JP2002351431A

JP2002351431A - 表示駆動方法

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Publication number: JP2002351431A
Application number: JP2001162776A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yano; 友哉谷野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-06

Abstract

(57)【要約】【課題】応答速度が低いとされる変調素子とＰＷＭ駆
動の組み合わせによっても良好な階調表現が行われるよ
うにする。【解決手段】１フレームとされる時間幅内において複
数の独立した光出力期間が存在しないようにされたサブ
フィールド出力パターンを形成し、このサブフィールド
出力パターンによってＰＷＭ駆動を行うようにされる。
これにより、応答速度が各サブフィールドの時間に応答
しないとされる程度に遅いとされる変調素子（表示素
子）を用いてＰＷＭ駆動を行うことによっても任意の階
調数を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のサブフィー
ルド（ビットプレーン）から成るとされるＰＷＭ制御に
よって表示素子を駆動する表示駆動方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】表示素子として各種の光変調素子を利用
したものが広く知られている。そして、例えばこのよう
な変調素子を表示素子として用いたディスプレイにおい
ては、光変調のための表示駆動方式として、ＰＷＭ(Pul
se Width Modulation)方式が知られている。このＰＷＭ
方式は、例えば光源輝度は一定とした上で、オン／オフ
（発光／非発光）による２値の表示状態の時間幅を可変
することによって階調表現をするものである。ＰＷＭ方
式においては、特にサブフィールド（又はビットプレー
ン（bit plane））を利用した駆動方式が知られてい
る。この駆動方式は、上記したオン／オフ（発光（白）
／非発光（黒））による２値の表示状態であり、データ
ビットの重みによって時間幅が設定されるビットプレー
ンの組み合わせを形成するようにしている。そして、こ
れら複数のビットプレーン（サブフィールド）の組み合
わせによって表示素子を駆動することで階調を表現する
ものである。

【０００３】上記したようなサブフィールドから成るＰ
ＷＭ方式は、ＰＤＰ、ＤＭＤなどで実用化されており、
また、強誘電性液晶を用いたＬＣＯＳにおける適用が提
案されている。また、例えば液晶を変調素子として用い
ようとすれば、その材料としてはＦＬＣを候補として挙
げることができる。このように、ＰＷＭ方式に適合して
利用可能であるとされる変調素子は、オン／オフ（発光
／非発光）という２値の状態の選択であることと、１サ
ブフィールド期間の時間長に対応する程度に高速応答で
あることを前提としている。つまり、ＰＷＭ方式では、
ビットデータ（ビットプレーン）ごとの時間幅の組み合
わせによって階調を表現することから、高速な応答性を
有していなければ各ビットプレーンの光出力は正確に２
値とはならないのである。

【０００４】そして、上記のようなＰＷＭ方式による表
示駆動を行うのにあたっては、時間幅で重み付けをする
必要がある。そして、最下位ビットの時間幅は、次のよ
うにして表すことができる。

【数１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記（数
１）として示される式に基づけば、例えば１０ビットに
より階調表現を行うとして、フレーム周波数＝６０Ｈｚ
であるとすれば、最下位ビットの時間幅は１６μｓとな
る。例えばネマティック液晶などは、周知のように応答
時間は数ｍｓ程度と比較的低速であり、上記した１６μ
ｓの最下位ビット時間幅と比較しても長い。したがっ
て、或る程度以上に応答性が低いとされる表示素子につ
いてＰＷＭ方式を適用しても入力値に応じた良好な階調
表現はできないことになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、応答性
が低いとされる表示素子とＰＷＭ方式とを組み合わせた
うえで良好な階調表現を可能とする表示駆動方法を提案
し、これによって、表示装置としての利点が得られるよ
うにすることを目的とする。

【０００７】このため、パルス幅変調方式によって表示
素子を駆動して画像表示を行うための表示駆動方法とし
て次のように構成する。つまり、１フレームとされる時
間幅内において複数の独立した光出力期間が存在しない
ようにされたサブフィールド出力パターンが得られるよ
うに、入力値であるビットデータについて演算を行う演
算処理と、この演算処理によって得られた上記サブフィ
ールド出力パターンによって表示素子を駆動する駆動処
理とを実行するように構成する。

【０００８】上記構成によれば、ＰＷＭ駆動のためのサ
ブフィールド出力パターンとしては、１フレームとされ
る時間幅内において複数の独立した光出力期間が存在し
ないようにされているが、これによっては、表示素子の
階調表現として実効値応答の概念を導入することが可能
となる。

【０００９】また、光源と、表示素子と、色を時間的に
切り換える色切り換え素子を備えてフィールドシーケン
シャル表示方式によりカラー画像を表示するようにされ
ると共に、パルス幅変調方式によって上記表示素子を駆
動する表示装置における表示駆動方法としては、次のよ
うに構成する。つまり、色切り換え素子により色が切り
換わる過渡期間である色切り換え期間において、色切り
換えが行われる前後の色についての混合色が得られるよ
うにされたサブフィールド出力パターンが得られるよう
に、入力値であるビットデータについて演算を行う演算
処理と、この演算処理によって得られたサブフィールド
出力パターンによって表示素子を駆動する駆動処理とを
実行するように構成する。

【００１０】上記構成では、フィールドシーケンシャル
方式といわれるカラー画像の表示方式のもとで、色切り
換えが行われる色切り換え期間を利用して混合色表示を
行うようにされるが、これによっては、例えば色切り換
え期間を表示に利用しないとするこれまでのフィールド
シーケンシャル方式対応のＰＷＭ駆動の場合と比較し
て、１フィールド期間内における光出力の有効期間が長
くなる。つまり、より高い白ピーク輝度を得ることが可
能になる。

【００１１】また、パルス幅変調によって表示素子を駆
動して画像表示を行うための表示駆動方法として、入力
値としてのビットデータについて演算を行って所要のサ
ブフィールド出力パターンを得る演算処理と、表示素子
に印加すべき電圧実効値を調整するための調整用サブフ
ィールドを上記サブフィールド出力パターンに対して挿
入する挿入処理と、調整用サブフィールドが挿入された
サブフィールド出力パターンによって表示素子を駆動す
る駆動処理とを実行するように構成する。

【００１２】また、パルス幅変調によって表示素子を駆
動して画像表示を行うための表示駆動方法として、次の
ようにも構成する。つまり、入力値としてのビットデー
タについて演算を行って所要のサブフィールド出力パタ
ーンを得る演算処理と、調整用サブフィールドが挿入さ
れたサブフィールド出力パターンによって表示素子を駆
動するものとされ、サブフィールド出力パターンを形成
する各サブフィールドについて、表示素子に印加すべき
電圧実効値に応じて調整された出力時間となるように駆
動する駆動処理とを実行するように構成する。

【００１３】上記各構成によっては、サブフィールド出
力パターンに対して電圧実効値に応じた出力期間の調整
用サブフィールドを挿入するようにされる。または、サ
ブフィールド出力パターンを形成する各サブフィールド
について、表示素子に印加すべき電圧実効値に応じて調
整された出力時間となるように表示駆動を行うようにさ
れる。そして、このような駆動方法によれば、調整用サ
ブフィールドの出力期間若しくは各サブフィールドの出
力時間を調整することで、γ特性に基づく最適駆動条件
に適合するようにして電圧実効値を調整することが可能
になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
の表示素子の駆動方法について説明を行っていくことと
する。以降の説明は次の順序で行っていく。１．本実施の形態の表示駆動方法に関しての考察２．考察に基づくサブフィールドの再構成３．本実施の形態としての表示駆動方法（第１例）４．本実施の形態としての表示駆動方法（第２例）

