液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法
【課題】 本発明は、例えば、表示するべき画像の１ラインの画像に同一の階調を示す画素が多く存在した場合に、その他の階調の画像が劣化しないようにすることができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 第１の階調を示す画素の数が多い場合における、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングと第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くする。
【解決手段】 第１の階調を示す画素の数が多い場合における、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングと第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置として、液晶モニタやプロジェクタが知られている。これらの液晶表示装置は、画像に対応する階調を表示するために光源からの光の透過率を液晶パネルによりコントロールしている。そのために、液晶パネルの共通電極と、各画素に対応する画素電極との間の電位差（すなわち電極間の液晶にかかる電圧）を変化させ液晶パネルの各画素の液晶の偏光方向をコントロールして、光の透過率を変化させている。
【０００３】
このような液晶表示装置には、近年、液晶パネルの各画素の透過率を変化させるために、共通電極を一定の電圧に保ち、各画素電極に対して同時に、電圧が単調変化するランプ信号を入力し、各画素の表示する階調に応じたタイミングで各画素電極に対応するスイッチをオフさる方式が登場してきている。この方式によっても、従来の液晶パネルと同様に、各画素電極に電圧をチャージすることができるので、液晶パネルの各画素の光の透過率を変化させることができる（例えば、特許文献１）。この方式では、水平方向の１ラインの画像を表示するために、液晶パネルの１ラインの各画素電極に対して同時に、電圧が単調増加するランプ信号を入力し、各画素電極に対応するスイッチを各画素の画像値（表示するべき階調）に応じたタイミングでオフとする構成としている。特に、特許文献１においては、画素電圧チャージ用の１つの基準電圧源（４１）により発生された、単調増加するランプ信号を水平方向の１ラインの各画素電極に対して同時に入力している（図１、図２）。すなわち、１ラインの各画素電極は、画素電圧チャージ用の一つ基準電圧源により発生された単調増加するランプ信号を共有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３６７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような方式により液晶パネルを駆動すると、例えば、図８（ａ）に示すように１ライン中に多数の同一階調（Ａ階調）の画素が存在した場合、ランプ信号がＡ階調に対応する電圧となったタイミングで、一斉に多数の画素電極に対応するスイッチがオフされてしまうことになる。そうすると、画素電圧チャージ用の１つの電源の負荷が急激に変化し、結果、ランプ信号が乱れてしまうことになる。そうすると、例えば、図８（ａ）の場合には、数の多いＡ階調に応じたタイミングで一斉に多数のスイッチがオフになり、図８（ｂ）のように、Ａ階調以降の階調に対応するランプ信号が乱れてしまうことになる。そして、Ａ階調以降の階調であるＢ階調に対応するランプ信号が乱れた状態で、Ｂ階調を表示するための画素に対応する画素電極のスイッチがオフされてしまうと、Ｂ階調を表示する画素の画素電極へのチャージ電圧がＢ階調に対応しない電圧になってしまう場合がある。そうすると当然、液晶パネルのＢ階調を表示するはずの画素の透過率が、Ｂ階調を表示するための透過率と異なってしまうことになる。この信号の乱れは一例であって、これよりも大きく長い期間にわたって乱れることもある。すなわち、図８（ａ）においては、Ａ階調の画像は正しく表示されるが、Ｂ階調の画像は、Ｂ階調より明るすぎたり、暗すぎたりしてしまうことになり、ユーザに提示される画像に劣化が生じてしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような方式により液晶パネルを駆動する際に、このような画像の劣化を生じさせないようにすることができる液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、表示するべき画像を取得する取得手段と、前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段と、前記取得された画像の各画素の画素値と、前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと、前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御すること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、階調を示す信号に基づいて発生された液晶素子の各液晶画素の画素電極に供給する画素電圧の供給状態を、前記液晶画素の各々に対応する各画像画素の階調値（画素値）に基づいて制御する方式で前記液晶素子を駆動する液晶表示装置において、前記階調を示す信号の値が第１の階調の値より後に、第２の階調の値を示す場合、前記第１の階調の画素の数が多い場合には、前記第１の階調の画素の数が少ない場合よりも、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングと、前記第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を長くすることができる。このような構成により、本発明は、第１の階調の画素の数が多い場合に発生する、画素電圧の乱れの影響の少ない期間に第２の階調に対応する画素電圧を液晶素子に供給することができ、表示される第２の階調の画像の劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液晶プロジェクタ１００の全体の構成を示す図である。
【図２】本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作の制御を説明するためのフロー図である。
【図３】本実施例の液晶制御部１５０の構成を示す図である。
【図４】本実施例の液晶素子１５１Ｒの構成を示す図である。
【図５】本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【図６】画像解析部３７０の解析結果と、比較信号３７１の遅延量を決定するための表である。
【図７】本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【図８】従来技術の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
本実施例では、液晶表示装置の一例として、液晶プロジェクタについて説明する。しかし、本発明は液晶プロジェクタに限らず、液晶素子を用いた表示装置であれば、例えば液晶テレビ、液晶モニタ、液晶表示部を持つ電子機器などどのようなものであっても適用可能である。また、液晶プロジェクタには、単板式、３板式などが一般に知られているが、どちらの方式であっても良い。
【００１２】
本実施例の液晶プロジェクタは、表示するべき画像に応じて、液晶素子の光の透過率を制御して、液晶素子を透過した光源からの光をスクリーンに投影することで、画像をユーザに提示する。本実施例においては、液晶制御部は、液晶の透過率を表示するべき複数の階調に対応する透過率に制御するための変動する画素電圧を液晶素子の複数の液晶画素に対して同時に供給する。そして、供給された画素電圧が特定の階調に対応する電圧となったときに、前記特定の階調を表示するべき液晶画素に対する画素電圧の供給状態を変化（本実施例では供給状態から非供給状態に変化）させる方式により液晶素子を制御している。
【００１３】
以下、このような液晶プロジェクタについて説明する。
【００１４】
＜全体構成＞
まず、図１を用いて、本実施例の液晶プロジェクタの全体構成を説明する。
【００１５】
図１は、本実施例の液晶プロジェクタ１００の全体の構成を示す図である。
【００１６】
本実施例の液晶プロジェクタ１００は、制御部１１０、操作部１１１、画像入力部１３０、画像処理部１４０を有する。また、液晶プロジェクタ１００は、さらに、液晶制御部１５０、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ、光源制御部１６０、光源１６１、色分離部１６２、色合成部１６３、光学系制御部１７０、投影光学系１７１を有する。また、液晶プロジェクタ１００は、さらに、記録再生部１９１、記録媒体１９２、通信部１９３、撮像部１９４、表示制御部１９５、表示部１９６を有していてもよい。
【００１７】
制御部１１０は、液晶プロジェクタ１００の各動作ブロックを制御するものあり、例えば、ＣＰＵやメモリまたはマイクロプロセッサなどからなる。また、記録再生部１９１により記録媒体１９２から再生された静止画データや動画データや、通信部１９３より受信した静止画データや動画データの画像や映像を再生したりすることもできる。また、撮像部１９４により得られた画像や映像を静止画データや動画データに変換して記録媒体１９２に記録させることもできる。また、操作部１１１は、ユーザの指示を受け付け、制御部１１０に指示信号を送信するものであり、例えば、スイッチやダイヤル、表示部１９６上に設けられたタッチパネルなどからなる。また、操作部１１１は、例えば、リモコンからの信号を受信する信号受信部（赤外線受信部など）で、受信した信号に基づいて所定の指示信号を制御部１１０に送信するものであってもよい。また、制御部１１０は、操作部１１１や、通信部１９３から入力された制御信号を受信して、液晶プロジェクタ１００の各動作ブロックを制御する。
【００１８】
画像入力部１３０は、外部装置から映像信号を受信するものであり、例えば、コンポジット端子、Ｓ映像端子、Ｄ端子、コンポーネント端子、アナログＲＧＢ端子、ＤＶＡ−Ａ端子、ＤＶＡ−Ｄ端子、ＨＤＭＡ（登録商標）端子等を含む。また、アナログ映像信号を受信した場合には、受信したアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。そして、受信した映像信号を、画像処理部１４０に送信する。ここで、外部装置は、映像信号を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機など、どのようなものであってもよい。
【００１９】
画像処理部１４０は、映像入力部１３０から受信した映像信号にフレーム数、画素数、画像形状などの変更処理を施して、液晶制御部１５０に送信するものであり、例えば画像処理用のマイクロプロセッサからなる。また、画像処理部１４０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。画像処理部１４０は、フレーム間引き処理、フレーム補間処理、解像度変換処理、歪み補正処理（キーストン補正処理）といった機能を実行することが可能である。また、画像処理部１４０は、映像入力部１３０から受信した映像信号以外にも、制御部１１０で再生された画像や映像に対して前述の変更処理を施すこともできる。
【００２０】
液晶制御部１５０は、画像処理部１４０で処理の施された映像信号に基づいて、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの画素の液晶に印可する電圧を制御して、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの透過率を調整するものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、液晶制御部１５０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。たとえば、画像処理部１４０に映像信号が入力されている場合、液晶制御部１５０は、画像処理部１４０から１フレームの画像を受信する度に、画像に対応する透過率となるように、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを制御する。液晶素子１５１Ｒは、赤色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、赤色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子１５１Ｇは、緑色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、緑色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子１５１Ｂは、青色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、青色の光の透過率を調整するためのものである。
【００２１】
この液晶制御部１５０による液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの具体的な制御動作や液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの構成については、後述する。
【００２２】
光源制御部１６０は、光源１６１のオン／オフを制御や光量の制御をするものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光源制御部１６０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、光源１６１は、不図示のスクリーンに画像を投影するための光を出力するものであり、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプなどであっても良い。また、色分離部１６２は、光源１６１から出力された光を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。なお、光源１６１として、各色に対応するＬＥＤ等を使用する場合には、色分離部１６２は不要である。また、色合成部１６３は、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。そして、色合成部１６３により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の成分を合成した光は、投影光学系１７１に送られる。このとき、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂは、画像処理部１４０から入力された画像に対応する光の透過率となるように、液晶制御部１５０により制御されている。そのため、色合成部１６３により合成された光は、投影光学系１７１によりスクリーンに投影されると、画像処理部１４０により入力された画像に対応する画像がスクリーン上に表示されることになる。
【００２３】
光学系制御部１７０は、投影光学系１７１を制御するものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光学系制御部１７０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、投影光学系１７１は、色合成部１６３から出力された合成光をスクリーンに投影するためのものであり、複数のレンズ、レンズ駆動用のアクチュエータからなり、レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小、焦点調整などを行うことができる。
