電気光学装置、その駆動方法および電子機器
【課題】１フィールドを複数に分割したサブフィールドにおいて画素をオンまたはオフさ
せる場合の階調表現特性を改善する。
【解決手段】画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる。表示すべき１フィールド分の画像を解析して、高階調側または低階調側
の一方の階調とする画素が少ないか否かを判定し、当該画素が少ないと判定した場合、１
フィールドを１６個に等分割したサブフィールド毎に、画素の各々に対し、階調に応じて
オン電圧またはオフ電圧が印加されるように制御する。一方、当該画素が少なくないと判
定した場合、１６個のサブフィールドの各期間を短縮するとともに、短縮したサブフィー
ルド毎に、画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるよう
に制御する。
せる場合の階調表現特性を改善する。
【解決手段】画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる。表示すべき１フィールド分の画像を解析して、高階調側または低階調側
の一方の階調とする画素が少ないか否かを判定し、当該画素が少ないと判定した場合、１
フィールドを１６個に等分割したサブフィールド毎に、画素の各々に対し、階調に応じて
オン電圧またはオフ電圧が印加されるように制御する。一方、当該画素が少なくないと判
定した場合、１６個のサブフィールドの各期間を短縮するとともに、短縮したサブフィー
ルド毎に、画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるよう
に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１フィールドを複数のサブフィールドに分割するとともに、各サブフィール
ドにおいて画素をオンまたはオフすることにより階調を表現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶容量のような表示素子を画素に有する電気光学装置において階調表示を行う場合、
電圧変調方式に代わるものとして次のような技術が提案されている。すなわち、１フィー
ルドを複数のサブフィールドに等分割するとともに、等分割した各サブフィールドにおい
て画素（液晶容量）をオンまたはオフさせて、１フィールドにおいて画素がオンする時間
の割合を変化させることによって中間階調表示を行う技術が提案されている（特許文献１
参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１４６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記技術において、例えばノーマリーホワイトモードとした場合に、明
るい階調側の表現が低下する、具体的には、グレースケールを表示させたときに明るい側
の領域における階調の差が、他の領域における階調の差よりも大きくなって現れる、とい
った問題が発生した。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、１フィールドを
複数に分割したサブフィールドにおいて画素をオンまたはオフさせる場合に階調表現特性
を改善した電気光学装置、その駆動方法および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の画素を有し、前記複数の画素は、それぞ
れ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の印加期間が占める割合に対し
て明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よりも大きくなる電気光学装置
において、表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする
画素が少ない否かを判定する判定回路と、前記判定回路において当該画素が少ないと判定
された場合、１フィールドを複数に等分割したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対
し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるように制御する一方、当該画素が
少なくないと判定された場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮するとともに、短縮
したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧またはオフ電
圧が印加されるように制御する制御回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれ
ば、明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よりも大きくなる場合に、当
該一方の階調とする画素が少ないと判定されると、サブフィールドの期間が短縮されるの
で、一方側における階調の差を小さく改善することが可能となる。
【０００５】
ここで、本発明において、前記複数のサブフィールドの各々に対し、階調に応じてオン
電圧またはオフ電圧を印加することについて、テーブルを参照して定めるとともに、当該
テーブルの内容を、前記判定回路の判定結果に応じて変更する構成としても良い。さらに
、この構成において、前記画素の周辺温度を検出する温度センサを有し、前記テーブルの
内容は、検出された温度に応じて変更されても良い。
本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法、さらには、当該電気光
学装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。この図
に示されるように、電気光学装置１は、表示パネル１０、映像処理回路２０、タイミング
制御回路３０、データ変換回路４０および温度センサ５０を有する。
【０００７】
図２は、電気光学装置１のうち、表示パネル１０の構成を示す図であり、図３は、表示
パネル１０における画素１１０の構成を示す図である。
図２に示されるように、表示パネル１０は、表示領域１００の周辺にＹドライバ（走査
線駆動回路）１３０およびＸドライバ（データ線駆動回路）１４０を配置した構成となっ
ている。本実施形態において表示領域１００では、１０８０行の走査線１１２が行（図に
おいて横）方向に延在するように設けられ、また、１９２０列のデータ線１１４が列（図
において縦）方向に延在するように、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つ
ように設けられている。さらに、１０８０行の走査線１１２と１９２０列のデータ線１１
４との交差に対応して、画素１１０がそれぞれ配列している。したがって、本実施形態で
は、表示領域１００において画素１１０が縦１０８０行×横１９２０列でマトリクス状に
配列することになるが、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。
【０００８】
図３は、ｉ行及びこれと１行下で隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列及びこれと１列右で隣
接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成を示している。なお、
ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であって、この説
明では、１以上１０８０以下の整数である。また、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０が配列
する列を一般的に示す場合の記号であって、１以上１９２０以下の整数である。
【０００９】
図３に示されるように、各画素１１０は、ｎチャネル型のトランジスタ１１６と液晶容
量１２０とを含む。ここで、各画素１１０については互いに同一構成なので、その構成に
ついてｉ行ｊ列に位置する画素で代表させると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０において、ト
ランジスタ１１６のゲート電極はｉ行目の走査線１１２に接続される一方、そのソース電
極はｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極は画素電極１１８に接続され
ている。
表示パネル１０は、特に図示しないが、素子基板と対向基板との一対の基板が一定の間
隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶１０５が封止された構成となって
