JP2023004038A - プロジェクター、及びプロジェクターの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制する。【解決手段】プロジェクターは、複数の画素が配列され、前記複数の画素から光を射出することにより、画像を表示する電気光学パネルと、前記複数の画素から射出される光の光路を変更する光路シフト素子と、入力画像信号により示される1フレーム分の画像を表示するための1フレーム期間に含まれる複数の単位期間の各々において、前記入力画像信号に基づいて生成され、かつ、前記複数の画素に対応する画像信号を、所定の順番で前記複数の画素に供給する画像処理回路と、を備え、前記画像処理回路は、前記電気光学パネルが表示する前記画像を切り替える場合の前記複数の画素の応答速度を、前記画像信号が供給される順番又は前記電気光学パネルにおける画素の位置に基づいて、調整する調整回路を備えている。【選択図】図4
Description
本発明は、プロジェクター、及びプロジェクターの制御方法に関する。
プロジェクターの技術分野では、ユーザーに視認される画像の解像度を擬似的に高める方法として、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た画素シフト技術が知られている(例えば、特許文献1)。画素シフト技術においては、1フレームに対応する1フレーム期間が複数の単位期間に分割され、単位期間毎に光路シフト素子の状態が相違するように光路シフト素子が制御される。これにより、プロジェクターから投写面に投写された像の表示位置が単位期間毎にシフトする。
画素シフト技術において、単位期間毎の光路シフト素子の状態変化、及び投写画像の切り替わりは、瞬時に行われることが望ましい。しかし、実際には、光路シフト素子の状態変化や投写画像の切り替わりには、一定の時間が必要である。このため、従来のプロジェクターの制御方法では、光路シフト素子の状態変化が開始してから終了するまでの期間と、投写画像の切り替わりが開始してから終了するまでの期間との間にずれが発生し、ユーザーに視認される画像の質が低下するおそれがある。
本発明の一態様に係るプロジェクターは、複数の画素が配列され、前記複数の画素から光を射出することにより、画像を表示する電気光学パネルと、前記複数の画素から射出される光の光路を変更する光路シフト素子と、入力画像信号により示される1フレーム分の画像を表示するための1フレーム期間に含まれる複数の単位期間の各々において、前記入力画像信号に基づいて生成され、かつ、前記複数の画素に対応する画像信号を、所定の順番で前記複数の画素に供給する画像処理回路と、を備え、前記画像処理回路は、前記電気光学パネルが表示する前記画像を切り替える場合の前記複数の画素の応答速度を、前記画像信号が供給される順番又は前記電気光学パネルにおける画素の位置に基づいて、調整する調整回路を備える。
また、本発明の一態様に係るプロジェクターの制御方法は、複数の画素が配列され、前記複数の画素から光を射出することにより、画像を表示する電気光学パネルと、前記複数の画素から射出される光の光路を変更する光路シフト素子とを有するプロジェクターの制御方法であって、入力画像信号により示される1フレーム分の画像を表示するための1フレーム期間に含まれる複数の単位期間の各々において、前記入力画像信号に基づいて生成され、かつ、前記複数の画素に対応する画像信号を、所定の順番で前記複数の画素に供給し、前記電気光学パネルが表示する前記画像を切り替える場合の前記複数の画素の応答速度を、前記画像信号が供給される順番又は前記電気光学パネルにおける画素の位置に基づいて、調整する。
以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている。このため、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
[1.実施形態]
先ず、図1を参照しながら、実施形態に係るプロジェクター1の概要の一例について説明する。
先ず、図1を参照しながら、実施形態に係るプロジェクター1の概要の一例について説明する。
図1は、実施形態に係るプロジェクター1の光学系の構成例を示す説明図である。なお、プロジェクター1の制御系の構成例については、図4において後述する。
プロジェクター1では、後述する光学的な画素シフトが実行される。例えば、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及び10Bと、投写光学系60とを有する。なお、プロジェクター1は、図1に示される要素以外に、後述する図4に示されるように、制御回路100を有する。液晶パネル10は、「電気光学パネル」の例である。
照明装置20は、可視光である白色光を射出する。例えば、照明装置20は、レーザー光源やハロゲンランプ光源を有する。
分離光学系40は、三個のミラー41、42及び45と、ダイクロイックミラー43及び44とを有する。例えば、分離光学系40は、照明装置20から射出された白色光を、光の3原色である赤色、緑色及び青色の色光成分に分離する。
具体的には、例えば、ダイクロイックミラー44は、照明装置20から射出された白色光のうち、赤色の波長域の光を透過し、緑色及び青色の波長域の光を反射する。ダイクロイックミラー44を透過した赤色の波長域の光は、ミラー45により、液晶パネル10Rに導かれる。また、ダイクロイックミラー44により反射された緑色及び青色の波長域の光は、ダイクロイックミラー43に到達する。ダイクロイックミラー43は、ダイクロイックミラー44により反射された緑色及び青色の波長域の光のうち、青色の波長域の光を透過し、緑色の波長域の光を反射する。ダイクロイックミラー43により反射された緑色の波長域の光は、液晶パネル10Gに導かれる。また、ダイクロイックミラー43を透過した青色の波長域の光は、ミラー41及び42により、液晶パネル10Gに導かれる。
このように、液晶パネル10R、10G及び10Bには、赤色、緑色及び青色の原色に対応する光が入射する。このため、本実施形態では、液晶パネル10R、10G及び10Bにカラーフィルターを設ける必要はない。
液晶パネル10R、10G及び10Bの各々は、空間光変調器として用いられる。詳細は、図2において後述されるが、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々には、m本の走査線SLNとn本のデータ線DLNとの交差に対応して画素PXが設けられる。すなわち、本実施形態では、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々は、縦m行*横n列のマトリクス状に配列された複数の画素PXを有する。なお、mは2以上の整数であり、nは2以上の整数である。液晶パネル10R、10G及び10Bの各々は、例えば、マトリクス状に配列された複数の画素PXから光を射出することにより、画像を投写する。例えば、各画素PXでは、入射光に対する出射光の透過率が階調に応じて制御される。以下では、液晶パネル10R、10G及び10Bを、液晶パネル10と総称する場合がある。
投写光学系60は、ダイクロイックプリズム61、投写レンズ系62及び光路シフト素子80を有する。液晶パネル10Rにより変調された光、液晶パネル10Gにより変調された光、及び、液晶パネル10Bにより変調された光は、互いに異なる3方向からダイクロイックプリズム61に入射する。そして、ダイクロイックプリズム61において、赤色の波長域の光及び青色の波長域の光は90度に屈折し、緑色の波長域の光は直進する。これにより、赤色の画像、緑色の画像及び青色の画像が合成される。
ダイクロイックプリズム61から射出された光は、光路シフト素子80を透過して投写レンズ系62に到達する。すなわち、光路シフト素子80は、ダイクロイックプリズム61と投写レンズ系62との間に配置される。光路シフト素子80は、ダイクロイックプリズム61から出射された光の光路をシフトさせる。すなわち、光路シフト素子80は、液晶パネル10に含まれる複数の画素PXから射出される光の光路を変更する。これにより、投写面SCRに表示される画素の位置がシフトする。以下では、投写面SCRに表示される画素の位置は、投写位置とも称される。
本実施形態では、光路シフト素子80が投写位置を投写面SCR上の横方向と縦方向とにシフト可能である場合を想定する。なお、図1では、投写面SCR上の横方向は、紙面の手前方向あるいは奥行方向であり、投写面SCR上の縦方向は、紙面の縦方向である。以下では、投写位置をシフトすることは、画素シフトとも称される。
投写レンズ系62は、光路シフト素子80から射出された光を、スクリーン等の投写面SCRに投写する。より具体的には、例えば、投写レンズ系62は、ダイクロイックプリズム61から射出され、かつ、光路シフト素子80を透過した合成像を、投写面SCRに、拡大して投写する。
ここで、液晶パネル10R及び10Bの透過像は、ダイクロイックプリズム61により反射され、投写面SCRに投写される。一方、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、投写面SCRに投写される。このため、液晶パネル10R及び10Bの各々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。
図2は、図1に示された液晶パネル10の一例を示す説明図である。なお、液晶パネル10R、10G及び10Bは互いに同様であるため、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々は、図2に示される液晶パネル10により説明される。また、図2には、画素PXの構成の一例も示されている。
液晶パネル10は、例えば、m本の走査線SLNと、n本のデータ線DLNと、表示領域12と、走査線駆動回路14と、データ線駆動回路16とを有する。なお、mは2以上の整数であり、nは2以上の整数である。図2では、m本の走査線SLNを互いに区別するために、走査線SLNの符号の末尾に、行番号を示す“1”、“2”、“i”及び“m”が付されている。同様に、n本のデータ線DLNを互いに区別するために、データ線DLNの符号の末尾に、列番号を示す“1”、“2”、“3”、“j”及び“n”が付されている。なお、図2に示される例では、iは、3以上m未満の整数であり、jは、4以上n未満の整数である。但し、iは、1以上m以下の整数であってもよいし、jは、1以上n以下の整数であってもよい。