【００２４】
記録再生部１９１は、記録媒体１９２から静止画データや動画データを再生したり、また、撮像部１９４により得られた画像や映像の静止画データや動画データを制御部１１０から受信して記録媒体１９２に記録したりするものである。また、通信部１９３より受信した静止画データや動画データを記録媒体１９２に記録しても良い。記録再生部１９１は、例えば、記録媒体１９２と電気的に接続するインタフェースや記録媒体１９２と通信するためのマイクロプロセッサからなる。また、記録再生部１９１には、専用のマイクロプロセッサを含む必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部により記録媒体１９２との通信機能を実現しても良い。また、記録媒体１９２は、静止画データや動画データ、その他、本実施例の液晶プロジェクタに必要な制御データなどを記録することができるものであり、磁気ディスク、光学式ディスク、半導体メモリなどのあらゆる方式の記録媒体であってよく、着脱可能な記録媒体であっても、内蔵型の記録媒体であってもよい。
【００２５】
通信部１９３は、外部機器からの制御信号や静止画データ、動画データなどを受信するためのものであり、例えば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などであってよく、通信方式を特に限定するものではない。また、画像入力部１３０の端子が、例えばＨＤＭＡ（登録商標）端子であれば、その端子を介してＣＥＣ通信を行うものであっても良い。ここで、外部装置は、液晶プロジェクタ１００と通信を行うことができるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機、リモコンなど、どのようなものであってもよい。
【００２６】
撮像部１９４は、被写体を撮像して画像信号を取得するものであり、例えば投影光学系１７１を介して投影された画像を撮影（スクリーン方向を撮影）することができる。撮像部１９４は、得られた画像や映像を制御部１１０に送信し、制御部１１０は、その画像や映像を静止画データや動画データに変換する。撮像部１９４は、被写体の光学像を取得するレンズ、レンズを駆動するアクチュエータ、アクチュエータを制御するマイクロプロセッサ、レンズを介して取得した光学像を画像信号に変換する撮像素子、撮像素子により得られた画像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などからなる。また、撮像部１９４は、スクリーン方向を撮影するものに限られず、例えば、スクリーンと逆方向の視聴者側を撮影しても良い。
【００２７】
表示制御部１９５は、液晶プロジェクタ１００に備えられた表示部１９６に液晶プロジェクタ１００を操作するための操作画面やスイッチアイコン等の画像を表示させるための制御をするものであり、表示制御を行うマイクロプロセッサなどからなる。また、表示制御部１９５専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、表示部１９６は、液晶プロジェクタ１００を操作するための操作画面やスイッチアイコンを表示するものである。表示部１９６は、画像を表示できればどのようなものであっても良い。例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイであって良い。また、特定のボタンをユーザに認識可能に掲示するために、各ボタンに対応するＬＥＤ等を発光させるものであってもよい。
【００２８】
なお、本実施例の画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０、光学系制御部１７０、記録再生部１９１、表示制御部１９５は、これらの各ブロックと同様の処理を行うことのできる単数または複数のマイクロプロセッサあっても良い。または、制御部１１０のＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサによって同様の処理をさせても良い。
【００２９】
＜基本動作＞
次に、図１、図２を用いて、本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作を説明する。
【００３０】
図２は、本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作の制御を説明するためのフロー図である。図２の動作は、基本的に制御部１１０が、各機能ブロックを制御することにより実行されるものである。図２のフロー図は、操作部１１１や不図示のリモコンによりユーザが液晶プロジェクタ１００の電源のオンを指示した時点をスタートとしている。
【００３１】
操作部１１１や不図示のリモコンによりユーザが液晶プロジェクタ１００の電源のオンを指示すると、制御部１１０は、不図示の電源部からプロジェクタ１００の各部に不図示の電源回路から電源を供給が供給する。
【００３２】
次に、制御部１１０は、ユーザによる操作部１１１やリモコンの操作により選択された表示モードを判定する（Ｓ２１０）。本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、画像入力部１３０より入力された映像を表示する「入力画像表示モード」である。また、本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、記録再生部１９１により記録媒体１９２から読み出された静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル再生表示モード」である。また、本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、通信部１９３から受信した静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル受信表示モード」である。なお、本実施例では、ユーザにより表示モードが選択される場合について説明するが、電源を投入した時点での表示モードは、前回終了時の表示モードになっていてもよく、また、前述のいずれかの表示モードをデフォルトの表示モードとしてもよい。その場合には、Ｓ２１０の処理は省略可能である。
【００３３】
ここでは、Ｓ２１０で、「入力画像表示モード」が選択されたものとして説明する。
【００３４】
「入力画像表示モード」が選択されると、制御部１１０は、画像入力部１３０から映像が入力されているか否かを判定する（Ｓ２２０）。入力されていない場合（Ｓ２２０でＮｏ）には、入力が検出されるまで待機し、入力されている場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）には、制御部は、投影処理（Ｓ２３０）を実行する。
【００３５】
制御部１１０は、投影処理として、画像入力部１３０より入力された映像を画像処理部１４０に送信し、画像処理部１４０に、映像の画素数、フレームレート、形状の変形（例えば、台形補正）を実行させ、処理の施された１画面分の画像を液晶制御部１５０に送信する。そして、制御部１１０は、液晶制御部１５０に、受信した１画面分の画像の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色成分の階調レベルに応じた透過率となるように、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの透過率を制御させる。そして、制御部１１０は、光源制御部１６０に光源１６１からの光の出力を制御させる。色分離部１６２は、光源１６１から出力された光を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離し、それぞれの光を、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂに供給する。液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂに供給された、各色の光は、各液晶パネルの画素毎に透過する光量が制限される。そして、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれの光は、色合成部１６３に供給され再び合成される。そして、色合成部１６３で合成された光は、投影光学系１７１を介して、不図示のスクリーンに投影される。
【００３６】
この投影処理は、画像を投影している間、１フレームの画像毎に順次、実行されている。
【００３７】
なお、このとき、ユーザにより投影光学系１７１の操作をする指示が指示部１１１から入力されると、制御部１１０は、光学系制御部１７０に、投影画像の焦点を変更したり、光学系の拡大率を変更したりするように投影光学系１７１のアクチュエータを制御させる。
【００３８】
この表示処理実行中に、制御部１１０は、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されたか否かを判定する（Ｓ２４０）。ここで、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されると（Ｓ２４０でＹｅｓ）、制御部１１０は、再びＳ２１０に戻り、表示モードの判定を行う。このとき、制御部１１０は、画像処理部１４０に、表示モードを選択させるためのメニュー画面をＯＳＤ画像として送信し、投影中の画像に対して、このＯＳＤ画面を重畳させるように画像処理部１４０を制御する。ユーザは、この投影されたＯＳＤ画面を見ながら、表示モードを選択するのである。
【００３９】
一方、表示処理実行中に、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されない場合は（Ｓ２４０でＮｏ）、制御部１１０は、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力されたか否かを判定する（Ｓ２５０）。ここで、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力された場合には（Ｓ２５０でＹｅｓ）、制御部１１０は、プロジェクタ１００の各ブロックに対する電源供給を停止させ、画像投影を終了させる。一方、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力された場合には（Ｓ２５０でＮｏ）、制御部１１０は、Ｓ２２０へ戻り、以降、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力されるまでの間Ｓ２２０からＳ２５０までの処理を繰り返す。
【００４０】
以上のように、本実施例の液晶プロジェクタ１００は、スクリーンに対して画像を投影する。
【００４１】
なお、「ファイル再生表示モード」では、制御部１１０は、記録再生部１９１に、記録媒体１９２から静止画データや動画データのファイルリストや各ファイルのサムネイルデータを読み出させる。そして、制御部１１０は、読み出されたファイルリストに基づく文字画像や各ファイルのサムネイルデータに基づく画像を生成し、画像処理部１４０に送信する。そして、制御部１１０は、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４２】
次に、投影画面上において、記録媒体１９２に記録された静止画データや動画データにそれぞれ対応する文字や画像を選択する指示が指示部１１１を通して入力される。そうすると、制御部１１０は、選択された静止画データや動画データを記録媒体１９２から読み出すように記録再生部１９１を制御し、制御部１１０は、読み出された静止画データや動画データの画像や映像を再生する。
【００４３】
そして、制御部１１０は、例えば再生した動画データの映像を順次、画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４４】
また、「ファイル受信表示モード」では、制御部１１０は、通信部１９３から受信した静止画データや動画データの画像や映像を再生する。そして、制御部１１０は、例えば再生した動画データの映像を順次、画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４５】
＜液晶制御部および液晶素子の構成＞
次に、図３、図４、図５を用いて本実施例の液晶プロジェクタ１００の液晶制御部１５０および液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの動作を説明する。なお、液晶素子１５１Ｇ、１５１Ｂの動作については、液晶素子１５１Ｒと同様に制御されるため、代表して液晶素子１５１Ｒの制御動作を説明する。なお、本実施例では、説明を簡単にするために、各液晶素子１５１は、液晶素子の各画素の透過率を、８階調（最も淡い階調を「階調０」として、最も濃い階調を「階調７」とする）に対応する透過率とすることができるものとして説明する。なお、本実施例では、画像処理部１４０からは、画像信号として、垂直同期信号、水平同期信号、各色成分の画素値（すなわち、階調を示す値）のデータ信号、データのクロック信号が送信されるものとする。
【００４６】
図３は、本実施例の液晶制御部１５０の構成を示す図である。図４は、本実施例の液晶素子１５１Ｒの構成を示す図である。図５は、本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【００４７】
なお、以下の説明において、液晶素子１５１Ｒ上での液晶の各画素については「液晶画素」と呼び、入力された画像信号（データ信号）の各画素については「画像画素」と呼ぶ。
【００４８】
ここで、液晶プロジェクタの液晶素子の通常の構成を説明する。液晶素子は通常、第１の偏光フィルタ、第１のガラス基板、第１の透明電極、第１の配向膜、液晶層、第２の配向膜、第２の透明電極、第２のガラス基板、第２の偏光フィルタからなる。そして、第１の偏光フィルタにより偏光方向がそろえられた光を液晶層に供給し、液晶層にて偏光方向を調整された光のうち、第２の偏光フィルタの通過可能な偏光方向の光のみが通過することにより透過率（透過光量）を制御しているのである。また、液晶層は、第１の配向膜と第２の配向膜の間に挟まれることで、分子の方向を一定方向に並べられた液晶からなっている。この液晶層は、第１の透明電極と、第２の透明電極に挟まれていて、第１の透明電極と第２の透明電極に異なる電圧を印可することで、この液晶層の各画素に対応する位置に電位差を生じさせ、液晶に電圧をかけることができる。ここで液晶は、かけられた電圧に応じて分子の配列を並び替える特性があるため、各画素に対応する液晶の光の偏光度合いが変化する。そのため、第１の偏光フィルタにより偏光方向がそろえられた光の偏光方向を変化させて、第２の偏光フィルタの透過率（透過光量）を調整することができるのである。
【００４９】
図３において、液晶制御部１５０は、基準電圧発生部３１０、画素電圧発生部３２０、垂直駆動部３３０、水平駆動部３４０、階調信号発生部３５０、スイッチ群３６０、画像解析部３７０を有する。また、水平駆動部３４０は、シフトレジスタ３４１、データメモリ３４２、ラッチ部３４３、比較部３４４を有する。
【００５０】
また、液晶素子１５１Ｒは、図３、図４に示すように、Ｍ行×Ｎ列の画素に対応する、Ｍ本のゲートラインＹ１〜Ｙｍと、Ｎ本のデータラインＸ１〜Ｘｎとが基板上に配置されており、これらのラインの交差位置に、各画素に対応するスイッチング素子である薄膜トランジスタＴ（ｍ，ｎ）が配置されている。そして、ゲートラインＹからの信号を、薄膜トランジスタＴのゲート電極に、データラインＸからの信号を薄膜トランジスタＴのソース電極にそれぞれ供給している。そして、薄膜トランジスタＴ（ｍ，ｎ）のドレイン電極には、それぞれ画素電極Ｐ（ｍ，ｎ）が接続されている。この画素電極Ｐ（ｍ，ｎ）には、ゲートラインＹからの信号入力中のみソースラインＸからの信号が供給される。一方、画素電極Ｐの他方は共通電極であって、基準電圧発生部３１０により発生された、一定電圧のＶｃｏｍ電圧３１１が供給されている。本実施例の液晶素子１５１Ｒは、このような構成であり、共通電極の電圧（Ｖｃｏｍ）と、画素電極Ｐの電圧（データラインＸから印可される電圧）との差により、共通電極と、画素電極Ｐの間の液晶にかかる電圧を調整している。
