JP2010271529A - 電気光学装置、その駆動方法および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のサブフィールド毎に画素をオンまたはオフとして中間階調を表示する際に、メモリーに要する容量を削減する。
【解決手段】フレームを４個のグループから構成する。各グループは重み毎の４個のサブフィールドを含む。フレームを構成するサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６毎に、画素をサブフィールドビットにしたがってオン駆動またはオフ駆動する。画素の階調レベルを指定する信号Ｄaを、オン駆動すべきサブフィールドのオン数を重み毎で示すＳＦコードに変換するエンコーダー３０と、ＳＦコードを記憶するメモリー４０と、一のサブフィールドにおいて、メモリー４０に記憶されたＳＦコードのうち、当該一のサブフィールドの重みに対応するオン数を示す重み対応部分を、当該一のサブフィールドに対応するサブフィールドビットＤbに変換するデコーダー５０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のサブフィールドの各々において、画素をオンまたはオフのいずれかで駆動する技術に関する。

液晶素子や有機ＥＬ素子などの表示素子を画素として有する電気光学装置において階調表示を行う際に、次のような技術が提案されている。すなわち、フレーム（フィールド）を分割した複数のサブフィールド毎に、画素（表示素子）をオンまたはオフのいずれか一方に駆動するとともに、オンまたはオフ駆動する時間の割合を変化させることによって中間階調を表示する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１４８４１７号公報（図６、段落００９９）

ところで、上記技術では、フレームを構成するサブフィールドの個数が例えば１６個である場合、画素の階調レベルを規定するデータを、各サブフィールドの各々についてオン／オフ駆動を指定する１６ビットのデータに変換し、メモリーに記憶するとともに、記憶した１６ビットのデータのうち、該当するサブフィールドに対応するビットを読み出し、読み出したビットに応じて画素をオンまたはオフ駆動する構成となっている。このような構成では、多階調等を図るためにサブフィールドの個数を大きくすると、必然的にメモリー等に要する容量が大きくなってしまう、といった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、複数のサブフィールド毎に画素をオンまたはオフに駆動して階調を表現する際に、メモリー等の容量が少なくて済む技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る電気光学装置は、フレームを構成する複数のサブフィールド毎に、サブフィールドビットにしたがって画素をオン駆動またはオフ駆動する電気光学装置であって、前記フレームをｐ個のグループで構成するとともに、各グループを予め定められた重みのｑ個のサブフィールドでそれぞれ構成し、前記画素の階調レベルを指定する信号を、オン駆動すべきサブフィールドに基づく数の重み対応部分を重み毎に示すサブフィールドコードに、変換するエンコーダーと、前記サブフィールドコードまたは前記サブフィールドコードを特定するためのデータを記憶するメモリーと、一のサブフィールドでは、前記メモリーに記憶されたサブフィールドコードのうち、または、前記メモリーに記憶されたデータにより特定されるサブフィールドコードのうち、当該一のサブフィールドの重み対応部分を、当該一のサブフィールドに対応するサブフィールドビットに変換するデコーダーと、を具備することを特徴とする。本発明によれば、メモリーには、１画素あたり、ｐ×ｑビットのサブフィールドビットではなく、サブフィールドコードが記憶される。ここで、サブフィールドコードは、オンで駆動すべきサブフィールドに基づく数の重み対応部分を重み毎に示すので、ビット数は、サブフィールドビットよりも小さくなる。このため、メモリーに要する記憶容量を削減することができる。なお、オンで駆動すべきサブフィールドに基づく数とは、オンで駆動するサブフィールド数のそのもののほかに、オフで駆動すべきサブフィールド数も含まれる。

本発明において、前記ｐ個のグループには、予め順位が定められ、前記デコーダーは、当該一のサブフィールドの属するグループの順位が当該一のサブフィールドの重み対応部分の示す数の範囲内にあれば、当該重み対応部分を、オン駆動を指定するサブフィールドビットに変換する構成が好ましい。この構成によれば、グループに定める順位によって、オンさせるサブフィールドの属するグループを、ある特定のグループに集中させることができる。
この構成において、前記ｐ個のグループに定められた順位は、重み毎にも定められていてもよい。特に、前記デコーダーが一の階調レベルで一の重み対応部分を、オン駆動を指定するサブフィールドビットに変換するとき、当該一の階調レベル以上において当該一の重みよりも小さい重みの順位が、当該一の階調レベルより小さかったときの順位から変更されるようにすると、適宜、順位が変更されるので、オンさせるサブフィールドが、特定のグループに過度に集中することを抑えることができる。
ここで、本発明におけるデコーダーとしては、前記順位を記憶する順位記憶部と、前記順位記憶部に記憶された順位を用いて、当該重み対応部分をサブフィールドビットに変換する変換部とを有するとしてもよい。
また、順位としては、隣接する画素同士において互いに異なるように設定すれば、広範囲の画素に対して同一の階調レベルが指定されるときに、各サブフィールドにおけるオンまたはオフ駆動が同じとなるのを防止することが可能となる。
なお、本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法としても、または、当該電気光学装置を有する電子機器としても概念することが可能である。

