JP2006030761A - 画像表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高ダイナミックレンジの画像表示装置におけるフリッカを低減する。
【解決手段】 表示画像データに基づき光源からの光を第１光変調素子及び第２光変調素子によって変調して画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、該第１光変調素子の各画素に対して上記表示画像データに基づいた所定の駆動信号を印加することによって上記第１光変調素子を極性反転駆動し、該第２光変調素子の上記第１光変調素子に対応する各画素に対して上記第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加することによって上記第２光変調素子を駆動する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、画像表示装置及びその駆動方法に関するものである。

近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の電子画像表示装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は１〜１０^２［nit］程度の範囲であり、また階調数は８ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が１０^−２〜１０^４［nit］程度あり、また輝度弁別能力は０．２［nit］でこれを階調数に換算すると１２ビット相当といわれている。このような視覚特性を経由して現在の画像表示装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。

また、映画やゲーム等で使用されるＣＧ（Computer Graphics）では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を表示画像データ（以下、ＨＤＲ（High Dynamic Range）表示画像データという。）に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。しかしそれを表示する画像表示装置の性能が不足しているために、ＣＧコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。

さらに、次期ＯＳ（Operating System）においては、１６ビット色空間の採用が予定されており、現在の８ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、１６ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ・高階調の電子画像表示装置実現への要求が高まると予想される。

画像表示装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投射型表示装置（プロジェクタ）は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的な画像表示装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。

高ダイナミックレンジの画像表示装置としては、例えば、特許文献１に開示されている技術があり、光源と、光の全波長領域の輝度を変調する第２光変調素子と、光の波長領域のうちＲＧＢ３原色の各波長領域についてその波長領域の輝度を変調する第１光変調素子とを備え、光源からの光を第２光変調素子で変調して所望の輝度分布を形成し、その光学像を第１光変調素子の表示面に結像して色変調し、２次変調した光を投射するというものである。第２光変調素子及び第１光変調素子の各画素は、ＨＤＲ表示画像データから決定される第１制御値及び第２制御値に基づいてそれぞれ別個に制御される。光変調素子としては、例えば、透過率が独立に制御可能な画素構造またはセグメント構造を有し、二次元的な透過率分布を制御し得る透過率変調素子が用いられる。その代表例としては、液晶ライトバルブがあげられる。また、透過率変調素子の代わりに反射率変調素子を用いてもよく、その代表例としては、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子があげられる。

いま、暗表示の透過率が０．２％、明表示の透過率が６０％の光変調素子を使用する場合を考える。光変調素子単体では、輝度ダイナミックレンジは、６０／０．２＝３００となる。上記画像表示装置は、輝度ダイナミックレンジが３００の光変調素子を光学的に直列に配置することに相当するので、３００×３００＝９００００の輝度ダイナミックレンジを実現することができる。また、階調数についてもこれと同等の考えが成り立ち、８ビット階調の光変調素子を光学的に直列に配置することにより、８ビットを超える階調数を得ることができる。

ところで、液晶パネルを変調素子として用いる画像表示装置においては、画質改善のために、駆動信号の残留ＤＣ成分に起因するフリッカの低減が求められる。従来の液晶プロジェクタにおいては、例えば特許文献２に示すように、液晶パネルの駆動信号制御において複数の極性反転ドライバを用いることによって液晶パネルの残留ＤＣ成分を除去し、これによって、フリッカの発生を抑止している。
特開２００１−１００６８９号公報 特開平８−１２２７４３号公報

しかしながら、特許文献２の記載からも分かるように、従来のフリッカを低減するための技術は、第１光変調素子及び第２光変調素子を備える高ダイナミックレンジの画像表示装置に対応して提案されたものではない。
今後、上述のような第１光変調素子及び第２光変調素子を備える高ダイナミックレンジの画像表示装置の普及を促進するためにも、このような高ダイナミックレンジの画像表示装置におけるフリッカを低減する技術が望まれている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高ダイナミックレンジの画像表示装置におけるフリッカを低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、表示画像データに基づき光源からの光を変調して画像を表示する画像表示装置であって、上記光源からの光を変調する第１光変調素子と、該第１光変調素子の各画素に対して上記表示画像データに基づいた所定の駆動信号を印加することによって上記第１光変調素子を極性反転駆動する第１駆動手段と、上記第１光変調素子からの光を変調する第２光変調素子と、該第２光変調素子の上記第１光変調素子に対応する各画素に対して上記第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加することによって上記第２光変調素子を駆動する第２駆動手段とを備えることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の画像表示装置によれば、第２光変調素子の第１光変調素子に対応する各画素に対して第１変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加されることによって第２光変調素子が駆動される。
このため、第１変調素子において発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２変調素子において発生し、結果として画像表示装置によって表示された画像におけるフリッカを低減することが可能となる。