【００５１】
図３において、基準電圧発生部３１０は、液晶素子１５１Ｒの共通電極に供給する一定電圧のＶｃｏｍ電圧３１１を発生させるものである。
【００５２】
画素電圧発生部３２０は、データラインＸに印可する画素電圧を発生させるためのものであり、画素電圧発生部３２０で発生した画素電圧はスイッチ群３６０を介して、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに供給される。本実施例では、階調信号発生部３５０により発生された各階調（階調０〜階調７）に対応する階調信号３５１（本実施例ではランプ信号）に基づいて、画素電圧を発生させる。この画素電圧発生部３２０は、例えば、入力されている階調信号３５１が階調３に対応する値である場合には、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を階調３に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものである。すなわち、入力されている階調信号３５１の値（階調を示す値）に応じて、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を各階調に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものである。
【００５３】
このような構成によって、本実施例の液晶素子１５１Ｒの各液晶画素の画素電極には、データラインＸから供給される画素電圧が供給され、共通電極の電圧Ｖｃｏｍとの電位差により、液晶の透過率を変化させることができる。そして、スイッチ群３６０によって、各画素の階調に対応する電圧が画素電圧発生部３２０から供給されるタイミングでスイッチをＯＦＦにすることで、液晶の透過率を入力された画像の各画素の画素値に応じた透過率とするように制御しているのである。このスイッチ群３６０の各スイッチのＯＮ／ＯＦＦの制御を行うのが、水平駆動部３４０である。
【００５４】
なお、本実施例の液晶素子１５１Ｒは、低い電圧を液晶に印可した場合には、透過率が低く、高い電圧を液晶に印可した場合には、透過率が高くなるものとして説明するが、電圧と透過率の関係は逆のものであっても良い。
【００５５】
また、画素電圧発生部３２０は、入力されている階調信号３５１の値（階調を示す値）に応じて、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を各階調に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものであれば、どのような変化をする電圧であっても良い。本実施例では、階調信号発生部３５０により、単調増加するランプ信号が階調信号３５１として入力された場合、画素電圧発生部３２０は、単調増加する画素電圧を発生させている。しかし、階調信号３５１の単調増加するランプ信号に基づいて、単調減少する画素電圧を発生させても良い。これは、液晶に対して、画素電極Ｐから共有電極方向に正の電圧を印可しても、負の電圧を印可しても、印可する電圧の絶対値が同じであれば、液晶の配向方向を同じように制御できる特性によるものである。すなわち、画素電圧発生部３２０は、水平同期信号の１周期毎に単調増加するランプ信号が入力されている場合であっても、Ｖｃｏｍ電圧３１１を中心として増加する電圧を発生させても良いし、減少する電圧を発生させても良い。
【００５６】
次に、図３において、垂直駆動部３３０は、画像処理部１４０より送信された画像の水平同期信号を取得し、その水平同期信号に応じたタイミングで、液晶素子１５１ＲのゲートラインＹ１〜Ｙｍに順次ゲート信号を供給する。なお、垂直同期信号を取得していても良い。例えば、垂直駆動部３３０は、垂直同期信号の変化を検出してから２回の水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ１に信号を供給し、他のゲートラインＹ２〜Ｙｍには信号を供給しない。次に、水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ２に信号を入力し、他のゲートラインＹ１、Ｙ３〜Ｙｍには信号を供給しない。このように、本実施例の垂直駆動部３３０は、水平同期信号の変化を検出する度に、順次、ゲートラインＹ１〜Ｙｍまで信号の供給先を順番に切り替える。なお、垂直同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹｍまでの信号の供給が終了していなくても、垂直同期信号の変化を検出した後の２回の水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ１に信号を供給する。ここで、２回目の水平同期信号で、ゲートラインＹ１に信号を提供することとしたが、これは、１ライン分のデータ信号が水平制御部３４０に入力されるのに少なくとも必要な時間待機させるためである。
【００５７】
垂直駆動部３３０によりゲートラインＹ１に信号が供給されると、本実施例の液晶素子１５１Ｒの内部では、薄膜トランジスタＴ（１，１）〜Ｔ（１，ｎ）が導通し、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧を画素電極Ｐ（１，１）〜Ｐ（１，ｎ）に印可することができるようになる。このとき、Ｔ（１，１）〜Ｔ（１，ｎ）以外の薄膜トランジスタは導通していないので、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧は、Ｐ（１，１）〜Ｐ（１，ｎ）以外の画素電極に印可されることはない。また、ゲートラインＹ１に信号が供給されているときは、同様に、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧を画素電極Ｐ（２，１）〜Ｐ（２，ｎ）に印可することができるようになる。以後、この動作をゲートラインＹｍまで繰り返されることになる。
【００５８】
水平駆動部３４０は、画像処理部１４０より送信された水平同期信号、データ信号、データクロックをそれぞれ取得し、また、階調信号発生部３５０から送信された階調信号３５１（本実施例ではランプ信号）と、画像解析部３７０から送信された比較信号とを取得する。そして、これらの取得した信号に基づいて、スイッチ群３６０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５９】
前述したように、本実施例においては、階調信号発生部３５０からの階調信号３５１に基づいて、画素電圧発生部３２０により発生された画素電圧は、スイッチ群３６０を介して、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに供給されている。水平駆動部３４０は、階調信号発生部３５０から送信された階調信号３５１が、データラインＸ１〜Ｘｎそれぞれに対応する画像画素の画素値と一致するまでは、スイッチ群３６０の各スイッチをＯＮにしておく。そして、階調信号３５１が、データラインＸ１〜Ｘｎそれぞれに対応する各画素の画素値と一致すると、一致したデータラインに対するスイッチ群３６０の各スイッチをＯＦＦにする。このように、水平駆動部３４０は、液晶素子１５１の各液晶画素の画素電極に対する画素電圧の供給状態を制御するために、スイッチ群３６０の各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御している。なお、水平駆動部３４０の詳細な動作については、後述する。
【００６０】
階調信号発生部３５０は、画像信号の水平同期信号に同期して、階調信号３５１と、階調信号の同期信号である階調クロック信号３５２を発生させる。そして、階調信号３５１を画素電圧発生部３２０および、水平駆動回路３４０に供給し、階調クロック信号３５２を画像解析部３７０に供給する。図５に示すように、階調信号３５１は、水平同期信号の１周期内で、階調０〜階調７のそれぞれの階調に対応する値を示すデジタル信号であり、単調増加するランプ信号となっている。そして、階調信号３５１は、階調クロック信号３５２の４クロックにつき１階調分、信号の値を増加させている。
【００６１】
スイッチ群３６０は、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに、画素電圧発生部３２０からの画素電圧を、供給するか非供給とするかを切り替えるためのもので、例えば物理的な複数のスイッチや複数のスイッチング素子、論理的な複数のスイッチ等からなる。そして、水平同期信号の変化を検出すると、スイッチ群３６０は、各スイッチを供給状態（すなわちＯＮ）にする。一方で、水平駆動部３４０により、スイッチをＯＦＦにする信号が入力されると、ＯＦＦを指定されたスイッチを非供給状態にする。
【００６２】
画像解析部３７０は、画像処理部１４０から送信された水平同期信号と、データ信号と、階調信号発生部３５０から送信された階調クロック信号３５２を取得し、比較信号３７１を水平駆動部３４０に送信するものである。なお、本実施例では、この比較信号３７１は、水平駆動部３４０の比較部３４４で、ラッチ部３４３のデータと階調信号３５１の値とを比較するタイミングを決めるためのものである。そして、この比較信号３７１は、画像処理部１４０から送信された画像信号のデータ信号の値に基づいたタイミングで送信される。この画像解析部３７０の動作は後述する。なお、水平駆動部３４０の比較部３４４は、比較信号３７１に基づいてラッチ部３４３のデータと階調信号３５１の値とを比較するタイミングを決めなくても、スイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにする信号の出力タイミングを変更するようにしてもよい。
【００６３】
＜液晶制御部による液晶素子の制御動作＞
続いて、図３、図５、図６を用いて、本実施例の液晶制御部１５０による液晶素子１５１Ｒの制御動作を説明する。
【００６４】
図６は、画像解析部３７０の解析結果と、比較信号３７１の遅延量を決定するための表である。図６（ａ）は、画像解析部３７０の解析結果を、各ライン毎に示したものである。図６（ｂ）は、画像画素の階調毎の画素数と、その階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を示すものである。遅延量は、階調クロック信号３５２の１クロック単位である。図６（ｃ）は、（ａ）の解析結果と（ｂ）の遅延量に基づいて、各階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を各ライン毎に示したものである。また、図６（ｄ）は、図６（ｃ）の表を変換したもので、各階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を各ライン毎に示したものである。
【００６５】
図６（ｃ）（ｄ）に示すように、比較信号３７１の送信タイミングを通常のタイミングよりも、階調クロック信号３５２の１〜３クロック遅延させることにより、結果として、スイッチ群３６０の各スイッチを切り替える信号の出力されるタイミングを通常より遅延させることができる。
【００６６】
まず、画像処理部１４０から画像信号が入力されると、垂直同期信号、水平同期信号、データ信号、データクロック信号は、図３を用いて既に説明したように、液晶制御部１５０の各ブロックに提供される。
【００６７】
水平駆動部３４０において、データクロック信号は、シフトレジスタ３４１へ、データ信号はデータメモリ３４２へ、水平同期信号はラッチ部３４３に供給される。また、階調信号発生部３５０により出力された階調信号３５１および、画像解析部３７０により出力された比較信号３７１は、比較部３４４に供給される。
【００６８】
水平駆動部３４０において、シフトレジスタ３４１は、画像処理部１４０から送信されたデータクロック信号に基づいて、画像処理部１４０から送信されたデータ信号のデータメモリ３４２への記録動作を制御する。また、データメモリ３４２は、画像処理部１４０から送信されたデータ信号の１ラインの画像画素に対応するデータ（画素値）をそれぞれ記憶する。ラッチ部３４３は、画像処理部１４０から送信された水平同期信号の変化を検出したタイミングで、データメモリ３４２のデータ（各画像画素の画素値）を読み出してラッチする。すなわち、ラッチ部３４３は、１ライン目のデータ信号がデータメモリ３４２に記憶された後、２ライン目の水平同期信号が入力されたタイミングで、データメモリ３４２に記憶された１ライン目の画像画素の画素値を読み出してラッチするのである。そして、比較部３４４は、階調信号発生部３５０から供給された各階調を示す階調信号３５１（ランプ信号）とラッチ部３３３にラッチされている画像画素の画素値を、画像解析部３７０から送信された比較信号３７１の入力されたタイミングで比較する。そして、比較部３４４は、各画像画素に対応するラッチ部３４３の各画像画素の画素値が、階調信号３５１と一致すると、一致した画像画素に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦするための制御信号ＳＷ１〜ＳＷｎを送信する。なお、比較部３４４は、事前に、階調信号発生部３５０から供給された各階調を示す階調信号３５１（ランプ信号）とラッチ部３３３にラッチされている画像画素のデータ（画素値）を、比較しておいてもよい。この場合、画像解析部３７０から送信された比較信号３７１の入力されたタイミングで、各画像画素に対応するラッチ部３４３の値が、階調信号３５１と一致すると、一致した画素に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦするための制御信号ＳＷ１〜ＳＷｎを送信する。
【００６９】
スイッチ群３６０には、前述したように、階調信号３５１の入力に応じて、液晶画素を入力された階調信号の示す値に対応する透過率とするための電圧が供給されている。そして、水平駆動部３４０は、前述したように、階調信号３５１の示す階調と各画像画素の画素値とが一致したときに、スイッチ群３６０の各スイッチをＯＦＦにする。そのため、スイッチ３６０を介して、画像画素の画素値に応じた画素電圧がデータラインＸから供給されるのである。
【００７０】
このような動作により、垂直駆動部３３０からゲートラインＹ１に信号が入力され、データラインＸ１〜Ｘｎから、液晶素子１５１Ｒの１ライン目の各液晶画素の画素電極Ｐ（１，１）〜（１，ｎ）に対して、画像画素の画素値に応じた画素電圧を供給することができる。そうすると、１ライン目の各液晶画素の透過率は、各画像画素の画素値に応じた透過率となるのである。この動作を１ライン目からＭライン目まで順次繰り返すことにより、本実施例の液晶制御部１５０は、液晶素子１５１Ｒの各ラインの各液晶画素の透過率を順次制御することができるのである。
【００７１】
そして、色分離部１６２からの赤色（Ｒ）の光を液晶素子１５１Ｒに透過させることにより、入力画像の赤色の階調に対応する赤色の光を、色合成部１６３に供給することができる。そして、色合成部１６３で緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成し、投影光学系１７１から投影することにより、入力画像に対応する画像をスクリーンに投影することができるのである。
【００７２】
ここで、本実施例の画像解析部３７０の動作について説明する。
【００７３】
