(57)【要約】【課題】シーケンシャル方式の液晶画像表示装置において、応答速度が比較的遅い液晶を使用して空間光変調を行う場合にも、明るさと色再現を両立する。【解決手段】（Ｃ）のように、サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１１のうち、相対的に表示期間の長いサブフレームＳＦ１〜ＳＦ７を１フレームの全サブフレームの前半部に配置し、かつ、相対的に表示期間の短いサブフレームＳＦ８〜ＳＦ１１を全サブフレームの後半部に配置すると共に、その後半部において１フレームにおける後のサブフレームほど相対的に表示期間の短いサブフレームを配置し、１フレームにおける最後のサブフレームとして相対的に表示期間が最も短いサブフレームＳＦ１１を配置する。これにより、液晶画像表示装置のある原色の表示における白状態から黒状態に変化した後に、次の原色の表示が黒状態から白状態に変化し始めるため、表示装置の明るさを大きくすることができる。【選択図】図７
2009282284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームをそれぞれ複数のサブフレームに分割し、その複数のサブフレームを前記原色信号の階調レベルに応じて選択的にオンして、前記原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、前記複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される前記３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、前記１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、
前記複数のサブフレームのうち、相対的に表示期間の長いサブフレームを１フレームの全サブフレームの前半部に配置し、かつ、相対的に表示期間の短いサブフレームを前記１フレームの全サブフレームの後半部に配置すると共に、その後半部において１フレームにおける後のサブフレームほど相対的に表示期間の短いサブフレームを配置し、１フレームにおける最後のサブフレームとして相対的に表示期間が最も短いサブフレームを配置することを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項２】
赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームをそれぞれ複数のサブフレームに分割し、その複数のサブフレームを前記原色信号の階調レベルに応じて選択的にオンして、前記原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、前記複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される前記３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、前記１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、
前記複数のサブフレームのうち、相対的に表示期間の長いサブフレームを１フレームの全サブフレームの前半部に配置し、かつ、相対的に表示期間の短いサブフレームを前記全サブフレームの後半部に配置すると共に、最小階調レベルから前記サブフレームがオンとなる順番を、前記サブフレームの配置において、表示される任意の第１の原色の１フレームの全サブフレームがオンの状態から次に表示される第２の原色の１フレームの全サブフレームがオフの場合に、該第２の原色の１フレームの全サブフレームにおいて液晶の応答波形が前記第１の原色表示の白状態から前記第２の原色表示の黒状態に変化するサブフレームより時間的に後側のサブフレームにおいて順次オンとなるようにし、その後側のサブフレームがすべてオンとなる階調レベルより大きい階調レベルについては、１フレームの前記全サブフレームのうち前記後側のサブフレームよりも時間的に前側のサブフレームがオンとなるようにするサブフレーム変換を行うことを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項３】
前記後側のサブフレームがすべてオンとなる階調レベルより大きい階調レベルについては、入力原色信号に対して、前記３原色の各原色信号が合成された白色信号に要求されるγ特性に変更する補正処理を行うことを特徴とする請求項２記載の液晶画像表示装置。
【請求項４】
赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームをそれぞれ複数のサブフレームに分割し、その複数のサブフレームを前記原色信号の階調レベルに応じて選択的にオンして、前記原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、前記複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される前記３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、前記１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、
任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、次に表示される他の原色の１フレームの表示開始時に前記液晶の応答波形が黒レベルまで立ち下がらないときのサブフレーム変換用の第１のルックアップテーブルと、
前記任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、次に表示される他の原色の１フレームの表示開始前に前記液晶の応答波形が黒レベルまで立ち下がるときのサブフレーム変換用の第２のルックアップテーブルと、
表示される３つの原色信号の階調レベルが全て所定の階調レベル以上であるという条件を満足するか否かの判定結果に応じて、画素毎の前記各原色信号に対して、前記第１及び第２のルックアップテーブルを選択的に使用してサブフレーム変換を行う変換手段と
を有することを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項５】
赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームをそれぞれ複数のサブフレームに分割し、その複数のサブフレームを前記原色信号の階調レベルに応じて選択的にオンして、前記原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、前記複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される前記３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、前記１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、
前記画素を構成する液晶の周囲温度を検出する温度センサと、
任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、次に表示される他の原色の１フレームの表示開始時に前記液晶の応答波形が黒レベルまで立ち下がらないときのサブフレーム変換用の第１のルックアップテーブルと、
前記任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、次に表示される他の原色の１フレームの表示開始前に前記液晶の応答波形が黒レベルまで立ち下がるときのサブフレーム変換用で、かつ、前記液晶の周囲温度の複数の設定温度毎に用意されたサブフレーム変換用の複数の第２のルックアップテーブルと、
表示される３つの原色信号の階調レベルが全て所定の階調レベル以上であるという条件を満足するか否かの判定結果と、前記温度センサの検出温度とに応じて、画素毎の前記各原色信号に対して、前記第１及び第２のルックアップテーブルを選択的に使用してサブフレーム変換を行う変換手段と
を有することを特徴とする液晶画像表示装置。
【請求項６】
表示される３つの原色信号の階調レベルが全て所定の階調レベル以上であるという条件を満足するか否かの判定結果と、前記温度センサの検出温度とに応じて、前記変換手段に供給される画素毎の前記各原色信号に対して、階調レベル対前記液晶の出射光強度との関係を示すγ特性を補正する処理を施す補正手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の液晶画像表示装置。
【請求項７】
赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、前記複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される前記３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、前記１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、
任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、その応答波形が黒レベルまで立ち下がらない状態で次に表示される他の原色の１フレームの表示を開始するように前記画素を駆動する第１の駆動手段と、
前記任意の一の原色の１フレームの表示終了時から前記液晶の応答波形が立ち下がり、その応答波形が黒レベルまで立ち下がった後で次に表示される他の原色の１フレームの表示を開始するように前記画素を駆動する第２の駆動手段と、
表示される前記３つの原色信号の画素の階調レベルのうち最大の階調レベルに対して、他の２つの原色信号の階調レベルが所定の割合以上であるという条件を満足するか否かを判定し、その条件を満足する時は前記第１の駆動手段で駆動し、前記条件を満足しない時は前記第２の駆動手段で駆動する駆動選択手段と
を有することを特徴とする液晶画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶画像表示装置に係り、特に投射型ディスプレイやビューファインダ、ヘッドマウントディスプイ等に設けられ、１個の表示部に入射光として赤色、緑色、青色を時間的に分離し表示する単板シーケンシャル方式における、画素単位で駆動する液晶画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の光表示素子が知られている。このなかで、投射型ディスプレイにおいてはカラー表示するために、光源からの白色光を赤色光、緑色光、青色光に分離し、分離した各色光をそれぞれ３枚の異なる表示素子に入射し、入力画像信号に基づいて変調された出射光を合成し表示する“３板”方式が代表的である。
【０００３】
これに対し、入射光を赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）に時間的又は空間的に分離し、１枚の表示素子に入射し、入力画像信号に基づき時間的、または空間的に変調された赤色光、緑色光、青色光の出射光を合成し表示する“単板”方式が存在する。この単板方式は多様な形態が存在する。例えば、多数のマイクロミラーを平面に配列したＤＭＤ(Digital Mirror Device)は、空間光変調を行うマイクロミラーのオンからオフへの動作が１０μｓｅｃ程度の高速応答であることをいかして単板シーケンシャル方式として用いられる代表的な表示素子である。
【０００４】
空間光変調を液晶で行う場合には、応答時間は液晶材料、作成条件により大きく異なる。強誘電液晶を使用した表面安定モードでは、応答時間は例えば１００μｓｅｃ程度、ネマチック液晶を使用しベンド配列を利用したＯＣＢモードでは、応答時間は例えば１ｍｓｅｃ程度、ネマチック液晶を使用し垂直配向のＶＡモードでは、応答時間は例えば３ｍｓｅｃ程度であり、応答時間はいずれもＤＭＤに比較し遅い。
【０００５】
従来、このような応答速度の遅い液晶を使用し、単板シーケンシャル方式を実現する各種の液晶画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
特許文献１には、時分割色表示を行うシステムにおいて、観測者が動き画像に追従して視線を移動させた際に生じる色ずれが気にならない周波数条件の設定がなされた液晶画像表示装置が示されている。この液晶画像表示装置では、ＲＧＢのフィールド周波数が高いほうが色ずれは発生しにくい。
【０００７】
特許文献２には、各フレームを複数のサブフレームに分割して表示する装置において、応答速度の比較的遅い光変調媒体を用いる場合であっても、高い周波数でサブフレーム画像の表示を適切に実行する構成の液晶画像表示装置が記載されている。この液晶画像表示装置では、光源からの光をマイクロレンズで１画素毎に赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）に分離し、さらに画素シフト素子によりＲ光、Ｇ光、Ｂ光を画素上で入力画像のフレームのサブフレームに同期して１画素ずつシフトさせ、その動作に同期して画像表示も１画素ずつＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号をシフトさせる。
