(57)【要約】【課題】ディスクリネーションによる階調の低下を抑制しつつ、表示画像の画質の劣化を回避する。【解決手段】画像表示装置３１は、液晶表示素子４０７を有し、該画像表示装置に入力された画像信号に基づいて表示用画像としての第１の画像を生成する第１の画像生成手段４０２と、第１の画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が該第１の画像に比べて小さい又は該隣接画素間での階調差の勾配の符号が第１の画像とは逆である第２の画像を生成する第２の画像生成手段４０３と、第１の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第１の液晶駆動と第２の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第２の液晶駆動とを交互に行う液晶駆動手段４０４，４０９とを有する。【選択図】図２
2015132751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子を有する画像表示装置であって、
該画像表示装置に入力された画像信号に基づいて表示用画像としての第１の画像を生成する第１の画像生成手段と、
前記第１の画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が該第１の画像に比べて小さい又は該隣接画素間での階調差の勾配の符号が前記第１の画像とは逆である第２の画像を生成する第２の画像生成手段と、
前記第１の画像に応じて前記液晶表示素子を駆動する第１の液晶駆動と前記第２の画像に応じて前記液晶表示素子を駆動する第２の液晶駆動とを交互に行う液晶駆動手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記液晶表示素子により変調された光による画像表示が行われる表示状態と該画像表示が行われない非表示状態との切り替えを可能とする切替え手段と、
前記第１の液晶駆動が行われている期間は前記切替え手段を前記表示状態とし、前記第２の液晶駆動が行われている期間のうち少なくとも一部の期間は前記切替え手段を前記非表示状態とする制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記第２の画像は、前記第１の画像における前記隣接画素間の階調差を平滑化処理により小さくした画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第２の画像は、その全画素にわたって階調が均一な画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記第２の画像は、前記第１の画像の明暗を反転した画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記切替え手段は、前記液晶表示素子に入射する前記光を発する光源の点灯と消灯を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光源は、半導体発光素子であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記切替え手段は、光源から前記液晶表示素子に向かう前記光の前記液晶表示素子への入射と非入射または前記液晶表示素子から出射した前記光の画像表示面への出射と非出射を切り替えることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記切替え手段は、液晶シャッタまたはメカニカルシャッタであることを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
液晶表示素子を有する画像表示装置のコンピュータに該画像表示装置の制御を行わせるコンピュータプログラムとしての制御プログラムであって、
前記コンピュータに、
該画像表示装置に入力された画像信号に基づいて表示用画像としての第１の画像を生成させ、
前記第１の画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が該第１の画像に比べて小さい又は該隣接画素間での階調差の勾配の符号が前記第１の画像とは逆である第２の画像を生成させ、
前記第１の画像に応じて前記液晶表示素子を駆動する第１の液晶駆動と前記第２の画像に応じて前記液晶表示素子を駆動する第２の液晶駆動とを交互に行わせることを特徴とする画像表示装置の制御プログラム。
