(57)【要約】【課題】ディスクリネーションによる暗線が目立つ等の画質の低下を軽減する。【解決手段】液晶駆動装置３０３は、入力フレーム画像データから表示用画像データを生成する画像データ生成手段４１１，４１２と、表示用画像データに基づいて、１フレーム期間に含まれる複数のサブフレーム期間のそれぞれにて液晶素子に対する所定電圧の印加／非印加を制御して階調を表示させる駆動手段４１５と、照明光の強度を制御する制御手段３３０とを有する。入力フレーム画像データに対して第１のゲインおよび該第１のゲインよりも低い第２のゲインをかけて第１の表示用画像データおよび第２の表示用画像データを生成し、第１および第２の表示用画像データをそれらの間に黒挿入用画像データを挿入して順次、駆動手段に出力する。液晶素子が第１の表示用画像データに基づいて駆動される際に第２の表示用画像データに基づいて駆動される際より照明光の強度を低くする。【選択図】図１
2019101333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光が入射する液晶素子を駆動する液晶駆動装置であって、
連続して入力される入力フレーム画像データのそれぞれから表示用画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記表示用画像データに基づいて、１フレーム期間に含まれる複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記液晶素子の各画素に対する第１の電圧の印加と該第１の電圧より低い第２の電圧の印加を制御することで前記各画素に階調を表示させる駆動手段と、
前記照明光の強度を制御する制御手段とを有し、
前記画像データ生成手段は、互いに異なる又は同じ前記入力フレーム画像データに対して第１のゲインおよび該第１のゲインよりも低い第２のゲインをかけて第１の表示用画像データおよび第２の表示用画像データを生成し、前記第１および第２の表示用画像データをそれらの間に黒挿入用画像データを挿入して順次、前記駆動手段に出力し、
前記制御手段は、前記液晶素子が前記第１の表示用画像データに基づいて駆動される際に前記第２の表示用画像データに基づいて駆動される際より前記照明光の強度を低くすることを特徴とする液晶駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光源の発光強度を低くすることで前記照明光の強度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
【請求項３】
前記光源と前記液晶素子との間に、前記照明光の強度を変化させる光制御素子を有し、
前記制御手段は、前記光制御素子を制御して前記前記照明光の強度を低くすることを特徴とする請求項１に記載の液晶駆動装置。
【請求項４】
前記画像データ生成手段は、前記第１および第２の表示用画像データを生成するごとに前記第１および第２のゲインのうち少なくとも一方を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項５】
前記画像データ生成手段は、前記第１および第２のゲインの変更前の和と変更後の和が同じになるように前記第１および第２のゲインを変更することを特徴とする請求項４に記載の液晶駆動装置。
【請求項６】
前記第１および第２のゲインは、前記第１のゲインの２％以上、２０％以下の差を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項７】
前記黒挿入用画像データのゲインは、０％以上８０％未満であって、前記第１および第２のゲインよりも低いことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記液晶素子が前記黒挿入用画像データに基づいて駆動されているときに、前記第１の表示用画像データに基づいて駆動されているときよりも前記照明光の強度を低くすることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記液晶素子が前記黒挿入用画像データに基づいて駆動されているときに、前記照明光の強度を０％とすることを特徴とする請求項８に記載の液晶駆動装置。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記液晶素子を線順次駆動方式で駆動し、
前記制御手段は、前記照明光の強度を、前記液晶素子が前記第１および第２の表示用画像データのそれぞれの最初の画像ラインに基づいて駆動される際に変更することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記液晶素子が前記第１または第２の表示用画像データとこれに続く前記黒挿入用画像データに基づいて駆動される間は前記照明光の強度を変更しないことを特徴とする請求項１０に記載の液晶駆動装置。
【請求項１２】
前記光源は、固体光源であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の液晶駆動装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の液晶駆動装置と、
前記液晶素子とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
光源からの照明光が入射する液晶素子を駆動する方法であって、
連続して入力される入力フレーム画像データのそれぞれから表示用画像データを生成する画像データ生成ステップと、
前記表示用画像データに基づいて、１フレーム期間に含まれる複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて前記液晶素子の各画素に対する第１の電圧の印加と該第１の電圧より低い第２の電圧の印加を制御することで前記各画素に階調を表示させる駆動ステップと、
前記照明光の強度を制御する制御ステップとを有し、
前記画像データ生成ステップにおいて、互いに異なる又は同じ前記入力フレーム画像データに対して第１のゲインおよび該第１のゲインよりも低い第２のゲインをかけて第１の表示用画像データおよび第２の表示用画像データを生成し、前記第１および第２の表示用画像データをそれらの間に黒挿入用画像データを挿入して順次、前記駆動ステップで前記液晶素子を駆動し、
前記制御ステップにおいて、前記液晶素子が前記第１の表示用画像データに基づいて駆動される際に前記第２の表示用画像データに基づいて駆動される際より前記照明光の強度を低くすることを特徴とする液晶駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式で液晶素子を駆動することで階調を表示させる液晶駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子には、ＴＮ（Twisted Nematic）素子等の透過型液晶素子や、ＶＡＮ（Vertical Alignment Nematic）素子等の反射型液晶素子がある。これらの液晶素子の駆動方式には、階調に応じて、液晶層に印加する電圧を変化させることで明るさを制御するアナログ駆動方式と、液晶層に印加する電圧を２値化して電圧印加時間を変化させることで明るさを制御するデジタル駆動方式とがある。このデジタル駆動方式には、１フレーム期間を時間軸上で複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレームごとに画素に対する所定電圧の印加（オン）と非印加（オフ）を制御することで該画素に階調を表示させるサブフレーム駆動方式がある。
【０００３】
ここで、一般的なサブフレーム駆動方式について説明する。図１９には、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間（ビット長）に分割する例を示している。各サブフレーム上に記載された数値は、そのサブフレームの１フレーム期間内での時間重みを示す。ここでは例として、６４階調を表現する場合を示している。また、ここでの説明では、時間重み１＋２＋４＋８＋１６の期間をＡサブフレーム期間といい、時間重み３２のサブフレーム期間をＢサブフレーム期間という。さらに、上述した所定電圧をオンするサブフレーム期間をオン期間といい、所定電圧をオフするサブフレーム期間をオフ期間という。
【０００４】
