JP5110862B2 - 液晶表示装置及びその制御方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置及びその制御方法、コンピュータプログラム及び記憶媒体に関する。

近年、ＴＶの受像機やＰＣの表示装置として液晶表示装置が使用されている。このような液晶表示装置は、薄型に形成できるため省スペースで、且つ省電力であるため幅広く用いられている。しかし、このような液晶表示装置は、画像データに対して実際に表示されるまでの応答時間が長いという問題を有している。そこで、この応答速度を改善するための液晶表示装置の駆動方法として、次に表示する画像データを以前の画像データと比較し、その比較結果に応じてオーバードライブ駆動を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。

また図１３に示すように、オーバードライブ駆動を交流駆動の片側（正又は負）のみで行うことにより直流成分が残存し、液晶表示装置の構造や構成によっては、信頼性の劣化を生じるものがある。そのため、画素電極と対向電極とを同一基板上に配置し、基板に平行に電圧を発生する液晶表示装置では、画素電極と対向電極との少なくとも一方をＩＴＯ膜で生成して、直流成分による信頼性の劣化を改善する方法も提案されている（特許文献２参照）。

このような液晶表示装置では、画素電極又は対向電極の少なくとも一方をＩＴＯ膜で生成するという構造を採用することにより、オーバードライブ駆動による直流成分の残存による信頼性の劣化を改善できる。しかし、そのために液晶表示装置のパネル構造を変更する必要があり、各種の液晶表示装置で汎用的に適応できないという問題がある。
特開平１１−１２６０５０号公報 特開２００１−３４２３８号公報

このように、従来は、表示装置において、パネル構造を変更せず、オーバードライブ駆動による直流成分のアンバランスをなくし、応答速度と信頼性を向上することができなかった。

そこで、本発明は、表示装置において、パネル構造の変更なしに、オーバードライブ駆動による直流成分のアンバランスをなくし、応答速度と信頼性を向上可能とすることを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、液晶表示装置であって、
交流電圧駆動される液晶表示手段と、
入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換手段と、
前記変換手段によって変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて前記液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転手段と、
前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動手段と、
前記極性を反転させる順序を切り替える制御手段と、
前記画像データの入力を行うための、少なくとも２以上の入力手段と、
前記２以上の入力手段を切り替えて、いずれか１つより前記画像データの入力を行わせるための入力切替手段と、
前記入力切替手段に対する切替指示を受け付ける受付手段と、
を備え、
前記受付手段により前記切替指示を受け付けた場合に、前記制御手段は、前記極性を反転させる順序を切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、表示装置において、パネル構造の変更なしに、オーバードライブ駆動による直流成分のアンバランスをなくし、応答速度と信頼性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須のものとは限らない。

［第１の実施形態］
図１は、発明の実施形態に係る背面投射型表示装置２００の一例を示す側面図である。

図１において、投射型表示エンジンＤ１から投射された画像を反射ミラー２０１で反射し、スクリーン６の背面から投射する。このスクリーン６の前面には、デジタイザ装置２０２が取り付けられている。このデジタイザ装置２０２を取り付けたスクリーン６の前面でデジタイザ用ペン２０３で位置を指示すると、その指示した位置の座標を表示装置２００に入力することができる。このデジタイザ装置としては、光学式のものや感圧式のものや超音波式のもの等、各種のものを用いることができる。明るさ調整スイッチ２０４は、スクリーン６に表示される画像の明るさを調整するためのスイッチである。

次に、図２を参照して、発明の実施形態に係る投射型表示エンジンＤ１の構造を説明する。

図２において、光変調素子としてＲ，Ｇ，Ｂ各色表示対応の３枚の液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを用い、これら３枚の液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂはクロスプリズム７に対向する位置に配置されている。尚、本実施形態では、液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂとして、ＴＦＴを用いて駆動するＴＮ液晶パネルを用いている。また各液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂを挟み込むように、その両側には偏光板８をそれぞれ配置し、クロスプリズム７の光出射側には投射レンズ９やスクリーン（被投射部材）６を配置した。

放物型のリフレクタ１０は、ランプ（光源）１囲むように配置され、ランプ１からの出射光Ｌ１が平行光束Ｌ２に変換されるようにしている。このリフレクタ１０は、放物型でなくても、楕円型とし集光光束へ変換するようにしてもよい。ランプ１には、メタルハライドランプやキセノンランプ等を用いることができる。また、はえの目インテグレータ４０，４１は、ランプ１から出射された光の光路上で、液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂと共役な関係となるように配置され、光源の不均一性を改善している。はえの目インテグレータ４０，４１の光出射側には、順に、リレーレンズ１１、ミラー１２を配置している。さらに後段では、２枚のダイクロミラー１３，１４を配置して、ランプ１からの出射光を３つに分岐させ、リレーレンズ１５やミラー１６，１７，１８を配置して各液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに導くようにした。尚、符号１９はフィールドレンズを示す。