【０００８】
この液晶画像表示装置では、応答速度の比較的遅い光変調媒体を用いても、単板シーケンシャル方式の場合、観測者が動き画像に追従して視線を移動させた際に“色ずれ”は発生しにくい。
【０００９】
また、特許文献３には、時分割３原色発光装置の走査タイミングを、液晶の光学的な応答速度の分だけ遅らせると共に、液晶の光学的な応答時間に相当する非発光時間を設けた液晶画像表示装置が開示されている。また、この特許文献３には、同一信号をスタティックに書き込む場合に比べて画像信号振幅を増大させて中間調における書き込み不足を補い、前回書き込んだデータと比較することにより、最適なγ補正を施す構成の液晶画像表示装置が開示されている。この液晶画像表示装置によれば、すぐれた色再現性が得られる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２９６８５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３２８６６４号公報
【特許文献３】特開平７−１２１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１記載の従来の液晶画像表示装置では、ＲＧＢのフィールド周波数が高いほうが色ずれは発生しにくいが、ＲＧＢのフィールド周波数を高くすると、それに伴って液晶の応答速度を速く設定する必要があるが、液晶の応答速度を速くすることは限界がある。
【００１２】
また、特許文献２記載の従来の液晶画像表示装置では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光として色が認識できず、画素シフトする方向とは垂直方向に濃淡の線が発生し、画像品質に課題が発生する。
【００１３】
更に、特許文献３記載の従来の液晶画像表示装置では、液晶の応答速度はＤＭＤを用いたプロジェクタであるＤＬＰ（Digital Light Processing;ＤＬＰは登録商標）に比較すると遅く、明るさと色再現を両立することは困難である。
【００１４】
このように、単板シーケンシャル方式において、空間光変調を液晶で行う場合には液晶の応答速度を速くすることに限界があるため、色ずれを目立たない程度にＲ光、Ｇ光、Ｂ光のフィールド周波数を高くすると、明るさと色再現を両立することは困難である。
【００１５】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、応答速度が比較的遅い液晶を使用して空間光変調を行う場合にも、明るさと色再現を両立し得る液晶画像表示装置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】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の液晶画像表示装置は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの３原色の各原色信号の１フレームをそれぞれ複数のサブフレームに分割し、その複数のサブフレームを原色信号の階調レベルに応じて選択的にオンして、原色信号の１フレームの画像を表示する、液晶を用いた画素を複数配置すると共に、複数の画素に１フレーム毎に順次巡回的に切り替え入力される３原色の各原色信号に同期して、入力原色信号と同じ原色の色光を、１フレーム毎に順次巡回的に切り替え照射するシーケンシャル方式の液晶画像表示装置であって、複数のサブフレームのうち、相対的に表示期間の長いサブフレームを１フレームの全サブフレームの前半部に配置し、かつ、相対的に表示期間の短いサブフレームを１フレームの全サブフレームの後半部に配置すると共に、その後半部において１フレームにおける後のサブフレームほど相対的に表示期間の短いサブフレームを配置し、１フレームにおける最後のサブフレームとして相対的に表示期間が最も短いサブフレームを配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、応答速度が比較的遅い液晶を使用して空間光変調を行う場合にも、明るさと色再現を両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明になる液晶画像表示装置の第１の実施の形態の構成図を示す。この液晶画像表示装置１０は、パルス光を出射する光源１と、光源１からのパルス光を液晶表示素子３に照射するための照明光学系２と、光源１からのパルス光を画素毎に変調する液晶表示素子３と、液晶表示素子３によって変調された光を投射するための投射光学系４と、液晶表示素子３によって変調された光が投射されるスクリーン５と、液晶表示素子３を駆動する素子駆動回路６と、素子駆動回路６の動作と同期して光源１を制御、駆動する制御回路７とを備えた構成である。
【００２０】
この液晶画像表示装置１０で画像を表示する場合、表示する画像の画像データは素子駆動回路６に入力される。素子駆動回路６は、入力された画像データに基づいて液晶表示素子３に画像データを送り液晶表示素子３によりその画像を表示させる。素子駆動回路６に入力される画像データの例えば、垂直同期信号に基づいて制御回路７は光源１の制御信号を発生し、その制御信号に基づいて光源１を駆動し、光源１からパルス光を発生させる。光源１は、具体的には発光ダイオード、半導体レーザ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどを使用する。
【００２１】
カラー画像を表示する場合は、光源１として発光ダイオードを使用する場合は、光の３原色に対応する赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを使用する。光源１として半導体レーザを使用する場合は、光の３原色に対応する赤色光用半導体レーザ、緑色光用半導体レーザ、青色光用半導体レーザを使用する。ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどでは、ランプをそれぞれ３個配置し、ダイクロイックミラー等を用いて、赤色パルス光、緑色パルス光、青色パルス光に分割する。または、ランプを１個配置し、赤色、緑色、青色フィルター等を１枚の円盤に組み合わせ、赤色光、緑色光、青色光に分離する。
【００２２】
カラー画像を表示する場合、光源１から出射された３原色の各原色光は、照明光学系２を通じて時系列的に、かつ、巡回的に順次切り替えられて液晶表示素子３に照明光（バックライト）として照射される。また、液晶表示素子３には、３原色の各原色信号のサブフレームデータも時系列的に、かつ、巡回的に順次切り替えられて供給される。制御回路７は、光源１が照明光学系２を通じて液晶表示素子３に照射するパルス光（原色光）を、サブフレームデータの色順と同じ順序で時系列的に切り替えるようにシーケンシャル駆動する。液晶表示素子３は、サブフレームデータで照明光を画素毎に変調する。液晶表示素子３によって変調された原色光は、投射光学系４によりスクリーン５に投射されて画像表示する。
【００２３】
なお、図１においては、光源１からの光が液晶表示素子３を透過する、“透過型”の例を示したが、光源１からの光が液晶表示素子３の表面で反射し、それに応じて投射光学系４、スクリーン５が配置される、“反射型”についても同様に本発明は成り立つ。
【００２４】
図２は、液晶表示素子３と素子駆動回路６との構成を示すブロック図である。素子駆動回路６は、入力画像信号１１に対してγ補正処理を施すγ補正回路１２と、サブフレーム変換回路１３と、書き込み制御アドレス回路１４と、フレームメモリ１５及び１６と、論理ゲート回路１７と、タイミング制御回路１８と、アナログ変換回路１９とから構成されている。ここでは、入力画像信号１１は、４ビットのデジタル入力信号とする。
【００２５】
図３は、液晶を電圧駆動したときの出射光強度を示す。閾値電圧Ｖｔｈから電圧を大きくすると出射光強度が徐々に大きくなり、飽和電圧Ｖｓａｔで出射光強度が最大に達する。入力画像信号１１は、通常、陰極線管（ＣＲＴ）の逆γ補正特性を前提としたものであり、一般には図３に示す液晶を電圧駆動したときの特性の関係がＳ字型となる。従って、入力画像信号１１をそのままサブフレーム変換回路１３に入力すると階調が正しく表現できなくなる。そこで、上記の逆γ補正特性と図３に示す液晶を電圧駆動したときの特性とを考慮し、正確な階調表現ができるようγ補正回路１２によりγ補正してからサブフレーム変換回路１３によりサブフレームに変換する。
【００２６】
サブフレーム変換回路１３は、図４に示すような、入力階調レベルとサブフレームとを対応させたルックアップテーブルを用いて、γ補正後の入力画像信号に対してサブフレームの表示期間、位置を設定する。図４において、「ＳＦ」はサブフレームを意味し、ＳＦの次の数値は、サブフレームの表示順番を示す（後述の他の図も同様）。各サブフレームの表示期間は相対値であり、すべて等しいとする。各サブフレームの表示期間の合計と階調レベルの関係は比例関係にあるとする。
【００２７】
図４に示すように、サブフレーム数はＳＦ１〜ＳＦ１１の計１１個で、階調レベル数は「０」〜「１１」の全部で１２個である。また、図４において、「１」は表示期間においてサブフレームがオンであり、「  」はオフであることを示す（後述の他の図も同様）。階調レベルは「０」から１ずつ大きくなり、それに従ってサブフレームはＳＦ１からオンとなり、以下ＳＦ２、ＳＦ３、・・・とオンとなる数が増加し、階調レベルが最大の「１１」ではＳＦ１からＳＦ１１までの全てのサブフレームがオンとなる。各サブフレームに着目すると、階調レベルが大きくなりオフからオンに変化するとオンのままの固定状態であり、オフに戻ることはない。
【００２８】
素子駆動回路６は、図示しないＰＬＬ（位相同期ループ）回路により発生された画素クロックに同期して動作する。サブフレーム変換回路１３で図４に示したルックアップテーブルを用いて変換されたデータは、フレームメモリ１５及び１６に供給される。入力画像信号１１から分離された垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）は、書き込み制御アドレス回路１２に入力され、ここでそれらの同期信号に基づいてフレームメモリ１５、１６への書き込みアドレスを指定する書き込み制御アドレス信号を生成させる。この書込み制御アドレス信号は、フレームメモリ１５及び１６に供給され、書き込みをする物理アドレスを指定し、そこにサブフレーム変換回路１３から出力されたデータが書き込まれる。
【００２９】
フレームメモリ１５及び１６は、それぞれ１１個のサブフレームに対応する１１個のサブフレームメモリよりなる。１個のサブフレームメモリは、各画素の水平方向６４０個、垂直方向４８０個のサブフレームデータを記憶する。サブフレームメモリに保持されたデータは、例えば３２ビットずつ読み出されて論理ゲート回路１７のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０に保持される。
【００３０】
論理ゲート回路１７のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０に保持された全部で６４０ビットのデータは、液晶表示素子３の１列の画素データに対応し、液晶表示素子３のシフトレジスタＤＳＲ１〜ＤＳＲ２０に転送され保持された後、液晶表示素子３の１列目のメモリに転送される。以下、２列目、３列目、・・・、４８０列目の各６４０ビットの画素データの転送が順次繰り返されて１サブフレーム分のサブフレームデータの転送が終了する。
【００３１】
１サブフレーム分のサブフレームデータの各画素データは、図５に示す液晶表示素子３の全画素のメモリ２１に保持された後、一括でメモリ２２に転送され、その画素データが電圧Ｖ１、Ｖ０で制御されるスイッチ２３を通じて一括で全画素の画素電極２４に転送され、全画素の液晶が同時に駆動される。このとき、液晶表示素子３には、照明光学系２を通じてサブフレームデータと同じ原色の原色光がバックライトとして照射される。
【００３２】
ここで、図６（Ａ）に示すように、各サブフレーム期間をサブフレームの表示期間、１サブフレームについて、フレームメモリ１５、１６から液晶表示素子３の全画素のメモリ２１にデータが転送される時間をアドレス期間としたとき、全画素のメモリ２２からスイッチ２３を通じて一括で全画素電極２４にデータが転送される図６（Ｂ）に斜線で示す表示期間は任意に設定できる。図６（Ａ）、（Ｂ）では、サブフレームＳＦ１及びＳＦ２においては、表示期間はサブフレームの期間と同じ、サブフレームＳＦ３とＳＦ４の表示期間はサブフレームの期間よりも短く設定されている。なお、サブフレームの期間とは、１フレームをサブフレームとして複数に等分割した時の１個のサブフレームに割り当てられた時分割期間のことである。また、サブフレームの表示期間とは、そのサブフレームの期間のうち表示に供されている期間のことである。
【００３３】
アドレス期間においては、液晶をはさんで画素電極２４と反対側に位置する図示しない対向電極に印加される電圧であるＶｃを画素電圧Ｖ０と同じ電圧に設定する。表示期間においては、画素部のメモリのデータが「１」の場合、液晶に飽和電圧Ｖｓａｔ、データが「０」の場合の液晶に閾値電圧Ｖｔｈが加わるよう、対向電極にＶｃ、画素電極にＶ０、Ｖ１を加える。なお、画素電極は全画素共通に配線されている。
