JP2017003926A - 電気光学装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】オーバードライブ処理を適用した液晶表示装置において、当該処理に必要とされるメモリの記憶容量を低減する。【解決手段】プロジェクター1は、液晶パネル10Rと、液晶パネル10Rから射出される光の光路を変更可能な光路シフト素子100と、画像処理部11とを備える。光路シフト素子100は、1フレームを4分割した第1〜第4の単位期間Ta〜Tdの各々において、表示画面の異なる位置に光が到達するように画素シフトを行う。画像処理部11は、高解像度画像信号VIDHを低解像度画像信号VIDLに変換する変換部11Aと、低解像度画像信号VIDLに画素シフトの状態に応じたオーバードライブ処理を施して出力画像信号Drを生成する。【選択図】図1
Description
本発明は、電気光学装置及びその制御方法に関する。
液晶表示装置は、一対の基板のうち、一方の基板において画素毎に画素電極がマトリクス状に配列し、他方の基板において対向電極が各画素にわたって共通となるように設けられている。そして、画素電極と対向電極とで液晶を挟持した構成となっている。このような構成において、画素電極と対向電極との間に、表示すべき階調に応じた電圧を印加・保持させると、液晶分子の配向状態が画素毎に規定される。これにより、画素の透過率又は反射率が制御される。一般に液晶に電圧を印加してから、液晶分子の配向状態が変化するまでには時間がかかるため、液晶表示装置は、応答速度が遅く、フレーム周波数に対応する書き込み時間で応答が終了しないことがある。これを解決するために、1フレーム前の画像信号と現在のフレームの画像信号とを比較し、目的の透過率へ遷移させるために必要な駆動電圧より大きい(小さい)電圧を補償することで、1フレームで応答を終了させるオーバードライブ処理が知られている(特許文献1参照)。
ところで、擬似的に解像度を高める技術として、プロジェクターなどでは、光学的に表示位置をシフトさせる光路シフト素子を用いる画素シフトが知られている。画素シフトでは、1フレームを複数の単位期間に分割し、単位期間ごとに画素シフトの状態が相違するように光路シフト素子を制御する。上述したオーバードライブ処理をそのまま画素シフトに適用すると、入力する画像信号を1フレーム遅延させた画像信号と現在の画像信号とに基づいて、オーバードライブ処理用いる画像信号を生成することになる。
しかしながら、画素シフトでは、入力された画像信号に基づいて単位期間ごとに液晶パネルに供給する画像信号を生成する。従って、入力する画像信号とその1フレーム過去の画像信号とに基づいてオーバードライブ処理を実行しても、画素シフトに適用することができないといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画素シフト及びオーバードライブ処理を適用した電気光学装置を提供することを解決課題とする。
しかしながら、画素シフトでは、入力された画像信号に基づいて単位期間ごとに液晶パネルに供給する画像信号を生成する。従って、入力する画像信号とその1フレーム過去の画像信号とに基づいてオーバードライブ処理を実行しても、画素シフトに適用することができないといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、画素シフト及びオーバードライブ処理を適用した電気光学装置を提供することを解決課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る電気光学装置は、複数の画素が配列された電気光学パネルと、前記電気光学パネルから射出される光の光路を変更可能な光路シフト素子と、高解像度画像信号の1フレーム期間を第1の単位期間と前記第1の単位期間に続く第2の単位期間とを含む複数の単位期間に分割し、前記電気光学パネルの所定の画素から射出された光が、表示画面の第1位置に到達する画素シフトの状態を第1状態、表示画面の前記第1位置と異なる第2位置に到達する画素シフトの状態を第2状態としたとき、前記第1の単位期間において前記第1状態となり、前記第2の単位期間において前記第2状態となるように前記光路シフト素子を駆動する光路シフト素子駆動部と、高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換し、前記低解像度画像信号に応じて前記複数の画素を制御する出力画像信号を生成する画像処理部とを備え、前記画像処理部は、前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を施して、前記出力画像信号を生成することを特徴とする。
この態様によれば、光路シフト素子は、高解像度画像信号の1フレーム期間を複数の単位期間に分割し、単位期間毎に画素シフトの状態を切り替える。そして、画素シフトの状態に応じて、電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を施して、出力画像信号を生成するので、画素シフトによる疑似的な高解像度化を実現しつつ、オーバードライブ処理による電気光学パネルの応答特性の改善することができる。
ここで、電気光学パネルとは、電気エネルギーによって光学特性が変化するパネルであい、例えば、液晶パネルが該当する。また、「電気光学パネルの応答特性を補償する」とは、応答特性を改善するとの意味である。例えば、電気光学パネルの応答遅延時間が10msである場合に、応答遅延時間が0msになる必要はなく、10ms未満になれば電気光学パネルの応答特性が補償されたことになる。また、「前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を施」すとは、オーバードライブ処理の内容が異なることの他、所定の状態では、オーバードライブ処理を実行しないことを含む概念である。
ここで、電気光学パネルとは、電気エネルギーによって光学特性が変化するパネルであい、例えば、液晶パネルが該当する。また、「電気光学パネルの応答特性を補償する」とは、応答特性を改善するとの意味である。例えば、電気光学パネルの応答遅延時間が10msである場合に、応答遅延時間が0msになる必要はなく、10ms未満になれば電気光学パネルの応答特性が補償されたことになる。また、「前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を施」すとは、オーバードライブ処理の内容が異なることの他、所定の状態では、オーバードライブ処理を実行しないことを含む概念である。
上述した電気光学装置の一態様において、前記画像処理部は、前記高解像度画像信号を変換して前記低解像度画像信号を生成する変換部と、前記変換部から出力される前記低解像度画像信号を記憶する低解像度画像信号記憶部を有し、前記オーバードライブ処理の対象となる対象画素の前記低解像度画像信号と、前記低解像度画像信号記憶部から読み出した直前の画素シフトの状態における前記対象画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記オーバードライブ処理を施した前記出力画像信号を生成するオーバードライブ処理部を備え、前記低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、一画面分の前記高解像度画像信号を記憶する記憶容量よりも少ないことが好ましい。
電気光学パネルの応答特性を補償するためには、直前の画像シフトの状態において電気光学パネルがどのように駆動されているかを知る必要がある。この態様によれば、低解像度画像信号を記憶する低解像度画像信号記憶部を用いて、直前の画素シフトの状態における対象画素の低解像度画像信号を特定することができるので、適切にオーバードライブ処理を施すことが可能となる。
また、低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、高解像度画像信号の一画面分の記憶容量よりも少ないので、高解像度画像信号を記憶する場合と比較して、記憶容量を大幅に削減することができる。すなわち、画素シフトとオーバードライブ処理とを組み合わせることによって、記憶容量の削減が可能となる。
また、低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、高解像度画像信号の一画面分の記憶容量よりも少ないので、高解像度画像信号を記憶する場合と比較して、記憶容量を大幅に削減することができる。すなわち、画素シフトとオーバードライブ処理とを組み合わせることによって、記憶容量の削減が可能となる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記低解像度画像信号記憶部は、少なくとも一画面分の前記低解像度画像信号を記憶する記憶容量を有することが好ましい。この態様によれば、一画面分の低解像度画像信号を保持できるので、直前の画素シフトの状態における対象画素の低解像度画像信号を容易に特定できる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記画像処理部は、前記高解像度画像信号を変換して前記低解像度画像信号を生成する変換部と、前記オーバードライブ処理を実行するオーバードライブ処理部とを備え、前記オーバードライブ処理部は、前記変換部から出力される前記低解像度画像信号を記憶する低解像度画像信号記憶部と、前記低解像度画像信号記憶部から読み出され、オーバードライブ処理の対象となる対象画素の前記低解像度画像信号及び前記対象画素の周囲の画素の前記低解像度画像信号に基づいて、直前の画素シフトの状態において、オーバードライブ処理の対象となる対象画素に表示すべき階調を示す推定低解像度画像信号を生成する推定部とを有し、前記推定低解像度画像信号と現在の前記対象画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記オーバードライブ処理を施した前記出力画像信号を生成し、前記低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、一画面分の前記高解像度画像信号を記憶する記憶容量よりも少ないことが好ましい。