実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 電気光学装置における表示パネルの構成を示す図である。 表示パネルにおける画素の構成を示す図である。 電気光学装置におけるフレームの構成を示す図である。 オン駆動と透過率との関係を示す図である。 電気光学装置におけるＳＦコード等を示す図である。 電気光学装置における走査線駆動回路の動作を示す図である。 電気光学装置におけるデコーダーの変換処理を示すフローチャートである。 応用・変形例に係る電気光学装置におけるＳＦコード等を示す図である。 同電気光学装置における順位変更を示す図である。 別の応用・変形例に係る電気光学装置における順位変更を示す図である。 同電気光学装置における画素の位置に応じた駆動状態を示す図である。 さらに別の応用・変形例に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。 電気光学装置を適用したプロジェクターの構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置１０は、タイミング制御回路２０、画像前処理部２５、エンコーダー３０、メモリー４０、デコーダー５０および表示パネル１００を含む。
この電気光学装置１０には、映像信号Ｖideoが、図示省略した上位回路から同期信号Ｓyncにしたがって供給される。ここで、映像信号Ｖideoは、表示すべき画像における各画素の階調レベルをそれぞれ規定するものであり、同期信号Ｓyncに含まれる垂直走査信号、水平走査信号およびドットクロック信号（いずれも図示省略）にしたがって走査される画素の順で供給される。

タイミング制御回路２０は、上記同期信号Ｓyncに基づいて各部を制御する。
画像前処理部２５は、表示すべき画像の明るさや色合いなどを、表示パネル１００の表示特性や、図示省略した各種操作子の設定状況に合わせて前処理するものであり、前処理した信号Ｄaを出力する。なお、本実施形態において、映像信号Ｖideoは、アナログ信号でもあってもよいし、デジタル信号でもあってもよいが、アナログ信号であれば、画像前処理部２５によってデジタル信号に変換される。
表示パネル１００は、例えばアクティブ・マトリクス型であって、透過型の液晶表示パネルであり、画素毎に透過率を変調した透過像を生成するものである。

図２は、表示パネル１００の構成を示す図である。この図に示されるように、表示パネル１００には、例えば１、２、３、…、１０００行の走査線１１２が図において横方向に延在するように設けられ、また、１、２、３、…、１５００列のデータ線１１４が図において縦方向に延在するように、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つように設けられている。そして、１０００行の走査線１１２と１５００列のデータ線１１４との交点のそれぞれに対応して、画素１１０がそれぞれ配列している。この画素１１０の配列領域が表示領域１０１となっている。

表示領域１０１の周辺には、走査線駆動回路１３０とデータ線駆動回路１４０とがそれぞれ設けられている。
このうち、走査線駆動回路１３０は、１〜１０００行の走査線にそれぞれ走査信号を供給するものである。詳細には、走査線駆動回路１３０は、制御信号Ｙctによって選択が指定された走査線への走査信号を選択電圧とする一方、それ以外の、非選択に係る走査線への走査信号を非選択電圧とする一種のアドレスデコーダーである。
なお、走査線の選択順序については、後述するものとする。また、１、２、３、…、１０００行目の走査線１１２に供給される走査信号をそれぞれＧ1、Ｇ2、Ｇ3、…、Ｇ1000と表記している。
一方、データ線駆動回路１４０は、タイミング制御回路２０から供給される制御信号Ｘctにしたがって、１〜１５００列目のデータ線１１４の各々にそれぞれサブフィールド（ＳＦ）ビットＤbに応じたデータ信号を供給するものである。なお、１、２、３、…、１５００列目のデータ線１１４に供給されるデータ信号を、それぞれｄ1、ｄ2、ｄ3、…、ｄ1500と表記している。

図３は、表示パネル１００における画素１１０の等価回路の一例を示す図である。
この図に示されるように、画素１１０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とで液晶層１０５を挟持した液晶素子１２０と、走査線１１２に選択電圧が印加されたときにデータ線１１４と画素電極１１８との間で導通状態となり、非選択電圧が印加されたときに非導通状態となる薄膜トランジスター（Thin Film Transistor：以下単に「ＴＦＴ」と表記する）１１６とを有する構成である。
したがって、画素１１０では、走査線１１２に選択電圧が印加されたときにＴＦＴ１１６が導通状態になって、データ線１１４に供給されたデータ信号の電圧が画素電極１１８に印加される。一方、走査線１１２への選択電圧の印加が終了して非選択電圧が印加されたときにＴＦＴ１１６が非導通状態になるが、液晶素子１２０は、ＴＦＴ１１６の導通状態であったときに画素電極１１８に印加されたデータ信号の電圧を、その容量性によって走査線１１２に選択電圧が再び印加されるまで保持する。

ところで、本実施形態において、画素１１０はオンまたはオフのいずれかで駆動されるので、データ信号は、ＳＦビットの“１”に応じたオンレベル、または“０”に応じたオフレベルのいずれしかとり得ない。
なお、画素１１０に液晶素子１２０を用いる構成では、オンレベルが（必要に応じてオフレベルについても）正極性と負極性との２種類が必要となる場合もあるが、オンまたはオフのいずれかで駆動されることに変わりはない。

一方、本実施形態において、各画素について単位期間であるフレームは、図４に示されるサブフィールド構成をとる。詳細には、図４に示されるように、フレームが、時間的な順序でみて、第１グループから第４グループまでに分類されるとともに、各グループが、互いに重み（時間的な長さ）の異なる４つのサブフィールドにそれぞれ分割されている。なお、本実施形態では、各グループにおける４つのサブフィールドの重みは、時間的な順序でみて、例えば「１」、「２」、「３」、「４」にそれぞれ設定されている。
本実施形態では、フレームが計１６個のサブフィールドによって構成されることになるので、これらのサブフィールドを区別するために、時間的な順序でｓｆ１〜ｓｆ１６と表記する。
なお、走査線の単位期間であるフレームは、同期信号Ｓyncに含まれる垂直同期信号の周波数が６０Ｈｚであれば、その逆数に相当する１６．７ミリ秒に相当する。また、各画素におけるサブフィールドのオンまたはオフ駆動は、走査線の選択時になされるので、厳密にいえば、フレームは、時間的にみて走査線毎にタイミングが異なる。