【００３４】
以上の第１サブフレームの動作終了後、第２サブフレームから第１１サブフレームまで各サブフレーム順に上記と同様の動作を行い、１フレームの動作が終了する。フレームメモリ１５からデータが読み出されている時間において、同時にフレームメモリ１６にサブフレーム変換回路１３からデータが書き込まれている。フレームメモリ１５から１フレーム分の１５サブフレームデータの読み出しが終了後、フレームメモリ１６から１フレーム分の１５サブフレームデータが読み出される。以後、フレームメモリ１５、１６はサブフレームデータの書き込み動作と読み出し動作とを１フレーム毎に交互に行う。
【００３５】
なお、３原色の各原色信号の１フレーム分の１１サブフレームデータは、例えば１フレームを３分割して得た１／３フレーム期間毎に液晶表示素子３に順次切り替えて供給され、そのとき液晶表示素子３に照射される同じ原色の照明光を変調して、１フレーム分の表示が行われる。
【００３６】
次に、サブフレームの配列順番と階調レベルに従ってオンとなる順番が異なる例について図７（Ａ）〜（Ｄ）と共に説明する。図７（Ａ）〜（Ｄ）において、各サブフレームの期間は同一である。また、図７（Ａ）〜（Ｄ）において、１フレーム期間の１６.７ｍｓｅｃ中にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号がそれぞれ１回表示され、各原色信号の表示期間をそれぞれ５.５ｍｓｅｃ、各原色信号の表示期間における各サブフレームの表示期間はそれぞれ０.５ｍｓｅｃ、液晶の黒状態から白状態への立ち上がり速度は１ｍｓｅｃ、白状態から黒状態への立下り速度は１ｍｓｅｃとする。
【００３７】
図７（Ａ）は、各原色信号の表示期間において、サブフレームＳＦ１の表示期間は０.０３１ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ２の表示期間は０.０６２ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ３の表示期間は０.１２５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ４の表示期間は０.２５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ５からサブフレームＳＦ９までの各表示期間は０.５ｍｓｅｃと設定した場合の液晶の応答特性を示す。この場合、ある原色信号（ここでは一例としてＲ信号）の表示期間におけるＳＦ１では、図７（Ａ）に示すように、液晶にオン電圧が０.０３１ｍｓｅｃ加わるため、このＳＦ１の期間０.０３１ｍｓｅｃにおいて応答波形が立ち上がり、その後液晶に加わる電圧がオフとなると応答波形は立ち上がる。
【００３８】
同様に、ＳＦ２、ＳＦ３、ＳＦ４、・・・、ＳＦ９を経過し、ＳＦ１からＳＦ９までの全てのサブフレームがオンのときにＲ信号の最後のサブフレームＳＦ９の表示期間が終了した後、白状態から黒状態へ変化する応答時間は１ｍｓｅｃであり、次の表示色である緑色のＧ信号の最初のサブフレームＳＦ１の先頭においては黒状態に変化する。この場合、ＳＦ１０も同時にオンであると、次の表示色である緑色のＧ信号の最初のサブフレームＳＦ１がオフでＳＦ１期間の終了時に黒状態に変化する。
【００３９】
図７（Ｂ）は、各原色信号の表示期間において、サブフレームＳＦ１からＳＦ７までの表示期間は０.５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ８の表示期間は０.０３１ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ９の表示期間は０.０６２ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ１０の表示期間は０.１２５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ１１の表示期間は０.２５ｍｓｅｃと設定した場合の液晶の応答特性を示す。
【００４０】
この場合、ある原色信号（ここでは一例としてＲ信号）の表示期間におけるＳＦ１〜ＳＦ７とＳＦ８の最初の表示期間０.０３１ｍｓまでは、図７（Ｂ）に示すように、液晶にオン電圧が加わっており、ＳＦ８の表示期間０.０３１ｍｓ後に液晶に加わる電圧がオフ電圧になるため、応答波形が立ち下がる。その後、ＳＦ９で液晶に加わる電圧がオンとなると表示期間０.０６２ｍｓｅｃで応答波形は立ち上がり、その後の電圧オフの状態において応答波形は立ち下がる。同様に、ＳＦ１０、ＳＦ１１を経過し、ＳＦ１１の最初から０.２５ｍｓ経過した時点で応答波形が立ち下がり、次の表示色であるＧ色の最初のサブフレームＳＦ１の先頭においては黒状態である。
【００４１】
図７（Ｃ）は、各原色信号の表示期間において、サブフレームＳＦ１からＳＦ７までの表示期間は０.５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ８の表示期間は０.２５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ９の表示期間は０.１２５ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ１０の表示期間は０.０６２ｍｓｅｃ、サブフレームＳＦ１１の表示期間は０.０３１ｍｓｅｃと設定した場合の液晶の応答特性を示す。
【００４２】
この場合、ある原色信号（ここでは一例としてＲ信号）の表示期間におけるＳＦ１〜ＳＦ７とＳＦ８の最初の表示期間０.２５ｍｓまでは、図７（Ｃ）に示すように、液晶にオン電圧が加わっており、ＳＦ８の表示期間０.２５ｍｓ後に液晶に加わる電圧がオフ電圧になるため、応答波形が立ち下がる。その後、ＳＦ９で液晶に加わる電圧がオンとなると表示期間０.１２５ｍｓｅｃで応答波形は立ち上がり、その後の電圧オフの状態において応答波形は立ち下がる。同様に、ＳＦ１０、ＳＦ１１を経過し、ＳＦ１１の最初から０.０３１ｍｓ経過した時点で応答波形が立ち下がり、次の表示色であるＧ色の最初のサブフレームＳＦ１の先頭においては黒状態である。
【００４３】
図７（Ｄ）に示すように、サブフレームの表示期間に比べて液晶の立ち上がり、立下り時間が十分に小さく、表示素子の液晶のもつリタデーションが十分大きく、液晶表示素子に入射するｐ偏光に対して出射光はｓ偏光のみとなる条件において、１１個のサブフレームが全部オンの場合における出射光強度を「１」とすると、図７（Ａ）に示す表示期間のサブフレームの配置では、出射光強度の相対値は「０.４７」、図７（Ｂ）に示す表示期間のサブフレームの配置では、出射光強度の相対値は「０.６７」、図７（Ｃ）に示す表示期間のサブフレームの配置では、出射光強度の相対値は「０.７６」となる。
【００４４】
従って、図７（Ａ）〜（Ｃ）のうち、図７（Ｃ）のように、液晶の応答速度を考慮し、全てのサブフレームの表示期間のうち相対的に表示期間の短いサブフレームを全てのサブフレームの後半部に配置し、相対的に表示期間の短いサブフレームをサブフレームがオンとなる順番が後半になるにつれてより短くし、さらに１フレームにおける最後のサブフレームとして表示期間が最も短いサブフレームを配置する。これにより、１フレームの全サブフレームがオンとなる状態において、液晶画像表示装置のある原色の表示における白状態から黒状態に変化した後に、次の原色の表示が黒状態から白状態に変化し始めるため、表示装置の明るさを大きくすることができる。また、次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の時点で黒状態であるので、次の表示色との混色が生じないようにできる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の液晶画像表示装置は図１、図２の構成と同様であり、γ補正回路１２の動作が第１の実施の形態と異なる。
【００４６】
本実施の形態では各サブフレームの期間は同一で、また、１フレーム期間の１６.７ｍｓｅｃ中にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号がそれぞれ１回表示され、各原色信号の表示期間をそれぞれ５.５ｍｓｅｃ、各原色信号の表示期間における各サブフレームの期間はそれぞれ０.５ｍｓｅｃ、液晶の黒状態から白状態への立ち上がり速度は１ｍｓｅｃである点は第１の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では液晶の白状態から黒状態への立下り速度が第１の実施の形態の２倍の２ｍｓｅｃである点が異なる。すなわち、本実施の形態では、白状態から黒状態への立下り速度が、第１の実施の形態の液晶表示素子３の液晶よりも遅い液晶を用いた場合の液晶画像表示装置である。
【００４７】
この場合は、第１の実施の形態のように、全てのサブフレームの表示期間のうち相対的に表示期間の短いサブフレームを全てのサブフレームの後半部に配置し、相対的に表示期間の短いサブフレームをサブフレームがオンとなる順番が後半になるにつれてより短くし、更に１フレームにおける最後のサブフレームの表示期間が最も短くなるよう配置したとしても、サブフレームＳＦ１１がオン状態のときは、図８に矢印で示すように、液晶の応答は、次の表示色におけるサブフレームＳＦ２においても十分に黒状態にまで立ち下がらない。なお、図８において、数字はサブフレームＳＦの順番を示す。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、１フレームの全てのサブフレームの表示期間のうち相対的に表示期間の長いサブフレームを全てのサブフレームの前半部に配置し、かつ、１フレームの全てのサブフレームの表示期間のうち相対的に表示期間の短いサブフレームを全てのサブフレームの後半部に配置し、更に、最小階調レベルからサブフレームがオンとなる順番は、上記サブフレームの配置において、第１の原色の１フレームの全サブフレームがオンの状態から次に表示される第２の原色の１フレームの全サブフレームがオフの場合に、第１の原色表示の白状態から第２の原色表示へ液晶の応答波形が黒状態に変化するサブフレームより後半のサブフレームにおいて順次オンとなるようにし、その後半のサブフレームがすべてオンとなる階調レベルより大きい階調レベルについては、後半のサブフレームよりも前半のサブフレームがオンとなるようにする。
【００４９】
図９Ａ及び図９Ｂは、この本実施の形態のサブフレーム配列を実現するためのサブフレーム変換に用いるルックアップテーブルを示す。このルックアップテーブルでは、階調レベルが大きくなるに従いＳＦ１１からＳＦ１方向へサブフレームがオンとなるようにしている。これにより、第１の原色表示から第２の原色表示へ切り替わる時に、第１の原色表示で最大階調レベルの表示が行われていたとしても、次に表示される第２の原色が所定の階調レベル以下であれば、第２の原色の最初と２番目のサブフレームＳＦ１、ＳＦ２がオフであり、液晶の応答波形は黒状態から立ち上がるので混色は生じない。
【００５０】
ここで、例えばＲ信号の表示期間において、サブフレームＳＦ１１〜ＳＦ１を、図９Ａ、図９Ｂに示すルックアップテーブルに基づいて、順次オンにしていくと、液晶表示素子３に印加される駆動電圧は増加し、図１０に破線Iで示すように液晶表示素子３の出射光強度は大きくなる。３原色の応答波形が時間的に重ならない領域では、破線Iで示すように、液晶表示素子３の出射光強度は単色表示の場合と同様の変化を示す。
【００５１】
しかし、ある原色と次の原色の応答波形が時間的に重なる領域（次に表示される原色の１フレームの全サブフレームのうち後半のサブフレームがすべてオンとなる階調レベルより大きい階調レベルを表示するサブフレームであり、図８の場合、Ｇ色のＳＦ１、ＳＦ２）では、図１０に実線Iで示すように、単色の場合よりも光強度が大きくなり、混色が発生する。例えば、Ｒ信号表示に続いてＧ信号表示を行う場合、Ｒ信号表示からＧ信号表示の境目においてもＲ信号表示の白状態から黒状態に十分に立ち下がらず、その結果、次に表示されるＧ信号成分が含まれ、その程度によりＲ信号の色純度が低下する。
【００５２】
そこで、単色の場合よりも光強度が大きくなる領域においては、図２に示したγ補正回路１２を、図１１に実線IIIで示す単色の場合のγ補正特性よりも大入力レベルで出力信号レベルが小となるような破線IVで示すγ補正特性を入力画像信号１１に施す。すなわち、本実施の形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色を合成した白色を液晶画像表示装置に要求されるγ補正特性により得るようにγ補正特性を変更する。これにより、単板シーケンシャル方式で３原色を表示する液晶画像表示装置において、明るさと色再現性を確保できる。
【００５３】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、各表示色に他の色が混ざったときの色度座標の変化を示す。例えば図１２Ａに点線で囲んだ枠Vに示すように、Ｇ信号の階調が「２５５」で示されるとき、Ｒ信号の階調が「０」〜「５０」までの混色は視覚的には殆ど判別できない領域である。従って、このような領域で上記のγ補正回路１２のγ補正特性の変更を行うことが望ましい。