なお、説明を簡単にするために、縦６０画素×横１２０画素の画像データを表示する場合について説明する。この場合には、１水平ラインの画像の画素数は、１２０画素である。また、本実施例においては、１ライン中の画像画素の中で、各階調の表示する画素数が多くない場合（通常）、比較信号３７１は、図５のＡ行目比較信号のように、階調クロック３５２の４クロックに１度の周期で周期的に送信される。さらに、図５のＡ行目比較信号のように、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の１クロック以内に送信される。本実施例では、通常このように比較信号３７１が送信されているものとして説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００７４】
前述したように、画像解析部３７０は、入力された１ライン分の画像データに基づいて、水平駆動部３４０の比較部３４４に、ラッチ部３４３にラッチされている画素値と、階調信号３５１との比較を行うタイミングを決定するための比較信号３７１を送信するものである。なお、比較部３４４は、比較信号３７１を受信したタイミングで比較を行わなくとも、比較信号３７１を受信したタイミングに従って、スイッチ群３６０の各データラインＸに対応するスイッチをＯＦＦにする信号を送信するようにしても良い。この場合、比較信号３７１は、ラッチ部３４３にラッチされている画素値と、階調信号３５１との比較を行うタイミングを決定するための信号ではなく、スイッチ群３６０の各スイッチを制御するための信号を出力するタイミングを決定するための信号である。
【００７５】
そのために、画像解析部３７０は、データ信号として入力された１ライン分の画像データの画像解析を行う。具体的には、入力された１ライン分の画像データを解析し、各階調の画素がいくつあるかをそれぞれカウントする。なお、本実施例において、画像解析部３７０による解析は、１ラインの画像が入力される度に行われるものとするが、例えば、液晶制御部１５０に１フレーム分の画像データをバッファリングするメモリがあれば、１フレーム分の画像の各ラインについて解析をしても良い。
【００７６】
この解析結果を示したものが図６（ａ）である。この解析結果によれば、１ライン目については、階調０から階調７の画素の数が１５個ずつである。Ａライン目については、階調０の画素は１５個、階調１の画素は２５個、階調２の画素は１５個、階調３の画素は５個、階調４の画素は１５個、階調５の画素は５個、階調６の画素は２０個、階調７の画素は２０個である。またＢライン目については、階調０の画素は０個、階調１の画素は０個、階調２の画素は３０個、階調３の画素は６０個、階調４の画素は３０個、階調５の画素は０個、階調６の画素は０個、階調７の画素は０個である。
【００７７】
そして、画像解析部３７０は、カウントされた画素の多かった階調の「次」の階調の画像画素に対応する液晶画素に対する画素電圧の供給をＯＦＦにするタイミングを変更するために、比較信号３７１を比較部３４４に送信するタイミングを変更する。水平駆動部３４０では前述したように、階調信号３５１とラッチ部３４３の画素値を比較するタイミングを比較信号３７１を受信したタイミングとしている。そのため、比較信号３７１を送信するタイミングを変更することで、比較部３４４で、比較が実行されるタイミングを変更することができ、これにより、スイッチ群３６０のスイッチのＯＦＦになるタイミングを変更することができるのである。この比較信号３７１の送出タイミングは、図６（ｂ）の表に従って、画像解析部３７０により決定される。
【００７８】
具体的に説明すると、図６（ａ）の１ライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、各階調の画素の数がすべて２９個以下なので、それぞれの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させない。従って、図６（ｃ）に示すように１ライン目の画像信号については、どの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の遅延量は０である。
【００７９】
また図６（ａ）のＡライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、各階調の画素の数がすべて２９個以下なので、それぞれの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させない。従って、図６（ｃ）に示すようにＡライン目の画像信号については、どの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の遅延量は０である。
【００８０】
また図６（ａ）のＢライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、階調２、階調３、階調４については、それぞれその次の階調の対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させる。すなわち、階調２の画素の数は３０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調３）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の１クロック分とする。また、階調３の画素の数は６０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調４）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の２クロックとする。また、階調４の画素の数は３０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調５）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の１クロックとする。従って、図６（ｃ）に示すようにＢライン目の画像信号については、階調２、階調３、階調４のそれぞれの次の階調に対応する比較信号の遅延量は、それぞれ、１クロック、２クロック、１クロックである。これを変換した表が図６（ｄ）であるが、階調３に対応する比較信号３７１の遅延量は１クロックであり、階調４に対応する比較信号３７１の遅延量は２クロックであり、階調５に対応する比較信号３７１の遅延量は１クロックである。
【００８１】
本実施例によれば、例えばＢライン目において、階調３を表示するために、スイッチ群３６０の６０個のスイッチが一度にＯＦＦになった瞬間に、画素電圧発生部３２０から供給されている画素電圧に乱れが生じる。そうすると、階調３の次の階調（階調４）に対応する画素電圧にも乱れの影響が波及してしまうことになる。この乱れは時間が経過するほど小さくなる。そこで、本実施例では、その乱れた画素電圧が乱れた期間に次の階調（階調４）を表示させるためにスイッチ群３６０がＯＦＦにならないように、通常のタイミングよりも遅いタイミングで、次の階調（階調４）に対応する画素のスイッチがＯＦＦになるようにしている。このようにすることで、階調３に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングと、階調４に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングとの間の時間を長くすることができる。そのため、その分、画素電圧の乱れがある程度低減された状態で次の階調（階調４）の画素のスイッチがＯＦＦになるため、階調４の画素の劣化を低減することができるのである。
【００８２】
なお、本実施例では、比較信号３７１は、図５のＡ行目比較信号のように、階調クロック３５２の４クロックに１度の周期で送信される。さらに、各階調の表示する画素数が多くない場合、図５のＡ行目比較信号のように、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の１クロック以内に送信される。本実施例では、通常このように比較信号３７１が送信されているものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図５の例とは異なり、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の４クロック目に比較信号３７１が送信される場合であっても良い。この場合には、表示する画素の数の多い階調そのものに対応する比較信号３７１の送信タイミングを例えば１クロック〜３クロック早めて送信することになる。すなわち、本発明は、比較信号３７１の送信タイミングを遅らせるものに限られない。また、仮に、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の３クロック目に比較信号３７１が送信される場合であっても良い。この場合には、表示する画素の数の多い階調そのものに対応する比較信号３７１の送信タイミングを例えば１〜２クロック早めても良いし、表示する画素の数の多い階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを１クロック遅らせても良い。すなわち、本実施例の液晶表示装置は、表示する画素の数の多い階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングおよび／または、表示する画素の数の多い階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを制御すればよい。
【００８３】
以上説明したように、本実施例の液晶表示装置は、階調信号３５１と表示する画像の１ラインの画素値を比較して、各液晶画素に供給される階調信号３５１に基づく画素電圧の供給状態を制御する液晶表示装置である。そして、階調信号３５１において、第１の階調の次に第２の階調を表示する場合、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングと、第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングとの間の期間を変更することができる。この期間については、１ラインの画像データの第１の階調の画素の数が多い場合は、第１の階調の画素の数が少ない場合に比べて、この期間が長くなるように制御される。そのために、本実施例の液晶表示装置は、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングおよび／または第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングを制御している。
【００８４】
以上のように、実施例の液晶表示装置によれば、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチの解放タイミングと、その次の第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチの解放タイミングを、第１の階調の画素の数が少ない場合よりも長くすることができる。このような構成とすることにより、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにしたときに生じる画素電圧の乱れの影響が小さくなってから、第１の階調の次の階調である第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦすることができ、画像の劣化を防止することができるのである。
【００８５】
なお、本実施例では、階調信号３５１の波形を変更することなく、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングおよび／または第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングを制御していたが、このような構成でなくても良い。例えば、画像解析部３７０は、特定の階調の画素の数が多い場合には、第１の階調および／または第２の階調の階調を示す信号を出力する時間を長くするように階調信号発生部３５０を制御しても良い。この場合の具体的な階調信号３５１の波形の例と、比較信号３７１の出力波形の例を図７に示す。この例によれば、本実施例のＢライン目の画像を表示するときには、画像解析部３７０は、表示しない階調の信号を含まない階調信号３５１を発生させるように階調信号発生部３５０を制御し、比較信号３７１の出力タイミングを、各階調を示す画素が少ない場合に比べて長くする。なお、この階調信号の出力タイミングは水平同期信号の１周期内であればどのようなタイミングであっても良い。
【００８６】
このようにすることでも、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにしたときに生じる画素電圧の乱れの影響が小さくなるまで十分に待ってから、第１の階調の次の階調である第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦすることができる。
【００８７】
なお、本実施例では、３板式の液晶プロジェクタを説明するため、液晶素子を複数としたが、単板式の液晶プロジェクタであれば、液晶素子１５１は１つであり、色分離部１６２、色合成部１６３の代わりに、液晶素子の前または後に各色成分の光のみをそれぞれ時分割に透過させるカラーホイール等が配置されることになる。そして、液晶制御部１５０は、各色成分を表示するタイミングで、それぞれの色成分に対応する透過率となるように液晶素子１５１を制御することになる。このような単板式の液晶プロジェクタにおいても、同時に電圧がチャージされる複数の画素電極の各々が表示する階調の画素の数を解析し、頻度の多い階調の画素電極に電圧がチャージされるタイミングと、頻度の多い階調の次の階調の画素電極に電圧がチャージされるタイミングとの間の期間を長くするようにしてもよい。このようにすることで、本実施例で説明した３板式の液晶プロジェクタでと同様に、画質の劣化を低減することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置として、液晶モニタやプロジェクタが知られている。これらの液晶表示装置は、画像に対応する階調を表示するために光源からの光の透過率を液晶パネルによりコントロールしている。そのために、液晶パネルの共通電極と、各画素に対応する画素電極との間の電位差（すなわち電極間の液晶にかかる電圧）を変化させ液晶パネルの各画素の液晶の偏光方向をコントロールして、光の透過率を変化させている。
【０００３】
