液晶表示装置
【課題】補間映像を挿入せずに同じフレームの画像を２回表示してフレームド周波数を上げたときに、２重像現象の発生を防ぐことのできる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１００の信号処理部１０１は、入力信号を倍速２度書き信号に変換する。駆動装置１０２は、倍速２度書き信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレーム（ＳＦ）であってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のときＳＦ１が、駆動階調が２のときＳＦ１、ＳＦ（Ｓ＋１）が、駆動階調が３のときＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ（Ｓ＋１）が駆動状態となり、以降、駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ（Ｓ）との間、およびＳＦ（Ｓ＋１）とＳＦ（２Ｓ）との間で交互に、かつ、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくようなサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部２６を有する。
【解決手段】液晶表示装置１００の信号処理部１０１は、入力信号を倍速２度書き信号に変換する。駆動装置１０２は、倍速２度書き信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレーム（ＳＦ）であってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のときＳＦ１が、駆動階調が２のときＳＦ１、ＳＦ（Ｓ＋１）が、駆動階調が３のときＳＦ１、ＳＦ２、ＳＦ（Ｓ＋１）が駆動状態となり、以降、駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ（Ｓ）との間、およびＳＦ（Ｓ＋１）とＳＦ（２Ｓ）との間で交互に、かつ、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくようなサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部２６を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された映像信号を、その映像信号が有するフレーム周波数よりも高いフレーム周波数に変換して液晶表示素子の表示部に表示する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置における動画性能の向上を目的として倍速フレーム補間方式が広く採用されている。液晶表示装置において、次フレームの画像に書き換えられるまでの間、現在画像の表示は連続して保持される。表示画像から、瞬間的に次フレームの画像に書き換わると、人間の目の残像効果により、前と後のフレームの画像が同時に観察されることになる。その結果、動画のボケとして認知される。倍速フレーム補間方式とは、動画ボケの対策として、フレームの周期、たとえば６０Ｈｚを２倍の１２０Hzとし、前後のフレームの画像から中間の画像を予測して作り出し挿入する方式である。
【０００３】
特許文献１では概ね以下の内容が開示されている。動き検出回路により映像信号のフレーム間の動きが検出され、検出された動きベクトルに基づき補間回路は補間映像を形成する。映像信号および補間映像は画像メモリに書き込まれる。画像メモリは書き込み周波数の２倍の周波数で映像信号および補間映像を読み出すことにより、２倍の周波数であって補間映像が挿入された映像信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６５９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
倍速フレーム補間方式は動画改善に有効な技術であるが、人工的に新たな画像を作り出すこととなるので、補間をしない画像を見たいという要請もまた存在している。そこで、フレーム周波数を２倍に上げて、同じフレームの画像を２回表示し、擬似的にフレーム周波数を１２０Ｈｚにする手法を検討すると、２重像現象が発生するという課題が存在していた。
【０００６】
液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の駆動方式には、画素に印加される電圧値が連続的なアナログ値であるアナログ方式と、画素に印加する電圧の大きさを２値とし、画像の輝度（階調）に対応して、印加電圧の時間幅を変えることにより、液晶の画素に印加する実効電圧値を制御するデジタル方式がある。デジタル方式においては、中間階調を得るために、サブフィールド法を用いるのが一般的である。デジタル方式でサブフレーム法を用いる場合であっても、上記の課題は同様であった。
【０００７】
そこで、本発明は、補間映像を挿入せずに同じフレームの画像を２回表示してフレームド周波数を上げたときに、２重像現象の発生を防ぐことのできる液晶表示装置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】
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく駆動階調テーブル（２７）によりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００９】
また、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく駆動階調テーブル（２７）によりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１０】
上記の構成において、前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部（２１）と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部（２３）と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部（２４）とをさらに備え、前記サブフレームデータ作成部（２６）は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成するよう構成してもよい。
【００１１】
また、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２０）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１２】
さらに、入力信号を倍速２度書き信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２０）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１３】
上記の構成において、前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部（２２）と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部（２３）と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部（２４）とをさらに備え、前記サブフレームデータ作成部（２６）は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成するよう構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、補間映像を挿入せずに同じフレームの画像を２回表示してフレームド周波数を上げたときに、２重像現象の発生を防ぐことのできる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２】デジタル駆動の反射型液晶表示素子における各画素の駆動回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態における反射型液晶表示素子の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。
【図４】入力信号を倍速補間処理または倍速２度書きをするための信号処理部を示す概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における階調表現を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態における倍速補間モードおよび倍速２度書きモードの際の駆動パターンを示す図である。
【図８】第１の実施形態における倍速補間モードにおける駆動階調テーブルを示す図である。
【図９】第１の実施形態における倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示す図である。
【図１０】第１の実施形態における誤差拡散図を示す図である。
【図１１】第１の実施形態における誤差拡散フローを示す図である。
【図１２】第１の実施形態におけるフレームレートコントロールフローを示す図である。
【図１３】は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【図１４】第１の実施形形態における信号処理を示す図である。
【図１５】第１の実施形態における反射型液晶表示素子の極性反転駆動を示す図である。
【図１６】倍速補間モード、倍速２度書きモードにおける２重像の発生の程度を模式的に比較した図である。
【図１７】幅１ドットの画像が１／６０秒毎に右へ２ドットずつ移動する画面を倍速補間モードおよび倍速２度書きモードで表示する様子を示す図である。
【図１８】倍速２度書きモードにおいて、駆動階調テーブルを図８、図９のとした場合の映像光の時間的変化を示す図である。
【図１９】反射型液晶素子における横方向電界の発生メカニズムを説明する図である。
【図２０】フレームレートコントロールにより、横方向電界が均等に分散されることを説明する図である。
【図２１】第２の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。
【図２２】第３の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。
【図２３】第３の実施の形態において、各サブフレーム期間を調節して、駆動階調毎の輝度がガンマ２．２の線上にあることを表している図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法について、添付図面を参照して説明する。以下では表示パネルとしてアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子を備えた投射型表示装置を例にして説明する。まず、投射型表示装置および反射型液晶表示素子の概略構成について説明する。
【００１７】
図１は、反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。液晶表示装置は、概略、反射型液晶表示素子６、偏光ビームスプリッタ５（以下、ＰＢＳという）、投射レンズ１３を含んで構成される。反射型液晶表示素子６は、対向電極（透明電極ともいう）１０と、画素電極８との間に液晶９が封止された構造を有する。
【００１８】
照明光学系１から射出したＳ偏光３とＰ偏光４を含む光２はＰＢＳ５に入射する。ＰＢＳ５にて偏光分離される。Ｓ偏光３はＰＢＳ５の偏光分離面で反射され、反射型液晶表示素子６側に進行する。Ｐ偏光はＰＢＳの偏光分離面を透過する。反射型液晶表示素子６の液晶９は、画素回路７によって画素電極８と対向電極１０の間に印加される電圧に応じて入射したＳ偏光を変調する。対向電極１０に入射したＳ偏光は、画素電極８で反射して対向電極１０から射出するまでの過程で変調を受け、Ｐ偏光とＳ偏光からなる光として対向電極１０から射出される。対向電極１０から射出された光は変調された光であるＰ偏光成分のみがＰＢＳ５を通過し、Ｓ偏光成分はＰＢＳ５で反射される。ＰＢＳ５を通過したＰ偏光は投射レンズ１１によって射出され、射出光１２はスクリーン１３上に投射されて画像が表示される。なお、後述する出力光の強度とは、スクリーン１３上で測定した出力光の照度をいう。