図２０には、図１９に示したサブフレーム分割例に対応する全階調データを示す。縦軸は階調を、横軸は１フレーム期間を示す。また、図中の白いサブフレーム期間は画素が白表示状態となるオン期間を示し、黒いサブフレーム期間は画素が黒表示状態となるオフ期間を示す。この階調データによれば、液晶素子にて互いに隣接する２画素（以下、隣接画素という）に互いに隣接する２階調（以下、隣接階調という）、例えば３２階調と３３階調を表示させる場合は、Ａサブフレーム期間を３２階調ではオン期間、３３階調ではオフ期間とする。また、Ｂサブフレーム期間を３２階調ではオフ期間、３３階調ではオン期間とする。
【０００５】
このように隣接画素にてオン期間とオフ期間が時間的に重なる、つまりは同じ期間で隣接画素の一方では所定電圧が印加され、他方では印加されていない状態が発生すると、いわゆるディスクリネーションが発生してオン期間側の画素の明るさが低下する。
【０００６】
図２１にはディスクリネーションによる明るさ低下のイメージを示している。上下方向は階調を示し、濃淡は表示の明るさを示している。ディスクリネーションが無い場合は滑らかな濃淡が表現されるが、隣接画素においてオン期間とオフ期間が重なる時間が長い隣接階調（ここでは３２階調と３３階調）ではディスクリネーションの影響により明るさが低下して暗線が現れる。
【０００７】
特許文献１には、長いサブフレーム期間を、他の短いサブフレーム期間と等しい複数のサブフレーム期間に分割する駆動回路が開示されている。また、特許文献１の駆動回路では、隣接画素に対応する階調データの各ビットの位相が異なる場合には、階調を維持した上で、一方の画素に対応する階調データのビット配列に対して、他方の画素に対応する階調データのビット配列に近づける補正を行う。これにより、長いサブフレーム期間を分割しない場合に比べれば、隣接画素においてオン期間とオフ期間とが重なるサブフレーム期間（以下、オン／オフ隣接期間という）を短くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−０５０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１にて開示された方法では、隣接画素でのオン／オフ隣接期間の最短時間が長いため、ディスクリネーションによる明るさの低下を無視することができない。また、隣接画素におけるオン／オフ隣接期間が長いため、液晶分子の応答速度に応じてディスクリネーションによる明るさの低下量が増大していく。
【００１０】
図２２には、特許文献１にて開示された全９６階調を表示するための階調データを示す。Ａサブフレーム期間は時間重み１＋２＋４＋８に相当し、Ｂサブフレーム期間はそれぞれ時間重み８に相当する複数の分割サブフレーム期間１ＳＦ（ＳＦはサブフレーム）〜１０ＳＦに分割されている。１つの分割サブフレーム期間は０．６９ｍｓである。この階調データでは、隣接画素におけるオン／オフ隣接期間の最短時間は２つの分割サブフレーム期間に相当する１．３９ｍｓである。したがって、ディスクリネーションによる明るさの低下（つまりは暗線）が目立つ。
【００１１】
本発明は、ディスクリネーションによる暗線が目立つ等の画質の低下を軽減することができるようにした液晶駆動装置およびこれを用いた画像表示装置等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面としての液晶駆動装置は、光源からの照明光が入射する液晶素子を駆動する。該液晶駆動装置は、連続して入力される入力フレーム画像データのそれぞれから表示用画像データを生成する画像データ生成手段と、表示用画像データに基づいて、１フレーム期間に含まれる複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて液晶素子の各画素に対する第１の電圧の印加と該第１の電圧より低い第２の電圧の印加を制御することで各画素に階調を表示させる駆動手段と、照明光の強度を制御する制御手段とを有する。画像データ生成手段は、互いに異なる又は同じ入力フレーム画像データに対して第１のゲインおよび該第１のゲインよりも低い第２のゲインをかけて第１の表示用画像データおよび第２の表示用画像データを生成し、第１および第２の表示用画像データをそれらの間に黒挿入用画像データを挿入して順次、駆動手段に出力する。制御手段は、液晶素子が第１の表示用画像データに基づいて駆動される際に第２の表示用画像データに基づいて駆動される際より照明光の強度を低くすることを特徴とする。
【００１３】
なお、上記液晶駆動装置と、液晶素子とを有する画像表示装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【００１４】
さらに、本発明の他の一側面としての液晶駆動方法は、光源からの照明光が入射する液晶素子を駆動する際に用いられる。該液晶駆動方法は、連続して入力される入力フレーム画像データのそれぞれから表示用画像データを生成する画像データ生成ステップと、表示用画像データに基づいて、１フレーム期間に含まれる複数のサブフレーム期間のそれぞれにおいて液晶素子の各画素に対する第１の電圧の印加と該第１の電圧より低い第２の電圧の印加を制御することで各画素に階調を表示させる駆動ステップと、照明光の強度を制御する制御ステップとを有する。画像データ生成ステップにおいて、互いに異なる又は同じ入力フレーム画像データに対して第１のゲインおよび該第１のゲインよりも低い第２のゲインをかけて第１の表示用画像データおよび第２の表示用画像データを生成し、第１および第２の表示用画像データをそれらの間に黒挿入用画像データを挿入して順次、駆動ステップで液晶素子を駆動する。制御ステップにおいて、液晶素子が第１の表示用画像データに基づいて駆動される際に第２の表示用画像データに基づいて駆動される際より照明光の強度を低くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、動画の視認性を改善するための黒挿入を行う場合の明るさ変動を抑制しつつ、ディスクリネーションによる画質の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例である液晶プロジェクタの光学構成を示す図。
【図２】実施例のプロジェクタに用いられる液晶素子の断面図。
【図３】実施例における１フレーム期間内の複数のサブフレーム期間を示す図。
【図４】実施例におけるＡサブフレーム期間の階調データを示す図。
【図５】実施例における全階調データを示す図。
【図６】実施例における画素ラインを示す図。
【図７】実施例における全白表示から白黒表示に切り替えたときの液晶の応答特性を示す図。
【図８】実施例における全白表示から白黒表示に切り替えたときの明るさの応答特性を示す図。
【図９】実施例における全黒表示から白黒表示に切り替えたときの液晶の応答特性を示す図。
【図１０】実施例の全面黒から白黒表示に切り替えたときの明るさの応答特性を表す図
【図１１】実施例における液晶ドライバの構成を示すブロック図。
【図１２】実施例における明出力、黒挿入および暗出力フレーム画像データを示す図。
【図１３】実施例における明表示画像、黒挿入画像および暗出力画像を示す図。
【図１４】実施例における明表示画像、黒挿入画像および暗出力画像を示す別の図。
【図１５】実施例における明表示画像、黒挿入画像および暗出力画像を示すさらに別の図。
【図１６】実施例における液晶素子の線順次駆動方式による駆動を説明する図。
【図１７】実施例における光源の明るさ変化を示す図。
【図１８】実施例における液晶素子の明るさと光源の明るさの合成明るさを示す図。
【図１９】従来における１フレーム期間内の複数のサブフレーム期間を示す図。
【図２０】従来の全階調データを示す図。
【図２１】図１３の階調データに従って液晶素子を駆動した場合のディスクリネーションを示す図。
【図２２】特許文献１の全階調データを示す図。
【図２３】実施例における光源制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１（Ａ）には、本発明の実施例１である画像表示装置としての液晶プロジェクタの光学構成を示している。なお、本実施例では液晶素子を用いた画像表示装置の例としてプロジェクタについて説明するが、画像表示装置には、直視型モニタ等、プロジェクタ以外の液晶素子を用いた画像表示装置も含まれる。
【００１９】
