(57)【要約】【課題】１フレーム期間が互いに異なる複数の入力画像信号のそれぞれに対して、明るさや階調性を低下させることなく良好な階調表示を行う。【解決手段】表示制御装置４００は、１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子４０７の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う。該装置は、画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能である。該装置は、入力された画像信号の１フレーム期間に応じて、複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更する。【選択図】図１
2016085273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて前記複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う表示制御装置であって、
前記画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能であり、
入力された前記画像信号の１フレーム期間に応じて、前記複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更することを特徴とする表示制御装置。
【請求項２】
前記複数のサブフィールドの時間幅の総和を前記画像信号の１フレーム期間に一致させる又は近づけるように、前記特定サブフィールドの時間幅を変更することを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
【請求項３】
前記特定サブフィールドは、前記複数のサブフィールドのうち最大の時間幅を有するサブフィールドであることを特徴とする請求項１または２に記載の表示制御装置。
【請求項４】
前記特定サブフィールドは、入力された前記画像信号の階調が所定階調以上であるときは前記画素を常に前記オン状態とし、前記画像信号の階調が前記所定階調未満であるときは前記画素を常に前記オフ状態とするサブフィールドであ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表示制御装置。
【請求項５】
前記特定サブフィールドにおいて、前記時間幅の変更前における前記所定階調である前記階調に対する前記画素の表示輝度を該所定階調よりも１階調だけ低い前記階調に対する前記表示輝度以下に低下させることが可能な変更量で前記時間幅を変更することを特徴とする請求項４に記載の表示制御装置。
【請求項６】
前記画像信号の階調である入力階調をガンマ変換テーブルを用いて出力階調に変換するガンマ変換を行い、
前記ガンマ変換テーブルは、連続して変化する前記入力階調に対して前記出力階調が不連続に変化する不連続部を有しており、
前記特定サブフィールドでの前記時間幅の変更により生ずる前記画素の表示輝度の変化を低減するように前記不連続部での前記出力階調の変化幅を変更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表示制御装置。
【請求項７】
画素を有する表示素子と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて前記複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う表示制御方法であって、
前記画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能である場合において、
入力された前記画像信号の１フレーム期間を取得し、
該取得した１フレーム期間に応じて、前記複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更することを特徴とする表示制御方法。
【請求項９】
１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて前記複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う表示制御装置のコンピュータに表示制御を実行させるコンピュータプログラムであって、
前記表示制御装置は、前記画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能であり、
前記コンピュータに、
入力された前記画像信号の１フレーム期間を取得させ、