【００１９】
図２はデジタル駆動の反射型液晶表示素子６における各画素の駆動回路構成を示す図である。反射型液晶表示素子６の個々の画素は画素電極８と対向電極１０の間に液晶９がはさまれた構造になっている。破線で示した画素回路７は、サンプルホールド部１６と電圧選択回路１７からなる。サンプルホールド部１６はＳＲＡＭ構造のフリップフロップよりなる。サンプルホールド部１６は列データ線Ｄと行選択線Ｗとに接続されている。サンプルホールド部１６の出力は電圧選択回路１７へと接続されている。電圧選択回路１７はブランキング電圧線Ｖ０、駆動電圧線Ｖ１に接続されている。電圧選択回路１７は画素電極８へと接続され、画素電極８に所定の電圧を与える。対向電極１０の電圧の値は共通電圧Ｖｃｏｍと呼ばれている。
【００２０】
図３は以下の各の実施形態における反射型液晶表示素子６の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。図３において、横軸は入力電圧であり、画素電極８と対向電極１０との間の電位差、すなわち液晶９の駆動電圧を示す。縦軸は、液晶９から射出される出力光の強度を示す。液晶９から射出される出力光の強度が大きくなり始める電圧が闇値電圧Ｖｔｈである。電圧が０（たとえば、画素電極８と対向電極がともにＧＮＤ）のときは、出力光の強度が少なく、黒状態（ブランキング電圧）であり、出力光が飽和し始める電圧が飽和電圧Ｖｗ（白レベルである。）である。
【００２１】
図４は、入力信号を倍速補間処理または倍速２度書きの処理をするための信号処理部１０１を示す概略図である。入力信号およびフレームメモリで１フレーム遅延された信号は動きベクトル検出回路に入力される。動きベクトル検出回路は、入力された現在フレームの信号と１フレーム遅延された信号から動画の動きベクトルを検出して、動画の動きベクトルを補間映像信号生成回路に送る。補間映像信号生成回路は、現在フレームの信号、１フレーム遅延された信号および動きベクトルを用いて、現在フレームの信号と１フレーム遅延された信号の間に挿入する動き補償された補間フレームを生成する。
【００２２】
現在フレームの信号と補間フレームの信号は書き込みタイミング制御信号により、フレームメモリへ書き込まれる。書き込みアドレス発生回路はフレームメモリへ映像信号を書き込むためのタイミング制御カウンタを有しており、入力信号の水平同期信号（Hsync）と垂直同期信号（Vsync）から算出した書き込みタイミング制御信号をフレームメモリ中の制御インターフェースへ出力する。フレームメモリは、読み出しタイミング制御信号に基づき、選択回路で指定された倍速補間モードまたは倍速２度書きモードにて映像信号を出力して、選択回路から後段の駆動装置（駆動回路）１０２に送られる。また、読み出し発生回路はフレームメモリへ書きこんだ映像信号を読み出すためのタイミング制御カウンタを有しており、入力信号の２倍の周波数の水平同期信号（２ＨＳｙｎｃ）及び垂直同期信号（２ＶＳｙｎｃ）から算出した、読み出しタイミング制御信号をフレームメモリの制御インターフェースへ出力する。なお、補間する場合は、現在フレームの信号と補間フレームの信号を交互に読み出す。補間を行わない場合は、現在フレームの信号を２回続けて出力する。
【００２３】
図５は本発明の第１の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。図６は第１の実施形態における階調表現を説明するための図である。図６は入力された映像信号データのビット数を８ビットとした場合における各プロセス部における階調表現の例を示している。図７は、第１の実施形態における倍速補間モードおよび倍速２度書きモードの際の駆動パターンを示す図である。図 ８は、第１の実施形態における倍速補間モードにおける駆動階調テーブルを示す図である。図９は、第１の実施形態における倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示す図である。図１０は第１の実施形態における誤差拡散フローを示す図である。図１１は第１の実施形態における誤差拡散図を示す図である。図１２は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールフローを示す図である。図１３は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【００２４】
図５において、Ｎビットの入力された映像信号データは、ルックアップテーブル部２１にて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換される。ここで、Ｍはサブフレーム数を２進数で表したときのビット数、Ｄは誤差拡散処理部２３により補間されるビット数、Ｆはフレームレートコントロール部２４により補間されるビット数を表している。なおＮ、Ｍ、Ｆ、Ｄは整数である。
【００２５】
図６の例では、入力された映像信号データのビット数は８ビット（Ｎ＝８）、誤差拡散処理部２３にて補間されるビット数は４ビット（Ｄ＝４）、フレームレートコントロール部２４にて補間されるビット数は２ビット（Ｆ＝２）としている。サブフレーム数を２進数で表した場合のビット数は４ビット（Ｍ＝４）、駆動階調は１２個（黒を含まない）としている。
【００２６】
ここでルックアップテーブル部２１の動作を説明する。一般的に映像信号はガンマ補正がかけられている。画像表示装置側ではガンマ補正がかけられた映像信号に対し逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻すことが必要である。逆ガンマ補正とは入力Ｘに対して出力がＸの２．２乗となるような補正である。この場合、出力特性は「ガンマ２．２」であると以下表現する。ルックアップテーブル部２１は反射型液晶表示素子６の入出力特性を変換してガンマ２．２の出力特性を有する液晶表示装置を実現する機能を担っている。ルックアップテーブルは、１０ビットの出力が、任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるようにあらかじめ調整されている。例えば、第１の実施形態では図８、９に示す１２個の駆動階調（黒を含まない）のそれぞれの駆動による画像を図１に示す液晶表示装置で投影し、スクリーン１３上の照度を照度計等でそれぞれ測定しておく。それぞれの駆動階調間の照度を６ビット（Ｍ＋Ｄ＝６）（６４階調）で直線補間することによって、０〜７６８の階調毎の照度データが予測される。それらの照度データから任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるような２５６個のデータを選び、あらかじめルックアップテーブルとして保持されているものとする。
【００２７】
ルックアップテーブル部２１は、２５６ｘ１０ビット（すなわち、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビット）のルックアップテーブルを有している。ここで、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビットとは、「２のＮ乗」階調ｘ（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに対してＮ＝８、Ｍ＝４、Ｆ＝２、Ｄ＝４の値を代入したものに相当する。ルックアップテーブル部２１は、入力された８ビットの画像データを、１０ビットのデータに変換して出力する。
【００２８】
図５に戻り、ルックアップテーブル部２１にて（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに変換された映像信号データは、誤差拡散部２３により下位Ｄビットの情報を周辺画素に拡散することによって、（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換される。図６の例では、変換された１０ビットのデータは、誤差拡散部２３にて、下位４ビットの情報を周辺画素に拡散し上位６ビットのデータに量子化して出力される。
【００２９】
誤差拡散法とは、表示すべき映像信号と実表示値との誤差（表示誤差）を周辺の画素に拡散することで階調不足を補う方法である。第１の実施形態においては、表示すべき映像信号の下位４ビットを表示誤差とし、図１０のように右隣の画素に表示誤差の７／１６を、左下の画素に表示誤差の３／１６を、直下の画素に表示誤差の５／１６を、右下の画素に表示誤差の１／１６を加える。
【００３０】
誤差拡散部２３の動作を図１１でより詳しく説明する。ある座標の映像信号は上述のように誤差を拡散するとともに、以前の映像が拡散した誤差が加算される。入力された１０ビットのデータは、まず、以前の映像が拡散した誤差が誤差バッファにより加算される。入力映像信号データは誤差バッファの値が加算された後、上位の６ビットと下位の４ビットに分割される。
【００３１】
分割された下位の４ビットの値を以下に示す。右側の値は表示誤差である。
下位４ビット 表示誤差
００００ ０
０００１ ＋１
００１０ ＋２
００１１ ＋３
０１００ ＋４
０１０１ ＋５
０１１０ ＋６
０１１１ ＋７
１０００ −７
１００１ −６
１０１０ −５
１０１１ −４
１１００ −３
１１０１ −２
１１１０ −１
１１１１ ０
【００３２】
分割された下位の４ビットの値に対応する表示誤差は、図１０のように誤差バッファへと加算され保持される。また、分割された下位の４ビットの値に対してスレッショルド比較を行ない、値が１０００より大きい場合（上記の左部の値が１０００である行以降の行）、上位６ビットの値に１が加算される。そして、上位の６ビットのデータが誤差拡散部から出力される。
【００３３】
図５に戻り、誤差拡散部２３にて（Ｍ＋Ｆ）ビットに変換された映像信号データは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４はフレームレートコントロールテーブルを備えている。フレームレートコントロール部２４では、下位Ｆビットの値と、画素の位置情報及びフレームのカウント情報から、フレームレートコントロールテーブル内の位置を特定し、その値（１または０の値、以下０／１と記載する。）が上位Ｍビットに加えられ、Ｍビットのデータに変換される。ここで、フレームレートコントロール方式とは、表示素子の１画素の表示に対してｍ（ｍ：ｍ≧２、自然数）フレームを１周期として、その周期のｎ（ｎ：ｎ＞０、ｍ＞ｎ、自然数）フレームではオン表示を行ない、残りの（ｍ−ｎ）フレームではオフ表示を行うことにより疑似的に階調を表示させる方式である。
【００３４】
図６の例では、誤差拡散部２３により出力された６ビットのデータは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４は、下位２ビットの情報と、表示エリアでの位置情報およびフレームカウンタ情報より、フレームレートコントロールテーブルから０／１の値を導き、入力された６ビットから分離された上位４ビットの値に加算する。
【００３５】
フレームレートコントロール部２４の動作を図１２で具体的に説明する。入力された６ビットのデータは、上位の４ビットと下位の２ビットに分割される。入力された６ビットデータの下位２ビットと、画素の表示エリアでの位置情報（すなわち、座標データであるＸ座標の下位ビットおよびＹ座標の下位２ビット）と、フレームカウンタの下位２ビットとの合計８ビットの値を用いて、図１３のフレームレートコントロールテーブルで示される“０”か“１”の値を特定する。特定された“０”か“１”の値は上位４ビットのデータに加算して、４ビットデータとして出力される。
【００３６】