液晶ドライバ３０３は、液晶駆動装置を構成し、後述する液晶駆動処理（液晶駆動方法）を実行する。液晶ドライバ３０３は、不図示の外部機器からの入力映像信号（入力画像）を取得する映像入力部３０３ａと、入力映像信号の階調（入力階調）に応じて後述する階調データに対応する画素駆動信号を生成する駆動回路部３０３ｂとを有する。画素駆動信号は、レッド、グリーンおよびブルーの色ごとに生成され、それぞれの色用の画素駆動信号がレッド用液晶素子３Ｒ、グリーン用液晶素子３Ｇおよびブルー用液晶素子３Ｂに入力される。これにより、レッド用液晶素子３Ｒ、グリーン用液晶素子３Ｇおよびブルー用液晶素子３Ｂが互いに独立に駆動される。なお、レッド用液晶素子３Ｒ、グリーン用液晶素子３Ｇおよびブルー用液晶素子３Ｂは、垂直配向モードの反射型液晶素子である。液晶ドライバ３０３は、後述する光源制御部３３０も含む。
【００２０】
照明光学系３０１は、光源部３２０からの照明光である白色光をその偏光方向を揃えてダイクロイックミラー３０５に入射させる。
【００２１】
図１（Ｂ）には、光源部３２０の詳細な構成を示している。光源部３２０は、第１の光源ユニットＡａおよび第２の光源ユニットＡｂを含む複数の光源ユニットＡと、合成プリズム１１（光路合成素子）を含む光路合成系Ｂと、照明光学系Ｃとを備えている。
【００２２】
各光源ユニットは、光源１（第１の固体光源１ａ、第２の固体光源１ｂ）、コリメータレンズ２（２ａ、２ｂ）、放物ミラーアレイ３（３ａ、３ｂ）、平面ミラー４（４ａ、４ｂ）、凹レンズ５（５ａ、５ｂ）を備えている。また、後述の蛍光体９上（拡散素子上）のスポットの光強度分布を均一化するためのインテグレータ光学系として第１のレンズ面アレイ６１（６１ａ、６１ｂ）、第２のレンズ面アレイ６２（６２ａ、６２ｂ）を備えている。さらに、ダイクロイックミラー７（７ａ、７ｂ）、集光レンズユニット８（８ａ、８ｂ）および蛍光体９（第１の拡散素子９ａ、第２の拡散素子９ｂ）を備えている。  そして、蛍光体９が反射した蛍光光（変換光）を集光レンズユニット８が取り込んで平行光化して射出するように構成されている。実施例ではこの光源ユニットを２つ有し、第１の光源ユニットＡａおよび第２の光源ユニットＡｂから射出された平行光は、凸レンズ１０、合成プリズム１１、平行化レンズ１２を備える光路合成系Ｂに入射する。
【００２３】
光源１（固体光源）は青色ＬＤであり、光源１から射出された発散光束は直後に配置されたコリメータレンズ２によって平行光束となる。コリメータレンズ２は光源１つに対して１つ配置されており、光源１と同数設けられている。コリメータレンズ２からのレーザ光束はＺ方向に向けて進行したのち放物面ミラーアレイ３によって反射及び集光される。
【００２４】
放物面ミラーアレイ（ミラーアレイ）３が有する複数のミラーは、互いに形状の異なる放物面の一部になっており、放物面ミラーアレイ３によって反射されたレーザ光束は集光しながら平面ミラー４によって反射され、凹レンズ５に入射する。凹レンズ５の焦点位置と放物面ミラーアレイ３が備える各ミラーの焦点位置とを一致させているため、凹レンズ５は平行光束を射出する。このような構成により、１枚の放物面鏡を用いる場合と比較してより小型な照明装置を実現することができる。
【００２５】
凹レンズ５を射出した平行光束は、第１のレンズ面アレイ６１に入射して分割光束にされた後、第２のレンズ面アレイ６２に入射する。第２のレンズ面アレイ６２を射出した分割光束は、ダイクロイックミラー７により反射されて集光レンズユニット８に向かう。
【００２６】
ダイクロイックミラー７は第２のレンズ面アレイ６２からの光束を反射するのに必要な最小限の大きさを有する。そして、その表面には光源１からの光束は反射するが、蛍光体９からの蛍光光は透過する特性の誘電体多層膜がコーティングされている。
【００２７】
集光レンズユニット８はダイクロミラー７で反射された光束を集光および重畳して蛍光体９上にスポットを形成する。
【００２８】
蛍光体（拡散素子、波長変換素子）９は第２のレンズ面アレイ６２と集光レンズユニット８について第１のレンズ面アレイ６１が備える複数のレンズ面と略共役になる位置に配置されている。凹レンズ５によって平行光化された光束は第１のレンズ面アレイ６１に入射した時点ではムラのある光密度分布である。しかしながら、上記の経路により分割および重畳されることによって、蛍光体９上では第１のレンズ面アレイ６１のレンズ面形状と相似形の均一な光密度分布のスポットが形成される。すなわち個々のレンズ面を物体とし、これらの像が重畳された像を蛍光体９上に形成している。したがって、蛍光体９上においてレーザ光が１点に集中して居所的に光密度が高い分布になって輝度飽和現象による光変換効率の低下を抑制することができる。
【００２９】
蛍光体９に入射した光束の一部は、赤および緑色のスペクトルを主とする蛍光光に変換されて反射され、残りは波長が変換されずに青色光のまま反射される。反射された赤、緑、青の３原色で構成される白色光束は、再び集光レンズユニット８によって平行光化され、光路合成系Ｂに向かう。この白色光束はダイクロイックミラー７を経由するが、前述のとおりダイクロイックミラー７は蛍光光を透過させるが、レーザ光束と同じ波長である青色光は反射する。つまり、白色光束のうちダイクロイックミラー７を通過する光束に含まれる青色光は光源１側へ戻ってしまって光の利用効率が低下してしまう。
【００３０】
このような光の利用効率の低下を抑制するためには、ダイクロイックミラー７の面積をできるだけ小さくする必要がある。具体的には、ダイクロイックミラー７の法線と集光レンズユニット８の光軸とを含む断面での集光レンズユニット８の光軸と直交する方向において、ダイクロイックミラー７の幅は集光レンズユニット８の幅よりも狭いことが好ましい。このような構成によって、小型かつ軽量であるとともに、光利用効率の低下を抑制することが可能な光源ユニットを実現できる。
【００３１】
蛍光体９からの蛍光光は、集光レンズユニット８によって集光および平行化され、光路合成系Ｂに入射する。光路合成系Ｂでは、各光源ユニットからの平行光が、凸レンズ１０によって合成プリズム１１の頂点近傍に集光される。合成プリズム１１の頂点近傍は、集光レンズユニット８と凸レンズ１０について蛍光体９と略共役の位置に配置されている。したがって、合成プリズム１１の頂点近傍には蛍光体９上に形成されるスポットと相似形状の光源像が形成される。なお、２つの光源ユニットの光源像は合成プリズム１１の頂点近傍において近接配置されており、近接配置された２つの光源ユニットからの光源像を合わせて１つの光源像として考えることもできる。
【００３２】
合成プリズム１１の反射面によって反射された光は、平行化レンズ１２によって平行光化され照明光学系Ｃに入射する。
【００３３】
照明光学系Ｃに入射した光が第１のフライアイレンズ１３によって分割光束にされることで、第２のフライアイレンズ１４近傍に再び光源像が形成される。第２のフライアイレンズ１４は、平行化レンズ１２と第１のフライアイレンズ１３について光路合成系Ｂの合成プリズム１１の頂点近傍と略共役の位置に配置されている。このため、第２のフライアイレンズ１４の近傍に形成される光源像は、合成プリズム１１の頂点近傍に形成される光源像と相似形状を有する。
【００３４】
なお、これまでの各素子の共役関係を整理すると第２のフライアイレンズ１４が配置される位置は、合成プリズム１１の頂点近傍を介して蛍光体９および第１のレンズ面アレイ６１とも略共役関係である。したがって、第２のフライアイレンズ１４の近傍に形成される光源像の形状は、第１のレンズ面アレイ６１の各レンズ面と相似形状を有する。
【００３５】
第１のフライアイレンズ１３からの分割光束は、第２のフライアイレンズ１４およびコンデンサレンズ１６、後述のダイクロイックミラー３０５等を介して液晶素子３上に集光および重畳される。
【００３６】
光源ユニットからの蛍光光は非偏光光であるので、光の利用効率を高めるために偏光変換素子１５を第２のフライアイレンズ１４の直後に配置している。偏光変換素子１５は、第２のフライアイレンズ１４を構成するレンズセルの約半分の幅を有する細長の偏光ビームスプリッタを複数並べ、偏光ビームスプリッタの射出面に１つおきに半波長板を配した構造を有する。なお、偏光変換素子１５の構成は、前述の半波長板とはずれた位置に遮光部を１つおきに設けた構成であってもよい。
【００３７】
コンデンサレンズ１６からの照明光は、光制御素子３３１に入射する。光制御素子３３１は、液晶素子等により構成され、光源部３２０から液晶素子３に向かう照明光の強度を変化させることが可能な素子である。光制御素子３３１により強度が制御された照明光は、ダイクロイックミラー３０５に向かう。なお、光制御素子３３１を設けずに、光源１の発光強度を変化させることで液晶素子３に向かう照明光の強度を変化させてもよい。