該取得した１フレーム期間に応じて、前記複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更させることを特徴とする表示制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サブフィールド駆動方式（パルス幅変調方式）により階調表示を行う表示制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタや直視型ディスプレイ等の画像表示装置に用いられる液晶パネル等の表示素子のデジタル駆動方式として、サブフィールド駆動方式がある。図１２には、６ｂｉｔ階調の画像を表示する場合のサブフィールド駆動方式での駆動信号のＰＷＭ波形を示している。１フレーム期間は、互いに異なる時間幅を有するように重み付けされた６つのサブフィールドに分割される。ここでは、６つのサブフィールドの時間幅を２ｉ（ｉ＝０〜５）に比例した時間幅としている。表示素子の画素は、各サブフィールドにおいて、白か黒の２値の輝度を表示するようにオン／オフ制御される。そして、６ｂｉｔ階調における０〜６３の入力階調に応じて１または２以上のサブフィールドで表示素子の画素をオン状態とすることで、１フレーム期間において白が表示される総和時間が６４段階に変更される。これにより、６４階調の階調を有する画像を表示することができる。
【０００３】
ただし、このようなサブフィールド駆動方式には、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の入力画像信号に対してタイミングを同期させて画像を表示する場合に、画像の明るさが低下したり画質が劣化したりするという問題がある。図１３（ａ），（ｂ）には、入力画像信号の１フレーム期間が６つのサブフィールドの総和時間（以下、サブフィールド総和時間という）と一致しない場合を示している。図１３（ａ）に示すように、１フレーム期間がサブフィールド総和時間より短い場合には、最後尾のサブフィールド内に欠損期間２１が生じる。この場合、最後尾のサブフィールドを用いた適切な階調表示ができなくなる。また、図１３（ｂ）に示すように１フレーム期間がサブフィールド総和時間より長い場合には、最後尾のサブフィールドの後に常に黒が表示されるブランキング期間２２が生じる。このため、表示装置が本来表現できる明るさよりも暗い画像しか表示できない。
【０００４】
このような１フレーム期間が互いに異なる複数種類の入力画像像号のそれぞれに対して良好な画像表示を行うために、特許文献１にて開示された方式がある。この方式では、入力画像信号の１フレーム期間に応じて時間幅が狭いサブフィールドを無くする（つまりはサブフィールドの数を少なくする）ことによって、１フレーム期間とサブフィールド総和期間とを一致させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５９１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にて開示された方式では、サブフィールドの数が減るために、表示できる階調が少なくなる、つまりは階調性が損なわれるという問題がある。
【０００７】
また、入力画像像号の１フレーム期間が異なることに対応するための別の方法として、各サブフィールドの時間幅を１フレーム期間に比例して伸長したり圧縮したりする方法も考えられる。ただし、この方法を液晶パネルに対して適用する場合には、液晶の応答遅れによって、サブフィールドの時間幅の変更に対して該サブフィールドでの表示する階調が正確に比例して変化しないおそれがある。このため、単純に全てのサブフィールドの時間幅を伸長したり圧縮したりすることでは、入力階調−表示輝度（表示階調）特性に多数の不連続な部分が生じ、良好な階調表示を行うことが困難になる。
【０００８】
本発明は、１フレーム期間が互いに異なる複数の入力画像信号のそれぞれに対して、簡単な制御によって、明るさや階調性を低下させることなく良好な階調表示を行うことができるようにした表示制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面としての表示制御装置は、１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う。表示制御装置は、画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能である。該表示制御装置は、入力された画像信号の１フレーム期間に応じて、複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更することを特徴とする。
【００１０】
なお、画素を有する表示素子と上記表示制御装置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。