図６に戻り、フレームレートコントロール部２４から出力された４ビットデータは図５で示されているリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２に制限された後、サブフレームデータ作成部２６にて、反射型液晶表示素子６へ転送されるべき１２ビットのデータに変換される。１２ビットのデータへの変換は駆動階調テーブル２７を使用する。なお、これ以降、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数（ここでは１２）を２Ｓ個と置く。図６の例では、２Ｓ＝１２となっている。
【００３７】
図５に戻り、サブフレームデータ作成部２６から出力された１２ビットのデータは、メモリ制御部２８にて、サブフレーム毎に分割されたフレームバッファ２９に格納される。フレームバッファ２９はダブルバッファの構造になっており、フレームバッファ０にデータを格納中は、フレームバッファ１のデータがデータ転送部を経由して反射型液晶表示素子６に転送されることになり、次のフレームでは、前フレーム期間中に格納されたフレームバッファ０のデータがデータ転送部３０を経由して液晶表示素子６に転送され、フレームバッファ１には入力された映像信号データのサブフレームデータ作成部２６からの出力データが格納される。
【００３８】
駆動制御部３１は、サブフレーム毎の処理のタイミング等を制御しており、データ転送部３０への転送指示およびゲートドライバ３４の制御を行う。データ転送部３０は、駆動制御部３１からの指示に従い、メモリ制御部２８に指示を行ない、指定したサブフレームのデータをメモリ制御部２８から受け取りソースドライバ３３へと転送する。ソースドライバ３３は、１ライン分のデータをデータ転送部３０より受け取る毎に、反射型液晶表示素子６の対応する画素回路７へ列データ線Ｄ０−Ｄｎを用いて同時に転送する。この時、ゲートドライバ３４では、駆動制御部３１からの垂直スタート信号（ＶＳＴ）／垂直シフトクロック信号（ＶＣＫ）により指定された行の行選択線Ｗｙをアクティブにし、指定された行ｙの全ての列の画素へとデータが転送される。
【００３９】
図７を用いて第１の実施形態における駆動パターンについて説明する。図７は、倍速補間モードおよび倍速２度書きモードにおいて共通の駆動パターンであり、映像信号が１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個の場合について示している。ＷＣは液晶表示素子内の全ての画素にサブフレーム毎のデータを転送するデータ転送期間（ＷＣ期間）を表している。ＤＣは、液晶を駆動する際の駆動期間（ＤＣ期間）を表している。ＷＣ期間は３４７[μs]、ＤＣ期間を３４７[μs]としている。１フレームにおいて、ＷＣ期間とＤＣ期間が交互に１２回連続する。時間的に先頭からＳＦ１、ＳＦ２、…、ＳＦ１１、ＳＦ１２の順番でそれぞれのサブフレームに割り当てられた０または１のデータがＷＣ期間にて転送され、ＤＣ期間全ての画素の液晶が駆動される。画素内にサンプルホールドされたデータが０の場合は、その画素はブランキング状態となり、１の場合は駆動状態となる。
【００４０】
次に図８、図９にて第１の実施形態における階調駆動テーブルについて説明する。図８は、倍速補間モード、図９は倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示している。図７と同様、映像信号は１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個、データ転送期間（ＷＣ期間）は３４７[μs]、駆動期間（ＤＣ期間）を３４７[μs]としている。図８、図９は駆動階調に対するサブフレーム毎のＤＣ期間の状態を示している。図８、図９の縦の欄の階調とは、フレームレートコントロール部２４で得た４ビットのデータであってリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２で制限されたものである。ＳＦ１−ＳＦ１２は１フレーム内のサブフレームの順番を表している。ＤＣ期間の欄が１の場合は駆動状態であることを示す。ＤＣ期間の欄が０の場合はブランク状態であることを示す。
【００４１】
倍速補間モードでは図８の縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ２だけが駆動状態となる。以下、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームが時間的に後方に増えていく。
【００４２】
倍速２度書きモードでは図９の縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ７が駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１、ＳＦ２およびＳＦ７が駆動状態となる。階調が４の場合、ＳＦ１、ＳＦ２およびＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に、時間的に後方に増えていく。
【００４３】
倍速２度書きモードにおいて、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数を２Ｓ個と置く場合、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となる。駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく。
【００４４】
図１４は第１の実施形態における信号処理を示す図である。図１５は第１の実施形態における反射型液晶表示素子６の極性反転駆動を示す図である。
【００４５】
以下図２、図５、図７を参照しつつ、図１４において信号処理を説明する。図１４において、時刻Ｔ０にて垂直同期信号Ｖｓｙｎｃがアクティブになり、最初に、時刻Ｔ０−Ｔ１の期間にてサブフレーム１（ＳＦ１）のデータを反射型液晶表示素子６に転送する。この期間（Ｔ０−Ｔ１）が転送期間ＷＣとなる。転送期間ＷＣの間、反射型液晶表示素子６は画素内のサンプルホールドされた値に関わらず、ブランキング状態とする必要があり、Ｖ０／Ｖ１／Ｖｃｏｍは同じ電圧（ここではＧＮＤ）を設定する。ここで、Ｖ０はブランキング電圧、Ｖ１は駆動電圧、Ｖｃｏｍ（共通電圧）は液晶の対向電極１０の電圧である。時刻Ｔ１にて転送が終わり、次の期間（Ｔ１−Ｔ３）は駆動期間ＤＣとなる。時刻Ｔ２は期間（Ｔ１−Ｔ３）のちょうど中間となり、期間（Ｔ１−Ｔ２）と期間（Ｔ２−Ｔ３）は同じ時間となる。期間（Ｔ１−Ｔ２）ではＶ１がＶｗ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＧＮＤとなるように、また、期間（Ｔ２−Ｔ３）では期間（Ｔ１−Ｔ２）とは反対に、Ｖ１がＧＮＤ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＶｗとなるように電圧制御部３２にて制御される。
【００４６】
画素回路７内のサンプルホールドの値が“０”の場合、画素回路７内の電圧選択回路１７にてＶ０が画素電極８に印加される。期間Ｔ１−Ｔ２では、画素電極電圧Ｖｐｅと対向電極電圧ＶｃｏｍはともにＧＮＤとなる。液晶９にかかる電圧は０［ｖ］となり、液晶の駆動状態はブランキング状態となる。
【００４７】
画素内のサンプルホールドの値が“１”の場合、画素回路７内の電圧選択回路１７にてＶ１が画素電極８に印加される。期間Ｔ１−Ｔ２では、画素電極電圧ＶｐｅはＶｗ、対向電極電圧ＶｃｏｍはＧＮＤとなる。液晶９にかかる電圧は＋Ｖｗ（対向電極基準）となり、液晶は駆動状態となる。期間Ｔ２−Ｔ３では、画素電極電圧ＶｐｅはＧＮＤ、対向電極電圧ＶｃｏｍはＶｗとなり、液晶９にかかる電圧は−Ｖｗ（対向電極基準）となり、駆動状態となる。
【００４８】
液晶に同じ電圧で方向の異なる電圧（＋Ｖｗ／−Ｖｗ）を同じ期間印加することにより、長時間平均して液晶に印加する電圧を＋Ｖｗ＋（−Ｖｗ）＝０［ｖ］とすることにより、焼き付きを防止している。ＳＦ２−ＳＦ１２もＳＦ１の期間Ｔ０−Ｔ３と同様な電圧制御を行う。図１５において、期間（Ｔ１−Ｔ２）に相当する状態、すなわち、Ｖ１がＶｗ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＧＮＤとなるような状態をＤＣバランス＋と表している。また、期間（Ｔ２−Ｔ３）に相当する状態、すなわち、Ｖ１がＧＮＤ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＶｗとなるような状態をＤＣバランス−と表している。
【００４９】
図１６は倍速補間モード、倍速２度書きモードにおける２重像の発生の程度を模式的に比較した図である。図１６では白い背景に「A」の黒い文字が表示されている様子を表す。図１６（Ａ）に示す倍速補間モードでは、フレーム間に補間映像を生成することで動画ボケが改善され、２重像も発生しない。図１６（Ｂ）に示す倍速２度書きモードでは、元の映像周波数を２倍にし、同じ映像を２度表示する。文字が静止している時には文字「Ａ」が正常に表示される。しかし映像を横スクロールしたときに２重像が発生してしまう。図１６（Ｃ）に示す倍速２度書きモードでは、図９に示す階調駆動テーブルを採用することで２重像の発生が防止されている。
【００５０】
図１７は幅１ドットの画像が１／６０秒毎に右へ２ドットずつ移動する画面を倍速補間モードおよび倍速２度書きモードで表示する様子を示す図である。ここでは、階調駆動テーブルは図８に示すものとする。図１７を用いて、倍速２度書きモードにおける２重像の発生原理について説明する。図１７（Ａ）に示す倍速補間モードでは、現在フレームの幅１ドットの画像（Ａ）と１フレーム遅延された幅１ドットの画像（Ａ）の間に補間フレーム（Ｂ）が生成、挿入される。一方、図１７（Ｂ）に示す倍速２度書きモードでは、ある幅１ドットの画像（Ａ）の次のフレームに同じ画像（Ａ′）が同じ位置に表示される。観察者の視線は映像の移動に合わせて移動する。観察者の視線が移動しているにもかかわらず、倍速２度書きモードでは同じ映像が画面の同じ位置に２回表示されるため、観察者の眼の網膜上の位置Ｌ１に結像した映像（Ａ）のすぐ横の位置Ｌ２に映像（Ａ′）が結像する。このようにして横へずれた映像として観察者に認識される。そして、映像（Ａ）の表示と映像（Ａ′）の表示の間には、表示が黒に近づく期間（ブラックアウト期間）が存在するために、位置Ｌ１に結像した映像（Ａ）と位置Ｌ２に結像した映像（Ａ′）は離れて独立した２つの像として認識されてしまう。
【００５１】
図１８は倍速２度書きモードにおいて、駆動階調テーブルを図８、図９とした場合の映像光の時間的変化を示す図である。入力映像信号は５０％白信号を仮定している。図１８（Ａ）は駆動階調テーブルが図８の場合の反射型液晶表示素子６の駆動電圧を示す。図８の階調駆動テーブルによれば、ＳＦ１〜ＳＦ６が駆動状態、ＳＦ７〜ＳＦ１２がブランキング状態となるため、反射型液晶表示素子６の入力信号は、ほぼフレームＡの前半が「１（駆動状態）」、フレームの後半が「０（ブランキング状態）」となる。図１８（Ｂ）は反射型液晶表示素子６の光出力を模式的に示す。フレームＡの前半の駆動状態で光出力が立ち上がった後、フレームＡの後半にて光出力が減衰し、ほとんど黒レベルに近づく。このようにブラックアウト期間が長いため２重像にみえる。
【００５２】
図１８（Ｃ）は駆動階調テーブルが図９の場合の反射型液晶表示素子６の駆動電圧を示す。図９の階調駆動テーブルによれば、ＳＦ１〜ＳＦ３、ＳＦ７〜ＳＦ９が駆動状態、ＳＦ４〜ＳＦ６、ＳＦ１０〜ＳＦ１２がブランキング状態となるので駆動が２つのサブフィールドの群に分けられ、反射型液晶表示素子６の入力信号は図１８（Ｃ）のように１フレームで２度「１」となる。反射型液晶表示素子６は１フレームで２度光応答する。図８の階調駆動テーブルの場合と比較して、ブラックアウト期間が短くなることで２重像とならない。以上をまとめると、第１の実施形態における倍速２度書きモードでは、倍速化された1フレームの映像に対して図９の階調駆動テーブルを適用し、駆動を２つのサブフィールドの群に分けることにより２重像の発生をなくすことができる。
【００５３】