また、本発明の画像表示装置においては、上記第１駆動手段は、上記第１光変調素子の極性反転周期が上記画像を表示する１フレーム周期となるように上記第１光変調素子を極性反転駆動するという構成を採用することができる。
また、本発明の画像表示装置においては、上記第１駆動手段は、上記第１光変調素子の極性反転周期が上記画像の１水平ライン周期となるように上記第１光変調素子を駆動し、かつ、上記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を上記第１光変調素子の各画素に印加するという構成を採用することもできる。
また、本発明の画像表示装置においては、上記第１駆動手段は、上記第１光変調素子の極性反転周期が上記画像の１垂直ライン周期となるように上記第１光変調素子を駆動し、かつ、上記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を上記第１光変調素子の各画素に印加するという構成を採用することもできる。
また、本発明の画像表示装置においては、上記第１駆動手段は、上記第１光変調素子の極性反転周期が１画素周期となるように上記第１光変調素子を駆動し、かつ、上記画像の１水平ライン周期で前水平ラインと逆の電圧位相の駆動信号を上記第１光変調素子の各画素に印加し、さらに、上記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を上記第１光変調素子の各画素に印加するという構成を採用することもできる。
このような構成を採用する本発明の画像表示装置によれば、上述の種々の構成によって第１光変調素子が極性反転駆動されるとともに、第１光変調素子に印加される駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加される第２変調素子も第１光変調素子と同様に極性反転駆動される。このため、第１光変調素子及び第２光変調素子を介した出力画像の残留ＤＣ成分を除去することができる。

また、本発明の画像表示装置においては、上記第１光変調素子と上記第２光変調素子とを同数備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、第１光変調素子が複数備えられるような場合であっても、各第１変調素子で発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を各第２変調素子で発生した逆相のＤＣ成分によって相殺することができる。よって、より確実にフリッカを低減することが可能となる。

次に、本発明の画像表示装置の駆動方法は、表示画像データに基づき光源からの光を第１光変調素子及び第２光変調素子によって変調して画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、該第１光変調素子の各画素に対して上記表示画像データに基づいた所定の駆動信号を印加することによって上記第１光変調素子を極性反転駆動し、該第２光変調素子の上記第１光変調素子に対応する各画素に対して上記第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加することによって上記第２光変調素子を駆動することを特徴とする。
このような特徴を有する本発明の画像表示装置の駆動方法によれば、第２光変調素子の第１光変調素子に対応する各画素に対して第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加されることによって第２光変調素子が駆動される。
このため、第１変調素子において発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２変調素子において発生し、結果として画像表示装置によって表示された画像におけるフリッカを低減することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。

（第１実施形態）
図１は、本発明の画像表示装置の一例であり、プロジェクタＰＪ１の主たる光学構成を示す図である。
プロジェクタＰＪ１は、図１に示すように、光源１０と、光源１０から入射した光の輝度分布を均一化する均一照明系２０と、均一照明系２０から入射した光の波長領域のうちのＲＧＢ３原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部２５（第１光変調手段としての３つの透過型液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２光変調手段としての３つの透過型液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを含む）と、色変調部２５から入射した光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ１１０と、を含んで構成されている。

光源１０は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等からなるランプ１１と、ランプ１１からの射出光を反射・集光するリフレクタ１２とを含んで構成されている。

均一照明系２０は、フライアイレンズ等からなる２つのレンズアレイ２１，２２と、偏光変換素子２３と、集光レンズ２４とを含んで構成されている。そして、光源１０からの光の輝度分布を２つのレンズアレイ２１，２２により均一化し、均一化した光を偏光変換素子２３により色変調部の入射可能偏光方向に偏光し、偏光した光を集光レンズ２４により集光して色変調部２５に射出する。なお、偏光変換素子２３は、例えば、ＰＢＳアレイと、１／２波長板とで構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。

色変調部２５は、光分離手段としての２つのダイクロイックミラー３０，３５と、３つのミラー（反射ミラー３６，４５，４６）と、５つのフィールドレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）と、３つの第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと、３つの第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒと、クロスダイクロイックプリズム８０と、を含んで構成されている。

ダイクロイックミラー３０，３５は、光源１０からの光（白色光）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＲＧＢ３原色光に分離（分光）するものである。ダイクロイックミラー３０は、ガラス板等にＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、光源１０からの白色光に対して、当該白色光に含まれるＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する。ダイクロイックミラー３５は、ガラス板等にＧ光を反射し、Ｂ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、ダイクロイックミラー３０を透過したＧ光及びＢ光のうち、Ｇ光を反射して平行化レンズ５０Ｇに伝達し、青色光を透過してレンズ４１に伝達する。

リレーレンズ４２はレンズ４１近傍の光（光強度分布）を平行化レンズ５０Ｂ近傍に伝達するもので、レンズ４１はリレーレンズ４２に光を効率よく入射させる機能を有する。レンズ４１に入射したＢ光はその強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく空間的に離れた第１液晶ライトバルブ６０Ｂに伝達される。

平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒは対応する液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する各色光を略平行化して入射光の角度分布を狭め、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの表示特性を向上させる機能を有している。そして、ダイクロイックミラー３０，３５で分光されたＲＧＢ３原色の光は、上述したミラー（反射ミラー３６，４５，４６）及びフィールドレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）を介して第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する。

第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、画素電極及びこれを駆動するための薄膜トランジスタ素子や薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にＴＮ型液晶を挟み込むとともに、外面に偏光板を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。

また、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。第１液晶ライトバルブ６０Ｂは、入射されたＢ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。第１液晶ライトバルブ６０Ｇは、入射されたＧ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。第１液晶ライトバルブ６０Ｒは、入射されたＲ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。

第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒは、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと光学合成位置が一致されたアクティブマトリクス型の液晶表示素子であり、図１に示すように、各第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに対して近接して配置されている。すなわち、本実施形態のプロジェクタＰＪ１は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒとが同数備えられている。なお、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの配置順は逆であっても良い。