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての表示制御方法は、１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う。画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能である場合において、該方法は、入力された画像信号の１フレーム期間を取得し、該取得した１フレーム期間に応じて、複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の一側面としての表示制御プログラムは、１フレーム期間を互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含む複数のサブフィールドに分割し、入力された画像信号の階調に応じて複数のサブフィールドのそれぞれで表示素子の画素をオン状態またはオフ状態とすることにより階調表示を行う表示制御装置のコンピュータに表示制御を実行させるコンピュータプログラムである。表示制御装置は、画像信号として、互いに異なる１フレーム期間を有する複数種類の画像信号の入力が可能である。該プログラムは、コンピュータに、入力された画像信号の１フレーム期間を取得させ、該取得した１フレーム期間に応じて、複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、入力される画像信号の１フレーム期間に応じて複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つの特定サブフィールドの時間幅を変更する。これにより、簡単な制御によって、明るさや階調性を低下させることなく良好な階調表示を行える表示制御装置、さらには該表示制御装置を備えた画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１である液晶プロジェクタを示す図。
【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】一般的なガンマ変換テーブルと実施例１におけるガンマ変換テーブルを説明する図。
【図４】実施例１におけるＰＷＭ変換部が有するサブフィールドオン／オフテーブルと各サブフィールドの時間幅を示す図。
【図５】実施例１におけるサブフィールド駆動方式でのＰＷＭ波形を示す図。
【図６】実施例１における階調−輝度特性を示す図。
【図７】実施例１におけるＣＰＵの処理を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施例２におけるサブフィールド駆動方式でのＰＷＭ波形を示す図。
【図９】実施例２におけるＰＷＭ変換部が有するサブフィールドオン／オフテーブルと各サブフィールドの時間幅を示す図。
【図１０】実施例２における階調−輝度特性を示す図。
【図１１】実施例２におけるガンマ変換テーブルを示す図。
【図１２】サブフィールド駆動方式を説明する図。
【図１３】１フレーム期間がサブフィールド総和時間と一致しない場合を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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】
【００１６】
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（画像投射装置）３１の使用例を示している。
【００１７】
ＤＶＤプレーヤ等の外部画像供給装置３２から出力された画像信号としての映像信号は、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、入力された映像信号に対応する変調用画像を光変調素子としての液晶表示素子（液晶パネル）に形成させ、光源からの光を液晶表示素子で変調用画像に応じて変調することで投射画像３５を被投射面であるスクリーン３４に投射して表示する。
【００１８】
本実施例では、変調用画像（つまりは投射画像）として、６ｂｉｔ（０から６３階調までの６４段階）の階調表示が可能な液晶プロジェクタについて説明する。ただし、表示階調数が８ｂｉｔや１２ｂｉｔ等、より多い場合にも、本実施例において以下に説明する表示制御を行うことができる。
【００１９】
また、本実施例では液晶プロジェクタについて説明する。ただし、本発明の他の実施例には、表示素子としてＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いたプロジェクタや直視型の液晶および有機ＥＬディスプレイ等の他の画像表示装置も含まれ、これらに対して本実施例と同様の表示制御を行うことができる。
【００２０】
