JP5566165B2

JP5566165B2 - 液晶表示装置

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Description

本発明は、テレビモニタやプロジェクタ等の液晶表示装置に関し、特に動画表示性能を向上させるために擬似インパルス駆動を行う液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では、動画表示を行う場合に残像やぼやけが発生する傾向にある。ぼやけの原因としては、液晶表示素子（液晶パネル）の応答性の低さだけでなく、ホールドモードで表示を行うことが挙げられる。

ホールドモードで表示を行う液晶表示装置では、ＣＲＴのようなインパルスモードで表示を行う表示装置と比べて、動画表示時における人間の視覚上の残像が顕著となり、動画内における移動物体像のエッジがぼけて見えることが多い。これを動画ぼけという。このような動画ぼけを低減するために、液晶表示素子を駆動する駆動波形を補正することで、擬似的なインパルスモードでの駆動（以下、擬似インパルスモード駆動という）を行う技術が提案されている。

非特許文献１には、入力された１フレーム画像からこれよりも明るい画像と暗い画像の２つのサブフレーム画像を生成し、該２つのサブフレーム画像を液晶表示素子に順次表示させる技術が開示されている。この技術によれば、見かけ上の表示画像の明るさを低減させることなく、擬似インパルスモード駆動を行うことができる。

非特許文献１にて開示された擬似インパルスモード駆動を行う技術の概略を図１に示す。図１（ａ）は、中間調の背景内で黒い物体が移動する動画を構成するフレーム画像１０１が６０Ｈｚの周波数で入力される様子を示している。非特許文献１にて開示された技術では、図１（ｂ）に示すように、入力フレーム画像１０１から生成した明暗の２つのサブフレーム画像１０２，１０３を、フレーム画像１０１の入力周波数の２倍の周波数（１２０Ｈｚ）で、すなわち倍速で順次表示させる。

サブフレーム画像１０２，１０３の階調（輝度）は、それらの平均値が入力フレーム画像１０１の階調と同等であり、かつそれら階調の差ができるだけ大きくなるように設定される。例えば、入力フレーム画像１０１の階調が７０％の明るさとすると、サブフレーム画像１０２の階調を１００％に、サブフレーム画像１０３の階調を４０％に設定する。この場合、人間はそれぞれのサブフレーム画像の階調を時間積分した明るさとして知覚する。具体的には、
１００％／２（サブフレーム画像１０２）＋４０％／２（サブフレーム画像１０３）
＝７０％
となり、７０％の明るさのフレーム画像を表示する場合と同等の明るさを知覚する。そして、以上の擬似インパルスモード駆動によって、動画ぼけを改善することができる。

ただし、非特許文献１にて開示されたように入力画像から生成した明暗のサブフレーム画像を順次表示する方法では、液晶表示素子への印加電圧の極性を反転しながら駆動する際に、液晶層に直流（ＤＣ）電圧が蓄積的に印加される場合がある。このようなＤＣ電圧の蓄積は、長期にわたる液晶表示素子の駆動によって、液晶表示素子の焼き付き等の表示信頼性や品位を低下させる現象を引き起こす。

通常は、図２（ｂ）に示すように、フレーム画像の入力周波数の２倍の周波数で液晶表示素子への印加電圧の極性を反転させ、正極性駆動により表示されるサブフレーム画像２１の階調と負極性駆動により表示されるサブフレーム画像２２の階調とを同一とする。これにより、１フレームにおけるＤＣ電圧量を０として、ＤＣ電圧の蓄積を防止する。ところが、擬似インパルスモード駆動を用いると、図２（ｃ）に示すように、正極性と負極性の印加電圧間に差が生じ、次第にＤＣ電圧が蓄積される。

特許文献１では、図２（ｄ）に示すように、印加電圧の極性反転の周期を２倍に延ばす方法が開示されている。この方法では、１サブフレーム画像おきのサブフレーム画像２５とサブフレーム画像２７およびサブフレーム画像２６とサブフレーム画像２８をそれぞれ同一階調で表示するとともに極性の異なる電圧印加を行うことで、ＤＣ電圧の蓄積を防止する。