【請求項１１】
前記画像表示装置は、前記液晶表示素子により変調された光による画像表示が行われる表示状態と該画像表示が行われない非表示状態との切り替えが可能な切替え手段を有し、
前記制御プログラムは、前記コンピュータに、前記第１の液晶駆動が行われている期間は前記切替え手段を前記表示状態にさせ、前記第２の液晶駆動が行われている期間のうち少なくとも一部の期間は前記切替え手段を前記非表示状態させることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子を用いて画像表示を行う画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子を用いた画像表示装置には、液晶プロジェクタや直視型のディスプレイ等がある。液晶表示素子の１つの液晶画素は、装置への入力画像信号から生成された表示用画像の１画素に対応している。各液晶画素に表示用画像の階調（輝度）に応じた電圧が印加されることで該液晶画素の液晶の配向が制御され、この結果、各液晶画素に入射した光の透過率や反射率が表示用画像の各画素の階調に応じて制御される。これにより、表示用画像に対応した出力画像が表示される。
【０００３】
このような液晶表示素子では、いわゆるディスクリネーションと呼ばれる液晶の配向不良による画質品位の低下が発生することが知られている。ディスクリネーションの発生例を図１１（ａ）に示す。図１１（ａ）では、液晶表示素子に白の背景と縦方向の黒線１０１とを表示している。この場合、隣接する白画素と黒画素との間の駆動電圧に差異があるため、黒線１０１を表示する黒画素の左隣の白画素１０３にディスクリネーションライン１０２と呼ばれる暗線が発生する。
【０００４】
図１２（ａ）には、ディスクリネーションライン１０２が発生した画素１０３の液晶の分子配向状態を示している。液晶分子２０１は、配向膜によって、図の右上と左下に延びる斜め方向２０２を向くようにプレチルト方位角が制御されている。また、駆動電圧に応じて、液晶分子２０１の図の紙面の法線に対してなす角度（極角）が変化することで、黒〜白の階調が表示される。ここで、電圧無印加時に液晶分子２０１が図の紙面の法線方向を向き、電圧印加時に図に示すように紙面に水平な方向（かつ斜め方向２０２の方位角になる方向）を向くネガ型液晶の例を示している。
【０００５】
図１２（ａ）に示した画素１０３において図１１（ａ）に示した黒線１０１に隣接した領域の液晶分子２０３は、隣接する黒画素との電位差の影響を受けて、本来の方位角（斜め方向２０２）に対して異なる方向（画素の側辺に平行な方向）２０４の方位角になる。この結果、出力画像には、ディスクリネーションライン１０２に対応する黒線が発生する。
【０００６】
なお、ディスクリネーションの発生は、隣接画素との電位差のほかに、電位差の勾配方向（勾配の符号）とプレチルト方位角との関係によっても左右される。図１１（ａ）に示す黒画素の右隣の白画素１０４では、図１２（ａ）に示したプレチルト方位角２０２に対して、黒画素の左隣の画素１０３とは、黒画素との電位差の勾配の符号が逆になる。この場合、白画素１０４では、図１２（ｂ）に示す方向２０６のように、液晶分子２０５の方向は黒画素との電位差の影響によってややプレチルト方位角２０２から変化するものの、画素の側辺に平行な方向にまでは変化しないため、暗線は発生しない。
特許文献１には、ディスクリネーションを低減するために、隣接画素間での階調差を小さくする画像処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６７２７８７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、例えば、図１１（ａ）に示す画像に対して特許文献１にて開示された画像処理方法を適用すると、図１１（ｂ）に示すように、ディスクリネーションライン１０５の幅は小さくなるものの、画像自体がぼけた画像になる。つまり、特許文献１にて開示された画像処理方法を用いると、かえって画質が劣化する場合がある。
【０００９】