図２には、液晶プロジェクタ３１の構成を示している。映像処理部４０２は、液晶プロジェクタ３１に入力された映像信号に対してブライトネス補正、コントラスト補正および色変換等の画像処理を行い、該液晶プロジェクタ３１（液晶表示素子４０７）による表示に適したデジタル画像信号を生成する。また、液晶表示素子４０７を２倍速や４倍速等の倍速駆動する場合には、映像処理部４０２にて倍速化されたデジタル画像信号が生成される。映像処理部４０２にて生成されたデジタル画像信号は、入力画像信号として階調変換部４０３（つまりは後述する表示制御装置４００）に入力される。
【００２１】
階調変換部４０３は、入力されたデジタル画像信号の階調（以下、入力階調という）を、液晶表示素子４０７に形成される変調用画像の階調（表示階調：以下、出力階調という）に変換するガンマ変換を行う。ガンマ変換は、ガンマ変換テーブルを用いて行われる。
【００２２】
ここで、ガンマ変換テーブルは、一般には図３（ａ）に示すように、入力階調に対して出力階調が連続して単調増加するように作成される。しかし、階調変換部４０３が用いるガンマ変換テーブルは、図３（ｂ）に示すように、連続して変化する入力階調に対して出力階調が不連続に変化する不連続部を有する。ここでは、入力階調である３１階調と３２階調との間に不連続部が設けられている。階調変換部４０３は、このような不連続部を含むガンマ変換テーブルを用いて、入力階調に対するガンマ変換を行うことで、出力階調を有する変調用画像表示を生成する。階調変換部４０３でのガンマ変換については、後に詳細に説明する。
【００２３】
本実施例では、液晶表示素子４０７の駆動方式としてデジタル駆動方式としてのサブフィールド駆動方式（パルス幅変調駆動方式）を用いる。本実施例のサブフィールド駆動方式では、１フレーム期間（表示フレーム期間）を互いに異なる時間幅で重み付けされた複数（６つ）のサブフィールドに分割する。そして、入力階調（０〜６３階調）に応じて該６つのサブフィールドのそれぞれで液晶表示素子の画素をオン状態（白表示状態）またはオフ状態（黒表示状態）として階調表示を行う。
【００２４】
階調変換部４０３から出力された変調用画像信号は、ＰＷＭ変換部４０４に入力される。ＰＷＭ変換部４０４は、図４（ａ）に示すサブフィールドオン／オフテーブルを有する。該サブフィールドオン／オフテーブルは、変調用画像信号の階調に対してどの１または２以上のサブフィールドをオン状態（図には「１」で示す）とし、どのサブフィールドをオフ状態（図には「０」で示す）とするかを示すルックアップテーブルである。そして、ＰＷＭ変換部４０４は、サブフィールドオン／オフテーブルから読み出したオン状態とすべきサブフィールドの時間幅に対応するパルス幅を有する液晶駆動信号を生成し、これを液晶表示素子４０７の画素電極に印加する。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、本実施例において６つのサブフィールド（第１〜第６サブフィールド）のそれぞれに割り当てられた時間幅は２ｉ（ｉ＝０〜５）に比例した時間幅である。図４（ｂ）および以下の説明では、第１〜第６サブフィールドの時間幅を、第１サブフィールドの時間幅を１（＝２０）としたときの比で表す。ＰＷＭ変換部４０４は、第６サブフィールドの時間幅を変更することができる。この第６サブフィールドの時間幅の変更については後述する。
【００２６】
液晶表示素子４０７は、ＲＧＢの各色に対応して１つずつ設けられている。なお、変調用画像の形成および後述する表示制御においてはＲＧＢの液晶表示素子間で違いはないため、以下の説明ではＲＧＢの液晶表示素子を１つの液晶表示素子として説明する。光源４０５から射出されて照明光学系４０６により平行光化された光束は、液晶表示素子４０７に形成された変調用画像によって変調される。変調された光束（つまりは前述した投射画像３５）は、投射光学系４０８により前述したスクリーン３４に投射される。
【００２７】
マイクロコンピュータ４０１は、ＣＰＵおよびその周辺回路により構成され、映像処理部４０２、階調変換部４０３およびＰＷＭ変換部４０４を制御する。階調変換部４０３、ＰＷＭ変換部４０４およびマイクロコンピュータ４０１により表示制御装置４００が構成される。また、マイクロコンピュータ４０１は、映像処理部４０２から階調変換部４０３に入力される入力画像信号（デジタル画像信号）の１フレーム期間の算出処理を行う。本実施例では、リフレッシュレートが６０Ｈｚと５０Ｈｚ、すなわち１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃと２０ｍｓｅｃの複数種類（ここでは２種類）の入力画像信号に対して、液晶表示素子４０７もこの１フレーム期間内で階調表示を行う場合について説明する。
【００２８】
なお、６０Ｈｚや５０Ｈｚを倍速化した１２０Ｈｚや１００Ｈｚ等の様々なリフレッシュレートの入力画像信号が階調変換部４０３に入力される場合にも、本実施例で行う表示制御を適用することができる。