【００５４】
このように、本実施の形態によれば、３原色が合成された白色を液晶画像表示装置に要求されるγ補正特性により得るように構成したため、応答速度が比較的遅い液晶を使用した場合でも、混色による影響を最小限にすることができる。
【００５５】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図１３は、本発明になる液晶画像表示装置の第３の実施の形態の要部のブロック図を示す。本実施の形態の液晶画像表示装置の全体構成は図１の構成と同様であるが、素子駆動回路６の構成が、本実施の形態では図１３のブロック図に示す構成である点が第１、第２の実施の形態と異なる。図１３中、図２と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図１３において、比較器２０は、入力画像信号の階調レベルと閾値とを大小比較し、その比較結果に応じて、γ補正回路１２の２種類のγ補正特性の一方を選択し、サブフレーム変換回路１３の２種類のルックアップテーブルの一方を選択して、選択したサブフレームデータに基づいて入力画像信号をサブフレーム変換させる。以下、上記のサブフレームデータの生成手段等について説明する。
【００５７】
図１４（Ａ）〜（Ｃ）は、１フレーム中における３原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の配列の一例を示す。１フレーム期間を１６.７ｍｓｅｃとし、その１フレーム期間中にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号がそれぞれ１回表示される。各原色信号は、それぞれ１０サブフレームよりなり、１サブフレームの期間は、全てのサブフレームについてそれぞれ０.５ｍｓｅｃとし、各原色信号の合計表示期間はそれぞれ５ｍｓｅｃ、各原色信号の表示休止期間は０.５６ｍｓｅｃとする。また、液晶の黒状態から白状態への立ち上がり時間は１ｍｓｅｃ、白状態から黒状態への立下り時間も１ｍｓｅｃとする。また、図１４（Ａ）〜（Ｃ）中の各原色信号のサブフレームにおいて、白色で示す領域はオンのサブフレーム、斜線はオフのサブフレームを示し、矢印は液晶の応答状態を示す。
【００５８】
入力画像信号の階調レベルが大きくなるに従って、サブフレームの配列順の最後のサブフレームから最初のサブフレームに向かってオンとなるサブフレームの数を増加していくとする。図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、全てのサブフレームにおいて、８個、９個、１０個と各原色のサブフレームが同時にオンとなった場合を示す。図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す、８個、９個のサブフレームが同時にオンとなった場合では、各原色のサブフレームが終了した後に液晶の応答波形が立ち下がり黒レベルに達した後、黒レベルから液晶の応答波形が立ち上がる。
【００５９】
これに対し、図１４（Ｃ）に示す、１０個のサブフレームが同時にオンとなった場合では、各原色のサブフレームが終了した後に液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルに到達する以前に、次の表示色において液晶の応答波形が立ち上がり始める。各原色の液晶の応答波形の立ち下がり時間は同じである。
【００６０】
図１４（Ａ）に示す８個のサブフレームが同時にオンとなった場合は、各原色の表示期間の明るさはそれぞれ「８」、同図（Ｂ）に示す９個のサブフレームが同時にオンとなった場合は、各原色の表示期間の明るさはそれぞれ「９」、同図（Ｃ）に示す１０個のサブフレームが同時にオンとなった場合は、各原色の表示期間の明るさはそれぞれ「１０.５」と変化し、３原色を合成した白色の色度座標は変化しない。ここで示す明るさは相対値である。
【００６１】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）は、１フレーム中における３原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の配列の他の例を示す。図１４と同様に、１フレーム期間を１６.７ｍｓｅｃとし、その１フレーム期間中にＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号がそれぞれ１回表示される。各原色信号は、それぞれ１０サブフレームよりなり、１サブフレームの期間及び１サブフレームにおける表示期間は、全てのサブフレームについてそれぞれ０.５ｍｓｅｃとし、各原色信号の合計表示期間はそれぞれ５ｍｓｅｃ、各原色信号の表示休止期間は０.５６ｍｓｅｃとする。また、液晶の黒状態から白状態への立ち上がり時間は１ｍｓｅｃ、白状態から黒状態への立下り時間も１ｍｓｅｃとする。また、図１５（Ａ）〜（Ｃ）中の各原色信号のサブフレームにおいて、白色で示す領域はオンのサブフレーム、斜線はオフのサブフレームを示し、矢印は液晶の応答状態を示す。
【００６２】
また、図１４と同様に、入力画像信号の階調レベルが大きくなるに従って、サブフレームの配列順の最後のサブフレームから最初のサブフレームに向かってオンとなるサブフレームの数を増加していくが、図１４とは異なり、Ｒ信号とＧ信号が同時にオンとなるサブフレームを増加していき、Ｂ信号は常時オフとする。
【００６３】
図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、全てのサブフレームにおいて、８個、９個、１０個とＲとＧの原色のサブフレームが同時にオンとなった場合を示す。図１５（Ａ）、（Ｂ）に示す、８個、９個のＲとＧのサブフレームが同時にオンとなった場合では、ＲとＧのサブフレームが終了した後に液晶の応答波形が立ち下がり黒レベルに到達した後、次の表示色において液晶の応答波形が黒レベルから立ち上がり始める。図１５（Ｃ）に示す、１０個のＲとＧのサブフレームが同時にオンとなった場合では、ＲとＧのサブフレームが終了した後に液晶の応答波形が立ち下がり黒レベルに到達する以前に、次の表示色において液晶の応答波形が立ち上がり始める。各原色の液晶の応答波形の立ち下がり時間は同じである。
【００６４】
図１５（Ａ）に示す８個のＲとＧのサブフレームが同時にオンとなった場合は、ＲとＧの原色の表示期間の明るさはそれぞれ「８」、同図（Ｂ）に示す９個のＲとＧのサブフレームが同時にオンとなった場合は、ＲとＧの原色の表示期間の明るさはそれぞれ「９」、同図（Ｃ）に示す１０個のＲとＧのサブフレームが同時にオンとなった場合は、ＲとＧの原色の表示期間の明るさはそれぞれ「９.７５」、「１０.７５」と変化し、ＲとＧの原色を合成した色の色度座標は１個から８個、９個までは変化しないが、１０個では変化する。
【００６５】
図１４に示した画像信号の配列では、各色を表示する液晶の立下りが次の色の表示が開始するまでに黒状態にならなくても、色度に関しては見かけ上正しい表示ができる。しかし、図１５に示した画像信号の配列においては、各色を表示する液晶の立下りが次の色の表示が開始するまでに黒状態にならない場合には、色度に関しては設定された値からはずれが生じ、正常な表示ができなくなる。
【００６６】
従って各色のサブフレームと液晶の立下り時間を考慮し、入力画像信号に対応するサブフレームパターンを基本的に次の２通りに分類する。
【００６７】
１．各色における各サブフレームが同じようにオンとなり階調レベルが大きくなる場合、色度が一定である。
【００６８】
２．各色における各サブフレームが同じようにオンとなり階調レベルが大きくなる場合、色度が変化する。
【００６９】
この２通りのサブフレームパターン中、各色における各サブフレームが同じようにオンとなり階調レベルが大きくなり、色度が一定である場合、図１４のように各色に対して、１０サブフレームを使用しても色度は正常に表示される。しかし、各色における各サブフレームが同じようにオンとなり階調レベルが大きくなり、色度が変化する場合、図１５のように各色に対して、１０サブフレームを使用すると色度は正常に表示されない。
【００７０】
そこで、入力画像信号の最大の階調レベルに対して９個のサブフレームを使用すると、各表示色の液晶の応答の立下り時間により黒状態に到達した後に次の表示色の液晶の応答の立ち上がりが開始し、いずれの階調レベルにおいても色度は正常に表示されることになる。
【００７１】
この内容について、更に詳しく説明する。図１６（Ａ）、（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造をもつ。
【００７２】
図１６（Ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１１個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が１.５ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレームの期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ７までの７個のサブフレームについては、０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１１は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１１が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.０６ｍｓｅｃとする。図１６（Ａ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。
【００７３】
図１６（Ａ）において、ＲにおけるＳＦ１１の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がるが、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１の開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がらず、ＧのＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【００７４】
図１６（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１０個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が１.５ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ６までの６個のサブフレームについては、０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ７は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１０が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.５６ｍｓｅｃとする。
【００７５】
図１６（Ａ）におけるＳＦ２が開始する時間と図１６（Ｂ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。図１６（Ｂ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。Ｒにおける最後のサブフレームＳＦ１０の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【００７６】
図１６（Ａ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図１７Ａ及び図１７Ｂに示す。図１６（Ｂ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図１８Ａ及び図１８Ｂに示す。
【００７７】
階調レベルは「０」から「１１１」までの１１２通りとする。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「１１１」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなる。図１７Ａ及び図１７Ｂに示すテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「９５」までの範囲において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなり、階調レベルが「９６」から「１１１」までは表示期間が「２」大きくなると階調レベルが「１」大きくなる。
【００７８】
図１７Ａ及び図１７Ｂの第１のルックアップテーブルと、図１８Ａ及び図１８Ｂの第２のルックアップテーブルのどちらのルックアップテーブルに従うかを決めるのは、図１３に示した比較器２０の各画素の比較結果による。
【００７９】