【００１５】１．本実施の形態の表示駆動方法に関して
の考察本実施の形態は、例えばネマティック液晶などの比較的
応答性の低い表示素子とＰＷＭ方式による表示駆動（サ
ブフィールド駆動）との組み合わせによっても適正に階
調表現が行われるための構成を提案するものであるが、
本実施の形態としての表示駆動方法を述べるのに先立
ち、その前提として考察を行った内容を以下に示してい
くこととする。

【００１６】＜ＰＷＭ方式と実効値応答＞ネマティック
液晶は応答性が比較的遅い変調素子として知られている
が、このような液晶についての駆動を考える上での概念
の１つとして、いわゆる「実効値応答」がある。例え
ば、ＳＴＮ(super-twisted nematic)等のノンメモリー
型ディスプレイの駆動（単純マトリクス駆動）に、この
実効値応答の概念が使われている。

【００１７】液晶に印加される電圧は実効値と見なされ
る。実効値は瞬時値の２乗平均である。そして、この実
効値に対応する透過率変化は時間平均で示される。この
時の実効値−平均透過率の特性は、応答速度が駆動周波
数に対して十分遅い場合にはスタッティック駆動の電圧
−透過率特性と概ね一致するものである。なお、以降に
おいて、応答速度が充分に遅いとされる場合を「実効値
応答」ということにする。そして、実効値応答について
は次に示すようにして表される。

【数２】

【００１８】ここで、ＰＷＭ方式に対して上記した実効
値応答の概念が採用できるのであれば、従来として説明
したような、例えば液晶などに代表される変調素子の応
答速度が最小ビット時間幅（ＴLSB）以下である必要は
ない。つまり、変調素子への入力パルスの実効値とそれ
に対応する平均透過率が求められさえすれば、階調表現
のための変調を行うことが可能となるわけである。これ
は即ち、ＰＷＭ方式による駆動として、通常の高速応答
の変調素子を使用する場合では、各サブフィールドの光
出力に対して人間の視覚系の時間的積分効果を利用して
いるのに対して、実効値応答の変調素子を使用するとし
た場合には、変調素子への入力電圧の積分効果を利用す
れば同等の階調表現が可能となるということを意味して
いる。

【００１９】また、変調素子のγ特性は、高速応答の素
子においては１となるのであるが、実効値応答と見なせ
る場合のγ特性は、入力パルス幅と実効値との関係、及
び実効値と変調素子の光出力との関係に依存する。人間
の視覚特性は線形ではなく、低域の階調の分解能が高い
のに対して、高域の階調の分解能が低いことが分かって
いる。このため、変調素子のγ特性は２〜３程度が良い
とされている。

【００２０】ここで、周知のように、γ特性が１である
一般的ＰＷＭ駆動素子（高速応答の素子）の場合には２
５６階調を再現するために10ビット以上が必要とされて
いる。これに対して、実効値応答と見なせる程度に応答
性が低いとされる変調素子の場合にはどのようになるの
かを考察してみることとする。

【００２１】実効値応答と見なせる変調素子における入
力パルス幅と実効値の関係として、各階調の入力（パル
ス幅）に対する実効値増分比率を調べたところ、図１８
及び図１９に示す結果が得られた。ここで、図１８は、
印加電圧を増加させた場合に透過率が高くなるいわゆる
ノーマリーブラック（Ｎ/Ｂ）の特性を示し、図１９
は、印加電圧を増加させた場合に透過率が低下するノー
マリーホワイト（Ｎ/Ｗ）の特性を示している。また、
ここでは選択する電圧を低い方からV1,V2として、V2/V1
をパラメータとしている。これらの図に示されるよう
に、ノーマリーブラックの場合の出力は、V2/V1の比率
が大きくなるほどγ補正量が大きくなる方向に線形から
ずれることが分かる。これに対して、ノーマリーホワイ
トの場合には実効値が補正される方向のγ特性となる。

【００２２】入力パルス幅に対する透過率（若しくは反
射率）の特性であるところのγ特性は、それぞれのパル
ス幅の実効値に対応した透過率（若しくは反射率）から
求めることができる。従って、実効値に対する透過率の
特性が線形であれば図１８及び図１９に示される特性が
そのままγ特性となる。また、γ特性が人間の視覚特性
（明度指数）の逆特性に近いものであれば、γ特性が１
である変調素子と比べてビット数が少なくても同じ階調
数が表現できるということもいえる。ノーマリーホワイ
トではγ特性が１よりも大きくなることが知られてお
り、したがってノーマリーホワイトである変調素子を用
いれば、高速応答の素子を用いる場合よりビット数を少
なくしても同等の階調表現が可能とされることになる。
つまり、実効値応答と見なせることになる。即ち、いか
なる入力波形に関わらずその実効値が等しければ同じ平
均透過率を示すのは十分応答速度が遅い場合であり、逆
に十分早ければγ特性は１となる。十分応答速度が遅く
実効値応答と見なせる場合の実効値―透過率の特性は、
スタッティック駆動における入力電圧振幅―透過率の特
性と一致するからである。

【００２３】＜連続的パルス出力と透過率の関係＞ま
た、連続的なパルス出力であれば、変調素子の応答速度
に関わらずパルス幅と液晶透過率の関係を単調に変化さ
せていく駆動が可能となる。ただし、γ特性は変調素子
の応答速度によって変化する。そこで、３種類の応答速
度の特性を示す場合におけるγ特性を調べた結果を、図
２０、図２１、及び図２２に示す。図２０は応答速度が
比較的遅い場合、図２１は適当である場合、図２２は比
較的速い場合が示されており、２５６階調に対応する入
力に対する平均透過率の関係によってγ特性を示してい
る。また、これらの図においては、比較のために、実効
値応答と見なせる十分遅い応答速度の場合とγ2.2の特
性を共に示している。

【００２４】これらの図を比較して分かるように、γ特
性としては、液晶の速度が遅くなるのにしたがって実効
値応答に近づいていくのが分かる。これに対して応答特
性が速くなった場合には、低い階調で粗くなる傾向とな
る。そして、応答速度が適切であるとされる場合のγ特
性は、実効値応答とは完全に一致するものではないが、
γ特性に関しては実効値応答よりもγ2.2に近い。ま
た、上記図２１に対応して、適当な応答速度においてピ
ーク透過率を基準として２５６階調における明度指数L*
を計算した結果を図２３に示す。この図２３によっては
適当な応答特性を持つ場合にγ特性が良好になることが
分かる。。

【００２５】＜一般的ＰＷＭ方式と階調再現性＞この説
明にあたり、「一般的ＰＷＭ方式」とは時間幅に重みを
つけた複数のビットプレーンの組合わせにより階調を再
現する場合をいうこととする。ＰＷＭ方式による駆動に
おいて、十分応答速度が遅い場合には実効値が等しけれ
ばパルスの並びには関係なく同じ平均透過率を示す。し
かし、応答速度が速くなるに従い、入力パルス時間幅に
対して平均透過率は不連続な点が出てくる。ここで、４
ビットにより１６階調を表現する場合を例に、再度、応
答特性に応じたγ特性についての実験結果を図２４、図
２５、及び図２６に示す。図２４はγ特性の点で応答速
度が比較的遅い場合であり、図２５は応答速度が適当な
場合、図２６は応答速度が比較的速い場合である。