このような液晶表示装置には、近年、液晶パネルの各画素の透過率を変化させるために、共通電極を一定の電圧に保ち、各画素電極に対して同時に、電圧が単調変化するランプ信号を入力し、各画素の表示する階調に応じたタイミングで各画素電極に対応するスイッチをオフさる方式が登場してきている。この方式によっても、従来の液晶パネルと同様に、各画素電極に電圧をチャージすることができるので、液晶パネルの各画素の光の透過率を変化させることができる（例えば、特許文献１）。この方式では、水平方向の１ラインの画像を表示するために、液晶パネルの１ラインの各画素電極に対して同時に、電圧が単調増加するランプ信号を入力し、各画素電極に対応するスイッチを各画素の画像値（表示するべき階調）に応じたタイミングでオフとする構成としている。特に、特許文献１においては、画素電圧チャージ用の１つの基準電圧源（４１）により発生された、単調増加するランプ信号を水平方向の１ラインの各画素電極に対して同時に入力している（図１、図２）。すなわち、１ラインの各画素電極は、画素電圧チャージ用の一つ基準電圧源により発生された単調増加するランプ信号を共有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３６７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような方式により液晶パネルを駆動すると、例えば、図８（ａ）に示すように１ライン中に多数の同一階調（Ａ階調）の画素が存在した場合、ランプ信号がＡ階調に対応する電圧となったタイミングで、一斉に多数の画素電極に対応するスイッチがオフされてしまうことになる。そうすると、画素電圧チャージ用の１つの電源の負荷が急激に変化し、結果、ランプ信号が乱れてしまうことになる。そうすると、例えば、図８（ａ）の場合には、数の多いＡ階調に応じたタイミングで一斉に多数のスイッチがオフになり、図８（ｂ）のように、Ａ階調以降の階調に対応するランプ信号が乱れてしまうことになる。そして、Ａ階調以降の階調であるＢ階調に対応するランプ信号が乱れた状態で、Ｂ階調を表示するための画素に対応する画素電極のスイッチがオフされてしまうと、Ｂ階調を表示する画素の画素電極へのチャージ電圧がＢ階調に対応しない電圧になってしまう場合がある。そうすると当然、液晶パネルのＢ階調を表示するはずの画素の透過率が、Ｂ階調を表示するための透過率と異なってしまうことになる。この信号の乱れは一例であって、これよりも大きく長い期間にわたって乱れることもある。すなわち、図８（ａ）においては、Ａ階調の画像は正しく表示されるが、Ｂ階調の画像は、Ｂ階調より明るすぎたり、暗すぎたりしてしまうことになり、ユーザに提示される画像に劣化が生じてしまうという課題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、このような方式により液晶パネルを駆動する際に、このような画像の劣化を生じさせないようにすることができる液晶表示装置、液晶表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、表示するべき画像を取得する取得手段と、前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段と、前記取得された画像の各画素の画素値と、前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと、前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御すること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、階調を示す信号に基づいて発生された液晶素子の各液晶画素の画素電極に供給する画素電圧の供給状態を、前記液晶画素の各々に対応する各画像画素の階調値（画素値）に基づいて制御する方式で前記液晶素子を駆動する液晶表示装置において、前記階調を示す信号の値が第１の階調の値より後に、第２の階調の値を示す場合、前記第１の階調の画素の数が多い場合には、前記第１の階調の画素の数が少ない場合よりも、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングと、前記第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を長くすることができる。このような構成により、本発明は、第１の階調の画素の数が多い場合に発生する、画素電圧の乱れの影響の少ない期間に第２の階調に対応する画素電圧を液晶素子に供給することができ、表示される第２の階調の画像の劣化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液晶プロジェクタ１００の全体の構成を示す図である。
【図２】本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作の制御を説明するためのフロー図である。
【図３】本実施例の液晶制御部１５０の構成を示す図である。
【図４】本実施例の液晶素子１５１Ｒの構成を示す図である。
【図５】本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【図６】画像解析部３７０の解析結果と、比較信号３７１の遅延量を決定するための表である。
【図７】本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【図８】従来技術の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
本実施例では、液晶表示装置の一例として、液晶プロジェクタについて説明する。しかし、本発明は液晶プロジェクタに限らず、液晶素子を用いた表示装置であれば、例えば液晶テレビ、液晶モニタ、液晶表示部を持つ電子機器などどのようなものであっても適用可能である。また、液晶プロジェクタには、単板式、３板式などが一般に知られているが、どちらの方式であっても良い。
【００１２】
本実施例の液晶プロジェクタは、表示するべき画像に応じて、液晶素子の光の透過率を制御して、液晶素子を透過した光源からの光をスクリーンに投影することで、画像をユーザに提示する。本実施例においては、液晶制御部は、液晶の透過率を表示するべき複数の階調に対応する透過率に制御するための変動する画素電圧を液晶素子の複数の液晶画素に対して同時に供給する。そして、供給された画素電圧が特定の階調に対応する電圧となったときに、前記特定の階調を表示するべき液晶画素に対する画素電圧の供給状態を変化（本実施例では供給状態から非供給状態に変化）させる方式により液晶素子を制御している。
【００１３】
以下、このような液晶プロジェクタについて説明する。
【００１４】
＜全体構成＞
まず、図１を用いて、本実施例の液晶プロジェクタの全体構成を説明する。
【００１５】
図１は、本実施例の液晶プロジェクタ１００の全体の構成を示す図である。
【００１６】
本実施例の液晶プロジェクタ１００は、制御部１１０、操作部１１１、画像入力部１３０、画像処理部１４０を有する。また、液晶プロジェクタ１００は、さらに、液晶制御部１５０、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ、光源制御部１６０、光源１６１、色分離部１６２、色合成部１６３、光学系制御部１７０、投影光学系１７１を有する。また、液晶プロジェクタ１００は、さらに、記録再生部１９１、記録媒体１９２、通信部１９３、撮像部１９４、表示制御部１９５、表示部１９６を有していてもよい。
【００１７】
制御部１１０は、液晶プロジェクタ１００の各動作ブロックを制御するものあり、例えば、ＣＰＵやメモリまたはマイクロプロセッサなどからなる。また、記録再生部１９１により記録媒体１９２から再生された静止画データや動画データや、通信部１９３より受信した静止画データや動画データの画像や映像を再生したりすることもできる。また、撮像部１９４により得られた画像や映像を静止画データや動画データに変換して記録媒体１９２に記録させることもできる。また、操作部１１１は、ユーザの指示を受け付け、制御部１１０に指示信号を送信するものであり、例えば、スイッチやダイヤル、表示部１９６上に設けられたタッチパネルなどからなる。また、操作部１１１は、例えば、リモコンからの信号を受信する信号受信部（赤外線受信部など）で、受信した信号に基づいて所定の指示信号を制御部１１０に送信するものであってもよい。また、制御部１１０は、操作部１１１や、通信部１９３から入力された制御信号を受信して、液晶プロジェクタ１００の各動作ブロックを制御する。
【００１８】
画像入力部１３０は、外部装置から映像信号を受信するものであり、例えば、コンポジット端子、Ｓ映像端子、Ｄ端子、コンポーネント端子、アナログＲＧＢ端子、ＤＶＡ−Ａ端子、ＤＶＡ−Ｄ端子、ＨＤＭＡ（登録商標）端子等を含む。また、アナログ映像信号を受信した場合には、受信したアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。そして、受信した映像信号を、画像処理部１４０に送信する。ここで、外部装置は、映像信号を出力できるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機など、どのようなものであってもよい。
【００１９】
画像処理部１４０は、映像入力部１３０から受信した映像信号にフレーム数、画素数、画像形状などの変更処理を施して、液晶制御部１５０に送信するものであり、例えば画像処理用のマイクロプロセッサからなる。また、画像処理部１４０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。画像処理部１４０は、フレーム間引き処理、フレーム補間処理、解像度変換処理、歪み補正処理（キーストン補正処理）といった機能を実行することが可能である。また、画像処理部１４０は、映像入力部１３０から受信した映像信号以外にも、制御部１１０で再生された画像や映像に対して前述の変更処理を施すこともできる。
【００２０】
液晶制御部１５０は、画像処理部１４０で処理の施された映像信号に基づいて、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの画素の液晶に印可する電圧を制御して、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの透過率を調整するものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、液晶制御部１５０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。たとえば、画像処理部１４０に映像信号が入力されている場合、液晶制御部１５０は、画像処理部１４０から１フレームの画像を受信する度に、画像に対応する透過率となるように、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを制御する。液晶素子１５１Ｒは、赤色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、赤色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子１５１Ｇは、緑色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、緑色の光の透過率を調整するためのものである。液晶素子１５１Ｂは、青色に対応する液晶素子であって、光源１６１から出力された光のうち、色分離部１６２で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離された光のうち、青色の光の透過率を調整するためのものである。
【００２１】
この液晶制御部１５０による液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの具体的な制御動作や液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの構成については、後述する。
【００２２】
光源制御部１６０は、光源１６１のオン／オフを制御や光量の制御をするものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光源制御部１６０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、光源１６１は、不図示のスクリーンに画像を投影するための光を出力するものであり、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプなどであっても良い。また、色分離部１６２は、光源１６１から出力された光を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。なお、光源１６１として、各色に対応するＬＥＤ等を使用する場合には、色分離部１６２は不要である。また、色合成部１６３は、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成するものであり、例えば、ダイクロイックミラーやプリズムなどからなる。そして、色合成部１６３により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の成分を合成した光は、投影光学系１７１に送られる。このとき、液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂは、画像処理部１４０から入力された画像に対応する光の透過率となるように、液晶制御部１５０により制御されている。そのため、色合成部１６３により合成された光は、投影光学系１７１によりスクリーンに投影されると、画像処理部１４０により入力された画像に対応する画像がスクリーン上に表示されることになる。
【００２３】
光学系制御部１７０は、投影光学系１７１を制御するものであり、制御用のマイクロプロセッサからなる。また、光学系制御部１７０は、専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、投影光学系１７１は、色合成部１６３から出力された合成光をスクリーンに投影するためのものであり、複数のレンズ、レンズ駆動用のアクチュエータからなり、レンズをアクチュエータにより駆動することで、投影画像の拡大、縮小、焦点調整などを行うことができる。
【００２４】
記録再生部１９１は、記録媒体１９２から静止画データや動画データを再生したり、また、撮像部１９４により得られた画像や映像の静止画データや動画データを制御部１１０から受信して記録媒体１９２に記録したりするものである。また、通信部１９３より受信した静止画データや動画データを記録媒体１９２に記録しても良い。記録再生部１９１は、例えば、記録媒体１９２と電気的に接続するインタフェースや記録媒体１９２と通信するためのマイクロプロセッサからなる。また、記録再生部１９１には、専用のマイクロプロセッサを含む必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部により記録媒体１９２との通信機能を実現しても良い。また、記録媒体１９２は、静止画データや動画データ、その他、本実施例の液晶プロジェクタに必要な制御データなどを記録することができるものであり、磁気ディスク、光学式ディスク、半導体メモリなどのあらゆる方式の記録媒体であってよく、着脱可能な記録媒体であっても、内蔵型の記録媒体であってもよい。
【００２５】
通信部１９３は、外部機器からの制御信号や静止画データ、動画データなどを受信するためのものであり、例えば、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などであってよく、通信方式を特に限定するものではない。また、画像入力部１３０の端子が、例えばＨＤＭＡ（登録商標）端子であれば、その端子を介してＣＥＣ通信を行うものであっても良い。ここで、外部装置は、液晶プロジェクタ１００と通信を行うことができるものであれば、パーソナルコンピュータ、カメラ、携帯電話、スマートフォン、ハードディスクレコーダ、ゲーム機、リモコンなど、どのようなものであってもよい。
【００２６】
撮像部１９４は、被写体を撮像して画像信号を取得するものであり、例えば投影光学系１７１を介して投影された画像を撮影（スクリーン方向を撮影）することができる。撮像部１９４は、得られた画像や映像を制御部１１０に送信し、制御部１１０は、その画像や映像を静止画データや動画データに変換する。撮像部１９４は、被写体の光学像を取得するレンズ、レンズを駆動するアクチュエータ、アクチュエータを制御するマイクロプロセッサ、レンズを介して取得した光学像を画像信号に変換する撮像素子、撮像素子により得られた画像信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などからなる。また、撮像部１９４は、スクリーン方向を撮影するものに限られず、例えば、スクリーンと逆方向の視聴者側を撮影しても良い。
【００２７】