図１９は、図１３中の比較器２０、γ補正回路１２、及びサブフレーム変換回路１３からなる回路部分の詳細ブロック図を示す。図１９において、γ補正回路１２は、Ｒ信号用γ補正回路１２Ｒ、Ｇ信号用γ補正回路１２Ｇ、及びＢ信号用γ補正回路１２Ｂから構成されており、それぞれ比較器２０からの比較結果が供給される。また、サブフレーム変換回路１３は、Ｒ信号用サブフレーム変換回路１３Ｒ、Ｇ信号用サブフレーム変換回路１３Ｇ、Ｂ信号用サブフレーム変換回路１３Ｂから構成されており、それぞれ比較器２０からの比較結果が供給される。
【００８０】
比較器２０は、入力画像信号１１中のＲ信号とＧ信号とＢ信号とを入力として受け、それらの階調レベルが図２０に示すようにいずれも「９６」以上であるか否かを閾値との大小比較により判定する。Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各階調レベルが全て「９６」以上である場合（図２０の（１）の場合）は、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図１７Ａ及び図１７Ｂの第１のルックアップテーブルを選択させ、その第１のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２１に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を点線VIで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【００８１】
一方、比較器２０は、入力画像信号１１中のＲ信号とＧ信号とＢ信号の階調レベルのうちの一又は二以上の階調レベルが「９６」未満であるときは（図２０の（２）の場合）、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図１８Ａ及び図１８Ｂの第２のルックアップテーブルを選択させ、その第２のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２１に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を実線VIIで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【００８２】
このように、本実施の形態では、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「９６」以上であるという条件を満足しない場合、図１８Ａ及び図１８Ｂに示した第２のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図１６（Ｂ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ１０の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では既に液晶の応答波形は黒状態となっているので、各色における混色は発生せず、色純度は低下しない。
【００８３】
また、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「９６」以上であるという条件を満足する場合、図１７Ａ及び図１７Ｂに示した第１のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図１６（Ａ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ１０の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では液晶の応答波形は黒レベルまで立ち下がらないので、各表示色における混色は発生するが、γ補正回路１２のγ補正特性の変更により色純度は低下せずに、明るさを向上させることができる。
【００８４】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態の液晶画像表示装置の全体構成は図１の構成と同様であり、素子駆動回路６の構成は、図１３、図１９のブロック図に示す構成である点で第３の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態は、サブフレーム変換回路１３で使用するルックアップテーブルが以下説明するように第３の実施の形態のものとは異なる。
【００８５】
図２２（Ａ）、（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造をもつ。
【００８６】
図２２（Ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１１個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が２ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレ一ムの期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ７までの７個のサブフレームについては、０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１１は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１１が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.０６ｍｓｅｃとする。図２２（Ａ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。
【００８７】
図２２（Ａ）において、ＲにおけるＳＦ１１の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がるが、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１の開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がらず、ＧのＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【００８８】
図２２（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ９個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が２ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ５までの５個のサブフレームについては、０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ６は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ７は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ９が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を１.０６ｍｓｅｃとする。
【００８９】
図２２（Ａ）におけるＳＦ３が開始する時間と図２２（Ｂ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。図２２（Ｂ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。Ｒにおける最後のサブフレームＳＦ９の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【００９０】
図２２（Ａ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図２３Ａ及び図２３Ｂに示す。図２２（Ｂ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図２４Ａ及び図２４Ｂに示す。
【００９１】
階調レベルは「０」から「９５」までの９６通りとする。図２４Ａ及び図２４Ｂに示すルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「９５」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなる。図２３Ａ及び図２３Ｂに示すルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「７９」までの範囲において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなり、階調レベルが「８０」から「９５」までは表示期間が「２」大きくなると階調レベルが「１」大きくなる。
【００９２】
図２３Ａ及び図２３Ｂの第１のルックアップテーブルと、図２４Ａ及び図２４Ｂの第２のルックアップテーブルのどちらのルックアップテーブルに従うかを決めるのは、図１３及び図１９に示した比較器２０の各画素の比較結果による。
【００９３】
比較器２０は、入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号の各階調レベルがいずれも「８０」以上であるか否かを閾値との大小比較により判定する。Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各階調レベルが全て「８０」以上である場合、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図２３Ａ及び図２３Ｂの第１のルックアップテーブルを選択させ、その第１のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２５に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を点線VIIIで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【００９４】
一方、比較器２０は、入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号の各階調レベルのうちの一又は二以上の階調レベルが「８０」未満であるときは、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図２４Ａ及び図２４Ｂの第２のルックアップテーブルを選択させ、その第２のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２５に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を実線IXで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【００９５】
このように、本実施の形態では、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であるという条件を満足しない場合、図２４Ａ及び図２４Ｂに示した第２のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図２２（Ｂ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ９の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では既に液晶の応答波形は黒状態となっているので、各色における混色は発生せず、色純度は低下しない。
【００９６】
また、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であるという条件を満足する場合、図２３Ａ及び図２３Ｂに示した第１のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図２２（Ａ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ１１の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では液晶の応答波形は黒レベルまで立ち下がらないので、各表示色における混色は発生するが、γ補正回路１２のγ補正特性の変更により色純度は低下せずに、明るさを向上させることができる。
【００９７】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態の液晶画像表示装置の全体構成は図１の構成と同様であり、素子駆動回路６の構成は、図１３、図１９のブロック図に示す構成である点で第３及び第４の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態は、サブフレーム変換回路１３で使用するルックアップテーブルが以下説明するように第３及び第４の実施の形態のものとは異なる。
【００９８】
図２６（Ａ）、（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造をもつ。
【００９９】