本発明は、ディスクリネーションによる階調の低下を抑制しつつ、表示画像の画質の劣化を回避することを可能にする画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての画像表示装置は、液晶表示素子を有し、該画像表示装置に入力された画像信号に基づいて表示用画像としての第１の画像を生成する第１の画像生成手段と、第１の画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が該第１の画像に比べて小さい又は該隣接画素間での階調差の勾配の符号が第１の画像とは逆である第２の画像を生成する第２の画像生成手段と、第１の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第１の液晶駆動と第２の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第２の液晶駆動とを交互に行う液晶駆動手段とを有すること特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての制御プログラムは、液晶表示素子を有する画像表示装置のコンピュータに該画像表示装置の制御を行わせるコンピュータプログラムである。該制御プログラムは、コンピュータに、該画像表示装置に入力された画像信号に基づいて表示用画像としての第１の画像を生成させ、第１の画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が第１の画像に比べて小さい又は該隣接画素間での階調差の勾配の符号が第１の画像とは逆である第２の画像を生成させ、第１の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第１の液晶駆動と第２の画像に応じて液晶表示素子を駆動する第２の液晶駆動とを交互に行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、表示用画像としての第１の画像を表示する期間の間に、第１の画像に比べて隣接画素間の階調差が小さい又は隣接画素間での階調差の勾配の符号が逆である第２の画像による液晶駆動期間を挿入する。これにより、ディスクリネーションを低減しつつ表示される画像の画質の劣化を回避可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１である液晶プロジェクタの使用例を示す図。
【図２】実施例１の液晶プロジェクタの構成を示すブロック図。
【図３】実施例１の液晶プロジェクタにおける信号処理タイミングを示す図。
【図４】実施例１における補正用画像生成部の構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施例２である液晶プロジェクタにおける補正用画像生成部の構成を示すブロック図。
【図６】実施例１および実施例２における補正用画像の例を示す図。
【図７】実施例１におけるディスクリネーションによる輝度低下量を示す図。
【図８】実施例１におけるディスクリネーション発生画素の平均輝度の時間推移を示す図。
【図９】実施例２におけるディスクリネーション発生画素の平均輝度の時間推移を示す図。
【図１０】実施例１の効果を示す図。
【図１１】ディスクリネーションの発生例と特許文献１にて開示された画像処理方法による補正例を示す図。
【図１２】隣接画素との電位差による液晶分子の方位角の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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】
【００１５】
図１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使用例を示している。映像信号供給源であるビデオプレーヤ３２から出力された映像信号（入力画像信号）は、ビデオケーブル３３を介して液晶プロジェクタ３１に入力される。液晶プロジェクタ３１は、後述する光源からの光を、入力された映像信号に基づいて後述する液晶表示素子によって変調して画像光を生成し、該画像光を画像表示面であるスクリーン３４に投射して投射画像３５を表示する。
【００１６】
図２には、液晶プロジェクタ３１の構成を示す。液晶プロジェクタ３１に入力された映像信号には、映像処理部４０１にてブライトネス補正、コントラスト補正、ガンマ変換、色変換等の画像処理が行われ、画像投射に適した表示用画像信号に変換される。
【００１７】