【００２６】図２４は応答速度が比較的遅い場合に対応
した特性であるが、この図に示される特性としては、先
の図２０に示した特性と概ね一致する結果が得られてい
る。これは、入力の波形に関わらず、実効値が同じであ
れば平均透過率は一致することを示している。これに対
して、図２５及び図２６に示す特性では、入力値５、入
力値１０のときにリニアでなくなっている。つまり、入
力に対する階調が不連続となっている。

【００２７】ここで、上記図２４〜図２６の各図に示し
た結果を得た際の一般的ＰＷＭにおける入力値（階調）
とビット出力パターンとの関係を図２７に示す。この図
においては、１６階調を４ビットにより表現する場合が
示されている。そして、時間幅の重み付けとしては、ビ
ットプレーン０＝１、ビットプレーン１＝２、ビットプ
レーン２＝４、ビットプレーン３＝８となっている。

【００２８】先に２４及び図２６に示した特性としては
入力値５、入力値１０のときに特性が連続的でなくなっ
ているのであるが、図２７に示すビット出力パターンを
参照して分かるように、入力値（階調）＝５，１０のと
きは、１フィールド期間内に間隔を空けて２以上の独立
したビット出力が存在している。つまり、１フィールド
単位の時間間隔内において、２以上のビット出力が存在
するときに階調表現のリニア性が失われる。

【００２９】なお、図２７において見る限りは、例えば
入力値（階調）＝６のときのように、入力値（階調）＝
５，１０以外にも１フィールド内に２以上の独立したビ
ット出力が存在している場合があるが、このような出力
パターンの場合には、前又は後の隣接するフィールドと
連結してみた場合にはビット出力が連続する。具体的に
は、例えば入力値（階調）＝６について、１フィールド
がビットプレーン１→２→３→０の順に出力されるもの
として見れば、１フィールド内でビット出力が連続して
いることになる。つまり、この場合には、「１フィール
ド内において２以上の独立したビット出力が存在する」
とはいえないものであり、入力値（階調）＝５，１０の
場合とは異なって、平均透過率の連続性は保たれること
になる。

【００３０】そして、上記図２４〜図２７を基とする説
明からは、次のようなことがいえる。ＰＷＭ方式による
ビット出力パターンとして１フィールド内において２以
上の独立したとみなせる光出力が存在する以上、連続的
階調表現が保たれないことになる。ただし、これは変調
素子の応答速度が或る程度以上速いことを前提としての
ことである。つまり、変調素子の応答速度が速いほど、
１フィールド内における複数の独立ビット出力期間に応
答して、変調素子自体の応答状態として、光を出力しな
い黒レベル期間が顕著となるからである。これに対し
て、例えば図２４に示したように、変調素子の応答速度
が十分遅ければ、１フィールド内に独立したビット出力
があったとしても、変調素子自体ははこの独立したビッ
ト出力期間内において光の出力（透過）を継続する応答
状態とすることが可能となるから、連続的階調表現が可
能であることになる。

【００３１】そこで、応答速度が充分に遅い変調素子を
ＰＷＭ駆動するとすれば、独立したビット出力として許
容される時間間隔は、その変調素子が実際に有する応答
速度に依存することになる。換言すれば、変調素子が有
する応答速度に応じて、独立ビット出力の時間間隔を設
定すれば、連続的階調表現が可能となるわけである。

【００３２】そして、１フレーム期間内において許容さ
れる独立ビット出力の時間間隔を決定するのにあたって
は、その時間間隔により変調素子の応答状態が黒レベル
まで下がっているか否かを判断要素とすることができる
ことになる。

【００３３】また、独立ビット出力の時間間隔と変調素
子（ここではノーマリーホワイトであるとする）の平均
光透過率との関係を調べてみたところ、次のような結果
が得られた。ＰＷＭ駆動にあたっては、図２８に示す駆
動波形を使用することとした。つまり、駆動波形の連続
的出力期間内において１つの独立ビット出力の時間間隔
を配置しているものである。そして、この駆動波形によ
って変調素子を駆動した場合として、上記独立ビット出
力の時間間隔位置に対応する平均透過率としては、図２
９に示す結果が得られたものである。図２９に示す結果
を得るのにあたって、駆動波形としての総合出力時間幅
は、１フレーム期間の60％に固定し、10％の時間間隔位
置を10％づつずらした。この10％の時間間隔位置はフレ
ーム期間の最初から出力させていくものとしており、図
２９に示す横軸は、10％づつずれていく時間間隔位置を
示している。例えば横軸における値２は、図２８に示す
時間間隔の位置がフレーム期間の開始位置から10％〜20
％の位置であることを示しており、値７は60％の時間幅
の出力が完全に連続に行われている場合を示している。

【００３４】上記図２９に示される結果によると、連続
な出力からの平均透過率のズレは連続的出力の中間に時
間間隔が位置する場合に大きくなっていることが分か
る。これにより、連続的でない独立ビット出力群の時間
間隔が同じであるとすれば、連続的ビット出力の直前に
時間幅の短いビットから出力するようにすれば、階調の
不連続性が軽減されるという結論も導き出されることに
なる。

【００３５】２．考察に基づくサブフィールドの再構成＜サブフィールド再構成＞そして、本実施の形態として
は、上述してきた考察結果を基に、基本概念的には図１
に示すようにしてＰＷＭ駆動のためのサブフィールドを
再構成することとした。ここでいう再構成とは、連続的
なパルス出力とするためにビットデータを演算し、新た
なサブフィールドデータを得るようにすることをいう。
このような演算は、例えば実際のシステムにあっては、
フレームメモリーに格納する前に行うことも可能であ
る。格納前に行う場合には論理ゲート数が少なくて済む
こと、演算の回数が１フレームあたり１回で済むことが
利点であるが、フレームメモリー容量が大きくなる。こ
れらのシステム構成は画素数、フレーム周波数、階調数
等によって最適なシステムを選択するべきものである。

【００３６】この図１に示すサブフィールドの構成（サ
ブフィールド出力パターン）は、３２階調（５ビット）
を表現する場合を示している。そして、演算処理とし
て、ここでは下位２ビット（ビットプレーンNo.0，No.
1）について、例えば図２７に示した一般的ＰＷＭとし
てのビットプレーンNo.０，No.１をそのまま出力するよ
うにしており、これより上位のビット（図２７のビット
プレーンNo.2〜No.4）を連続的出力となるように演算し
て再構成している。ここでは、計９ビットプレーン（サ
ブフィールド）により形成される。例えば、完全に連続
的なパルス出力を得る場合にはサブフィールド数＋１で
表される階調数しか表現できないのであるが、図１に示
されるようにして下位ビットをそのまま出力し、上位ビ
ットを連続的出力となるように新たなサブフィールドを
構成すれば、同じビット数でも表現可能な階調数を増加
させることができる。

【００３７】また、図１に示すサブフィールド構成で
は、３ビット以上が連続的出力となるようにするため
に、図示するようにして、３ビット以上のビットプレー
ンでは、ビット出力は下位ビット側に詰めるようにして
いる。また、ここでもビットに対応する重み付けが、時
間幅に対応したものとなる。

【００３８】上記図１に示したサブフィールドの出力パ
ターンにおけるγ特性を図２に示す。なお、この図にお
いても、比較として、実効値応答と見なせる十分遅い応
答速度の場合とγ2.2の特性を共に示している。この図
からも分かるように、入力値に対する平均透過率は、ほ
ぼ連続的出力となっている。これは、許容される時間間
隔内に全てのビット出力が行われるという条件を満たす
ことで、ビットの並びに関わらず、その実効値が等しけ
れば同じ平均透過率が得られることを示している。