また、第１の実施の形態では、図６、図７に示す通り、動画擬似輪郭の原因となるバイナリビットパルスを用いず、すべて同じ幅のステップビットパルスを用いている点も特徴である。バイナリビットパルスとは各サブフィールドに対して重みが２n （ｎ＝０、１、２、３…）で表されるいわゆる“バイナリの重み付け”を行うものである。一方、ステップビットパルスとは、１、２、４、８、１６のバイナリビットパルスがある場合、３２、３２、３２、３２、３２、３２、３２のような同じ重み付けのパルスのことをいう。すべてバイナリビットパルスにする場合と比較して、ステップビットパルスを併用することで動画擬似輪郭を相対的に軽減する効果がある。
【００５４】
動画擬似輪郭とは、隣り合った画素の似たような階調において、片方の画素でのバイナリビットパルスの多くが駆動状態であり、もう片方の画素でのバイナリビットパルスの多くがブランキング状態である場合、視線を動かした時や、顔のアップ等が動いたときに、意図しない輝度が眼で知覚されることをいう。本実施形態では、動画擬似輪郭の原因となるバイナリビットパルスを用いず、すべて同じ幅のステップビットパルスを用いている。そのため視線方向を動かした場合でも、輝度が著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されない。
【００５５】
次に、反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置の駆動回路にフレームレートコントロール部をもうけたことによる効果を説明する。図１６は、反射型液晶素子における横方向電界の発生メカニズムを説明する図である。図１６に示されるように反射型液晶素子の画素電極８Ａ、８Ｂはシリコン基板４３の上に形成されている。
【００５６】
デジタル駆動の場合、隣り合った画素間で駆動状態（駆動／ブランキング）が異なることが頻繁に起こる。例えば、あるフレームにおいて隣り合った画素の階調がそれぞれ“５”（画素ＰＡ）と“６”（画素ＰＢ）の場合を仮定する。またＤＣバランス＋で、対向電極１０がＶ０の場合を考える。すなわち、図１５においてＤＣバランス＋であるから、Ｖ０＝Ｖｃｏｍ＝０（Ｖ）、V1＝Vｗである。サブフレーム６の時刻では、隣り合った画素の駆動状態が異なる。図７からわかるように、画素ＰＡはブランキング状態なので、画素電極８ＡにはＶ０の電圧がかかり、画素ＰＢは駆動状態なので、画素電極８ＢにはＶ１の電圧がかかっている。
【００５７】
画素電極８ＡにはＶ０の電圧がかかり、画素電極８ＢにはＶ１の電圧がかかっているときの液晶層の電界４１の状態を図１６は示している。画素ＰＢの画素電極８Ｂ（電位：Ｖｗ）と対向電極１０（電位：０（Ｖ））間には電位差が生じ、液晶は所定量の回転をさせられる。このとき、画素ＰＡの画素電極８Ａ（電位：０（Ｖ））と画素ＰＢの画素電極８Ｂ（電位：Ｖｗ）間にも電位差が生じ、横方向に電界が生じてしまう。このような、横方向電界４２は、画素間の液晶の動きに意図しない混乱を発生させる。上記の現象は、画質劣化の一因であった。
【００５８】
フレームレートコントロールを用いることで上記の不具合を解消することができる。図１７はフレームレートコントロールにより、横方向電界が均等に分散されることを説明する図である。
【００５９】
図１７では、フレームレートコントロール部への入力データ（（Ｍ＋Ｆ）ビット）の下位Ｆビットの値が“０１”である場合が例示されている。フレーム毎に４個のテーブル（フレーム０〜３）が用いられる。それぞれのフレームにおいて、隣り合った画素間で駆動状態（駆動またはブランキング）が異なる場合、駆動状態が「１」（駆動状態）である画素から駆動状態が「０」（ブランキング状態）である画素の方向に横方向の電界が生じる。画素間の横方向電界の方向は図１７において矢印で表されている。４個のフレームでの横方向電界の状態を重ね合わせたのが、一番右の状態である。すなわち、４フレームの平均では、すべての画素間での横方向電界は打ち消しあっている。以上のように、フレームレートコントロールを用いることにより、画質劣化の一因である横方向電界を打ち消すことが可能となった。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
図２１は第２の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。第２の実施形態においては、階調駆動テーブルが異なる以外は、第１の実施形態と同じである。
【００６１】
図２１は図９同様に、駆動階調に対するサブフレーム毎のＤＣ期間の状態を示している。図９と同様、１秒あたり６０フレームの映像信号で、サブフレーム数が１２個の場合について説明する。データ転送期間（ＷＣ期間）は３４７[μs]、駆動期間（ＤＣ期間）を３４７[μs]とする。すなわち、図２１の縦の欄の階調とは、フレームレートコントロール部２４で得た４ビットのデータであってリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２で制限されたものである。ＳＦ１−ＳＦ１２は１フレーム内のサブフレームの順番を表している。ＤＣ期間の欄が１の場合は駆動状態であることを示す。ＤＣ期間の欄が０の場合はブランク状態であることを示す。
【００６２】
倍速２度書きモードでは図２１の縦の欄に示す階調が１の場合、最後のサブフィールドであるＳＦ１２のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１２とＳＦ６が駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１１、ＳＦ１２およびＳＦ６が駆動状態となる。階調が４の場合、ＳＦ１１、ＳＦ１２およびＳＦ５、ＳＦ６が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に、時間的に前方に増えていく。
【００６３】
倍速２度書きモードにおいて、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数を２Ｓ個と置く場合、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となる。駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく
【００６４】
第２の実施形態における倍速２度書きモードでも、倍速化された1フレームの映像に対して図２１の階調駆動テーブルを適用し、駆動を２つのサブフィールドの群に分けることにより２重像の発生をなくすことができる。第２の実施形態において、動画疑似輪郭が抑制される効果、フレームレートコントロールを用いることにより画質劣化の一因である横方向電界を打ち消すことが可能となったという効果は、第１の実施形態と同等である。
【００６５】
＜第３の実施形態＞
図２２は本発明の第３の実施形態に係る駆動回路を示すブロック図である。本実施形態に係る駆動回路では、図５に示す第１の実施形態の駆動回路と比較すると、ルックアップテーブル部２１が、信号変換部２２に変更されている点が異なっている。誤差拡散部２３以降の構成は第１の実施形態の駆動回路と同じである。
【００６６】
第３の実施の形態における駆動パターンは、第１の実施形態の駆動パターンと同様、映像信号が１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個、データ転送期間（ＷＣ期間）が３４７[μs]である。一方、第１の実施形態の場合、全サブフレームの駆動期間が同じ時間であったのに対し、第３の実施形態での各サブフレーム毎の駆動期間（ＤＣ期間）の時間は異なっている。なお、第３の実施形態において、駆動階調の設定は図９または図２１のように設定する。
【００６７】
サブフレーム毎の期間が第１の実施の形態に対して変更されている点について以下に説明する。図５のルックアップテーブル部２１は反射型液晶表示素子６の入出力特性を変換してガンマ２．２の入出力特性を有する液晶表示装置を実現する機能を担っている。第３の実施形態においては、入出力特性の変換機能を「各サブフレーム毎の駆動期間（ＤＣ期間）の時間を異ならせる」ことで果たしている。以下、具体的に説明する。図２３は第３の実施の形態において、各サブフレーム期間を調節して、駆動階調毎の輝度がガンマ２．２の線上にあることを表している図である。第３の実施形態では、例えば駆動階調毎の輝度特性が図２３のようなガンマ２．２の線上になるように、あらかじめ、各サブフレーム毎のＤＣ期間を設定する。各サブフレームのＤＣ期間は約２倍程度の範囲内になっている。
【００６８】
上記の結果、ルックアップテーブル部に対して逆ガンマ補正の機能を省くことができる。その結果、ルックアップテーブルを用いるルックアップテーブル部２１からルックアップテーブルを使用しない信号変換部２２に変更することができる。ルックアップテーブル部２１を信号変換部２２に変更することは、コスト削減の効果を有する。
【００６９】
以下、信号変換部２２を説明する。第３の実施形態においては、補間駆動階調自体にガンマ２．２の輝度特性があるため、
入力階調Ｘ：補間駆動階調Ｙ＝２５５（最大入力階調）：７６８（最大補間駆動階調）
の関係式から、下記に示す演算式を用いることが可能となっている。信号変換部２２は下記演算式を用いて入力される映像信号データを演算する。
出力データＹ：（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビット＝入力データＸ × ７６８ ／ ２５５
ここで、７６８：最大補間駆動階調（すなわち、１１００００００００）
２５５：最大駆動階調
ここで、駆動階調とは、図９、２１に表される、素子単体での階調を表している。また、補間駆動階調とは、誤差拡散部およびフレームレートコントロール部にて補間される擬似階調を含む階調を表している。
【００７０】
また、第３の実施形態においても、第１の実施形態での効果は同等に有している。
【００７１】
第１〜第４の実施形態において、入力された映像信号データのビット数をＮ、表示素子の駆動可能な階調数を２進数で表したときのビット数をＭ、誤差拡散処理により誤差として拡散されるビット数をＤ、フレームレートコントロールにより擬似的な階調として表現されるビット数をＦとしたとき、Ｎ＝８、Ｍ＝４、 Ｄ＝４、Ｆ＝２である場合について説明した。しかし、Ｎ、Ｍ、Ｄ、Ｆの値は上記の値に限定されず、種々の値を用いて実施することができる。そのなかでも、Ｎ＝８〜１２、Ｍ＝４〜６、Ｄ＝４〜８、Ｆ＝２〜３であることがより好ましい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 照明光学系、２ 光、３ Ｓ偏光、４ Ｐ偏光、
５ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６ 反射型液晶表示素子
７ 画素回路、８ 画素電極、９ 液晶、１０ 対向電極（透明電極）、
１１ 投射レンズ、１２ 射出光、１３ スクリーン、
１５ サンプルホールド部、１７ 電圧選択回路、
２１ ルックアップテーブル部、２２信号変換部、
２３ 誤差拡散部、２４ フレームレートコントロール部、
２５ リミッタ部、２６ サブフレームデータ作成部、
２７ 駆動階調テーブル、２８ メモリ制御部、２９ フレームバッファ、
３０ データ転送部、３１ 駆動制御部、３２ 電圧制御部、
３３ ソースドライバ、３４ ゲートドライバ
４１電界、４２ 横方向電界、４３ シリコン基板、
１００ 投射型液晶表示装置、１０１ 信号処理回路（信号処理部）、
１０２、１０２０ 駆動回路（駆動装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力された映像信号を、その映像信号が有するフレーム周波数よりも高いフレーム周波数に変換して液晶表示素子の表示部に表示する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置における動画性能の向上を目的として倍速フレーム補間方式が広く採用されている。液晶表示装置において、次フレームの画像に書き換えられるまでの間、現在画像の表示は連続して保持される。表示画像から、瞬間的に次フレームの画像に書き換わると、人間の目の残像効果により、前と後のフレームの画像が同時に観察されることになる。その結果、動画のボケとして認知される。倍速フレーム補間方式とは、動画ボケの対策として、フレームの周期、たとえば６０Ｈｚを２倍の１２０Hzとし、前後のフレームの画像から中間の画像を予測して作り出し挿入する方式である。