なお、上述した液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂには、図３に示すような映像信号入力部３等を接続している。

次に、本実施形態に係る投射型表示エンジンＤ１における電気信号の処理について説明する。図３は、発明の実施形態に係る表示装置２００の表示用エンジンの構成の一例を示すブロック図である。

映像信号処理部３において、スイッチ３０は、端子５０を介してＰＣから入力される映像信号と、端子５１から入力されるＮＴＳＣ信号とを切り替えている。ＮＴＳＣ信号には、一般のテレビ放送番組の映像信号が含まれる。また、媒体に映像信号の録画を行う録画装置（ビデオデッキ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＤレコーダ）或いは媒体に録画された映像信号を再生する再生装置（ＤＶＤプレーヤ、ＬＤプレーヤ等）等から得られる映像信号が含まれる。信号処理回路５２は、端子５１から入力されるＮＴＳＣ信号に対して、ＮＴＳＣ信号のデコード、ノイズ低減処理、帯域制限フィルタリング及び信号レベル調節等の信号処理を行う。Ａ／Ｄ変換器３１は、入力されたアナログ映像信号をデジタル信号に変換する。

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）部３２には、Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像データが入力され、所定の信号処理を実行し、実行結果をフレームレート変換部１０１へ出力する。該所定の信号処理には、例えば、コントラスト、ブライト調整や色変換、解像度変換等の画像処理が含まれる。フレームレート変換部１０１は、入力された画像データのフレームレートの変換を行う。メモリ３３は、現状の画像データと次のフレームで表示する画像データ等とを保持するメモリである。

タイミング発生回路（ＴＧ）３４は、各部への動作タイミングを規定するタイミング信号を出力する。メモリ１０２は、応答速度を補正するために、以前の画像データを記憶するためのメモリである。応答速度補正部１０３は、フレームレート変換部１０１から出力される画像データと、メモリ１０２を介した画像データとを比較して、駆動電圧を補正することにより応答速度を補正する。極性反転部１０６は、入力された画像データに基づく画像信号の極性を反転させる。

極性反転制御部１３１は、極性反転順序変更の指示を極性反転部１０６に行う。タイミング検出部１３２は、極性反転の順序を変更するタイミングを検出する。Ｄ／Ａコンバータ３５は、デジタル画像データをアナログ画像信号に変換し、パネルドライバ３６に出力する。このアナログ画像信号によりパネルドライバ３６を介して、ＲＧＢの液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂに映像信号と電源が供給される。

図３では、アナログ入力信号のみ記載しているが、それに限らず、ＬＶＤＳ，ＴＭＤＳ等のデジタル信号用入力端子や、デジタルＴＶ用Ｄ４端子等を設けても有効であることは言うまでもない。

またバラスト５７は、ランプ１に接続されるランプ用の電源である。符号５８は表示装置２００の動作用電源を供給する電源供給手段としての電源部であり、符号６０はＡＣインレットを示す。リモコン６１は、この表示装置２００の種々の操作を指示するリモコンである。制御パネル６２は、リモコン６１からの信号を受信する。

更に、符号２０４は明るさ調整スイッチを示し、明るさ調整スイッチ検出部１０９は、この明るさ調整スイッチ２０４の動作を検出する。デジタイザ検出部１１８は、デジタイザ装置２０２で指示された座標位置を検出する。符号１０７はＵＳＢインタフェース（Ｉ／Ｆ）である。更に、６３はＣＰＵを示し、６４はＲＯＭ、６５はＲＡＭを示す。ＣＰＵ６３は、映像信号入力部３、制御パネル６２、バラスト５７、明るさ調整スイッチ検出部１０９、デジタイザ検出部１１８、ＵＳＢＩ／Ｆ１０７等に接続され、液晶パネル２Ｒ，２Ｇ，２Ｂやランプ１等の駆動制御や表示画像の拡大・縮小や移動を行う。

本実施形態では、明るさ調整スイッチ検出部１０９、デジタイザ検出部１１８、ＵＳＢＩ／Ｆ１０７等はＣＰＵ６３に接続されるものとして説明したが、ＣＰＵに内蔵したり、プログラムにより実行するように構成してもよい。