さらに、特許文献２には、ライン反転駆動のケースではあるが、特定のラインにおいて、特許文献１にて開示された方法と同様に、ＤＣ電圧の蓄積を防止できるように極性反転周期を選択する方法が開示されている。

特開２００８−０６４９１９号公報特開２００７−３０４２０６号公報

株式会社日立ディスプレイズニュースリリース２００６年４月１０日「デジタルテレビ用ＩＰＳ液晶パネルにおける動画対応新技術「フレキシブルＢＩ」を開発」(http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2006/04/0410a.html)

しかしながら、特許文献１，２にて開示されたＤＣ電圧の蓄積を防止する方法では、印加電圧の極性反転周期を２倍に延ばすため、正極性と負極性での表示輝度差により発生するフリッカ（明滅）の周波数が１／２となる（つまり明滅の周期が２倍となる）。これにより、フリッカが視認され易くなる。このため、特許文献１，２にて開示された方法は、極性反転に伴うフリッカが目立ち難い駆動方式である、ライン反転駆動やドット反転駆動を行う場合に適用範囲が限られる。

一方、近年、液晶プロジェクタにおいて用いられる反射型液晶パネルでは、ディスクリネーションといった別の制限条件により、ライン反転駆動やドット反転駆動が許されない。このため、反射型液晶パネルを用いた液晶プロジェクタに対しては、特許文献１，２にて開示された方法とは別のＤＣ電圧の蓄積防止方法が必要となる。

液晶表示素子の駆動回路を倍速化して、入力画像の入力周波数の２倍の周波数（例えば１２０Ｈｚ）で極性反転する駆動方法を、４倍の周波数（２４０Ｈｚ）で極性反転する駆動方法に変更することで、ＤＣ電圧の蓄積を防止する方法も検討されている。しかし、この方法では、液晶表示素子の駆動回路の倍速化という大きな回路性能の向上が要求されるため、実現は容易ではない。

本発明は、液晶表示素子の駆動回路を倍速化することなく擬似インパルスモード駆動を行い、かつ表示信頼性や品位を低下させる現象の発生を抑えることができるようにした液晶表示装置を提供する。

本発明の一側面としての液晶表示装置は、液晶表示素子と、所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成する画像生成手段と、液晶表示素子に印加する電圧の極性を表示画像ごとに正と負とに切り替えながら該複数の表示画像を順次表示させるように液晶表示素子を駆動する液晶駆動手段と、を備える液晶表示装置であって、該所定の周期よりも長い第１の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、該所定の周期よりも長い第２の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させる表示制御手段を有することを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としての液晶表示装置の制御方法は、所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成し、液晶表示素子に印加する電圧の極性を表示画像ごとに正と負とに切り替えながら該複数の表示画像を順次表示させるように液晶表示素子を駆動し、該所定の周期よりも長い第１の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、該所定の周期よりも長い第２の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させることを特徴とする。
さらに、本発明の他の一側面としての液晶表示装置の制御プログラムは、液晶表示装置のコンピュータに、所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成し、液晶表示素子に印加する電圧の極性を表示画像ごとに正と負とに切り替えながら該複数の表示画像を順次表示させるように液晶表示素子を駆動し、該所定の周期よりも長い第１の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、該所定の周期よりも長い第２の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については液晶表示素子に該複数の表示画像を該所定の周期内にて上記階調の順序が第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させる動作を実行させるコンピュータプログラムである。

本発明によれば、液晶表示素子の駆動回路を倍速化することなく擬似インパルスモード駆動によって動画ぼけを改善でき、かつＤＣ電圧の蓄積を防止して焼き付き等の表示信頼性や表示品位を低下させる現象の発生を効果的に抑えることができる。