高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換する場合、画素シフトのある状態と画素シフトの次の状態では、低解像度画像信号及び出力画像信号に内容が変化する。このため、本来、低解像度画像信号を一画面分記憶する必要がある。この態様では、オーバードライブ処理の対象となる対象画素とその周囲の画素の低解像度画像信号に基づいて、直前の画素シフトの状態において、対象画素に表示すべき階調を示す推定低解像度画像信号を推定したので、低解像度画像信号を記憶する記憶容量を大幅に削減することが可能となる。例えば、少なくとも2ライン分の低解像度画像信号を記憶できれば、推定が可能となる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記画像処理部は、前記高解像度画像信号にプリオーバードライブ処理を施すプリオーバードライブ処理部と、前記プリオーバードライブ処理部から出力される高解像度画像信号を前記低解像度画像信号に変換する変換部とを備え、前記プリオーバードライブ処理は、対象画素の前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態において前記対象画素に表示すべき階調を示す前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号とに基づいて実行される処理であって、当該プリオーバードライブ処理部から出力する前記高解像度画像信号を前記変換部において前記低解像度画像信号に変換すると、前記出力画像信号に前記オーバードライブ処理が施された状態となるように、前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償することが好ましい。
低解像度画像信号は、高解像度画像信号に解像度を変換する処理を施すことによって生成される。しかも、1フレームの高解像度画像信号に基づいて、複数の画素シフトの状態に応じた低解像度画像信号が生成される。上述した発明の一態様は、この点に着目してなれたものである。この態様によれば、高解像度画像信号に予めプリオーバードライブ処理を施すことによって、当該高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換して、オーバードライブ処理が施された低下解像度画像信号を生成することが可能となる。この場合、プリオーバードライブ処理で必要となるのは、1フレーム内の高解像度画像信号であるので、処理に要する記憶容量を削減することが可能となる。
上述した電気光学装置の一態様において、前記画像処理部は、前記高解像度画像信号にプリオーバードライブ処理を施すプリオーバードライブ処理部と、前記プリオーバードライブ処理部から出力される高解像度画像信号を前記低解像度画像信号に変換する変換部と、前記変換部から出力される前記低解像度画像信号に前記オーバードライブ処理を施すオーバードライブ処理部とを備え、前記プリオーバードライブ処理は、対象画素の前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態において前記対象画素に表示すべき階調を示す前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号とに基づいて実行される処理であって、当該プリオーバードライブ処理部から出力する前記高解像度画像信号を前記変換部において前記低解像度画像信号に変換すると、前記画素シフトの状態に応じて前記電気光学パネルの応答特性を補償された前記出力画像信号が得られるように前記高解像度画像信号を生成し、前記オーバードライブ処理は、前記対象画素を除く画素の前記低解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態における当該画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記画素シフトの状態に応じて前記電気光学パネルの応答特性を補償して、前記出力画像信号を生成することを特徴とする。
この態様によれば、プリオーバードライブ処理の対象とならない画素についてオーバードライブ処理を施すことができる。このように排他的に処理を実行することによって、電気光学パネルの応答特性を改善することが可能となる。例えば、プリオーバードライブ処理は面内について実行し、オーバードライブ処理は面外について実行してもよい。この場合は、プリオーバードライブ処理部の記憶容量を削減すると共に、オーバードライブ処理部の処理負荷を低減することが可能となる。
また、上述した発明の一態様は、電気光学装置の制御方法としても捉えることができる。そのような電気光学装置の制御方法の一態様は、複数の画素が配列された電気光学パネルと、前記電気光学パネルから射出される光の光路を変更可能な光路シフト素子とを備えた電気光学装置を制御する方法であって、高解像度画像信号の1フレーム期間を第1の単位期間と前記第1の単位期間に続く第2の単位期間とを含む複数の単位期間に分割し、前記電気光学パネルの所定の画素から射出された光が、表示画面の第1位置に到達する画素シフトの状態を第1状態、表示画面の前記第1位置と異なる第2位置に到達する画素シフトの状態を第2状態としたとき、前記第1の単位期間において前記第1状態となり、前記第2の単位期間において前記第2状態となるように前記光路シフト素子を駆動し、高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換し、前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を前記低解像度画像信号に施して、前記複数の画素を制御する出力画像信号を生成することを特徴とする。
添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。図面においては、各部の寸法の比率は実際のものとは適宜に異ならせてある。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る投写式表示装置(以下、プロジェクターという。)1の構成例を説明する。図1は、プロジェクター1の構成例を示す説明図である。プロジェクター1では、オーバードライブ処理を採用するとともに、後述する光学的な画素シフトを行うことによって、オーバードライブ処理に要するメモリの記憶容量を削減している。
プロジェクター1は、照明装置20と分離光学系40と三個の液晶パネル10R,10G,10Bと投射光学系60とを備える。プロジェクター1の内部には、例えばハロゲンランプ等の白色光源からなる照明装置20が設けられ、照明装置20から射出された白色光(可視光)は、内部に配置された三個のミラー41,42,45及びダイクロイックミラー43,44によって赤(以下、Rという。)、緑(以下、Gという。)、青(以下、Bという。)の3原色に分離されて、各原色に対応する液晶パネル10R,10G,10Bにそれぞれ導かれる。分離光学系40は、照明装置20から射出された白色光を、R,G,Bの3原色に分離する。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る投写式表示装置(以下、プロジェクターという。)1の構成例を説明する。図1は、プロジェクター1の構成例を示す説明図である。プロジェクター1では、オーバードライブ処理を採用するとともに、後述する光学的な画素シフトを行うことによって、オーバードライブ処理に要するメモリの記憶容量を削減している。
プロジェクター1は、照明装置20と分離光学系40と三個の液晶パネル10R,10G,10Bと投射光学系60とを備える。プロジェクター1の内部には、例えばハロゲンランプ等の白色光源からなる照明装置20が設けられ、照明装置20から射出された白色光(可視光)は、内部に配置された三個のミラー41,42,45及びダイクロイックミラー43,44によって赤(以下、Rという。)、緑(以下、Gという。)、青(以下、Bという。)の3原色に分離されて、各原色に対応する液晶パネル10R,10G,10Bにそれぞれ導かれる。分離光学系40は、照明装置20から射出された白色光を、R,G,Bの3原色に分離する。
具体的には、ダイクロイックミラー44は、白色光のうち、Rの波長域の光を透過し、G,Bの波長域の光を反射し、ダイクロイックミラー43は、ダイクロイックミラー44によって反射したG,Bの波長域の光のうち、Bの波長域の光を透過し、Gの波長域の光を反射する。
ここで、液晶パネル10R,10G,10Bは、それぞれ空間光変調器として用いられる。液晶パネル10R,10G,10Bは、例えば800列のデータ線と600行の走査線とを備え、横800列×縦600行のマトリクス状に配列された画素を有し、各画素において、入射光に対する出射(透過)光の偏光状態が階調に応じて制御される。なお、上述した液晶パネル10R,10G,10Bの走査線、データ線、及び画素の数は一例であって、上述した例に限られるものではない。