【００３８】
ダイクロイックミラー３０５は、マゼンタ光を反射してグリーン光を透過する。ダイクロイックミラー３０５により反射されたマゼンタ光はブルークロスカラー偏光子３１１に入射し、ここでブルー光にのみ半波長のリタデーションが与えられることで互いに偏光方向が直交するブルー光とレッド光が生成される。ブルー光とレッド光は偏光ビームスプリッタ３１０に入射し、ブルー光は偏光ビームスプリッタ３１０の偏光分離膜を透過してブルー用液晶素子３Ｂに導かれる。また、レッド色成分は偏光分離膜で反射されてレッド用液晶素子３Ｒに導かれる。
【００３９】
一方、ダイクロイックミラー３０５を透過したグリーン光は、光路長を補正するためのダミーガラス３０６を通過して偏光ビームスプリッタ３０７に入射し、その偏光分離膜で反射されてグリーン用液晶素子３Ｇに導かれる。
【００４０】
各液晶素子（３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）は、各画素の変調状態に応じて入射した光を変調するとともに反射する。レッド用液晶素子３Ｒにて変調されたレッド光は、偏光ビームスプリッタ３１０の偏光分離膜を透過してレッドクロスカラー偏光子３１２に入射し、ここで半波長のリタデーションが与えられる。そして、このレッド光は、偏光ビームスプリッタ３０８に入射し、その偏光分離膜で反射されて投影光学系３０４に向かう。
【００４１】
また、ブルー用液晶素子３Ｂによって変調されたブルー光は、偏光ビームスプリッタ３１０の偏光分離膜で反射され、レッドクロスカラー偏光子３１２をそのまま通過し、偏光ビームスプリッタ３０８に入射してその偏光分離膜で反射されて投影光学系３０４に向かう。グリーン用液晶素子３Ｇにより変調されたグリーン光は、偏光ビームスプリッタ３０７の偏光分離膜を透過し、光路長を補正するためのダミーガラス３０９を通過し、偏光ビームスプリッタ３０８に入射してその偏光分離膜を透過して投影光学系３０４に向かう。こうして投射光学系３０４には色合成されたレッド光、グリーン光およびブルー光が入射する。そして、色合成されたカラー光は、投影光学系３０４によってスクリーン等の被投射面３１３に拡大投射される。
【００４２】
なお、本実施例では、反射型液晶素子を用いる場合について説明するが、透過型液晶素子を用いてもよい。
【００４３】
図２には、反射型液晶素子（３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）の断面構造を示している。１０１はＡＲコート膜、１０２はガラス基板、１０３は共通電極、１０４は配向膜、１０５は液晶層、１０６は配向膜、１０７は画素電極、１０８はＳｉ基板である。
【００４４】
図１に示す液晶ドライバ３０３は、上述したサブフレーム駆動方式で各画素を駆動する。すなわち、１フレーム期間を時間軸上で複数のサブフレーム期間に分割し、階調データに応じてサブフレーム期間ごとに画素に対する所定電圧のオン（印加）とオフ（非印加）を制御することで該画素に階調を形成（表示）させる。１フレーム期間は、液晶素子に１フレーム画像が表示される期間である。本実施例では液晶素子を１２０Ｈｚで駆動するものとして、１フレーム期間を８．３３ｍｓとする。所定電圧のオンとオフは、第１の電圧（所定電圧）の印加と該第１の電圧より低い第２の電圧の印加と言い換えることもできる。
【００４５】
以下、液晶ドライバ３０３におけるサブフレーム期間の設定と階調データについて説明する。液晶ドライバ３０３をコンピュータにより構成し、コンピュータプログラムとしての液晶駆動プログラムに従って以下のサブフレーム期間の設定とサブフレーム期間ごとの所定電圧のオン／オフを制御するようにしてもよい。
【００４６】
図３には、本実施例における１フレーム期間の複数のサブフレーム期間（ビット長）への分割を示している。各サブフレーム上に記載された数値は、そのサブフレームの１フレーム期間内での時間重みを示す。本実施例では、９６階調を表現する。また、ここでの説明では、時間重み１＋２＋４＋８の期間をＡサブフレーム期間（第１の期間）といい、Ａサブフレーム期間にてバイナリ表現された階調を示すビットを下位ビットという。また、時間重み８の１０個のサブフレーム期間をまとめてＢサブフレーム期間（第２期間）といい、Ｂサブフレーム期間にてバイナリ表現された階調を示すビットを上位ビットという。時間重み１は０．０８７ｍｓに相当し、時間重み８は０．６９ｍｓに相当する。
【００４７】
さらに、上述した所定電圧をオン（第１の電圧を印加）するサブフレーム期間をオン期間といい、所定電圧をオフする（第２の電圧を印加する）サブフレーム期間をオフ期間という。
【００４８】
図４には、図３に示したＡサブフレーム期間の階調データを示す。縦軸は階調を、横軸は１フレーム期間を示す。Ａサブフレーム期間では、１６階調を表現する。図中の白いサブフレーム期間は画素が白表示状態となるように上述した所定電圧が印加されたオン期間を示し、黒いサブフレーム期間は画素が黒表示状態となるように所定電圧がオフされたオフ期間を示す。
【００４９】
図５には、本実施例におけるＡおよびＢサブフレーム期間（下位および上位ビット）の階調データを示している。この階調データは、全階調として９６階調を表現するための階調データである。この階調データにおいて、１フレーム期間の時間中心にはＡサブフレーム期間（下位ビット）が配置され、その前後にＢサブフレーム期間（上位ビット）が１ＳＦ〜５ＳＦと６ＳＦ〜１０ＳＦとに分割されて配置されている。つまり、Ｂサブフレーム期間が２つに分割され、それぞれのＢサブフレーム期間に２つ以上のサブフレーム期間が含まれる。
【００５０】
この階調データによれば、液晶素子における互いに隣接する２画素である隣接画素に互いに隣接する２階調である隣接階調、例えば４８階調と４９階調を表示させる場合には、Ａサブフレーム期間を４８階調ではオン期間、４９階調ではオフ期間とする。また、４８階調では、Ｂサブフレーム期間のうち１ＳＦ，４ＳＦ，５ＳＦ，６ＳＦ，７ＳＦ，１０ＳＦをオフ期間とし、２ＳＦ，３ＳＦ，８ＳＦ，９ＳＦをオン期間とする。一方、４９階調では、Ｂサブフレーム期間のうち１ＳＦ，５ＳＦ，６ＳＦ，１０ＳＦをオフ期間とし、２ＳＦ，３ＳＦ，４ＳＦ，７ＳＦ，８ＳＦ，９ＳＦをオン期間とする。そして、このような隣接階調を隣接画素に表示される際には、隣接画素においてオン期間とオフ期間とが重なるオン／オフ隣接期間が生ずる。具体的には、隣接画素に４８階調と４９階調を表示させる場合には、Ｂサブフレーム期間のうち４ＳＦと７ＳＦとがオン／オフ隣接期間となる。
【００５１】
ここで、本実施例の階調データを図２２に示した従来（特許文献１）の階調データと比較する。図２２の階調データではＡサブレーム期間の後にＢサブフレーム期間が１まとまりで継続しているが、図５に示す本実施例の階調データではＡサブレーム期間の前後にＢサブフレーム期間が分割して配置されている。例えば４８階調と４９階調に注目すると、図２２ではＢサブフレーム期間のうち５ＳＦと６ＳＦがオン／オフ隣接期間になっており、時間重みとして１６のオン／オフ隣接期間が継続している。このことは、他の隣接階調である１６階調と１７階調、３２階調と３３階調、６４階調と６５階調、８０階調と８１階調等についても同じである。これに対して、図５に示す本実施例では、上記のいずれの隣接階調においても、Ｂサブフレーム期間においてオン／オフ隣接期間が継続するのは時間重みとてして８の１サブフレーム期間（＝０．６９ｍｓ）となっている。そして、この１サブフレーム期間であるオン／オフ隣接期間がＡサブレーム期間を挟んで互いに離れて複数（２つ）存在する。
【００５２】
次に、本実施例のようにオン／オフ隣接期間が分散配置されることにより得られる効果について説明する。
【００５３】
まず、図６に示すようにマトリックス状に配置された画素が、全白表示状態から１画素ラインごとに白と黒が交互に表示される白黒表示状態に切り替わるときと、全黒表示状態から白黒表示状態に切り替わるときの液晶の応答特性について説明する。図６に示す４×４個の画素は、８μｍの画素ピッチでマトリクス状に配置されている。全白表示状態では図６中のＡ画素ラインの画素およびＢ画素ラインの画素のいずれもが白を表示する。白黒表示状態では、Ａ画素ラインの画素が白表示状態から黒表示状態に切り替わり、Ｂ画素ラインの画素が白表示状態のまま維持される。
【００５４】