【００３９】ところで、一般的ＰＷＭのサブフィールド
パターンをそのまま出力する下位ビット数は、図１に示
したように、ビットプレーン０，１の２ビット分に限ら
れる必要はない。つまりは、前述した考察結果からも明
らかなように、変調素子の応答がビット出力パターンに
よって決定される時間間隔において、黒レベルまで下が
らないビット数とされればよいわけである。したがっ
て、例えば変調素子の応答速度がより遅ければ、下位ビ
ット数を増加させてもよいことになる。

【００４０】＜実効値電圧の調整＞ＰＷＭ駆動において
は、適当な２つの電圧ＶL、ＶH（図２８参照）が決定さ
れれば、その間の実効値電圧を得ることができる。そし
て、その実効値電圧に対応する平均透過率を得ることが
可能となる。ＰＷＭ駆動において階調表現するために実
効値を調整する手段としては、画素電極電圧振幅、出力
時間幅、対抗電極電位Ｖcomがある。コモン反転駆動の
場合ＶH-ＶLが画素電極電圧振幅となる。電圧軸に対す
るシフト量は対抗電極電位Ｖcomの調整で可能となる。
画素電極電圧振幅はアクティブマトリクスを構成するス
イッチの特性に依存し調整範囲が決まる。調整範囲を下
回る場合には出力時間幅の調整で任意の実効値を得るこ
とは可能であるが、先述したように液晶の応答速度とサ
ブフィールドの出力の並びによっては望ましい階調表現
ができない場合がある。調整方法としては、以下のもの
が挙げられるが、これらは用途によって使い分けられる
べきものである。１．各サブフィールドの時間幅を調整し、次のサブフ
ィールドまでの休止期間（黒レベル）を設ける。２．各サブフィールドの時間幅を調整し、フィールド
の最初もしくは最後にフィールド調整期間（調整用サブ
フィールド）を設ける。なお、このような実効値電圧調
整のための具体例については、後述することとする。

【００４１】＜γ特性とコントラスト＞γ特性は２〜３
の範囲が階調再現性の点で望ましいとされているが、γ
特性は黒レベル電圧、白レベル電圧の設定によって変化
する。変調素子がノーマリーホワイトである場合につい
て言及すれば、白レベルは最大透過率が得られる電圧に
設定される。これに対して一般的には黒レベル電圧が高
いほど黒レベル透過率が下がりコントラストが上がる。
しかしながら、黒レベル電圧を上げれば全体にγ特性は
γ値が大きくなる傾向となる。この場合、望ましいγ特
性を得る黒レベル電圧と要求されるコントラストから決
まる黒レベル電圧値とは一致しない可能性がある。

【００４２】そこで、本実施の形態としては、γ特性調
整用のサブフィールドを１個設けることを提案する。そ
の具体例は後述するが、これによって、γ特性の調整と
コントラストの確保の両立が可能となるのである。ノー
マリーホワイトを例に挙げると、黒レベル電圧は要求さ
れるコントラストから決める。また、これとは別に望ま
しいγ特性が得られる実効値―平均透過率の関係を求め
ておく。そして、この場合の黒レベル実効値とコントラ
ストの要求から決まる黒レベル電圧との差分を時間幅に
換算する。この時間をγ特性調整用のサブフィールド時
間とし黒表示以外の場合に出力するのである。ところで
この駆動においては黒レベルと低域の階調との連続性が
得られなくなる可能性を有するが、この連続性を問題と
する場合には誤差拡散法、ディザ法を併用することで解
決することが可能である。

【００４３】＜フィールドシーケンシャル方式＞ところ
で、いわゆるカラーシャッターともいわれる、時間的に
色を切り替える手段として、液晶セルと位相差板の組合
わせによって透過光の色を高速に切り替えることが可能
な素子が提案されている。例えばこれは、Colorlink社
からColorSwitchという商品名で商品化されている。こ
こで、ＰＷＭ駆動において、変調素子の応答が黒レベル
にまで下がっている状態の時間間隔を空けたビット出力
は独立なものと見なせる。したがって、このようなサブ
フィールド出力と、カラーシャッターとを組合わせるこ
とで、カラー表示が可能となる。つまり、１フレーム期
間内においてＲ、Ｇ、Ｂをフィールド期間ごとにシーケ
ンシャルに切り換えることでカラー表示を行う、いわゆ
るフィールドシーケンシャル方式といわれる駆動方式を
実現することが可能となるものである。例えば、白色光
の光源との組合わせにより時間的に原色信号に対応した
色度点を持つ照明光が得られ、その色切り替えと同期し
て対応する変調を変調素子で行うことで可能となる。

【００４４】＜フィールドシーケンシャル方式における
白ピーク輝度改善のための駆動方法＞カラーシャッター
における色切り替え時間は２色の混色となるが、例えば
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を時分割で切り換える単板式によるフ
ィールドシーケンシャル表示では、Ｒ−Ｇ、Ｇ−Ｂ、Ｂ
−Ｒの色切り替え時間の総和の色は白と見なすことがで
きる。そこで、原色の表示と白信号が含まれた場合にお
いて、変調素子への入力値を変えることにより白ピーク
輝度を改善することが可能となる。ただし、色の表示を
違和感なく再現するためには、信号のゲイン調整とサブ
フィールドの再構成に工夫が必要となるのであるが、こ
の具体例についても後述することとする。

【００４５】＜LVの構成と階調数、転送速度、データバ
ス幅の関係＞また、液晶によるライトバルブの構成例と
して全画素一括のデータ書き換えが可能な構造が提案さ
れている（特開平11-75144）。このようなライトバルブ
の構造として、ＣＭＯＳ構造による１画素の構成を図３
に示す。この図に示すように、１画素の構造は、図示す
るようにして接続される５つのトランジスタＱ1〜Ｑ5を
備えて成る。トランジスタＱ1には、図示するようにし
てゲートに対して垂直方向の走査信号が印加され、ドレ
インに対して水平方向の画素データが印加される。ま
た、トランジスタＱ1のソースは、トランジスタＱ2を介
して、トランジスタＱ4，Ｑ5の各ゲートと接続されるよ
うになっている。トランジスタＱ4，Ｑ5は、図示するよ
うにして直列接続されて、電源ラインとグランド間に対
して挿入される。そして、トランジスタＱ3，Ｑ4の接続
点が画素電極とされ、この画素電極と対抗電極電位Ｖco
mとの間に、変調素子である液晶層ＬＣが挟まれるよう
にして位置することになる。また、トランジスタＱ3の
ソースとトランジスタＱ4−Ｑ5のゲート間に設けられる
トランジスタＱ2のゲートにはセット信号（set）が入力
される。また、トランジスタＱ3は、図示するようにし
て、ドレインに対してスイッチＳＷが接続されている。
このスイッチＳＷは、電源ラインまたはグランドに対し
て接続するように切り換えが行われる。トランジスタＱ
3のソースはトランジスタＱ2のソースとトランジスタＱ
4−Ｑ5のゲート間に対して接続される。そして、トラン
ジスタＱ3のゲートにはリセット信号(reset）が入力さ
れる。