m本の走査線SLNは、図2の紙面において横方向に延在し、n本のデータ線DLNは、図2の紙面において縦方向に延在している。また、表示領域12は、m本の走査線SLNの各々とn本のデータ線DLNの各々との交差に対応して設けられる画素PXを含む。すなわち、複数の画素PXは、表示領域12内に、縦m行*横n列のマトリクス状に配列される。なお、表示領域12の横方向は、液晶パネル10の横方向であり、投写面SCR上の横方向に対応する。また、表示領域12の縦方向は、液晶パネル10の縦方向であり、投写面SCR上の縦方向に対応する。
ここで、例えば、複数の画素PXの各々は、トランジスターTRと液晶素子LCEとを有する。液晶素子LCEは、例えば、平面視で略正方形の画素電極ELaと、画素電極ELaに対向する対向電極ELbと、画素電極ELaと対向電極ELbとの間に配置されるVA方式の液晶LCとを有する。例えば、液晶素子LCEは、画素電極ELa及び対向電極ELb間の電圧の実効値に応じた透過率となる。なお、本実施形態では、液晶素子LCEがノーマリーブラックモードである場合を想定する。ノーマリーブラックモードでは、画素電極ELa及び対向電極ELb間の電圧が大きい場合、画素電極ELa及び対向電極ELb間の電圧が小さい場合に比べて、液晶素子LCEの透過率が高くなる。
対向電極ELbは、複数の画素PXで共通であり、一定の電圧であるコモン電圧Vcomが、対向電極ELbに供給される。トランジスターTRは、例えば、nチャネル型の薄膜トランジスターであり、画素電極ELaとデータ線DLNとの間の電気的な接続を制御する。例えば、トランジスターTRのゲートは、走査線SLNに接続され、トランジスターTRのソースは、データ線DLNに接続され、トランジスターTRのドレインは、画素電極ELaに接続される。なお、複数の画素PXの各々は、液晶素子LCEに対して並列に配置される蓄積容量を有してもよい。
走査線駆動回路14は、制御信号CTL3に基づいて、走査線SLNを所定の順番で1本ずつ選択し、選択した走査線SLNにハイレベルの走査信号を供給する。なお、走査線駆動回路14は、選択した走査線SLN以外の走査線SLNにはローレベルの走査信号を供給する。本実施形態では、所定の順番が、1、2、…、m行目の順番である場合を想定する。すなわち、本実施形態では、複数の画素PXは、1、2、…、m行目の順番で走査される。
データ線駆動回路16は、1行分の出力画像信号VIをラッチする。そして、データ線駆動回路16は、ハイレベルの走査信号により選択された走査線SLNに対応する行の各列の出力画像信号VIを、n本のデータ線DLNの各々に供給する。なお、出力画像信号VIのラッチ、及び、出力画像信号VIのデータ線DLNへの供給は、例えば、制御信号CTL3に基づいて実行される。
ハイレベルの走査信号が供給された走査線SLNに接続されたトランジスターTRがオンすることにより、データ線DLNに供給された出力画像信号VIが、画素電極ELaに供給される。走査信号のレベルがハイレベルからローレベルに切り替わった場合、トランジスターTRはオフするが、画素電極ELaに供給された出力画像信号VIの電圧は、液晶素子LCEの容量性によって保持される。このように、液晶素子LCEから射出される光の透過率が、階調に応じた出力画像信号VIによって、制御される。すなわち、各画素PXにおいて、入射光に対する出射光の透過率が階調に応じて制御される。この結果、出力画像信号VIに基づく変調画像が生成される。以下では、液晶素子LCEの透過率は、画素PXの透過率とも称される。
このように、液晶パネル10では、例えば、表示領域12の上部に配置された画素PXに出力画像信号VIを供給するタイミングと、表示領域12の下部に配置された画素PXに出力画像信号VIを供給するタイミングとに、一定の差が生じる。このため、例えば、全ての画素PXが同じ透過率に切り替わる場合であっても、複数の行のうちの一の行の画素PXの透過率が他の行の画素PXの透過率と異なる状況が発生する。
光路シフト素子80は、投写面SCRに投写される画像の解像度を擬似的に高めるように状態を変化させる。上記の液晶パネル10の駆動のため、光路シフト素子80の状態が変化していない期間に、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差が、画素PXが配列された行によって、ばらつくおそれがある。
光路シフト素子80の状態が変化していない期間において、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが大きい場合、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが小さい場合に比べて、ユーザーに視認される画像の質が低下する。このため、本実施形態では、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが、光路シフト素子80の状態が変化していない期間に大きくなることを抑制するように、出力画像信号VIが生成される。
光路シフト素子80の状態が変化していない期間において、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが大きい場合、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが小さい場合に比べて、ユーザーに視認される画像の質が低下する。このため、本実施形態では、画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが、光路シフト素子80の状態が変化していない期間に大きくなることを抑制するように、出力画像信号VIが生成される。
なお、プロジェクター1では、電気光学材料の電気的な劣化を防止するために、液晶素子LCEに印加する電圧の極性を一定周期毎に反転する極性反転駆動が採用される。本実施形態では、後述の図3に示されるフィールド期間FLの半分の期間が、出力画像信号VIの極性が反転する周期である場合を想定する。但し、出力画像信号VIの極性が反転する周期は、フィールド期間FLの半分の期間に限定されない。例えば、出力画像信号VIの極性が反転する周期は、1フィールド期間FLであってもよいし、後述の図3に示される1フレーム期間FMであってもよい。出力画像信号VIの生成について説明する前に、図3を参照しながら、画素シフトの効果について、説明する。
図3は、画素シフトの効果を模式的に示す説明図である。図3では、説明の便宜上、互いに直交するX軸及びY軸を有する2軸の直交座標系を導入する。以下では、X軸の矢印の指す方向は+X方向と称され、+X方向の反対方向は-X方向と称される。また、Y軸の矢印の指す方向は+Y方向と称され、+Y方向の反対方向は-Y方向と称される。また、以下では、+X方向及び-X方向を、特に区別することなく、X方向と称し、+Y方向及び-Y方向を特に区別することなく、Y方向と称する場合がある。X方向は、投写面SCR上の横方向に対応し、Y方向は、投写面SCR上の縦方向に対応する。
画素シフトでは、1つのフレームに対応する1フレーム期間FMが複数のフィールド期間FLに分割される。そして、フィールド期間FL毎に光路シフト素子80の状態が相違するように光路シフト素子80が光路シフト素子駆動回路150によって制御される。ここで、1フレーム期間FMは、例えば、入力画像信号DIHにより示される1フレーム分の入力画像を液晶パネル10で表示するための期間である。本実施形態では、1フレーム期間FMが4つのフィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4に分割される場合を想定する。フィールド期間FLは、「単位期間」の例である。また、フィールド期間FL1が「第1単位期間」に該当する場合、フィールド期間FL2が「第2単位期間」に該当し、フィールド期間FL2が「第1単位期間」に該当する場合、フィールド期間FL3が「第2単位期間」に該当する。そして、フィールド期間FL3が「第1単位期間」に該当する場合、フィールド期間FL4が「第2単位期間」に該当する。
図3では、入力画像信号DIHにより示される画像の4つの画素PIa、PIb、PIc及びPIdが、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々の1つの画素PXijにより、投写面SCRに投写される場合を例にして、画素シフトが説明される。
光路シフト素子80は、液晶パネル10の画素PXijからの光を、フィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4において、投写面SCRのそれぞれA、B、C及びDの位置に到達させるように光路シフト素子駆動回路150によって制御される。液晶パネル10の画素PXijは、フィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4において、それぞれ入力画像の画素PIa、PIb、PIc及びPIdを表示する。
光路シフト素子80は、液晶パネル10の画素PXijからの光を、フィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4において、投写面SCRのそれぞれA、B、C及びDの位置に到達させるように光路シフト素子駆動回路150によって制御される。液晶パネル10の画素PXijは、フィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4において、それぞれ入力画像の画素PIa、PIb、PIc及びPIdを表示する。
画素PIaは、入力画像信号DIHにより示される入力画像の複数の画素PIのうちの、“2*i-1”行目の“2*j-1”列目の画素PIであり、画素PIbは、複数の画素PIのうちの、“2*i-1”行目の“2*j”列目の画素PIである。また、画素PIcは、複数の画素PIのうちの、“2*i”行目の“2*j”列目の画素PIであり、画素PIdは、複数の画素PIのうちの、“2*i”行目の“2*j-1”列目の画素PIである。なお、iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数である。