表示制御部１９５は、液晶プロジェクタ１００に備えられた表示部１９６に液晶プロジェクタ１００を操作するための操作画面やスイッチアイコン等の画像を表示させるための制御をするものであり、表示制御を行うマイクロプロセッサなどからなる。また、表示制御部１９５専用のマイクロプロセッサである必要はなく、例えば、制御部１１０の動作を行うＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサの処理機能の一部であっても良い。また、表示部１９６は、液晶プロジェクタ１００を操作するための操作画面やスイッチアイコンを表示するものである。表示部１９６は、画像を表示できればどのようなものであっても良い。例えば、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイであって良い。また、特定のボタンをユーザに認識可能に掲示するために、各ボタンに対応するＬＥＤ等を発光させるものであってもよい。
【００２８】
なお、本実施例の画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０、光学系制御部１７０、記録再生部１９１、表示制御部１９５は、これらの各ブロックと同様の処理を行うことのできる単数または複数のマイクロプロセッサあっても良い。または、制御部１１０のＣＰＵとメモリまたはマイクロプロセッサによって同様の処理をさせても良い。
【００２９】
＜基本動作＞
次に、図１、図２を用いて、本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作を説明する。
【００３０】
図２は、本実施例の液晶プロジェクタ１００の基本動作の制御を説明するためのフロー図である。図２の動作は、基本的に制御部１１０が、各機能ブロックを制御することにより実行されるものである。図２のフロー図は、操作部１１１や不図示のリモコンによりユーザが液晶プロジェクタ１００の電源のオンを指示した時点をスタートとしている。
【００３１】
操作部１１１や不図示のリモコンによりユーザが液晶プロジェクタ１００の電源のオンを指示すると、制御部１１０は、不図示の電源部からプロジェクタ１００の各部に不図示の電源回路から電源を供給が供給する。
【００３２】
次に、制御部１１０は、ユーザによる操作部１１１やリモコンの操作により選択された表示モードを判定する（Ｓ２１０）。本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、画像入力部１３０より入力された映像を表示する「入力画像表示モード」である。また、本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、記録再生部１９１により記録媒体１９２から読み出された静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル再生表示モード」である。また、本実施例のプロジェクタ１００の表示モードの一つは、通信部１９３から受信した静止画データや動画データの画像や映像を表示する「ファイル受信表示モード」である。なお、本実施例では、ユーザにより表示モードが選択される場合について説明するが、電源を投入した時点での表示モードは、前回終了時の表示モードになっていてもよく、また、前述のいずれかの表示モードをデフォルトの表示モードとしてもよい。その場合には、Ｓ２１０の処理は省略可能である。
【００３３】
ここでは、Ｓ２１０で、「入力画像表示モード」が選択されたものとして説明する。
【００３４】
「入力画像表示モード」が選択されると、制御部１１０は、画像入力部１３０から映像が入力されているか否かを判定する（Ｓ２２０）。入力されていない場合（Ｓ２２０でＮｏ）には、入力が検出されるまで待機し、入力されている場合（Ｓ２２０でＹｅｓ）には、制御部は、投影処理（Ｓ２３０）を実行する。
【００３５】
制御部１１０は、投影処理として、画像入力部１３０より入力された映像を画像処理部１４０に送信し、画像処理部１４０に、映像の画素数、フレームレート、形状の変形（例えば、台形補正）を実行させ、処理の施された１画面分の画像を液晶制御部１５０に送信する。そして、制御部１１０は、液晶制御部１５０に、受信した１画面分の画像の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色成分の階調レベルに応じた透過率となるように、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの透過率を制御させる。そして、制御部１１０は、光源制御部１６０に光源１６１からの光の出力を制御させる。色分離部１６２は、光源１６１から出力された光を、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に分離し、それぞれの光を、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂに供給する。液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂに供給された、各色の光は、各液晶パネルの画素毎に透過する光量が制限される。そして、液晶パネル１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂを透過した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）それぞれの光は、色合成部１６３に供給され再び合成される。そして、色合成部１６３で合成された光は、投影光学系１７１を介して、不図示のスクリーンに投影される。
【００３６】
この投影処理は、画像を投影している間、１フレームの画像毎に順次、実行されている。
【００３７】
なお、このとき、ユーザにより投影光学系１７１の操作をする指示が指示部１１１から入力されると、制御部１１０は、光学系制御部１７０に、投影画像の焦点を変更したり、光学系の拡大率を変更したりするように投影光学系１７１のアクチュエータを制御させる。
【００３８】
この表示処理実行中に、制御部１１０は、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されたか否かを判定する（Ｓ２４０）。ここで、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されると（Ｓ２４０でＹｅｓ）、制御部１１０は、再びＳ２１０に戻り、表示モードの判定を行う。このとき、制御部１１０は、画像処理部１４０に、表示モードを選択させるためのメニュー画面をＯＳＤ画像として送信し、投影中の画像に対して、このＯＳＤ画面を重畳させるように画像処理部１４０を制御する。ユーザは、この投影されたＯＳＤ画面を見ながら、表示モードを選択するのである。
【００３９】
一方、表示処理実行中に、ユーザにより表示モードを切り替える指示が指示部１１１から入力されない場合は（Ｓ２４０でＮｏ）、制御部１１０は、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力されたか否かを判定する（Ｓ２５０）。ここで、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力された場合には（Ｓ２５０でＹｅｓ）、制御部１１０は、プロジェクタ１００の各ブロックに対する電源供給を停止させ、画像投影を終了させる。一方、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力された場合には（Ｓ２５０でＮｏ）、制御部１１０は、Ｓ２２０へ戻り、以降、ユーザにより投影終了の指示が指示部１１１から入力されるまでの間Ｓ２２０からＳ２５０までの処理を繰り返す。
【００４０】
以上のように、本実施例の液晶プロジェクタ１００は、スクリーンに対して画像を投影する。
【００４１】
なお、「ファイル再生表示モード」では、制御部１１０は、記録再生部１９１に、記録媒体１９２から静止画データや動画データのファイルリストや各ファイルのサムネイルデータを読み出させる。そして、制御部１１０は、読み出されたファイルリストに基づく文字画像や各ファイルのサムネイルデータに基づく画像を生成し、画像処理部１４０に送信する。そして、制御部１１０は、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４２】
次に、投影画面上において、記録媒体１９２に記録された静止画データや動画データにそれぞれ対応する文字や画像を選択する指示が指示部１１１を通して入力される。そうすると、制御部１１０は、選択された静止画データや動画データを記録媒体１９２から読み出すように記録再生部１９１を制御し、制御部１１０は、読み出された静止画データや動画データの画像や映像を再生する。
【００４３】
そして、制御部１１０は、例えば再生した動画データの映像を順次、画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４４】
また、「ファイル受信表示モード」では、制御部１１０は、通信部１９３から受信した静止画データや動画データの画像や映像を再生する。そして、制御部１１０は、例えば再生した動画データの映像を順次、画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。また、静止画データを再生した場合には、再生した画像を画像処理部１４０に送信し、通常の投影処理（Ｓ２３０）と同様に、画像処理部１４０、液晶制御部１５０、光源制御部１６０を制御する。
【００４５】
＜液晶制御部および液晶素子の構成＞
次に、図３、図４、図５を用いて本実施例の液晶プロジェクタ１００の液晶制御部１５０および液晶素子１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂの動作を説明する。なお、液晶素子１５１Ｇ、１５１Ｂの動作については、液晶素子１５１Ｒと同様に制御されるため、代表して液晶素子１５１Ｒの制御動作を説明する。なお、本実施例では、説明を簡単にするために、各液晶素子１５１は、液晶素子の各画素の透過率を、８階調（最も淡い階調を「階調０」として、最も濃い階調を「階調７」とする）に対応する透過率とすることができるものとして説明する。なお、本実施例では、画像処理部１４０からは、画像信号として、垂直同期信号、水平同期信号、各色成分の画素値（すなわち、階調を示す値）のデータ信号、データのクロック信号が送信されるものとする。
【００４６】
図３は、本実施例の液晶制御部１５０の構成を示す図である。図４は、本実施例の液晶素子１５１Ｒの構成を示す図である。図５は、本実施例の階調信号発生部３５０および、画像解析部３７０で発生される信号を示す図である。
【００４７】
なお、以下の説明において、液晶素子１５１Ｒ上での液晶の各画素については「液晶画素」と呼び、入力された画像信号（データ信号）の各画素については「画像画素」と呼ぶ。
【００４８】
ここで、液晶プロジェクタの液晶素子の通常の構成を説明する。液晶素子は通常、第１の偏光フィルタ、第１のガラス基板、第１の透明電極、第１の配向膜、液晶層、第２の配向膜、第２の透明電極、第２のガラス基板、第２の偏光フィルタからなる。そして、第１の偏光フィルタにより偏光方向がそろえられた光を液晶層に供給し、液晶層にて偏光方向を調整された光のうち、第２の偏光フィルタの通過可能な偏光方向の光のみが通過することにより透過率（透過光量）を制御しているのである。また、液晶層は、第１の配向膜と第２の配向膜の間に挟まれることで、分子の方向を一定方向に並べられた液晶からなっている。この液晶層は、第１の透明電極と、第２の透明電極に挟まれていて、第１の透明電極と第２の透明電極に異なる電圧を印可することで、この液晶層の各画素に対応する位置に電位差を生じさせ、液晶に電圧をかけることができる。ここで液晶は、かけられた電圧に応じて分子の配列を並び替える特性があるため、各画素に対応する液晶の光の偏光度合いが変化する。そのため、第１の偏光フィルタにより偏光方向がそろえられた光の偏光方向を変化させて、第２の偏光フィルタの透過率（透過光量）を調整することができるのである。
【００４９】
図３において、液晶制御部１５０は、基準電圧発生部３１０、画素電圧発生部３２０、垂直駆動部３３０、水平駆動部３４０、階調信号発生部３５０、スイッチ群３６０、画像解析部３７０を有する。また、水平駆動部３４０は、シフトレジスタ３４１、データメモリ３４２、ラッチ部３４３、比較部３４４を有する。
【００５０】
また、液晶素子１５１Ｒは、図３、図４に示すように、Ｍ行×Ｎ列の画素に対応する、Ｍ本のゲートラインＹ１〜Ｙｍと、Ｎ本のデータラインＸ１〜Ｘｎとが基板上に配置されており、これらのラインの交差位置に、各画素に対応するスイッチング素子である薄膜トランジスタＴ（ｍ，ｎ）が配置されている。そして、ゲートラインＹからの信号を、薄膜トランジスタＴのゲート電極に、データラインＸからの信号を薄膜トランジスタＴのソース電極にそれぞれ供給している。そして、薄膜トランジスタＴ（ｍ，ｎ）のドレイン電極には、それぞれ画素電極Ｐ（ｍ，ｎ）が接続されている。この画素電極Ｐ（ｍ，ｎ）には、ゲートラインＹからの信号入力中のみソースラインＸからの信号が供給される。一方、画素電極Ｐの他方は共通電極であって、基準電圧発生部３１０により発生された、一定電圧のＶｃｏｍ電圧３１１が供給されている。本実施例の液晶素子１５１Ｒは、このような構成であり、共通電極の電圧（Ｖｃｏｍ）と、画素電極Ｐの電圧（データラインＸから印可される電圧）との差により、共通電極と、画素電極Ｐの間の液晶にかかる電圧を調整している。
【００５１】
図３において、基準電圧発生部３１０は、液晶素子１５１Ｒの共通電極に供給する一定電圧のＶｃｏｍ電圧３１１を発生させるものである。
【００５２】
画素電圧発生部３２０は、データラインＸに印可する画素電圧を発生させるためのものであり、画素電圧発生部３２０で発生した画素電圧はスイッチ群３６０を介して、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに供給される。本実施例では、階調信号発生部３５０により発生された各階調（階調０〜階調７）に対応する階調信号３５１（本実施例ではランプ信号）に基づいて、画素電圧を発生させる。この画素電圧発生部３２０は、例えば、入力されている階調信号３５１が階調３に対応する値である場合には、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を階調３に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものである。すなわち、入力されている階調信号３５１の値（階調を示す値）に応じて、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を各階調に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものである。
【００５３】
このような構成によって、本実施例の液晶素子１５１Ｒの各液晶画素の画素電極には、データラインＸから供給される画素電圧が供給され、共通電極の電圧Ｖｃｏｍとの電位差により、液晶の透過率を変化させることができる。そして、スイッチ群３６０によって、各画素の階調に対応する電圧が画素電圧発生部３２０から供給されるタイミングでスイッチをＯＦＦにすることで、液晶の透過率を入力された画像の各画素の画素値に応じた透過率とするように制御しているのである。このスイッチ群３６０の各スイッチのＯＮ／ＯＦＦの制御を行うのが、水平駆動部３４０である。
【００５４】
なお、本実施例の液晶素子１５１Ｒは、低い電圧を液晶に印可した場合には、透過率が低く、高い電圧を液晶に印可した場合には、透過率が高くなるものとして説明するが、電圧と透過率の関係は逆のものであっても良い。
【００５５】