【００４６】ここで、セット信号が入力されてトランジ
スタＱ2がオンとなることで、前段のメモリ（トランジ
スタＱ1）に格納されたデータを全画素一括で書き換え
ることができる。また、リセット信号を入力してトラン
ジスタＱ3をオンとすることで、黒レベルもしくは白レ
ベルに全画素一括で書き換えることも可能としている。
なお、本発明としては、全画素一括にデータを書き換え
る必要は必ずしも必須ではないが、全画素一括でデータ
の書き換え、リセットが可能であることは、ＰＷＭ駆動
によって階調数を増やす場合には有効となる。そして、
このようなライトバルブの構成であれば、基本的には最
小ビット時間幅によって転送レートが決定されることに
なる。したがって、１ビットプレーンのデータを書き換
える時間は 1/転送レート×H画素数×V画素数/データバス幅であらわすことが可能となる。例えば60Hz(フィールド
周波数)、1365（H）×768（V）の画素数のLVをデータバ
ス幅32で転送すると256階調表示の場合の転送速度は500
MHｚとなる。そして、セット信号を画面垂直方向に例え
ば２分割して入力するようにすれば、転送速度は１／２
とすることができ、表示動作に余裕が得られることにな
る。さらに、リセット信号によって表示データをリセッ
トすることで転送速度をより低下させることが可能にな
る。例えば図４に示すようにして、画面を垂直方向に４
分割してリセットグループ１〜４を形成し、図示するタ
イミングによって、データのロードに対して、セット、
リセットを行うようにすれば、転送速度を１／４にする
ことができる。なお、データをリセットする場合には、
黒表示期間が存在することになるが、例えばこのときに
既にセットされているとされるデータをロードするまで
の時間を、液晶層ＬＣの応答が黒レベルに達しない時間
間隔内に収めることで連続的階調表現が可能となる。

【００４７】３．本実施の形態としての表示駆動方法
（第１例）本実施の形態としては、基本概念として上記のようにし
てサブフィールドを再構成するようにされる。そして、
本実施の形態の実際としては、上記した基本概念にした
がって、以降説明するようにしてＰＷＭによる表示駆動
を行うようにされる。そこで先ず、本実施の形態のＰＷ
Ｍ駆動としての第１例について説明する。

【００４８】図５は、第１例としてのサブフィールドの
構成例を示している。ここでは、実際に要求される階調
であるところの２５６階調（８ビット）を表現すること
としている。この第１例のサブフィールド構成（サブフ
ィールド出力パターン）としては、下位３ビット（ビッ
トプレーンNo.0，No.1，No.2）について、一般ＰＷＭと
同じビット出力パターンとしている。そして、下位４ビ
ット目以降（ビットプレーンNo.4以降）については、演
算により再構成された新たなサブフィールドを出力する
ようにしている。つまり、システムにおいては、例えば
一般的ＰＷＭに応じた８サブフィールドから成るビット
出力パターンをメモリに格納しているものとされた上
で、下位３ビット（ビットプレーンNo.0，No.1，No.2）
については、メモリからそのままデータを出力する。こ
れに対して、下位４ビット以上（ビットプレーンNo.3〜
No.7）については、所定の演算回路によって演算を行う
ことで、図５に示すビットプレーンNo.4〜No.34として
示されるサブフィールドを形成してビット出力を行うも
のである。ここで、演算によって得られるサブフィール
ドとして、先ず、ビットプレーン数としては、ビットプ
レーンNo.4〜No.34から成る２１個が形成される。そし
て、この場合にも、先の図１においても説明したのと同
じように、新たに構成されたこれらのサブフィールド
（ビットプレーンNo.4〜No.34）については、ビット出
力を下位ビットに連続的に詰めるようにしている。

【００４９】さらに、この図５に示すサブフィールド構
成においては、下位３ビット目と下位４ビット目との間
に、ビットプレーンNo.3として、γ特性補正用のサブフ
ィールドを１つ追加している。

【００５０】ここで、図５に示すサブフィールド構成に
おいて、最小ビット（ビットプレーンNo.0）は出力時間
を１／２としている。これは、出力時間が１／２となる
ようにリセット信号（図３参照）を出力することによっ
て実現できる。また、４ビット目以降のサブフィールド
（ビットプレーンNo.4〜No.34）の時間的重みは８とさ
れ、上記したγ特性補正用のサブフィールドの時間的重
みは２５としている。この場合、ビット出力に際して生
じる最大時間間隔は１フィールド期間の３％となり、例
えばフィールド周波数＝６０Ｈｚであれば０．５ｍｓと
なる。

【００５１】この第１例としてのサブフィールド構成
は、次のようなライトバルブを前提としている。つま
り、ライトバルブとしては反射電極を有する反射型の構
造であり、ノーマリーホワイトのＴＮモードであるとし
た。また、物性定数、液晶セルの条件は以下のようにな
っているものとした。＜液晶物性定数＞ Δｎ：0.2（no=1.5194,ne=1.7214） Δε：9.8（εp=15.6,εs=4.8） k11：13.9 k22：6.95 k33：12.5 γ1：0.04Pa*sec ＜セル定数＞セル厚：1.9μｍツイスト角：54° プレチルト角：3° 配向方位：27° また、黒レベル電圧：2.7V、白レベル電圧：1.3V、フィ
ールド周波数：240Hzとしている。

【００５２】そして、上記図５に示したサブフィールド
構成によるＰＷＭ駆動を行った場合のγ特性を図６に示
し、２５６階調に応じた明度指数L*を計算した結果を図
７に示す。図６においては、γ特性として、波長530nm
の場合の入力値０〜２５５に対する平均透過率を示して
いる。また、図７においては、白ピークを基準とした場
合の計算結果が示されている。これらの図からも分かる
ように、本実施の形態としては２５６階調を表現するの
にあたって、連続的階調表現が良好に得られている。

【００５３】４．本実施の形態としての表示駆動方法
（第２例）続いて、本実施の形態としての表示駆動方法の第２例に
ついて説明していくこととする。この第２例において
は、フィールドシーケンシャル方式によりカラー表示を
行う構成が採られていることが前提となる。

【００５４】本出願人によっては、Ｒ（赤）に対応する
１枚のライトバルブと、Ｇ（緑），Ｂ（青）の２色に対
応した１枚のライトバルブを備えると共に、時間的に色
切り換えを行う色切り換えシャッターによっては、上記
Ｇ，Ｂについての色切り換えを行うようにされた、２板
式によるフィールドシーケンシャル方式の構成が提案さ
れている（特願2000-46833）。

【００５５】図８は、このような２板式に対応したプロ
ジェクタ装置の構成を簡略に示している。この図に示す
プロジェクタ装置において、例えば光源としてのランプ
１から照射された光は、リフレクタ２により反射されて
光軸にほぼ平行となるようにコリメートされてマルチレ
ンズアレイ３に対して出射される。マルチレンズアレイ
３を透過した光は、例えばミラー４により進行方向を曲
げられ、コンデンサーレンズ５を介して色切り換えシャ
ッター６に対して入射される。

【００５６】色切り換えシャッター６は位相差板及び液
晶セル等を備えた構造を有し、この場合には、１フレー
ム期間内において、Ｒ（赤）の光については定常的に出
力するようにされたうえで、Ｂ（青），Ｇ（緑）の光を
時間的に切り換えるようにしてフィールドシーケンシャ
ルに出力するように駆動される。

【００５７】色切り換えシャッター６を透過したＲの光
は、光合成素子９内のダイクロイックミラーによって進
行方向が変換され、Ｒに対応したＲライトバルブ７に対
して入射される。また、色切り換えシャッター６によっ
て色切り換えが行われてフィールドシーケンシャルに出
力されるＢ（青），Ｇ（緑）の各光は、ＰＢＳ(Polariz
ation Beam Splitter:偏光ビームスプリッタ）９を透過
してＢ，Ｇに対応したＢ／Ｇライトバルブ８に入射され
る。そして、Ｒライトバルブ７にて変調されたＲの光
と、Ｂ／Ｇライトバルブ８にて変調されたＢ，Ｇの光
は、光合成素子９から投射レンズ１０に対して入射され
るようになっている。投射レンズ１０では、光合成素子
９から入射された光束を投射光に変換して、例えばここ
では図示しないスクリーンに対して投射するようにされ
る。