次に、この表示装置２００に接続されるＰＣ（パーソナルコンピュータ）３００の構成を説明する。ＰＣ３００は、ＣＰＵ３０１、ＨＤ（ハードディスク）３０２，ＲＡＭ３０３，ＲＯＭ３０４、ビデオメモリ３０５、グラフィックコントローラ３０６、マウスＩ／Ｆ３０７、ＵＳＢＩ／Ｆ３０８等を有する。更に、映像出力端子３０９、ＵＳＢ入力端子３１０、マウス入力端子３１１を備えている。マウス３１２はポインティングデバイスとして機能しており、マウス入力端子３１１に接続されている。

次に、これら図３及び図４乃至図８参照して、本実施形態に係る表示装置２００の動作を詳細に説明する。

まず、表示装置２００では、ＰＣ入力端子５０より入力された映像信号とＮＴＳＣ入力端子５１より入力した映像信号とのいずれかがスイッチ３０により選択される。選択された映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３１によりアナログ信号からデジタル信号に変換される。次にＤＳＰ部３２により、このデジタル画像データに対して、コントラスト、ブライト調整や色変換等の画像処理が行われる。このＤＳＰ部３２より出力された画像データは更に、フレームレート変換部１０１により所望の解像度及びフレームレートに変換される。

フレームレート変換部１０１では、画像分割により１フレームがＮ分割される。Ｎは２以上の任意の整数であって、この分割数に応じてフレームレートもＮ倍となる。本実施形態では、Ｎ分割の一例としてＮ＝２の場合、即ち、垂直周波数６０Ｈｚの映像入力信号を、２倍の垂直周波数１２０Ｈｚのフレームレートに変換する場合を説明する。その際、入力された少なくとも１画面以上の画像データがメモリ３３に記憶され、メモリ３３からの画像データの読出速度を変えることにより、入力画像信号とは異なるフレームレートの分割画像信号に変換することが可能となる。

図４乃至図８は、本実施形態に係る表示装置内の各信号処理部における液晶パネルの特定の画素を駆動する信号を示している。

まず図４は、フレームレート変換部１０１に入力される液晶パネルの特定の画素を駆動する信号を示す図である。図４では、６０Ｈｚの５フレーム分の映像入力信号に対応する。このうち、フレーム(１)及び(２)では、黒信号が印加され（電圧Ｖ０）、フレーム(３)にて中間調画像データ１（電圧Ｖ１）に変化している。更に、フレーム（４）では中間調画像データ１より明るい中間調画像データ２（電圧Ｖ２）に変化している。

次に、図５は、フレームレート変換部１０１から出力される画像データを示す図である。この図５では、フレーム(１)はフレーム(１)と(１)’に、フレーム(２)はフレーム(２)，(２)'（以下同様）というように、図４に示す各フレームが２つのフレームに分割されて表されている。

本実施形態では、フレームレート変換部１０１は、画像のフレームレートを６０Ｈｚから１２０Ｈｚに変換している。このフレームレート変換部１０１では、メモリ３３に記憶されている画像データを連続して２回づつ読み出すことによりフレームレートを２倍に変換している。次に、応答速度補正部１０３は、表示装置２００の応答速度を改善するために、駆動電圧を補正して、所謂オーバードライブ駆動を行う。

図６は、本実施形態に係る応答速度補正部１０３から出力される画像データを示す図である。

応答速度補正部１０３では、メモリ１０２に記憶した１フレーム前の画像データと現時点の画像データとを比較し、それら画像データに変化があれば、その結果に応じて、オーバードライブ駆動を行う。図５の例では、フレーム(３)は、１つ前のフレーム(２)'と異なっているため、このフレーム(３)で、電圧Ｖ１を電圧Ｖ１'に補正してオーバードライブ駆動が実行される。電圧Ｖ１'と電圧Ｖ１の差分値は、遷移前の電圧Ｖ１と遷移後の電圧Ｖ０に対応する補正値である。

更に、フレーム(４)は、１つ前のフレーム(３)'と異なっているため、このフレーム(４)で、電圧Ｖ２を補正して電圧Ｖ２'でオーバードライブ駆動が実行される。この電圧Ｖ２'と電圧Ｖ２の差分値は、遷移前の電圧Ｖ２と遷移後電圧Ｖ１に対応する補正値である。続く図５のフレーム(４)'以降では、２フレーム前のフレーム(４)以降と同じデータであるためオーバードライブ駆動は行なわれない。

このように図６では、入力信号において、黒から中間調１に変化したフレーム(３)及び、中間調１から中間調２に変化したフレーム(４)で、オーバードライブ駆動が行われる。ここで、フレーム(３)とフレーム(４)とでオーバードライブ量（補正量）が異なるのは、遷移前後のレベルが異なるためである。