擬似インパルスモード駆動の概念図。液晶駆動方式の差によるＤＣ電圧蓄積の差を説明する図。本発明の実施例１である液晶プロジェクタを示す図。実施例１の液晶プロジェクタの電気的構成を示すブロック図。実施例１の液晶プロジェクタにおける擬似インパルス画像生成部の構成を示すブロック図。実施例１の液晶プロジェクタにおける２種類の擬似インパルスモード駆動の説明図。実施例１の液晶プロジェクタにおけるサブフレーム生成制御回路の動作を示すフローチャート。実施例１の液晶プロジェクタにおける液晶表示素子への電圧印加状態を説明する図。本発明の実施例２である液晶プロジェクタにおけるサブフレーム生成制御回路の動作を示すフローチャート。実施例２の液晶プロジェクタにおける液晶表示素子への電圧印加状態を説明する図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図３には、本発明の実施例１である画像表示装置としての液晶プロジェクタを示している。なお、本実施例では、液晶プロジェクタについて説明するが、本発明は、液晶テレビモニタ等、液晶表示素子を使用する表示装置のいずれにも適用することができる。

ビデオプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置４２から出力された映像信号は、ビデオケーブル４３を介して液晶プロジェクタ４１に入力される。液晶プロジェクタ４１は、入力された映像信号に対応する映像（画像）４５を被投射面であるスクリーン４４に投射する。

図４には、液晶プロジェクタ４１の電気的構成を示している。ビデオケーブル４３を介して液晶プロジェクタ４１に入力されたアナログ信号としての映像信号は、ＡＤコンバータ５０１に入力されてデジタル映像信号に変換される。デジタル映像信号は、映像処理部５０２にてブライトネス補正、コントラスト補正、色変換等の映像処理を受けて後述する液晶表示素子５０７に原画を表示するのに適した表示用映像信号に変換される。

表示用映像信号は、擬似インパルス画像生成部５０３に入力される。擬似インパルス画像生成部５０３は、表示用映像信号に含まれる同一の入力画像としての１フレームの入力画像（以下、入力フレーム画像という）から、液晶表示素子５０７の擬似インパルスモード駆動を行うための複数の表示画像を生成する。ここで、本実施例では、複数の表示画像として、同一座標（画素）の階調に差がある２つの表示画像とし、以下、これら２つの表示画像をまとめて画像ペアともいう。また、本実施例では、１フレームの周波数を６０Ｈｚとする。

擬似インパルス画像生成部５０３は、画像ペアを構成する２つの表示画像を液晶駆動部５０４に順次出力する。各表示画像は、入力フレーム画像が入力される所定の周期である１フレーム期間（１／６０ｓｅｃ）を２分割して得られるサブフレーム期間（１／１２０ｓｅｃ）にて出力される。擬似インパルス画像生成部５０３の詳細な構成および動作については後述する。

液晶駆動部（液晶駆動手段）５０４は、入力された画像ペアの映像信号を液晶表示素子５０７の輝度−電圧特性に応じてガンマ変換した後、液晶駆動信号に変換して液晶表示素子５０７の駆動を行う。ここで、液晶駆動部５０４は、液晶表示素子５０７に印加する電圧の極性を表示画像（サブフレーム画像）ごとに正と負とに切り替えながらサブフレーム画像を順次表示させるように液晶表示素子５０７を駆動する。

液晶表示素子５０７は、図示はしないが、第１の電極と、第２の電極と、該第１および第２の電極の間に配置された液晶層とを有する。第１および第２の電極は、配向膜を介して液晶層に電圧を印加するために設けられている。液晶表示素子５０７は、第１および第２の電極のうち一方に入力された液晶駆動信号（電圧）に応じた原画を液晶層に形成し、光源ランプ５０５から射出されて照明光学系５０６により平行光束に変換された光束を該原画に応じて変調する。

変調された光束は、投射光学系５０８によって被投射面（図３のスクリーン４４）に投射される。

全体制御回路５０９は、ＣＰＵ等により構成されたマイクロコンピュータであり、液晶プロジェクタ４１の上記各部の動作を制御する。

図５には、擬似インパルス画像生成部５０３の構成を示す。擬似インパルス画像生成部５０３に入力された表示用映像信号（入力フレーム画像）は、フレーム遅延回路６０１およびサブフレームＡ生成回路６０２に入力される。サブフレームＡ生成回路６０２は、入力フレーム画像と同一座標において該入力フレーム画像よりも高い階調（輝度）を有する高輝度サブフレーム画像を生成する。高輝度サブフレーム画像は、切替回路６０５とサブフレームＢ生成回路６０４に出力される。