【００２９】
また、周波数が若干異なる複数種類の画像信号の入力される場合にも本実施例で行う表示制御を適用することができるが、それらの画像信号の周波数のうち最も高い周波数と最も低い周波数との差は、最も低い周波数の５％以内であることが望ましい。
【００３０】
次に、階調変換部４０３、ＰＷＭ変換部４０４およびマイクロコンピュータ４０１により構成される表示制御装置４００の動作（表示制御方法）について説明する。
【００３１】
図５（ａ），（ｂ）には、１フレーム期間（画像フレーム期間）が互いに異なる２つの入力画像信号に対して生成される液晶駆動信号のＰＷＭ波形を示している。図５（ａ）は、リフレッシュレートが５０Ｈｚで１フレーム期間が２０ｍｓｅｃである場合を、図５（ｂ）はリフレッシュレートが６０Ｈｚで１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃである場合をそれぞれ示す。また、図６（ａ），（ｂ）にはそれぞれ、図５（ａ），（ｂ）のＰＷＭ波形によって液晶表示素子４０７を駆動する場合の入力階調と表示輝度（出力階調）との関係を示している。第１〜第６サブフィールドの時間幅は、図５（ａ）に示す１フレーム期間が２０ｍｓｅｃである場合おいて、図６（ａ）に示すように入力階調の連続変化に対して表示輝度が連続して単調増加する階調−輝度特性８１が得られるように予め設定されている。図６（ａ），（ｂ）の比較から分かるように、０〜３１階調までの入力階調と表示輝度との関係は１フレーム期間が異なっていても同じである。
【００３２】
ここで、図５（ｂ）に示す１フレーム期間１６．７ｍｓｅｃは、図５（ａ）に示す１フレーム期間２０ｍｓｅｃに対して３．３ｍｓｅｃだけ短くなる。これに対応して、本実施例では、最大の時間幅を有する第６サブフィールド（特定サブフィールド）の時間幅を３２から２２に短く（狭く）して、第１〜第６サブフィールドの時間幅の総和であるサブフィールド総和時間を１フレーム期間に一致させている。なお、サブフィールド総和時間を必ずしも１フレーム期間に一致させなくてもよく、サブフィールド総和時間を１フレーム期間に近づけるように第６サブフィールドの時間幅を変更してもよい。
【００３３】
このように第６サブフィールドの時間幅を短縮したことにより、同じ入力階調に対して第６サブフィールドを用いる階調での表示輝度が低下する。具体的には、図６（ａ）に示す階調−輝度特性８２のように、第６サブフィールドでオン状態となる３２階調に対する表示輝度が、階調−輝度特性８１における３１階調に対する表示輝度以下となる。言い換えれば、第６サブフィールドの時間幅の変更（短縮）は、該変更前の３２階調（所定階調）に対する表示輝度を該３２階調よりも１階調だけ低い３１階調に対する表示輝度以下に低下させることが可能な変更量で行われる。このため、入力階調である３１階調と３２階調との間で表示輝度の不連続な変化（低下）８３が発生してしまう。
【００３４】
階調変換部４０３は、このような輝度の不連続な変化を補正するために、図３（ｂ）に示すように、出力階調に不連続部５１を挿入したガンマ変換テーブルを設定する。不連続部５１での出力階調の変化幅（変化量）５１ａは、入力画像信号の１フレーム期間に応じて、図６（ａ）に示した表示輝度の低下８３を相殺できる出力階調の増加量に設定される。つまりは、第６サブフィールドでの時間幅の変更により生ずる表示輝度の変化を補正（低減）できるように不連続部５１での出力階調の変化幅５１ａが可変設定される。
【００３５】
このような不連続部５１を挿入したガンマ変換テーブルを用いたガンマ変換が行われることにより、図６（ｂ）に示すように、入力階調に対して表示輝度の不連続な変化がない（または少ない）階調−輝度特性８４で画像表示を行うことができる。
【００３６】
本実施例では、第１〜第６サブフィールドのうち最も時間幅が大きい第６サブフィールドの時間幅を変更する場合について説明したが、時間幅を変更するサブフィールドの選択について、図４（ａ）を用いて説明する。
【００３７】
図４（ａ）では、第６サブフィールドは、３２階調以上（所定階調以上）では常にオン状態であり、３２階調未満（所定階調未満）、つまりは３１階調以下では常にオフ状態である。このようなオン状態とオフ状態とが所定階調としての３２階調を境として分離しているサブフィールドに対して、その時間幅を変更したときの階調−輝度特性に生じる不連続な輝度変化は、図６（ａ）に示すように該所定階調の一箇所のみに限定される。このため、階調変換部４０３で該不連続な輝度変化を補正するためにガンマ変換テーブルに設ける不連続部も一箇所で足りる。このような観点で時間幅を変更するサブフィールドを選択することで、ガンマ変換テーブルに設ける不連続部の数を最小限に留めることができる。この結果、不連続部での出力階調の変化幅である補正値を決定するための開発負荷を増加させることなく、良好な階調−輝度特性を得ることができる。