ここで、液晶パネル10R,10G,10Bは、それぞれ空間光変調器として用いられる。液晶パネル10R,10G,10Bは、例えば800列のデータ線と600行の走査線とを備え、横800列×縦600行のマトリクス状に配列された画素を有し、各画素において、入射光に対する出射(透過)光の偏光状態が階調に応じて制御される。なお、上述した液晶パネル10R,10G,10Bの走査線、データ線、及び画素の数は一例であって、上述した例に限られるものではない。
液晶パネル10R,10G,10Bは、走査線とデータ線との交差に対応して略正方形の形状を呈する画素電極が設けられ、これら画素電極に対向すると共に各画素にわたって共通の対向電極が設けられている。また、画素電極と対向電極との間には、例えばVA方式の液晶が設けられている。
このような構成において、ある走査線が選択されると、当該選択された走査線に位置する画素電極に、当該画素電極に対応するデータ線の電圧が印加されると共に、選択が解除されても、印加された電圧が容量によって保持されるように構成されている。
このような構成において、ある走査線が選択されると、当該選択された走査線に位置する画素電極に、当該画素電極に対応するデータ線の電圧が印加されると共に、選択が解除されても、印加された電圧が容量によって保持されるように構成されている。
液晶パネル10R,10G,10B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61に対し三方向から入射する。このダイクロイックプリズム61において、Rの光及びBの光は90度で屈折する一方、Gの光は直進するので、R及びBの各原色の画像が合成される。
ダイクロイックプリズム61の出射側には、光路シフト素子100及び投射レンズ系62がこの順に配置されている。光路シフト素子100は入射光に対して出射光を所定の方向にシフトさせる素子である。光路シフト素子100の具体的な構成例については、図2を参照して後述する。
ダイクロイックプリズム61の出射側には、光路シフト素子100及び投射レンズ系62がこの順に配置されている。光路シフト素子100は入射光に対して出射光を所定の方向にシフトさせる素子である。光路シフト素子100の具体的な構成例については、図2を参照して後述する。
投射レンズ系62は、光路シフト素子100から射出した光(合成像)を、スクリーンなどの投射面80に拡大投射する。なお、液晶パネル10R,10G,10Bには、ダイクロイックミラー43,44によって、それぞれに対応するR,G,Bの原色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、液晶パネル10R,10Bの透過像は、ダイクロイックプリズム61により反射した後に投射面80に投射されるのに対し、液晶パネル10Gの透過像は、ダイクロイックプリズム61を直進して投射されるので、液晶パネル10R,10Bにより形成される画像と、液晶パネル10Gにより形成される画像とは、左右反転の関係にある。
上述したように、投射光学系60は、ダイクロイックプリズム61と光路シフト素子100と投射レンズ系62とを備える。
また、液晶パネル10R,10Bの透過像は、ダイクロイックプリズム61により反射した後に投射面80に投射されるのに対し、液晶パネル10Gの透過像は、ダイクロイックプリズム61を直進して投射されるので、液晶パネル10R,10Bにより形成される画像と、液晶パネル10Gにより形成される画像とは、左右反転の関係にある。
上述したように、投射光学系60は、ダイクロイックプリズム61と光路シフト素子100と投射レンズ系62とを備える。
図2は、光路シフト素子100の一構成例を示す図である。光路シフト素子100は、光路シフト素子駆動部12の出力信号に基づいて駆動され、入射した光の光路をずらすことにより、表示される画素の位置をシフトする。このことを以下の説明では画素シフトと称する。ダイクロイックプリズム61から射出した光の光路が、光路シフト素子100によってシフトされると、投射面80上では、図2に示すように画素がずれて(シフトされて)表示される。
図3に画素シフトの効果を模式的に示す。画素シフトでは、低解像度の液晶パネル(電気光学パネル)から射出された光を時聞的にずらして投影することで、解像度を擬似的に高める。本例は、時聞的に4方向に投影することで、横800画素*縦600画素の解像度の4倍に相当する横1600画素*縦1200画素の画像を出力している。本例では、左上を始点に時計回りに画素シフトする。図3において、点線で示される表示位置は、画素シフトがない場合を示している。そして、1フレーム期間を4分割し、第1の単位期間Taでは点線の位置から左上に1/2画素ピッチだけシフトする状態A、第2の単位期間Tbでは点線の位置から右上に1/2画素ピッチだけシフトする状態B、第3の単位期間Tcでは点線の位置から右下に1/2画素ピッチだけシフトする状態C、第4の単位期間Tdでは点線の位置から左下に1/2画素ピッチだけシフトする状態Dとなるように画素シフトを実行する。
以下、プロジェクター1の制御系の構成について説明する。図4は、プロジェクター1の制御系の構成例を示すブロック図である。同図に示すようにプロジェクター1は、液晶パネル10R,10G,10Bと、画像処理部11と、タイミング制御部13と、光路シフト素子駆動部12と、光路シフト素子100とを備える。
画像処理部11は、高解像度画像信号VIDHを低解像度画像信号VIDLに変換する変換部11Aと、低解像度画像信号VIDLにオーバードライブ処理を施して、液晶パネル10R,10G,10Bを駆動するための出力画像信号Dr,Dg,Dbを生成するオーバードライブ処理部11Bとを備える。
光路シフト素子駆動部12は、タイミング制御部13から供給される制御信号CTL1に基づいて、上述した光路シフト素子100を駆動する。
光路シフト素子駆動部12は、タイミング制御部13から供給される制御信号CTL1に基づいて、上述した光路シフト素子100を駆動する。
タイミング制御部13は、液晶パネル10R,10G,10Bの各画素電極にデータ信号を供給するためのクロック信号等を生成し、当該液晶パネル10R,10G,10Bのデータ線駆動回路(不図示)に供給する。また、タイミング制御部13は、入力された高解像度画像信号VIDHに基づいて、光路シフト素子駆動部12を制御する制御信号CTL1と、オーバードライブ処理部11Bを制御する制御信号CTL2とを生成する。これにより、図3を参照して説明した画素シフトの状態A〜状態Dと同期して、オーバードライブ処理を制御することが可能となる。なお、この例では、タイミング制御部13は、高解像度画像信号VIDHに基づいて各種の制御を実行するが、変換部11Aから出力される低解像度画像信号VIDLに基づいて各種の制御を実行してもよい。
次に、図5を参照して、画像処理部11の詳細な構成について説明する。変換部11Aは、60Hzの高解像度画像信号VIDH(この例では、横1600画素*縦1200画素)を960Hzの低解像度画像信号VIDL(この例では、横800画素*縦600画素)に変換する。変換部11Aは、高解像度画像信号VIDHを一画面記憶できるフレームメモリ111を有しており、フレームメモリ111を用いていわゆるダウンコンバート処理を施して、960Hzの低解像度画像信号VIDLを生成する。高解像度画像信号VIDH及び低解像度画像信号VIDLは、各々R、G及びBの信号からなる。
図6にダウンコンバート処理の一例を示す。この例では、画素シフトの状態A〜状態Dに同期したダウンコンバート処理を実行する。同図に示すように高解像度画像信号VIDHが縦6行*横6列の画素で配列されていたとする。これを太枠で示す縦2行*横2列のブロックに分割する。そして、画素シフトの状態Aでは各ブロックの左上の要素を選択し、画素シフトの状態Bでは各ブロックの右上の要素を選択し、画素シフトの状態Cでは各ブロックの右下の要素を選択し、画素シフトの状態Dでは各ブロックの左下の要素を選択する。これにより、高解像度画像信号VIDHの解像度を1/4に低下させた低解像度画像信号VIDLが生成される。以下の説明では、状態A、状態B、状態C、及び状態Dに各々対応する低解像度画像信号VIDLを画像信号Da、Db、Dc、及びDdと称することがある。
また、高解像度画像信号VIDHは60Hzであるのに対して、低解像度画像信号VIDLはその16倍の960Hzである。これは、高解像度画像信号VIDHの1フレームを16分割
した各フィールドで低解像度画像信号VIDLの一画面が表示されることを意味する。
図7に画素シフトの状態と各フィールドの関係を示す。同図に示すように1フレームは16フィールドに分割される。第1フィールドから第4フィールドまでが画素シフトが状態Aとなる第1の単位期間Taであり、第5フィールドから第8フィールドまでが画素シフトが状態Bとなる第2の単位期間Tbであり、第9フィールドから第12フィールドまでが画素シフトが状態Cとなる第3の単位期間Tcであり、第13フィールドから第16フィールドまでが画素シフトが状態Dとなる第1の単位期間Tdである。
した各フィールドで低解像度画像信号VIDLの一画面が表示されることを意味する。
図7に画素シフトの状態と各フィールドの関係を示す。同図に示すように1フレームは16フィールドに分割される。第1フィールドから第4フィールドまでが画素シフトが状態Aとなる第1の単位期間Taであり、第5フィールドから第8フィールドまでが画素シフトが状態Bとなる第2の単位期間Tbであり、第9フィールドから第12フィールドまでが画素シフトが状態Cとなる第3の単位期間Tcであり、第13フィールドから第16フィールドまでが画素シフトが状態Dとなる第1の単位期間Tdである。