応答速度補正の方法としては、ＬＵＴにより１フレーム前の画像データと現時点の表示画像データの入力レベルに応じて補正量を変える方法や、１フレーム前の画像データと現時点の表示画像データとの差分に応じて補正量を決める方法等がある。ＬＵＴを使用する方法では、応答速度が遅い中間調での補正量を増やす等、変化レベルに応じた最適なオーバードライブ駆動が可能となる。

次に極性反転部１０６では、２倍に変換された後の１フレーム毎に、信号の極性を反転して出力する。

図７は、本実施形態に係る極性反転部１０６における、図６に示す倍速変換後の信号を、各フレームごとに信号の駆動極性を反転する状態を示す図である。尚、図７における各フレームは、図６に示す各フレームと同一であり、その駆動電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ１’、Ｖ２’も図６と同じである。

図７では、倍速変換後のフレームに対して、最初のフレームを正極性で、次のフレームを負極性という様に、隣り合うフレームについて順に極性反転を繰り返す。即ち、フレーム（１）、（２）、（３）、（４）及び（５）は正極性となり、フレーム（１）’、（２）’、（３）’（４）’及び（５）’は負極性となる。よって、オーバードライブを倍速後の最初のフィールドで行うと、オーバードライブが正極性側に偏ってしまうため、液晶に直流成分が残るという問題がある。そのため、所定のタイミングで、極性反転の順序を切替える。つまり、入力の１フレームに対する倍速後の最初のフィールドの極性が負側から始まるようにする。

図８に極性反転の順序を切替える例について説明する。図７では、倍速後の最初のフィールド（１）、（２）、（３）では正極性で駆動され、倍速後の２番目のフィールド(１)’、(２)’、(３)は負極性で駆動される。そして、(３)’フレームと（４）フレームの切替時に交流駆動順序切替が指示されると、これまでとは逆に、倍速後の最初のフィールド(４)、(５)は負極性で駆動され、倍速後の２番目のフィールド(４)’、（５）’は正極性で駆動される。これにより、オーバードライブが行われる極性が切り替わるため、直流成分の残余を改善することができる。

本実施形態では、表示装置２００に対する入力信号を切り替えるためにリモコン６１が操作され、入力信号の切替が行われるタイミングで、極性反転順序の切替えを行う。そこで、図９を参照して、極性反転順序の切替処理を説明する。図９は、極性反転順序の切替処理の一例を示すフローチャートである。

まず、リモコン６１に対して入力切替指示の操作が行われると、ステップＳ９０１では、操作に応じてリモコン６１から送信される信号を制御パネル６２が受信する。制御パネル６２は、リモコンからの信号受信をＣＰＵ６３に通知する。ＣＰＵ６３はこの通知に応じて、ステップＳ９０２にて、まずＤＳＰ３２を制御して表示画面を黒表示とする。表示画面を黒表示にすることにより、入力切替指示を行う際のスイッチ３０による切替ノイズを隠すことができる。

黒画面表示を行っている間に、さらにＣＰＵ６３はステップＳ９０３にて、極性反転制御部１３１を制御して、極性反転順序変更の指示を極性反転部１０６に出力させ、極性反転順序を変更させる。さらに、ステップＳ９０４では、ＣＰＵ６３はスイッチ３０の切替えを指示し、入力をＰＣ入力５０またはＮＴＳＣ入力５１に切り替える。さらに、ステップＳ９０５においてＣＰＵ６３は、ＤＳＰ３２による黒表示設定を解除する。

このようにして、入力切替の黒画面表示時に極性反転順序を切替えることにより、極性反転順序切替え時に同極性が連続することにより発生する表示画面のフリッカーによる画質劣化を改善することができる。

なお、図９では、リモコン６１の入力信号の切替指示の操作に応じて極性反転順序を変更した。しかし、変更のトリガとなるのは、入力信号の切替指示の操作のみに限定されるものではない。これ以外にも、例えば放送番組の切替指示（チャンネル切替指示）のための操作が行われた場合も、該操作に応じて極性反転順序を変更することができる。

次に図１０を参照して、本実施形態における応答速度の補正処理を説明する。図１０は、発明の実施形態に対応する応答速度の補正処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、応答速度補正部１０３、フレームレート変換部１０１、極性反転部１０６により実行されるが、ＲＯＭ６４に記憶されたプログラムに基づいてＣＰＵ６３の制御の下で実行されても良い。

まず、ステップＳ１００１では、フレームレート変換部１０１に、ＤＳＰ３２で処理された現画像データが入力される。次に、ステップＳ１００２では、フレームレート変換部１０１において、入力された現画像データのフレームレートを２倍に変換する。続くステップＳ１００３では、フレームレートが変換された現画像データと、メモリ３３に格納されている１フレーム前の前画像データの値を比較する。