図２６（Ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１１個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が１.５ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ５までの５個のサブフレームと、ＳＦ１０及びＳＦ１１の２個のサブフレームについては、それぞれ０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ６は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ７は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１１が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.０６ｍｓｅｃとする。図２６（Ａ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。
【０１００】
図２６（Ａ）において、ＲにおけるＳＦ１１の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がるが、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１の開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がらず、ＧのＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【０１０１】
図２６（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ８個のサブフレームをもち、液晶の応答波形の立ち上がり時間が１ｍｓｅｃ、液晶の応答波形の立下り時間が１.５ｍｓｅｃの場合を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ７、ＳＦ８の４個のサブフレームについては０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ３は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ４は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ５は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ６は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ８が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を１.５６ｍｓｅｃとする。
【０１０２】
図２６（Ａ）におけるＳＦ４が開始する時間と図２６（Ｂ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。図２６（Ｂ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。Ｒにおける最後のサブフレームＳＦ８の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【０１０３】
図２６（Ａ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図２７Ａ及び図２７Ｂに示す。図２６（Ｂ）のサブフレームに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示すルックアップテーブルを図２８に示す。
【０１０４】
階調レベルは「０」から「７９」までの８０通りとする。図２８に示すルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「７９」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなる。図２７Ａ及び図２７Ｂに示すルックアップテーブルにおいては、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなる。また、階調レベルが「０」から「６２」までの範囲においては、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間の合計が「１」大きくなる。階調レベルが「６３」から「７６」までの範囲においては、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間の合計が「４」大きくなる。更に、階調レベルが「７７」と「７８」との間においては、表示期間が「３」大きくなり、階調レベルが「７８」と「７９」との間においては表示期間が「２」大きくなる。
【０１０５】
図２７Ａ及び図２７Ｂの第１のルックアップテーブルと、図２８の第２のルックアップテーブルのどちらのルックアップテーブルに従うかを決めるのは、図１３及び図１９に示した比較器２０の各画素の比較結果による。
【０１０６】
比較器２０は、入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号の各階調レベルがいずれも「６３」以上であるか否かを閾値との大小比較により判定する。Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号の各階調レベルが全て「６３」以上である場合、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図２７Ａ及び図２７Ｂの第１のルックアップテーブルを選択させ、その第１のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第１の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２９に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を点線Xで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【０１０７】
一方、比較器２０は、入力されたＲ信号とＧ信号とＢ信号の各階調レベルのうちの一又は二以上の階調レベルが「６３」未満であるときは、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をサブフレーム変換回路１３（１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ）に出力して、図２８の第２のルックアップテーブルを選択させ、その第２のルックアップテーブルを使用したサブフレーム変換を行わせる。また、比較器２０は、第２の論理値の比較結果をγ補正回路１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）に出力して図２９に示される液晶の出射光強度対階調レベル特性で示されるγ補正特性を実線XIで示されるγ補正特性に選択させてγ補正させる。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「６３」以上であるという条件を満足しない場合、図２８に示した第２のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図２６（Ｂ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ８の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では既に液晶の応答波形は黒状態となっているので、各色における混色は発生せず、色純度は低下しない。
【０１０９】
また、Ｒ信号、Ｇ信号、及びＢ信号の各階調レベルがすべて「６３」以上であるという条件を満足する場合、図２７Ａ及び図２７Ｂに示した第１のルックアップテーブルに従いサブフレーム変換を行うことにより、図２６（Ａ）と共に説明したように、ある表示色の最後のサブフレームＳＦ１１の経過後次の表示色の最初のサブフレームＳＦ１の開始時点では液晶の応答波形は黒レベルまで立ち下がらないので、各表示色における混色は発生するが、γ補正回路１２のγ補正特性の変更により色純度は低下せずに、明るさを向上させることができる。
【０１１０】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図３０は、本発明になる液晶画像表示装置の第６の実施の形態の要部のブロック図を示す。本実施の形態の液晶画像表示装置の全体構成は図１の構成と同様であるが、素子駆動回路６の構成が、本実施の形態では図３０のブロック図に示す構成である点が上記の各実施の形態と異なる。図３０中、図１３と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
図３０において、温度センサ３０は、液晶表示素子３の周囲温度を検出して、その検出温度を比較器３１へ供給する。なお、温度センサ３０は、ここでは、液晶表示素子３の周囲温度が３０℃又はその近傍の温度（以下、単に３０℃という）であるか、５０℃又はその近傍の温度（以下、単に５０℃という）であるか、７０℃又はその近傍の温度（以下、単に７０℃という）であるかの、３種類の温度を検出するものとする。なお、温度センサ３０は液晶表示素子３の周囲温度を検出できる適当な位置に設けられている。
【０１１２】
比較器３１は、入力画像信号１１の階調レベルと閾値とを大小比較し、その比較結果と、温度センサ３０からの検出温度とに基づいて、γ補正回路１２の３種類のγ補正特性のいずれかを選択し、サブフレーム変換回路１３の３種類のルックアップテーブルを選択して、選択したサブフレームデータに基づいて入力画像信号をサブフレーム変換させる。以下、上記のサブフレームデータの生成手段等について説明する。
【０１１３】
液晶表示素子３の応答速度は、温度と共に変化する。例えば、垂直配向液晶をノーマリブラックモードで使用する場合、液晶の応答の立ち上がり速度は、主に駆動電圧、セルギャップにより決まり、液晶の応答の立ち下り速度は主に液晶の粘度、セルギャップにより決まる。
【０１１４】
図１４、図１５に示した駆動方法においては、液晶表示素子３の周囲温度が変化する場合は、特に立ち下り速度が大きく変化し、変化する温度範囲に対応して使用するルックアップテーブルを変更する必要がある。
【０１１５】
液晶表示素子３の周囲温度が３０℃、５０℃、７０℃と変化した場合、液晶の応答速度は変化し、例えば３０℃では立ち上がり速度（Ｔｒ）１.２ｍｓｅｃ、立ち下り速度（Ｔｆ）２ｍｓｅｃ、５０℃では立ち上がり速度（Ｔｒ）１.１ｍｓｅｃ、立ち下り速度（Ｔｆ）１.５ｍｓｅｃ、７０℃では立ち上がり速度（Ｔｒ）１.０ｍｓｅｃ、立ち下り速度（Ｔｆ）１.０ｍｓｅｃ、のように、温度が高くなるほど応答速度が速くなるように変化する。
【０１１６】
本実施の形態では、液晶表示素子３の周囲温度が、それぞれ３０℃、５０℃、７０℃において、入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルが大きくなり、各サブフレームが同時にオンとなる白状態では、明るさが大きくとれ、階調レベルが大きくない条件では、各色の混色が発生しないよう各サブフレームのパターンを考慮する。
【０１１７】
図３１、図３２、図３３は、それぞれ液晶表示素子３の周囲温度が３０℃、５０℃、７０℃における１フレーム中におけるＲの表示期間とＧにおける表示の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造をもつ。
【０１１８】
図３１（Ａ）、図３２（Ａ）、図３３（Ａ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１１個のサブフレームをもつ場合の液晶の応答波形の変化を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ７までの７個のサブフレームについては、それぞれ０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１１は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１１が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.０６ｍｓｅｃとする。図３１（Ａ）、図３２（Ａ）、図３３（Ａ）においては、全てのサブフレームがオンであり、図中の矢印は液晶の応答状態を示す。
【０１１９】
図３１（Ａ）において、ＲにおけるＳＦ１１の表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がるが、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１の開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がらず、ＧのＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。これは図３２（Ａ）の場合も同様である。しかし、図３３（Ａ）においては、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１の開始時点においては、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がった状態にある。