図5に示すオーバードライブ処理部11Bは、Rの低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUr、Gの低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUg、及びBの低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUbからなる。ここでは、処理ユニットUrについて説明するが、各処理ユニットUr,Ug,Ubは同様に構成されている。
処理ユニットUrは、低解像度フレームメモリ112と、ルックアップテーブルLUTと、選択部113を備える。低解像度フレームメモリ112の記憶容量は、上述したフレームメモリ111のうち、Rの高解像度画像信号VIDHを記憶する記憶領域の記憶容量よりも少なく、この例では1/4になっている。なお、低解像度フレームメモリ112は、少なくとも一画面分の低解像度画像信号VIDLを記憶する記憶容量を備えていればよい。
ルックアップテーブルLUTには、現在の低解像度画像信号VIDLと低解像度フレームメモリ112から読み出された1フィールド期間過去の低解像度画像信号VIDLとが供給される。以下の説明では、現在の低解像度画像信号VIDLを第1画像信号Dxと称し、過去の
低解像度画像信号VIDLを第2画像信号Dyと称する。
低解像度画像信号VIDLを第2画像信号Dyと称する。
ルックアップテーブルLUTには、第1画像信号Dx及び第2画像信号Dyと対応付けてオーバードライブ用の画像信号Dodが対応付けられて記憶されている。すなわち、画像信号Dodは、以下の式で与えられる。
Dod=f(Dx,Dy)
関数fは、液晶の応答特性を考慮して、所望の階調が得られるように定められている。これにより、電気光学パネルたる液晶パネルの応答特性が補償される。なお、補償とは、応答特性を改善するとの意味である。例えば、液晶パネルの応答遅延時間が10msである場合に、応答遅延時間が0msになる必要はなく、10ms未満になれば液晶パネルの応答特性が補償されたことになる。
Dod=f(Dx,Dy)
関数fは、液晶の応答特性を考慮して、所望の階調が得られるように定められている。これにより、電気光学パネルたる液晶パネルの応答特性が補償される。なお、補償とは、応答特性を改善するとの意味である。例えば、液晶パネルの応答遅延時間が10msである場合に、応答遅延時間が0msになる必要はなく、10ms未満になれば液晶パネルの応答特性が補償されたことになる。
オーバードライブ処理において、第1画像信号Dxの示す階調が「100」であり、第2画像信号Dyの示す階調が「10」であったとすると、画像信号Dodの示す階調は「100」よりも大きくなる。これは、液晶に階調に対応する電圧を印加しても、応答に時間が掛かるため、液晶の遅れ時間を予め見込んでこれを補償するからである。このため、画像信号Dodは、本来の階調である「100」よりも大きい階調を設定する。一方、第1画像信号Dxの示す階調が「100」であり、第2画像信号Dyの示す階調が「100」であったとすると、画像信号Dodの示す階調は「100」となる。これは、現在の階調と過去の階調が等しいため、補償する必要がないからである。
図7に示すように画素シフトの状態B〜状態Dでは、第1画像信号Dxとして図6に示す画像信号Db〜DdがルックアップテーブルLUTに供給され、第2画像信号Dyとして当該フレームの画像信号Da〜Dcが供給される。ここで、当該フレームの直前のフレームにおいて、画素シフトの状態Dにおける低解像度画像信号VIDLを画像信号Dd’で表すと、当該フレームの状態Aにおいて、第2画像信号Dyは画像信号Dd’となる。より詳細には、i行、j列を(i,j)と表すことにすれば、第1フィールドにおける第1画像信号Dxと第2画像信号Dyとは、図7に示すようになる。すなわち、オーバードライブ処理の対象となる対象画素の低解像度画像信号VIDL(Dx)と、直前の画素シフトの状態における対象画素の低解像度画像信号VIDL(Dy)とに基づいて、オーバードライブ処理が実行される。上述したように低解像度フレームメモリ112は、少なくとも一画面分の
低解像度画像信号VIDLを保持するので、オーバードライブ処理の対象となる対象画素について、直前の画素シフトの状態における当該対象画素の低解像度画像信号VIDLを特定できる。
低解像度画像信号VIDLを保持するので、オーバードライブ処理の対象となる対象画素について、直前の画素シフトの状態における当該対象画素の低解像度画像信号VIDLを特定できる。
次に、図5に示す選択部113は、オーバードライブ処理が有効な場合は画像信号Dodを選択する一方、オーバードライブ処理が無効な場合は第1画像信号Dxを選択して、出力画像信号Drを生成する。オーバードライブ処理の有効・無効は、制御信号CTL2によって指定される。この例では、図7に示すように、第1フィールド、第2フィールド、第5フィールド、第6フィールド、第9フィールド、第10フィールド、第13フィールド及び第14フィールドでオーバードライブ処理が有効(ON)になり、その他のフィールドではオーバードライブ処理が無効(OFF)になる。なお、オーバードライブ処理が無効になるフィールドでは、低解像度フレームメモリ112からの第2画像信号Dyの読み出し、及びルックアップテーブルLUTへのアクセスのうち少なくとも一方を停止しても良い。これにより、消費電力を低減することができる。
この例では、各単位期間Ta,Tb,Tc,及びTdは4個のフィールドからなり、各フィールドで液晶に印加する電圧の極性が反転するようになっている。ここで印加電圧の極性とは、対向電極の電位を基準として画素電極の電位が高くなる場合を正極性(+)、
対向電極の電位を基準として画素電極の電位が低くなる場合を負極性(-)という。
オーバードライブ処理を有効とするのは、各単位期間Ta〜Tdに含まれる前半の2個のフィールドである。このように前半のフィールドでオーバードライブ処理を有効としたのは、速やかに所望の階調を表示するためである。
対向電極の電位を基準として画素電極の電位が低くなる場合を負極性(-)という。
オーバードライブ処理を有効とするのは、各単位期間Ta〜Tdに含まれる前半の2個のフィールドである。このように前半のフィールドでオーバードライブ処理を有効としたのは、速やかに所望の階調を表示するためである。
通常のオーバードライブ処理は、フレーム間で実行されるが、本実施形態では、画素シフトの状態の変化に同期して、オーバードライブ処理を実行した。これにより、画素シフトによる疑似的な高解像度化を実現しつつ、オーバードライブ処理による液晶パネルの応答特性の改善することができる。
また、画素シフトとオーバードライブ処理を組み合わせることによって、低解像度画像信号VIDLにオーバードライブ処理を施すことができる。オーバードライブ処理では、過去の信号を保持する必要があるが、ダウンコーバート処理の前の高解像度画像信号VIDHを記憶する必要はなく、低解像度画像信号VIDLを記憶すればよい。したがって、メモリの記憶容量を削減することができる。
また、画素シフトとオーバードライブ処理を組み合わせることによって、低解像度画像信号VIDLにオーバードライブ処理を施すことができる。オーバードライブ処理では、過去の信号を保持する必要があるが、ダウンコーバート処理の前の高解像度画像信号VIDHを記憶する必要はなく、低解像度画像信号VIDLを記憶すればよい。したがって、メモリの記憶容量を削減することができる。
<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、画素シフトの状態A〜状態Dにおいて、低解像度フレームメモリ112から1フィールド期間過去の第2画像信号Dyを読み出した。第2実施形態では、高解像度画像信号VIDHにプリオーバードライブ処理を施すと共に、低解像度画像信号VIDLにオーバードライブ処理を施す。
上述した第1実施形態では、画素シフトの状態A〜状態Dにおいて、低解像度フレームメモリ112から1フィールド期間過去の第2画像信号Dyを読み出した。第2実施形態では、高解像度画像信号VIDHにプリオーバードライブ処理を施すと共に、低解像度画像信号VIDLにオーバードライブ処理を施す。
ところで、画素シフトにおいて、状態Aから状態Bへの遷移では、図6に示すように、ある画素(例えば、B(3,4))に着目すると、直前のフィールドで表示されていたのは左横の画素(例えば、A(3,3))である。次に、状態Bから状態Cへの遷移では、ある画素(例えば、C(4,4))に着目すると、直前のフィールドで表示されていたのは上の画素(例えば、B(3,4))である。次に、状態Cから状態Dへの遷移では、ある画素(例えば、D(4,3))に着目すると、直前のフィールドで表示されていたのは右横の画素(例えば、C(4,4))である。これらについては、高解像度画像信号VIDHにおいて、現在の画像信号と過去の画像信号とが同一フレーム、すなわち、面内に存在する。一方、状態Dから状態Aへの遷移では、ある画素(例えば、A(3,3))に着目すると、直前のフィールドで表示されていたのは、当該画素の1フレーム前、すなわち面外に存在する。
第2実施形態では、状態Aから状態Bへの遷移、状態Bから状態Cへの遷移、及び状態Cから状態Dへの遷移については、高解像度画像信号VIDHにオーバードライブ処理を施す。以下の説明では、ダウンコーバート処理の前に実行するオーバードライブ処理をプリオーバードライブ処理と称する。