【０００３】
特許文献１では概ね以下の内容が開示されている。動き検出回路により映像信号のフレーム間の動きが検出され、検出された動きベクトルに基づき補間回路は補間映像を形成する。映像信号および補間映像は画像メモリに書き込まれる。画像メモリは書き込み周波数の２倍の周波数で映像信号および補間映像を読み出すことにより、２倍の周波数であって補間映像が挿入された映像信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６５９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
倍速フレーム補間方式は動画改善に有効な技術であるが、人工的に新たな画像を作り出すこととなるので、補間をしない画像を見たいという要請もまた存在している。そこで、フレーム周波数を２倍に上げて、同じフレームの画像を２回表示し、擬似的にフレーム周波数を１２０Ｈｚにする手法を検討すると、２重像現象が発生するという課題が存在していた。
【０００６】
液晶表示装置に用いられる液晶表示素子の駆動方式には、画素に印加される電圧値が連続的なアナログ値であるアナログ方式と、画素に印加する電圧の大きさを２値とし、画像の輝度（階調）に対応して、印加電圧の時間幅を変えることにより、液晶の画素に印加する実効電圧値を制御するデジタル方式がある。デジタル方式においては、中間階調を得るために、サブフィールド法を用いるのが一般的である。デジタル方式でサブフレーム法を用いる場合であっても、上記の課題は同様であった。
【０００７】
そこで、本発明は、補間映像を挿入せずに同じフレームの画像を２回表示してフレームド周波数を上げたときに、２重像現象の発生を防ぐことのできる液晶表示装置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】
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく駆動階調テーブル（２７）によりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【０００９】
また、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく駆動階調テーブル（２７）によりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１０】
上記の構成において、前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部（２１）と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部（２３）と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部（２４）とをさらに備え、前記サブフレームデータ作成部（２６）は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成するよう構成してもよい。
【００１１】
また、入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２０）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１２】
さらに、入力信号を倍速２度書き信号に変換する信号処理部（１０１）と、前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部（２６）を有する駆動装置（１０２０）と、前記駆動装置で駆動される液晶表示素子（６）と、前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系（１）と、前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズ（１１）と、を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１３】
上記の構成において、前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部（２２）と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部（２３）と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部（２４）とをさらに備え、前記サブフレームデータ作成部（２６）は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成するよう構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、補間映像を挿入せずに同じフレームの画像を２回表示してフレームド周波数を上げたときに、２重像現象の発生を防ぐことのできる液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２】デジタル駆動の反射型液晶表示素子における各画素の駆動回路構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態における反射型液晶表示素子の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。
【図４】入力信号を倍速補間処理または倍速２度書きをするための信号処理部を示す概略図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における階調表現を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態における倍速補間モードおよび倍速２度書きモードの際の駆動パターンを示す図である。
【図８】第１の実施形態における倍速補間モードにおける駆動階調テーブルを示す図である。
【図９】第１の実施形態における倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示す図である。
【図１０】第１の実施形態における誤差拡散図を示す図である。
【図１１】第１の実施形態における誤差拡散フローを示す図である。
【図１２】第１の実施形態におけるフレームレートコントロールフローを示す図である。
【図１３】は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【図１４】第１の実施形形態における信号処理を示す図である。
【図１５】第１の実施形態における反射型液晶表示素子の極性反転駆動を示す図である。
【図１６】倍速補間モード、倍速２度書きモードにおける２重像の発生の程度を模式的に比較した図である。
【図１７】幅１ドットの画像が１／６０秒毎に右へ２ドットずつ移動する画面を倍速補間モードおよび倍速２度書きモードで表示する様子を示す図である。
【図１８】倍速２度書きモードにおいて、駆動階調テーブルを図８、図９のとした場合の映像光の時間的変化を示す図である。
【図１９】反射型液晶素子における横方向電界の発生メカニズムを説明する図である。
【図２０】フレームレートコントロールにより、横方向電界が均等に分散されることを説明する図である。
【図２１】第２の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。
【図２２】第３の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。
【図２３】第３の実施の形態において、各サブフレーム期間を調節して、駆動階調毎の輝度がガンマ２．２の線上にあることを表している図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る画像表示装置及びその駆動方法について、添付図面を参照して説明する。以下では表示パネルとしてアクティブマトリクス型の反射型液晶表示素子を備えた投射型表示装置を例にして説明する。まず、投射型表示装置および反射型液晶表示素子の概略構成について説明する。
【００１７】
図１は、反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す概略構成図である。液晶表示装置は、概略、反射型液晶表示素子６、偏光ビームスプリッタ５（以下、ＰＢＳという）、投射レンズ１３を含んで構成される。反射型液晶表示素子６は、対向電極（透明電極ともいう）１０と、画素電極８との間に液晶９が封止された構造を有する。
【００１８】
照明光学系１から射出したＳ偏光３とＰ偏光４を含む光２はＰＢＳ５に入射する。ＰＢＳ５にて偏光分離される。Ｓ偏光３はＰＢＳ５の偏光分離面で反射され、反射型液晶表示素子６側に進行する。Ｐ偏光はＰＢＳの偏光分離面を透過する。反射型液晶表示素子６の液晶９は、画素回路７によって画素電極８と対向電極１０の間に印加される電圧に応じて入射したＳ偏光を変調する。対向電極１０に入射したＳ偏光は、画素電極８で反射して対向電極１０から射出するまでの過程で変調を受け、Ｐ偏光とＳ偏光からなる光として対向電極１０から射出される。対向電極１０から射出された光は変調された光であるＰ偏光成分のみがＰＢＳ５を通過し、Ｓ偏光成分はＰＢＳ５で反射される。ＰＢＳ５を通過したＰ偏光は投射レンズ１１によって射出され、射出光１２はスクリーン１３上に投射されて画像が表示される。なお、後述する出力光の強度とは、スクリーン１３上で測定した出力光の照度をいう。
【００１９】
図２はデジタル駆動の反射型液晶表示素子６における各画素の駆動回路構成を示す図である。反射型液晶表示素子６の個々の画素は画素電極８と対向電極１０の間に液晶９がはさまれた構造になっている。破線で示した画素回路７は、サンプルホールド部１６と電圧選択回路１７からなる。サンプルホールド部１６はＳＲＡＭ構造のフリップフロップよりなる。サンプルホールド部１６は列データ線Ｄと行選択線Ｗとに接続されている。サンプルホールド部１６の出力は電圧選択回路１７へと接続されている。電圧選択回路１７はブランキング電圧線Ｖ０、駆動電圧線Ｖ１に接続されている。電圧選択回路１７は画素電極８へと接続され、画素電極８に所定の電圧を与える。対向電極１０の電圧の値は共通電圧Ｖｃｏｍと呼ばれている。
【００２０】
図３は以下の各の実施形態における反射型液晶表示素子６の入力電圧と出力光の強度との関係を示す図である。図３において、横軸は入力電圧であり、画素電極８と対向電極１０との間の電位差、すなわち液晶９の駆動電圧を示す。縦軸は、液晶９から射出される出力光の強度を示す。液晶９から射出される出力光の強度が大きくなり始める電圧が闇値電圧Ｖｔｈである。電圧が０（たとえば、画素電極８と対向電極がともにＧＮＤ）のときは、出力光の強度が少なく、黒状態（ブランキング電圧）であり、出力光が飽和し始める電圧が飽和電圧Ｖｗ（白レベルである。）である。
【００２１】
図４は、入力信号を倍速補間処理または倍速２度書きの処理をするための信号処理部１０１を示す概略図である。入力信号およびフレームメモリで１フレーム遅延された信号は動きベクトル検出回路に入力される。動きベクトル検出回路は、入力された現在フレームの信号と１フレーム遅延された信号から動画の動きベクトルを検出して、動画の動きベクトルを補間映像信号生成回路に送る。補間映像信号生成回路は、現在フレームの信号、１フレーム遅延された信号および動きベクトルを用いて、現在フレームの信号と１フレーム遅延された信号の間に挿入する動き補償された補間フレームを生成する。
【００２２】
現在フレームの信号と補間フレームの信号は書き込みタイミング制御信号により、フレームメモリへ書き込まれる。書き込みアドレス発生回路はフレームメモリへ映像信号を書き込むためのタイミング制御カウンタを有しており、入力信号の水平同期信号（Hsync）と垂直同期信号（Vsync）から算出した書き込みタイミング制御信号をフレームメモリ中の制御インターフェースへ出力する。フレームメモリは、読み出しタイミング制御信号に基づき、選択回路で指定された倍速補間モードまたは倍速２度書きモードにて映像信号を出力して、選択回路から後段の駆動装置（駆動回路）１０２に送られる。また、読み出し発生回路はフレームメモリへ書きこんだ映像信号を読み出すためのタイミング制御カウンタを有しており、入力信号の２倍の周波数の水平同期信号（２ＨＳｙｎｃ）及び垂直同期信号（２ＶＳｙｎｃ）から算出した、読み出しタイミング制御信号をフレームメモリの制御インターフェースへ出力する。なお、補間する場合は、現在フレームの信号と補間フレームの信号を交互に読み出す。補間を行わない場合は、現在フレームの信号を２回続けて出力する。