【００５８】このようなフィールドシーケンシャル方式
もまた、本来は、応答性が高いとされる変調素子をライ
トバルブとして使用することを前提としているのである
が、先に説明した実効値応答を基とした考察によれば、
フィールドシーケンシャル方式のもとで応答性が低いと
される変調素子を使用した場合にも、これに対応して再
構成したサブフィールドによってＰＷＭ駆動を行うこと
で連続的階調表現が可能であるということがいえる。

【００５９】図９は、色切り換えシャッター６と、ライ
トバルブ（Ｒライトバルブ７，Ｂ／Ｇライトバルブ８）
の駆動タイミングを示している。つまり、２板式による
フィールドシーケンシャル方式の色切り換えタイミング
が示されているものである。そして、この図９において
は、上述もしたように、実効値応答に対応するＰＷＭ駆
動を前提として、階調表現を実現するための駆動タイミ
ングが示されているものである。

【００６０】先ず、色切り換えシャッター６における色
切り換えタイミングは図９（ａ）に示される。このよう
に、Ｒの光については、フレーム期間において定常的に
透過する状態となるようにされている。一方、Ｂ，Ｇの
各光についてであるが、１フレームのはじめの期間にお
いては、先ず、Ｂの光を透過させるＢ表示期間が得られ
るようにし、或る所定タイミング（Ｗ表示期間開始時
点）で、Ｇの光を透過させる状態に切り換えていくよう
に色切り換えシャッター６を駆動することになる。この
ときには、色切り換えシャッター６における液晶セルの
応答速度に依存して、Ｂの光の透過率が低下していく一
方でＧの光の透過率が高まっていくことで混色の状態と
なり、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色が同時に透過可能な白色（Ｗ）
表示期間が形成される。そして、ここでは、Ｂの光の透
過率が０となる一方で、Ｇの光の透過率が１００パーセ
ントとなったタイミングでＧ表示期間に移行するものと
されている。また、Ｇ表示期間を終了して次フレームの
Ｂ表示期間に移行する際にも、Ｇの光の透過率が低下し
ていく一方でＢの光の透過率が高まっていくＷ表示期間
が形成される。

【００６１】そして、上記した色切り換えシャッター６
の駆動タイミングに対応しては、図９（ｂ）（ｃ）
（ｄ）（ｅ）に示すようにして、ライトバルブ（Ｒライ
トバルブ７，Ｂ／Ｇライトバルブ８）に対する駆動を行
う。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色についてそれぞれ５０％
の出力とする場合には、図９（ｂ）に示すように、Ｒラ
イトバルブ７とＢ／Ｇライトバルブ８とについて、共
に、Ｗ表示期間において液晶の応答として黒レベルとな
るようにして駆動するようにされる。これにより、各色
を均一に出力することが可能となる。また、Ｒ，Ｂをそ
れぞれ５０％、Ｇを７０％の出力とする場合には、図９
（ｃ）に示すように、Ｂ／Ｇライトバルブ８について
は、Ｂ表示期間終了後のＷ期間においても白レベルで応
答するように駆動を行うようにして、Ｇ表示期間に至っ
たときにも所要の高階調の応答状態が得られるようにし
ている。そして、Ｇ表示期間内における或る所要のタイ
ミングで以て階調が低下する応答となるように駆動す
る。また、Ｇ表示期間後のＷ表示期間においても、白レ
ベルの出力が継続されるように駆動を行うようにされ
る。そして、このＷ表示期間の終了を以て、黒レベルへ
の応答となるように駆動する。なお、Ｒライトバルブ７
については、Ｗ表示期間において液晶の応答として黒レ
ベルとなるようにして駆動するようにされる。

【００６２】また、Ｒ，Ｂをそれぞれ５０％、Ｇを１０
０％の出力とする場合には、図９（ｄ）に示すように、
Ｂ／Ｇライトバルブ８については、Ｂ表示期間終了後の
Ｗ期間においても白レベルで応答するように駆動を行
い、かつ、Ｇ表示期間及びその後のＷ表示期間において
も、階調を低下させることなく白レベルの応答が継続さ
れるように駆動する。

【００６３】さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を全て１００％
の出力とする場合には、図９（ｅ）に示すようにして、
Ｒライトバルブ７とＢ／Ｇライトバルブ８とで、１フレ
ーム期間内において定常的に白レベルの応答が継続され
るように駆動する。

【００６４】そして、本実施の形態の表示駆動方法の第
２例として、上記図９に示したＢ，Ｇ側の駆動を実現す
るためのサブフィールド構成は、図１０に示すものとな
る。この図は、無彩色３２階調（５ビット）表示の場合
に対応したサブフィールド構成を示している。また、こ
の場合に前提となる変調素子（Ｂ／Ｇライトバルブ８）
の液晶物性定数、セル定数、黒レベル電圧、白レベル電
圧、フィールド周波数は、第１例の場合と同様であると
する。

【００６５】図１０に示されるように、ここでは５ビッ
ト（ビット０〜ビット４）のうち、最下位ビット０のみ
をそのまま出力し、残る上位ビット１〜４を新たなサブ
フィールド１〜１２（ビットプレーンNo.1〜12）に並び
替える演算を行い。下位ビット側に詰めて出力するよう
にしている。ここでは、サブフィールド１２を色切り換
え期間（Ｗ表示期間）としている。そして、このサブフ
ィールド１２の時間幅は液晶変調素子が白レベルから黒
レベルに状態変化する応答速度によって決定することと
している。

【００６６】また、サブフィールド１２としての出力
が、２３階調以下では行われていないことからも分かる
ように、単色の表示は２３階調までとしている。そし
て、２４階調以上については２色（Ｃ（シアン））以上
の表示の場合に出力される。サブフィールド１２はＧ，
Ｂの何れか一方が時間幅75％を超える場合にのみ出力
し、その場合にはＣ成分（Ｇ，Ｂのどちらか小さい値）
を上位側に詰めて表示し、その差分は下位側に詰めて表
示するようにされる。このようにして、サブフィールド
１２について、２３階調以下ではビット出力させず、２
４階調以上ではビット出力させるというサブフィールド
出力パターンとすることで、本実施の形態としては、白
ピーク輝度について、より高いものとなるようにして改
善することが可能となるものである。

【００６７】ここで、色切り換えシャッター６は位相差
板と液晶セルからなり、偏光子、検光子は平行の方位で
あるとする。また、液晶セルはπセルを採用し、電圧を
印加しない場合に特定の色を白から減色するものである
とする。この場合、色の切り換えの立ち上がりが速く立
ち下がりが遅い特性となる。それぞれの色に対応する液
晶セルは独立に駆動できるため、それぞれの色の立下
り、立ち上がりのタイミングを調整することにより色切
り換え期間（Ｗ表示期間：25％）のＧ−Ｂ，Ｂ−Ｇの平
均透過率を、単色表示の期間であるＢ表示期間とＧ表示
期間の透過率と一致させることができる。参考として、
図１１に、色切り換えタイミングと液晶応答特性を示
す。この図においては、例えば１フレーム期間に対応し
た色切り換えシャッター６の液晶セルの駆動による透過
率特性として、Ｇ表示とＢ表示の各特性が示される。ま
た、ここでは比較として階調２３のときのライトバルブ
の透過率の特性が示されている。