図6に示す例では、高解像度画像信号VIDHは、A(1,1)→B(1,2)→A(1,3)→B(1,4)→A(1,5)→B(1,6)…D(2,1)→C(2,2)→D(2,3)→C(2,4)→D(2,5)→C(2,6)…D(6,1)→C(6,2)→D(6,3)→C(6,4)→C(6,5)→C(6,6)Aの順にデータ値が変化する。ここで、状態Bの画素B(3,4)に着目すると、当該画素B(3,4)にオーバードライブ処理を施すためには、画素B(3,4)のデータ値Db5と、画素A(3,3)のデータ値Da5に基づいて、画素B(3,4)のデータ値を変換する必要がある。現在の高解像度画像信号VIDHの示すデータ値が画素B(3,4)のデータ値Db5であるとすれば、画素A(3,3)のデータ値Da5は1ドット過去のデータ値となる。
また、状態Cの画素C(4,4)に着目すると、当該画素C(4,4)にオーバードライブ処理を施すためには、画素C(4,4)のデータ値Dc5と画素B(3,4)のデータ値Db5とに基づいて、画素C(4,4)のデータ値を変換する必要がある。現在の高解像度画像信号VIDHの示すデータ値が画素C(4,4)のデータ値Dc5であるとすれば、画素B(3,4)のデータ値Db5は1ライン過去のデータ値となる。
また、状態Dの画素D(4,3)に着目すると、当該画素D(4,3)にオーバードライブ処理を施すためには、画素D(4,3)のデータ値Dd5と画素C(4,4)のデータ値Dc5とに基づいて、画素D(4,3)のデータ値を変換する必要がある。現在の高解像度画像信号VIDHの示すデータ値が画素D(4,3)のデータ値Dd5であるとすれば、画素C(4,4)のデータ値Dc5は1ドット未来のデータ値となる。
即ち、高解像度画像信号VIDHの現在のデータ値を基準として、1ドット過去、1ライン過去、及び1ドット未来のデータ値を知ることができれば、上述したプリオーバードライブ処理を施すことができる。
また、状態Dの画素D(4,3)に着目すると、当該画素D(4,3)にオーバードライブ処理を施すためには、画素D(4,3)のデータ値Dd5と画素C(4,4)のデータ値Dc5とに基づいて、画素D(4,3)のデータ値を変換する必要がある。現在の高解像度画像信号VIDHの示すデータ値が画素D(4,3)のデータ値Dd5であるとすれば、画素C(4,4)のデータ値Dc5は1ドット未来のデータ値となる。
即ち、高解像度画像信号VIDHの現在のデータ値を基準として、1ドット過去、1ライン過去、及び1ドット未来のデータ値を知ることができれば、上述したプリオーバードライブ処理を施すことができる。
図8に第2実施形態に用いる画像処理部11のブロック図を示す。第2実施形態の画像処理部11は、変換部11Aの前段にプリオーバードライブ処理部11Cを追加した点及び選択部113の動作を除いて、図5に示す第1実施形態の画像処理部11と同様に構成されている。
プリオーバードライブ処理部11Cは、変換部11Aのダウンコンバート処理に先だって、高解像度画像信号VIDHにプリオーバードライブ処理を施して高解像度画像信号VIDH’を生成する。変換部11Aは、高解像度画像信号VIDH’にダウンコーバート処理を施して低解像度画像信号VIDLを生成する。但し、高解像度画像信号VIDH’は、図6に示す画素B(1,2)〜B(5,6)、C(2,2)〜C(6,6)、及びD(2,1)〜D(6,5)については、既に、プリオーバードライブ処理が施されている。従って、オーバードライブ処理部11Bは、画素シフトが状態Aの場合に限って、オーバードライブ処理を施す。つまり、プリオーバードライブ処理部11Cとオーバードライブ処理部11Bとは、排他的に動作する。
図9にプリオーバードライブ処理部11Cの構成を示す。この図に示すようにプリオーバードライブ処理部11Cは、ドット遅延回路121及び122と、ライン遅延回路123と、選択部124及び135と、ルックアップテーブルLUTとを備える。ドット遅延回路121及び122は、例えば、ドットクロック信号でラッチするDフリップフロップ回路で構成され、その遅延時間は、ドットクロック信号の1周期である。また、ライン遅延回路123は、例えば、ラインメモリで構成されその遅延時間は、1水平走査期間である。ここで、ノードNの高解像度画像信号VIDH1を現在とすれば、高解像度画像信号VIDHは1ドット未来の信号であり、ドット遅延回路122から出力される高解像度画像信号VIDH2は1ドット過去の信号であり、高解像度画像信号VIDH3は1ライン過去の信号である。なお、この例のドットクロック信号は、高解像度画像信号VIDH’に同期しており、1水平走査期間は高解像度画像信号VIDH’の1水平走査期間である。
選択部124は、画素シフトの状態Bの場合、例えば、現在の高解像度画像信号VIDH1が図6に示す画素B(1,2)〜B(5,6)である場合に、1ドット過去の高解像度画像信号VIDH2を選択する。また、画素シフトの状態Cの場合、例えば、現在の高解像度画像信号VIDH1が画素C(2,2)〜C(6,6)である場合に、1ライン過去の高解像度画像信号VIDH3を選択する。さらに、画素シフトの状態Dの場合、例えば、現在の高解像度画像信号VIDH1が画素D(2,1)〜D(6,5)である場合に1ドット未来の高解像度画像信号VIDHを選択する。
すなわち、対象画素の低解像度画像信号VIDLに対応する高解像度画像信号を現在の高解像度画像信号VIDH1とすれば、選択部124は直前の画素シフトの状態において対象画素に表示すべき階調を示す低解像度画像信号に対応する高解像度画像信号を出力する。
すなわち、対象画素の低解像度画像信号VIDLに対応する高解像度画像信号を現在の高解像度画像信号VIDH1とすれば、選択部124は直前の画素シフトの状態において対象画素に表示すべき階調を示す低解像度画像信号に対応する高解像度画像信号を出力する。
ルックアップテーブルLUTには、現在の高解像度画像信号VIDH1と、選択部124で選択された信号とが供給される。ルックアップテーブルLUTの記憶内容は、図5に示すルックアップテーブルLUTと同じである。これによって、画素B(1,2)〜B(5,6)、画素C(2,2)〜C(6,6)、及び画素D(2,1)〜D(6,5)に対して、プリオーバードライブ処理を施すことができる。
選択部125は、画素シフトの状態Aの場合、例えば、現在の高解像度画像信号VIDH1が画素A(1,1)〜A(5,5)のデータ値を示す期間では現在の高解像度画像信号VIDH1を選択し、画素シフトの状態B〜状態Dの場合、ルックアップテーブルLUTの出力信号を選択して、プリオーバードライブ処理が施された高解像度画像信号VIDH’を生成する。
なお、選択部124及び125は、画素シフトの状態を示す制御信号CTL2に基づいて、各種の信号の選択を実行する。これにより、画素シフトの状態とプリオーバードライブ処理の同期を取ることができる。
なお、選択部124及び125は、画素シフトの状態を示す制御信号CTL2に基づいて、各種の信号の選択を実行する。これにより、画素シフトの状態とプリオーバードライブ処理の同期を取ることができる。
図10を参照して、オーバードライブ処理部11Bの動作を説明する。同図に示すようにオーバードライブ処理が有効になるのは、画素シフトが状態Aとなる第1の単位期間Taにおける第1フィールド及び第2フィールドに限られる。これは、画素シフトが状態B〜状態Dについては、プリオーバードライブ処理によって、液晶の応答特性の補償が得られているからである。なお、プリオーバードライブ処理は1フレーム期間中実行され、高解像度画像信号VIDH’が変換部11Aのフレームメモリ111に格納される。
第1フィールド及び第2フィールドにおいて、オーバードライブ処理を実行するためには、第4の単位期間Tdの第13フィールドから第16フィールドのいずれかにおいて、一画面分の低解像度画像信号VIDLを低解像度フレームメモリ112に一回書き込めば良い。
このように第2実施形態において、プリオーバードライブ処理部11Cは、そこから出力する高解像度画像信号VIDH’を変換部11Aにおいて低解像度画像信号VIDLに変換すると、出力画像信号Dr,Dg,Dbにオーバードライブ処理が施された状態となるように、画素シフトの状態に応じて、液晶パネルの応答特性を補償した。これにより、予め面内のオーバードライブ処理がなされた高解像度画像信号VIDH’を生成したので、オーバードライブ処理部11Bでは、面外のオーバードライブ処理を実行すればよい。この結果、プリオーバードライブ処理部11Cにおけるメモリの容量を削減すると共に、オーバードライブ処理部11Bにおける低解像度フレームメモリ112へのアクセス回数を減らすことができ、消費電力を削減することが可能となる。
<第3実施形態>
上述した第2実施形態では、面内のプリオーバードライブ処理と面外のオーバードライブ処理を実行した。これに対して、第3実施形態に係るプロジェクター1は、プリオーバードライブ処理のみを実行する。
第3実施形態に係るプロジェクター1は、画像処理部11の構成を除いて、第2実施形態のプロジェクター1と同様に構成されている。
図11は、第3実施形態に係る画像処理部11の構成を示すブロック図である。同図に示すように第3実施形態に係る画像処理部11は、プリオーバードライブ処理部11Cと変換部11Aを備える。これらの構成は、上述した第2実施形態と同様である。
したがって、第3実施形態に係る画像処理部11は、面外でのオーバードライブ処理を実行しない。すなわち、図6に示す画素シフトの状態B〜状態Dでは、液晶の応答特性の補償が実行されるが、状態Aについては液晶の応答特性の補償が実行されない。