図７には、液晶の応答特性を示している。横軸は画素の位置を、縦軸は各画素における明るさ（ただし、白を１としたときの比率）を示している。横軸の０〜８μｍは図６に示したＡ画素ラインの画素を、８μｍ〜１６μｍはＢ画素ラインの画素を示している。複数の曲線は、全白表示状態から白黒表示状態への切り替え時点を０ｍｓとしたときの経過時間（０．３ｍｓ，０．６ｍｓ，１．０ｍｓ，１．３ｍｓ）ごとの明るさを示す。
【００５５】
上述したようにＡ画素ラインの画素が白表示状態から黒表示状態に切り替わるが、液晶におけるプレチルト角度の向きの関係からＡ画素ラインの画素はディスクリネーションの影響を受けずに比較的均一に明るさが変化していく（暗くなっていく）。一方、Ｂ画素ラインの画素では、全白表示状態ではディスクリネーションは発生していない。しかし、白黒表示状態になった後からディスクリネーションの影響を受けて時間の経過とともに徐々に明るさ曲線がいびつな形になり、特に１２μｍ〜１６μｍ付近で暗くなる（暗線が現れる）。
【００５６】
一般に、入力階調に対する液晶素子の駆動階調を決めるガンマ曲線（ガンマ特性）はディスクリネーションが発生しない液晶素子全面に同じ階調を表示させながらその階調を変化させた場合の応答特性を前提として作成される。このため、そのようなガンマ曲線を用いて液晶素子を駆動すると、白黒表示状態にてディスクリネーションが発生し、そのガンマ曲線に応じた本来の明るさよりも低い明るさしか得ることができない。
【００５７】
図８には、液晶素子を全白表示状態から白黒表示状態に切り替えたときのディスクリネーションの有無による明るさの変化を示している。横軸は切り替え時点からの経過時間を、縦軸はＡおよびＢ画素ラインの画素のトータルな明るさの積分値（以下、単に明るさという）の変化を示す。明るさは、全白表示状態を１としたときの比率で示している。ディスクリネーションが発生する（「ディスクリネーション有り」の）場合には、Ａ画素ラインの画素の明るさは図７の１〜６μｍ付近に示す応答特性に近い特性で変化し、Ｂ画素ラインの画素の明るさは全域１００％の明るさで白が表示された状態となる。そして、この後の時間経過に伴い、ディスクリネーションが発生した場合の明るさの低下量はディスクリネーションが発生しない（「ディスクリネーション無し」の）場合の明るさの低下量に比べて大きくなっていく。
【００５８】
一方、全黒表示状態から白黒表示に切り替えるときには、図６に示したＡ画素ラインの画素よびＢ画素ラインの画素がともに黒表示状態から、Ａ画素ラインの画素を黒表示状態としたままＢ画素ラインの画素を白表示状態とする。図９には、このときの液晶の応答特性を示している。横軸は画素の位置を、縦軸は各画素における明るさ（ただし、白を１としたときの比率）を示している。横軸の０〜８μｍは図６に示したＡ画素ラインの画素を、８μｍ〜１６μｍはＢ画素ラインの画素を示している。複数の曲線は、全黒表示状態から白黒表示状態への切り替え時点を０ｍｓとしたときの経過時間（０．３ｍｓ，０．６ｍｓ，１．０ｍｓ，１．３ｍｓ）ごとの明るさを示す。
【００５９】
上述したようにＢ画素ラインの画素が黒表示状態から白表示状態に切り替わるが、Ｂ画素ラインの画素では、白表示状態になった後からディスクリネーションの影響を受けて時間の経過とともに徐々に明るさ曲線がいびつな形になる。そして、特に１２μｍ〜１６μｍ付近で暗くなる（暗線が現れる）。また、時間経過に伴って明るさ曲線のいびつな形が顕著になっていく。
【００６０】
先にも説明したように、一般に入力階調に対する液晶素子の駆動階調を決めるガンマ曲線（ガンマ特性）はディスクリネーションが発生しない液晶素子全面に同じ階調を表示させながらその階調を変化させた場合の応答特性を前提として作成される。このため、そのようなガンマ曲線を用いて液晶素子を駆動すると、白黒表示状態にてディスクリネーションが発生し、そのガンマ曲線に応じた本来の明るさよりも低い明るさしか得ることができない。
【００６１】
図１０には、液晶素子を全黒表示状態から白黒表示状態に切り替えたときのディスクリネーションの有無による明るさの変化を示している。横軸は切り替え時点からの経過時間を、縦軸はＡおよびＢ画素ラインの画素のトータルな明るさの積分値（以下、単に明るさといい、全白表示状態を１としたときの比率で示す）を示す。ディスクリネーションが発生しない（「ディスクリネーション無し」の）場合の明るさとしては、Ａ画素ラインの画素は常に黒表示状態であり、Ｂ画素ラインの画素が黒表示状態から白表示状態に切り替わっていくときの明るさの変化を示している。一方、ディスクリネーションが発生する（「ディスクリネーション有り」の）場合は、図９に示したＡ画素ラインの画素とＢ画素ラインの画素の明るさの和の積分値の変化を示している。
【００６２】
図１０において、ディスクリネーションが発生する場合は、ディスクリネーションが発生しない場合に比べて、時間経過に伴う明るさの増加量が少ない。すなわち、全黒表示状態から白黒表示状態に切り替わった後にディスクリネーションが発生する時間が長いほど、ディスクリネーションが発生しない場合に対してより暗くなる。
【００６３】
次に、図２２に示した従来の階調データによってＡ画素ラインの画素に４８階調を表示させ、Ｂ画素ラインの画素に４９階調を表示させる場合について説明する。この階調データを用いる場合にディスクリネーションが発生する期間は、Ａ画素ラインの画素が黒表示状態でＢ画素ラインの画素が白表示状態というディスクリネーション発生表示状態となるＢサブフレーム期間における５ＳＦと６ＳＦである。５ＳＦの前の４ＳＦはＡ画素ラインの画素およびＢ画素ライン画素のいずれも白表示状態であり、ディスクリネーションは発生しない期間である。
【００６４】
５ＳＦから６ＳＦまでの液晶の応答特性は図８における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。４ＳＦでは全白表示状態であるため明るさは１００％出力されており、５ＳＦの開始時から６ＳＦの終了時までの１．３９ｍｓの間にディスクリネーションが発生するため、５ＳＦの開始時が図８における０ｍｓに相当し、６ＳＦの終了時が１．３９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．５に対して０．２７まで低下する。前述したように全面同一階調を前提として作成されるガンマ特性を基準とすると、ディスクリネーションが発生する５ＳＦから６ＳＦまでに比率において５４％（＝０．２７／０．５）と暗くなる。
【００６５】
一方、本実施例において、図５に示した階調データによってＡ画素ラインの画素（第２の画素）に４８階調を表示させ、Ｂ画素ラインの画素（第１の画素）に４９階調を表示させる場合について説明する。この階調データを用いる場合にディスクリネーションが発生する期間は、Ａ画素ラインの画素とＢ画素ラインの画素が上記ディスクリネーション発生表示状態となるＢサブフレーム期間における４ＳＦと７ＳＦである。４ＳＦの前の３ＳＦはＡ画素ラインの画素およびＢ画素ラインの画素がともに白表示状態であり、ディスクリネーションは発生しない期間である。
【００６６】
４ＳＦでの液晶の応答特性は、図８における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。３ＳＦでは全白表示状態であるため明るさは１００％出力されており、４ＳＦの０．６９ｍｓの間にディスクリネーションが発生するため、４ＳＦの開始時が図８の０ｍｓに相当し、４ＳＦの終了時が０．６９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．７に対して０．６５までしか低下しない。
【００６７】
また、もう１つのディスクリネーションが発生するサブフレーム期間である７ＳＦでの液晶の応答特性は、図１０における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。６ＳＦでは全黒表示状態であるため明るさは０％であり、７ＳＦの０．６９ｍｓの間にディスクリネーションが発生するため、７ＳＦの開始時が図１０の０ｍｓに相当し、７ＳＦの終了時が０．６９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．２５に対して０．１８までしか低下しない。
【００６８】