いる。このうち、素子基板には、走査線１１２や、データ線１１４、トランジスタ１１６
、画素電極１１８などが形成される一方、対向基板にコモン電極１０８が形成されて、こ
れらの電極形成面が互いに対向するように一定の間隙を保って貼り合わせられている。こ
のため、本実施形態において液晶容量１２０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とが
液晶１０５を挟持することによって構成されることになる。
【００１０】
コモン電極１０８には、本実施形態では、時間的に一定の電圧ＬＣcomが印加されてい
る。また、本実施形態では、液晶容量１２０において保持される電圧実効値がゼロに近け
れば、液晶容量を通過する光の透過率が最大となって白色表示になる一方、電圧実効値が
大きくなるにつれて透過する光量が減少して、ついには透過率が最小の黒色表示になるノ
ーマリーホワイトモードに設定されている。
また、画素１１０には、蓄積容量１０９が画素毎に形成されている。この蓄積容量１０
９の一端は、画素電極１１８（トランジスタ１１６のドレイン）に接続される一方、その
他端は、全画素にわたって容量線１０７に共通接続されている。この容量線１０７は、時
間的に一定の、例えばコモン電極１０８と同じ電圧ＬＣcomに保たれている。
【００１１】
この構成において、走査線１１２に選択電圧を印加して、トランジスタ１１６をオン（
導通）させるとともに、画素電極１１８に、データ線１１４およびオン状態のトランジス
タ１１６を介して、データ信号を供給すると、選択電圧を印加した走査線１１２とデータ
信号を供給したデータ線１１４との交差に対応する液晶容量１２０には、当該データ信号
の電圧とコモン電極１０８に印加された電圧ＬＣcomとの差電圧が書き込まれる。この後
に走査線１１２が非選択電圧になると、トランジスタ１１６がオフ（非導通）状態となる
が、液晶容量１２０では、トランジスタ１１６が導通状態となったときに書き込まれた電
圧が、その容量性により保持される。
【００１２】
通常のアナログ方式で階調表示する場合には、データ信号を階調に応じた電圧として、
液晶容量１２０に書き込んでいたが、このアナログ方式では、配線抵抗などに起因する表
示ムラが発生したり、別途Ｄ／Ａ変換回路等が必要となったりする。
このため、本実施形態では、データ信号の電圧については、液晶容量１２０をオン状態
とさせるオン電圧またはオフ状態とさせるオフ電圧の２値とする。このように液晶容量１
２０にオン電圧とオフ電圧との２値のみを用いて階調表示を行うためには、基本周期であ
る１フィールドのうち、オン電圧（またはオフ電圧）を印加する期間の割合を階調に応じ
て変化させれば良いはずである。なお、ここでいう１フィールドとは、１枚分の画像を形
成するのに要する期間をいい、ノンインターレース方式におけるフレームと同義であって
、１６．７ミリ秒（６０Ｈｚの１周波数分）で一定である。
【００１３】
図６は、１フィールドを８０個のサブフィールドに等分割したときに、オン電圧を印加
するサブフィールドの数（左寄パルス数）と、液晶容量１２０の透過率との関係を示す図
である。なお、液晶容量１２０の実際の透過率は、オン電圧が印加される期間の積分値に
おおよそ比例するので、オン電圧を印加するサブフィールドを時間的に前方に寄せて連続
させている。また、この図において、透過率は、最も暗い状態の値を０％とし、最も明る
い状態の値を１００％として正規化した相対値で示している。
【００１４】
この図に示されるように、１フィールドのうち、オン電圧を印加するサブフィールドの
数を増減させることによって、透過率がほぼ０〜１００％で変化するので、多くの階調を
表現することが可能である。ただし、ノーマリーホワイトモードにおいて左寄パルス数が
少ない領域Ｂでは、左寄パルス数の増減に対して透過率の変化が、他の領域と比較して大
きくなっていることが判る。このことは、１フィールドの等分割数が少ないと、明るい領
域Ｂでの階調表現性が悪化することを意味する。
すなわち、図６では、１フィールドを等分割するサブフィールドの数が「８０」である
場合を示しているが、これが例えば「１６」に減少したとき、同図において、黒丸の透過
率に相当する階調となって、領域Ｂでの明るい階調の差が大きくなる。領域Ｂの階調の差
を改善するためには、１フィールドの分割するサブフィールドの個数を増加させれば良い
のであるが、分割した各サブフィールドにおいてデータ転送するなどの必要が生じるので
、制約も多い。
【００１５】
そこで、本実施形態では、明るい領域での階調表現性を重視しない場合には通常映像表
示モードとし、図４（ａ）に示されるように１フィールドを「１６」に等分割したサブフ
ィールドを用いて、各サブフィールドにおいてオン電圧またはオフ電圧を印加する構成と
する。ここで、通常映像表示モードにおいて１フィールドを１６個のサブフィールドに等
分割した１サブフィールドの期間をＴaとする。
一方、明るい領域での階調表現性を重視する場合には高階調表示モードとし、図４（ｂ
）に示されるように１６個のサブフィールドをそれぞれ短くして、明るい領域での階調の
差を小さくする。ここで、高階調表示モードにおける１サブフィールドの期間をＴbとし
たとき、当然のことながらＴa＞Ｔbとなる。また、図において、１６個のサブフィールド
については、便宜的に１フィールドの最初から順番にｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、…、ｓｆ
１６と表記している。
なお、高階調表示モードにおいて１サブフィールドを構成するサブフィールドを短くし
たとき、余りの期間ｎullが生じるが、この期間ｎullにおける液晶容量１２０の状態は、
直前のサブフィールドｓｆ１６で書き込まれたオンまたはオフ電圧がそのまま保持されこ
とになる。
本実施形態において、通常映像表示モードとするか、高階調表示モードとするかについ
ては、縦１０８０行×横１９２０列の画素１１０における１フィールド分の階調ヒストグ
ラムを作成して、明るい階調成分が少ないか否かによって判定することにしている。
また、本実施形態では、１フィールドを構成するサブフィールドの数を「１６」として
いるが、これに限られないことは言うまでもない。
【００１６】
説明を再び図１に戻すと、映像処理回路２０は、図示省略した外部上位回路から同期信
号Ｓyncに同期して供給されるとともに各画素１１０の階調を指定する映像データＤinに
対して、各種の映像処理、例えばノイズリダクション処理、ゴースト除去処理などを施し
て映像データＤaとして出力する。また、映像処理回路２０は、各種の映像処理を施した
映像データＤaの１フィールド分を出力する毎に階調ヒストグラムを作成して、通常映像
表示モードとするか、高階調表示モードとするかについて判定する。映像処理回路２０は
、この判定結果を示す信号ａ／ｂを、出力する。
タイミング制御回路３０は、同期信号Ｓyncで規定される１フィールドから、信号ａ／
ｂで示される判定結果に応じた期間でサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６を分割するととも
に、当該サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に応じてＹドライバ１３０およびＸドライバ１
４０を制御するものである。
【００１７】
データ変換回路４０は、概略的には、映像データＤaで指定される階調を、サブフィー
ルドｓｆ１〜ｓｆ１６のそれぞれについてオン電圧またはオフ電圧を指定するデータＤsf
に変換するものである。このため、データ変換回路４０は、フィールドメモリ４１０、ル
ックアップテーブル（ＬＵＴ）４１２、ＬＵＴ選択回路４１４、４１８、ＬＵＴ展開回路
４１６およびＬＵＴ合成回路４２０を有する。
このうち、フィールドメモリ４１０は、タイミング制御回路３０の制御によって、少な
くとも１フィールドの分の映像データＤaを格納するとともに、格納した映像データＤaを
サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６毎に読み出すものである。
【００１８】
ＬＵＴ４１２には、ＬＵＴ合成回路４２０によって合成されたテーブルがセットされる
。このテーブルは、フィールドメモリ４１０から読み出された映像データＤaで規定され
る階調に対し、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々についてオン電圧とするか、オフ
電圧とするかを規定する。
ここで、データＤsfに変換するためには、映像データＤaのほかに、いずれかのサブフ
ィールドに対応させるのかを示す情報が必要となる。このため、タイミング制御回路３０
は、サブフィールド番号を示すデータＮsfをＬＵＴ４１２に供給し、ＬＵＴ４１２は、フ
ィールドメモリ４１０から読み出された映像データＤaが指定する階調およびデータＮsf
が示すサブフィールドに対応するデータＤsfを出力することになる。
【００１９】