また、図3の画素PXijは、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々のi行j列目の画素PXを示している。
また、図3の画素PXSは、投写面SCRに投写される複数の画素PXSのうち、液晶パネル10R、10G及び10Bの各々の画素PXijに対応する画素PXSを示している。
以下では、液晶パネル10の画素PXijから射出される光を投写面SCR上の第1位置Aに到達させる光路シフト素子80の状態は、第1状態Astとも称される。また、画素PXijから射出される光を投写面SCR上の第2位置Bに到達させる光路シフト素子80の状態は、第2状態Bstとも称され、画素PXijから射出される光を投写面SCR上の第3位置Cに到達させる光路シフト素子80の状態は、第3状態Cstとも称される。また、画素PXijから射出される光を投写面SCR上の第4位置Dに到達させる光路シフト素子80の状態は、第4状態Dstとも称される。
なお、投写面SCR上の第1位置Aは、第4位置Dから+Y方向に1/2画素ピッチシフトした位置である。1/2画素ピッチは、例えば、1フィールド期間FLに投写面SCRに投写された画像において、互いに隣接する2つ画素PXSの一方の画素PXSの中心と他方の画素PXSの中心との間の距離に対応する。例えば、投写面SCR上の第1位置Aから+X方向に1/2画素ピッチシフトした位置が第2位置Bであり、第2位置Bから-Y方向に1/2画素ピッチシフトした位置が第3位置Cであり、第3位置Cから-X方向に1/2画素ピッチシフトした位置が第4位置Dである。
図3に示される画素シフトでは、液晶パネル10の画素PXijから射出された光が到達する投写面SCR上の位置が、1フレーム期間FMに、第1位置A、第2位置B、第3位置C及び第4位置Dにシフトするように、光路シフト素子80が制御される。例えば、光路シフト素子80は、フィールド期間FL1、FL2、FL3及びFDL4において、状態がそれぞれ第1状態Ast、第2状態Bst、第3状態Cst及び第4状態Dstとなるように、制御される。
フィールド期間FL1では、入力画像の画素PIaに対応する光が液晶パネル10の画素PXijから射出される。そして、液晶パネル10の画素PXijから射出された光は、状態が第1状態Astである光路シフト素子80を透過して、投写面SCR上の第1位置Aに到達する。
また、フィールド期間FL2では、入力画像の画素PIbに対応する光が液晶パネル10の画素PXijから射出される。そして、液晶パネル10の画素PXijから射出された光は、状態が第2状態Bstである光路シフト素子80を透過して、投写面SCR上の第2位置Bに到達する。
また、フィールド期間FL3では、入力画像の画素PIcに対応する光が液晶パネル10の画素PXijから射出される。そして、液晶パネル10の画素PXijから射出された光は、状態が第3状態Cstである光路シフト素子80を透過して、投写面SCR上の第3位置Cに到達する。
また、フィールド期間FL4では、入力画像の画素PIdに対応する光が液晶パネル10の画素PXijから射出される。そして、液晶パネル10の画素PXijから射出された光は、状態が第4状態Dstである光路シフト素子80を透過して、投写面SCR上の第4位置Dに到達する。
このように、画素シフトにより、投写面SCRに投写される画像の解像度が擬似的に高められる。例えば、投写面SCR上の第1位置A及び第2位置Bに表示される画素PXSは、入力画像における“2*i-1”行目の“2*j-1”列目及び“2*j”列目の2つの画素PIa及びPIbにそれぞれ対応する。また、投写面SCR上の第4位置D及び第3位置Cに表示される画素は、入力画像における“2*i”行目の“2*j-1”列目及び“2*j”列目の2つの画素PId及びPIcにそれぞれ対応する。
なお、液晶パネル10の画素PXから射出された光が、投写面SCRにおいてシフトする順番及び位置は、図3に示された例に限定されない。次に、図4を参照しながら、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、図1に示されたプロジェクター1の制御系の構成例を示すブロック図である。プロジェクター1は、図1に示された要素以外に、制御回路100を有する。
制御回路100は、例えば、液晶パネル10R、10G及び10Bと、光路シフト素子80とを制御する。例えば、制御回路100は、図示されないホスト装置等の上位装置から制御回路100に供給された入力画像信号DIHに基づいて、液晶パネル10R、10G及び10Bを駆動するための出力画像信号VIr、VIg及びVIbを生成する。図4では、液晶パネル10R、10G及び10Bに供給される出力画像信号VIを区別するために、出力画像信号VIの符号の末尾に、小文字のアルファベット“r”、“g”及び“b”がそれぞれ付されている。また、制御回路100は、光路シフト素子80を駆動するための制御信号を、入力画像信号DIHに基づいて生成する。
例えば、制御回路100は、変換回路120及び調整回路130を含む画像処理回路110と、タイミング制御回路140と、光路シフト素子駆動回路150とを有する。
画像処理回路110は、例えば、1フレーム期間FMに含まれる複数のフィールド期間FLの各々において、入力画像信号DIHに基づいて、液晶パネル10R、10G及び10Bを駆動するための出力画像信号VIr、VIg及びVIbを生成する。例えば、液晶パネル10Rを駆動するための出力画像信号VIrは、液晶パネル10Rの複数の画素PXに対応して生成され、所定の順番で、複数の画素PXに供給される。また、液晶パネル10Gを駆動するための出力画像信号VIgは、液晶パネル10Gの複数の画素PXに対応して生成され、所定の順番で、複数の画素PXに供給される。また、液晶パネル10Bを駆動するための出力画像信号VIbは、液晶パネル10Bの複数の画素PXに対応して生成され、所定の順番で、複数の画素PXに供給される。
このように、画像処理回路110は、1フレーム期間FMの複数のフィールド期間FLの各々において、入力画像信号DIHに基づいて生成され、かつ、複数の画素PXに対応する出力画像信号VIを、所定の順番で、液晶パネル10の複数の画素PXに供給する。なお、所定の順番は、例えば、走査線SLNが選択される順番である。また、出力画像信号VIは、「画像信号」の例である。
変換回路120は、例えば、入力画像信号DIHを蓄積し、蓄積した入力画像信号DIHを調整回路130に出力する。調整回路130は、液晶パネル10から投射される画像を切り替える場合の複数の画素PXの応答速度を、出力画像信号VIが供給される順番又は液晶パネル10における画素PXの位置に基づいて、調整する。詳細は、図6において後述されるが、複数の画素PXの応答速度は、出力画像信号VIの階調値を調整することにより、調整される。
タイミング制御回路140は、入力画像信号DIHに基づいて、光路シフト素子駆動回路150を制御する制御信号CTL1を生成する。例えば、タイミング制御回路140は、1フレーム期間FMを複数のフィールド期間FLに時分割する。そして、タイミング制御回路140は、光路シフト素子80の状態をフィールド期間FL毎に制御するための制御信号CTL1を光路シフト素子駆動回路150に供給する。このように、制御信号CTL1は、光路シフト素子80の状態を制御するための信号である。従って、制御信号CTL1は、光路シフト素子80から射出される光の投写位置を制御するための信号でもある。
また、タイミング制御回路140は、入力画像信号DIHに基づいて、調整回路130を制御する制御信号CTL2を生成する。制御信号CTL1及びCTL2が入力画像信号DIHに基づいて生成されるため、例えば、調整回路130は、画素シフトによる光路シフト素子80の状態の変化に同期して、出力画像信号VIr、VIg及びVIbを出力できる。
また、タイミング制御回路140は、液晶パネル10R、10G及び10Bの各画素電極ELaに出力画像信号VIを供給するためのクロック信号等の制御信号CTL3r、CTL3g及びCTL3bを生成する。そして、タイミング制御回路140は、制御信号CTL3r、CTL3g及びCTL3bを液晶パネル10R、10G及び10Bにそれぞれ供給する。なお、図4では、液晶パネル10R、10G及び10Bに供給される制御信号CTL3を区別するために、制御信号CTL3の符号の末尾に、小文字のアルファベット“r”、“g”及び“b”がそれぞれ付されている。
光路シフト素子駆動回路150は、タイミング制御回路140から供給される制御信号CTL1に基づいて、光路シフト素子80を駆動する。例えば、光路シフト素子駆動回路150は、制御信号CTL1に基づいて、光路シフト素子80の状態を第1状態Ast、第2状態Bst、第3状態Cst及び第4状態Dstの順にフィールド期間FLに同期して変化させる。
次に、図5を参照しながら、画像処理回路110の詳細な構成について説明する。
図5は、図4に示された画像処理回路110の構成例を示すブロック図である。画像処理回路110は、変換回路120及び調整回路130を有する。調整回路130は、例えば、液晶パネル10Rに出力画像信号VIrを供給する調整回路130r、液晶パネル10Gに出力画像信号VIgを供給する調整回路130g、及び、液晶パネル10Bに出力画像信号VIbを供給する調整回路130bを含む。図5では、調整回路130rについて説明されるが、調整回路130g及び130bは、調整回路130rと同様に構成される。また、調整回路130に対する変換回路120の動作についても、調整回路130rに対する変換回路120の動作を例にして説明される。
変換回路120は、入力画像信号DIHを画像信号DILに変換する。例えば、入力画像信号DIHは、縦“2*m”画素及び横“2*n”画素の入力画像を示す画像信号である。なお、m及びnは、図2等において説明されたように、2以上の整数である。画像信号DILは、縦m画素及び横n画素の画像を示す画像信号である。入力画像信号DIH及び画像信号DILの各々は、赤色、緑色及び青色の成分の画像信号を含む。図5では、調整回路130r、130g及び130bに供給される画像信号DILを区別するために、画像信号DILの符号の末尾に、小文字のアルファベット“r”、“g”及び“b”がそれぞれ付されている。
変換回路120は、例えば、1フレーム分の入力画像信号DIHを記憶する第1フレームメモリー122を有する。例えば、変換回路120は、第1フレームメモリー122を用いて、画像信号DILを生成する。