映像処理部４０１から出力された表示用画像信号は倍速変換部（第１の画像生成手段）４０２に入力される。倍速変換部４０２は、倍速化されたフレームレートに対応する倍速フレーム画像としての表示用画像（第１の画像）を生成する。倍速変換部４０２は、生成した表示用画像を補正用画像生成部（第２の画像生成手段）４０３に出力する。補正用画像生成部４０３は、表示用画像に対して後述する平滑化処理を行うことで、ディスクリネーションを低減させるための補正処理に用いられる補正用画像（第２の画像）を生成する。補正用画像生成部４０３は、表示用画像と補正用画像とを交互に液晶駆動部４０４に出力する。補正用画像生成部４０３の構成および補正用画像については後で詳しく説明する。
【００１８】
液晶駆動部４０４は、受け取った表示用画像および補正用画像の各画素の階調に応じて液晶表示素子４０７の各液晶画素に印加する電圧（液晶駆動電圧）を制御することで、液晶表示素子４０７（各液晶画素）を駆動する。液晶駆動部４０４は、表示用画像に応じて液晶表示素子４０７を駆動する第１の液晶駆動と、補正用画像に応じて液晶表示素子４０７を駆動する第２の液晶駆動とを行う。
【００１９】
液晶表示素子４０７は、反射型または透過型の液晶表示素子であり、ＲＧＢの３つの色のそれぞれに対して１つずつ設けられている。なお、以下の説明では、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の液晶表示素子をまとめて液晶表示素子４０７という。
【００２０】
光源４０５は、超高圧水銀ランプ等の放電発光管や、発光ダイオードおよび固体レーザ光源等の半導体発光素子により構成することができる。本実施例では、高速に点灯と消灯を繰り返し切り替えることが可能な半導体発光素子を光源４０５として用いる場合について説明する。
【００２１】
照明光学系４０６は、光源４０５から射出された発散光束を平行光束に変換し、該平行光束を液晶表示素子４０７に導く。液晶表示素子４０７は、第１の液晶駆動および第２の液晶駆動を行う液晶駆動部４０４からの液晶駆動信号に応じて駆動され、照明光学系４０６から入射した光を変調する。液晶表示素子４０７により変調された光（画像光）は投射光学系４０８により、図１に示したスクリーン３４に投射される。
【００２２】
ＣＰＵ４０９は、マイクロコンピュータにより構成されており、コンピュータプログラムである制御プログラムに従って、映像処理部４０１、倍速変換部４０２、補正用画像生成部４０３および光源４０５の動作を制御する。また、ＣＰＵ４０９は、該制御プログラムに従って、液晶駆動部４０４での液晶駆動タイミング（画像表示タイミング）を制御する。ＣＰＵ４０９は、液晶駆動部４０４とともに液晶駆動手段として機能し、また制御手段として機能する。さらに、ＣＰＵ４０９は、光源４０５とともに切替え手段としても機能する。
【００２３】
図３を用いて、本実施例における補正用画像生成部４０３の構成について説明する。補正用画像生成部４０３に入力された表示用画像の信号は、ＬＰＦ６１に入力されるとともに、セレクタ６２に入力される。ＬＰＦ６１は、フィルタ係数群６３を用いて、表示用画像のうち各画素とその上下左右の４画素に対して重み付け平均化処理による平滑化処理（スムージング処理）を行って平滑化画像として補正用画像を生成する。平滑化画像としての補正用画像は、表示用画像と同じ位置の隣接画素間での階調差が表示用画像に比べて小さい（鮮鋭度が低い）ぼけた画像である。セレクタ６２は、補正用画像と表示用画像とを交互に出力する。これにより、映像信号のフレーム周期内でそれぞれ倍速フレーム画像である補正用画像と表示用画像とが１つずつ出力され、その後にフレーム周期が継続することで補正用画像と表示用画像との交互出力が繰り返される。
【００２４】
図４には、本実施例において、液晶プロジェクタ３１への映像信号のフレーム画像の入力タイミング（ａ）と、表示用画像と補正用画像の液晶駆動部４０４への入力タイミング（ｂ）と、光源４０５の点灯／消灯タイミング（ｃ）とを示している。ここでは、例として、映像信号のフレーム周波数を６０Ｈｚとしている。表示用画像Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１，・・・と補正用画像（Ｎ−１）′，Ｎ′，（Ｎ＋１）′，・・・は１２０Ｈｚごとに交互に液晶駆動部４０４に入力される。つまり、液晶駆動部４０４は、１／１２０秒の期間ごとに交互に第１の液晶駆動と第２の液晶駆動とを行う。
【００２５】