また、画素電圧発生部３２０は、入力されている階調信号３５１の値（階調を示す値）に応じて、液晶素子１５１Ｒの液晶画素を各階調に対応する透過率とするのに必要な電圧を発生させるものであれば、どのような変化をする電圧であっても良い。本実施例では、階調信号発生部３５０により、単調増加するランプ信号が階調信号３５１として入力された場合、画素電圧発生部３２０は、単調増加する画素電圧を発生させている。しかし、階調信号３５１の単調増加するランプ信号に基づいて、単調減少する画素電圧を発生させても良い。これは、液晶に対して、画素電極Ｐから共有電極方向に正の電圧を印可しても、負の電圧を印可しても、印可する電圧の絶対値が同じであれば、液晶の配向方向を同じように制御できる特性によるものである。すなわち、画素電圧発生部３２０は、水平同期信号の１周期毎に単調増加するランプ信号が入力されている場合であっても、Ｖｃｏｍ電圧３１１を中心として増加する電圧を発生させても良いし、減少する電圧を発生させても良い。
【００５６】
次に、図３において、垂直駆動部３３０は、画像処理部１４０より送信された画像の水平同期信号を取得し、その水平同期信号に応じたタイミングで、液晶素子１５１ＲのゲートラインＹ１〜Ｙｍに順次ゲート信号を供給する。なお、垂直同期信号を取得していても良い。例えば、垂直駆動部３３０は、垂直同期信号の変化を検出してから２回の水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ１に信号を供給し、他のゲートラインＹ２〜Ｙｍには信号を供給しない。次に、水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ２に信号を入力し、他のゲートラインＹ１、Ｙ３〜Ｙｍには信号を供給しない。このように、本実施例の垂直駆動部３３０は、水平同期信号の変化を検出する度に、順次、ゲートラインＹ１〜Ｙｍまで信号の供給先を順番に切り替える。なお、垂直同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹｍまでの信号の供給が終了していなくても、垂直同期信号の変化を検出した後の２回の水平同期信号の変化を検出すると、ゲートラインＹ１に信号を供給する。ここで、２回目の水平同期信号で、ゲートラインＹ１に信号を提供することとしたが、これは、１ライン分のデータ信号が水平制御部３４０に入力されるのに少なくとも必要な時間待機させるためである。
【００５７】
垂直駆動部３３０によりゲートラインＹ１に信号が供給されると、本実施例の液晶素子１５１Ｒの内部では、薄膜トランジスタＴ（１，１）〜Ｔ（１，ｎ）が導通し、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧を画素電極Ｐ（１，１）〜Ｐ（１，ｎ）に印可することができるようになる。このとき、Ｔ（１，１）〜Ｔ（１，ｎ）以外の薄膜トランジスタは導通していないので、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧は、Ｐ（１，１）〜Ｐ（１，ｎ）以外の画素電極に印可されることはない。また、ゲートラインＹ１に信号が供給されているときは、同様に、データラインＸ１〜Ｘｎにより供給された電圧を画素電極Ｐ（２，１）〜Ｐ（２，ｎ）に印可することができるようになる。以後、この動作をゲートラインＹｍまで繰り返されることになる。
【００５８】
水平駆動部３４０は、画像処理部１４０より送信された水平同期信号、データ信号、データクロックをそれぞれ取得し、また、階調信号発生部３５０から送信された階調信号３５１（本実施例ではランプ信号）と、画像解析部３７０から送信された比較信号とを取得する。そして、これらの取得した信号に基づいて、スイッチ群３６０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５９】
前述したように、本実施例においては、階調信号発生部３５０からの階調信号３５１に基づいて、画素電圧発生部３２０により発生された画素電圧は、スイッチ群３６０を介して、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに供給されている。水平駆動部３４０は、階調信号発生部３５０から送信された階調信号３５１が、データラインＸ１〜Ｘｎそれぞれに対応する画像画素の画素値と一致するまでは、スイッチ群３６０の各スイッチをＯＮにしておく。そして、階調信号３５１が、データラインＸ１〜Ｘｎそれぞれに対応する各画素の画素値と一致すると、一致したデータラインに対するスイッチ群３６０の各スイッチをＯＦＦにする。このように、水平駆動部３４０は、液晶素子１５１の各液晶画素の画素電極に対する画素電圧の供給状態を制御するために、スイッチ群３６０の各スイッチのＯＮ／ＯＦＦを制御している。なお、水平駆動部３４０の詳細な動作については、後述する。
【００６０】
階調信号発生部３５０は、画像信号の水平同期信号に同期して、階調信号３５１と、階調信号の同期信号である階調クロック信号３５２を発生させる。そして、階調信号３５１を画素電圧発生部３２０および、水平駆動回路３４０に供給し、階調クロック信号３５２を画像解析部３７０に供給する。図５に示すように、階調信号３５１は、水平同期信号の１周期内で、階調０〜階調７のそれぞれの階調に対応する値を示すデジタル信号であり、単調増加するランプ信号となっている。そして、階調信号３５１は、階調クロック信号３５２の４クロックにつき１階調分、信号の値を増加させている。
【００６１】
スイッチ群３６０は、液晶素子１５１ＲのデータラインＸ１〜Ｘｎに、画素電圧発生部３２０からの画素電圧を、供給するか非供給とするかを切り替えるためのもので、例えば物理的な複数のスイッチや複数のスイッチング素子、論理的な複数のスイッチ等からなる。そして、水平同期信号の変化を検出すると、スイッチ群３６０は、各スイッチを供給状態（すなわちＯＮ）にする。一方で、水平駆動部３４０により、スイッチをＯＦＦにする信号が入力されると、ＯＦＦを指定されたスイッチを非供給状態にする。
【００６２】
画像解析部３７０は、画像処理部１４０から送信された水平同期信号と、データ信号と、階調信号発生部３５０から送信された階調クロック信号３５２を取得し、比較信号３７１を水平駆動部３４０に送信するものである。なお、本実施例では、この比較信号３７１は、水平駆動部３４０の比較部３４４で、ラッチ部３４３のデータと階調信号３５１の値とを比較するタイミングを決めるためのものである。そして、この比較信号３７１は、画像処理部１４０から送信された画像信号のデータ信号の値に基づいたタイミングで送信される。この画像解析部３７０の動作は後述する。なお、水平駆動部３４０の比較部３４４は、比較信号３７１に基づいてラッチ部３４３のデータと階調信号３５１の値とを比較するタイミングを決めなくても、スイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにする信号の出力タイミングを変更するようにしてもよい。
【００６３】
＜液晶制御部による液晶素子の制御動作＞
続いて、図３、図５、図６を用いて、本実施例の液晶制御部１５０による液晶素子１５１Ｒの制御動作を説明する。
【００６４】
図６は、画像解析部３７０の解析結果と、比較信号３７１の遅延量を決定するための表である。図６（ａ）は、画像解析部３７０の解析結果を、各ライン毎に示したものである。図６（ｂ）は、画像画素の階調毎の画素数と、その階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を示すものである。遅延量は、階調クロック信号３５２の１クロック単位である。図６（ｃ）は、（ａ）の解析結果と（ｂ）の遅延量に基づいて、各階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を各ライン毎に示したものである。また、図６（ｄ）は、図６（ｃ）の表を変換したもので、各階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングの遅延量を各ライン毎に示したものである。
【００６５】
図６（ｃ）（ｄ）に示すように、比較信号３７１の送信タイミングを通常のタイミングよりも、階調クロック信号３５２の１〜３クロック遅延させることにより、結果として、スイッチ群３６０の各スイッチを切り替える信号の出力されるタイミングを通常より遅延させることができる。
【００６６】
まず、画像処理部１４０から画像信号が入力されると、垂直同期信号、水平同期信号、データ信号、データクロック信号は、図３を用いて既に説明したように、液晶制御部１５０の各ブロックに提供される。
【００６７】
水平駆動部３４０において、データクロック信号は、シフトレジスタ３４１へ、データ信号はデータメモリ３４２へ、水平同期信号はラッチ部３４３に供給される。また、階調信号発生部３５０により出力された階調信号３５１および、画像解析部３７０により出力された比較信号３７１は、比較部３４４に供給される。
【００６８】
水平駆動部３４０において、シフトレジスタ３４１は、画像処理部１４０から送信されたデータクロック信号に基づいて、画像処理部１４０から送信されたデータ信号のデータメモリ３４２への記録動作を制御する。また、データメモリ３４２は、画像処理部１４０から送信されたデータ信号の１ラインの画像画素に対応するデータ（画素値）をそれぞれ記憶する。ラッチ部３４３は、画像処理部１４０から送信された水平同期信号の変化を検出したタイミングで、データメモリ３４２のデータ（各画像画素の画素値）を読み出してラッチする。すなわち、ラッチ部３４３は、１ライン目のデータ信号がデータメモリ３４２に記憶された後、２ライン目の水平同期信号が入力されたタイミングで、データメモリ３４２に記憶された１ライン目の画像画素の画素値を読み出してラッチするのである。そして、比較部３４４は、階調信号発生部３５０から供給された各階調を示す階調信号３５１（ランプ信号）とラッチ部３３３にラッチされている画像画素の画素値を、画像解析部３７０から送信された比較信号３７１の入力されたタイミングで比較する。そして、比較部３４４は、各画像画素に対応するラッチ部３４３の各画像画素の画素値が、階調信号３５１と一致すると、一致した画像画素に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦするための制御信号ＳＷ１〜ＳＷｎを送信する。なお、比較部３４４は、事前に、階調信号発生部３５０から供給された各階調を示す階調信号３５１（ランプ信号）とラッチ部３３３にラッチされている画像画素のデータ（画素値）を、比較しておいてもよい。この場合、画像解析部３７０から送信された比較信号３７１の入力されたタイミングで、各画像画素に対応するラッチ部３４３の値が、階調信号３５１と一致すると、一致した画素に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦするための制御信号ＳＷ１〜ＳＷｎを送信する。
【００６９】
スイッチ群３６０には、前述したように、階調信号３５１の入力に応じて、液晶画素を入力された階調信号の示す値に対応する透過率とするための電圧が供給されている。そして、水平駆動部３４０は、前述したように、階調信号３５１の示す階調と各画像画素の画素値とが一致したときに、スイッチ群３６０の各スイッチをＯＦＦにする。そのため、スイッチ３６０を介して、画像画素の画素値に応じた画素電圧がデータラインＸから供給されるのである。
【００７０】
このような動作により、垂直駆動部３３０からゲートラインＹ１に信号が入力され、データラインＸ１〜Ｘｎから、液晶素子１５１Ｒの１ライン目の各液晶画素の画素電極Ｐ（１，１）〜（１，ｎ）に対して、画像画素の画素値に応じた画素電圧を供給することができる。そうすると、１ライン目の各液晶画素の透過率は、各画像画素の画素値に応じた透過率となるのである。この動作を１ライン目からＭライン目まで順次繰り返すことにより、本実施例の液晶制御部１５０は、液晶素子１５１Ｒの各ラインの各液晶画素の透過率を順次制御することができるのである。
【００７１】
そして、色分離部１６２からの赤色（Ｒ）の光を液晶素子１５１Ｒに透過させることにより、入力画像の赤色の階調に対応する赤色の光を、色合成部１６３に供給することができる。そして、色合成部１６３で緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光を合成し、投影光学系１７１から投影することにより、入力画像に対応する画像をスクリーンに投影することができるのである。
【００７２】
ここで、本実施例の画像解析部３７０の動作について説明する。
【００７３】
なお、説明を簡単にするために、縦６０画素×横１２０画素の画像データを表示する場合について説明する。この場合には、１水平ラインの画像の画素数は、１２０画素である。また、本実施例においては、１ライン中の画像画素の中で、各階調の表示する画素数が多くない場合（通常）、比較信号３７１は、図５のＡ行目比較信号のように、階調クロック３５２の４クロックに１度の周期で周期的に送信される。さらに、図５のＡ行目比較信号のように、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の１クロック以内に送信される。本実施例では、通常このように比較信号３７１が送信されているものとして説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００７４】
前述したように、画像解析部３７０は、入力された１ライン分の画像データに基づいて、水平駆動部３４０の比較部３４４に、ラッチ部３４３にラッチされている画素値と、階調信号３５１との比較を行うタイミングを決定するための比較信号３７１を送信するものである。なお、比較部３４４は、比較信号３７１を受信したタイミングで比較を行わなくとも、比較信号３７１を受信したタイミングに従って、スイッチ群３６０の各データラインＸに対応するスイッチをＯＦＦにする信号を送信するようにしても良い。この場合、比較信号３７１は、ラッチ部３４３にラッチされている画素値と、階調信号３５１との比較を行うタイミングを決定するための信号ではなく、スイッチ群３６０の各スイッチを制御するための信号を出力するタイミングを決定するための信号である。
【００７５】
そのために、画像解析部３７０は、データ信号として入力された１ライン分の画像データの画像解析を行う。具体的には、入力された１ライン分の画像データを解析し、各階調の画素がいくつあるかをそれぞれカウントする。なお、本実施例において、画像解析部３７０による解析は、１ラインの画像が入力される度に行われるものとするが、例えば、液晶制御部１５０に１フレーム分の画像データをバッファリングするメモリがあれば、１フレーム分の画像の各ラインについて解析をしても良い。
【００７６】
この解析結果を示したものが図６（ａ）である。この解析結果によれば、１ライン目については、階調０から階調７の画素の数が１５個ずつである。Ａライン目については、階調０の画素は１５個、階調１の画素は２５個、階調２の画素は１５個、階調３の画素は５個、階調４の画素は１５個、階調５の画素は５個、階調６の画素は２０個、階調７の画素は２０個である。またＢライン目については、階調０の画素は０個、階調１の画素は０個、階調２の画素は３０個、階調３の画素は６０個、階調４の画素は３０個、階調５の画素は０個、階調６の画素は０個、階調７の画素は０個である。
【００７７】
そして、画像解析部３７０は、カウントされた画素の多かった階調の「次」の階調の画像画素に対応する液晶画素に対する画素電圧の供給をＯＦＦにするタイミングを変更するために、比較信号３７１を比較部３４４に送信するタイミングを変更する。水平駆動部３４０では前述したように、階調信号３５１とラッチ部３４３の画素値を比較するタイミングを比較信号３７１を受信したタイミングとしている。そのため、比較信号３７１を送信するタイミングを変更することで、比較部３４４で、比較が実行されるタイミングを変更することができ、これにより、スイッチ群３６０のスイッチのＯＦＦになるタイミングを変更することができるのである。この比較信号３７１の送出タイミングは、図６（ｂ）の表に従って、画像解析部３７０により決定される。
【００７８】