例えば、変換回路120は、入力画像の奇数行及び奇数列の画素PIに対応する入力画像信号DIHを第1フレームメモリー122から読み出す。そして、変換回路120は、第1フレームメモリー122から読み出した入力画像信号DIHのうち、赤色の成分の入力画像信号DIHを、フィールド期間FL1の画像信号DILrとして調整回路130rに供給する。なお、第1フレームメモリー122から読み出された入力画像信号DIHのうち、緑色の成分の入力画像信号DIHは、フィールド期間FL1の画像信号DILgとして調整回路130gに供給される。また、第1フレームメモリー122から読み出された入力画像信号DIHのうち、青色の成分の入力画像信号DIHは、フィールド期間FL1の画像信号DILbとして調整回路130bに供給される。
フィールド期間FL2、FL3及びFL4の各々の画像信号DILr、DILg及びDILbも、フィールド期間FL1の画像信号DILr、DILg及びDILbと同様に、調整回路130r、130g及び130bにそれぞれ供給される。例えば、変換回路120は、フィールド期間FL2の画像信号DILr、DILg及びDILbとして、入力画像の奇数行及び偶数列の画素PIに対応する入力画像信号DIHを第1フレームメモリー122から読み出す。また、変換回路120は、フィールド期間FL3の画像信号DILr、DILg及びDILbとして、入力画像の偶数行及び偶数列の画素PIに対応する入力画像信号DIHを第1フレームメモリー122から読み出す。また、変換回路120は、フィールド期間FL4の画像信号DILr、DILg及びDILbとして、入力画像の偶数行及び奇数列の画素PIに対応する入力画像信号DIHを第1フレームメモリー122から読み出す。
調整回路130rは、第2フレームメモリー132と、ルックアップテーブル134と、補正回路136とを有する。第2フレームメモリー132の記憶容量は、変換回路120の第1フレームメモリー122のうち、赤色の成分の入力画像信号DIHが記憶される記憶領域の記憶容量よりも少ない。例えば、調整回路130rの第2フレームメモリー132の記憶容量は、変換回路120の第1フレームメモリー122のうち、赤色の成分の入力画像信号DIHが記憶される記憶領域の記憶容量の1/4である。なお、調整回路130rの第2フレームメモリー132は、液晶パネル10Rの少なくとも一画面分の画像信号DILrを記憶する記憶容量を有していればよい。
ルックアップテーブル134には、第1フレームメモリー122から読み出された画像信号DILrと第2フレームメモリー132から読み出された画像信号DILDとが供給される。画像信号DILDは、第1フレームメモリー122から読み出された画像信号DILrより1フィールド期間FL前の過去の画像信号DILrである。
ルックアップテーブル134は、例えば、画像信号DILrにより示される階調レベル及び画像信号DILDにより示される階調レベルに対応して、オーバードライブ用のデータDodを予め記憶する二次元のルックアップテーブルである。データDodの値は、例えば、液晶素子LCEの応答特性を考慮して、予め決められている。
例えば、画像信号DILrにより示される階調レベルが画像信号DILDにより示される階調レベルより大きい場合には、正の値を示すデータDodがルックアップテーブル134から出力される。また、画像信号DILrにより示される階調レベルが画像信号DILDにより示される階調レベルより小さい場合には、負の値を示すデータDodがルックアップテーブル134から出力される。また、画像信号DILrにより示される階調レベルが画像信号DILDにより示される階調レベルと同じ場合には、ゼロを示すデータDodがルックアップテーブル134から出力される。
ルックアップテーブル134から出力されたデータDodは、補正回路136に供給される。なお、データDodは、「オーバードライブ処理により決定した補償量」の例である。また、後述するデータDmlは、「画像信号の生成に用いられる補償量」の例である。
補正回路136は、乗算器136a、加算器136b及びDAC136cを有する。なお、DACは、Digital Analog Converterの略である。乗算器136aは、ルックアップテーブル134から出力されたデータDodに係数Kiを乗算し、乗算結果を補正用のデータDmlとして加算器136bに出力する。なお、係数Kiは、例えば、i行目の走査線SLNiに接続された画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられる係数であり、正の値に設定される。iは、1以上m以下の整数である。また、以下では、特に断りがない場合、mが4以上の偶数である場合を想定する。
例えば、iが1以上“m/2-α”以下である場合、係数Kiは、0より大きく1未満の値に設定され、iが“m/2-α”より大きく“m/2+β”未満である場合、係数Kiは、1に設定される。なお、αは、0以上“m/2”未満の整数であり、βは、1以上“m/2”以下の整数である。そして、iが“m/2+β”以上m以下である場合、係数Kiは、1より大きく所定値未満の値に設定される。所定値は、特に限定されないが、例えば、2であってもよい。なお、αが0で、βが1である場合、“m/2-α”より大きく“m/2+β”未満の条件は成立しないため、1に設定される係数Kiは存在しない。
このように、1行目から“m/2-α”行目までの走査線SLNiに接続された画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられる係数Kiは、0より大きく1未満の値に設定される。また、“m/2+β”行目から“m”行目までの走査線SLNiに接続された画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられる係数Kiは、1より大きく所定値未満の値に設定される。以下では、1行目から“m/2-α”行目までの走査線SLNiに接続された画素PXは、上部の画素PXとも称され、“m/2+β”行目から“m”行目までの走査線SLNiに接続された画素PXは、下部の画素PXとも称される。
なお、例えば、iが1以上“m/2-α”以下の範囲では、iが大きい場合の係数Kiの値は、iが小さい場合の係数Kiの値以下である。また、iが“m/2+β”以上m以下の範囲では、iが大きい場合の係数Kiの値は、iが小さい場合の係数Kiの値以上である。なお、iが1以上“m/2-α”以下の範囲では、全ての係数Kiが互いに異なる値であってもよいし、少なくとも一部の係数Kiが互いに同じ値であってもよい。例えば、iが1の場合の係数Kiとiが2の場合の係数Kiとが、0より大きく1未満の共通の値であってもよい。同様に、iが“m/2+β”以上m以下の範囲においても、全ての係数Kiが互いに異なる値であってもよいし、少なくとも一部の係数Kiが互いに同じ値であってもよい。
係数Kiが上述の例のように設定された場合、上部の画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられるデータDmlは、データDodより小さくなる。また、下部の画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられるデータDmlは、データDodより大きくなる。
すなわち、補正回路136は、上部の画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより小さくする。また、補正回路136は、下部の画素PXに供給される出力画像信号VIrの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより大きくする。
ここで、本実施形態では、走査線SLNが1、2、…、m行目の順番で選択されるため、複数の画素PXに、1、2、…、m行目の順番で出力画像信号VIrが供給される。従って、1、2、…、m行目の順番は、「所定の順番」に該当する。すなわち、上部の画素PXには、所定の順番の前半に出力画像信号VIrが供給され、下部の画素PXには、所定の順番の後半に出力画像信号VIrが供給される。従って、上部の画素PXは、「第1画素」の例であり、下部の画素PXは、「第2画素」の例である。また、「第1画素」は、所定の順番の前半に出力画像信号VIrが供給される画素PXの例であり、「第2画素」は、所定の順番の後半に出力画像信号VIrが供給される画素PXの例である。
加算器136bは、画像信号DILrにデータDmlを加算し、加算結果を画像データDIとしてDAC136cに出力する。なお、データDodが負の値を取り得るので、データDmlも負の値を取り得る。このため、加算器136bにおける実質的な演算内容には、加算のみならず、減算も含まれる。
DAC136cは、画像データDIをアナログ電圧の出力画像信号VIrに変換する。なお、本実施形態では、出力画像信号VIr、VIg及びVIbの極性を示す情報が制御信号CTL2に含まれる場合を想定する。この場合、DAC136cは、画像データDIを、制御信号CTL2により指定される極性のアナログ電圧の出力画像信号VIrに変換する。
このように、調整回路130rは、画像信号DILrに、1フィールド期間FL前の階調レベルからの変化分と画素PXの位置とに応じた補正量を加算し、加算結果をアナログに変換し、変換結果を出力画像信号VIrとして液晶パネル100Rに出力する。調整回路130g及び130bも、調整回路130rと同様に動作する。
例えば、調整回路130gは、画像信号DILgに、1フィールド期間FL前の階調レベルからの変化分と画素PXの位置とに応じた補正量を加算し、加算結果をアナログに変換し、変換結果を出力画像信号VIgとして液晶パネル100Gに出力する。また、調整回路130bは、画像信号DILbに、1フィールド期間FL前の階調レベルからの変化分と画素PXの位置とに応じた補正量を加算し、加算結果をアナログに変換し、変換結果を出力画像信号VIbとして液晶パネル100Bに出力する。
なお、制御回路100の構成は、図4及び図5に示される例に限定されない。例えば、調整回路130rのルックアップテーブル134、調整回路130gのルックアップテーブル134及び調整回路130bのルックアップテーブル134は、調整回路130r、130g及び130bで共通化されてもよい。また、例えば、調整回路130は、オーバードライブ用のデータDodを、ルックアップテーブル134を用いずに、演算により求めてもよい。