上述したように、画素１１０において、走査線１１２が選択されたときに画素電極１１８に印加されたオンまたはオフレベルは、走査線１１２が再び選択されるまで保持される。したがって、画素１１０を、あるサブフィールドに応じた期間だけオンまたはオフ駆動の状態にさせるためには、走査線を選択して、液晶素子１２０にＳＦビットに応じた（データ信号の）オンまたはオフレベルを書き込んでから、再び当該走査線を選択するまでの期間を、当該サブフィールドに応じた期間とすれば良いことになる。

ここで、走査線を１、２、３、…、行目というように１行ずつ順番に選択する従来の順次駆動では、最も重みの小さいサブフィールドの時間内で全走査線の選択を完結する必要がある。
そこで、本実施形態では、走査線を、サブフィールドの幅に応じた行数だけ飛び越しながら走査する方式を採用している。
具体的には、第１に、飛び越し走査の繰り返し周期を、グループに相当するフレームの１／４期間に設定している。第２に、本実施形態では、走査線数が「１０００」であって、１グループを構成する４つのサブフィールドの重みがそれぞれ「１」、「２」、「３」、「４」であるから、各走査線については、図７に示されるように、４００、３００、２００、１００行ずつ順番に飛び越し走査しつつ、ある１つのサブフィールドのＳＦビットに応じた書き込みが、１／４期間で完了するようにしている。

ここで、図７（ｂ）は、走査線の１〜１０００行を縦軸にとり、時間を横軸としたときに、選択される走査線の時間的推移を示す図である。走査線の選択を仮に黒丸状のドットで示したとき、走査線は飛び越し走査されるので、走査線の時間的推移は、実際にはドットの非連続打点で示されるが、簡略的に表記するため、同図においては右下がりの実線で示している。
また、図７（ａ）は、１／４期間の期間Ｐ１〜Ｐ４において、走査線駆動回路１３０によって選択される走査線の行番号を示すテーブルである。換言すれば、タイミング制御回路２０によって選択が指定される走査線の順序を示す図である。

垂直走査期間の最初の第１番目の１／４期間における期間Ｐ１において、選択する走査線の起点を仮に１行目としたとき、１、４０１、７０１、９０１行目という順番で飛び越し走査をし、次に起点を１行シフトして２行目として、２、４０２、７０２、９０２行目という順番で飛び越し走査をし、以下同様な動作を、起点が１００行目となって、１００、５００、８００、１０００行目という順番で飛び越し走査をするまで繰り返す。
期間Ｐ１において、起点にかかる走査線（Ｌ１）の選択時にサブフィールドｓｆ１のＳＦビットに応じたデータ信号を書き込み、走査線（Ｌ１）に対して４００行飛び越した走査線（Ｌ２）の選択時にサブフィールドｓｆ１６のＳＦビットのデータ信号を書き込む。同様に、走査線（Ｌ２）に対して３００行飛び越した走査線（Ｌ３）の選択時にサブフィールドｓｆ１５のＳＦビットのデータ信号を書き込み、走査線（Ｌ３）に対して２００行飛び越した走査線（Ｌ４）の選択時にサブフィールドｓｆ１４のＳＦビットのデータ信号を書き込む。
期間Ｐ１において走査線（Ｌ１）の選択時には、ある垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられるが、走査線（Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）の選択時には、その１つ前の垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられる。

次の期間Ｐ２において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）については、期間Ｐ１の最後における（１００、５００、８００）行目から引く継ぐ一方、走査線（Ｌ４）については、期間Ｐ１の最後において１０００行目の走査線まで選択されたので、１行目の選択に戻る。このため、期間Ｐ２においては、１０１、５０１、８０１、１行目という順番で飛び越し走査をし、以下同様な動作を、起点が３００行目となって、３００、７００、１０００、２００行目という順番で飛び越し走査をするまで繰り返す。
なお、期間Ｐ２において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）の各選択時に、サブフィールドｓｆ１、ｓｆ１６、ｓｆ１５、ｓｆ２のＳＦビットに応じたデータ信号をそれぞれ書き込む。また、期間Ｐ２において、走査線（Ｌ１、Ｌ４）の選択時には、ある垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられるが、走査線（Ｌ２、Ｌ３）の選択時には、その１つ前の垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられる。

次の期間Ｐ３において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４）については、期間Ｐ２の最後における（３００、７００、２００）行目から引く継ぐ一方、走査線（Ｌ３）については、期間Ｐ２の最後において１０００行目の走査線まで選択されたので、１行目の選択に戻る。このため、期間Ｐ３においては、３０１、７０１、１、２０１行目という順番で飛び越し走査をし、以下同様な動作を、起点が６００行目となって、６００、１０００、３００、５００行目という順番で飛び越し走査をするまで繰り返す。
なお、期間Ｐ３において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）の各選択時に、サブフィールドｓｆ１、ｓｆ１６、ｓｆ３、ｓｆ２のＳＦビットに応じたデータ信号をそれぞれ書き込む。また、期間Ｐ３において、走査線（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４）の選択時には、ある垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられるが、走査線（Ｌ２）の選択時には、その１つ前の垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられる。

そして、期間Ｐ４において、走査線（Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４）については、期間Ｐ３の最後における（６００、３００、５００）行目から引く継ぐ一方、走査線（Ｌ２）については、期間Ｐ３の最後において１０００行目の走査線まで選択されたので、１行目の選択に戻る。このため、期間Ｐ４においては、６０１、１、３０１、１、５０１行目という順番で飛び越し走査をし、以下同様な動作を、起点が１０００行目となって、１０００、４００、７００、９００行目という順番で飛び越し走査をするまで繰り返す。
なお、期間Ｐ４において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）の各選択時に、サブフィールドｓｆ１、ｓｆ４、ｓｆ３、ｓｆ２のＳＦビットに応じたデータ信号をそれぞれ書き込む。また、期間Ｐ４において、走査線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）の選択時には、ある垂直走査期間に対応して供給された映像信号Ｖideoに基づくＳＦビットが用いられる。