また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒも、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。第２液晶ライトバルブ１００Ｂは、第１液晶ライトバルブ６０Ｂから入射されたＢ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。第２液晶ライトバルブ１００Ｇは、第１液晶ライトバルブ６０Ｇから入射されたＧ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。第２液晶ライトバルブ１００Ｒは、第１液晶ライトバルブ６０Ｒから入射されたＲ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。

ここで、本実施形態のプロジェクタＰＪ１では、後に詳説するが、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素に対応した第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素に対して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加される。このため、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒにおいて発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒにおいて発生し、結果として、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒから射出された光学像を内包した変調光に含まれるフリッカ成分が低減される。

クロスダイクロイックプリズム８０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、Ｂ光を反射する誘電体多層膜（Ｂ光反射ダイクロイック膜８１）及びＲ光を反射する誘電体多層膜（Ｒ光反射ダイクロイック膜８２）が断面Ｘ字状に形成されている。そして、第２液晶ライトバルブ１００ＧからのＧ光を透過し、第２液晶ライトバルブ１００ＲからのＲ光と第２液晶ライトバルブ１００ＢからのＢ光とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。

投射レンズ１１０は、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒから伝達された光学像を図示しないスクリーン上に投射してカラー画像を表示する。

次に、プロジェクタＰＪ１の全体的な光伝達の流れを説明する。光源１０からの白色光はダイクロイックミラー３０，３５により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３原色光に分光されるとともに、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒを含むレンズ及びミラーを介して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射される。第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射した各々の色光はそれぞれの波長領域に応じた外部データに基づいて光変調され、光学像を内包した変調光として射出される。第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒからの各変調光は、各第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入射される。第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入射した各々の変調光は、それぞれの波長領域に応じた外部データに基づいてさらに光変調され、光学像を内包した変調光として射出される。そして、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒから入射された変調光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム８０に入射し、そこで一つの光に合成され、投射レンズ１１０へ射出される。そして、投射レンズ１１０において、合成光を図示しないスクリーン上に投射し所望の画像を表示する。

このように、プロジェクタＰＪ１では、直列に配置された２つの光変調素子（第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒ）を介して、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光を変調する。その結果、プロジェクタＰＪ１は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現する高ダイナミックレンジのプロジェクタとなる。

［液晶ライトバルブの変調の具体例］
次に、表示画像データに基づく第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの変調の具体例について詳しく説明する。
プロジェクタＰＪ１（図１参照）では、表示画像データから生成された駆動信号で第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを駆動することにより、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現する。液晶ライトバルブの変調制御は、次に説明する表示制御装置（表示制御装置２００）によって行う。

図２は、表示制御装置２００（第１駆動手段及び第２駆動手段）のハードウェア構成を示すブロック図である。
表示制御装置２００は、図２に示すように、制御プログラムに基づいて演算及びシステム全体を制御するＣＰＵ１７０と、所定領域にあらかじめＣＰＵ１７０の制御プログラム等を格納しているＲＯＭ１７２と、ＲＯＭ１７２等から読み出したデータやＣＰＵ１７０の演算過程で必要な演算結果を格納するためのＲＡＭ１７４と、外部装置に対してデータの入出力を媒介するＩ／Ｆ１７８とで構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス１７９で相互にかつデータ授受可能に接続されている。

Ｉ／Ｆ１７８には、外部装置として、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒと、データやテーブル等をファイルとして格納する記憶装置１８２と、外部のネットワーク１９９に接続するための信号線とが接続されている。

記憶装置１８２は第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを駆動するためのＨＤＲ表示画像データを記憶している。

ＨＤＲ表示画像データは、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することができる画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。本実施形態では、ＨＤＲ表示画像データとして、１つの画素についてＲＧＢ３原色ごとに輝度レベルを示す画素値を浮動小数点値として格納した形式を用いる。例えば、１つの画素の画素値として（1.2，5.4，2.3）という値が格納されている。

ここで、ＨＤＲ表示画像データにおける画素ｐの輝度レベルをＲｐ、第２光変調素子の画素ｐに対応する画素の透過率をＴ１、第１光変調素子の画素ｐに対応する画素の透過率をＴ２とすると、下式（１），（２）が成立する。
Ｒｐ ＝ Ｔｐ×Ｒｓ……（１）
Ｔｐ ＝ Ｔ１×Ｔ２×Ｇ……（２）
ただし、上式（１），（２）において、Ｒｓは光源の輝度、Ｇはゲインであり、いずれも定数である。また、Ｔｐは、光変調率である。

なお、ＨＤＲ表示画像データの生成方法の詳細については、例えば、公知文献３「P.E.Debevec，J.Malik，"Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs"，Proceedings of ACM SIGGRAPH97 ，pp.367-378(1997)」に掲載されている。

また、記憶装置１８２は、各第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒごとに、その第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの制御値を登録した制御値登録テーブルを記憶している。

図３は、第１液晶ライトバルブ６０Ｒの制御値を登録した制御値登録テーブル４２０Ｒのデータ構造を示す図である。

制御値登録テーブル４２０Ｒには、図３に示すように、液晶ライトバルブ６０Ｒの各制御値ごとに１つのレコードが登録されている。各レコードは、第１液晶ライトバルブ６０Ｒの制御値を登録したフィールドと、第１液晶ライトバルブ６０Ｒの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。