ところで、ＬＵＴ合成回路４２０によって合成されるテーブルの変換内容は、おおよそ
次のような内容である。すなわち、最も明るい階調については、全サブフィールドについ
てオフ電圧を指定し、暗い階調となるにつれて、サブフィールドｓｆ１を起点としてオン
電圧を指定するサブフィールドが時間的に後方に延びるような内容となっている。なお、
液晶の応答速度は遅いので、上記特許文献１に説明されているように、オン電圧を印加す
るサブフィールドの間にオフ電圧を印加するサブフィールドを介挿することによって、１
フィールドにおけるサブフィールドの個数以上の階調数を表現することが可能である。
また、上述したように本実施形態では、１フィールド分の画像を通常映像表示モードで
表示する場合には１サブフィールドを期間Ｔaとする一方、高階調表示モードで表示する
場合には、１サブフィールドを期間Ｔbに短く変更するので、２つの表示モードでテーブ
ルの変換内容を変更する必要がある。
テーブルの変換内容については、通常映像表示モードおよび高階調表示モードのいずれ
においても、表示パネル１０の特性等に合わせて実験的に求めたものが用いられる。
【００２０】
このテーブルの変換内容を変更する構成が、ＬＵＴ選択回路４１４およびＬＵＴ展開回
路４１６である。ＬＵＴ選択回路４１４は、通常映像表示モードで用いるテーブルａと、
高階調表示モードで用いるテーブルｂとをそれぞれコード圧縮して予め記憶するとともに
、信号ａ／ｂに示される判定結果にしたがっていずれかのテーブルを選択する。詳細には
、ＬＵＴ選択回路４１４は、信号ａ／ｂによって通常映像表示モードが選択されることが
示された場合にはテーブルａを選択し、高階調表示モードが選択されることが示された場
合にはテーブルｂを選択する。なお、コード圧縮としては例えばランレングス法など様々
な方式が用いられる。ＬＵＴ展開回路４１６は、ＬＵＴ選択回路４１４により選択された
テーブルを展開（伸長）する。
【００２１】
これにより、信号ａ／ｂで示される通常映像表示モードまたは高階調表示モードのテー
ブルを得ることができる。このテーブルをそのままＬＵＴ４１２にセットしても良いが、
図６に示した特性は温度によっても変化するので、本実施形態では、さらに温度によって
もテーブルの変換内容を変更する構成としている。
温度センサ５０は、表示パネル１０、特に画素１１０近傍の温度を検出して、検出した
温度のデータＴmpを出力する。ＬＵＴ選択回路４１８は、温度範囲に対応したテーブルを
予め複数有するとともに、データＴmpで示される温度を範囲とするテーブルを出力する。
このテーブルの変換内容についても、表示パネル１０における温度特性に合わせて実験
的に求めたものが用いられる。
ＬＵＴ合成回路４２０は、ＬＵＴ展開回路４１６により展開されたテーブルと、ＬＵＴ
選択回路４１８によって温度に対応したテーブルとを合成して、ＬＵＴ４１２にセットす
る。
したがって、ＬＵＴ４１２にセットされるテーブルの変換内容は、通常映像表示モード
または高階調表示モードに対応するものであって、表示パネル１０の温度特性を反映させ
たものが、１フィールド毎に更新される。
【００２２】
このような構成において、映像処理回路２０は、外部上位回路から供給された映像デー
タＤinを映像処理して、処理した映像データＤaによって表現される１フィールド分の画
像の画素において明るい階調成分が少ないと判定した場合、表示パネル１０は、１フィー
ルドをサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に等分割した通常映像表示モードで駆動される。
【００２３】
詳細には、タイミング制御回路３０は、１フィールドを１６個に等分割したサブフィー
ルドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々において、図５（ａ）に示されるように、１、２、３、…、
１０８０行目の走査線１１２に、順番にＨレベル（選択電圧ＶH）となる走査信号Ｇ１、
Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ１０８０が供給されるようにＹドライバ３０を制御する。すなわち、
走査線１１２は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々において、１〜１０８０行目の
順で選択される。なお、同図では、通常映像表示モードにおいて、各サブフィールドで１
行分の走査線１１２が選択される期間（走査信号がＨレベルとなる期間）をＨaと表記し
ている。
【００２４】
タイミング制御回路３０は、Ｙドライバ３０に対する制御に合わせて、フィールドメモ
リ４１０から、走査信号をＨレベルとさせる走査線に位置する１〜１９２０列の画素１行
分の映像データＤaを読み出す。これにより、ＬＵＴ４１２では、当該走査線に位置する
１行分の映像データＤaが、データＮsfで示されるサブフィールド番号に対応するデータ
Ｄsfにそれぞれ変換される。ここで、ＬＵＴ４１２には、通常映像表示モードおよび表示
パネル１０の温度を反映させた変換内容がセットされている。
そして、タイミング制御回路３０は、変換された１〜１９２０列目の画素に対応するデ
ータＤsfをＸドライバ１４０に転送し、Ｘドライバ１４０は、転送された１〜１９２０列
目の画素に対応するデータＤsfを、それが示すオンまたはオフ電圧に再変換し、データ信
号ｄ１〜ｄ１９２０として１〜１９２０列目のデータ線１１４に、タイミング制御回路３
０の制御にしたがって当該行の走査信号がＨレベルとなるのに合わせて供給する。走査線
１１２がＨレベルに相当する選択電圧ＶHとなっていると、当該走査線１１２にゲート電
極が接続されたトランジスタ１１６がオンするので、データ線１１４に供給されたオンま
たはオフ電圧が画素電極１１８に印加されることになる。
【００２５】
なお、液晶１０５に直流成分が印加されるのを防止するため、オン電圧は正極性および
負極性の２種類があり、１フィールド期間毎に交互に用いられる。このため、Ｘドライバ
１４０は、例えば奇数フィールドにおいてオン電圧が示されたならば、当該オン電圧を正
極性で供給し、偶数フィールドにおいてオン電圧が示されたならば、当該オン電圧を負極
性で供給する構成となる。なお、ここでいう正極性とは、コモン電極１０８に印加される
電圧ＬＣcomよりも高位側をいい、負極性とは、電圧ＬＣcomよりも低位側をいう。また、
オフ電圧は、液晶容量１２０の差電圧をゼロとさせる電圧であれば、極性を分けることな
く電圧ＬＣcomとすれば良い。
【００２６】
このようにデータ信号を供給して、画素電極に書き込む動作は、サブフィールドｓｆ１
〜ｓｆ１６の各々において１〜１０８０行目の走査線１１２が順番に選択される毎に繰り
返される。
このような通常映像表示モードでは、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々は、１フ
ィールドの期間を１６個に等分割した期間となるから、上述したように明るい領域での階
調表現特性が低下するが、通常映像表示モードとなる前提が明るい階調となる画素が多く
ない場合であるから、その表現特性の低下は目立たない。
【００２７】
一方、映像処理回路２０が処理した映像データＤaによって表現される１フィールド分
の画像の画素において明るい階調成分が少なくない（多い）と判定した場合、表示パネル
１０は、高階調表示モードで駆動される。
詳細には、タイミング制御回路３０は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各期間をＴ
bに短縮するとともに、図５（ｂ）に示されるように、１、２、３、…、１０８０行目の
走査線１１２に、順番にＨレベルとなる走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ１０８０が供
給されるようにＹドライバ３０を制御する。なお、同図では、通常映像表示モードにおい
て、各サブフィールドで１行分の走査線１１２が選択される期間をＨbと表記している。
【００２８】
ここで、タイミング制御回路３０における、フィールドメモリ４１０からの映像データ
Ｄaの読み出し、転送、およびＸドライバ１４０の制御は、各サブフィールドの期間がＴa
からＴbに短縮されている点以外、通常映像表示モードと同様である。また、ＬＵＴ４１
２には、高階調表示モードおよび表示パネル１０の温度を反映させた変換内容がセットさ
れる。
このような高階調表示モードでは、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各期間がＴbに
短縮されるので、明るい領域での階調表現特性を通常映像表示モードと比較して改善する
ことが可能となる。なお、高階調表示モードでは、反面、余りの期間ｎullが生じるので
、暗い領域での階調表現特性が低下する可能性があるが、高階調表示モードとなる前提が
明るい階調となる画素が多い場合であるから、その表現特性の低下があったとしても目立