第２番目の１／４期間では、第１番目の１／４期間からの引き継ぎでサブフィールドｓｆ２、ｓｆ３、ｓｆ４のＳＦビットの書き込みとともに、サブフィールドｓｆ５、ｓｆ６、ｓｆ７、ｓｆ８のＳＦビットの書き込みが実行される。
なお、図７（ｂ）では省略しているが、第３番目の１／４期間では、第２番目の１／４期間からの引き継ぎでサブフィールドｓｆ６、ｓｆ７、ｓｆ８のＳＦビットの書き込みとともに、サブフィールドｓｆ９、ｓｆ１０、ｓｆ１１、ｓｆ１２のＳＦビットの書き込みが実行され、第４番目の１／４期間では、第３番目の１／４期間からの引き継ぎでサブフィールドｓｆ１０、ｓｆ１１、ｓｆ１２のＳＦビットの書き込みとともに、サブフィールドｓｆ１３、ｓｆ１４、ｓｆ１５、ｓｆ１６のＳＦビットの書き込みが実行される。
このように第１番目から第４番目まで、１／４期間の動作が４回繰り返されると、１〜１０００行目に位置する各画素は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に応じた期間だけ階調レベルに応じたオンまたはオフ駆動の状態になるので、フレームで通したときの階調表示が可能となる。

さて、本実施形態では、信号Ｄaを８ビットとして、画素で表現すべき階調レベルを十進値で、最も暗い「０」から最も明るい「２５５」まで「１」刻みで２５６階調を指定するものとする。
一方、本実施形態におけるサブフィールドは、図４に示したとおりの構成である。このサブフィールド構成において、オンすべきサブフィールドの重みを累計した値の組み合わせは、「０」から「４０」までの「１」刻みの４１通りに過ぎない。このため、フレームにおける画素の平均的な透過率が、オン（オフ）駆動した期間の累算値だけで決まるのであれば、一見して２５６階調に対応できないようにみえる。
ただし、本実施形態で用いる液晶素子のように光学応答が比較的遅い素子では、フレームにおける平均的な透過率は、オン（オフ）駆動した期間の累算値ではなく、画素電極に印加したオンレベル（オフレベル）の積分値でほぼ比例して決まる。ノーマリーブラックモードにおいて例えば重み「２」に相当する期間で画素をオン駆動させるときを想定した場合、図５（ａ）に示されるように、重み「２」のサブフィールドｓｆ２だけでオン駆動したときの透過率積分値Ｔaは、図５（ｂ）に示されるように重み「１」のサブフィールドｓｆ１およびｓｆ９において離散的にオン駆動したときの透過率積分値ＴaおよびＴbの和よりも、実際には大きくなる。
換言すれば、ノーマリーブラックモードでは、重み「２」のサブフィールドを１つでオン駆動したときの透過率は、重み「１」のサブフィールドを２つでオン駆動したときの透過率よりも大きくなる。このため、オン駆動した期間の累算値が同じであっても、実際には、異なる階調を表現することができる。本実施形態では、このような液晶素子における光学応答特性を用いて、信号Ｄaで指定される階調レベルに対し、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６のそれぞれにおいて、図６で示されるようなＳＦビットに応じてオンまたはオフ駆動することによって、２５６階調を表現することにしている。

ここで、階調レベルを指定する信号Ｄaを、図６で示されるような１６ビットのＳＦビットに変換してメモリーに記憶するとともに、走査線の選択時において、当該選択にかかるサブフィールドのＳＦビットを読み出し、画素のオンまたはオフ駆動を指定する従来構成では、当該構成におけるメモリーに、少なくとも全画素数である縦１０００行×横１５００列のそれぞれに、１６ビットのＳＦデータを記憶させる必要がある。このため、メモリーに多くの記憶容量が必要となってしまう。
そこで、本実施形態では、第１に、メモリー４０に、ＳＦビットではなく、ＳＦコードというものを記憶させることとした。

このＳＦコードは、図６に示されるように、各階調レベルに対応した４桁の数字からなる。このうち、４桁目は、重みが「１」であるサブフィールドｓｆ１、ｓｆ５、ｓｆ９、ｓｆ１３においてオンすべきサブフィールドの数を示し、３桁目は、重みが「２」であるサブフィールドｓｆ２、ｓｆ６、ｓｆ１０、ｓｆ１４においてオンすべきサブフィールドの数を示している。このため、ＳＦコードの４、３桁目の数字は、重み「１」、「２」の重み対応部分となる。
同様に２（１）桁目は、重みが「３」（「４」）であるサブフィールドｓｆ３、ｓｆ７、ｓｆ１１、ｓｆ１５（ｓｆ４、ｓｆ８、ｓｆ１２、ｓｆ１６）においてオンすべきサブフィールドの数を示している。このため、ＳＦコードの２（１）桁目の数字は、重み「３」（「４」）の重み対応部分となる。
なお、ここでは、ＳＦコードの各重み対応部分は、対応する「重み」における４つのサブフィールドのうち、オンで駆動すべきサブフィールドの数を示しているが、オフで駆動すべきサブフィールド数としても良いのはもちろんである。もっとも、オン駆動とオフ駆動と表裏一体の関係にあるので、オンで駆動すべきサブフィールドに基づく数とは、オンで駆動すべきサブフィールド数のみならず、オフで駆動とすべきサブフィールドの数も含む概念であることはいうまでもない。
また、ＳＦコードにおける各桁の数字は、「０」、「１」、「２」、「３」、「４」のいずれかであるから、ここでは３ビットで表すことにしている。ＳＦコードは、本実施形態では、４桁であるから、１２（＝３×４）ビットで表すことができる。