図３の例では、第１段目のレコードには、制御値として「０」が、透過率として「０．００４」がそれぞれ登録されている。これは、第１液晶ライトバルブ６０Ｒに対して制御値「０」を出力すると、第１液晶ライトバルブ６０Ｒの透過率が０．４％となることを示している。なお、図３は、第１液晶ライトバルブ６０Ｒの階調数が４ビット（０〜１５値）である場合の例を示したが、実際には、第１液晶ライトバルブの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が８ビットである場合は、２５６個のレコードが登録される。

また、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇに対応する制御値登録テーブルのデータ構造については特に図示しないが、制御値登録テーブル４２０Ｒと同様のデータ構造を有している。ただし、同一の制御値に対して異なる透過率が登録されている点が制御値登録テーブル４２０Ｒと異なる。

また、記憶装置１８２は、各第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒごとに、その第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの制御値を登録した制御値登録テーブル４００を記憶している。

図４は、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの制御値を登録した制御値登録テーブル４００Ｒのデータ構造を示す図である。

制御値登録テーブル４００Ｒには、図４に示すように、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの各制御値ごとに１つのレコードが登録されている。各レコードは、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの制御値を登録したフィールドと、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。

図４の例では、第１段目のレコードには、制御値として「０」が、透過率として「０．００３」がそれぞれ登録されている。これは、第２液晶ライトバルブ１００Ｒに対して制御値「０」を出力すると、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの透過率が０．３％となることを示している。なお、図４は、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの階調数が４ビット（０〜１５値）である場合の例を示したが、実際には、第２液晶ライトバルブ１００Ｒの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が８ビットである場合は、２５６個のレコードが登録される。

また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇに対応する制御値登録テーブルのデータ構造については特に図示しないが、制御値登録テーブル４００Ｒと同様のデータ構造を有している。ただし、同一の制御値に対して異なる透過率が登録されている点が制御値登録テーブル４００Ｒと異なる。

次に、ＣＰＵ１７０の構成及びＣＰＵ１７０で実行される処理（本発明の画像表示装置の駆動方法を含む）を説明する。

ＣＰＵ１７０は、マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）等からなり、ＲＯＭ１７２の所定領域に格納されている所定のプログラムを起動させ、そのプログラムに従って、図５のフローチャートに示す表示制御処理を実行するようになっている。

図５は、表示制御処理を示すフローチャートである。

表示制御処理は、ＨＤＲ表示画像データに基づいて第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの制御値をそれぞれ決定し、決定した制御値に基づいて生成された駆動信号によって第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを駆動する処理であって、ＣＰＵ１７０において実行されると、図５に示すように、まず、ステップＳ１００に移行するようになっている。

ステップＳ１００では、ＨＤＲ表示画像データを記憶装置１８２から読み出す。

次いで、ステップＳ１０２に移行して、読み出したＨＤＲ表示画像データを解析し、画素値のヒストグラムや、輝度レベルの最大値、最小値及び平均値等を算出する。この解析結果は、暗めのシーンを明るくしたり、明るすぎるシーンを暗くしたり、中間部コントラストを協調するなどの自動画像補正に使用したり、トーンマッピングに使用したりするためである。

次いで、ステップＳ１０４に移行して、ステップＳ１０２の解析結果に基づいて、ＨＤＲ表示画像データの輝度レベルをプロジェクタＰＪ１の輝度ダイナミックレンジにトーンマッピングする。

図６は、トーンマッピング処理を説明するための図である。

ＨＤＲ表示画像データを解析した結果、ＨＤＲ表示画像データに含まれる輝度レベルの最小値がＳminで、最大値がＳmaxであるとする。また、プロジェクタＰＪ１の輝度ダイナミックレンジの最小値がＤminで、最大値がＤmaxであるとする。図６の例では、ＳminがＤminよりも小さく、ＳmaxがＤmaxよりも大きいので、このままでは、ＨＤＲ表示画像データを適切に表示することができない。そこで、Ｓmin〜ＳmaxのヒストグラムがＤmin〜Ｄmaxのレンジに収まるように正規化する。

なお、トーンマッピングの詳細については、例えば、公知文献２「F.Drago, K.Myszkowski，T.Annen，N.Chiba，"Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes"， Eurographics 2003，(2003）」に記載されている。

次いで、ステップＳ１０６に移行して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの解像度に合わせてＨＤＲ画像をリサイズ（拡大または縮小）する。このとき、ＨＤＲ画像のアスペクト比を保持したままＨＤＲ画像をリサイズする。リサイズ方法としては、例えば、平均値法、中間値法、ニアレストネイバー法（最近傍法）が挙げられる。

次いで、ステップＳ１０８に移行して、リサイズ画像の画素の輝度レベルＲｐ及び光源１０の輝度Ｒｓに基づいて、上式（１）により、リサイズ画像の各画素ごとに光変調率Ｔｐを算出する。

次いで、ステップＳ１１０に移行して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素の透過率Ｔ２として初期値（例えば、０．２）を与え、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素の透過率Ｔ２を決定する。

次いで、ステップＳ１１２に移行して、算出した光変調率Ｔｐ、決定した透過率Ｔ２及びゲインＧに基づいて、上式（２）により、各第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの透過率Ｔ１を算出する。