また、本実施形態では、図4に示されたタイミング制御回路140が入力画像信号DIHに基づいて各種の制御を実行する場合を想定したが、タイミング制御回路140は、変換回路120から出力される画像信号DILに基づいて各種の制御を実行してもよい。
次に、図6を参照しながら、制御回路100の動作について説明する。
図6は、図4に示された制御回路100の動作を説明するための図である。なお、図6は、走査線SLNの選択推移、液晶応答、及び、光路シフト素子80の状態遷移の関係の一例を、横軸を経過時間として示している。
本実施形態では、複数のフィールド期間FL1、FL2、FL3及びFL4の各々において、複数の画素PXを1、2、…、m行目の順番で選択する走査が2回行われる。例えば、各フィールド期間FLの期間T1は、1回目の走査が行われる期間である。期間T2は、期間T1に続く期間であり、2回目の走査が行われる期間である。また、本実施形態では、2回目の走査により画素PXに供給される出力画像信号VIの極性は、1回目の走査により画素PXに供給される出力画像信号VIの極性から反転している。期間T1は、「第1期間」の例であり、期間T2は、「第2期間」の例である。
走査線SLNの選択推移の図の黒塗りの矩形で示されるように、走査線SLNは、1、2、…、m行目の順番で、1行ずつ排他的に選択される。走査線駆動回路14により選択された走査線SLNに接続された画素PXには、データ線DLNを介して出力画像信号VIが供給される。すなわち、走査線駆動回路14により選択された走査線SLNに接続された画素PXの画素電極ELaに、出力画像信号VIに応じた電圧が印加される。これにより、画素PXの液晶素子LCEは、出力画像信号VIの電圧に応じた透過率に変化する。
図6では、液晶応答として、液晶素子LCEの印加電圧の変化に応じた液晶素子LCEの透過率の変化が示されている。液晶素子LCEの印加電圧は、画素電極ELa及び対向電極ELb間の電圧である。例えば、図6に示された液晶応答において、破線の波形は、液晶素子LCEの印加電圧を示し、実線の波形は、液晶素子LCEの透過率を示している。
図6では、説明を分かり易くするために、フィールド期間FL1及びFL3において、全ての画素PXの目標階調値が階調値G2であり、フィールド期間FL2及びFL4において、全ての画素PXの目標階調値が階調値G1である場合を想定する。階調値G2は、階調値G1より小さい。なお、目標階調値は、入力画像信号DIHに基づいて決定される階調値であり、補正回路136により補正される前の画像信号DILにより示される階調値である。
液晶応答の図において、印加電圧に着目した場合、符号G1及びG2は、階調値G1に対応する電圧及び階調値G2に対応する電圧をそれぞれ示している。また、透過率に着目した場合、符号G1及びG2は、階調値G1に対応する透過率及び階調値G2に対応する透過率を示している。図6では、1行目、“m/2”行目及びm行目に位置する液晶素子LCEの液晶応答が示されている。1行目の画素PXに対応する係数Kiは、0より大きく1未満の値に設定され、m行目の画素PXに対応する係数Kiは、1より大きく所定値未満の値に設定されている。なお、図6では、m行目の画素PXに対応する係数Kiは、1に設定されている。
例えば、時刻T100では、フィールド期間FL1の1回目の走査により、1行目の画素PXが選択され、目標の階調値G2に対応する電圧より小さい電圧の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。すなわち、階調値G2に対応する電圧が画素PXに供給される場合に比べて、画素PXの応答速度が遅くなるように補正された出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。時刻T100より前の図示されていないフィールド期間FLの出力画像信号VIより大きい電圧の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給されたため、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに上昇する。また、時刻T100では、光路シフト素子80は、第4状態Dstから第1状態Astへの遷移を開始する。
そして、時刻T120では、1回目の走査により、”m/2”行目の画素PXが選択され、目標の階調値G2に対応する電圧の出力画像信号VIが”m/2”行目の画素PXに供給される。時刻T100より前の図示されていないフィールド期間FLの出力画像信号VIより大きい電圧の出力画像信号VIが”m/2”行目の画素PXに供給されたため、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに上昇する。なお、時刻T120では、光路シフト素子80は、状態遷移中である。
時刻T140では、1回目の走査により、m行目の画素PXが選択され、目標の階調値G2に対応する電圧より大きい電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。すなわち、階調値G2に対応する電圧が画素PXに供給される場合に比べて、画素PXの応答速度が速くなるように補正された出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。時刻T100より前の図示されていないフィールド期間FLの出力画像信号VIより大きい電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給されたため、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに上昇する。
なお、時刻T140では、光路シフト素子80は、状態遷移中である。また、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率まで上昇している。なお、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、まだ、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率には達していない。
時刻T150から時刻T200までの期間T2では、フィールド期間FL1の2回目の走査が行われる。例えば、時刻T150では、2回目の走査により、1行目の画素PXが選択され、1回目の走査における出力画像信号VIの極性を反転した極性の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。なお、2回目の走査により1行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、1回目の走査により1行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧の大きさと同じである。このため、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、例えば、出力画像信号VIに対応する透過率に到達するまで上昇する。また、時刻T150では、光路シフト素子80は、第4状態Dstから第1状態Astへの遷移を終了する。すなわち、時刻T150では、光路シフト素子80の状態は、第1状態Astになる。光路シフト素子80の状態は、時刻T200まで、第1状態Astに維持される。
光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている時刻T150から時刻T200までの期間では、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に維持されている。すなわち、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率より低い透過率に維持されている。
また、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T150と時刻T200との中間付近で、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。すなわち、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T150と時刻T200との中間付近で、目標の階調値G2に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。
また、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T200付近でも、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に達していない。但し、m行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧は、目標の階調値G2に対応する電圧より大きい。このため、時刻T200付近では、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。
このように、本実施形態では、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間の各画素PXの透過率の平均値は、目標の階調値G2に対応する透過率より低い透過率で分布する。
ここで、本実施形態の対比例として、図5に示された乗算器136aが省かれた形態の液晶応答を簡単に説明する。対比例では、乗算器136aが省かれているため、オーバードライブ処理により決定されたデータDodが、補正されずに、画像信号DILに加算される。このため、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間では、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率と同視できる程度の透過率に維持されている。従って、対比例では、本実施形態に比べて、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間の1行目の各画素PXの透過率の平均値は、高くなる。