そして、４ＳＦと７ＳＦでディスクリネーションが発生しない場合の明るさの和は０．９５（＝０．７０＋０．２５）となるのに対して、ディスクリネーションが発生する場合の明るさの和は０．８３（＝０．６５＋０．１８）となる。全面同一階調を前提として作成されるガンマ特性を基準とすると、ディスクリネーション発生表示状態では比率で８７％（＝０．８３／０．９５）までしか暗くならない。すなわち、本実施例によれば、明るさの低下を抑制することができる。
【００６９】
次に、他の隣接階調を表示する場合について説明する。まず図２２に示した従来の階調データによって図６に示したＡ画素ラインの画素に１６階調を表示させ、Ｂ画素ラインの画素に１７階調を表示させる場合について説明する。この階調データを用いる場合にディスクリネーションが発生する期間は、Ａ画素ラインの画素が黒表示状態でＢ画素ラインの画素が白表示状態というディスクリネーション発生表示状態となるＢサブフレーム期間における１ＳＦと２ＳＦである。
【００７０】
１ＳＦから２ＳＦまでの液晶の応答特性は、図１０における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。１ＳＦの開始時から２ＳＦの終了時までの１．３９ｍｓの間にディスクリネーションが発生する。このため、１ＳＦの開始時が図１０における０ｍｓに相当し、２ＳＦの終了時が１．３９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．５に対して０．２７まで低下する。実施例１で述べたように全面同一階調を前提として作成されるガンマ特性を基準とすると、ディスクリネーションが発生する１ＳＦから２ＳＦまでに比率で５４％（＝０．２７／０．５）と暗くなる。
【００７１】
一方、本実施例において、図５に示した階調データによってＡ画素ラインの画素（第２の画素）に１６階調を表示させ、Ｂ画素ラインの画素（第１の画素）に１７階調を表示させる場合について説明する。この階調データを用いる場合にディスクリネーションが発生する期間は、Ａ画素ラインの画素とＢ画素ラインの画素が上記ディスクリネーション発生表示状態となるＢサブフレーム期間における３ＳＦと８ＳＦである。３ＳＦの前の２ＳＦではＡ画素ラインの画素およびＢ画素ラインの画素のいずれも黒表示状態であり、ディスクリネーションは発生しない期間である。３ＳＦでの液晶の応答特性は、図１０における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。２ＳＦでは全黒表示状態であるため明るさは０％であり、３ＳＦの０．６９ｍｓの間にディスクリネーションが発生するため、３ＳＦの開始時が図１０の０ｍｓに相当し、３ＳＦの終了時が０．６９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．２５に対して０．１８までしか低下しない。
【００７２】
また、もう１つのディスクリネーションが発生するサブフレーム期間である８ＳＦでの液晶の応答特性も図１０における「ディスクリネーション有り」に相当する特性となる。７ＳＦでは全黒表示状態であるため明るさは０％であり、８ＳＦの０．６９ｍｓの間にディスクリネーションが発生するため、８ＳＦの開始時が図１０の０ｍｓに相当し、８ＳＦの終了時が０．６９ｍｓに相当する。このとき、明るさは、ディスクリネーションが発生しない場合の０．２５に対して０．１８までしか低下しない。
【００７３】
そして、３ＳＦと８ＳＦでディスクリネーションが発生しない場合の明るさの和は０．５０（＝０．２５＋０．２５）となるのに対して、ディスクリネーションが発生する場合の明るさの和は０．３６（＝０．１８＋０．１８）となる。全面同一階調を前提として作成されるガンマ特性を基準とすると、ディスクリネーション発生表示状態では比率で７２％（＝０．３６／０．５０）までしか暗くならない。すなわち、本実施例によれば、明るさの低下を抑制することができる。
【００７４】
このように、本実施例では、隣接階調を表示する際にディスクリネーション発生表示状態となるオン／オフ隣接期間を１フレーム期間内で複数互いに離して（分散させて）設けることで１つの連続したオン／オフ隣接期間を短くしている。すなわち、ディスクリネーションによる明るさ低下が大きくなる前に隣接画素でのディスクリネーション発生表示状態を他の表示状態に移行させる。これにより、ディスクリネーションを原因とした明るさ低下を抑制して暗線が目立たないようにすることができ、良好な画質の画像を表示することができる。
【００７５】
以上説明した液晶素子の駆動方法（以下、第１の駆動方法という）によってディスクリネーションの発生を抑制することが可能である。しかし、よりディスクリネーションによる暗線を目立たなくするために、本実施例では以下のような駆動方法（以下、第２の駆動方法という）も併せ用いる。また、本実施例では、動画の視認性を向上させるために動画を表示するためのフレーム（またはサブフレーム）間に、黒表示を行うフレーム（またはサブフレーム）を挿入する、いわゆる黒挿入を行う。
【００７６】
図１１には、液晶ドライバ３０３の内部構成を示す。スケーラ４００は、図１に示した映像入力部３０３ａに相当し、ＤＶＩやＨＤＭＩ（登録商標）等の不図示のレシーバーＩＣを介して入力映像信号を取り込む。スケーラ４００は、そのスケーリング機能により入力映像信号をダウンコンバートまたはアップコンバートして所定の画像フォーマットの入力画像データを出力する。動画データとしての入力画像データは、連続する複数の入力フレーム画像データにより構成されている。
【００７７】
駆動回路部３０３ｂはスケーラ４００からの入力フレーム画像データを順次受け取り、液晶素子３（図１に示した３つの液晶素子３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ）のそれぞれの各画素を駆動する、すなわち各画素に階調を表示させるための画素駆動信号を生成する。駆動回路部３０３ｂは、倍速回路４１１、ゲイン回路４１２、ＶＴγ回路４１３、色ムラ回路４１４およびＰＷＭ回路４１５を含む。
【００７８】
倍速回路４１１は、各入力フレーム画像データをフレームメモリ（ＤＤＲ）４２０に書き込み、倍速化した複数のフレーム画像データ（以下、倍速フレーム画像データという）を生成する。例えば、入力フレーム画像データの入力周波数が６０Ｈｚである場合に、１２０Ｈｚで２つの倍速フレーム画像データを生成したり、２４０Ｈｚで４つの倍速フレーム画像データを生成したりする。
【００７９】
ゲイン回路４１２は、倍速回路４１１からの倍速フレーム画像データに対してゲインをかける（ゲイン係数を乗じる）。ゲイン回路４１２は、倍速フレーム画像データごとにゲインを変化させることができる。倍速回路４１１とゲイン回路４１２は、画像データ生成手段を構成する。
【００８０】
ＶＴγ回路４１３は、ゲイン回路４１２からの出力フレーム画像データに対して、液晶素子３の液晶の応答特性によって変化する階調特性に応じて必要な光学特性が得られるようにγ補正を行う。
【００８１】
色ムラ回路４１４は、ＶＴγ回路４１３からのγ補正後の出力フレーム画像データに対して、液晶パネル３を含むプロジェクタの光学系において発生する色ムラの補正を行う。
【００８２】
ＰＷＭ回路（駆動手段）４１５は、色ムラ補正回路４１４からの出力フレーム画像データに基づいて、液晶素子３を前述したサブフレーム駆動方式で駆動する。
【００８３】
ゲイン回路４１２の動作について具体的に説明する。例えば、液晶素子３における隣接画素に互いに隣接する階調である４８階調と４９階調を表示させる場合について説明する。ゲイン回路４１２に順次入力される倍速フレーム画像データのそれぞれにおいて上記隣接画素に対応する２つの隣接画素位置の画素データは４８と４９の階調を有する。以下の説明において、上記隣接画素位置の画素データを、隣接画素データという。
【００８４】
ゲイン回路４１２は、倍速回路４１１から１２０Ｈｚ（つまりは２倍速）で順次入力される倍速フレーム画像データにかけるゲインを、倍速フレーム画像データごとに図１６（Ａ）に示すように変化させる。すなわち、ゲインを、１００％（第１のゲイン）→０％（黒挿入用ゲイン）→９０％（第１のゲインより低い第２のゲイン）→０％（黒挿入用ゲイン）と循環的に変化させる。これにより、Ｎフレームにおいて、１００％ゲインの第１の表示用画像データとしての出力フレーム画像データ（１ｓｔ）が生成され、次に０％ゲインの黒挿入用画像データとしての出力フレーム画像データ（２ｎｄ）が生成される。また、次のＮ＋１フレームにおいて、９０％ゲインの第２の表示用画像データとしての出力フレーム画像データ（１ｓｔ）が生成され、次に０％ゲインの黒挿入用画像データである出力フレーム画像データ（２ｎｄ）が生成される。