次いで、ステップＳ１１６に移行して、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの画索ごとに、その画索について算出した透過率Ｔ１に対応する制御値を制御値登録テーブル（例えば図４に示す４００Ｒ）から読み出し、読み出した制御値をその画索の制御値として決定する。制御値の続出では、算出した透過率Ｔ１に最も近似する透過率を制御値登録テーブルの中から検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読み出す。この検索は、例えば、２分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。

次いで、ステップＳ１２０に移行して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの画索ごとに、その画索について算出した透過率Ｔ２に対応する制御値を制御値登録テーブル（例えば図３に示す４２０Ｒ）から読出し、読み出した制御値をその画索の制御値として決定する。制御値の続出では、算出した透過率Ｔ２に最も近似する透過率を制御値登録テーブルの中から検索し、検索により索出した透過率に対応する制御値を読みだす。この検索も、例えば、２分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。

次いで、ステップＳ１２２に移行して、ステップＳ１１６，Ｓ１２０で決定した制御値に基づいて駆動信号を生成し、図２に示す第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰する。ここで、本第１実施形態のプロジェクタＰＪ１においては、ＣＰＵ１７０は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの極性反転周期が画像を表示する１フレーム周期となるような駆動信号を生成し、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力する。また、ＣＰＵ１７０は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号を生成して第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力する（本発明の画像表示装置の駆動方法）。

図７は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの回路構成を示した回路図である。

この図に示すように、各液晶ライトバルブは、Ｘドライバ１０１とＹドライバ１０２とを備えるとともに、複数の画素回路３００がマトリクス状に配置された構成となっている。ここで、画素回路３００は、画素トランジスタＴ０と、当該画素トランジスタＴ０のソースに入力された駆動信号に応じた電圧を保持する画素コンデンサＣ０と、当該画素コンデンサＣ０に保持された電圧を液晶層に印加する画素電極Ｅ０とを含んだ構成となっている。

そして、Ｘドライバ１０１の出力端子Ｘ０〜Ｘｎには、画素回路３００の各列にそれぞれ対応して設けられたデータ線Ｓ０〜Ｓｎを介して各列の画素回路３００の画素トランジスタＴ０のソースに駆動信号を供給するためのデータスイッチングトランジスタＳＴが接続されている。また、データスイッチングトランジスタＳＴは、駆動信号が直接入力されるデータ入力線１０３が接続されている。さらに、Ｙドライバ１０２の出力端子Ｙ０〜Ｙｎが、画素回路３００の各行に対応して設けられた走査線Ｇ０〜Ｇｎを介して、各行の画素回路３００の画素トランジスタＴ０のゲートにそれぞれ接続されている。

ここで、Ｙドライバ１０２によって、例えば、出力端子Ｙ０が選択されると、走査線Ｇ０の行に対応する画素回路３００の画素トランジスタＴ０のゲートに選択的に電圧が印加され、走査線Ｇ０に接続された画素トランジスタＴ０がオンになる。次に、Ｘドライバ１０１によって、例えば、出力端子Ｘ０が選択されると、駆動信号が、スイッチングトランジスタＳＴを介して、上記Ｙドライバ１０２によって選択された走査線Ｇ０の行でかつデータ線Ｓ０の列に対応した画素回路３００の画素トランジスタＴ０がオン状態となり、駆動信号に応じた電圧がその画素回路３００の画素コンデンサＣ０及び画素電極Ｅ０に印加保持される。これによって画素電極Ｅ０と共通電極（不図示）との間の液晶が表示状態となる。

このような回路構成を有する第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに上述のように、極性反転周期が画像を表示する１フレーム周期となるような駆動信号が入力されると、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素の電圧は、例えば、図８（ａ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してプラスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してマイナスに保持される。また、同様の回路構成を有する第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに上述のように、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号が入力されると、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素の電圧は、図８（ｂ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してマイナスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してプラスに保持される。

すなわち、上述のような駆動信号が第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力されることによって、図９に示すように、第１フレームの間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素がプラスに保持されるとともに、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素がマイナスに保持され、第２フレーム間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素がマイナスに保持されるとともに、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素がプラスに保持される。そして、このように、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒが駆動されることによって、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒにおいて発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒにおいて発生し、結果としてプロジェクタＰＪ１によって表示される画像におけるフリッカを低減することが可能となる。

また、本第１実施形態のプロジェクタＰＪ１では、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒが同数配置されている。このため、各第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒにおいて発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を各第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒにおいて逆相のＤＣ成分を発生させることによって相殺することができる。したがって、確実に画像におけるフリッカを低減させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

本第２実施形態では、図５のステップＳ１２２において、ＣＰＵ１７０は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの極性反転周期が画像の１水平ライン周期となるように、かつ、画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相となる駆動信号を生成し、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力する。また、ＣＰＵ１７０は、上記第１実施形態と同様に、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号を生成して第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力する。

そして、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに、画像の１水平ライン周期となるように、かつ、画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相となるような駆動信号が入力されると、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの走査線Ｇ０に接続された各画素及び走査線Ｇ０から１つおきの走査線（Ｇ２等）に接続された各画素の電圧は、例えば、図１０（ａ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してプラスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してマイナスに保持される。また、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの走査線Ｇ１に接続された各画素及び走査線Ｇ１から１つおきの走査線に接続された各画素の電圧は、例えば、図１０（ｂ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してマイナスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してプラスに保持される。