また、対比例では、m行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧は、目標の階調値G2に対応する電圧である。このため、出力画像信号VIに対応する透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率である。従って、対比例では、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T200付近でも、目標の階調値G2に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達しない。さらに、対比例では、本実施形態に比べて、m行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧が小さいため、透過率の上昇は緩やかになる。従って、対比例では、本実施形態に比べて、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間のm行目の各画素PXの透過率の平均値は、低くなる。
このように、対比例では、1行目の各画素PXの透過率の平均値は、本実施形態に比べて高くなり、m行目の各画素PXの透過率の平均値は、本実施形態に比べて低くなる。すなわち、対比例では、本実施形態に比べて、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間における1行目の各画素PXの透過率の平均値とm行目の各画素PXの透過率の平均値との差が大きくなる。換言すれば、本実施形態では、対比例に比べて、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間における1行目の各画素PXの透過率の平均値とm行目の各画素PXの透過率の平均値との差を小さくすることができる。すなわち、本実施形態では、対比例に比べて、光路シフト素子80の状態が第1状態Astに維持されている期間における画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきを小さくすることができる。これにより、本実施形態では、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
説明を図6に戻す。例えば、時刻T200では、フィールド期間FL2の1回目の走査により、1行目の画素PXが選択され、目標の階調値G1に対応する電圧より大きい電圧の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。このように、本実施形態では、目標の階調値G1に対応する電圧が1行目の画素PXに供給される場合に比べて、液晶素子LCEの印加電圧の変化が小さくなるように、出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。すなわち、階調値G1に対応する電圧が画素PXに供給される場合に比べて、画素PXの応答速度が遅くなるように補正された出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。
フィールド期間FL1の出力画像信号VIより小さい電圧の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給されたため、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が緩やかに低下する。また、時刻T200では、光路シフト素子80は、第1状態Astから第2状態Bstへの遷移を開始する。
そして、時刻T220では、1回目の走査により、”m/2”行目の画素PXが選択され、目標の階調値G1に対応する電圧の出力画像信号VIが”m/2”行目の画素PXに供給される。フィールド期間FL1の出力画像信号VIより小さい電圧の出力画像信号VIが”m/2”行目の画素PXに供給されたため、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに低下する。なお、時刻T220では、光路シフト素子80は、状態遷移中である。
時刻T240では、1回目の走査により、m行目の画素PXが選択され、目標の階調値G1に対応する電圧より小さい電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。このように、本実施形態では、目標の階調値G1に対応する電圧がm行目の画素PXに供給される場合に比べて、液晶素子LCEの印加電圧の変化が大きくなるように、出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。すなわち、階調値G1に対応する電圧が画素PXに供給される場合に比べて、画素PXの応答速度が速くなるように補正された出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。
フィールド期間FL1の出力画像信号VIより小さい電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給されたため、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに低下する。なお、時刻T240では、光路シフト素子80は、状態遷移中である。また、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率まで低下している。なお、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、まだ、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率には達していない。
時刻T250から時刻T300までの期間T2では、フィールド期間FL2の2回目の走査が行われる。例えば、時刻T250では、2回目の走査により、1行目の画素PXが選択され、1回目の走査における出力画像信号VIの極性を反転した極性の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。なお、2回目の走査により1行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、1回目の走査により1行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧の大きさと同じである。このため、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、例えば、出力画像信号VIに対応する透過率に到達するまで低下する。また、時刻T250では、光路シフト素子80は、第1状態Astから第2状態Bstへの遷移を終了する。すなわち、時刻T250では、光路シフト素子80の状態は、第2状態Bstになる。光路シフト素子80の状態は、時刻T300まで、第2状態Bstに維持される。
光路シフト素子80の状態が第2状態Bstに維持されている時刻T250から時刻T300までの期間では、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に維持されている。すなわち、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G1に対応する透過率より高い透過率に維持されている。
また、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T250と時刻T300との中間付近で、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。すなわち、”m/2”行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T250と時刻T300との中間付近で、目標の階調値G1に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。
また、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、時刻T300付近でも、出力画像信号VIに対応する透過率と同視できる程度の透過率に達していない。但し、m行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧は、目標の階調値G1に対応する電圧より小さい。このため、時刻T300付近では、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G1に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。
このように、本実施形態では、光路シフト素子80の状態が第2状態Bstに維持されている期間の各画素PXの透過率の平均値は、目標の階調値G1に対応する透過率より高い透過率で分布する。これにより、光路シフト素子80の状態が第2状態Bstに維持されている期間と同様に、1行目の各画素PXの透過率の平均値とm行目の各画素PXの透過率の平均値との差が小さくなる。従って、光路シフト素子80の状態が第2状態Bstに維持されている期間においても、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
フィールド期間FL3の動作は、光路シフト素子80の状態が第2状態Bstから第3状態Cstに遷移することを除いて、フィールド期間FL1の動作と同様である。また、フィールド期間FL4の動作は、光路シフト素子80の状態が第3状態Cstから第4状態Dstに遷移することを除いて、フィールド期間FL2の動作と同様である。
このように、フィールド期間FL2に1行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの階調値は、フィールド期間FL1に1行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの階調値との差が小さくなるように、調整回路130により補正される。また、フィールド期間FL2にm行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの階調値は、フィールド期間FL1にm行目の画素PXに供給された出力画像信号VIの階調値との差が大きくなるように、調整回路130により補正される。