そして、光源４０５は、ＣＰＵ４０９によって、表示用画像Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１，・・・の液晶駆動部４０４への入力期間（つまりは第１の液晶駆動が行われている期間）の間に点灯（ＯＮ）される。このため、光源４０５からの光が、表示用画像Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１，・・・に応じた第１の液晶駆動が行われている液晶表示素子４０７に入射してここで変調され、スクリーン３１に投射される。したがって、図４（ｄ）に示すように、６０Ｈｚごとに表示用画像に対応した投射画像３５が観察者に視認可能に表示される。
【００２６】
一方、光源４０５は、ＣＰＵ４０９によって、補正用画像（Ｎ−１）′，Ｎ′，（Ｎ＋１）′，・・・の液晶駆動部４０４への入力期間（つまりは第２の液晶駆動が行われている期間）の間は消灯（ＯＦＦ）される。このため、補正用画像に応じた第２の液晶駆動が行われている液晶表示素子４０７には光源４０５からの光が入射せず、スクリーン３１には補正用画像に対応した投射画像は投射されない。したがって、補正用画像に対応したぼけた投射画像が観察者に視認されることはない。
【００２７】
図５（ａ）には、補正用画像生成部４０３に入力される表示用画像の例を示し、図５（ｂ）には、補正用画像生成部４０３にて表示用画像から生成される補正用画像の例を示す。図５（ａ），（ｂ）において、０〜１００の数字はそれを含む各画素の階調（輝度）を示し、最も明るい階調を１００％としたときの階調（％）を示している。図５（ａ）に示す表示用画像は、階調１００％の背景画素の中に階調０％の線画素が含まれる画像である。この表示用画像に対して図３に示したＬＰＦ６１を適用すると、図５（ｂ）に示すように、平滑化処理された補正用画像が得られる。この図の補正用画像は、階調１００％の背景画素の中に階調９０％の２本の線画素が含まれ、さらにこれら２本の線画素の間に階調２０％の線画素が含まれる画像である。図５（ａ）の表示用画像において位置Ａにおける隣接画素間の階調差は１００％であるのに対して、図５（ｂ）の補正用画像において同じ位置Ａにおける隣接画素間の階調差は１００％より小さい７０％である。
【００２８】
図６（ａ）には、液晶表示素子４０７に対して表示用画像に応じた第１の液晶駆動を行った場合のディスクリネーションによる液晶表示素子４０７での各液晶画素での階調（反射型液晶表示素子の反射率または透過型液晶表示素子の透過率）の低下量を示す。０は階調の低下がないことを示し、マイナスの値は階調の低下量（％）を示す。液晶画素９１では、これに隣接する液晶画素との駆動電圧の差が大きいため、ディスクリネーションによって階調が５０％低下する。
【００２９】
一方、図６（ｂ）には、液晶表示素子４０７に対して補正用画像に応じた第２の液晶駆動を行った場合のディスクリネーションによる液晶表示素子４０７での各液晶画素での階調の低下量を示す。この場合、液晶画素９１では、これに隣接する液晶画素との駆動電圧の差が図６（ａ）の場合に比べて小さくなるため、ディスクリネーションによる階調の低下量は１０％とかなり低減される。
【００３０】
図７には、図６（ａ），（ｂ）に示した液晶画素９１（つまりは、投射画像における液晶画素９１に対応する画素）の階調の時間推移を示す。１００１は液晶画素９１の最大階調１００％を示し、１００２は表示用画像に応じた第１の液晶駆動のみを行った場合にディスクリネーションによる低下した階調５０％を示す。図の上側のＯＮ，ＯＦＦは光源４０５の点灯と消灯を示している。
【００３１】
図４（ｂ），（ｃ）にて説明したように、１２０Ｈｚごとにディスクリネーションによる階調低下が大きくなる表示用画像に応じた第１の液晶駆動とディスクリネーションによる階調低下が小さくて済む補正用画像に応じた第２の液晶駆動とが交互に行われる。一般に、ディスクリネーションによる階調の低下度が増加する時間および緩和される時間は１５ｍｓ以上と、１／１２０Ｈｚ＝８．３ｍｓに比べてかなり遅い。このため、光源４０５を点灯して表示用画像に対応する投射画像を表示するための第１の液晶駆動を行う期間においても、光源４０５を消灯しつつ補正用画像に応じた第２の液晶駆動を行うことでディスクリネーションによる階調低下度が緩和された状態が残留する。したがって、グラフ１００３にて階調の変化を示すように、表示用画像に応じた第１の液晶駆動を行う期間の間に補正用画像に応じた第２の液晶駆動を行う期間を挿入することで、挿入しない場合に比べて、ディスクリネーションによる階調低下度が緩和される。
【００３２】