本実施形態によれば、面外のオーバードライブ処理を実行しないので、低解像度フレームメモリ112を削除して、メモリ容量を大幅に削減することが可能となる。
上述した第2実施形態では、面内のプリオーバードライブ処理と面外のオーバードライブ処理を実行した。これに対して、第3実施形態に係るプロジェクター1は、プリオーバードライブ処理のみを実行する。
第3実施形態に係るプロジェクター1は、画像処理部11の構成を除いて、第2実施形態のプロジェクター1と同様に構成されている。
図11は、第3実施形態に係る画像処理部11の構成を示すブロック図である。同図に示すように第3実施形態に係る画像処理部11は、プリオーバードライブ処理部11Cと変換部11Aを備える。これらの構成は、上述した第2実施形態と同様である。
したがって、第3実施形態に係る画像処理部11は、面外でのオーバードライブ処理を実行しない。すなわち、図6に示す画素シフトの状態B〜状態Dでは、液晶の応答特性の補償が実行されるが、状態Aについては液晶の応答特性の補償が実行されない。
本実施形態によれば、面外のオーバードライブ処理を実行しないので、低解像度フレームメモリ112を削除して、メモリ容量を大幅に削減することが可能となる。
<第4実施形態>
上述した第1実施形態では、面内と面外のオーバードライブ処理をオーバードライブ処理部11Bで実行した。これに対して、第4実施形態に係るプロジェクター1は、低解像度画像信号VIDLに対して面内のオーバードライブ処理のみを実行するオーバードライブ処理部11Dを用いる。第4実施形態に係るプロジェクター1は、オーバードライブ処理部11Bの替わりにオーバードライブ処理部11Dを用いる点を除いて、第1実施形態のプロジェクター1と同様に構成されている。
上述した第1実施形態では、面内と面外のオーバードライブ処理をオーバードライブ処理部11Bで実行した。これに対して、第4実施形態に係るプロジェクター1は、低解像度画像信号VIDLに対して面内のオーバードライブ処理のみを実行するオーバードライブ処理部11Dを用いる。第4実施形態に係るプロジェクター1は、オーバードライブ処理部11Bの替わりにオーバードライブ処理部11Dを用いる点を除いて、第1実施形態のプロジェクター1と同様に構成されている。
まず、図6を参照して、面内のオーバードライブ処理の原理について説明する。現在の画素シフトが状態Bである場合、画素B(3,4)にオーバードライブ処理を施すためには、本来、画素A(3,3)のデータ値Da5が必要となる。しかしながら、状態Bにおいて面内に画素A(3,3)は存在しない。高解像度画像信号VIDHにおいて、画素A(3,3)の左横には画素B(3,2)が位置し、その右横には画素B(3,4)が位置している。そこで、画素B(3,2)のデータ値Db4と画素B(3,4)のデータ値Db5との平均値によって画素A(3,3)のデータ値Da5を推定できる。即ち、オーバードライブ処理を施すべき画素が画素B(i,j+1)である場合、画素A(i,j)のデータ値Daは、画素B(i,j-1)のデータ値Dbと画素B(i,j+1)のデータ値Dbとの平均値で算出される。
また、現在の画素シフトが状態Cである場合、画素C(4,4)にオーバードライブ処理を施すためには、本来、画素B(3,4)のデータ値Db5が必要となる。しかしながら、状態Cにおいて面内に画素B(3,4)は存在しない。高解像度画像信号VIDHにおいて、画素B(3,4)の上には画素C(2,4)が位置し、その下には画素C(4,4)が位置している。そこで、画素C(2,4)のデータ値Dc2と画素C(4,4)のデータ値Dc5との平均値によって画素B(3,4)のデータ値Db5を推定できる。即ち、画素B(i,j)のデータ値Dbは、画素C(i-1,j)のデータ値Dcと画素C(i+1,j)のデータ値Dcとの平均値で算出される。
また、現在の画素シフトが状態Dである場合、画素D(4,3)にオーバードライブ処理を施すためには、本来、画素C(4,4)のデータ値Dc5が必要となる。しかしながら、状態Dにおいて面内に画素C(4,4)は存在しない。高解像度画像信号VIDHにおいて、画素C(4,4)の左横には画素D(4,3)が位置し、その右横には画素D(4,5)が位置している。そこで、画素D(4,3)のデータ値Dd5と画素D(4,5)のデータ値Dd6との平均値によって画素C(4,4)のデータ値Dc5を推定できる。即ち、画素C(i,j)のデータ値Dcは、画素D(i,j-1)のデータ値Ddと画素D(i,j+1)のデータ値Ddとの平均値で算出される。
また、現在の画素シフトが状態Aである場合、画素A(3,3)にオーバードライブ処理を施すためには、直前のフレームの画素D(4,3)のデータ値Dd5が必要となる。状態Aについては、フレームを跨ぐ推定になり、誤差が大きくなる可能性がある。このため、本実施形態ではオーバードライブ処理を実行しない。
図12は、第4実施形態に係るオーバードライブ処理部11Dの構成を示すブロック図である。同図に示すようにオーバードライブ処理部11Dは、R色の低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUr’、G色の低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUg’、及びB色の低解像度画像信号VIDLを処理する処理ユニットUb’からなる。ここでは、処理ユニットUr’について説明するが、各処理ユニットUr’,Ug’,Ub’は同様に構成されている。
処理ユニットUr’は、2ライン分の低解像度画像信号VIDLを記憶する2ラインメモリ131を備える。2ラインメモリ131からは、現在の画素のデータ値を示す低解像度画像信号VIDL1が読み出され、推定部132及び選択部133に供給される。
処理ユニットUr’は、2ライン分の低解像度画像信号VIDLを記憶する2ラインメモリ131を備える。2ラインメモリ131からは、現在の画素のデータ値を示す低解像度画像信号VIDL1が読み出され、推定部132及び選択部133に供給される。
また、2ラインメモリ131から読み出される低解像度画像信号VIDL2は、現在の画素に対応する直前の画素シフトの状態における画素のデータ値を推定するために必要な面内に存在する画素のデータ値を示している。
より具体的には、画素シフトの状態Bにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素B(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素B(i,j-2)のデータ値を示す。
また、画素シフトの状態Cにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素C(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素C(i-2,j)のデータ値を示す。
また、画素シフトの状態Dにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素D(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素D(i,j+2)のデータ値を示す。
より具体的には、画素シフトの状態Bにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素B(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素B(i,j-2)のデータ値を示す。
また、画素シフトの状態Cにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素C(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素C(i-2,j)のデータ値を示す。
また、画素シフトの状態Dにおいて、低解像度画像信号VIDL1が画素D(i,j)のデータ値を示す場合、低解像度画像信号VIDL2は画素D(i,j+2)のデータ値を示す。
つまり、オーバードライブ処理の対象となる対象画素を画素B(i,j)としたとき、画素B(i,j-2)は対象画素の周囲の画素であり、オーバードライブ処理の対象となる対象画素をC(i,j)としたとき、画素C(i-2,j)は対象画素の周囲の画素であり、オーバードライブ処理の対象となる対象画素を画素D(i,j)としたとき、画素D(i,j+2)は対象画素の周囲の画素である。
推定部132は、2ラインメモリ131から読み出され、オーバードライブ処理の対象となる対象画素の低解像度画像信号VIDL1及び対象画素の周囲の画素の低解像度画像信号VIDL2に基づいて、直前の画素シフトの状態において、オーバードライブ処理の対象となる対象画素に表示すべき階調を示す推定低解像度画像信号VIDLEを生成する。より具体的には、推定部132は、低解像度画像信号VIDL1及び低解像度画像信号VIDL2の平均値を算出し、これを推定低解像度画像信号VIDLEとしてルックアップテーブルLUTに供給する。ルックアップテーブルLUTの記憶内容は、図5に示すルックアップテーブルLUTと同じである。
選択部133は、制御信号CTL2に基づいて、オーバードライブ処理を実行する場合に