【００８５】
１００％ゲインの出力フレーム画像データ（以下、明出力フレーム画像データという）における隣接画素データの階調は４８と４９となる。一方、９０％ゲインの出力フレーム画像データ（以下、暗出力フレーム画像データという）における隣接画素データの階調は４３と４４となる（小数点以下は四捨五入した）。このように明出力フレーム画像データと黒挿入用ではない暗出力フレーム画像データとを交互に供給して液晶素子３を駆動することを、明暗駆動という。この明暗駆動により、以下に詳しく説明するように、ディスクリネーションによって生じた暗線を表示画像（投射画像）においてより目立ちにくくすることができる。なお、ゲイン回路４１２は、Ｎ＋２フレーム以降のフレームにおける第１および第２のゲインの和を、ＮおよびＮ＋１フレームにおける第１および第２のゲインの和（１００％＋９０％＝１９０％）と同じに維持する。
【００８６】
図１３（Ａ）には、明出力フレーム画像データと黒挿入用の出力フレーム画像データ（以下、黒挿入フレーム画像データという）のみに基づいて液晶素子３を駆動した場合のＮおよびＮ＋１フレームの表示画像（以下、明表示画像という）と黒挿入画像を示す。図１３（Ｃ）には、本来表示されるべき表示画像を示している。図１３（Ａ）において、ＮおよびＮ＋１フレームの明表示画像はともに上端から下端までの間に０〜６４階調を有している。図の最も右側には、ＮおよびＮ＋１フレームを連続して観察する観察者によって視認される画像（以下、視認画像という）を示している。この図では、ＮおよびＮ＋１フレームの明表示画像において互いに対応する画素位置の画素は互いに同じ階調を有する。この結果、ＮフレームおよびＮ＋１フレームのいずれの明表示画像にも、１６−１７階調、３２−３３階調および４８−４９階調等の位置にディスクリネーションによる暗線が現れている。なお、図では分かり易くするために暗線を濃く示しているが、実際には前述した第１の駆動方法で液晶素子３を駆動しているので、薄く暗線が現れているにすぎない。しかし、観察者は暗線として視認可能である。
【００８７】
図１３（Ｂ）には、明出力フレーム画像データおよび黒挿入フレーム画像データに対応する明表示画像および黒挿入画像に加えて、暗出力フレーム画像データに基づいて液晶素子３を駆動した場合の表示画像（以下、暗表示画像という）を示す。Ｎフレームの明表示画像は、１００％ゲインに対応する０〜６４階調を上端から下端まで間に有する。これに対して、Ｎ＋１フレームの暗表示画像は、９０％ゲインに対応する０〜５８階調を上端から下端までの間に有する。これにより、Ｎフレームでのディスクリネーションによる暗線の位置とＮ＋１フレームでの暗線の位置とが互いに異なる（ずれる）ことになる。例えば、Ｎフレームでの暗線の位置（４８−４９階調の位置）ａと、Ｎ＋１フレームでの暗線の位置ｂとがずれる。したがって、図の最も右側に示す視認画像においては、ＮフレームとＮ＋１フレームとで暗線の濃さが平均化されることで、暗線が各フレームの約１／２の濃さとなる。この結果、第１の駆動方法で液晶素子３を駆動するだけの場合よりも暗線をより目立ちにくくすることができる。
【００８８】
図１４（Ａ），（Ｂ）には、具体的な表示画像の例を示している。図１４（Ｃ）には、本来表示されるべき表示画像を示している。図１４（Ａ）は、図１３（Ａ）で説明したようにＮフレームおよびＮ＋１フレームにおいて表示される明表示画像を示す。また、図の最も右側には、視認画像を示している。ＮフレームとＮ＋１フレームにおけるディスクリネーションによる暗線の位置が同じであるので、視認画像においても暗線がある程度目立つ。
【００８９】
これに対して、図１４（Ｂ）には、図１３（Ｂ）で説明したようにＮフレームおよびＮ＋１フレームのそれぞれにおいて表示される明表示画像および暗表示画像を示す。また、図の最も右側には、視認画像を示している。各表示画像において外側の最も明るい階調は、Ｎフレームの明表示画像における６４に対して、Ｎフレームの暗表示画像では５８となっており、Ｎフレームでのディスクリネーションによる暗線の位置とＮ＋１フレームでの暗線の位置とは互いにずれている。このため、図の最も左側に示す視認画像では、ＮフレームとＮ＋１フレームとで暗線の濃さが平均化されることで、暗線がほぼ目立たなくなっている。
【００９０】
このように第２の駆動方法では、明および暗出力フレーム画像データを互いに対応する画素位置の画素データ同士が互いに異なる階調を有するように生成し、ＮおよびＮ＋１フレームにおいてこれら明および暗出力フレーム画像データにより液晶素子３を駆動する。これにより、ＮおよびＮ＋１フレームでの暗線の位置を互いにずらして、視認画像において暗線を目立たなくすることができる。
【００９１】
ここまでは、ゲイン回路４１２が倍速回路４１１から２倍速で順次入力される倍速フレーム画像データにかけるゲインを倍速フレーム画像データごとに変化させる場合について説明したが、倍速値はこれに限らない。例えば、倍速回路４１１から２４０Ｈｚ（つまりは４倍速）で順次入力される倍速フレーム画像データにかけるゲインを倍速フレーム画像データごとに変化させてもよい。この場合、例えば、図１２（Ｂ）に示すようにＮフレームの１ｓｔ倍速フレーム画像データにかけるゲインを１００％とし、２ｎｄ倍速フレーム画像データにかけるゲインを黒挿入用の０％とする。さらに同じＮフレームの３ｒｄ倍速フレーム画像データにかけるゲインを９０％とし、４ｔｈ倍速フレーム画像データにかけるゲインを黒挿入用の０％とする。１ｓｔ倍速フレーム画像データと３ｒｄ倍速フレーム画像データは、同じ入力フレーム画像データから生成された画像データであり、互いに同じ画像データである。同様に、Ｎ＋１フレームの１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄおよび４ｔｈ倍速フレーム画像データにかけるゲインをそれぞれ、１００％、０％、９０％および０％とする。
【００９２】
また、図１２（Ａ），（Ｂ）の例では、明および暗出力フレーム画像データの生成に用いるゲインを１００％と９０％で繰り返し変化させる場合について説明した。しかし、明出力および暗出力フレーム画像データを生成するごとにこれらに対するゲインのうち少なくとも一方を変更してもよい。例えば、図１２（Ａ）の例において、Ｎフレームでのゲインを１００％、Ｎ＋１フレームでのゲインを９０％、Ｎ＋２フレームでのゲインを９７．５％、Ｎ＋３フレームでのゲインを９２．５％としてもよい。これにより、ディスクリネーションの発生位置が連続した４つのフレームにおいて互いに異なり、視認画像における暗線の濃さを各フレームでの濃さの約１／４とすることができる。この場合、明出力および暗出力フレーム画像データに対するゲインの変更前の和と変更後の和が同じになるようにこれらゲインを変更することが望ましい。これにより、ゲインの変化に伴う表示画像の明るさの変動を目立ちにくくすることができる。
【００９３】
なお、明出力フレーム画像データに対するゲインと暗出力フレーム画像データに対するゲインの差は、明出力フレーム画像データに対するゲインの２％以上、２０％以下であることが望ましい。
【００９４】
また、上記は黒挿入の説明を行ったが、明暗駆動でも同様の効果が得られる。明暗駆動の場合は、明暗駆動の明るいフレームは黒挿入の場合の表示フレーム（黒挿入では無いフレーム）と同様なゲイン設定を行うことで効果を得ることができる。また、明暗駆動の暗いフレーム（例えば、黒挿入時の０％ゲインよりも高いゲインとする）も同様なゲイン設定をフレーム毎に変更することである程度の効果を得ることができる。したがって、明暗駆動の明るいフレームと暗いフレーム共に、本実施例の黒挿入で行ったようにフレーム毎にゲインを変更することで、ディスクリネーションを低減する効果を得ることができる。
【００９５】
なお、黒挿入用ゲインは、０％以上８０％未満であって、上述した第１および第２のゲインよりも低いゲインであればよい。また、黒挿入フレーム画像データに基づいて液晶素子３が駆動されている場合は、明出力フレーム画像データに基づいて液晶素子３が駆動されている場合よりも液晶素子３に入射する照明光の強度を低くしてもよい。例えば、黒挿入フレーム画像データに基づいて液晶素子３が駆動されているときは、上記照明光の強度を０％としてもよい。この際の暗出力フレーム画像データに対するゲインは、その直前の明出力フレーム画像データに対するゲインと同じでもよいし、黒挿入用ゲインである０％以上８０％未満のゲインとしてもよい。
【００９６】