図８（ｂ）には、以上説明した補正処理を行う本実施例の液晶プロジェクタ３１によって最終的に表示される投射画像の各画素の階調を示す。図８（ａ）には、補正処理を行わない場合の投射画像の各画素の階調を示す。補正処理を行わない場合の投射画像はディスクリネーションによる階調低下量が５０％である劣化画像であるのに対して、本実施例での投射画像は階調低下量が１０％に緩和された高画質画像である。しかも、本実施例では、平滑化処理によりぼけた補正用画像に対応する投射画像を表示しないので、これを表示する場合に比べて高画質の画像のみを観察者に視認させることができる。
【００３３】
本実施例では、図３に示したＬＰＦ６１として、３×３画素のフィルタリング画素範囲に対してフィルタ係数（重み付け係数）６３を用いた重み付け平均化処理を行う場合について説明した。しかし、フィルタリング画素範囲や重み付け係数は、ディスクリネーションの要求低減レベルに応じて適宜選択することができる。
【００３４】
また、補正用画像としては、本実施例にて説明したように表示用画像にＬＰＦを適用して生成した画像以外の画像、例えば、表示用画像の平均階調に相当する均一階調を全画素にわたって有するフラット階調画像を採用してもよい。
【００３５】
また、補正用画像は１つに固定する必要はない。例えば、６０Ｈｚの入力フレーム周期に対して２４０Ｈｚの周期で４回の画像書き換えが行える信号処理回路を用い、その４回のうち２回に互いに異なる補正用画像に応じた液晶駆動を行ってもよい。
【００３６】
また、同様に入力フレーム周期に対して４回の画像書き換えが可能な場合に、その４回のうち１回から３回まで互いに異なる表示用画像に応じた第１の液晶駆動を行い、残りの１回のみ補正用画像に応じた第２の液晶駆動を行ってもよい。この場合において、３回の表示用画像に応じた第１の液晶駆動と１回の補正用画像に応じた第２の液晶駆動の順序はどのような順序であってもよい。その順序にかかわらず、第１の液晶駆動の後に第２の液晶駆動が行われ、該第２の液晶駆動の後に再び第１の液晶駆動が行われるというように第１および第２の液晶駆動が交互に行われることには代わらない。つまり、交互とは、１回ごとに切り替えるという意味にとどまらず、「所定の順序で」等と言い換えることも可能である。
【００３７】
また、本実施例では、切替え手段として光源の点灯／消灯の切り替えを用いたが、これ以外の切替え手段を用いてもよい。例えば、光源から液晶表示素子に向かう光の液晶表示素子への入射と非入射を、液晶シャッタやＭＥＭＳデバイスによりメカニカルシャッタを用いて切り替えてもよい。また、液晶表示素子から出射した光の画像表示面（スクリーン）への出射と非出射を切り替えてもよい。
【００３８】
さらに、本実施例では、液晶表示素子４０７への画像書き込み方式が１２０Ｈｚの周波数で全画素を同一タイミングで書き込み、これと同じタイミングで光源４０５のＯＮ／ＯＦＦを切り替える場合について説明した。しかし、液晶表示素子への画像書き込み方式が１又は複数の画素ラインごとに順次行われる場合もある。この場合には、表示用画像の書き込みが行われる画素ラインに対しては光源からの光が入射し、補正用画像の書き込みが行われる画素ラインに対しては光源からの光が入射しないように、光源からの光を液晶表示素子上で走査してもよい。また、液晶表示素子の全画素領域を複数に分割した領域ごとに光を入射させたりしてもよい。
【実施例２】
【００３９】
図９には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタにおける補正用画像生成部の構成を示している。補正用画像生成部４０３′に入力された表示用画像の信号は、反転画像生成器７１に入力されるとともに、セレクタ７２に入力される。反転画像生成器７１は、入力画像（表示用画像）の明暗を反転させる処理を行う。具体的には、以下の式（１）により示される処理を行う。
【００４０】
【数１】
2015132751.tif 000003
【００４１】
この処理は、表示用画像と同じ位置の隣接画像間での階調差の勾配の符号が表示用画像とは逆である補正用画像を生成する処理である。
【００４２】
セレクタ７２は、補正用画像と表示用画像とを交互に出力する。これにより、映像信号のフレーム周期内でそれぞれ倍速フレーム画像である補正用画像と表示用画像とが１つずつ出力され、その後にフレーム周期が継続することで補正用画像と表示用画像との交互出力が繰り返される。
【００４３】