また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号が入力されると、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの走査線Ｇ０に接続された各画素及び走査線Ｇ０から１つおきの走査線（Ｇ２等）に接続された各画素の電圧は、例えば、図１１（ａ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してマイナスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してプラスに保持される。また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの走査線Ｇ１に接続された各画素及び走査線Ｇ１から１つおきの走査線に接続された各画素の電圧は、例えば、図１１（ｂ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してプラスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してマイナスに保持される。

すなわち、上述のような駆動信号が第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力されることによって、図１２に示すように、第１フレームの間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素が１行ごとに極性が反転された状態で保持されるとともに、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が１行ごとに極性が反転されかつ第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素との極性が反転された状態で保持され、第２フレーム間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が第１フレームと極性が反転された状態に保持される。そして、このように、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒが駆動されることによって、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本第２実施形態においては、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が１行ごとに極性が反転駆動されるため、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒにおける残留ＤＣ成分を除去することが可能となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図１３〜図１６を参照して説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

本第３実施形態では、図５のステップＳ１２２において、ＣＰＵ１７０は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの極性反転周期が画像の１垂直ライン周期となるように、かつ、画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相となる駆動信号を生成し、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力する。また、ＣＰＵ１７０は、上記第１実施形態と同様に、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号を生成して第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力する。

このような駆動方法を採用する場合には、１垂直ライン周期で駆動信号を極性反転させる必要がある。このため、図７と同様の回路構成を用いることもできるが、この場合には、駆動信号の電圧振幅が大きくなりかつ位相反転周波数が増大するため、図１３に示すように、２本のデータ入力線１０４，１０５を備える回路構成を用いることが好ましい。より詳細には、データ入力線１０４が奇数列の画素回路３００と接続されており、データ線１０５が偶数列の画素回路３００と接続されている。

そして、このような回路構成を有する第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに極性反転周期が画像の１垂直ライン周期となるように、かつ、画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相となる駆動信号を入力する。具体的には、例えば、駆動信号のうち電圧位相が高い成分を始めデータ入力線１０４に供給し、駆動信号のうち電圧位相が低い成分を始めデータ入力線１０５に供給する。そして、１フレーム間後に、データ入力線１０４，１０５に入力される駆動信号の電圧位相を反転する。

このような場合には、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒのデータ線Ｓ０に接続された各画素及びデータ線Ｓ０から１つおきのデータ線（Ｓ２等）に接続された各画素の電圧は、例えば、図１４（ａ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してプラスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してマイナスに保持される。また、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒのデータ線Ｓ１に接続された各画素及びデータ線Ｓ１から１つおきの走査線に接続された各画素の電圧は、例えば、図１４（ｂ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してマイナスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してプラスに保持される。

また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入力した駆動信号と電圧位相が逆となるような駆動信号が入力されると、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒのデータ線Ｓ０に接続された各画素及びデータ線Ｓ０から１つおきのデータ線（Ｓ２等）に接続された各画素の電圧は、例えば、図１５（ａ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してマイナスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してプラスに保持される。また、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒのデータ線Ｓ１に接続された各画素及びデータ線Ｓ１から１つおきのデータ線に接続された各画素の電圧は、例えば、図１５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、１Ｆ（フレーム）の間、基準電圧に対してプラスに保持され、その次ぎの１Ｆの間、基準電圧に対してマイナスに保持される。

すなわち、上述のような駆動信号が第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒに入力されることによって、図１６に示すように、第１フレームの間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素が１列ごとに極性が反転された状態で保持されるとともに、第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が１列ごとに極性が反転されかつ第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素との極性が反転された状態で保持され、第２フレーム間、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が第１フレームと極性が反転された状態に保持される。そして、このように、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒが駆動されることによって、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本第３実施形態においては、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素が１列ごとに極性が反転駆動されるため、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒにおける残留ＤＣ成分を除去することが可能となる。

なお、上述の第２実施形態及び第３実施形態を組合わせることによって、図１７に示すように、１画素周期で第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを極性反転することもできる。このように、１画素周期で第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒを極性反転させた場合においても、上記第１〜第３実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図１８を参照して説明する。なお、本第４実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図１８は、本発明の第４実施形態であるプロジェクタＰＪ２の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本第４実施形態のプロジェクタＰＪ２は、第２変調素子である第２液晶ライトバルブ１００が１つのみ配置された構成を有している。そして、当該第２液晶ライトバルブ１００がリレーレンズ９０と投射レンズ１１０との間に配置されている。
ここで、リレーレンズ９０は、色変調部２５内の各色第１液晶ライトバルブで光変調された第１変調画像と第２液晶ライトバルブで光変調される第２変調画像とを、投射レンズ１１０に対して光学的に共役位置となるよう配置させた光学レンズ群で構成されている。

このような構成を有する本第４実施形態のプロジェクタＰＪ２においては、クロスダイクロイックプリズム８０において合成された合成光の輝度が単一の第２液晶ライトバルブ１００において変調される。したがって、プロジェクタＰＪ２においても、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光が変調される。その結果、プロジェクタＰＪ２は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現する高ダイナミックレンジのプロジェクタとなる。

そして、本第４実施形態のプロジェクタＰＪ２においても、上記第１実施形態と同様、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素に対応した第２液晶ライトバルブ１００の各画素に対して、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加される。このため、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒにおいて発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２液晶ライトバルブ１００において発生し、結果として、第２液晶ライトバルブ１００から射出された光学像を内包した変調光に含まれるフリッカ成分を低減することができる。