なお、制御回路100の動作は、図6に示された例に限定されない。例えば、光路シフト素子80の状態遷移が開始するタイミングは、各フィールド期間FLの1回目の走査により1行目の走査線SLNが選択されるタイミングと同じタイミングであることが好ましいが、特に限定されない。また、光路シフト素子80の状態遷移が終了するタイミングは、各フィールド期間FLの1回目の走査によりm行目の走査線SLNが選択されるタイミング以降であることが好ましいが、特に限定されない。なお、各フィールド期間FLにおいて、光路シフト素子80の状態が第1状態Ast等に維持される維持期間の開始から次のフィールド期間FLの1行目の1行目の走査線SLNが選択されるまでの期間は、維持期間の半分以上であることが好ましい。
以上、本実施形態では、プロジェクター1は、複数の画素PXが配列され、複数の画素PXから光を射出することにより、画像を表示する液晶パネル10と、複数の画素PXから射出される光の光路を変更する光路シフト素子80と、画像処理回路110とを有する。画像処理回路110は、入力画像信号DIHにより示される1フレーム分の入力画像を表示するための1フレーム期間FMに含まれる複数のフィールド期間FLの各々において、複数の画素PXに対応する出力画像信号VIを、所定の順番で複数の画素PXに供給する。複数の画素PXに対応する出力画像信号VIは、入力画像信号DIHに基づいて生成される。また、画像処理回路110は、液晶パネル10が表示する画像を切り替える場合の複数の画素PXの応答速度を、出力画像信号VIが供給される順番又は液晶パネル10における画素PXの位置に基づいて、調整する調整回路1300を有する。
このように、本実施形態では、出力画像信号VIが供給される順番又は液晶パネル10における画素PXの位置に基づいて、複数の画素PXの応答速度を調整することができる。これにより、本実施形態では、例えば、一の行の画素PXに出力画像信号VIが供給された後に、他の行の画素PXに出力画像信号VIが供給される場合、一の行の画素PXの応答速度を遅くすること、及び、他の行の画素PXの応答速度を速くすることができる。従って、本実施形態では、例えば、光路シフト素子80の状態が変化していない期間における画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが大きくなることを抑制できる。この結果、本実施形態では、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、複数の画素PXは、所定の順番の前半に出力画像信号VIが供給される上部の画素PXと、所定の順番の後半に出力画像信号VIが供給される下部の画素PXとを含む。調整回路130は、フィールド期間FL2に上部の画素PXに供給される出力画像信号VIの階調値とフィールド期間FL1に上部の画素PXに供給された出力画像信号VIの階調値との差が小さくなるように、フィールド期間FL2に前記第1画素に供給される出力画像信号VIの階調値を補正する。また、調整回路130は、フィールド期間FL2に下部の画素PXに供給される出力画像信号VIの階調値とフィールド期間FL1に下部の画素PXに供給された出力画像信号VIの階調値との差が大きくなるように、フィールド期間FL2に下部の画素PXに供給される出力画像信号VIの階調値を補正する。
このように、本実施形態では、出力画像信号VIの階調値を補正することにより、上部の画素PXの応答速度を遅くすること、及び、下部の画素PXの応答速度を速くすることができる。これにより、本実施形態では、光路シフト素子80の状態が変化していない期間における画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが大きくなることを抑制できる。この結果、本実施形態では、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、調整回路130は、画素PXの応答速度を補償するオーバードライブ処理を実行し、複数の画素PXの各々において、出力画像信号VIが供給される順番に基づいて、オーバードライブ処理により決定したデータDodを調整し、調整後のデータDodであるデータDmlに基づいて出力画像信号VIを生成する。これにより、本実施形態では、オーバードライブ処理により決定される出力画像信号VIの階調値を、出力画像信号VIが供給される順番又は液晶パネル10における画素PXの位置に基づいて、補正することができる。この場合においても、光路シフト素子80の状態が変化していない期間における画素PXの実際の透過率と目標の透過率との差のばらつきが大きくなることを抑制できるため、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
また、本実施形態では、調整回路130は、上部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより小さくする。さらに、調整回路130は、下部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより大きくする。これにより、本実施形態では、上部の画素PXの応答速度を遅くすること、及び、下部の画素PXの応答速度を速くすることができる。この結果、本実施形態では、上述したように、ユーザーに視認される画像の質が低下することを抑制することができる。
[2.変形例]
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
[第1変形例]
上述した実施形態では、各フィールド期間FLにおいて、各画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさが期間T1と期間T2とで同じである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、一の画素PXに着目した場合、2回目の走査により一の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、1回目の走査により一の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧の大きさと異なる大きさでもよい。
上述した実施形態では、各フィールド期間FLにおいて、各画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさが期間T1と期間T2とで同じである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、一の画素PXに着目した場合、2回目の走査により一の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、1回目の走査により一の画素PXに供給された出力画像信号VIの電圧の大きさと異なる大きさでもよい。
図7は、第1変形例に係るプロジェクターの動作を説明するための図である。図7に示される動作は、2回目の走査により各画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさが、目標の階調値G1又はG2に対応する電圧と同じであることを除いて、図6に示された動作と同様である。
例えば、時刻T150では、フィールド期間FL1の2回目の走査により、1行目の画素PXが選択され、目標の階調値G2に対応する電圧の出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。なお、図7に示される例では、1回目の走査により1行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、図6に示された出力画像信号VIの電圧より小さい。従って、出力画像信号VIの1回目の供給から2回目の供給までの期間における1行目の画素PXの応答速度は、図6に示された動作に比べて遅くなる。また、本変形例では、期間T2の終了付近で、1行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率と同視できる程度の透過率に達している。
また、図7に示される例では、1回目の走査によりm行目の画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、図6に示された出力画像信号VIの電圧より大きい。従って、出力画像信号VIの1回目の供給から2回目の供給までの期間におけるm行目の画素PXの応答速度は、図6に示された動作に比べて速くなる。このため、図7に示される例では、時刻T140と時刻T190との中間付近で、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率に達している。
そして、目標の階調値G2に対応する電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される時刻T190では、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率は、目標の階調値G2に対応する透過率より高い透過率に達している。なお、時刻T190では、期間T1の出力画像信号VIより小さい電圧の出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給されたため、m行目の画素PXの液晶素子LCEの透過率が印加電圧の変化に比べて緩やかに低下する。
このように、図7に示される動作では、図6に示された動作に比べて、出力画像信号VIの1回目の供給から2回目の供給までの期間における画素PXの応答速度が遅くなるように補正された出力画像信号VIが1行目の画素PXに供給される。また、図7に示される動作では、図6に示された動作に比べて、出力画像信号VIの1回目の供給から2回目の供給までの期間における画素PXの応答速度が速くなるように補正された出力画像信号VIがm行目の画素PXに供給される。
なお、本変形例の動作は、図7に示された例に限定されない。例えば、1回目の走査により各画素PXに供給される出力画像信号VIの電圧の大きさは、図6に示された出力画像信号VIの電圧と同じでもよいし、小さくてもよい。