もし、両者の値が一致する場合には（ステップＳ１００４において「ＹＥＳ」）、ステップＳ１００６に移行する。一方、両者の値が異なる場合には（ステップＳ１００４において「ＮＯ」）、ステップＳ１００５に移行する。ステップＳ１００５では、応答速度補正部１０３において、オーバードライブ駆動を行うために、1フレーム前の画像と現画像の遷移方向に応じて、現画像データの駆動電圧を上昇または下降させる。すなわち、1フレーム前の画像と現画像の遷移方向が上昇方向であれば、駆動電圧を更に上昇させ、逆に、１フレーム前の画像と現画像の遷移方向が下降方向であれば、駆動電圧を更に下降させる。次に、ステップＳ１００６では、極性反転順序の変更を行うか否かが判定される。この判定は、タイミング検出部１３２により極性反転順序変更のタイミングが検出され、極性反転制御部１３１に極性反転順序変更の指示があるか否かに基づいて行う。もし、極性反転順序の変更を行うと判定された場合には（ステップＳ１００６において「ＹＥＳ」）、ステップＳ１００７に移行する。一方、極性反転順序の変更を行う必要がないと判定された場合には（ステップＳ１００６において「ＮＯ」）、ステップＳ１００８に移行する。

ステップＳ１００７では、極性反転制御部１３１にて極性反転順序変更の設定を行い、ステップＳ１００８に移行する。ステップＳ１００８では、極性反転部１０６により、各フレームごとに信号の極性を反転させてＤ／Ａ変換器３５に出力する。さらに、ステップＳ１００９では、Ｄ／Ａ変換器３５からの出力信号に基づきＲ，Ｇ，Ｂの各液晶パネル２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを表示駆動する。さらにステップＳ１０１０では、画像の表示処理を終了するか否かを判定し、終了しない場合は（ステップＳ１０１０において「ＮＯ」）、ステップＳ１００１に戻って処理を継続する。表示処理を終了する場合は（ステップＳ１０１０において「ＹＥＳ」）、そのまま処理を終了する。

これにより、正転駆動時と反転駆動時において、同等にオーバードライブが行われる。

以上説明したように本実施形態によれば、正転駆動時と反転駆動時においてオーバードライブ駆動電圧のバランスがとれるため、表示画像の信頼性が向上する。

［第２の実施形態］
次に発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、上述の第１の実施形態に比べて、より多い頻度で極性反転の順序を切替える方法について説明する。

図１１は、本実施形態に対応する信号処理系の一例を示す構成図である。図１１の構成では、図３のフレームレート変換部１０１以降の構成において、新たにシーンチェンジ検出部１１０１を含む点に特徴がある。

このシーンチェンジ検出部１１０１では、メモリ１０２より出力される１フレーム前（直前）の画像の平均輝度値と、フレームレート変換部１０１より出力される現フレームの画像の平均輝度値とを比較して、シーンチェンジが発生したかを判定する。本実施形態では、平均輝度値の変化の度合い、具体的には平均輝度値が５０％変化したか否かを基準に、シーンチェンジが発生したか否かを判定する。

シーンチェンジ検出部１１０１によりシーンチェンジの発生が検出されると、シーンチェンジ検出部１１０１は、シーンチェンジの発生をタイミング検出部１３２に通知する。この通知に応じてタイミング検出部１３２から極性反転制御部１３１へ、極性を反転させるタイミングが到来したことが通知される。極性反転制御部１３１は、この通知に応じて極性反転の順序を設定し、極性反転部１０６がこの設定に応じて極性反転の順序を変更して液晶パネルを駆動する。

極性反転の順序を変更した場合、フリッカーの知覚による画質劣化を生ずるおそれがある。しかし、このような画質劣化は、該順序変更をシーンチェンジ時のような画面の輝度変化が大きい状況で行うことで防止することができる。

なお、本実施形態では、平均輝度によりシーンチェンジが発生したか否かを判断したが、これに限らず、輝度の最大値、最小値、色情報、映像に予め埋め込まれたシーン情報を利用することもできる。

このように、本実施形態ではシーンチェンジの発生をトリガとして極性反転の順序を変更する頻度をより多くすることができるので、正転駆動時と反転駆動時においてオーバードライブ駆動電圧のバランスがとれるため信頼性がより向上する。

［第３の実施形態］
次に発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、投射する光量を制御する絞り機構を備えた投射型表示装置に、前述の極性反転順序の切替を適用した例について説明する。