たない。
【００２９】
また、上記実施形態では、画素電極１１８には、１フィールドを分割した１６個のサブ
フィールドの各々においてオンまたはオフ電圧が印加されるので、アナログ方式による駆
動に比べてオフリークの影響は小さいので、蓄積容量１０９の容量値は少なくて済む。
【００３０】
なお、実施形態では、液晶容量１２０における透過率特性をノーマリーホワイトモード
として説明したが、液晶容量１２０において保持される電圧実効値がゼロに近ければ、透
過率が最小となって黒色表示になる一方、電圧実効値が大きくなるにつれて透過する光量
が増加して、ついには透過率が最大の白色表示になるノーマリーブラックモードに設定し
ても良い。
ノーマリーブラックモードとする場合、逆に暗い領域での階調表現特性が低下するので
、上述した実施形態において映像処理回路２０は、暗い階調成分が少ない場合に通常映像
表示モードとして、１フィールドを等分割したサブフィールドで駆動する一方、低い階調
成分が少なくない（多い）場合に低階調表示モードとして、サブフィールドの期間を短縮
すればよい。さらに、ノーマリーブラックモードとする場合、ＬＵＴ選択回路４１４は、
テーブルａとして通常映像表示モードで用いるものを、テーブルｂとして低階調表示モー
ドで用いるものを、ぞれぞれ記憶するとともに、表示モードに応じていずれかのテーブル
を選択する構成とすればよい。
【００３１】
また、実施形態では、１フィールド分の画像における階調ヒストグラムを作成して、こ
の階調ヒストグラムに基づいて１フィールド毎に表示モードを判定したが、複数フィール
ド分に判定して、当該複数フィールド毎に表示モードを判定しても良い。
さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３画素で１ドットを構成して、カラー表示を
行うとしても良い。また、透過型に限られず、反射型や、両者の中間的な半透過半反射型
であっても良い。
【００３２】
＜電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、上述した
電気光学装置１をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図７は、こ
のプロジェクタの構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクタ２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色
光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２か
ら射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイ
ックミラー２１０８によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分離されて、各原
色に対応するライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂにそれぞれ導かれる。なお、Ｂ色
の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レ
ンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系
２１２１を介して導かれる。
【００３３】
このプロジェクタ２１００では、表示パネル１０を含む電気光学装置が、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各色に対応して３組設けられて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応する映像データがそれぞれ外部
上位回路から供給される構成となっている。ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂの
構成は、上述した実施形態における表示パネル１０と同様であり、各色に対応して設けら
れるタイミング制御回路（図７では省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂのデータ信号で、サ
ブフィールド毎にそれぞれ駆動されるものである。
ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイッ
クプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１
２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。したが
って、各色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ２１１４によっ
てカラー画像が投射されることとなる。
【００３４】
なお、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８
によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必
要はない。また、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１
１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１０Ｇの透過像はそのまま投
射されるので、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｂによる水平走査方向は、ライトバルブ１０Ｇ
による水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する構成となっている。
【００３５】
電子機器としては、図７を参照して説明した他にも、テレビジョンや、ビューファイン
ダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子
手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジ
タルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして
、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同電気光学装置における表示パネルの構成を示す図である。
【図３】同表示パネルにおける画素の構成を示す図である。
【図４】同表示パネルにおけるフィールド構成を示す図である。
【図５】各サブフィールドにおける動作を説明するための図である。
【図６】同表示パネルにおける透過率特性を示す図である。
【図７】同電気光学装置を適用したプロジェクタの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…電気光学装置、１０…表示パネル、２０…映像処理回路、３０…タイミング制御回路
、４０…データ変換回路、５０…温度センサ、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１
０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…トランジスタ、１２０…液晶容
量、１３０…Ｙドライバ、１４０…Ｘドライバ、４１２…ＬＵＴ、４１４…ＬＵＴ選択回
路、２１００…プロジェクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１フィールドを複数のサブフィールドに分割するとともに、各サブフィール
ドにおいて画素をオンまたはオフすることにより階調を表現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶容量のような表示素子を画素に有する電気光学装置において階調表示を行う場合、
電圧変調方式に代わるものとして次のような技術が提案されている。すなわち、１フィー
ルドを複数のサブフィールドに等分割するとともに、等分割した各サブフィールドにおい
て画素（液晶容量）をオンまたはオフさせて、１フィールドにおいて画素がオンする時間
の割合を変化させることによって中間階調表示を行う技術が提案されている（特許文献１
参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１４６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記技術において、例えばノーマリーホワイトモードとした場合に、明
るい階調側の表現が低下する、具体的には、グレースケールを表示させたときに明るい側
の領域における階調の差が、他の領域における階調の差よりも大きくなって現れる、とい