【００６８】また、γ特性を考えたＢの最適駆動条件
は、およそ1.36V（白）−2.7V（黒）でありＧの最適駆
動条件はおよそ1.3V（白）−2.65V（黒）となる。そこ
で、Ｂのサブフィールドは、1.36V（白）という最適駆
動条件に対応した実効値が得られるようにすることを目
的として、各サブフィールド期間内において、そのサブ
フィールドとしての期間長よりも短い時間でリセット
（2.7V）するようにされる。つまり、実効値調整のため
に、各サブフィールドの出力時間を調整するものであ
る。このサブフィールドの出力時間調整によっては、サ
ブフィールドごとに出力が停止される休止期間が形成さ
れることになるが、この休止期間は、図１０では、Ｂフ
ィールド期間に対応するサブフィールド０〜１２におい
て、各サブフィールドの間に挿入される調整区間Ａとし
て示されている。なお、本実施の形態の実際として、こ
の調整区間Ａの時間幅は３％とした。つまりＢフィール
ド期間において最大透過率を得る場合には１．３Ｖを９
７％出力し、２．７Ｖを３％出力する。このときの実効
値は１．３６Ｖとなる。

【００６９】また、Ｇフィールド期間における実効値の
調整にあたっては、ビット０のサブフィールドと次のサ
ブフィールドの間に、３％の時間幅のサブフィールドを
設けるようにしている。つまり、図１０において、調整
区間Ｂとして示されるサブフィールド期間をはさみこむ
ものである。そして、黒レベル以外ではこの調整区間Ｂ
のサブフィールドを必ず出力するようにしている。ま
た、この調整区間Ｂのサブフィールドを挿入する位置と
しては、ビット１のサブフィールドの前にあるようにさ
れているのであるが、これは、演算によって新たに構成
したとされる上位ビットの連続的出力の最下位側に対し
て調整区間Ｂのサブフィールドを挿入していることを意
味する。つまり、実効値の調整を行うのにあたり、変調
素子の応答に影響を与えにくい位置に挿入するようにし
ているものである。

【００７０】上記図１０により説明したサブフィールド
駆動を行った場合の、入力（階調）に対する平均透過率
（γ特性）、及び白ピークを基準とした明度指数L*を図
１２〜図１５に示す。図１２及び図１３は、それぞれＢ
フィールド表示についての平均透過率と明度指数を示し
ており、図１４及び図１５は、それぞれＧフィールド表
示についての平均透過率と明度指数を示している。ま
た、これらの図の結果を得るのにあたり、Ｂは470nm、
Ｇは530nmの波長における透過率としている。これらの
図からも理解されるように、Ｂ，Ｇともに、良好な階調
再現性が得られているものである。

【００７１】また、入力がＧもしくはＢ原色の場合であ
ると、３２階調のうちで２３階調を最大透過率とするた
めのゲイン調整を必要とする。そこで、本実施の形態に
おいては、次のようにしてゲイン調整を行うようにされ
る。ここで、Ｇ，Ｂ入力信号は、その重み的には図１６
に示すようにして概念的に表すことができる。この図に
おいてＰ（ｇ）は原色信号であり、Ｃ（シアン）は２色
信号となる。本実施の形態としては、Ｇ，Ｂ入力信号に
ついてデガンマプロセスを施した後おいて、次に示すよ
うにしてマトリクス変換を行う。

【数３】つまり、Ｇ，Ｂ入力信号について原色信号（ｂ、ｇ）と
２色信号（Ｃ）に変換する。そして、原色信号（ｂ、
ｇ）と２色信号（Ｃ）の各々についてゲイン調整を行っ
た後、上記（数３）に示されるようにしてマトリクス変
換を行うことで新たなＧ'、Ｂ'信号を求める。そして、
このＧ'、Ｂ'信号をサブフィールドデータに変換して、
Ｂ／Ｇライトバルブに入力するようにされる。そして、
サブフィールドの演算については、図１７に示すように
して行うようにされる。つまり、Ｇ'、Ｂ'信号として２
４階調以上（混色）であるかを判定し、２４階調以上で
あればＣ信号の大きさの分だけ、上位にサブフィールド
を詰めるようにしてビットプレーンを構成する。また、
原色に対応するＰ（ｇ）信号については、下位サブフィ
ールドに詰めるようにしてビットプレーンを構成する。
これにより、図１０に示した２４階調以上のサブフィー
ルド配列を得ることができる。また、２４階調より下の
階調の場合には、原色表示のみとなるので、Ｐ（ｇ）信
号について下位サブフィールドに詰めるようにしてビッ
トプレーンを構成するだけで、図１０に示した２３階調
以下のサブフィールド配列が得られることになる。この
ようにして、Ｃ信号の大きさによりサブフィールドの構
成を変更するようにすれば、図１０に示したサブフィー
ルド構成に対応したゲイン調整が可能となる。

【００７２】なお、この第２例の説明にあっては、３２
階調表示の場合を例に挙げたが、第１例の場合と同様に
サブフィールド数を増加することで表現可能な階調数を
増加することが可能である。例えば２５６階調表示の場
合には、図１０に示したビット０を３ビットの構成とす
れば実現できることになる。

【００７３】また、これまでの実施の形態としての説明
は、プロジェクタ装置に使用されるライトバルブの駆動
方法として説明したが、プロジェクタ装置への用途に限
定されることなく、直視型表示装置の場合に応答速度の
遅い変調素子を用いてＰＷＭ駆動する場合においても有
効である。液晶材料としてネマティック液晶を用いたが
その他の強誘電材料、反強誘電材料等を用いる場合にお
いても、さらには液晶に限らず他の変調手段においても
サブフィールド周波数との関係において相対的に応答速
度が遅い場合には、本発明を有効に適用できるものであ
る。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、１フレー
ムとされる時間幅内において複数の独立した光出力期間
が存在しないようにされたサブフィールド出力パターン
としたうえで、このサブフィールド出力パターンによっ
てＰＷＭ駆動を行うようにされる。これにより、応答速
度が各サブフィールドの時間に応答しないとされる程度
に遅いとされる変調素子（表示素子）を用いてＰＷＭ駆
動を行うことによっても任意の階調数を得ることがで
き、また、良好な階調を再現することが可能となる。ま
た、このような本発明の駆動方法であれば、線形出力の
変調素子を使用した場合と比較して、γ特性が視覚特性
により適合することになる。このため、本発明ではより
少ない出力ビット数で以て、線形出力の変調素子を使用
した場合と同等の階調表現が可能となる。これにより、
例えばサブフィールド出力パターンを得るための演算回
路系の処理負担を軽減し、より簡易な回路構成とするこ
とが可能になるというメリットが得られることにもな
る。

【００７５】また、本発明では、所要の電圧実効値に応
じた出力時間のサブフィールドの挿入を行ったり、ま
た、所要の電圧実効値に応じて各サブフィールドの出力
時間を設定するようにもしているが、これによっては、
例えばγ特性に基づく最適駆動条件に適合する電圧実効
値に調整することが可能となる。つまり、良好な階調表
現を得るための電圧実効値の調整を、サブフィールド出
力パターンの加工によって容易に行うことを可能として
いる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の概念に基づいて再構成されたサ
ブフィールド出力パターンを示す図である。