以下、本実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１２は本実施形態に対応する投射型画像表示装置の構成の一例を示す図である。図１２において、符号１２０１は投射型画像表示装置全体を示している。この投射型画像表示装置１２０１は、光変調素子Ｐ、照明装置ＢＬ１、投影光学系ＰＬ１を備えており、投射光を図示しないスクリーンに投影することによって画像を表示するように構成されている。

ここで、光変調素子Ｐは、光の透過あるいは反射の状態を制御することにより階調画像を表示する素子である。投影光学系ＰＬ１は、光変調素子Ｐに照射された光の透過光あるいは反射光を投影する。照明装置ＢＬ１は、光変調素子Ｐに対して光を照射し、リフレクタ１２０３と発光管１２０２とで構成される。照明装置ＢＬ１と光変調素子Ｐとの間には、カラーフィルタ１２０４、テレセントリックレンズ１２０５ａ、１２０５ｂ、フライアイインテグレータ１２０６ａ、１２０６ｂが配置されている。フライアイインテグレータ１２０６ａ、１２０６ｂで積分処理された光は集光反射ミラー１２０７で光変調素子Ｐに集光される。

投射型画像表示装置１２０１は、書き込み信号処理部１２１０、投影光量制御部１２２０、制御信号生成部１２３０をさらに備えている。ここで、書き込み信号処理部１２１０は、光変調素子Ｐへの書き込み信号の変調処理を行う。投影光量制御部１２２０は、光変調素子Ｐから透過あるいは反射してきた光量の制御を行う。また、制御信号生成部１２３０は、書き込み信号処理部１２１０及び投影光量制御部１２２０の制御を行う。

制御信号生成部１２３０は、入力画像信号の輝度レベルに基づいて、輝度レベルが高い場合には（即ち輝度レベルが高いほど）投影光量を大きく、且つ、書き込み信号の変調を小さくするように制御信号を生成する。また、輝度レベルが低い場合には（即ち輝度レベルが低いほど）投影光量を小さく、且つ、書き込み信号の変調を大きくするように制御信号を生成する。

本実施形態では、投影光学系ＰＬ１を所謂シュリーレン光学系で構成することが好ましい。また、投影光量制御部１２２０は、可動絞り部１２２０ａと、絞り駆動部１２２０ｂとによって構成され、光変調素子Ｐと共役関係にならない位置に配置されている。投影光量制御部１２２０は、入力画像信号の輝度レベルに応じて、絞り駆動部１２２０ｂによって可動絞り部１２２０ａを開いたり、閉じたりして絞り量を制御する。

また、制御信号生成部１２３０は、入力画像信号の輝度レベルを算出する輝度レベル演算部１２３０ａ、演算された輝度レベルに応じて投影光学系から出射する投影光量を算出する投影光量演算部１２３０ｂによって構成されている。そして、制御信号生成部１２３０は、投影光量演算部１２３０ｂにおいて演算された投影光量に基づいて投影光量制御部１２２０の制御信号を生成する。また、輝度レベル演算部１２３０ａにおいて演算された輝度レベル及び演算された投影光量に基づいて、書き込み信号処理部１２１０の制御信号を生成する。

輝度レベル演算部１２３０ａは、入力画像信号の各フィールド又は各フレームにおける各画素の輝度信号の最大値を最大輝度として算出する。この場合、１フィールド又は１フレーム内の入力画像信号を順に比較することにより算出することができる。また、各画素の輝度信号の累積ヒストグラムを演算し、累積ヒストグラムが一定以上となる輝度レベルを最大輝度として算出すると良い。

ここで、輝度レベル演算部１２３０ａにより、最大輝度または平均輝度が、所定のレベル以下に設定された場合は、可動絞り部１２２０ａを絞って投射光量を少なくすることにより、黒浮きの少ない、締まった黒表示が可能となる。この時に極性反転の順序を切替えることにより、フリッカーによる表示品位の劣化を起こすことなく、信号の極性反転順序の切替えが可能となる。

また、可動絞り部１２２０ａの制御量が大きく、光量が大きく変化する場合においても、極性反転の順序の変更によるフリッカーの知覚による画質劣化を防止できるため、極性反転のタイミングとしては好ましい。この場合、制御量について閾値を設定し、該閾値との比較により制御量が閾値を上回る場合に、極性反転の順序を変更するタイミングを決定することができる。

本実施形態では、光変調素子Ｐにより反射された光を光量変調部である可動絞りにより光量を制御する方法について説明したが、これに限らず、光量変調素子Ｐに照射する光量を光量変調部により制御してもよい。また、光量変調部としても絞り以外の例えば光の偏向を利用して光量を制御する部を用いてもよいし、これに限るものではない。