なお、上述の第１実施形態においては、各第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに対して第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒが配置された構成であったため、ＣＰＵ１７０は、第１液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒの各画素の透過率Ｔ２を決定し、光変調率Ｔｐ、決定した透過率Ｔ２及びゲインＧに基づいて、各第２液晶ライトバルブ１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒの各画素の透過率Ｔ１を算出した。これに対し、本第４実施形態のプロジェクタＰＪ２は、単一の第２液晶ライトバルブ１００のみを有しているため、ＣＰＵ１７０は、ＲＧＢ光の各色光に対して決定される透過率Ｔ１を平均化することによって得られた透過率を第２液晶ライトバルブ１００の透過率として用いる。
なお、本実施形態においては、第２液晶ライトバルブ１００をリレーレンズ９０と投射レンズ１１０との間に配置する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２液晶ライトバルブ１００をダイクロイックミラー３０と均一照明系２０との間に配置する構成とすることもできる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図１９を参照して説明する。なお、本第５実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図１９は、本発明の第５実施形態であるプロジェクタＰＪ３の主たる光学構成を示す図である。
この図に示すように、本第５実施形態のプロジェクタＰＪ３は、第１変調素子である第１液晶ライトバルブ６０と第２変調素子である第２液晶ライトバルブ１００とが各々１つのみ配置された構成を有している。そして、第１液晶ライトバルブ６０あるいは第２液晶ライトバルブ１００のいずれか一方において、輝度変調に加えて色変調が行われる。

このような構成を有する本第５実施形態のプロジェクタＰＪ３においても、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光が変調される。その結果、プロジェクタＰＪ２は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現する高ダイナミックレンジのプロジェクタとなる。

そして、本第５実施形態のプロジェクタＰＪ３においても、上記第１実施形態と同様、第１液晶ライトバルブ６０の各画素に対応した第２液晶ライトバルブ１００の各画素に対して、第１液晶ライトバルブ６０の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加される。このため、第１液晶ライトバルブ６０において発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２液晶ライトバルブ１００において発生し、結果として、第２液晶ライトバルブ１００から射出された光学像を内包した変調光に含まれるフリッカ成分を低減することができる。

（第６実施形態）
次に、図２０を参照して、本発明の第６実施形態について説明する。なお、本第６実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図２０は、直視型の画像表示装置としての液晶表示装置５００の主たる光学構成を示す図である。
図２０に示すように、直視型の液晶表示装置５００は、第２光変調素子としての透過型の液晶表示パネル５０１とそれを照明する照明系５０２およびフレネルレンズ５０３や光拡散層５０４等の光学要素から構成されている。

照明系５０２は、光源１０と、均一照明系２０と、第１光変調素子としての液晶ライトバルブ６０と、投射レンズ１１０とを含んで構成されている。

光源１０から射出した光束は２枚のレンズアレイ２１，２２、偏光変換素子２３、集光レンズ２４が順次設置された均一照明系２０に入射し、光束断面における光強度分布が均一化される。偏光変換素子２３は例えばＰＢＳアレイと１／２波長板などから構成されており、光源１０から射出された不定偏光状態の光束を後段の光学系で利用できる振動方向が一方向に揃った偏光に変換する。

均一照明系２０を射出した光束は、第１の光変調素子としての液晶ライトバルブ６０に入射し、第一の変調を受ける。液晶ライトバルブ６０により変調をうけた光束は投射レンズ１１０により液晶表示パネル５０１の光入射面に拡大投射され液晶表示パネル５０１を照明する。照明系５０２からの射出光束は偏光光束であり、その偏波面は、液晶表示パネル５０１の入射側偏光板の透過軸と一致している。

液晶表示パネル５０１の手前に配置されるフレネルレンズ５０３は、照明系５０２からの射出光束を略平行化して液晶表示パネル５０１に導き、表示画像の輝度ムラを軽減する。また、液晶表示パネル５０１の光入射面には光拡散層５０４が配置されている。光拡散層５０４は、照明系５０２からの射出光束を拡散し、配光分布を拡げることにより、表示画像の視野角を拡大する。

上記構成の液晶表示装置５００では、第１光変調素子としての液晶ライトバルブ６０で光学像（画像）を形成した変調光を用いて第２光変調素子としての液晶表示パネル５０１を照明し、最終的な表示画像をその液晶表示パネル５０１で形成する。すなわち、直列に配置された２つの光変調素子（液晶ライトバルブ６０、液晶表示パネル１６１）を介して、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光を変調する。その結果、液晶表示装置５００においても、上記実施形態と同様に、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現することができる。

そして、本第６実施形態の液晶表示装置５００においても、上記第１実施形態と同様、液晶ライトバルブ６０の各画素に対応した液晶表示パネル５０１の各画素に対して、液晶ライトバルブ６０の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号が印加される。このため、液晶ライトバルブ６０において発生したフリッカの原因となる残留ＤＣ成分を相殺する逆相のＤＣ成分が第２液晶表示パネル５０１において発生し、結果として、液晶表示パネル５０１において表示される画像におけるフリッカ成分を低減することができる。