った問題が発生した。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、１フィールドを
複数に分割したサブフィールドにおいて画素をオンまたはオフさせる場合に階調表現特性
を改善した電気光学装置、その駆動方法および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の画素を有し、前記複数の画素は、それぞ
れ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の印加期間が占める割合に対し
て明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よりも大きくなる電気光学装置
において、表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする
画素が少ない否かを判定する判定回路と、前記判定回路において当該画素が少ないと判定
された場合、１フィールドを複数に等分割したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対
し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるように制御する一方、当該画素が
少なくないと判定された場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮するとともに、短縮
したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧またはオフ電
圧が印加されるように制御する制御回路と、を具備することを特徴とする。本発明によれ
ば、明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よりも大きくなる場合に、当
該一方の階調とする画素が少ないと判定されると、サブフィールドの期間が短縮されるの
で、一方側における階調の差を小さく改善することが可能となる。
【０００５】
ここで、本発明において、前記複数のサブフィールドの各々に対し、階調に応じてオン
電圧またはオフ電圧を印加することについて、テーブルを参照して定めるとともに、当該
テーブルの内容を、前記判定回路の判定結果に応じて変更する構成としても良い。さらに
、この構成において、前記画素の周辺温度を検出する温度センサを有し、前記テーブルの
内容は、検出された温度に応じて変更されても良い。
本発明は、電気光学装置のみならず、電気光学装置の駆動方法、さらには、当該電気光
学装置を有する電子機器としても概念することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。この図
に示されるように、電気光学装置１は、表示パネル１０、映像処理回路２０、タイミング
制御回路３０、データ変換回路４０および温度センサ５０を有する。
【０００７】
図２は、電気光学装置１のうち、表示パネル１０の構成を示す図であり、図３は、表示
パネル１０における画素１１０の構成を示す図である。
図２に示されるように、表示パネル１０は、表示領域１００の周辺にＹドライバ（走査
線駆動回路）１３０およびＸドライバ（データ線駆動回路）１４０を配置した構成となっ
ている。本実施形態において表示領域１００では、１０８０行の走査線１１２が行（図に
おいて横）方向に延在するように設けられ、また、１９２０列のデータ線１１４が列（図
において縦）方向に延在するように、かつ、各走査線１１２と互いに電気的に絶縁を保つ
ように設けられている。さらに、１０８０行の走査線１１２と１９２０列のデータ線１１
４との交差に対応して、画素１１０がそれぞれ配列している。したがって、本実施形態で
は、表示領域１００において画素１１０が縦１０８０行×横１９２０列でマトリクス状に
配列することになるが、本発明をこの配列に限定する趣旨ではない。
【０００８】
図３は、ｉ行及びこれと１行下で隣接する（ｉ＋１）行と、ｊ列及びこれと１列右で隣
接する（ｊ＋１）列との交差に対応する２×２の計４画素分の構成を示している。なお、
ｉ、（ｉ＋１）は、画素１１０が配列する行を一般的に示す場合の記号であって、この説
明では、１以上１０８０以下の整数である。また、ｊ、（ｊ＋１）は、画素１１０が配列
する列を一般的に示す場合の記号であって、１以上１９２０以下の整数である。
【０００９】
図３に示されるように、各画素１１０は、ｎチャネル型のトランジスタ１１６と液晶容
量１２０とを含む。ここで、各画素１１０については互いに同一構成なので、その構成に
ついてｉ行ｊ列に位置する画素で代表させると、当該ｉ行ｊ列の画素１１０において、ト
ランジスタ１１６のゲート電極はｉ行目の走査線１１２に接続される一方、そのソース電
極はｊ列目のデータ線１１４に接続され、そのドレイン電極は画素電極１１８に接続され
ている。
表示パネル１０は、特に図示しないが、素子基板と対向基板との一対の基板が一定の間
隙を保って貼り合わせられるとともに、この間隙に液晶１０５が封止された構成となって
いる。このうち、素子基板には、走査線１１２や、データ線１１４、トランジスタ１１６
、画素電極１１８などが形成される一方、対向基板にコモン電極１０８が形成されて、こ
れらの電極形成面が互いに対向するように一定の間隙を保って貼り合わせられている。こ
のため、本実施形態において液晶容量１２０は、画素電極１１８とコモン電極１０８とが
液晶１０５を挟持することによって構成されることになる。
【００１０】
コモン電極１０８には、本実施形態では、時間的に一定の電圧ＬＣcomが印加されてい
る。また、本実施形態では、液晶容量１２０において保持される電圧実効値がゼロに近け
れば、液晶容量を通過する光の透過率が最大となって白色表示になる一方、電圧実効値が
大きくなるにつれて透過する光量が減少して、ついには透過率が最小の黒色表示になるノ
ーマリーホワイトモードに設定されている。
また、画素１１０には、蓄積容量１０９が画素毎に形成されている。この蓄積容量１０
９の一端は、画素電極１１８（トランジスタ１１６のドレイン）に接続される一方、その
他端は、全画素にわたって容量線１０７に共通接続されている。この容量線１０７は、時
間的に一定の、例えばコモン電極１０８と同じ電圧ＬＣcomに保たれている。
【００１１】
この構成において、走査線１１２に選択電圧を印加して、トランジスタ１１６をオン（
導通）させるとともに、画素電極１１８に、データ線１１４およびオン状態のトランジス
タ１１６を介して、データ信号を供給すると、選択電圧を印加した走査線１１２とデータ
信号を供給したデータ線１１４との交差に対応する液晶容量１２０には、当該データ信号
の電圧とコモン電極１０８に印加された電圧ＬＣcomとの差電圧が書き込まれる。この後
に走査線１１２が非選択電圧になると、トランジスタ１１６がオフ（非導通）状態となる
が、液晶容量１２０では、トランジスタ１１６が導通状態となったときに書き込まれた電
圧が、その容量性により保持される。
【００１２】
通常のアナログ方式で階調表示する場合には、データ信号を階調に応じた電圧として、
液晶容量１２０に書き込んでいたが、このアナログ方式では、配線抵抗などに起因する表
示ムラが発生したり、別途Ｄ／Ａ変換回路等が必要となったりする。
このため、本実施形態では、データ信号の電圧については、液晶容量１２０をオン状態
とさせるオン電圧またはオフ状態とさせるオフ電圧の２値とする。このように液晶容量１
２０にオン電圧とオフ電圧との２値のみを用いて階調表示を行うためには、基本周期であ
る１フィールドのうち、オン電圧（またはオフ電圧）を印加する期間の割合を階調に応じ
て変化させれば良いはずである。なお、ここでいう１フィールドとは、１枚分の画像を形
成するのに要する期間をいい、ノンインターレース方式におけるフレームと同義であって
、１６．７ミリ秒（６０Ｈｚの１周波数分）で一定である。
【００１３】
図６は、１フィールドを８０個のサブフィールドに等分割したときに、オン電圧を印加
するサブフィールドの数（左寄パルス数）と、液晶容量１２０の透過率との関係を示す図
である。なお、液晶容量１２０の実際の透過率は、オン電圧が印加される期間の積分値に
おおよそ比例するので、オン電圧を印加するサブフィールドを時間的に前方に寄せて連続
させている。また、この図において、透過率は、最も暗い状態の値を０％とし、最も明る
い状態の値を１００％として正規化した相対値で示している。
【００１４】
この図に示されるように、１フィールドのうち、オン電圧を印加するサブフィールドの
数を増減させることによって、透過率がほぼ０〜１００％で変化するので、多くの階調を
表現することが可能である。ただし、ノーマリーホワイトモードにおいて左寄パルス数が
少ない領域Ｂでは、左寄パルス数の増減に対して透過率の変化が、他の領域と比較して大
きくなっていることが判る。このことは、１フィールドの等分割数が少ないと、明るい領
域Ｂでの階調表現性が悪化することを意味する。