図１において、エンコーダー３０は、画像前処理部２５によって前処理された信号ＤaをＳＦコードに変換するものである。

メモリー４０には、エンコーダー３０によって変換されたＳＦコードがタイミング制御回路２０によって同期信号Ｓyncにしたがって記憶される。映像信号Ｖideoは、同期信号Ｓyncに同期した画素の順で供給されるので、その前処理が施された信号Ｄaについても、同期信号Ｓyncに同期して供給されるためである。
また、メモリー４０からは、記憶されたＳＦコードがタイミング制御回路２０による制御にしたがって適宜読み出される。タイミング制御回路２０が上述したように走査線駆動回路１３０による選択走査線を指定するので、この指定に合わせてメモリー４０から画素１行分のＳＦコードが読み出されるのである。

一方、ＳＦコードの各重み対応部分の数字は、対応する「重み」における４つのサブフィールドのうち、オンすべきサブフィールドの数を示してはいるものの、どのグループに属するサブフィールドをオンすべきかについてまでは規定していない。
このため、本実施形態では、図４に示されるように、第１〜第４グループに、優先度の高いものが小さい番号となるような順位が予め付与されている。そして、オンすべきサブフィールドの数から、どのグループに属するサブフィールドをオンするかを、当該順位にしたがって規定することにしている。

例えば、階調レベル「２」は、図６に示されるように「２０００」のＳＦコードに変換されるが、このうち、重みが「１」に対応する４桁目の「２」は、重みが「１」である４つのサブフィールドのうち、オンすべきサブフィールドの数が「２」であることを示している。第１〜第４グループの順位は、優先度の高いものから順番に、第１グループ→第３グループ→第２グループ→第４グループという順位付けがなされているので、ＳＦコードにおける４桁目の「２」は、優先度が高い第１グループに属するサブフィールドｓｆ１および第３グループに属するサブフィールドｓｆ９についてはオン駆動を指定し、優先度の低い第４グループに属するサブフィールドｓｆ１３および第２グループに属するサブフィールドｓｆ５についてはオフ駆動を指定することになる。
一方、ＳＦコードの「２０００」のうち、３桁目の「０」は、重みが「２」であるサブフィールドｓｆ２、ｓｆ６、ｓｆ１０、ｓｆ１４において、オンすべきサブフィールドの数が「０」であることを示している。同様に、２桁目の「０」は、重みが「３」であるサブフィールドｓｆ３、ｓｆ７、ｓｆ１１、ｓｆ１５において、１桁目の「０」は、重みが「４」であるサブフィールドｓｆ４、ｓｆ８、ｓｆ１２、ｓｆ１６において、それぞれオンすべきサブフィールドの数が「０」であることを示している。
したがって、階調レベル「２」に対応するＳＦコードの「２０００」は、サブフィールドｓｆ１、ｓｆ９においてオン駆動を指定し、他のサブフィールドｓｆ２〜ｓｆ８、ｓｆ１０〜ｓｆ１６においてオフ駆動を指定することになる。

さて、図１におけるデコーダー５０は、変換部５２と順位記憶部５４とを有する。このうち、順位記憶部５４は、第１〜第４グループについての順位を記憶する。変換部５２は、メモリー４０から読み出されたＳＦコードを、タイミング制御回路２０によって通知されたサブフィールドの番号Ｓfnと、順位記憶部５４に記憶されたグループの順位とを用いて、該番号Ｓfnのサブフィールドに対応するＳＦビットに変換する。
なお、このＳＦコードをＳＦビットに変換する処理の詳細については後述する。

次に、電気光学装置１０の動作について説明する。
まず、外部上位回路から供給された映像信号Ｖideoは、画像前処理部２５によって前処理されて、信号Ｄaとしてエンコーダー３０に入力されて、階調レベルに応じたＳＦコードに変換される。
ＳＦコードについては、映像信号Ｖideoに対して、画像前処理部２５おける処理およびエンコーダー３０における変換に要する時間だけ遅延して出力されるので、ＳＦコードも、同期信号Ｓyncに同期して変換されると考えてよい。このため、タイミング制御回路２０は、変換されたＳＦコードを同期信号Ｓyncにしたがってメモリー４０に逐次記憶させる。

一方、タイミング制御回路２０は、表示パネル１００の駆動に合わせて、メモリー４０に記憶されたＳＦコードを読み出す。
詳細には、タイミング制御回路２０は、第１に、走査線駆動回路１３０に対して図７（ａ）に示される順番で走査線１１２を選択するように制御する。タイミング制御回路２０は、このような走査線の選択制御に際し、第２に、選択走査線に位置する１〜１５００列の画素１行分のＳＦコードを事前にメモリー４０から読み出し、第３に、走査線の選択に際し、どのサブフィールドに対する書き込みであるのかを示すＳＦナンバーＳfnをデコーダー５０に通知する。

次に、デコーダー５０におけるＳＦビットＤbへの変換処理について説明する。図８は、当該変換処理を示すフローチャートである。
なお、この変換処理は、１画素分を示している。上述したように、走査線の選択に際し、１行分のＳＦコードが読み出される。このため、デコーダー５０は、走査線が１行選択されるときに、この変換処理を当該１行分の画素のＳＦコードについて実行することになる。