擬似インパルス画像生成部５０３またはサブフレームＡ生成回路６０２およびサブフレームＢ生成回路６０４が、画像生成手段に相当する。

フレーム遅延回路６０１は、入力フレーム画像を１フレームずつフレームバッファ６０３に格納する。そして、１フレーム前に格納された入力フレーム画像（前フレーム画像）をフレームバッファ６０３から読み出して、１フレーム遅延したタイミングで前フレーム画像をサブフレームＢ生成回路６０４に出力する。

サブフレームＢ生成回路６０４は、入力された前フレーム画像と高輝度サブフレーム画像とから、高輝度サブフレーム画像と同一座標において該高輝度サブフレーム画像よりも低い階調（輝度）を有する低輝度サブフレーム画像を生成する。これら高輝度サブフレーム画像と低輝度サブフレーム画像が前述した表示画像に相当し、画像ペアを構成する。

切替回路６０５は、サブフレームＡ生成回路６０２にて生成された高輝度サブフレーム画像とサブフレームＢ生成回路６０４にて生成された低輝度サブフレーム画像とを交互に（言い換えれば順次）出力する。高輝度サブフレーム画像と低輝度サブフレーム画像の出力順序、つまりは液晶表示素子５０７での表示順序は、サブフレーム生成制御回路６０６からの信号によって変更が可能である。

サブフレーム生成制御回路（表示制御手段）６０６は、サブフレームＡ生成回路６０２にて生成される高輝度サブフレーム画像の輝度を調整する機能と、切替回路６０５からの高輝度および低輝度サブフレーム画像の出力順序を制御する機能とを持つ。これらの機能の詳細については後述する。

次に、サブフレームＡ生成回路６０２とサブフレームＢ生成回路６０４にて生成されるサブフレーム画像の演算内容と該サブフレーム画像を出力するドライブモードに関して説明する。

サブフレームＡ生成回路６０２は、前出したように入力フレーム画像よりも高い階調を有する、擬似インパルスモード駆動のための高輝度サブフレームの画像を生成する。具体的には、下記の式（３０１）の第一項に示すように、表示最大反射率と入力画像輝度の２倍のうち小さい方を選択する演算を行う。また、式（３０１）の第二項は高輝度サブフレーム画像（サブフレームＡ）と低輝度サブフレーム画像（サブフレームＢ）との輝度差を調整する項であり、サブフレーム輝度差ゲインｋは、サブフレーム生成制御回路６０６により制御される係数である。通常は、ｋ＝０に設定される。

ただし、Ｉｎｐｕｔ_ｉは、入力フレーム画像（前フレーム画像）の信号レベル（１００％＝１）であり、ＳｕｂＡ_ｉは、サブフレームＡの信号レベルである。また、ＳｕｂＢ_ｉは、サブフレームＢの信号レベルであり、ｋはサブフレーム輝度差ゲインである。ｍｉｎ（ａ，ｂ）は、ａとｂのうち小さい方を示す関数である。

サブフレームＢ生成回路６０４は、サブフレームＡ生成回路で生成された高輝度サブフレーム画像と前フレーム画像とを用いて、式（３０２）に示す演算を行う。高輝度サブフレーム画像と低輝度サブフレーム画像とを均等な時間比率で交互に表示することにより、人間の視覚により入力フレーム画像と同等の輝度と知覚される画像を表示することができる。

ここで、高輝度サブフレーム画像と低輝度サブフレーム画像との表示順序（つまりはサブフレーム画像の階調の順序）については２つのドライブモードがある。図６（ａ）は、第１の順序で、すなわち第１のサブフレーム期間に高輝度サブフレーム画像を表示し、次の第２のサブフレーム期間に低輝度サブフレーム画像を表示するモードを示しており、以下、このモードをドライブモード１と称する。図６（ｂ）は、第２の順序で、すなわち第１のサブフレーム期間に低輝度サブフレーム画像を表示し、次の第２のサブフレーム期間にサ高輝度サブフレーム画像を表示するモードを示しており、以下、このモードをドライブモード２と称する。

ドライブモード１においては、液晶表示素子５０７に印加する電圧を印加電圧とするとき、
正極性の印加電圧７１＞負極性の印加電圧７２
である。このため、液晶表示素子５０７の駆動によって液晶層に正極性のＤＣ電圧が蓄積的に印加される。