【０１２０】
図３１（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧにおける表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造を持つ。図３１（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ９個のサブフレームをもつ場合の液晶の応答波形の変化を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ５までの５個のサブフレームについては、それぞれ０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ６は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ７は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ９が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を１.０６ｍｓｅｃとする。図３１（Ｂ）におけるＳＦ３が開始する時間と図３１（Ａ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。
【０１２１】
図３２（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧにおける表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造を持つ。図３２（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１０個のサブフレームをもつ場合の液晶の応答波形の変化を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ６までの６個のサブフレームについては、それぞれ０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ７は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１０が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.５６ｍｓｅｃとする。図３２（Ａ）におけるＳＦ２が開始する時間と図３２（Ｂ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。
【０１２２】
図３３（Ｂ）は、１フレーム中におけるＲの表示期間とＧにおける表示期間の前半部分を示す。Ｂの表示期間は図示されていないが、Ｒ、Ｇと同じサブフレーム構造を持つ。図３３（Ｂ）は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の表示のためそれぞれ１１個のサブフレームをもつ場合の液晶の応答波形の変化を示す。サブフレ一ム期間は、全てのサブフレームにおいて０.５ｍｓｅｃである。また、各サブフレームの表示期間は、ＳＦ１からＳＦ７までの７個のサブフレームについては、それぞれ０.５ｍｓｅｃ、ＳＦ８は０.２５ｍｓｅｃ、ＳＦ９は０.１２ｍｓｅｃ、ＳＦ１０は０.０６ｍｓｅｃ、ＳＦ１１は０.０３ｍｓｅｃとする。また、Ｒの最後のサブフレームであるＳＦ１１が終了し、次の表示色であるＧの最初のサブフレームであるＳＦ１が開始するまでの休止期間を０.０６ｍｓｅｃとする。図３３（Ａ）におけるＳＦ１が開始する時間と図３３（Ｂ）におけるＳＦ１が開始する時間とは一致する。
【０１２３】
図３１（Ｂ）、図３２（Ｂ）、図３３（Ｂ）においては、Ｒにおける最後のサブフレームの表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色であるＧの最初のサブフレームＳＦ１のオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がり始める。図には示していないが、ＧからＢにおいて、ＢからＲにおいても同様に変化する。
【０１２４】
次に、液晶表示素子３の周囲温度が３０℃、５０℃、７０℃におけるサブフレームと階調レベルとの関係を示すルックアップテーブルについて説明する。
【０１２５】
図３１（Ａ）、図３２（Ａ）、図３３（Ａ）、図３３（Ｂ）に示すサブフレームパターンは、図３６Ａ及び図３６Ｂのルックアップテーブルに従い、図３１（Ｂ）に示すサブフレームパターンは、図３４Ａ及び図３４Ｂに示すルックアップテーブルに従い、図３２（Ｂ）に示すサブフレームパターンは、図３５Ａ及び図３５Ｂに示すルックアップテーブルに従う。各ルックアップテーブルの階調レベルは「０」〜「９５」の９６通りとする。
【０１２６】
図３４Ａ及び図３４Ｂは、液晶表示素子３の周囲温度が３０℃における図３１（Ｂ）に示すサブフレームパターンに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示す第１のルックアップテーブルを示す。図３４Ａ及び図３４Ｂに示す第１のルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「９５」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルである。階調レベルが「０」〜「９５」までは、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間の合計が「１」大きくなる。
【０１２７】
この第１のルックアップテーブルは、ある表示色の最後のサブフレームの表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色の最初のサブフレームのオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がる場合のルックアップテーブルである。
【０１２８】
図３５Ａ及び図３５Ｂは、液晶表示素子３の周囲温度が５０℃における図３２（Ｂ）に示すサブフレームパターンに対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示す第２のルックアップテーブルを示す。図３５Ａ及び図３５Ｂに示す第２のルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」〜「９５」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルである。階調レベルが「０」〜「７９」までの範囲では、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間の合計が「１」大きくなる。また、階調レベルが「８０」から「９５」までの範囲では、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間が「２」大きくなる。
【０１２９】
この第２のルックアップテーブルは、ある表示色の最後のサブフレームの表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がり、黒レベルになった後に、次の表示色の最初のサブフレームのオン状態により液晶の応答波形は再び立ち上がる場合のルックアップテーブルであるという点で、上記の第１のルックアップテーブルと同種類のルックアップテーブルである。
【０１３０】
図３６Ａ及び図３６Ｂは、液晶表示素子３の周囲温度が３０℃における図３１（Ａ）、上記周囲温度が５０℃における図３２（Ａ）、上記周囲温度が７０℃における図３３（Ａ）、図３３（Ｂ）にそれぞれ対応する、サブフレームと階調レベルの関係を示す第３のルックアップテーブルを示す。
【０１３１】
図３６Ａ及び図３６Ｂに示す第３のルックアップテーブルにおいては、階調レベルが「０」から「９５」において、各サブフレームの表示期間の合計が階調レベルとなる。階調レベルが「０」から「７９」までは、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間の合計が「１」大きくなる。また、階調レベルが「８０」から「９５」までは、階調レベルが「１」大きくなると各サブフレームの表示期間が「３」大きくなる。
【０１３２】
この第３のルックアップテーブルは、図３１（Ａ）、図３２（Ａ）のように表示期間を経過した後は、液晶の応答波形が立ち下がるが、次の表示色の最初のサブフレームの開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がらない場合のルックアップテーブルで、上記の第１及び第２のルックアップテーブルとは異なる種類のルックアップテーブルである。ただし、この第３のルックアップテーブルは、液晶表示素子３の周囲温度が高い７０℃のときには液晶の応答波形が高速であり、階調レベルに関係なく図３３（Ａ）、（Ｂ）に示したようにサブフレームパターンにおいて次の表示色の最初のサブフレームの開始時点においても、黒レベルまで液晶の応答波形は立ち下がっている場合にも用いる。
【０１３３】
次に、γ補正回路１２におけるγ補正特性について説明する。図３７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ液晶表示素子３の周囲温度が３０℃、５０℃、７０℃のときの階調レベル対出射光強度特性を示す。液晶表示素子３の周囲温度が３０℃、５０℃のときは、図３７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、階調レベル「８０」より大である範囲内で出射光強度が異なる２種類の特性のいずれかが得られるようにγ補正特性が選択される。一方、液晶表示素子３の周囲温度が７０℃のときは、図３７（Ｃ）に示すように、１種類の特性が得られるようにγ補正特性が選択される。
【０１３４】
次に、比較器３１によるサブフレーム変換回路１３で使用するルックアップテーブルの選択動作と、γ補正回路１２のγ補正特性の選択動作について説明する。
【０１３５】
例えば、比較器３１は、液晶表示素子３の周囲温度が３０℃である検出温度が温度センサ３０から入力された場合、各画素における入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルを所定の閾値と大小比較し、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であるか否かを判定する。比較器３１は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であると判定したときは、サブフレーム変換回路１３とガンマ補正回路１２にそれぞれその旨の判定信号を供給して、サブフレーム変換回路１３が使用するルックアップテーブルとして、図３６Ａ及び図３６Ｂに示した第３のルックアップテーブルを選択させると共に、γ補正回路１２のγ補正特性として図３７（Ａ）に点線XIIで示す特性を選択させてγ補正させる。
【０１３６】
一方、比較器３１は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上という条件を満たしていないと判定したときは、サブフレーム変換回路１３とガンマ補正回路１２にそれぞれその旨の判定信号を供給して、サブフレーム変換回路１３が使用するルックアップテーブルとして、図３４Ａ及び図３４Ｂに示した第１のルックアップテーブルを選択させると共に、γ補正回路１２のγ補正特性として図３７（Ａ）に実線XIIIで示す特性を選択させてγ補正させる。
【０１３７】
また、比較器３１は、液晶表示素子３の周囲温度が５０℃である検出温度が温度センサ３０から入力された場合、各画素における入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルを所定の閾値と大小比較し、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であるか否かを判定する。比較器３１は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上であると判定したときは、サブフレーム変換回路１３とガンマ補正回路１２にそれぞれその旨の判定信号を供給して、サブフレーム変換回路１３が使用するルックアップテーブルとして、図３６Ａ及び図３６Ｂに示した第３のルックアップテーブルを選択させると共に、γ補正回路１２のγ補正特性として図３７（Ｂ）に点線XIVで示す特性を選択させてγ補正させる。
【０１３８】
一方、比較器３１は、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各階調レベルがすべて「８０」以上という条件を満たしていないと判定したときは、サブフレーム変換回路１３とガンマ補正回路１２にそれぞれその旨の判定信号を供給して、サブフレーム変換回路１３が使用するルックアップテーブルとして、図３５Ａ及び図３５Ｂに示した第２のルックアップテーブルを選択させると共に、γ補正回路１２のγ補正特性として図３７（Ｂ）に実線XVで示す特性を選択させてγ補正させる。