まず、図８において、変換部５２は、通知されたＳＦナンバーＳfnから、当該ＳＦナンバーＳfnで示されるサブフィールドの重みを特定するとともに、当該サブフィールドが属するグループの順位を順位記憶部５４から取得する（ステップＳａ１）。例えば、通知されたＳＦナンバーＳfnが「９」であれば、サブフィールドｓｆ９を示しているから、変換部５２は、その重みが「１」であること（図４参照）を特定し、当該サブフィールドｓｆ９が属する第３グループの順位が「２」であることを取得する。

変換部５２は、読み出されたＳＦコードのうち、特定した重みに対応する部分、すなわち重み対応部分を抽出する（ステップＳａ２）。例えば、読み出されたＳＦコードが階調レベル「２」に対応する「２０００」であって、通知されたＳＦナンバーＳfnが「９」であれば、変換部５２は、重み「１」に対応する４桁目の「２」を重み対応部分として抽出する。

続いて、変換部５２は、重み対応部分が「０」であるか否か（ステップＳａ３）、「１」であるか否か（ステップＳａ４）、「２」であるか否か（ステップＳａ５）、「３」であるか否か（ステップＳａ６）、を順次判別する。
なお、重み対応部分がステップＳａ３〜Ｓａ６において、いずれもＮｏと判別されるとしたら、当該重み対応部分は、「０」、「１」、「２」、「３」のいずれでもない、すなわち「４」であることを意味している。

変換部５２は、重み対応部分「０」であるとき、取得したグループの順位とは無関係にＳＦビットＤbを「０」とする（ステップＳａ１０）。
変換部５２は、重み対応部分が「１」であるとき、取得したグループの順位が「１」であるか否かを判別し（ステップＳａ７）、Ｙｅｓであれば、ＳＦビットＤbを「１」とし（ステップＳａ１１）、Ｎｏであれば（順位が「２」、「３」または「４」であれば）、ＳＦビットＤbを「０」とする（ステップＳａ１０）。
変換部５２は、重み対応部分が「２」であるとき、取得したグループの順位が「２」以下であるか否かを判別し（ステップＳａ８）、Ｙｅｓであれば（順位が「１」または「２」であれば）、ＳＦビットＤbを「１」とし（ステップＳａ１１）、Ｎｏであれば（順位が「３」または「４」であれば）、ＳＦビットＤbを「０」とする（ステップＳａ１０）。
変換部５２は、重み対応部分が「３」であるとき、取得したグループの順位が「３」以下であるか否かを判別し（ステップＳａ９）、Ｙｅｓであれば（順位が「１」、「２」または「３」であれば）、ＳＦビットＤbを「１」とし（ステップＳａ１１）、Ｎｏであれば（順位が「４」であれば）、ＳＦビットＤbを「０」とする（ステップＳａ１０）。
なお、変換部５２は、重み対応部分が「４」であるとき（ステップＳａ６の判別結果がＮｏであるとき）、取得したグループの順位とは無関係にＳＦビットＤbを「１」とする（ステップＳａ１１）。

ＳＦビットＤbへの変換については、ある行の走査線が選択される前に、メモリー４０から読み出される１〜１５００列の画素に対応したＳＦコードのそれぞれ実行される。これにより、データ線駆動回路１４０には、当該走査線が選択される前において、当該走査線に対応する１〜１５００列の画素に対応し、かつ、当該選択において書き込むべきサブフィールドに対応したＳＦビットＤbが供給される。

データ線駆動回路１４０は、当該１行分のＳＦビットＤbを、それぞれオンまたはオフレベルのデータ信号に変換するとともに、当該行の走査線が選択されたときに１〜１５００列のデータ線１１４に供給する。すなわち、データ線駆動回路１４０は、ＳＦビットが“１”であればオンレベルのデータ信号に、“０”であればオフレベルのデータ信号に変換して、該当するデータ線１１４に供給する。
当該行の走査線が選択されたとき、データ線１１４に供給されたデータ信号は、当該行に対応するＴＦＴ１１６が導通状態となることによって液晶素子１２０の画素電極１１８に印加され、これにより、当該液晶素子１２０は、オンまたはオフ駆動される。
なお、当該走査線の選択が終了すると、ＴＦＴ１１６が非導通状態となるが、液晶素子１２０は、ＴＦＴ１１６の導通状態であったときに画素電極１１８に印加された電圧を容量性によって保持するので、次回走査線が再び選択されるまで、オンまたはオフ駆動が維持される。

１／４フレーム期間の各々において、各走査線は、それぞれ図７（ａ）で示される順番で選択されるとともに、各選択時においてサブフィールドに応じたＳＦビットが書き込まれる。これにより、各画素は、ＳＦビットに応じてオンまたはオフ駆動されるとともに、このような駆動動作がサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６のそれぞれにおいて繰り返し実行される。
こうして、各画素は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６のそれぞれにおいて、ＳＦビットに応じてオンまたはオフ駆動されるので、フレームを単位期間としてみたときの平均的な透過率は、階調レベルに応じた値となって、これにより階調が表現されることとなる。

本実施形態によれば、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々に対応する１６ビットではなく、オンすべきサブフィールド数を重み毎に規定する１２ビットのＳＦコードが、メモリー４０に記憶されるので、その記憶容量を大幅に減らすことができ、これにより、低コスト化を図ることが可能となる。

本実施形態において、ＳＦコードは、グループを構成するサブフィールドに対応させて４桁であって、各桁がとり得る値は「０」〜「４」である。したがって、ＳＦコードの組み合わせは、本実施形態では、６２５（＝５^４）通りであるので、実際には１０ビットもあれば、対応関係を確保するのに十分である。したがって、ＳＦコードそれ自体ではなく、ＳＦコードに対応付けられて当該ＳＦコードを一意に特定するためのデータを、メモリーに記憶させるとともに、このデータから一意に特定されるＳＦコードを用いてＳＦビットに変換する、という構成でもよい。
なお、ＳＦコードをデータに、またはその逆に、データからＳＦコードに一意に変換するためには、ルックアップテーブルなどにより予め対応関係を規定するとともに、この対応関係を参照する構成とすればよい。