すなわち、図６では、１フィールドを等分割するサブフィールドの数が「８０」である
場合を示しているが、これが例えば「１６」に減少したとき、同図において、黒丸の透過
率に相当する階調となって、領域Ｂでの明るい階調の差が大きくなる。領域Ｂの階調の差
を改善するためには、１フィールドの分割するサブフィールドの個数を増加させれば良い
のであるが、分割した各サブフィールドにおいてデータ転送するなどの必要が生じるので
、制約も多い。
【００１５】
そこで、本実施形態では、明るい領域での階調表現性を重視しない場合には通常映像表
示モードとし、図４（ａ）に示されるように１フィールドを「１６」に等分割したサブフ
ィールドを用いて、各サブフィールドにおいてオン電圧またはオフ電圧を印加する構成と
する。ここで、通常映像表示モードにおいて１フィールドを１６個のサブフィールドに等
分割した１サブフィールドの期間をＴaとする。
一方、明るい領域での階調表現性を重視する場合には高階調表示モードとし、図４（ｂ
）に示されるように１６個のサブフィールドをそれぞれ短くして、明るい領域での階調の
差を小さくする。ここで、高階調表示モードにおける１サブフィールドの期間をＴbとし
たとき、当然のことながらＴa＞Ｔbとなる。また、図において、１６個のサブフィールド
については、便宜的に１フィールドの最初から順番にｓｆ１、ｓｆ２、ｓｆ３、…、ｓｆ
１６と表記している。
なお、高階調表示モードにおいて１サブフィールドを構成するサブフィールドを短くし
たとき、余りの期間ｎullが生じるが、この期間ｎullにおける液晶容量１２０の状態は、
直前のサブフィールドｓｆ１６で書き込まれたオンまたはオフ電圧がそのまま保持されこ
とになる。
本実施形態において、通常映像表示モードとするか、高階調表示モードとするかについ
ては、縦１０８０行×横１９２０列の画素１１０における１フィールド分の階調ヒストグ
ラムを作成して、明るい階調成分が少ないか否かによって判定することにしている。
また、本実施形態では、１フィールドを構成するサブフィールドの数を「１６」として
いるが、これに限られないことは言うまでもない。
【００１６】
説明を再び図１に戻すと、映像処理回路２０は、図示省略した外部上位回路から同期信
号Ｓyncに同期して供給されるとともに各画素１１０の階調を指定する映像データＤinに
対して、各種の映像処理、例えばノイズリダクション処理、ゴースト除去処理などを施し
て映像データＤaとして出力する。また、映像処理回路２０は、各種の映像処理を施した
映像データＤaの１フィールド分を出力する毎に階調ヒストグラムを作成して、通常映像
表示モードとするか、高階調表示モードとするかについて判定する。映像処理回路２０は
、この判定結果を示す信号ａ／ｂを、出力する。
タイミング制御回路３０は、同期信号Ｓyncで規定される１フィールドから、信号ａ／
ｂで示される判定結果に応じた期間でサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６を分割するととも
に、当該サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に応じてＹドライバ１３０およびＸドライバ１
４０を制御するものである。
【００１７】
データ変換回路４０は、概略的には、映像データＤaで指定される階調を、サブフィー
ルドｓｆ１〜ｓｆ１６のそれぞれについてオン電圧またはオフ電圧を指定するデータＤsf
に変換するものである。このため、データ変換回路４０は、フィールドメモリ４１０、ル
ックアップテーブル（ＬＵＴ）４１２、ＬＵＴ選択回路４１４、４１８、ＬＵＴ展開回路
４１６およびＬＵＴ合成回路４２０を有する。
このうち、フィールドメモリ４１０は、タイミング制御回路３０の制御によって、少な
くとも１フィールドの分の映像データＤaを格納するとともに、格納した映像データＤaを
サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６毎に読み出すものである。
【００１８】
ＬＵＴ４１２には、ＬＵＴ合成回路４２０によって合成されたテーブルがセットされる
。このテーブルは、フィールドメモリ４１０から読み出された映像データＤaで規定され
る階調に対し、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々についてオン電圧とするか、オフ
電圧とするかを規定する。
ここで、データＤsfに変換するためには、映像データＤaのほかに、いずれかのサブフ
ィールドに対応させるのかを示す情報が必要となる。このため、タイミング制御回路３０
は、サブフィールド番号を示すデータＮsfをＬＵＴ４１２に供給し、ＬＵＴ４１２は、フ
ィールドメモリ４１０から読み出された映像データＤaが指定する階調およびデータＮsf
が示すサブフィールドに対応するデータＤsfを出力することになる。
【００１９】
ところで、ＬＵＴ合成回路４２０によって合成されるテーブルの変換内容は、おおよそ
次のような内容である。すなわち、最も明るい階調については、全サブフィールドについ
てオフ電圧を指定し、暗い階調となるにつれて、サブフィールドｓｆ１を起点としてオン
電圧を指定するサブフィールドが時間的に後方に延びるような内容となっている。なお、
液晶の応答速度は遅いので、上記特許文献１に説明されているように、オン電圧を印加す
るサブフィールドの間にオフ電圧を印加するサブフィールドを介挿することによって、１
フィールドにおけるサブフィールドの個数以上の階調数を表現することが可能である。
また、上述したように本実施形態では、１フィールド分の画像を通常映像表示モードで
表示する場合には１サブフィールドを期間Ｔaとする一方、高階調表示モードで表示する
場合には、１サブフィールドを期間Ｔbに短く変更するので、２つの表示モードでテーブ
ルの変換内容を変更する必要がある。
テーブルの変換内容については、通常映像表示モードおよび高階調表示モードのいずれ
においても、表示パネル１０の特性等に合わせて実験的に求めたものが用いられる。
【００２０】
このテーブルの変換内容を変更する構成が、ＬＵＴ選択回路４１４およびＬＵＴ展開回
路４１６である。ＬＵＴ選択回路４１４は、通常映像表示モードで用いるテーブルａと、
高階調表示モードで用いるテーブルｂとをそれぞれコード圧縮して予め記憶するとともに
、信号ａ／ｂに示される判定結果にしたがっていずれかのテーブルを選択する。詳細には
、ＬＵＴ選択回路４１４は、信号ａ／ｂによって通常映像表示モードが選択されることが
示された場合にはテーブルａを選択し、高階調表示モードが選択されることが示された場
合にはテーブルｂを選択する。なお、コード圧縮としては例えばランレングス法など様々
な方式が用いられる。ＬＵＴ展開回路４１６は、ＬＵＴ選択回路４１４により選択された
テーブルを展開（伸長）する。
【００２１】
これにより、信号ａ／ｂで示される通常映像表示モードまたは高階調表示モードのテー
ブルを得ることができる。このテーブルをそのままＬＵＴ４１２にセットしても良いが、
図６に示した特性は温度によっても変化するので、本実施形態では、さらに温度によって
もテーブルの変換内容を変更する構成としている。
温度センサ５０は、表示パネル１０、特に画素１１０近傍の温度を検出して、検出した
温度のデータＴmpを出力する。ＬＵＴ選択回路４１８は、温度範囲に対応したテーブルを
予め複数有するとともに、データＴmpで示される温度を範囲とするテーブルを出力する。
このテーブルの変換内容についても、表示パネル１０における温度特性に合わせて実験
的に求めたものが用いられる。
ＬＵＴ合成回路４２０は、ＬＵＴ展開回路４１６により展開されたテーブルと、ＬＵＴ
選択回路４１８によって温度に対応したテーブルとを合成して、ＬＵＴ４１２にセットす
る。
したがって、ＬＵＴ４１２にセットされるテーブルの変換内容は、通常映像表示モード
または高階調表示モードに対応するものであって、表示パネル１０の温度特性を反映させ
たものが、１フィールド毎に更新される。
【００２２】
このような構成において、映像処理回路２０は、外部上位回路から供給された映像デー
タＤinを映像処理して、処理した映像データＤaによって表現される１フィールド分の画
像の画素において明るい階調成分が少ないと判定した場合、表示パネル１０は、１フィー
ルドをサブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６に等分割した通常映像表示モードで駆動される。
【００２３】
詳細には、タイミング制御回路３０は、１フィールドを１６個に等分割したサブフィー
ルドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々において、図５（ａ）に示されるように、１、２、３、…、
１０８０行目の走査線１１２に、順番にＨレベル（選択電圧ＶH）となる走査信号Ｇ１、
Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ１０８０が供給されるようにＹドライバ３０を制御する。すなわち、
走査線１１２は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々において、１〜１０８０行目の
順で選択される。なお、同図では、通常映像表示モードにおいて、各サブフィールドで１
行分の走査線１１２が選択される期間（走査信号がＨレベルとなる期間）をＨaと表記し
ている。
【００２４】
タイミング制御回路３０は、Ｙドライバ３０に対する制御に合わせて、フィールドメモ
リ４１０から、走査信号をＨレベルとさせる走査線に位置する１〜１９２０列の画素１行
分の映像データＤaを読み出す。これにより、ＬＵＴ４１２では、当該走査線に位置する
１行分の映像データＤaが、データＮsfで示されるサブフィールド番号に対応するデータ
Ｄsfにそれぞれ変換される。ここで、ＬＵＴ４１２には、通常映像表示モードおよび表示
パネル１０の温度を反映させた変換内容がセットされている。
そして、タイミング制御回路３０は、変換された１〜１９２０列目の画素に対応するデ
ータＤsfをＸドライバ１４０に転送し、Ｘドライバ１４０は、転送された１〜１９２０列
目の画素に対応するデータＤsfを、それが示すオンまたはオフ電圧に再変換し、データ信
号ｄ１〜ｄ１９２０として１〜１９２０列目のデータ線１１４に、タイミング制御回路３
０の制御にしたがって当該行の走査信号がＨレベルとなるのに合わせて供給する。走査線
１１２がＨレベルに相当する選択電圧ＶHとなっていると、当該走査線１１２にゲート電
極が接続されたトランジスタ１１６がオンするので、データ線１１４に供給されたオンま
たはオフ電圧が画素電極１１８に印加されることになる。
【００２５】
なお、液晶１０５に直流成分が印加されるのを防止するため、オン電圧は正極性および
負極性の２種類があり、１フィールド期間毎に交互に用いられる。このため、Ｘドライバ
１４０は、例えば奇数フィールドにおいてオン電圧が示されたならば、当該オン電圧を正
極性で供給し、偶数フィールドにおいてオン電圧が示されたならば、当該オン電圧を負極
性で供給する構成となる。なお、ここでいう正極性とは、コモン電極１０８に印加される
電圧ＬＣcomよりも高位側をいい、負極性とは、電圧ＬＣcomよりも低位側をいう。また、
オフ電圧は、液晶容量１２０の差電圧をゼロとさせる電圧であれば、極性を分けることな
く電圧ＬＣcomとすれば良い。
【００２６】
このようにデータ信号を供給して、画素電極に書き込む動作は、サブフィールドｓｆ１
〜ｓｆ１６の各々において１〜１０８０行目の走査線１１２が順番に選択される毎に繰り
返される。
このような通常映像表示モードでは、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各々は、１フ
ィールドの期間を１６個に等分割した期間となるから、上述したように明るい領域での階
調表現特性が低下するが、通常映像表示モードとなる前提が明るい階調となる画素が多く
ない場合であるから、その表現特性の低下は目立たない。
【００２７】
一方、映像処理回路２０が処理した映像データＤaによって表現される１フィールド分
の画像の画素において明るい階調成分が少なくない（多い）と判定した場合、表示パネル
１０は、高階調表示モードで駆動される。
詳細には、タイミング制御回路３０は、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各期間をＴ
bに短縮するとともに、図５（ｂ）に示されるように、１、２、３、…、１０８０行目の
走査線１１２に、順番にＨレベルとなる走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇ１０８０が供
給されるようにＹドライバ３０を制御する。なお、同図では、通常映像表示モードにおい
て、各サブフィールドで１行分の走査線１１２が選択される期間をＨbと表記している。
【００２８】
ここで、タイミング制御回路３０における、フィールドメモリ４１０からの映像データ
Ｄaの読み出し、転送、およびＸドライバ１４０の制御は、各サブフィールドの期間がＴa
からＴbに短縮されている点以外、通常映像表示モードと同様である。また、ＬＵＴ４１
２には、高階調表示モードおよび表示パネル１０の温度を反映させた変換内容がセットさ
れる。
このような高階調表示モードでは、サブフィールドｓｆ１〜ｓｆ１６の各期間がＴbに
短縮されるので、明るい領域での階調表現特性を通常映像表示モードと比較して改善する
ことが可能となる。なお、高階調表示モードでは、反面、余りの期間ｎullが生じるので
、暗い領域での階調表現特性が低下する可能性があるが、高階調表示モードとなる前提が
明るい階調となる画素が多い場合であるから、その表現特性の低下があったとしても目立
たない。
【００２９】
また、上記実施形態では、画素電極１１８には、１フィールドを分割した１６個のサブ
フィールドの各々においてオンまたはオフ電圧が印加されるので、アナログ方式による駆
動に比べてオフリークの影響は小さいので、蓄積容量１０９の容量値は少なくて済む。
【００３０】
なお、実施形態では、液晶容量１２０における透過率特性をノーマリーホワイトモード
として説明したが、液晶容量１２０において保持される電圧実効値がゼロに近ければ、透
過率が最小となって黒色表示になる一方、電圧実効値が大きくなるにつれて透過する光量
が増加して、ついには透過率が最大の白色表示になるノーマリーブラックモードに設定し
ても良い。
ノーマリーブラックモードとする場合、逆に暗い領域での階調表現特性が低下するので
、上述した実施形態において映像処理回路２０は、暗い階調成分が少ない場合に通常映像
表示モードとして、１フィールドを等分割したサブフィールドで駆動する一方、低い階調
成分が少なくない（多い）場合に低階調表示モードとして、サブフィールドの期間を短縮
すればよい。さらに、ノーマリーブラックモードとする場合、ＬＵＴ選択回路４１４は、
テーブルａとして通常映像表示モードで用いるものを、テーブルｂとして低階調表示モー
ドで用いるものを、ぞれぞれ記憶するとともに、表示モードに応じていずれかのテーブル
を選択する構成とすればよい。
【００３１】
また、実施形態では、１フィールド分の画像における階調ヒストグラムを作成して、こ
の階調ヒストグラムに基づいて１フィールド毎に表示モードを判定したが、複数フィール
ド分に判定して、当該複数フィールド毎に表示モードを判定しても良い。
さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３画素で１ドットを構成して、カラー表示を
行うとしても良い。また、透過型に限られず、反射型や、両者の中間的な半透過半反射型
であっても良い。
【００３２】
＜電子機器＞
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置を用いた電子機器の一例として、上述した
電気光学装置１をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。図７は、こ
のプロジェクタの構成を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクタ２１００の内部には、ハロゲンランプ等の白色
光源からなるランプユニット２１０２が設けられている。このランプユニット２１０２か
ら射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６および２枚のダイクロイ
ックミラー２１０８によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色に分離されて、各原
色に対応するライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂにそれぞれ導かれる。なお、Ｂ色
の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レ
ンズ２１２２、リレーレンズ２１２３および出射レンズ２１２４からなるリレーレンズ系
２１２１を介して導かれる。
【００３３】
このプロジェクタ２１００では、表示パネル１０を含む電気光学装置が、Ｒ、Ｇ、Ｂの
各色に対応して３組設けられて、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応する映像データがそれぞれ外部
上位回路から供給される構成となっている。ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂの
構成は、上述した実施形態における表示パネル１０と同様であり、各色に対応して設けら
れるタイミング制御回路（図７では省略）から供給されるＲ、Ｇ、Ｂのデータ信号で、サ
ブフィールド毎にそれぞれ駆動されるものである。
ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイッ
クプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム２１１
２において、Ｒ色およびＢ色の光は９０度に屈折する一方、Ｇ色の光は直進する。したが
って、各色の画像が合成された後、スクリーン２１２０には、投射レンズ２１１４によっ
てカラー画像が投射されることとなる。
【００３４】
なお、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｇおよび１０Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８
によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必
要はない。また、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１
１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１０Ｇの透過像はそのまま投
射されるので、ライトバルブ１０Ｒ、１０Ｂによる水平走査方向は、ライトバルブ１０Ｇ
による水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する構成となっている。
【００３５】
電子機器としては、図７を参照して説明した他にも、テレビジョンや、ビューファイン
ダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子
手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジ
タルスチルカメラ、携帯電話機、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして
、これらの各種の電子機器に対して、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る電気光学装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同電気光学装置における表示パネルの構成を示す図である。
【図３】同表示パネルにおける画素の構成を示す図である。
【図４】同表示パネルにおけるフィールド構成を示す図である。
【図５】各サブフィールドにおける動作を説明するための図である。
【図６】同表示パネルにおける透過率特性を示す図である。
【図７】同電気光学装置を適用したプロジェクタの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…電気光学装置、１０…表示パネル、２０…映像処理回路、３０…タイミング制御回路
、４０…データ変換回路、５０…温度センサ、１０５…液晶、１０８…コモン電極、１１
０…画素、１１２…走査線、１１４…データ線、１１６…トランジスタ、１２０…液晶容
量、１３０…Ｙドライバ、１４０…Ｘドライバ、４１２…ＬＵＴ、４１４…ＬＵＴ選択回
路、２１００…プロジェクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる電気光学装置において、
表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする画素が少
ないか否かを判定する判定回路と、
前記判定回路において当該画素が少ないと判定された場合、１フィールドを複数に等分
割したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電
圧が印加されるように制御する一方、
当該画素が少なくないと判定された場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮すると
ともに、短縮したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧
またはオフ電圧が印加されるように制御する制御回路と、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記複数のサブフィールドの各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧を印加
することについて、テーブルを参照して定めるとともに、
当該テーブルの内容を、前記判定回路の判定結果に応じて変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記画素の周辺温度を検出する温度センサを有し、
前記テーブルの内容を、検出された温度にも応じて変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる電気光学装置の駆動方法において、
表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする画素が少
ないか否かを判定し、
当該画素が少ないと判定した場合、１フィールドを複数に等分割したサブフィールド毎
に、前記画素の各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるように制
御する一方、
当該画素が少なくないと判定した場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮するとと
もに、短縮したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧ま
たはオフ電圧が印加されるように制御する
ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項１】
複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる電気光学装置において、
表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする画素が少
ないか否かを判定する判定回路と、
前記判定回路において当該画素が少ないと判定された場合、１フィールドを複数に等分
割したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電
圧が印加されるように制御する一方、
当該画素が少なくないと判定された場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮すると
ともに、短縮したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧
またはオフ電圧が印加されるように制御する制御回路と、
を具備することを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記複数のサブフィールドの各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧を印加
することについて、テーブルを参照して定めるとともに、
当該テーブルの内容を、前記判定回路の判定結果に応じて変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記画素の周辺温度を検出する温度センサを有し、
前記テーブルの内容を、検出された温度にも応じて変更する
ことを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
複数の画素を有し、
前記複数の画素は、それぞれ１フィールドの期間にわたってオン電圧またはオフ電圧の
印加期間が占める割合に対して明るさの変化率が高階調側または低階調側の一方で他方よ
りも大きくなる電気光学装置の駆動方法において、
表示すべき画像を解析して、前記高階調側または低階調側の一方の階調とする画素が少
ないか否かを判定し、
当該画素が少ないと判定した場合、１フィールドを複数に等分割したサブフィールド毎
に、前記画素の各々に対し、階調に応じてオン電圧またはオフ電圧が印加されるように制
御する一方、
当該画素が少なくないと判定した場合、複数のサブフィールドの各期間を短縮するとと
もに、短縮したサブフィールド毎に、前記画素の各々に対して、階調に応じてオン電圧ま
たはオフ電圧が印加されるように制御する
ことを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１２８４０５（Ｐ２００９−１２８４０５Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３００２０１（Ｐ２００７−３００２０１）
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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