このように、本変形例では、調整回路130は、期間T1に上部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより小さくする。また、調整回路130は、期間T1に下部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDmlを、オーバードライブ処理により決定したデータDodより大きくする。また、調整回路130は、期間T2に上部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDml、及び、期間T2に下部の画素PXに供給される出力画像信号VIの生成に用いられるデータDmlに対しては、オーバードライブ処理により決定したデータDodから変更しない。すなわち、期間T2では、係数Kiは、全ての行で1に設定される。以上、本変形例においても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
[第2変形例]
上述した実施形態及び変形例では、オーバードライブ処理により決定したデータDodに係数Kiを乗算することにより、補正用のデータDmlが算出される場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、調整回路130は、画像信号DILとデータDodとの加算結果に、係数Kiと同様な係数を乗算することにより、画像データDIを生成してもよい。あるいは、調整回路130は、オーバードライブ処理を実行せずに、画像信号DILに、係数Kiと同様な係数を乗算することにより、画像データDIを生成してもよい。以上、本変形例においても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
上述した実施形態及び変形例では、オーバードライブ処理により決定したデータDodに係数Kiを乗算することにより、補正用のデータDmlが算出される場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、調整回路130は、画像信号DILとデータDodとの加算結果に、係数Kiと同様な係数を乗算することにより、画像データDIを生成してもよい。あるいは、調整回路130は、オーバードライブ処理を実行せずに、画像信号DILに、係数Kiと同様な係数を乗算することにより、画像データDIを生成してもよい。以上、本変形例においても、上述した実施形態と同様な効果を得ることができる。
[第3変形例]
上述した実施形態及び変形例では、液晶素子LCEがノーマリーブラックモードである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、液晶素子LCEは、ノーマリーホワイトモードであってもよい。また、例えば、液晶LCは、VA方式の液晶に限定されず、TN方式、又はIPS方式の液晶であってもよい。液晶パネル10は、透過型に限定されず、反射型であってもよい。液晶パネル10が反射型である場合、上述した説明において、透過率を反射率に読み替えればよい。また、プロジェクター1は、液晶パネル10の代わりにデジタルミラーデバイスを用いた方式により構成されてもよい。この場合、デジタルミラーデバイスが「電気光学パネル」に該当する。
上述した実施形態及び変形例では、液晶素子LCEがノーマリーブラックモードである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、液晶素子LCEは、ノーマリーホワイトモードであってもよい。また、例えば、液晶LCは、VA方式の液晶に限定されず、TN方式、又はIPS方式の液晶であってもよい。液晶パネル10は、透過型に限定されず、反射型であってもよい。液晶パネル10が反射型である場合、上述した説明において、透過率を反射率に読み替えればよい。また、プロジェクター1は、液晶パネル10の代わりにデジタルミラーデバイスを用いた方式により構成されてもよい。この場合、デジタルミラーデバイスが「電気光学パネル」に該当する。
[第4変形例]
上述した実施形態及び変形例では、タイミング制御回路140が1フレーム期間FMを複数のフィールド期間FLに時分割する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、プロジェクター1に含まれる複数の構成要素、特に、制御回路100に含まれる複数の構成要素が協働することにより、1フレーム期間FMを複数のフィールド期間FLに時分割してもよい。
上述した実施形態及び変形例では、タイミング制御回路140が1フレーム期間FMを複数のフィールド期間FLに時分割する場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、プロジェクター1に含まれる複数の構成要素、特に、制御回路100に含まれる複数の構成要素が協働することにより、1フレーム期間FMを複数のフィールド期間FLに時分割してもよい。
1…プロジェクター、10R、10G、10B…液晶パネル、12…表示領域、14…走査線駆動回路、16…データ線駆動回路、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…投写光学系、62…投写レンズ系、80…光路シフト素子、100…制御回路、110…画像処理回路、120…変換回路、122…第1フレームメモリー、130…調整回路、132…第2フレームメモリー、134…ルックアップテーブル、136…補正回路、140…タイミング制御回路、150…光路シフト素子駆動回路、SCR…投写面、PIa、PIb、PIc、PId、PX、PXS…画素。
Claims (6)
- 複数の画素が配列され、前記複数の画素から光を射出することにより、画像を表示する電気光学パネルと、
前記複数の画素から射出される光の光路を変更する光路シフト素子と、
入力画像信号により示される1フレーム分の画像を表示するための1フレーム期間に含まれる複数の単位期間の各々において、前記入力画像信号に基づいて生成され、かつ、前記複数の画素に対応する画像信号を、所定の順番で前記複数の画素に供給する画像処理回路と、
を備え、
前記画像処理回路は、
前記電気光学パネルが表示する前記画像を切り替える場合の前記複数の画素の応答速度を、前記画像信号が供給される順番又は前記電気光学パネルにおける画素の位置に基づいて、調整する調整回路を備える、
ことを特徴とするプロジェクター。 - 前記複数の画素は、前記所定の順番の前半に前記画像信号が供給される第1画素と、前記所定の順番の後半に前記画像信号が供給される第2画素とを含み、
前記複数の単位期間は、第1単位期間と、前記第1単位期間に続く第2単位期間とを含み、
前記調整回路は、前記第2単位期間において、
前記第2単位期間に前記第1画素に供給される前記画像信号の階調値と前記第1単位期間に前記第1画素に供給された前記画像信号の階調値との差が小さくなるように、前記第1画素に供給される前記画像信号の階調値を補正し、
前記第2単位期間に前記第2画素に供給される前記画像信号の階調値と前記第1単位期間に前記第2画素に供給された前記画像信号の階調値との差が大きくなるように、前記第2画素に供給される前記画像信号の階調値を補正する、
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記調整回路は、
前記応答速度を補償するオーバードライブ処理を実行し、
前記複数の画素の各々において、前記画像信号が供給される順番に基づいて、前記オーバードライブ処理により決定した補償量を調整し、調整後の前記補償量に基づいて前記画像信号を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記複数の画素は、前記所定の順番の前半に前記画像信号が供給される第1画素と、前記所定の順番の後半に前記画像信号が供給される第2画素とを含み、
前記調整回路は、
前記第1画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量を、前記オーバードライブ処理により決定した前記補償量より小さくし、
前記第2画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量を、前記オーバードライブ処理により決定した前記補償量より大きくする、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記複数の画素は、前記所定の順番の前半に前記画像信号が供給される第1画素と、前記所定の順番の後半に前記画像信号が供給される第2画素とを含み、
前記複数の単位期間の各々は、第1期間と、前記第1期間に続く第2期間とを含み、
前記調整回路は、
前記第1期間に前記第1画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量を、前記オーバードライブ処理により決定した前記補償量より小さくし、
前記第1期間に前記第2画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量を、前記オーバードライブ処理により決定した前記補償量より大きくし、
前記第2期間に前記第1画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量、及び、前記第2期間に前記第2画素に供給される前記画像信号の生成に用いられる前記補償量に対しては、前記オーバードライブ処理により決定した前記補償量から変更しない、
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 複数の画素が配列され、前記複数の画素から光を射出することにより、画像を表示する電気光学パネルと、前記複数の画素から射出される光の光路を変更する光路シフト素子とを有するプロジェクターの制御方法であって、
入力画像信号により示される1フレーム分の画像を表示するための1フレーム期間に含まれる複数の単位期間の各々において、前記入力画像信号に基づいて生成され、かつ、前記複数の画素に対応する画像信号を、所定の順番で前記複数の画素に供給し、
前記電気光学パネルが表示する前記画像を切り替える場合の前記複数の画素の応答速度を、前記画像信号が供給される順番又は前記電気光学パネルにおける画素の位置に基づいて、調整する、
ことを特徴とするプロジェクターの制御方法。
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