【００３８】
図６（ｂ）には、以上説明した不連続な輝度変化の補正を行った結果として得られる１フレーム期間１６．７ｍｓｅｃの入力画像信号に対する階調−輝度特性８４を示す。この階調−輝度特性８４では、図３（ｂ）に示した不連続部５１での出力階調の変化幅５１ａに相当する量の使用可能階調の損失８５がある。ただし、特許文献１にて開示された方式と比較して、使用可能階調の損失は最小限に抑えることができる。
【００３９】
なお、階調−輝度特性８４における最大階調での１フレーム期間の総和輝度に、１フレーム期間２０ｍｓｅｃの入力画像信号に対する階調−輝度特性８１に比べて低下８６が生じているように見える。これは、１フレーム期間が異なることによる時間積分輝度が低下していることを図示したためであり、単位時間辺りの表示輝度としては、１フレーム期間１６．７ｍｓｅｃの入力画像信号に対する階調−輝度特性に比べて低下することはない。
【００４０】
次に、本実施例におけるマイクロコンピュータ４０１が行う処理を、図９のフローチャートを用いて説明する。この処理は、マイクロコンピュータ４０１がコンピュータプログラムとしての表示制御プログラムに従って実行する。
【００４１】
マイクロコンピュータ４０１は、入力画像信号が変更されたことを検出すると、本処理を開始する。まず、ＳＴＥＰ９０１では、マイクロコンピュータ４０１は、変更後の入力画像信号の１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃか２０ｍｓｅｃか（リフレッシュレートが６０Ｈｚか５０Ｈｚか）を検出する。
【００４２】
次に、ＳＴＥＰ９０２では、マイクロコンピュータ４０１は、ＳＴＥＰ９０１で検出（取得）した１フレーム期間に応じて第６サブフィールドの時間幅を決定し、変更する。最後にＳＴＥＰ９０３では、マイクロコンピュータ４０１は、検出した１フレーム期間（言い換えれば第６サブフィールドの時間幅の変更量）に応じて、ガンマ変換テーブルにおける不連続部５１の出力階調の変化幅５１ａを決定し、変更する。第６サブフィールドの時間幅およびガンマ変換テーブルにおける不連続部の出力階調の変化幅は、１フレーム期間に対するテーブルデータとして保持しておいてそこから読み出して決定してもよいし、１フレーム期間を変数とした関数を用いて算出してもよい。
【００４３】
以上の処理により、入力画像信号の１フレーム期間に応じた第６サブフィールドの時間幅およびガンマ変換テーブルにおける不連続部５１の出力階調の変化幅５１ａの設定が完了する。
【００４４】
本実施例によれば、入力画像信号の１フレーム期間に応じて複数のサブフィールドのうち１つのサブフィールド（最大の時間幅のサブフィールド）の時間幅を変更する。これにより、簡単な制御によって、明るさや階調性を低下させることなく良好な階調表示を行うことができる。
【００４５】
さらに、本実施例では、上記１つのサブフィールドの時間幅の変更量に応じてガンマ変換テーブルにおける不連続部の出力階調の変化幅も変更するので、上記時間幅の変更に伴う表示輝度の不連続な変化を防止することができる。
【００４６】
なお、本実施例では、６つのサブフィールドを用いて６ｂｉｔ階調を表示する場合について説明したが、サブフィールドの数はＰＷＭ変換部４０４の処理速度や各サブフィールドの時間幅に対する画質の関係から自由に変更することができる。また、本実施例では、６つのサブフィールドの時間幅が全て異なる場合について説明したが、１フレーム期間内に設けられる複数のサブフィールドは、互いに時間幅が異なる２以上のサブフィールドを少なくとも含めばよい。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の実施例２である液晶プロジェクタについて説明する。図８（ａ），（ｂ）には、本実施例において、１フレーム期間が互いに異なる２つの入力画像信号に対して生成される液晶駆動信号のＰＷＭ波形を示している。図８（ａ）は、リフレッシュレートが５０Ｈｚで１フレーム期間が２０ｍｓｅｃである場合を、図８（ｂ）はリフレッシュレートが６０Ｈｚで１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃである場合をそれぞれ示す。実施例１では、１フィールド期間を６つのサブフィールドに分割して、該６つのサブフィールドでの画素のオン／オフ状態の切り替えによって６ｂｉｔ階調を表示する場合について説明した。これに対して、本実施例では、１フィールド期間を７つのサブフィールドに分割して、該７つのサブフィールドでの画素のオン／オフ状態の切り替えによって６ｂｉｔ階調を表示する。７つのサブフィールドは、実施例１と同じ時間幅を有する第１〜第５サブフィールドを設けるともに、時間幅が３２である第６サブフィールドをそれぞれ時間幅が１６である２つのサブフィールドに分割して第６および第７サブフィールドとすることで設けている。