ルックアップテーブルLUTから出力される低解像度画像信号VIDL3を選択し、オーバードライブ処理を実行しない場合に低解像度画像信号VIDL1を選択する。具体的には、図13に示すように、選択部133は、画素シフトが状態Aとなる第1の単位期間Taにおいて、低解像度画像信号VIDL1を選択する。また、選択部133は、画素シフトが状態B〜状態Dとなる第2〜第4の単位期間Tb〜Tdのうち、第7フィールド、第8フィールド、第11フィールド、第12フィールドでは、低解像度画像信号VIDL1を選択する。
一方、選択部133は、画素シフトが状態B〜状態Dとなる第2〜第4の単位期間Tb〜Tdのうち、第5フィールド、第6フィールド、第9フィールド、第10フィールド、第13フィールド、第14フィールドでは、低解像度画像信号VIDL3を選択する。このようにして、出力画像信号Drが生成される。
ルックアップテーブルLUTから出力される低解像度画像信号VIDL3を選択し、オーバードライブ処理を実行しない場合に低解像度画像信号VIDL1を選択する。具体的には、図13に示すように、選択部133は、画素シフトが状態Aとなる第1の単位期間Taにおいて、低解像度画像信号VIDL1を選択する。また、選択部133は、画素シフトが状態B〜状態Dとなる第2〜第4の単位期間Tb〜Tdのうち、第7フィールド、第8フィールド、第11フィールド、第12フィールドでは、低解像度画像信号VIDL1を選択する。
一方、選択部133は、画素シフトが状態B〜状態Dとなる第2〜第4の単位期間Tb〜Tdのうち、第5フィールド、第6フィールド、第9フィールド、第10フィールド、第13フィールド、第14フィールドでは、低解像度画像信号VIDL3を選択する。このようにして、出力画像信号Drが生成される。
本実施形態においては、面内でオーバードライブ処理を実行するため、フレームメモリが不要となる。よって、プロジェクター1の構成を簡素化できる。
<変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に対して以下に述べる変形を加えても良い。また、各変形例と上述した各実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
<第1変形例>
上述した実施形態では、画素シフトの一例として4方向の画素シフトについて説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、1以上の方向に画素シフトする場合にも適用できることは勿論である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に対して以下に述べる変形を加えても良い。また、各変形例と上述した各実施形態は、適宜組み合わせてもよい。
<第1変形例>
上述した実施形態では、画素シフトの一例として4方向の画素シフトについて説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、1以上の方向に画素シフトする場合にも適用できることは勿論である。
<第2変形例>
上述した各実施形態では、各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移は状態A→状態B→状態C→状態Dといったように同一であったが、これを変更してもよい。例えば、第1のフレームでは状態A→状態B→状態C→状態D、第2のフレームでは状態B→状態C→状態D→状態A、第3のフレームでは状態C→状態D→状態A→状態B、第4のフレームでは状態D→状態A→状態B→状態Cの順としてもよい。
このように各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移に変化を持たせると、面内のプリオーバードライブ処理を実行し、面外のオーバードライブ処理を実行しない第3実施形態において、プリオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
このように各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移に変化を持たせると、面内のプリオーバードライブ処理を実行し、面外のオーバードライブ処理を実行しない第3実施形態において、プリオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
また、第4実施形態についても同様にオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
上述した各実施形態では、各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移は状態A→状態B→状態C→状態Dといったように同一であったが、これを変更してもよい。例えば、第1のフレームでは状態A→状態B→状態C→状態D、第2のフレームでは状態B→状態C→状態D→状態A、第3のフレームでは状態C→状態D→状態A→状態B、第4のフレームでは状態D→状態A→状態B→状態Cの順としてもよい。
このように各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移に変化を持たせると、面内のプリオーバードライブ処理を実行し、面外のオーバードライブ処理を実行しない第3実施形態において、プリオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
このように各フレームにおいて画素シフトの状態の遷移に変化を持たせると、面内のプリオーバードライブ処理を実行し、面外のオーバードライブ処理を実行しない第3実施形態において、プリオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
また、第4実施形態についても同様にオーバードライブ処理が実行されない画素を分散させることができるので、画質を向上させることができる。
<第3変形例>
上述した第2実施形態では、図9に示すようにノードNから現在の高解像度画像信号VIDH1を取り出し、ドット遅延回路121の前段より1ドット未来の高解像度画像信号VIDHを取り出し、ドット遅延回路122の後段より1ドット過去の高解像度画像信号VIDH2を取り出し、ライン遅延回路123の後段より1ライン過去の高解像度画像信号VIDH3を取り出した。本発明はこれに限定されるものではなく、2ラインの高解像度画像信号VIDHを記憶する記憶部を設け、そこから、現在、1ドット未来、1ドット過去、1ライン過去の高解像度画像信号を取り出してもよい。この場合の記憶部の記憶容量は1画面分の高解像度画像信号の記憶容量よりも少なくてすむので、構成を簡素化することができる。
また、上述した第2実施形態では、プリオーバードライブ処理部11Cが面内の高解像度画像信号VIDHを用いてプリオーバードライブ処理を実行し、オーバードライブ処理部11Bにおいて、面外の低解像度画像信号VIDLを用いてオーバードライブ処理を実行したが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理負荷をプリオーバードライブ処理部11Cと、オーバードライブ処理部11Bとで適宜分担するようにしてもよい。要は、プリオーバードライブ処理を施す対象画素以外の画素についてオーバードライブ処理を施せばよい。
上述した第2実施形態では、図9に示すようにノードNから現在の高解像度画像信号VIDH1を取り出し、ドット遅延回路121の前段より1ドット未来の高解像度画像信号VIDHを取り出し、ドット遅延回路122の後段より1ドット過去の高解像度画像信号VIDH2を取り出し、ライン遅延回路123の後段より1ライン過去の高解像度画像信号VIDH3を取り出した。本発明はこれに限定されるものではなく、2ラインの高解像度画像信号VIDHを記憶する記憶部を設け、そこから、現在、1ドット未来、1ドット過去、1ライン過去の高解像度画像信号を取り出してもよい。この場合の記憶部の記憶容量は1画面分の高解像度画像信号の記憶容量よりも少なくてすむので、構成を簡素化することができる。
また、上述した第2実施形態では、プリオーバードライブ処理部11Cが面内の高解像度画像信号VIDHを用いてプリオーバードライブ処理を実行し、オーバードライブ処理部11Bにおいて、面外の低解像度画像信号VIDLを用いてオーバードライブ処理を実行したが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理負荷をプリオーバードライブ処理部11Cと、オーバードライブ処理部11Bとで適宜分担するようにしてもよい。要は、プリオーバードライブ処理を施す対象画素以外の画素についてオーバードライブ処理を施せばよい。
<第4変形例>
上述した第4実施形態では、画素シフトの状態Aではオーバードライブ処理を無効としたが、有効としてもよい。この場合には、フレームを跨ぐ推定になるため、推定誤差が大きくなることがあるが、例えば、静止画を表示する場合には、フレーム間で階調に変化がないため、画素シフトの状態B〜状態Dと同様の推定誤差となる。
上述した第4実施形態では、画素シフトの状態Aではオーバードライブ処理を無効としたが、有効としてもよい。この場合には、フレームを跨ぐ推定になるため、推定誤差が大きくなることがあるが、例えば、静止画を表示する場合には、フレーム間で階調に変化がないため、画素シフトの状態B〜状態Dと同様の推定誤差となる。
<第5変形例>
上述した各実施形態は、液晶を備えた液晶パネルを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気的エネルギーによって光学特性が変化する電気光学物質を備えた電気光学パネルを備えた電気光学装置に適用してもよいことは勿論である。