また、光変調素子としては、ＬＣＯＳ、ＤＭＤなどの反射型の素子だけではなく、透過型の液晶パネルにも適用できる。

以上説明したように本実施形態によれば、光量の制御状況をトリガとして極性反転の順序を変更する頻度をより多くすることができるので、正転駆動時と反転駆動時においてオーバードライブ駆動電圧のバランスがとれるため信頼性がより向上する。

［第４の実施形態］
次に発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の実施形態に比べて、より間便な方法で極性反転の順序を切替える方法について図３を用いて説明する。

不図示の電源ＳＷにおいて、電源５８がＯＮされ動作用電源の供給が開始されると、ＣＰＵ６３により電源のＯＮを検出し、前回の電源ＯＦＦ時における極性反転順序情報を不揮発性ＲＡＭ６５より読み出す。そして、不揮発性ＲＡＭ６５より読み出した極性反転情報とは異なる極性反転順序を極性反転制御部１３１に設定し、極性反転部１０６により、以前と異なる極性反転順序により表示パネルを駆動する。

不図示の電源ＳＷにおいて、電源５８がＯＦＦされ動作用電源の供給が停止された場合は、ＣＰＵ６３により電源のＯＦＦを検出し、電源ＯＦＦ時における極性反転順序情報を不揮発性ＲＡＭ６４に書き込む。

このように、本実施形態では電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦをトリガとして極性反転の順序を変更する頻度をより多くすることができるので、正転駆動時と反転駆動時においてオーバードライブ駆動電圧のバランスがとれるため信頼性がより向上する。

本実施形態では、電源のＯＮ時に極性反転順序を変更する例について説明したが、これに限らず電源ＯＦＦ時に極性反転順序を変更する方法としてもよい。

［第５の実施形態］
次に発明の第５の実施形態について説明する。本実施形態では、前述の実施形態に比べて、より間便な方法で極性反転の順序を切替える方法について図３を用いて説明する。

ＣＰＵ６３のタイマ機能を用いて、所定時間の経過毎に極性反転制御部１３１により極性反転の順序を変更する。切替時間としては、液晶の特性から、１０分から６０分程度の間が好ましい。

また、このタイマ機能と前述の実施形態とを組合わせて、所定の時間の到来を検出した場合に、各種の条件を検出するようにしてもよい。即ち、所定の時間が到来した後に、入力切替やチャンネル切替が行われた場合、あるいは、シーンチェンジが発生した場合に、極性反転の順序を変更することができる。これにより、定期的に極性反転の順序を変更することができると共に、変更時の画質劣化を防止することができる。

以上説明したように上述の第１乃至第５の実施形態に関わる表示装置によれば、交流電圧駆動を行う液晶表示装置において、所定のタイミングで正転駆動と反転駆動の順序を変更する。これにより、オーバードライブ駆動による直流成分による信号の劣化を改善できる。特に本実施形態の構成によれば、特殊な構造を採用することなく、一般的な表示装置に適応できる。更に、信頼性を低下させずに、高画質な表示装置を提供することが可能となる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、前述した機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。

さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

発明の実施形態に係る背面投射型表示装置２００の一例を示す側面図である。 発明の実施形態に係る投射型表示エンジンＤ１の構造の一例を示す図である。 発明の実施形態に係る表示装置の表示用エンジンの構成を示すブロック図である。 発明の実施形態に係るフレームレート変換部１０１に入力される液晶パネルの特定画素を駆動する信号の一例を示す図である。 発明の実施形態に係る、フレームレート変換部１０１から出力される画像データの一例を示す図である。 発明の実施形態に係る、応答速度補正部１０３から出力される画像データの一例を示す図である。 発明の実施形態に係る、極性反転部１０６から出力される画像データの一例を示す図である。 発明の実施形態に係る、信号の極性反転順序が変更される場合を説明する図である。 発明の実施形態に係る極性反転順序の切替処理の一例を示すフローチャートである。 発明の実施形態に係る応答速度の補正処理の一例を示すフローチャートである。 発明の第２の実施形態に係る信号処理系の構成の一例を示す図である。 発明の第３の実施形態に対応する投射型画像表示装置の構成の一例を示す図である。 従来の補正方法を説明するための図である。

Claims (9)