一般に、サブフィールド毎にオンまたはオフ駆動することによって階調を表現する構成では、フレームにおけるオン（オフ）駆動の重心が階調レベルに増減に伴ってシフトすると、いわゆる疑似輪郭が現れ、表示品位の低下を招く。
これに対して、本実施形態では、各グループに予め優先順位を付与しておく一方、ある重みのサブフィールドにおいて、オンすべきサブフィールドについては、ＳＦコードの当該重み対応部分で示される数の分が、当該順位にしたがったグループの順で規定される。このため、優先順位の高いグループに属するサブフィールドほど、オンする傾向が強まる。換言すれば、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６を１単位としてみたときに、オン駆動の重心が優先順位の高いグループに集中する傾向になるので、いわゆる疑似輪郭の発生を抑えることが可能となる。

なお、上述した実施形態では、メモリー４０からＳＦコードの４桁を読み出す構成としたが、図８の変換処理で用いるのは、ＳＦナンバーＳfnで示されるサブフィールドの重み対応分だけである。したがって、実際には、メモリー４０からは、ＳＦナンバーＳfnで示されるサブフィールドの重み対応分だけを読み出す構成としてもよい。

＜応用・変形＞
上述した実施形態では、次のように様々な応用や変形が可能である。

例えば、順位については、各重みで共通化するのではなく、重み毎にそれぞれ別々に規定してもよい。特に階調レベルが増加するにしたがって、小さな重みのサブフィールドから大きな重みのサブフィールドで順次オンさせる構成においては、ある重みについて着目して、当該着目重みのサブフィールドをオンさせるときに、当該着目重みよりも１ランク小さい重みに対応する順位を、それまでの階調レベルの順位から変更してもよい。

例えば、図９および図１０に示されるように、階調レベルの範囲をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、階調レベルが「０」〜「２」の範囲Ａでは、重み「１」のサブフィールドを順位にしたがってオンさせて、階調レベルが範囲Ｂの「３」に至ったときに重み「２」のサブフィールドを順位にしたがってはじめてオンさせているが、階調レベルが「３」以上において重み「１」のサブフィールドの順位を、それまでの範囲Ａの順位から変更するのである。
異なる重みの順位が同一であると、オン駆動となるサブフィールドの重心が、順位の高い第１グループに過度に偏ってしまう場合がある。オン駆動となるサブフィールドの重心が、時間的に特定の位置に過度に集中すると、それが表示品位に悪影響を及ぼす場合がある。
これに対して、ある重みのサブフィールドをオンさせるときに、当該重みよりも１ランク小さい重みに対応する順位を変更する構成にすると、基本的には、重みの大きなサブフィールドについては特定のグループに集中し、重みの小さいサブフィールドについては分散するので、オン駆動となるサブフィールドの重心が特定の位置に過度に集中するのを抑えることが可能となる。

なお、図９および図１０の例では、階調レベルが範囲Ｃの「Ｋ」に至ったときに、重み「３」のサブフィールドを順位にしたがってはじめてオンさせるとともに、階調レベルが「Ｋ」以上において、１ランク小さい重み「２」のサブフィールドの順位を、それまでの範囲Ｂの順位から変更している点、および、階調レベルが範囲Ｄの「Ｌ」に至ったときに重み「４」のサブフィールドを順位にしたがってはじめてオンさせるとともに、階調レベルが「Ｌ」以上において、１ランク小さい重み「３」のサブフィールドの順位を、それまでの範囲Ｃの順位から変更している点がそれぞれを示されている。
また、図９および図１０の例において、範囲Ｃにおいて重み「１」のサブフィールドの順位を範囲Ｂの順位から変更してもよいし、範囲Ｄにおいて重み「１」および「２」のサブフィールドの順位を範囲Ｃの順位から変更してもよい。

ＳＦコードをＳＦビットに変換するルールを、互いに隣接する画素同士で異ならせてもよい。
隣接する画素同士でＳＦビットへの変換ルールが同じであると、例えば同じ階調レベルとなる画素が広範囲にわたるような表示をする場合に、当該範囲にわたった画素がすべて同じようにオン／オフ駆動されるので、疑似輪郭やフリッカーとして視認される可能性がある。
これに対して、隣接する画素同士でＳＦビットへの変換ルールを異ならせると、上記のような表示をする場合であっても、オン駆動となるサブフィールドの重心が空間的に分散し、平均化されるので、疑似輪郭等の発生を抑えることが可能となる。
ここで、ＳＦコードをＳＦビットに変換するルールを、互いに隣接する画素同士で異ならせる具体的な手法としては、例えば図１１に示されるように、奇数行奇数列、奇数行偶数列、偶数行奇数列、偶数行偶数列のように画素の位置に応じて順位をローテーションさせる関係とすればよい。
このように画素の位置に応じて順位を設定すると、図１２に示されるように、オンとなるサブフィールドの重心が画素の位置に応じて順次シフトするので、疑似輪郭等の発生を適切に抑えることが可能となる。

デコーダー５０については、ＳＦコードからＳＦビットへの変換を、順位にしたがって変換部５２が処理するのではなく、図１３で示されるように、ルックアップテーブル５６を参照して出力する構成としてもよい。このルックアップテーブル５６は、順位を考慮した対応関係を予め記憶するものであり、ＳＦコード（重み対応部分）を、番号Ｓfnで通知されたサブフィールドに対応するＳＦビットに変換するものである。この構成では、ルックアップテーブル５６がデコーダー５０の機能を負うことになる。