【０１３９】
更に、比較器３１は、液晶表示素子３の周囲温度が７０℃である検出温度が温度センサ３０から入力された場合、各画素における入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルを所定の閾値と大小比較結果に関係なく、サブフレーム変換回路１３が使用するルックアップテーブルとして、図３６Ａ及び図３６Ｂに示した第３のルックアップテーブルを選択させると共に、γ補正回路１２のγ補正特性として図３７（Ｃ）に実線XVIで示す特性を選択させてγ補正させる。
【０１４０】
このように、本実施の形態では、各画素における入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルが「８０」以上であるという条件を満たさないときには、図３１（Ｂ）、図３２（Ｂ）、図３３（Ｂ）で示したように混色は発生せず、色純度は低下しない。また、各画素における入力画像信号のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の階調レベルが「８０」以上であるという条件を満たすときで、かつ、素子温度が３０℃又は５０℃と低い時には、図３１（Ａ）、図３２（Ａ）に示したように混色は発生するが、γ補正特性の選択により色純度は低下せずに、明るさを向上させることができる。
【０１４１】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。以上の実施の形態は、各フレームをサブフレームに分割した“デジタル駆動方式”であったが、本実施の形態は、各フレームにおいて画素に加える電圧は一定である“アナログ駆動方式”である点に特徴がある。本実施の形態の基本的な構成は、図１に示した構成と同様である。
【０１４２】
ただし、アナログ駆動においては、入力画像信号を各サブフレームに変換しないため、サブフレーム変換のためのルックアップテーブルが存在しない。また、フレームメモリにおいては各サブフレーム毎のデータが保存されるのではなく、各画素に対応する入力ビットに対応するデータが保存される。
【０１４３】
本実施の形態では、各画素に対応する入力ビットのデータが、駆動回路に内蔵されたＤ／Ａ変換器によりアナログ電圧に変換された後、素子に供給される。ここで、１フレーム期間を１６.６７ｍｓｅｃとし、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各表示期間を５ｍｓｅｃとする。液晶の応答波形の立ち上がり時間は１ｍｓｅｃ、立ち下り時間は１.５ｍｓｅｃとする。
【０１４４】
液晶の駆動方法は、図３８（Ａ）、（Ｂ）に示す２通りある。１色における液晶駆動期間が図３８（Ａ）に示すように５ｍｓｅｃとする方法と、同図（Ｂ）に示す液晶立下り時間を考慮した駆動期間（この場合、４ｍｓｅｃ）を定め、Ｒの表示期間終了後に液晶が立ち下がり、黒レベルに達した後にＧの表示期間が開始するように設定する方法とがある。
【０１４５】
この２通りの駆動方法のうちどちらを選択するかは、図３９に示すように、画素の入力信号のＲ、Ｇ、Ｂの最大の階調レベルを選択し、その最大の階調レベルに対して、他の２つの原色の階調レベルが例えば、最大値の９０％以上であるという条件を満たすか否かを判定し、条件を満たす場合は図３８（Ａ）に示した駆動方法を選択し、条件を満たさない場合は図３８（Ｂ）に示した駆動方法を選択する。階調レベルが高い場合は、図３８（Ａ）に示すように、同図（Ｂ）よりも駆動期間を長くする。
【０１４６】
図３８（Ａ）、（Ｂ）に示した駆動方法を実現するために、１フレーム中の１色について画素には２回データを書き込む。図３８に示すように、画素に対応したデータを書き込むアドレスはアドレス１とアドレス２からなり、それぞれのアドレスが表示１と表示２に対応する。
【０１４７】
各画素の入力信号が比較器により図３９に示した条件を満足すると判定される場合は、アドレス１とアドレス２において、入力画像信号がそのまま出力されるが、各画素の入力信号が比較器により図３９に示した条件を満足しないと判定される場合は、アドレス１において黒レベルを示す階調が「０」の信号が出力され、アドレス２において入力画像信号がそのまま出力される。
【０１４８】
図４０は、入力画像信号の階調レベルと、表示される明るさである液晶の出射光強度との関係を示す。入力画像信号の画素のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が図３９に示した条件を満足する場合、図４０の点線の特性に従ってγ補正を施す。また、入力画像信号の画素のＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号が図３９に示した条件を満足しない場合、図４０の実線の特性に従ってγ補正を施す。γ補正を施した画像信号は液晶表示素子の画素電極に印加される。
【０１４９】
これにより、液晶画像表示装置の各画素の入力階調レベルにおいて、上記条件を満足しない場合、各色における混色は発生せず、色純度は低下しない。また、各画素の入力階調レベルにおいて、上記の条件を満足する場合、図３８（Ａ）に示したように次の表示色の開始時点で、前の表示色の液晶応答波形が黒レベルまで下がっていないので、各色における混色は発生するが、上記のγ特性を施すことで色純度は低下せずに、明るさを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の液晶画像表示装置の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】図１中の素子駆動回路と液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図３】液晶を電圧駆動したときの出射光強度の関係を示す図である。
【図４】入力階調レベルとサブフレームとを対応させたルックアップテーブルを示す図である。
【図５】液晶表示素子の要部の概略構成図である。
【図６】液晶表示素子のアドレス期間、サブフレームの期間、表示期間の関係を示す図である。
【図７】サブフレームの配列順番と階調レベルに従ってオンとなる順番が異なる各例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態における１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の液晶応答を示す図である。
【図９Ａ】第２の実施の形態におけるルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図９Ｂ】第２の実施の形態におけるルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図１０】第２の実施の形態における階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態におけるγ補正特性を示す図である。
【図１２Ａ】第２の実施の形態における各表示色に他の色が混ざったときの色度座標の変化を示す図（その１）である。
【図１２Ｂ】第２の実施の形態における各表示色に他の色が混ざったときの色度座標の変化を示す図（その２）である。
【図１３】本発明の液晶画像表示装置の第３の実施の形態の要部のブロック図である。
【図１４】１フレーム中における３原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の配列の一例を示す図である。
【図１５】１フレーム中における３原色信号（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号）の配列の他の例を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態における１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図１７Ａ】第３の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図１７Ｂ】第３の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図１８Ａ】第３の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図１８Ｂ】第３の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図１９】図１３中の要部の一例のブロック図である。
【図２０】図１３及び図１９の比較器の判定条件を説明する図である。
【図２１】第３の実施の形態における階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【図２２】第４の実施の形態における１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図２３Ａ】第４の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図２３Ｂ】第４の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図２４Ａ】第４の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図２４Ｂ】第４の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図２５】第４の実施の形態における階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【図２６】第５の実施の形態における１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図２７Ａ】第５の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図２７Ｂ】第５の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図２８】第５の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図である。
【図２９】第５の実施の形態における階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【図３０】本発明の液晶画像表示装置の第６の実施の形態の要部のブロック図である。
【図３１】第６の実施の形態における素子温度３０℃のときの１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図３２】第６の実施の形態における素子温度５０℃のときの１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図３３】第６の実施の形態における素子温度７０℃のときの１フレーム中におけるＲの表示期間とＧの表示期間の前半部分の各例を示す図である。
【図３４Ａ】第６の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図３４Ｂ】第６の実施の形態における第１のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図３５Ａ】第６の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図３５Ｂ】第６の実施の形態における第２のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図３６Ａ】第６の実施の形態における第３のルックアップテーブルを示す図（その１）である。
【図３６Ｂ】第６の実施の形態における第３のルックアップテーブルを示す図（その２）である。
【図３７】第６の実施の形態における素子温度３０℃、５０℃、７０℃のときの階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【図３８】第７の実施の形態における２通りの液晶の駆動方法を模式的に示す図である。
【図３９】第７の実施の形態における比較器の判定条件を説明する図である。
【図４０】第７の実施の形態における階調レベル対出射光強度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１  光源
２  照明光学系
３  液晶表示素子
４  投射光学系  
５  スクリーン  
６  素子駆動回路
７  制御回路
１０  液晶画像表示装置
１２  γ補正回路
１３  サブフレーム変換回路
１４  書き込み制御アドレス回路  
１５、１６  フレームメモリ
１７  論埋ゲート回路
２０、２１  比較器
３０  温度センサ
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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