1. 交流電圧駆動される液晶表示手段と、
   入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換手段と、
   前記変換手段によって変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて前記液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転手段と、
   前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動手段と、
   前記極性を反転させる順序を切り替える制御手段と、
   前記画像データの入力を行うための、少なくとも２以上の入力手段と、
   前記２以上の入力手段を切り替えて、いずれか１つより前記画像データの入力を行わせるための入力切替手段と、
   前記入力切替手段に対する切替指示を受け付ける受付手段と、
   を備え、
   前記受付手段により前記切替指示を受け付けた場合に、前記制御手段は、前記極性を反転させる順序を切り替える
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記２以上の入力手段のいずれかにより、複数のチャンネルを用いて放送される番組の画像データの入力が行われる場合に、
   前記受付手段は、前記チャンネルの切替指示をさらに受け付け、
   前記受付手段により前記チャンネルの切替指示を受け付けた場合に、前記制御手段は、前記極性を反転させる順序を切り替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記制御手段により、前記極性を反転させる順序の切り替えが行われる場合に、
   前記液晶表示手段は前記駆動手段により黒表示となるように駆動される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 交流電圧駆動される液晶表示手段と、
   入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換手段と、
   前記変換手段によって変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて前記液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正手段と、
   前記補正手段により補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転手段と、
   前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動手段と、
   前記極性を反転させる順序を切り替える制御手段と、
   前記液晶表示手段を介して液晶表示装置の外部に投射される光量と、前記液晶表示手段に投射される光量との少なくともいずれかを制御する光量制御手段と
   を備え、
   前記光量制御手段により制御された前記光量が予め定められた光量を下回る場合と、前記光量制御手段による前記光量の制御量が予め定められた制御量を上回る場合との少なくともいずれかにおいて、前記制御手段により前記極性を反転させる順序が切り替えられる
   ことを特徴とする液晶表示装置。
5. 変換手段が、入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換工程と、
   補正手段が、前記変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正工程と、
   反転手段が、前記補正工程において補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転工程と、
   駆動手段が、前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動工程と、
   制御手段が、前記極性を反転させる順序を切り替える制御工程と、
   少なくとも２以上の入力手段が、前記画像データの入力を行う入力工程と、
   入力切替手段が、前記２以上の入力手段を切り替えて、いずれか１つより前記画像データの入力を行わせるための入力切替工程と、
   受付手段が、前記入力切替手段に対する切替指示を受け付ける受付工程と、
   を備え、
   前記受付手段により前記切替指示を受け付けた場合に、前記制御手段は、前記極性を反転させる順序を切り替える
   ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
6. 変換手段が、入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換工程と、
   補正手段が、前記変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正工程と、
   反転手段が、前記補正工程において補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転工程と、
   駆動手段が、前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動工程と、
   制御手段が、前記極性を反転させる順序を切り替える制御工程と、
   光量制御手段が、前記液晶表示手段を介して液晶表示装置の外部に投射される光量と、前記液晶表示手段に投射される光量との少なくともいずれかを制御する光量制御工程とを備え、
   前記光量制御工程において制御された前記光量が予め定められた光量を下回る場合と、前記光量制御工程における前記光量の制御量が予め定められた制御量を上回る場合との少なくともいずれかにおいて、前記制御工程における前記極性を反転させる順序が切り替えられる
   ことを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
7. 交流電圧駆動される液晶表示手段と、
   画像データの入力を行うための、少なくとも２以上の入力手段と、
   前記２以上の入力手段を切り替えて、いずれか１つより前記画像データの入力を行わせるための入力切替手段と、
   前記入力切替手段に対する切替指示を受け付ける受付手段と
   を備える液晶表示装置に、
   入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換工程、
   前記変換工程において変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて前記液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正工程、
   前記補正工程において補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転工程、
   前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動工程、
   前記受付手段により前記切替指示を受け付けた場合に、前記極性を反転させる順序を切り替える工程、
   を実行させるためのコンピュータプログラム。
8. 交流電圧駆動される液晶表示手段を備える液晶表示装置に、
   入力された画像データを１フレーム毎にＮ分割することによりＮ倍のフレームレートに変換する変換工程、
   前記変換工程において変換された画像データにつき、時間的に前後する画像データの差分に基づいて前記液晶表示手段を駆動するための駆動電圧を補正する補正工程、
   前記補正工程において補正された画像データを含む前記画像データにつき、時間的に前後する画像データの駆動極性が異なるように極性を反転させる反転工程、
   前記極性が反転された画像データを用いて前記液晶表示手段を駆動する駆動工程、
   前記液晶表示手段を介して液晶表示装置の外部に投射される光量と、前記液晶表示手段に投射される光量との少なくともいずれかを制御する光量制御工程、
   前記光量制御工程において制御された前記光量が予め定められた光量を下回る場合と、前記光量制御工程における前記光量の制御量が予め定められた制御量を上回る場合との少なくともいずれかにおいて、前記極性を反転させる順序を切り替える制御工程、
   を実行させるためのコンピュータプログラム。
9. 請求項７又は８に記載のコンピュータプログラムを記憶した、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体。

Images