一方、ドライブモード２においては、
正極性の印加電圧７３＜負極性の印加電圧７４
である。このため、液晶表示素子５０７の駆動によって液晶層に負極性のＤＣ電圧が蓄積的に印加される。ドライブモード１，２は、印加電圧の極性が異なるが、ＤＣ電圧の蓄積速度は同等である。

次に、サブフレーム生成制御回路６０６のドライブモード切り替え動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。この動作は、サブフレーム生成制御回路６０６が、コンピュータプログラムに従って行う。

液晶プロジェクタ４１の電源が投入されると、ＳＴＥＰ８０１でサブフレーム生成制御回路６０６は動作を開始する。

ＳＴＥＰ８０２では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード１を指示する。これにより、ドライブモード１での液晶表示素子５０７へのサブフレーム画像表示が行われる。

ＳＴＥＰ８０３では、サブフレーム生成制御回路６０６は、ドライブモード１での表示フレーム数をカウントする。そして、該カウント値が所定フレーム数（ｎフレーム）以上になると、すなわち第１の表示期間（第１のフレーム期間）が経過すると、ＳＴＥＰ８０４に進む。また、カウント値がｎフレームに満たない場合はＳＴＥＰ８０２に戻る。

ＳＴＥＰ８０４では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード１からドライブモード２への切り替えを指示する。これにより、ＳＴＥＰ８０５で、ドライブモード２での液晶表示素子５０７へのサブフレーム画像表示が行われる。

そして、ＳＴＥＰ８０６では、サブフレーム生成制御回路６０６は、ドライブモード２での表示フレーム数をカウントする。該カウント値が所定フレーム数（ｎフレーム）以上になると、すなわち第２の表示期間（第２のフレーム期間）が経過すると、ＳＴＥＰ８０７に進む。また、カウント値がｎフレームに満たない場合はＳＴＥＰ８０５に戻る。

ＳＴＥＰ８０７では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード２からドライブモード１への切り替えを指示し、ＳＴＥＰ８０２に戻る。

ドライブモード１とドライブモード２との切り替えにより、高輝度サブフレーム画像と低輝度サブフレーム画像との液晶表示素子５０７での表示順序が変更される。

以上のドライブモード切り替え動作による液晶表示素子５０７の印加電圧を図８に示す。図８において、９０１は第１のフレーム期間であり、ドライブモード１で高輝度および低輝度サブフレーム画像が交互に表示（順次表示）される期間である。このときの液晶表示素子５０７における座標Ｘでの信号レベル（つまりは印加電圧）は、
ＳｕｂＡｉ（９０５）＞ＳｕｂＢｉ（９０６）
である。このため、液晶表示素子５０７の液晶層には、正極性のＤＣ電圧が時間と共に蓄積する。

タイミング９０２にて、ドライブモードがドライブモード１からドライブモード２へと切り替えられる。９０３は該ドライブモードの切り替え後の第２のフレーム期間であり、ドライブモード２で低輝度および高輝度サブフレーム画像が交互に表示（順次表示）される期間である。このときの液晶表示素子５０７における座標Ｘでの信号レベル（印加電圧）は、
ＳｕｂＡｉ（９０７）＜ＳｕｂＢｉ（９０８）
である。このため、液晶表示素子５０７の液晶層には、負極性のＤＣ電圧が時間と共に蓄積する。ドライブモード１とドライブモード２のＤＣ電圧の蓄積量は、正と負の符号が異なるが、量的には同等である。このため、期間９０１と期間９０３の時間比率は、１：１にすることが望ましい。

また、液晶駆動部５０４の回路構成によっては、正極性と負極性で同一の階調表示をするための駆動電圧が異なる場合がある。この場合は液晶表示素子５０７の正と負の極性の表示特性差を考慮して、期間９０１と期間９０３の時間比率を、長期間にわたって駆動してもＤＣ電圧が蓄積されない時間比率に最適化することがより望ましい。つまり、第１のフレーム期間と第２のフレーム期間とが互いに異なる時間長を有していてもよい。