【００２３】
図５は本発明の第１の実施形態に係る駆動回路（駆動装置）を示すブロック図である。図６は第１の実施形態における階調表現を説明するための図である。図６は入力された映像信号データのビット数を８ビットとした場合における各プロセス部における階調表現の例を示している。図７は、第１の実施形態における倍速補間モードおよび倍速２度書きモードの際の駆動パターンを示す図である。図 ８は、第１の実施形態における倍速補間モードにおける駆動階調テーブルを示す図である。図９は、第１の実施形態における倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示す図である。図１０は第１の実施形態における誤差拡散フローを示す図である。図１１は第１の実施形態における誤差拡散図を示す図である。図１２は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールフローを示す図である。図１３は第１の実施形態におけるフレームレートコントロールテーブルを示す図である。
【００２４】
図５において、Ｎビットの入力された映像信号データは、ルックアップテーブル部２１にて、Ｎより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換される。ここで、Ｍはサブフレーム数を２進数で表したときのビット数、Ｄは誤差拡散処理部２３により補間されるビット数、Ｆはフレームレートコントロール部２４により補間されるビット数を表している。なおＮ、Ｍ、Ｆ、Ｄは整数である。
【００２５】
図６の例では、入力された映像信号データのビット数は８ビット（Ｎ＝８）、誤差拡散処理部２３にて補間されるビット数は４ビット（Ｄ＝４）、フレームレートコントロール部２４にて補間されるビット数は２ビット（Ｆ＝２）としている。サブフレーム数を２進数で表した場合のビット数は４ビット（Ｍ＝４）、駆動階調は１２個（黒を含まない）としている。
【００２６】
ここでルックアップテーブル部２１の動作を説明する。一般的に映像信号はガンマ補正がかけられている。画像表示装置側ではガンマ補正がかけられた映像信号に対し逆ガンマ補正処理を施してリニアな階調に戻すことが必要である。逆ガンマ補正とは入力Ｘに対して出力がＸの２．２乗となるような補正である。この場合、出力特性は「ガンマ２．２」であると以下表現する。ルックアップテーブル部２１は反射型液晶表示素子６の入出力特性を変換してガンマ２．２の出力特性を有する液晶表示装置を実現する機能を担っている。ルックアップテーブルは、１０ビットの出力が、任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるようにあらかじめ調整されている。例えば、第１の実施形態では図８、９に示す１２個の駆動階調（黒を含まない）のそれぞれの駆動による画像を図１に示す液晶表示装置で投影し、スクリーン１３上の照度を照度計等でそれぞれ測定しておく。それぞれの駆動階調間の照度を６ビット（Ｍ＋Ｄ＝６）（６４階調）で直線補間することによって、０〜７６８の階調毎の照度データが予測される。それらの照度データから任意の出力特性（例えばガンマ２．２）となるような２５６個のデータを選び、あらかじめルックアップテーブルとして保持されているものとする。
【００２７】
ルックアップテーブル部２１は、２５６ｘ１０ビット（すなわち、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビット）のルックアップテーブルを有している。ここで、「２の８乗」階調ｘ（４＋２＋４）ビットとは、「２のＮ乗」階調ｘ（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに対してＮ＝８、Ｍ＝４、Ｆ＝２、Ｄ＝４の値を代入したものに相当する。ルックアップテーブル部２１は、入力された８ビットの画像データを、１０ビットのデータに変換して出力する。
【００２８】
図５に戻り、ルックアップテーブル部２１にて（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットに変換された映像信号データは、誤差拡散部２３により下位Ｄビットの情報を周辺画素に拡散することによって、（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換される。図６の例では、変換された１０ビットのデータは、誤差拡散部２３にて、下位４ビットの情報を周辺画素に拡散し上位６ビットのデータに量子化して出力される。
【００２９】
誤差拡散法とは、表示すべき映像信号と実表示値との誤差（表示誤差）を周辺の画素に拡散することで階調不足を補う方法である。第１の実施形態においては、表示すべき映像信号の下位４ビットを表示誤差とし、図１０のように右隣の画素に表示誤差の７／１６を、左下の画素に表示誤差の３／１６を、直下の画素に表示誤差の５／１６を、右下の画素に表示誤差の１／１６を加える。
【００３０】
誤差拡散部２３の動作を図１１でより詳しく説明する。ある座標の映像信号は上述のように誤差を拡散するとともに、以前の映像が拡散した誤差が加算される。入力された１０ビットのデータは、まず、以前の映像が拡散した誤差が誤差バッファにより加算される。入力映像信号データは誤差バッファの値が加算された後、上位の６ビットと下位の４ビットに分割される。
【００３１】
分割された下位の４ビットの値を以下に示す。右側の値は表示誤差である。
下位４ビット 表示誤差
００００ ０
０００１ ＋１
００１０ ＋２
００１１ ＋３
０１００ ＋４
０１０１ ＋５
０１１０ ＋６
０１１１ ＋７
１０００ −７
１００１ −６
１０１０ −５
１０１１ −４
１１００ −３
１１０１ −２
１１１０ −１
１１１１ ０
【００３２】
分割された下位の４ビットの値に対応する表示誤差は、図１０のように誤差バッファへと加算され保持される。また、分割された下位の４ビットの値に対してスレッショルド比較を行ない、値が１０００より大きい場合（上記の左部の値が１０００である行以降の行）、上位６ビットの値に１が加算される。そして、上位の６ビットのデータが誤差拡散部から出力される。
【００３３】
図５に戻り、誤差拡散部２３にて（Ｍ＋Ｆ）ビットに変換された映像信号データは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４はフレームレートコントロールテーブルを備えている。フレームレートコントロール部２４では、下位Ｆビットの値と、画素の位置情報及びフレームのカウント情報から、フレームレートコントロールテーブル内の位置を特定し、その値（１または０の値、以下０／１と記載する。）が上位Ｍビットに加えられ、Ｍビットのデータに変換される。ここで、フレームレートコントロール方式とは、表示素子の１画素の表示に対してｍ（ｍ：ｍ≧２、自然数）フレームを１周期として、その周期のｎ（ｎ：ｎ＞０、ｍ＞ｎ、自然数）フレームではオン表示を行ない、残りの（ｍ−ｎ）フレームではオフ表示を行うことにより疑似的に階調を表示させる方式である。
【００３４】
図６の例では、誤差拡散部２３により出力された６ビットのデータは、フレームレートコントロール部２４に入力される。フレームレートコントロール部２４は、下位２ビットの情報と、表示エリアでの位置情報およびフレームカウンタ情報より、フレームレートコントロールテーブルから０／１の値を導き、入力された６ビットから分離された上位４ビットの値に加算する。
【００３５】
フレームレートコントロール部２４の動作を図１２で具体的に説明する。入力された６ビットのデータは、上位の４ビットと下位の２ビットに分割される。入力された６ビットデータの下位２ビットと、画素の表示エリアでの位置情報（すなわち、座標データであるＸ座標の下位ビットおよびＹ座標の下位２ビット）と、フレームカウンタの下位２ビットとの合計８ビットの値を用いて、図１３のフレームレートコントロールテーブルで示される“０”か“１”の値を特定する。特定された“０”か“１”の値は上位４ビットのデータに加算して、４ビットデータとして出力される。
【００３６】
図６に戻り、フレームレートコントロール部２４から出力された４ビットデータは図５で示されているリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２に制限された後、サブフレームデータ作成部２６にて、反射型液晶表示素子６へ転送されるべき１２ビットのデータに変換される。１２ビットのデータへの変換は駆動階調テーブル２７を使用する。なお、これ以降、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数（ここでは１２）を２Ｓ個と置く。図６の例では、２Ｓ＝１２となっている。
【００３７】
図５に戻り、サブフレームデータ作成部２６から出力された１２ビットのデータは、メモリ制御部２８にて、サブフレーム毎に分割されたフレームバッファ２９に格納される。フレームバッファ２９はダブルバッファの構造になっており、フレームバッファ０にデータを格納中は、フレームバッファ１のデータがデータ転送部を経由して反射型液晶表示素子６に転送されることになり、次のフレームでは、前フレーム期間中に格納されたフレームバッファ０のデータがデータ転送部３０を経由して液晶表示素子６に転送され、フレームバッファ１には入力された映像信号データのサブフレームデータ作成部２６からの出力データが格納される。
【００３８】
駆動制御部３１は、サブフレーム毎の処理のタイミング等を制御しており、データ転送部３０への転送指示およびゲートドライバ３４の制御を行う。データ転送部３０は、駆動制御部３１からの指示に従い、メモリ制御部２８に指示を行ない、指定したサブフレームのデータをメモリ制御部２８から受け取りソースドライバ３３へと転送する。ソースドライバ３３は、１ライン分のデータをデータ転送部３０より受け取る毎に、反射型液晶表示素子６の対応する画素回路７へ列データ線Ｄ０−Ｄｎを用いて同時に転送する。この時、ゲートドライバ３４では、駆動制御部３１からの垂直スタート信号（ＶＳＴ）／垂直シフトクロック信号（ＶＣＫ）により指定された行の行選択線Ｗｙをアクティブにし、指定された行ｙの全ての列の画素へとデータが転送される。
【００３９】
図７を用いて第１の実施形態における駆動パターンについて説明する。図７は、倍速補間モードおよび倍速２度書きモードにおいて共通の駆動パターンであり、映像信号が１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個の場合について示している。ＷＣは液晶表示素子内の全ての画素にサブフレーム毎のデータを転送するデータ転送期間（ＷＣ期間）を表している。ＤＣは、液晶を駆動する際の駆動期間（ＤＣ期間）を表している。ＷＣ期間は３４７[μs]、ＤＣ期間を３４７[μs]としている。１フレームにおいて、ＷＣ期間とＤＣ期間が交互に１２回連続する。時間的に先頭からＳＦ１、ＳＦ２、…、ＳＦ１１、ＳＦ１２の順番でそれぞれのサブフレームに割り当てられた０または１のデータがＷＣ期間にて転送され、ＤＣ期間全ての画素の液晶が駆動される。画素内にサンプルホールドされたデータが０の場合は、その画素はブランキング状態となり、１の場合は駆動状態となる。
【００４０】
次に図８、図９にて第１の実施形態における階調駆動テーブルについて説明する。図８は、倍速補間モード、図９は倍速２度書きモードにおける駆動階調テーブルを示している。図７と同様、映像信号は１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個、データ転送期間（ＷＣ期間）は３４７[μs]、駆動期間（ＤＣ期間）を３４７[μs]としている。図８、図９は駆動階調に対するサブフレーム毎のＤＣ期間の状態を示している。図８、図９の縦の欄の階調とは、フレームレートコントロール部２４で得た４ビットのデータであってリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２で制限されたものである。ＳＦ１−ＳＦ１２は１フレーム内のサブフレームの順番を表している。ＤＣ期間の欄が１の場合は駆動状態であることを示す。ＤＣ期間の欄が０の場合はブランク状態であることを示す。
