形態における駆動階調テーブルを図２１に示す。
【００５０】
図２１において、フレームＡでは縦の欄に示す階調が１の場合、第１２のサブフィールドであるＳＦ１２のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ６とＳＦ１２だけが駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ６、ＳＦ１１、ＳＦ１２が駆動状態、階調が４の場合、ＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ１１、ＳＦ１２が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１２とＳＦ６を起点として時間的に前方に増えていく。
【００５１】
フレームＢでは、階調が１の場合、第６のサブフィールドであるＳＦ６のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ６とＳＦ１２だけが駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ１２が駆動状態、階調が４の場合、ＳＦ５、ＳＦ６、ＳＦ１１、ＳＦ１２が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ６とＳＦ１２を起点として時間的に前方に増えていく。このようにして、ＳＦ１２が最初に駆動状態になるフレームＡとＳＦ６が最初に駆動状態となるフレームＢが交互に出現するような階調駆動テーブルに設定する。言い換えると、ＳＦ６が最初に駆動状態になるフレームとＳＦ１２が最初に駆動状態となるフレームとをフレーム毎に入れ替えるような階調駆動テーブルに設定する。
【００５２】
図２１で説明した本実施形態における駆動階調テーブルを用いた場合の擬似輪郭発生状況を図２２に示す。図２２では、第１の実施形態の場合と同様に、視聴者が知覚する輝度レベルが著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されず、明るさの変化も均一になっている。
本実施形態による駆動階調テーブルを使って、図１９と同様にＲ、Ｇ、Ｂが異なるレベルの画像を表示させたときの色割れ発生状況を図２３に示す。
図２３では第１の実施形態と同様に、図１９と比較してＲ成分とＧ成分だけの画像領域ｂやＲ成分だけの画像領域ｃが大幅に小さくなっており、色割れが改善されていることがわかる。
【００５３】
第１、第２の実施形態において、入力された映像信号データのビット数をＮ、表示素子の駆動可能な階調数を２進数で表したときのビット数をＭ、誤差拡散処理により誤差として拡散されるビット数をＤ、フレームレートコントロールにより擬似的な階調として表現されるビット数をＦとしたとき、Ｎ＝８、Ｍ＝４、    Ｄ＝４、Ｆ＝２である場合について説明した。しかし、Ｎ、Ｍ、Ｄ、Ｆの値は上記の値に限定されず、種々の値を用いて実施することができる。そのなかでも、Ｎ＝８〜１２、Ｍ＝４〜６、Ｄ＝４〜８、Ｆ＝２〜３であることがより好ましい。
【符号の説明】
【００５４】
１  照明光学系、２  光、３  Ｓ偏光、４  Ｐ偏光、
５  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６  反射型液晶表示素子  
７  画素回路、８  画素電極、９  液晶、１０  対向電極（透明電極）、
１１  投射レンズ、１２  射出光、１３  スクリーン、
１６  サンプルホールド部、１７  電圧選択回路、
２１  ルックアップテーブル部、
２３  誤差拡散部、２４  フレームレートコントロール部、
２５  リミッタ部、２６  サブフレームデータ作成部、
２７  駆動階調テーブル、２８  メモリ制御部、２９  フレームバッファ、
３０  データ転送部、３１  駆動制御部、３２  電圧制御部、
３３  ソースドライバ、３４  ゲートドライバ
１００  液晶表示装置、１０２駆動回路
【図１】
0005895446.tif 000002
【図２】
0005895446.tif 000003
【図３】
0005895446.tif 000004
【図４】
0005895446.tif 000005
【図５】
0005895446.tif 000006
【図６】
0005895446.tif 000007
【図７】
0005895446.tif 000008
【図８】
0005895446.tif 000009
【図９】
0005895446.tif 000010
【図１０】
0005895446.tif 000011
【図１１】
0005895446.tif 000012
【図１２】
0005895446.tif 000013
【図１３】
0005895446.tif 000014
【図１４】
0005895446.tif 000015
【図１５】
0005895446.tif 000016
【図１６】
0005895446.tif 000017
【図１７】
0005895446.tif 000018
【図１８】
0005895446.tif 000019
【図１９】
0005895446.tif 000020
【図２０】
0005895446.tif 000021
【図２１】
0005895446.tif 000022
【図２２】
0005895446.tif 000023
【図２３】
0005895446.tif 000024