具体的に説明すると、図６（ａ）の１ライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、各階調の画素の数がすべて２９個以下なので、それぞれの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させない。従って、図６（ｃ）に示すように１ライン目の画像信号については、どの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の遅延量は０である。
【００７９】
また図６（ａ）のＡライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、各階調の画素の数がすべて２９個以下なので、それぞれの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させない。従って、図６（ｃ）に示すようにＡライン目の画像信号については、どの階調の次の階調に対応する比較信号３７１の遅延量は０である。
【００８０】
また図６（ａ）のＢライン目の画像信号については、図６（ｂ）の表によれば、階調２、階調３、階調４については、それぞれその次の階調の対応する比較信号３７１の送信タイミングを遅延させる。すなわち、階調２の画素の数は３０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調３）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の１クロック分とする。また、階調３の画素の数は６０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調４）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の２クロックとする。また、階調４の画素の数は３０個であるため、図６（ｂ）の表によれば、次の階調（階調５）に対応する比較信号３７１の遅延量を階調クロック信号３５２の１クロックとする。従って、図６（ｃ）に示すようにＢライン目の画像信号については、階調２、階調３、階調４のそれぞれの次の階調に対応する比較信号の遅延量は、それぞれ、１クロック、２クロック、１クロックである。これを変換した表が図６（ｄ）であるが、階調３に対応する比較信号３７１の遅延量は１クロックであり、階調４に対応する比較信号３７１の遅延量は２クロックであり、階調５に対応する比較信号３７１の遅延量は１クロックである。
【００８１】
本実施例によれば、例えばＢライン目において、階調３を表示するために、スイッチ群３６０の６０個のスイッチが一度にＯＦＦになった瞬間に、画素電圧発生部３２０から供給されている画素電圧に乱れが生じる。そうすると、階調３の次の階調（階調４）に対応する画素電圧にも乱れの影響が波及してしまうことになる。この乱れは時間が経過するほど小さくなる。そこで、本実施例では、その乱れた画素電圧が乱れた期間に次の階調（階調４）を表示させるためにスイッチ群３６０がＯＦＦにならないように、通常のタイミングよりも遅いタイミングで、次の階調（階調４）に対応する画素のスイッチがＯＦＦになるようにしている。このようにすることで、階調３に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングと、階調４に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングとの間の時間を長くすることができる。そのため、その分、画素電圧の乱れがある程度低減された状態で次の階調（階調４）の画素のスイッチがＯＦＦになるため、階調４の画素の劣化を低減することができるのである。
【００８２】
なお、本実施例では、比較信号３７１は、図５のＡ行目比較信号のように、階調クロック３５２の４クロックに１度の周期で送信される。さらに、各階調の表示する画素数が多くない場合、図５のＡ行目比較信号のように、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の１クロック以内に送信される。本実施例では、通常このように比較信号３７１が送信されているものとして説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図５の例とは異なり、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の４クロック目に比較信号３７１が送信される場合であっても良い。この場合には、表示する画素の数の多い階調そのものに対応する比較信号３７１の送信タイミングを例えば１クロック〜３クロック早めて送信することになる。すなわち、本発明は、比較信号３７１の送信タイミングを遅らせるものに限られない。また、仮に、階調信号３５１の値が増加してから階調クロック３５２の３クロック目に比較信号３７１が送信される場合であっても良い。この場合には、表示する画素の数の多い階調そのものに対応する比較信号３７１の送信タイミングを例えば１〜２クロック早めても良いし、表示する画素の数の多い階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを１クロック遅らせても良い。すなわち、本実施例の液晶表示装置は、表示する画素の数の多い階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングおよび／または、表示する画素の数の多い階調の次の階調に対応する比較信号３７１の送信タイミングを制御すればよい。
【００８３】
以上説明したように、本実施例の液晶表示装置は、階調信号３５１と表示する画像の１ラインの画素値を比較して、各液晶画素に供給される階調信号３５１に基づく画素電圧の供給状態を制御する液晶表示装置である。そして、階調信号３５１において、第１の階調の次に第２の階調を表示する場合、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングと、第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングとの間の期間を変更することができる。この期間については、１ラインの画像データの第１の階調の画素の数が多い場合は、第１の階調の画素の数が少ない場合に比べて、この期間が長くなるように制御される。そのために、本実施例の液晶表示装置は、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングおよび／または第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングを制御している。
【００８４】
以上のように、実施例の液晶表示装置によれば、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチの解放タイミングと、その次の第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチの解放タイミングを、第１の階調の画素の数が少ない場合よりも長くすることができる。このような構成とすることにより、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにしたときに生じる画素電圧の乱れの影響が小さくなってから、第１の階調の次の階調である第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦすることができ、画像の劣化を防止することができるのである。
【００８５】
なお、本実施例では、階調信号３５１の波形を変更することなく、第１の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングおよび／または第２の階調に対応する画素電圧の供給状態を切り替えるタイミングを制御していたが、このような構成でなくても良い。例えば、画像解析部３７０は、特定の階調の画素の数が多い場合には、第１の階調および／または第２の階調の階調を示す信号を出力する時間を長くするように階調信号発生部３５０を制御しても良い。この場合の具体的な階調信号３５１の波形の例と、比較信号３７１の出力波形の例を図７に示す。この例によれば、本実施例のＢライン目の画像を表示するときには、画像解析部３７０は、表示しない階調の信号を含まない階調信号３５１を発生させるように階調信号発生部３５０を制御し、比較信号３７１の出力タイミングを、各階調を示す画素が少ない場合に比べて長くする。なお、この階調信号の出力タイミングは水平同期信号の１周期内であればどのようなタイミングであっても良い。
【００８６】
このようにすることでも、表示する画素の数が多い第１の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦにしたときに生じる画素電圧の乱れの影響が小さくなるまで十分に待ってから、第１の階調の次の階調である第２の階調に対応するスイッチ群３６０のスイッチをＯＦＦすることができる。
【００８７】
なお、本実施例では、３板式の液晶プロジェクタを説明するため、液晶素子を複数としたが、単板式の液晶プロジェクタであれば、液晶素子１５１は１つであり、色分離部１６２、色合成部１６３の代わりに、液晶素子の前または後に各色成分の光のみをそれぞれ時分割に透過させるカラーホイール等が配置されることになる。そして、液晶制御部１５０は、各色成分を表示するタイミングで、それぞれの色成分に対応する透過率となるように液晶素子１５１を制御することになる。このような単板式の液晶プロジェクタにおいても、同時に電圧がチャージされる複数の画素電極の各々が表示する階調の画素の数を解析し、頻度の多い階調の画素電極に電圧がチャージされるタイミングと、頻度の多い階調の次の階調の画素電極に電圧がチャージされるタイミングとの間の期間を長くするようにしてもよい。このようにすることで、本実施例で説明した３板式の液晶プロジェクタでと同様に、画質の劣化を低減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶素子を有する液晶表示装置であって
表示するべき画像を取得する取得手段と、
前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、
前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段と、
前記取得された画像の各画素の画素値と、前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合における、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングを、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて、遅延させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングを、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて、早くすることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記階調信号の前記第１の階調を示す値および／または前記第２の階調を示す値の出力される時間を長くするよう前記階調信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記取得された画像の各画素の画素値に、特定の階調を示す画素値が含まれていない場合には、前記階調信号の前記特定の階調を示す値を出力しないよう前記階調信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶素子と、表示するべき画像を取得する取得手段と、前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段とを有する液晶表示装置の制御方法であって、
前記取得された画像の各画素の画素値と前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御し、
前記第１の階調を示す画素の数が多い場合における、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御することを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
【請求項１】
液晶素子を有する液晶表示装置であって
表示するべき画像を取得する取得手段と、
前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、
前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段と、
前記取得された画像の各画素の画素値と、前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合における、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングを、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて、遅延させることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングを、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて、早くすることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の階調を示す画素の数が多い場合、前記階調信号の前記第１の階調を示す値および／または前記第２の階調を示す値の出力される時間を長くするよう前記階調信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記取得された画像の各画素の画素値に、特定の階調を示す画素値が含まれていない場合には、前記階調信号の前記特定の階調を示す値を出力しないよう前記階調信号発生手段を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】
液晶素子と、表示するべき画像を取得する取得手段と、前記取得された画像の水平同期信号に同期して、第１の階調を示す値の後に第２の階調を示す値をとなる階調信号を発生させる階調信号発生手段と、前記液晶素子の複数の液晶画素の画素電極に対して同時に供給する、前記階調信号に応じた画素電圧を発生させる電圧発生手段とを有する液晶表示装置の制御方法であって、
前記取得された画像の各画素の画素値と前記画素電圧の値とに基づいて、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御し、
前記第１の階調を示す画素の数が多い場合における、前記第１の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングと前記第２の階調に対応する前記画素電圧の供給状態を変更するタイミングとの間の期間を、前記第１の階調を示す画素の数が少ない場合に比べて長くするように、前記同時に供給されている複数の画素電極に対する前記画素電圧の供給状態を制御することを特徴とする液晶表示装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８３８２６（Ｐ２０１３−８３８２６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４１８５（Ｐ２０１１−２２４１８５）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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