本実施例は、液晶表示素子５０７への印加電圧の極性を、図８に符号９０４で示すように常に１２０Ｈｚの周期で反転させ続ける。このため、図２に示したような極性反転周期の倍速化も行わない。このため、極性反転によってフリッカが視認され易くなるといった問題も生じることなく、ＤＣ電圧蓄積を抑制することができる。

なお、本実施例では、１つの入力フレーム画像から生成するサブフレーム画像の数が２つである場合について説明したが、３つ以上の複数のサブフレーム画像を生成してもよい。この場合も、第１および第２のフレーム期間にて複数のサブフレーム画像の表示順序を変更すればよい。

また、本実施例では、非特許文献１にて開示されたサブフレーム生成方法と同様の方法によりサブフレーム画像を生成する場合について説明したが、特許文献１，２にて開示されたサブフレーム生成方法を用いてもよい。すなわち、本発明は、１フレームの入力画像からｎ個のサブフレーム画像を生成して順次表示するという基本方法を用いることで、サブフレーム画像の生成方法にかかわらず、液晶層へのＤＣ電圧の蓄積を防止できる。

次に、本発明の実施例２である液晶プロジェクタについて説明する。実施例１では、ドライブモード１とドライブモード２を所定の周期で切り替る例について説明した。しかし、液晶プロジェクタの長期的な使用により、液晶表示素子の階調特性に変化が生じ、ドライブモード１とドライブモード２の表示輝度や表示色度に差異が生じる場合が考えられる。この場合、ドライブモード１やドライブモード２を単独で使用していても鑑賞者は違和感を覚えないが、ドライブモード１とドライブモード２の切り替えの瞬間に輝度や色度の微小変動を鑑賞者が視認する可能性がある。本実施例では、このような場合にも対応できる例について説明する。

なお、本実施例の液晶プロジェクタの構成は、実施例１の液晶プロジェクタと同様であり、共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。ただし、本実施例では、擬似インパルス画像生成部５０３は、以下のような機能を有する。すなわち、擬似インパルス画像生成部５０３は、高輝度サブフレーム画像および低輝度サブフレーム画像を含む第１の画像ペア（第１の表示画像群）と、該第１の画像ペアのような階調の差（輝度差）がない第２の画像ペア（第２の表示画像群）とを生成する。実施例１にて説明した式（３０１）におけるサブフレーム輝度差ゲインｋがｋ＝１に設定されることで、輝度差がない画像ペアが生成される。

なお、階調の差がないとは、第１の画像ペアよりも同一座標における階調の差が小さいと言い換えることもできる。同一座標とは、高輝度サブフレーム画像および低輝度サブフレーム画像間での同一座標と同一の座標を意味する。

また、本実施例では、サブフレーム生成制御回路６０６は、以下の機能を有する。すなわち、サブフレーム生成制御回路６０６は、第１のフレーム期間（第１の表示期間）と第２のフレーム期間（第２の表示期間）とで第１の画像ペアの液晶表示素子５０７での表示順序を変更する。さらに、サブフレーム生成制御回路６０６は、第１のフレーム期間と第２のフレーム期間との間の中間フレーム期間（中間表示期間）に第２の画像ペアを液晶表示素子５０７に順次表示させる。

図９のフローチャートには、本実施例の液晶プロジェクタにおけるサブフレーム生成制御回路６０６のドライブモード切り替え動作を示している。この動作は、サブフレーム生成制御回路６０６が、コンピュータプログラムに従って行う。

液晶プロジェクタ４１の電源が投入されると、ＳＴＥＰ１００１でサブフレーム生成制御回路６０６は動作を開始する。

ＳＴＥＰ１００２では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード１を指示する。これにより、ドライブモード１での液晶表示素子５０７へのサブフレーム画像表示が行われる。

ＳＴＥＰ１００３では、サブフレーム生成制御回路６０６は、ドライブモード１での表示フレーム数をカウントする。そして、該カウント値が所定フレーム数（ｎフレーム）以上になると、すなわち第１の表示期間（第１のフレーム期間）が経過すると、ＳＴＥＰ１００４に進む。また、カウント値がｎフレームに満たない場合はＳＴＥＰ１００２に戻る。