【００４１】
倍速補間モードでは図８の縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ２だけが駆動状態となる。以下、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームが増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームが時間的に後方に増えていく。
【００４２】
倍速２度書きモードでは図９の縦の欄に示す階調が１の場合、第１のサブフィールドであるＳＦ１のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１とＳＦ７が駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１、ＳＦ２およびＳＦ７が駆動状態となる。階調が４の場合、ＳＦ１、ＳＦ２およびＳＦ７、ＳＦ８が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に、時間的に後方に増えていく。
【００４３】
倍速２度書きモードにおいて、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数を２Ｓ個と置く場合、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となる。駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく。
【００４４】
図１４は第１の実施形態における信号処理を示す図である。図１５は第１の実施形態における反射型液晶表示素子６の極性反転駆動を示す図である。
【００４５】
以下図２、図５、図７を参照しつつ、図１４において信号処理を説明する。図１４において、時刻Ｔ０にて垂直同期信号Ｖｓｙｎｃがアクティブになり、最初に、時刻Ｔ０−Ｔ１の期間にてサブフレーム１（ＳＦ１）のデータを反射型液晶表示素子６に転送する。この期間（Ｔ０−Ｔ１）が転送期間ＷＣとなる。転送期間ＷＣの間、反射型液晶表示素子６は画素内のサンプルホールドされた値に関わらず、ブランキング状態とする必要があり、Ｖ０／Ｖ１／Ｖｃｏｍは同じ電圧（ここではＧＮＤ）を設定する。ここで、Ｖ０はブランキング電圧、Ｖ１は駆動電圧、Ｖｃｏｍ（共通電圧）は液晶の対向電極１０の電圧である。時刻Ｔ１にて転送が終わり、次の期間（Ｔ１−Ｔ３）は駆動期間ＤＣとなる。時刻Ｔ２は期間（Ｔ１−Ｔ３）のちょうど中間となり、期間（Ｔ１−Ｔ２）と期間（Ｔ２−Ｔ３）は同じ時間となる。期間（Ｔ１−Ｔ２）ではＶ１がＶｗ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＧＮＤとなるように、また、期間（Ｔ２−Ｔ３）では期間（Ｔ１−Ｔ２）とは反対に、Ｖ１がＧＮＤ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＶｗとなるように電圧制御部３２にて制御される。
【００４６】
画素回路７内のサンプルホールドの値が“０”の場合、画素回路７内の電圧選択回路１７にてＶ０が画素電極８に印加される。期間Ｔ１−Ｔ２では、画素電極電圧Ｖｐｅと対向電極電圧ＶｃｏｍはともにＧＮＤとなる。液晶９にかかる電圧は０［ｖ］となり、液晶の駆動状態はブランキング状態となる。
【００４７】
画素内のサンプルホールドの値が“１”の場合、画素回路７内の電圧選択回路１７にてＶ１が画素電極８に印加される。期間Ｔ１−Ｔ２では、画素電極電圧ＶｐｅはＶｗ、対向電極電圧ＶｃｏｍはＧＮＤとなる。液晶９にかかる電圧は＋Ｖｗ（対向電極基準）となり、液晶は駆動状態となる。期間Ｔ２−Ｔ３では、画素電極電圧ＶｐｅはＧＮＤ、対向電極電圧ＶｃｏｍはＶｗとなり、液晶９にかかる電圧は−Ｖｗ（対向電極基準）となり、駆動状態となる。
【００４８】
液晶に同じ電圧で方向の異なる電圧（＋Ｖｗ／−Ｖｗ）を同じ期間印加することにより、長時間平均して液晶に印加する電圧を＋Ｖｗ＋（−Ｖｗ）＝０［ｖ］とすることにより、焼き付きを防止している。ＳＦ２−ＳＦ１２もＳＦ１の期間Ｔ０−Ｔ３と同様な電圧制御を行う。図１５において、期間（Ｔ１−Ｔ２）に相当する状態、すなわち、Ｖ１がＶｗ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＧＮＤとなるような状態をＤＣバランス＋と表している。また、期間（Ｔ２−Ｔ３）に相当する状態、すなわち、Ｖ１がＧＮＤ、Ｖ０／ＶｃｏｍがＶｗとなるような状態をＤＣバランス−と表している。
【００４９】
図１６は倍速補間モード、倍速２度書きモードにおける２重像の発生の程度を模式的に比較した図である。図１６では白い背景に「A」の黒い文字が表示されている様子を表す。図１６（Ａ）に示す倍速補間モードでは、フレーム間に補間映像を生成することで動画ボケが改善され、２重像も発生しない。図１６（Ｂ）に示す倍速２度書きモードでは、元の映像周波数を２倍にし、同じ映像を２度表示する。文字が静止している時には文字「Ａ」が正常に表示される。しかし映像を横スクロールしたときに２重像が発生してしまう。図１６（Ｃ）に示す倍速２度書きモードでは、図９に示す階調駆動テーブルを採用することで２重像の発生が防止されている。
【００５０】
図１７は幅１ドットの画像が１／６０秒毎に右へ２ドットずつ移動する画面を倍速補間モードおよび倍速２度書きモードで表示する様子を示す図である。ここでは、階調駆動テーブルは図８に示すものとする。図１７を用いて、倍速２度書きモードにおける２重像の発生原理について説明する。図１７（Ａ）に示す倍速補間モードでは、現在フレームの幅１ドットの画像（Ａ）と１フレーム遅延された幅１ドットの画像（Ａ）の間に補間フレーム（Ｂ）が生成、挿入される。一方、図１７（Ｂ）に示す倍速２度書きモードでは、ある幅１ドットの画像（Ａ）の次のフレームに同じ画像（Ａ′）が同じ位置に表示される。観察者の視線は映像の移動に合わせて移動する。観察者の視線が移動しているにもかかわらず、倍速２度書きモードでは同じ映像が画面の同じ位置に２回表示されるため、観察者の眼の網膜上の位置Ｌ１に結像した映像（Ａ）のすぐ横の位置Ｌ２に映像（Ａ′）が結像する。このようにして横へずれた映像として観察者に認識される。そして、映像（Ａ）の表示と映像（Ａ′）の表示の間には、表示が黒に近づく期間（ブラックアウト期間）が存在するために、位置Ｌ１に結像した映像（Ａ）と位置Ｌ２に結像した映像（Ａ′）は離れて独立した２つの像として認識されてしまう。
【００５１】
図１８は倍速２度書きモードにおいて、駆動階調テーブルを図８、図９とした場合の映像光の時間的変化を示す図である。入力映像信号は５０％白信号を仮定している。図１８（Ａ）は駆動階調テーブルが図８の場合の反射型液晶表示素子６の駆動電圧を示す。図８の階調駆動テーブルによれば、ＳＦ１〜ＳＦ６が駆動状態、ＳＦ７〜ＳＦ１２がブランキング状態となるため、反射型液晶表示素子６の入力信号は、ほぼフレームＡの前半が「１（駆動状態）」、フレームの後半が「０（ブランキング状態）」となる。図１８（Ｂ）は反射型液晶表示素子６の光出力を模式的に示す。フレームＡの前半の駆動状態で光出力が立ち上がった後、フレームＡの後半にて光出力が減衰し、ほとんど黒レベルに近づく。このようにブラックアウト期間が長いため２重像にみえる。
【００５２】
図１８（Ｃ）は駆動階調テーブルが図９の場合の反射型液晶表示素子６の駆動電圧を示す。図９の階調駆動テーブルによれば、ＳＦ１〜ＳＦ３、ＳＦ７〜ＳＦ９が駆動状態、ＳＦ４〜ＳＦ６、ＳＦ１０〜ＳＦ１２がブランキング状態となるので駆動が２つのサブフィールドの群に分けられ、反射型液晶表示素子６の入力信号は図１８（Ｃ）のように１フレームで２度「１」となる。反射型液晶表示素子６は１フレームで２度光応答する。図８の階調駆動テーブルの場合と比較して、ブラックアウト期間が短くなることで２重像とならない。以上をまとめると、第１の実施形態における倍速２度書きモードでは、倍速化された1フレームの映像に対して図９の階調駆動テーブルを適用し、駆動を２つのサブフィールドの群に分けることにより２重像の発生をなくすことができる。
【００５３】
また、第１の実施の形態では、図６、図７に示す通り、動画擬似輪郭の原因となるバイナリビットパルスを用いず、すべて同じ幅のステップビットパルスを用いている点も特徴である。バイナリビットパルスとは各サブフィールドに対して重みが２n （ｎ＝０、１、２、３…）で表されるいわゆる“バイナリの重み付け”を行うものである。一方、ステップビットパルスとは、１、２、４、８、１６のバイナリビットパルスがある場合、３２、３２、３２、３２、３２、３２、３２のような同じ重み付けのパルスのことをいう。すべてバイナリビットパルスにする場合と比較して、ステップビットパルスを併用することで動画擬似輪郭を相対的に軽減する効果がある。
【００５４】
動画擬似輪郭とは、隣り合った画素の似たような階調において、片方の画素でのバイナリビットパルスの多くが駆動状態であり、もう片方の画素でのバイナリビットパルスの多くがブランキング状態である場合、視線を動かした時や、顔のアップ等が動いたときに、意図しない輝度が眼で知覚されることをいう。本実施形態では、動画擬似輪郭の原因となるバイナリビットパルスを用いず、すべて同じ幅のステップビットパルスを用いている。そのため視線方向を動かした場合でも、輝度が著しく変化しないため、動画擬似輪郭はほとんど知覚されない。
【００５５】
次に、反射型液晶表示素子を用いた液晶表示装置の駆動回路にフレームレートコントロール部をもうけたことによる効果を説明する。図１６は、反射型液晶素子における横方向電界の発生メカニズムを説明する図である。図１６に示されるように反射型液晶素子の画素電極８Ａ、８Ｂはシリコン基板４３の上に形成されている。
【００５６】
デジタル駆動の場合、隣り合った画素間で駆動状態（駆動／ブランキング）が異なることが頻繁に起こる。例えば、あるフレームにおいて隣り合った画素の階調がそれぞれ“５”（画素ＰＡ）と“６”（画素ＰＢ）の場合を仮定する。またＤＣバランス＋で、対向電極１０がＶ０の場合を考える。すなわち、図１５においてＤＣバランス＋であるから、Ｖ０＝Ｖｃｏｍ＝０（Ｖ）、V1＝Vｗである。サブフレーム６の時刻では、隣り合った画素の駆動状態が異なる。図７からわかるように、画素ＰＡはブランキング状態なので、画素電極８ＡにはＶ０の電圧がかかり、画素ＰＢは駆動状態なので、画素電極８ＢにはＶ１の電圧がかかっている。
【００５７】
画素電極８ＡにはＶ０の電圧がかかり、画素電極８ＢにはＶ１の電圧がかかっているときの液晶層の電界４１の状態を図１６は示している。画素ＰＢの画素電極８Ｂ（電位：Ｖｗ）と対向電極１０（電位：０（Ｖ））間には電位差が生じ、液晶は所定量の回転をさせられる。このとき、画素ＰＡの画素電極８Ａ（電位：０（Ｖ））と画素ＰＢの画素電極８Ｂ（電位：Ｖｗ）間にも電位差が生じ、横方向に電界が生じてしまう。このような、横方向電界４２は、画素間の液晶の動きに意図しない混乱を発生させる。上記の現象は、画質劣化の一因であった。
【００５８】
フレームレートコントロールを用いることで上記の不具合を解消することができる。図１７はフレームレートコントロールにより、横方向電界が均等に分散されることを説明する図である。
【００５９】
図１７では、フレームレートコントロール部への入力データ（（Ｍ＋Ｆ）ビット）の下位Ｆビットの値が“０１”である場合が例示されている。フレーム毎に４個のテーブル（フレーム０〜３）が用いられる。それぞれのフレームにおいて、隣り合った画素間で駆動状態（駆動またはブランキング）が異なる場合、駆動状態が「１」（駆動状態）である画素から駆動状態が「０」（ブランキング状態）である画素の方向に横方向の電界が生じる。画素間の横方向電界の方向は図１７において矢印で表されている。４個のフレームでの横方向電界の状態を重ね合わせたのが、一番右の状態である。すなわち、４フレームの平均では、すべての画素間での横方向電界は打ち消しあっている。以上のように、フレームレートコントロールを用いることにより、画質劣化の一因である横方向電界を打ち消すことが可能となった。