また、上述した各実施形態においては、高解像度画像信号VIDHは横1600画素*縦1200画素の画像であり、低解像度画像信号VIDLは横800画素*縦600画素の画像であったが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、高解像度画像信号VIDHは横1920画素*縦1080画素の画像であってもよい。
上述した各実施形態は、液晶を備えた液晶パネルを一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気的エネルギーによって光学特性が変化する電気光学物質を備えた電気光学パネルを備えた電気光学装置に適用してもよいことは勿論である。
また、上述した各実施形態においては、高解像度画像信号VIDHは横1600画素*縦1200画素の画像であり、低解像度画像信号VIDLは横800画素*縦600画素の画像であったが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、高解像度画像信号VIDHは横1920画素*縦1080画素の画像であってもよい。
1…プロジェクター、10R,10G,10B…液晶パネル、11…画像処理部、11A…変換部、11B…オーバードライブ処理部、11C…プリオーバードライブ処理部、
13…タイミング制御部、15…光路シフト素子駆動部、20…照明装置、40…分離光学系、41,42,45…ミラー、43,44…ダイクロイックミラー、60…投射光学系、61…ダイクロイックプリズム、62…投射レンズ系、80…投射面、100…光路シフト素子、111…フレームメモリ、112…低解像度フレームメモリ、113…ルックアップテーブル、113,124,125,133…選択部、121,122…ドット遅延回路、123…ライン遅延回路、131…2ラインメモリ、VIDL, VIDL1, VIDL2…低解像度画像信号、VIDLE…推定低解像度画像信号、VIDH,VIDH1,VIDH2,VIDH3,VIDH’…高解像度画像信号。
13…タイミング制御部、15…光路シフト素子駆動部、20…照明装置、40…分離光学系、41,42,45…ミラー、43,44…ダイクロイックミラー、60…投射光学系、61…ダイクロイックプリズム、62…投射レンズ系、80…投射面、100…光路シフト素子、111…フレームメモリ、112…低解像度フレームメモリ、113…ルックアップテーブル、113,124,125,133…選択部、121,122…ドット遅延回路、123…ライン遅延回路、131…2ラインメモリ、VIDL, VIDL1, VIDL2…低解像度画像信号、VIDLE…推定低解像度画像信号、VIDH,VIDH1,VIDH2,VIDH3,VIDH’…高解像度画像信号。
Claims (7)
- 複数の画素が配列された電気光学パネルと、
前記電気光学パネルから射出される光の光路を変更可能な光路シフト素子と、
高解像度画像信号の1フレーム期間を第1の単位期間と前記第1の単位期間に続く第2の単位期間とを含む複数の単位期間に分割し、前記電気光学パネルの所定の画素から射出された光が、表示画面の第1位置に到達する画素シフトの状態を第1状態、表示画面の前記第1位置と異なる第2位置に到達する画素シフトの状態を第2状態としたとき、前記第1の単位期間において前記第1状態となり、前記第2の単位期間において前記第2状態となるように前記光路シフト素子を駆動する光路シフト素子駆動部と、
高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換し、前記低解像度画像信号に応じて前記複数の画素を制御する出力画像信号を生成する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を施して、前記出力画像信号を生成する、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記画像処理部は、
前記高解像度画像信号を変換して前記低解像度画像信号を生成する変換部と、
前記変換部から出力される前記低解像度画像信号を記憶する低解像度画像信号記憶部を有し、前記オーバードライブ処理の対象となる対象画素の前記低解像度画像信号と、前記低解像度画像信号記憶部から読み出した直前の画素シフトの状態における前記対象画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記オーバードライブ処理を施した前記出力画像信号を生成するオーバードライブ処理部を備え、
前記低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、一画面分の前記高解像度画像信号を記憶する記憶容量よりも少ない、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記低解像度画像信号記憶部は、少なくとも一画面分の前記低解像度画像信号を記憶する記憶容量を有することを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
- 前記画像処理部は、
前記高解像度画像信号を変換して前記低解像度画像信号を生成する変換部と、
前記オーバードライブ処理を実行するオーバードライブ処理部とを備え、
前記オーバードライブ処理部は、
前記変換部から出力される前記低解像度画像信号を記憶する低解像度画像信号記憶部と、
前記低解像度画像信号記憶部から読み出され、オーバードライブ処理の対象となる対象画素の前記低解像度画像信号及び前記対象画素の周囲の画素の前記低解像度画像信号に基づいて、直前の画素シフトの状態において、オーバードライブ処理の対象となる対象画素に表示すべき階調を示す推定低解像度画像信号を生成する推定部とを有し、
前記推定低解像度画像信号と現在の前記対象画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記オーバードライブ処理を施した前記出力画像信号を生成し、
前記低解像度画像信号記憶部の記憶容量は、一画面分の前記高解像度画像信号を記憶する記憶容量よりも少ない、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記画像処理部は、
前記高解像度画像信号にプリオーバードライブ処理を施すプリオーバードライブ処理部と、
前記プリオーバードライブ処理部から出力される高解像度画像信号を前記低解像度画像信号に変換する変換部とを備え、
前記プリオーバードライブ処理は、
対象画素の前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態において前記対象画素に表示すべき階調を示す前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号とに基づいて実行される処理であって、当該プリオーバードライブ処理部から出力する前記高解像度画像信号を前記変換部において前記低解像度画像信号に変換すると、前記出力画像信号に前記オーバードライブ処理が施された状態となるように、前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 前記画像処理部は、
前記高解像度画像信号にプリオーバードライブ処理を施すプリオーバードライブ処理部と、
前記プリオーバードライブ処理部から出力される高解像度画像信号を前記低解像度画像信号に変換する変換部と、
前記変換部から出力される前記低解像度画像信号に前記オーバードライブ処理を施すオーバードライブ処理部とを備え、
前記プリオーバードライブ処理は、
対象画素の前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態において前記対象画素に表示すべき階調を示す前記低解像度画像信号に対応する前記高解像度画像信号とに基づいて実行される処理であって、当該プリオーバードライブ処理部から出力する前記高解像度画像信号を前記変換部において前記低解像度画像信号に変換すると、前記画素シフトの状態に応じて前記電気光学パネルの応答特性を補償された前記出力画像信号が得られるように前記高解像度画像信号を生成し、
前記オーバードライブ処理は、前記対象画素を除く画素の前記低解像度画像信号と、直前の画素シフトの状態における当該画素の前記低解像度画像信号とに基づいて、前記画素シフトの状態に応じて前記電気光学パネルの応答特性を補償して、前記出力画像信号を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 - 複数の画素が配列された電気光学パネルと、前記電気光学パネルから射出される光の光路を変更可能な光路シフト素子とを備えた電気光学装置の制御方法であって、
高解像度画像信号の1フレーム期間を第1の単位期間と前記第1の単位期間に続く第2の単位期間とを含む複数の単位期間に分割し、前記電気光学パネルの所定の画素から射出された光が、表示画面の第1位置に到達する画素シフトの状態を第1状態、表示画面の前記第1位置と異なる第2位置に到達する画素シフトの状態を第2状態としたとき、前記第1の単位期間において前記第1状態となり、前記第2の単位期間において前記第2状態となるように前記光路シフト素子を駆動し、
高解像度画像信号を低解像度画像信号に変換し、
前記画素シフトの状態に応じて、前記電気光学パネルの応答特性を補償するオーバードライブ処理を前記低解像度画像信号に施して、前記複数の画素を制御する出力画像信号を生成する、
ことを特徴とする電気光学装置の制御方法。
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