ＳＴＥＰ１００４では、サブフレーム生成制御回路６０６は、サブフレームＡ生成回路６０２におけるサブフレーム輝度差ゲインｋを変更する。ここでは、初期状態でｋ＝０に設定されたｋを、ｋ＝１に変更する。

その後、ＳＴＥＰ１００５では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード１からドライブモード２への切り替えを指示する。続いてＳＴＥＰ１００６では、サブフレーム生成制御回路６０６は、サブフレームＡ生成回路６０２におけるサブフレーム輝度差ゲインｋを再びｋ＝０に設定する。そして、ＳＴＥＰ１００７では、ドライブモード２での液晶表示素子５０７へのサブフレーム画像表示が行われる。

次にＳＴＥＰ１００８では、サブフレーム生成制御回路６０６は、ドライブモード２での表示フレーム数をカウントする。該カウント値が所定フレーム数（ｎフレーム）以上になると、すなわち第２の表示期間（第２のフレーム期間）が経過すると、ＳＴＥＰ１００９に進む。また、カウント値がｎフレームに満たない場合はＳＴＥＰ１００７に戻る。

ＳＴＥＰ１００９では、サブフレーム生成制御回路６０６は、サブフレームＡ生成回路６０２におけるサブフレーム輝度差ゲインｋをｋ＝１に変更する。

そしてＳＴＥＰ１０１０では、サブフレーム生成制御回路６０６は、切替回路６０５に、ドライブモード２からドライブモード１への切り替えを指示する。これにより、ドライブモード１での液晶表示素子５０７へのサブフレーム画像表示が行われる。

次にＳＴＥＰ１０１１では、サブフレーム生成制御回路６０６は、サブフレームＡ生成回路６０２におけるサブフレーム輝度差ゲインｋを再びｋ＝０に設定する。

以上のドライブモード切り替え動作による液晶表示素子５０７の印加電圧を図１０に示す。

図１０において、１１０１は第１のフレーム期間であり、ドライブモード１で高輝度および低輝度サブフレーム画像が液晶表示素子５０７に順次表示される期間である。

ドライブモード１からドライブモード２への切り替えが行われる前のタイミング１１０２において、サブフレーム輝度差ゲインｋがｋ＝０からｋ＝１に変更される。１１０３は１つ目の中間フレーム期間であり、輝度差がない２つのサブフレーム画像が液晶表示素子５０７に順次表示される期間である。

その後、タイミング１１０４にて、ドライブモードがドライブモード２に切り替えられる。ただし、タイミング１１０４からの２つ目の中間フレーム期間１１０５においても、輝度差がない２つのサブフレーム画像が液晶表示素子５０７に順次表示される。

このようにドライブモード１からドライブモード２への切り替えを行う際に、階調差がない第２の画像ペアを表示することで、ドライブモードの切り替えによる輝度や色度の変動の発生を抑制できる。

そして、タイミング１１０６にて、サブフレーム輝度差ゲインｋがｋ＝０に再設定され、第２のフレーム期間１１０７にて、ドライブモード２で低輝度および高輝度サブフレーム画像が液晶表示素子５０７に順次表示される。

なお、上記実施例では、ドライブモードの切り替え時にｋ＝１を設定して輝度差がない第２の画像ペアを中間フレーム期間１１０３，１１０５にて表示することにより、輝度や色度の変動を全く生じないようにした。しかし、中間フレーム期間１１０３，１１０５では擬似インパルスモード駆動が実質的には行われない状態となるため、中間フレーム期間１１０３，１１０５における動画ぼけの改善効果が減少する。このため、ドライブモードの切り替え時のサブフレーム輝度差ゲインｋを、ｋ＝１ではなく、
０＜ｋ＜１
の範囲で設定し、第１の画像ペアよりも小さい輝度差を有する第２の画像ペアを中間フレーム期間１１０３，１１０５で表示させてもよい。

また、同一座標の階調の差が互いに異なる複数の第２の画像ペアを生成し、連続した複数の中間フレーム期間に、該複数の第２の画像ペアを、階調の差が大きいものまたは小さいものから順に表示するようにしてもよい。これにより、より滑らかにドライブモードの切り替えを行うことができる。