【００６０】
＜第２の実施形態＞
図２１は第２の実施形態における駆動階調テーブルを示す図である。第２の実施形態においては、階調駆動テーブルが異なる以外は、第１の実施形態と同じである。
【００６１】
図２１は図９同様に、駆動階調に対するサブフレーム毎のＤＣ期間の状態を示している。図９と同様、１秒あたり６０フレームの映像信号で、サブフレーム数が１２個の場合について説明する。データ転送期間（ＷＣ期間）は３４７[μs]、駆動期間（ＤＣ期間）を３４７[μs]とする。すなわち、図２１の縦の欄の階調とは、フレームレートコントロール部２４で得た４ビットのデータであってリミッタ部２５にて駆動階調の最大値である１２で制限されたものである。ＳＦ１−ＳＦ１２は１フレーム内のサブフレームの順番を表している。ＤＣ期間の欄が１の場合は駆動状態であることを示す。ＤＣ期間の欄が０の場合はブランク状態であることを示す。
【００６２】
倍速２度書きモードでは図２１の縦の欄に示す階調が１の場合、最後のサブフィールドであるＳＦ１２のみが駆動状態となる。階調が２の場合、ＳＦ１２とＳＦ６が駆動状態となる。階調が３の場合、ＳＦ１１、ＳＦ１２およびＳＦ６が駆動状態となる。階調が４の場合、ＳＦ１１、ＳＦ１２およびＳＦ５、ＳＦ６が駆動状態となる。以下、階調の数が増える高くなる毎に駆動状態となるサブフレームの数が、ＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に増えていき、最も高い階調である１２の場合、全てのサブフレームが駆動状態となる。言い換えると、階調の数が増えるにしたがい、駆動状態となるサブフレームがＳＦ１とＳＦ６の間、およびＳＦ７とＳＦ１２の間で交互に、時間的に前方に増えていく。
【００６３】
倍速２度書きモードにおいて、サブフレームデータ作成部２６にて作成されるサブフレームの数を２Ｓ個と置く場合、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となる。駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく
【００６４】
第２の実施形態における倍速２度書きモードでも、倍速化された1フレームの映像に対して図２１の階調駆動テーブルを適用し、駆動を２つのサブフィールドの群に分けることにより２重像の発生をなくすことができる。第２の実施形態において、動画疑似輪郭が抑制される効果、フレームレートコントロールを用いることにより画質劣化の一因である横方向電界を打ち消すことが可能となったという効果は、第１の実施形態と同等である。
【００６５】
＜第３の実施形態＞
図２２は本発明の第３の実施形態に係る駆動回路を示すブロック図である。本実施形態に係る駆動回路では、図５に示す第１の実施形態の駆動回路と比較すると、ルックアップテーブル部２１が、信号変換部２２に変更されている点が異なっている。誤差拡散部２３以降の構成は第１の実施形態の駆動回路と同じである。
【００６６】
第３の実施の形態における駆動パターンは、第１の実施形態の駆動パターンと同様、映像信号が１秒あたり１２０フレーム、サブフレーム数が１２個、データ転送期間（ＷＣ期間）が３４７[μs]である。一方、第１の実施形態の場合、全サブフレームの駆動期間が同じ時間であったのに対し、第３の実施形態での各サブフレーム毎の駆動期間（ＤＣ期間）の時間は異なっている。なお、第３の実施形態において、駆動階調の設定は図９または図２１のように設定する。
【００６７】
サブフレーム毎の期間が第１の実施の形態に対して変更されている点について以下に説明する。図５のルックアップテーブル部２１は反射型液晶表示素子６の入出力特性を変換してガンマ２．２の入出力特性を有する液晶表示装置を実現する機能を担っている。第３の実施形態においては、入出力特性の変換機能を「各サブフレーム毎の駆動期間（ＤＣ期間）の時間を異ならせる」ことで果たしている。以下、具体的に説明する。図２３は第３の実施の形態において、各サブフレーム期間を調節して、駆動階調毎の輝度がガンマ２．２の線上にあることを表している図である。第３の実施形態では、例えば駆動階調毎の輝度特性が図２３のようなガンマ２．２の線上になるように、あらかじめ、各サブフレーム毎のＤＣ期間を設定する。各サブフレームのＤＣ期間は約２倍程度の範囲内になっている。
【００６８】
上記の結果、ルックアップテーブル部に対して逆ガンマ補正の機能を省くことができる。その結果、ルックアップテーブルを用いるルックアップテーブル部２１からルックアップテーブルを使用しない信号変換部２２に変更することができる。ルックアップテーブル部２１を信号変換部２２に変更することは、コスト削減の効果を有する。
【００６９】
以下、信号変換部２２を説明する。第３の実施形態においては、補間駆動階調自体にガンマ２．２の輝度特性があるため、
入力階調Ｘ：補間駆動階調Ｙ＝２５５（最大入力階調）：７６８（最大補間駆動階調）
の関係式から、下記に示す演算式を用いることが可能となっている。信号変換部２２は下記演算式を用いて入力される映像信号データを演算する。
出力データＹ：（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビット＝入力データＸ × ７６８ ／ ２５５
ここで、７６８：最大補間駆動階調（すなわち、１１００００００００）
２５５：最大駆動階調
ここで、駆動階調とは、図９、２１に表される、素子単体での階調を表している。また、補間駆動階調とは、誤差拡散部およびフレームレートコントロール部にて補間される擬似階調を含む階調を表している。
【００７０】
また、第３の実施形態においても、第１の実施形態での効果は同等に有している。
【００７１】
第１〜第４の実施形態において、入力された映像信号データのビット数をＮ、表示素子の駆動可能な階調数を２進数で表したときのビット数をＭ、誤差拡散処理により誤差として拡散されるビット数をＤ、フレームレートコントロールにより擬似的な階調として表現されるビット数をＦとしたとき、Ｎ＝８、Ｍ＝４、 Ｄ＝４、Ｆ＝２である場合について説明した。しかし、Ｎ、Ｍ、Ｄ、Ｆの値は上記の値に限定されず、種々の値を用いて実施することができる。そのなかでも、Ｎ＝８〜１２、Ｍ＝４〜６、Ｄ＝４〜８、Ｆ＝２〜３であることがより好ましい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 照明光学系、２ 光、３ Ｓ偏光、４ Ｐ偏光、
５ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、６ 反射型液晶表示素子
７ 画素回路、８ 画素電極、９ 液晶、１０ 対向電極（透明電極）、
１１ 投射レンズ、１２ 射出光、１３ スクリーン、
１５ サンプルホールド部、１７ 電圧選択回路、
２１ ルックアップテーブル部、２２信号変換部、
２３ 誤差拡散部、２４ フレームレートコントロール部、
２５ リミッタ部、２６ サブフレームデータ作成部、
２７ 駆動階調テーブル、２８ メモリ制御部、２９ フレームバッファ、
３０ データ転送部、３１ 駆動制御部、３２ 電圧制御部、
３３ ソースドライバ、３４ ゲートドライバ
４１電界、４２ 横方向電界、４３ シリコン基板、
１００ 投射型液晶表示装置、１０１ 信号処理回路（信号処理部）、
１０２、１０２０ 駆動回路（駆動装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームが２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームが２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していく駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームであってステップビットパルスにより全サブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していく駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を逆ガンマ補正および直線補間を行ってＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換するルックアップテーブル部と、前記ルックアップテーブル部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最初のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最初のサブフレームおよび（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最初および２番、（Ｓ＋１）番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、最初とＳ番のサブフレームの間、および（Ｓ＋１）番と２Ｓ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの後に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
入力信号を、フレーム周波数が２倍で同じフレームを２回連続する信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部で変換される前記信号に基づいて、１フレーム当たり２Ｓ個のサブフレームを構成し、駆動階調が１のとき最後のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が２のとき最後のサブフレームおよびＳ番のサブフレームが駆動状態となり、駆動階調が３のとき最後および（２Ｓ−１）番、Ｓ番のサブフレームが駆動状態となり、階調の数が増える毎に駆動状態となるサブフレームの数が、（Ｓ＋１）番と最後のサブフレームの間、および１番とＳ番のサブフレーム間で交互に増えていき、既に駆動状態となっているサブフレームの前に向かって増加していくとともに、入力映像信号データに対する液晶の光出力が逆ガンマ特性となるようにサブフレーム毎の駆動期間を異ならせた駆動階調テーブルによりサブフレームデータを作成するサブフレームデータ作成部を有する駆動装置と、
前記駆動装置で駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に照明光を入射させる照明光学系と、
前記液晶表示素子から射出された変調光を投射する投射レンズと、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記信号処理部から出力されるビット数Ｎの信号を直線補間してＮより大きい（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータに変換する信号変換部と、前記信号変換部で処理された（Ｍ＋Ｆ＋Ｄ）ビットのデータを誤差拡散処理により（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータに変換する誤差拡散部と、前記誤差拡散部で処理された（Ｍ＋Ｆ）ビットのデータをフレームレートコントロールによりＭビットのデータに変換するフレームレートコントロール部とをさらに備え、
前記サブフレームデータ作成部は前記フレームレートコントロール部で処理されたＭビットのデータに基づいて前記サブフレームデータを作成することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１０３３５６（Ｐ２０１２−１０３３５６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５００４４（Ｐ２０１０−２５００４４）
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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