【００４８】
図９（ａ）には、本実施例におけるＰＷＭ変換部４０４Ｐが有するサブフィールドオン／オフテーブルを示している。また、図９（ｂ）には、本実施例における第１〜第７サブフィールドの時間幅を示している。本実施例では、ＰＷＭ変換部４０４は、第６および第７サブフィールド（特定サブフィールド）の時間幅を変更することができる。
【００４９】
また、図１０には、図８（ａ），（ｂ）のＰＷＭ波形によって液晶表示素子４０７を駆動する場合の入力階調と表示輝度（出力階調）との関係を示している。第１〜第７サブフィールドの時間幅は、図８（ａ）に示す１フレーム期間が２０ｍｓｅｃである場合おいて、図１０に示すように入力階調の連続変化に対して表示輝度が連続して単調増加する階調−輝度特性１２１が得られるように予め設定されている。
【００５０】
一方、図８（ｂ）に示す１フレーム期間が１６．７ｍｓｅｃである場合おいて、本実施例では第６および第７サブフィールドの時間幅を１６から１１に短くして、サブフィールド総和時間と１フレーム期間とを一致させている。この場合、図１０中の階調−輝度特性１２２に示すように、０〜３１階調までの特性は階調−輝度特性１２１と同じである。しかし、階調−輝度特性１２２において、第１の所定階調である３２階調と第２の所定階調である４８階調の二箇所で不連続な輝度変化が発生する。言い換えれば、第６サブフィールドの時間幅の変更（短縮）は、該変更前の３２階調（所定階調）に対する表示輝度を該３２階調よりも１階調だけ低い３１階調に対する表示輝度以下に低下させることが可能な変更量で行われる。また、第７サブフィールドの時間幅の変更（短縮）は、該変更前の４８階調（所定階調）に対する表示輝度を該４８階調よりも１階調だけ低い４７階調に対する表示輝度以下に低下させることが可能な変更量で行われる。
【００５１】
これに対して、本実施例でも、実施例１と同様に、階調変換部４０３に、図１１に示すように不連続な輝度変化を補正するための不連続部１３１，１３２を有するガンマ変換テーブルを設定する。不連続部１３１，１３２での出力階調の変化幅１３１ａ，１３２ａはそれぞれ、入力画像信号の１フレーム期間に応じて（つまりは第６および第７サブフィールドでの時間幅の変更により生ずる表示輝度の変化を補正（低減）できるように）可変設定される。
【００５２】
これにより、図１０中の階調−輝度特性１２２と同様に、入力階調に対して表示輝度の不連続な変化がない（または少ない）良好な輝度−階調特性で階調表示を行うことができる。
【００５３】
本実施例における時間幅を変更するサブフィールドの選択も、実施例１と同様の考え方で行われる。図９（ａ）では、第６サブフィールドは、３２階調以上（第１の所定階調以上）では常にオン状態であり、３２階調未満（第１の所定階調未満）、つまりは３１階調以下では常にオフ状態である。また、第７サブフィールドは、４８階調以上（第２の所定階調以上）では常にオン状態であり、４８階調未満（第２の所定階調未満）、つまりは４７階調以下では常にオフ状態である。これらのようにオン状態とオフ状態とが所定階調（３２階調または４８階調）を境として分離しているサブフィールドに対して、その時間幅を変更したときの階調−輝度特性に生じる不連続な輝度変化はそれぞれ該所定階調の一箇所のみに限定される。
【００５４】
これにより、ガンマ変換テーブルに設ける不連続部の数を少なく（本実施例では２つ）に抑えることができ、この結果、不連続部での出力階調の変化幅である補正値を決定するための開発負荷を増加させることなく、良好な階調−輝度特性を得ることができる。
【００５５】
上記実施例１，２では、１フレーム期間内に設けた複数のサブフィールドのうち１または２つの特定サブフィールドの時間幅を変更する場合について説明したが、特定サブフィールドの数を３つ以上としてもよい。ただし、全部のサブフィールドの時間幅を変更すると、先に説明したように階調−輝度特性に多数の不連続な部分が生じ、良好な階調表示を行うことが困難になる。このため、特定サブフィールドは、１フレーム期間内に設けた複数のサブフィールドのうち全部ではない少なくとも１つのサブフィールドとする必要がある。
【００５６】
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】
【００５７】
４０１  マイクロコンピュータ
４０３  階調変換部
４０４  ＰＷＭ変換部
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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【図１３】
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