また、本実施例では、明出力フレーム画像データと暗出力フレーム画像データとの間に黒挿入フレーム画像データを挿入して黒挿入を行うことで、動画の視認性を向上させることができる。ただし、明暗駆動と黒挿入とを組み合わせて行うことで、投射画像においてフレーム周期のフリッカ（明暗のちらつき）が目立ちやすくなる。図１５は、図１２（Ａ）に示した２倍速駆動によって切り替わる明表示画像、黒挿入画像、暗表示画像および黒挿入画像を示す。明表示画像が３０Ｈｚで表示され、その間に黒挿入画像、暗表示画像が表示されることで、３０Ｈｚのフリッカが視認されやすくなる。
【００９７】
このため、光源制御部（制御手段）３３０は、液晶素子３に入射する照明光の強度（光量）がフレームごとに変化するように光源部３２０の発光強度（明るさ）をフレームごとに変化させる。具体的には、液晶素子３が明出力フレーム画像データおよび黒挿入フレーム画像データにより駆動されるＮフレームでは、暗出力フレーム画像データおよび黒挿入フレーム画像データにより駆動されるＮ＋１フレームよりも光源部３２０の発光強度を低くする。これにより、明表示画像の明るさを暗表示画像に近づけて、フリッカを目立ちにくくする。なお、図１２（Ｂ）に示した４倍速駆動では、各フレームのうち明出力および黒挿入フレーム画像データにより駆動される１／２フレームで、暗出力および黒挿入フレーム画像データにより駆動される１／２フレームよりも光源部３２０の発光強度を低くする。光源部３２０の発光強度を変えるために、本実施例では、例えば、図１２（Ｂ）の最初の１ｓｔゲイン１００％と２ｎｄゲイン０％のときに光源を暗くし、３ｒｄゲイン９０％と４ｔｈゲイン０％のときに光源を明るくする。
【００９８】
ただし、液晶素子３が線順次駆動方式で駆動される場合には、以下のように光源部３２０の発光強度を制御する必要がある。図１６（Ａ），（Ｂ）を用いて、線順次駆動方式で液晶素子３が駆動される場合における液晶素子３の表示画素行（以下、表示エリアという）ごとの光源部３２０の明るさの制御について説明する。線順次駆動方式では、液晶素子３の上側の表示エリアから順次、画像が表示される。図１６（Ａ）には、代表的な表示エリアとして上側の１ｓｔ表示エリア、中央の２ｎｄ表示エリアおよび下側の３ｒｄ表示エリアを示す。１ｓｔ表示エリア→２ｎｄ表示エリア→３ｒｄ表示エリアの順で画像が表示される。
【００９９】
Ｎフレームの明表示画像および黒挿入画像とＮ＋１フレームの暗表示画像および黒挿入画像はそれぞれ１２０Ｈｚで表示され、それぞれの表示に８．３ｍｓを要する。図１６（Ｂ）は、横軸を時間として、各表示エリアの表示タイミングを示している。各画像において１ｓｔ、２ｎｄおよび３ｒｄ表示エリアに表示される画像部分（画像ライン）をそれぞれ、１ｓｔ、２ｎｄおよび３ｒｄ画像エリアという。液晶素子３の１ｓｔ表示エリアにＮフレームの明表示画像の１ｓｔ画像エリアが表示されると、そこから８．３ｍｓの約半分の時間が経過した時点で２ｎｄ表示エリアに明表示画像の２ｎｄ画像エリアが表示される。さらにそこから８．３ｍｓの約半分の時間が経過した時点で、３ｒｄ表示エリアに明表示画像の３ｒｄ画像エリアが表示される。Ｎフレームの黒挿入画像とＮ＋１フレームの暗表示画像および黒挿入画像のそれぞれの１ｓｔ、２ｎｄエリアおよび３ｒｄ画像エリアも同様にして、液晶素子３の１ｓｔ、２ｎｄおよび３ｒｄ表示エリアに順次表示される。以降のフレームでも同様である。
【０１００】
この場合の光源部３２０の明るさ変化を図１７に示す。光源制御部３３０は、Ｎフレームでは光源部３２０の明るさを９０％とし、Ｎ＋１フレームでは光源部３２０の明るさを１００％とする。以降のフレームでも、この光源部３２０の明るさ変化を繰り返す。
【０１０１】
図１８（Ａ）に示すように、各フレームでは光源部３２０の明るさと液晶素子３の各表示エリアの明るさ（ゲイン）との積に相当する明るさの画像が表示される。
【０１０２】
Ｎフレームの明表示画像を表示するために、液晶素子３の明るさ（ゲイン）１００％を３ｒｄ表示エリアでの表示時間が終了するＮフレームの最後（１６．６ｍｓ）付近まで維持する必要がある。これに対して、光源部３２０の明るさはＮフレームの間は９０％に維持されるため、図１８（Ｂ）に示すように、明表示画像の明るさは９０％となる。また、Ｎ＋１フレームの暗表示画像を表示するために、液晶素子３の明るさ(ゲイン)９０％を３ｒｄ表示エリアでの表示時間が終了するＮ＋１フレームの最後（１６．６ｍｓ）付近まで維持する必要がある。これに対して、光源部３２０の明るさはＮ＋１フレームの間は１００％に維持されるため、暗表示画像の明るさも９０％となる。
【０１０３】
すなわち、照明光の強度を、液晶素子３が明出力および暗出力フレーム画像データのそれぞれの最初の画像ラインに基づいて駆動される際に変更する。言い換えれば、液晶素子３が明出力または暗出力フレーム画像データとこれに続く黒挿入フレーム画像データに基づいて駆動される間は照明光の強度を変更しない。この結果、Ｎフレームの明表示画像の明るさが、Ｎ＋１フレームの暗表示画像の明るさに近づき（等しくなり）、フリッカが目立たなくなる。
【０１０４】
図２３のフローチャートには、コンピュータとしての光源制御部３３０がコンピュータプログラムに従って行う上述した光源制御の処理を示す。ここでは、図１７に示すようにフレームごとに光源部３２０の明るさを変化させる場合について説明する。
【０１０５】
ステップＳ１においてユーザによる操作等によって画像投射開始の指示がなされると、ステップＳ２において光源制御部３３０はゲイン回路４１０が設定したＮフレームでのゲイン（１００％）とＮ＋１フレームでのゲイン（９０％）を読み込む。
【０１０６】
次にステップＳ３では、光源制御部３３０は、次に液晶素子３に表示されるフレームがＮフレームかＮ＋１フレームかを判定する。Ｎフレームである場合はステップＳ４に進み、Ｎ＋１フレームである場合はステップＳ５に進む。
【０１０７】
ステップＳ４では、光源制御部３３０は、液晶素子３にＮフレームが表示されるのに同期して光源部３２０を９０％の明るさで駆動する。一方、ステップＳ５では、光源制御部３３０は、液晶素子３にＮ＋１フレームが表示されるのに同期して光源部３２０を１００％の明るさで駆動する。
【０１０８】
そして、光源制御部３３０は、ステップＳ６において画像投射停止の指示がなされたか否かを判定し、指示がなされていない場合はステップＳ３に戻って光源部３２０の明るさ制御を継続し、指示がなされた場合は本処理を終了する。
【０１０９】
以上説明したように、本実施例では、ディスクリネーションによる画質低下を抑えるための明暗駆動と動画視認性を向上させるための黒挿入とを組み合わせて行う場合に、フリッカも目立たせることなく良好な表示画像を提示することができる。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１１０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
３  液晶素子
３０３  液晶ドライバ
３２０  光源
３３０  光源制御部
【図１】
2019101333.tif 000003
【図２】
2019101333.tif 000004
【図３】
2019101333.tif 000005
【図４】
2019101333.tif 000006
【図５】
2019101333.tif 000007
【図６】
2019101333.tif 000008
【図７】
2019101333.tif 000009
【図８】
2019101333.tif 000010
【図９】
2019101333.tif 000011
【図１０】
2019101333.tif 000012
【図１１】
2019101333.tif 000013
【図１２】
2019101333.tif 000014
【図１３】
2019101333.tif 000015
【図１４】
2019101333.tif 000016
【図１５】
2019101333.tif 000017
【図１６】
2019101333.tif 000018
【図１７】
2019101333.tif 000019
【図１８】
2019101333.tif 000020
【図１９】
2019101333.tif 000021
【図２０】
2019101333.tif 000022
【図２１】
2019101333.tif 000023
【図２２】
2019101333.tif 000024
【図２３】
2019101333.tif 000025