次に、補正用画像として表示用画像の明暗を反転した画像（以下、単に反転画像という）を用いる理由について説明する。図１２（ｂ）でも説明したように、隣接画素間の電位差の勾配の方向（符号）には、ディスクリネーションが発生しない電位差勾配の方向がある。図１２（ｂ）では、画素１０４に対してその左側に隣接する画素の方が低電位の場合が対応する。このとき、図１２（ａ）に示したプレチルト方位角の方向２０２を基準とすると、液晶分子２０５の方位角２０６には、図１２（ａ）に示すようにディスクリネーションが発生した場合の液晶分子２０３の方位角２０４とは逆方向に変化する。
【００４４】
この挙動を利用すると、図５（ａ）に示す表示用画像に応じた第１の液晶駆動と図８（ｃ）に示した反転画像に応じた第２の液晶駆動とを交互に行うと、第１の液晶駆動時に発生したディスクリネーションを第２の液晶駆動によって能動的に打ち消すことができる。
【００４５】
図１１には、図６（ａ），（ｂ）に示した液晶画素９１の階調の時間推移を示す。１１０１は液晶画素９１の最大階調１００％を示し、１１０２は表示用画像に応じた第１の液晶駆動のみを行った場合にディスクリネーションによる低下した階調５０％を示す。図の上側のＯＮ，ＯＦＦは光源の点灯と消灯を示している。
【００４６】
本実施例でも、図４（ｂ），（ｃ）にて説明したように、１２０Ｈｚごとに表示用画像に応じた第１の液晶駆動と補正用画像（反転画像）に応じた第２の液晶駆動とが交互に行われる。反転画像に応じた第２の液晶駆動を行う期間においては、液晶画素９１の液晶分子の方位角をディスクリネーションが発生しない方向に能動的に変化させる。このため、第１の液晶駆動を行い光源をＯＮする期間であってディスクリネーションによる階調の低下が次第に大きくなる過渡応答時間を、実施例１に比べてより遅延させることができる。
【００４７】
図８（ｃ）には、以上説明した補正処理を行う本実施例の液晶プロジェクタによって最終的に表示される投射画像の各画素の階調を示す。図８（ａ）には、実施例１でも説明したように補正処理を行わない場合の投射画像の各画素の階調を示す。補正処理を行わない場合の投射画像はディスクリネーションによる階調低下量が５０％である劣化画像であるのに対して、本実施例での投射画像は階調低下量が７％に緩和された高画質画像である。しかも、本実施例では、平滑化処理によりぼけた補正用画像に対応する投射画像を表示しないので、これを表示する場合に比べて高画質の画像のみを観察者に視認させることができる。
【００４８】
なお、本実施例では、補正用画像として表示用画像の明暗を反転させた画像を用いたが、隣接画素間の階調差の勾配の符号が表示用画像とは逆であれば、他の方法で補正用画像を生成してもよい。
【００４９】
以上が本発明の実施例についての説明である。特許文献１にて開示された画像処理方法では、表示用画像のエッジ部における階調レベル差を低減するための平滑化処理を行うことで、ディスクリネーションの低減を図っている。これに対して、上記各実施例では、表示用画像に応じた液晶駆動とディスクリネーションを低減させるための補正用画像に応じた液晶駆動とを交互に行うことで、ディスクリネーションの低減を実現している。
【００５０】
さらに、本実施例では、補正用画像に応じた液晶駆動を行う期間は画像表示（画像投射）が行われない非表示状態とするので、表示用画像に対応する高画質の表示画像（投射画像）のみを観察者に視認させることができる。なお、補正用画像に応じた液晶駆動を行う期間のうち非表示状態とするのは、必ずしも全期間でなくてもよく、少なくとも一部の期間であってもよい。
【００５１】
また、補正用画像に応じた液晶駆動を行う期間が短かったり補正用画像が表示用画像に対してそれほど画質的に差がなかったりする場合においては、必ずしも表示状態と非表示状態とを切り替える切替え手段を設けなくてもよい。
【００５２】
上記各実施例では、液晶プロジェクタについて説明したが、本発明は、直視型ディスプレイ等の他の画像表示装置にも適用することができる。
【００５３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
高画質の画像を表示できる液晶プロジェクタ等の画像表示装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
３１  液晶プロジェクタ
４０２  倍速変換部
４０３  補正用画像生成部
４０７  液晶表示素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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