なお、図２０の液晶表示装置５００は、照明系５０２に１枚の液晶ライトバルブ６０を配置する構成の例であるが、上述の第１実施形態のプロジェクタＰＪ１と同様に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光毎に液晶ライトバルブを備える３板方式の照明系を用いても構わない。この場合は、均一照明系と液晶ライトバルブとの間にダイクロイックミラー等から構成される光分離手段としての色分離光学系を配置してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光毎に光路を分離し、かつ、色光毎の液晶ライトバルブで変調された各色光束を、液晶ライトバルブと投射レンズの間に配置されたクロスダイクロイックプリズム等の色合成光学系で合成してカラー画像を表す光束を形成する。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施の形態においては、液晶ライトバルブ６０，６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ、１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒ，１００及び液晶表示パネル５０１としてアクティブマトリックス型の液晶表示素子を用いて構成したが、これに限らず、パッシブマトリックス型の液晶表示素子及びセグメント型の液晶表示素子を用いて構成することもできる。アクティブマトリックス型の液晶表示は、精密な階調表示ができるという利点があり、パッシブマトリックス型の液晶表示素子及びセグメント型の液晶表示素子は、安価に製造できるという利点を有する。

また、上記各実施の形態において、図５のフローチャートに示す処理を実行するにあたっては、ＲＯＭ１７２にあらかじめ格納されている制御プログラムを実行する場合について説明したが、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラムをＲＡＭ１７４に読み込んで実行するようにしてもよい。

ここで、記憶媒体とは、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体記憶媒体、ＦＤ、ＨＤ等の磁気記憶型記憶媒体、ＣＤ、ＣＤＶ、ＬＤ、ＤＶＤ等の光学的読取方式記憶媒体、ＭＯ等の磁気記憶型／光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。

また、上記各実施の形態においては、光源１０として白色光を射出する単体の光源を用い、この白色光をＲＧＢの３原色の光に分光するようにしているが、これに限らず、ＲＧＢの３原色にそれぞれ対応した、赤色の光を射出する光源、青色の光を射出する光源及び緑色の光を射出する光源の３つの光源を用い、白色光を分光する手段を取り除いた構成としても良い。

本発明の第１実施形態のプロジェクタの主たる光学構成を示す図である。 表示制御装置２００のハードウェア構成を示すブロック図である。 制御値登録テーブルのデータ構造を示す図である。 制御値登録テーブルのデータ構造を示す図である。 表示制御処理を示すフローチャート図である。 トーンマッピング処理を説明するための図である。 液晶ライトバルブの回路構成を示した図である。 本発明の第１実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 液晶ライトバルブの他の回路構成を示した図である。 本発明の第３実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第３実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第３実施形態におけるプロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 他のロジェクタの駆動方法を説明するための図である。 本発明の第４実施形態のプロジェクタの主たる光学構成を示す図である。 本発明の第５実施形態のプロジェクタの主たる光学構成を示す図である。 本発明の第６実施形態の液晶表示装置の主たる光学構成を示す図である。

符号の説明

ＰＪ１，ＰＪ２，ＰＪ３……プロジェクタ（画像表示装置）、５００……液晶表示装置（画像表示装置）、６０，６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ……第１液晶ライトバルブ（第１光変調素子）、１００，１００Ｂ，１００Ｇ，１００Ｒ……第２液晶ライトバルブ（第２光変調素子）、２００……表示制御装置（第１駆動手段，第２駆動手段）

Claims (7)

1. 表示画像データに基づき光源からの光を変調して画像を表示する画像表示装置であって、
   前記光源からの光を変調する第１光変調素子と、
   該第１光変調素子の各画素に対して前記表示画像データに基づいた所定の駆動信号を印加することによって前記第１光変調素子を極性反転駆動する第１駆動手段と、
   前記第１光変調素子からの光を変調する第２光変調素子と、
   該第２光変調素子の前記第１光変調素子に対応する各画素に対して前記第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加することによって前記第２光変調素子を駆動する第２駆動手段と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記第１駆動手段は、前記第１光変調素子の極性反転周期が前記画像を表示する１フレーム周期となるように前記第１光変調素子を極性反転駆動することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記第１駆動手段は、前記第１光変調素子の極性反転周期が前記画像の１水平ライン周期となるように前記第１光変調素子を駆動し、かつ、前記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を前記第１光変調素子の各画素に印加することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
4. 前記第１駆動手段は、前記第１光変調素子の極性反転周期が前記画像の１垂直ライン周期となるように前記第１光変調素子を駆動し、かつ、前記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を前記第１光変調素子の各画素に印加することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
5. 前記第１駆動手段は、前記第１光変調素子の極性反転周期が１画素周期となるように前記第１光変調素子を駆動し、かつ、前記画像の１水平ライン周期で前水平ラインと逆の電圧位相の駆動信号を前記第１光変調素子の各画素に印加し、さらに、前記画像を表示する１フレーム周期で前フレームと逆の電圧位相の駆動信号を前記第１光変調素子の各画素に印加することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
6. 前記第１光変調素子と前記第２光変調素子とを同数備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の画像表示装置。
7. 表示画像データに基づき光源からの光を第１光変調素子及び第２光変調素子によって変調して画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
   該第１光変調素子の各画素に対して前記表示画像データに基づいた所定の駆動信号を印加することによって前記第１光変調素子を極性反転駆動し、
   該第２光変調素子の前記第１光変調素子に対応する各画素に対して前記第１光変調素子の各画素に印加された駆動信号と電圧位相が逆の駆動信号を印加することによって前記第２光変調素子を駆動する
   ことを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
   
   

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