つまり、中間フレーム期間ごとにサブフレーム輝度差ゲインｋをｋ＝０，０．１，０．２，…，１と徐々に増加させることで、複数の中間フレーム画像のそれぞれで表示される第２の画像ペアの輝度差を徐々に減少させる。そして、この後に、ドライブモード１からドライブモード２への切り替えを行ってもよい。

また、中間フレーム期間ごとにサブフレーム輝度差ゲインｋをｋ＝１，０．９，０．８，…，０と徐々に減少させることで、複数の中間フレーム画像のそれぞれで表示される第２の画像ペアの輝度差を徐々に増加させる。そして、この後に、ドライブモード２からドライブモード１への切り替えを行ってもよい。

本実施例によれば、ドライブモード１，２間に輝度差や色度差がある場合でも、ドライブモードの切り替えを視認しにくくなり、鑑賞者に違和感を与えることなく液晶層でのＤＣ電圧の蓄積を抑制することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

擬似インパルスモードで駆動され、表示信頼性や品位が高い液晶プロジェクタや液晶テレビモニタ等の液晶表示装置を提供できる。

４１液晶プロジェクタ
５０３擬似インパルス画像生成部
５０４液晶駆動部
５０７液晶表示素子
６０２サブフレームＡ生成回路
６０４サブフレームＢ生成回路
６０６サブフレーム生成制御回路

Claims

液晶表示素子と、
所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成する画像生成手段と、
前記液晶表示素子に印加する電圧の極性を前記表示画像ごとに正と負とに切り替えながら前記複数の表示画像を順次表示させるように前記液晶表示素子を駆動する液晶駆動手段と、を備える液晶表示装置であって、
前記所定の周期よりも長い第１の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、前記所定の周期よりも長い第２の期間内に該液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が前記第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させる表示制御手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記第１の期間と前記第２の期間とが互いに異なる時間長を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記画像生成手段は、前記同一の入力画像である第１の入力画像から前記複数の表示画像としての第１の表示画像群を生成するとともに、前記第１の入力画像とは別の前記同一の入力画像である第２の入力画像から前記複数の表示画像であって前記第１の表示画像群よりも前記同一座標の階調の差が小さい第２の表示画像群を生成し、
前記表示制御手段は、前記第１の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される前記複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記第１の表示画像群を前記所定の周期内にて前記階調の順序が前記第１の順序となるように順次表示させ、前記第２の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される前記複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記第１の表示画像群を前記所定の周期内にて前記階調の順序が前記第２の順序となるように順次表示させるとともに、前記第１の期間と前記第２の期間との間の中間期間に前記第２の表示画像群を前記液晶表示素子に順次表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
前記画像生成手段は、複数の前記第２の入力画像から前記同一座標の階調の差が互いに異なる複数の前記第２の表示画像群を生成し、
前記表示制御手段は、連続した複数の前記中間期間に、前記複数の第２の表示画像群を、前記階調の差が大きい又は小さい前記第２の表示画像群から順に表示することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
液晶表示素子を有する液晶表示装置の制御方法であって、
所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成し、
前記液晶表示素子に印加する電圧の極性を前記表示画像ごとに正と負とに切り替えながら前記複数の表示画像を順次表示させるように前記液晶表示素子を駆動し、
前記所定の周期よりも長い第１の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、
前記所定の周期よりも長い第２の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が前記第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させることを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
液晶表示素子を有する液晶表示装置のコンピュータに、
所定の周期で入力される複数の入力画像のうち同一の入力画像から、同一座標の階調に差がある複数の表示画像を生成し、
前記液晶表示素子に印加する電圧の極性を前記表示画像ごとに正と負とに切り替えながら前記複数の表示画像を順次表示させるように前記液晶表示素子を駆動し、
前記所定の周期よりも長い第１の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が第１の順序となるように順次表示させ、
前記所定の周期よりも長い第２の期間内に前記液晶表示装置に連続して入力される複数の入力画像については前記液晶表示素子に前記複数の表示画像を前記所定の周期内にて前記階調の順序が前記第１の順序とは異なる第２の順序となるように順次表示させる動作を実行させることを特徴とする液晶表示装置の制御プログラム。