また、実施形態では、グループ数を示すｐを「４」とし、１グループが有するサブフィールド数を示すｑを「４」として、１フレームを４×４の１６個のサブフィールドから構成される例をとって説明したが、これに限られない。重みについても「１」、「２」、「４」、「８」、…のように２のべき乗に設定してもよい。

順位についても、優先度の高いものが小さい番号となるもの以外でもよい。要は、ＳＦコードの重み対応部分から、順位に応じて画素のオン（またはオフ）駆動を指定できるものであればよい。

画素１１０を構成する液晶素子１２０は、透過型に限られず反射型であってもよいし、ノーマリーブラックモードに限られず、ノーマリーホワイトモードであってもよい。
さらに、画素１１０としては、液晶素子に限られず、ＳＦビットに応じてオンまたはオフ駆動が可能な素子であれば良い。例えば有機ＥＬ素子や、プラズマディスプレイ、オンまたはオフ駆動に応じてミラーが傾くとともに一方の駆動状態のときだけ入射光を反射させるミラー素子などにも適用可能である。

また、走査線駆動回路１３０については、アドレスデコーダーに限られず、シフトレジスタによって順次転送されるパルスを、４種のイネーブル信号によって４つに切り分け、走査信号として出力する構成でもよい。また、画素１１０として光学応答が速い素子を用いるのであれば、図７に示したような飛び越し走査ではなく、順次走査であってもよい。

＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置を用いた電子機器の一例として、電気光学装置をライトバルブとして用いたプロジェクターについて説明する。図１４は、このプロジェクターの構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクター２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイックミラー２１０８によってＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離されて、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにそれぞれ導かれる。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。

このプロジェクター２１００では、表示パネル１００を含む電気光学装置が、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応して３組設けられる。そして、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応する映像信号がそれぞれ外部上位回路から供給されて、ＳＦコードに変換後、メモリーに記憶されるとともに、読み出されてＳＦビットに変換される構成となっている。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの構成は、上述した表示パネル１００と同様であり、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応するＳＦビットに応じて、サブフィールド毎にそれぞれ駆動されるものである。
ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ２１１４によってカラー画像が投射されることとなる。

なお、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８によって、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。また、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１００Ｇの透過像はそのまま投射されるので、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂによる水平走査方向は、ライトバルブ１００Ｇによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する構成となっている。

電子機器としては、図１４を参照して説明した他にも、テレビジョンや、ビューファインダー型・モニタ直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種の電子機器に対して、上記電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。

１０…電気光学装置、２０…タイミング制御回路、３０…エンコーダー、４０…メモリー、５０…デコーダー、５２…変換部、５４…順位記憶部、５６…ルックアップテーブル、１００…表示パネル、１１０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１２０…液晶素子、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、２１００…プロジェクター

Claims (8)

1. フレームを構成する複数のサブフィールド毎に、サブフィールドビットにしたがって画素をオン駆動またはオフ駆動する電気光学装置であって、
   前記フレームをｐ個のグループで構成するとともに、各グループを予め定められた重みのｑ個のサブフィールドでそれぞれ構成し、
   前記画素の階調レベルを指定する信号を、オン駆動すべきサブフィールドに基づく数の重み対応部分を重み毎に示すサブフィールドコードに、変換するエンコーダーと、
   前記サブフィールドコードまたは前記サブフィールドコードを特定するためのデータを記憶するメモリーと、
   一のサブフィールドでは、
   前記メモリーに記憶されたサブフィールドコードのうち、または、前記メモリーに記憶されたデータにより特定されるサブフィールドコードのうち、当該一のサブフィールドの重み対応部分を、当該一のサブフィールドに対応するサブフィールドビットに変換するデコーダーと、
   を具備することを特徴とする電気光学装置。
2. 前記ｐ個のグループには、予め順位が定められ、
   前記デコーダーは、当該一のサブフィールドの属するグループの順位が当該一のサブフィールドの重み対応部分の示す数の範囲内にあれば、当該重み対応部分を、オン駆動を指定するサブフィールドビットに変換する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記ｐ個のグループに定められた順位は、重み毎にも定められている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
4. 前記デコーダーが、一の階調レベルで一の重み対応部分を、オン駆動を指定するサブフィールドビットに変換するとき、
   当該一の階調レベル以上において当該一の重みよりも小さい重みの順位は、当該一の階調レベルより小さかったときの順位から変更される
   ことを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記デコーダーは、
   前記順位を記憶する順位記憶部と、
   前記順位記憶部に記憶された順位を用いて、当該重み対応部分をサブフィールドビットに変換する変換部と
   を有することを特徴とする請求項２、３または４に記載の電気光学装置。
6. 前記順位は、隣接する画素同士において互いに異なるように設定される
   ことを特徴とする請求項２、３または４に記載の電気光学装置。
7. フレームを構成する複数のサブフィールド毎に、サブフィールドビットにしたがって画素をオン駆動またはオフ駆動する電気光学装置の駆動方法であって、
   前記フレームをｐ個のグループで構成するとともに、各グループを予め定められた重みのｑ個のサブフィールドでそれぞれ構成し、
   前記画素の階調レベルを指定する信号を、オン駆動すべきサブフィールドに基づく数の重み対応部分を重み毎に示すサブフィールドコードに、変換し、
   前記サブフィールドコードまたは前記サブフィールドコードを特定するためのデータをメモリーに記憶させ、
   一のサブフィールドでは、
   前記メモリーに記憶させたサブフィールドコードのうち、または、前記メモリーに記憶させたデータにより特定されるサブフィールドコードのうち、当該一のサブフィールドの重み対応部分を、当該一のサブフィールドに対応するサブフィールドビットに変換する
   ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の電気光学装置を有する電子機器。

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