【図２】図１に示すサブフィールド出力パターンにおけ
るγ特性を示す図である。

【図３】本実施の形態が対応する表示装置の画素の構成
例を示す回路図である。

【図４】図３に示す画素の駆動タイミングを示す図であ
る。

【図５】本実施の形態の第１例としてのサブフィールド
出力パターンを示す図である。

【図６】第１例のサブフィールド出力パターンにおける
γ特性を示す図である。

【図７】第１例のサブフィールド出力パターンにおける
階調再現性を示す図である。

【図８】２板式によるフィールドシーケンシャル方式に
対応したプロジェクタ装置の構成例を示す図である。

【図９】図８に示す構成における、本実施の形態として
の色切り換えシャッター及びライトバルブの駆動タイミ
ングを示す図である。

【図１０】本実施の形態の第２例としてのサブフィール
ド出力パターンを示す図である。

【図１１】本実施の形態の第２例のサブフィールド出力
パターンに対応した、色切り換えタイミングとライトバ
ルブの応答特性との関係を示す図である。

【図１２】第２例のサブフィールド出力パターンにおけ
るγ特性として、Ｂフィールド表示の場合を示す図であ
る。

【図１３】第２例のサブフィールド出力パターンにおけ
る階調再現性として、Ｂフィールド表示の場合を示す図
である。

【図１４】第２例のサブフィールド出力パターンにおけ
るγ特性として、Ｇフィールド表示の場合を示す図であ
る。

【図１５】第２例のサブフィールド出力パターンにおけ
る階調再現性として、Ｇフィールド表示の場合を示す図
である。

【図１６】Ｇ，Ｂ信号と、原色信号（Ｐ(g)）及び２色
信号（Ｃ）との関係を示す概念図である。

【図１７】第２例としてのサブフィールド再構成処理の
流れを示すフローチャートである。

【図１８】ＰＷＭ駆動における入力値と実効値との関係
（ノーマリーブラック）を示す図である。

【図１９】ＰＷＭ駆動における入力値と実効値との関係
（ノーマリーホワイト）を示す図である。

【図２０】変調素子の応答速度が比較的遅い場合のγ特
性（２５６階調）を示す図である。

【図２１】変調素子の応答速度が適当な場合のγ特性
（２５６階調）を示す図である。

【図２２】変調素子の応答速度が比較的速い場合のγ特
性（２５６階調）を示す図である。

【図２３】図２１の場合に対応した階調再現性を示す図
である。

【図２４】変調素子の応答速度が比較的遅い場合のγ特
性（１６階調）を示す図である。

【図２５】変調素子の応答速度が適当な場合のγ特性
（１６階調）を示す図である。

【図２６】変調素子の応答速度が比較的速い場合のγ特
性（１６階調）を示す図である。

【図２７】一般的ＰＷＭにおけるサブフィールド出力パ
ターンを示す図である。

【図２８】図２９に示す実験結果を得るために使用した
駆動波形を示す波形図である。

【図２９】独立ビット出力の時間間隔位置に対応する平
均透過率を示す図である。

【符号の説明】

Ｑ1〜Ｑ5 トランジスタ、ＳＷスイッチ、ＬＣ液晶
層、１ランプ、２リフレクタ、３マルチレンズアレ
イ、４ミラー、５コンデンサーレンズ、６色切り
換えシャッター、７Ｒライトバルブ、８Ｂ／Ｇライ
トバルブ、９光合成素子、１０投射レンズ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ａ６４１Ｅ６４２６４２Ｊ６８０６８０Ｃ 3/34 3/34 ＪＨ０４Ｎ 5/66 １０１Ｈ０４Ｎ 5/66 １０１ＢＦターム(参考） 2H093 NA06 NA43 NA56 NA58 NA65 NC13 NC16 NC43 NC44 ND06 ND17 NF13 NG02 5C006 AA14 AA15 AA22 AF44 AF46 AF52 BB11 EA01 EC11 FA56 5C058 AA11 BA02 BA04 BB03 EA02 5C080 AA05 AA06 AA10 BB05 CC03 DD03 DD21 EE29 JJ02 JJ04 JJ05 JJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス幅変調方式によって表示素子を駆
動して画像表示を行うための表示駆動方法において、１フレームとされる時間幅内において複数の独立した光
出力期間が存在しないようにされたサブフィールド出力
パターンが得られるように、入力値であるビットデータ
について演算を行う演算処理と、上記演算処理によって得られた上記サブフィールド出力
パターンによって表示素子を駆動する駆動処理と、を実行するように構成されることを特徴とする表示駆動
方法。
【請求項２】上記演算処理は、上記サブフィールド出力パターンとして、最上位ビット
を含む複数ビットが連続的に出力されるように演算を行
うことを特徴とする請求項１に記載の表示駆動方法。
【請求項３】上記演算処理は、上記サブフィールド出力パターンとして、１フレーム期
間内において下位ビットから順に出力されるように演算
を行うことを特徴とする請求項１に記載の表示駆動方
法。
【請求項４】光源と、表示素子と、色を時間的に切り
換える色切り換え素子を備えてフィールドシーケンシャ
ル表示方式によりカラー画像を表示するようにされると
共に、パルス幅変調方式によって上記表示素子を駆動す
る表示装置における表示駆動方法において、上記色切り換え素子により色が切り換わる過渡期間であ
る色切り換え期間において、色切り換えが行われる前後
の色についての混合色が得られるようにされたサブフィ
ールド出力パターンが得られるように、入力値であるビ
ットデータについて演算を行う演算処理と、上記演算処理によって得られた上記サブフィールド出力
パターンによって表示素子を駆動する駆動処理と、を実行するように構成されることを特徴とする表示駆動
方法。
【請求項５】上記演算処理は、上記色切り換え期間を１つのサブフィールドによって形
成するように演算を行うことを特徴とする請求項４に記
載の表示駆動方法。
【請求項６】上記色切り換え期間の平均透過率が、こ
の色切り換え期間以外の期間の平均透過率とほぼ等しく
なるように、上記色切り換え素子を駆動する駆動処理、を実行することを特徴とする請求項４に記載の表示駆動
方法。
【請求項７】上記色切り換え期間は、上記表示素子の
応答時間により定めることを特徴とする請求項４に記載
の表示駆動方法。
【請求項８】上記演算処理は、入力値が原色表示に対応したものであるときは、上記色
切り換え期間におけるサブフィールドを出力しないよう
にされたサブフィールド出力パターンとなるように演算
を行う、ことを特徴とする請求項４に記載の表示駆動方法。
【請求項９】入力信号を原色信号と混合色に分離する
信号分離処理と、原色信号についてゲイン調整を行うゲイン調整処理と、ゲイン調整された原色信号と、混合色信号とを利用して
マトリクス変換を行うことで上記入力値を生成する生成
処理と、を実行することを特徴とする請求項８に記載の表示駆動
方法。
【請求項１０】パルス幅変調によって表示素子を駆動
して画像表示を行うための表示駆動方法において、入力値としてのビットデータについて演算を行って所要
のサブフィールド出力パターンを得る演算処理と、上記表示素子に印加すべき電圧実効値を調整するための
調整用サブフィールドを上記サブフィールド出力パター
ンに対して挿入する挿入処理と、上記調整用サブフィールドが挿入された上記サブフィー
ルド出力パターンによって表示素子を駆動する駆動処理
と、を実行するようにされることを特徴とする表示駆動方
法。
【請求項１１】上記演算処理は、上記サブフィールド出力パターンとして、最上位ビット
を含む複数ビットが連続的に出力するものとされ、上記駆動処理は、上記調整用サブフィールドを、上記複数ビットの連続的
な出力の最下位ビット側に配置するようにして挿入す
る、ことを特徴とする請求項１０に記載の表示駆動方法。
【請求項１２】パルス幅変調によって表示素子を駆動
して画像表示を行うための表示駆動方法において、入力値としてのビットデータについて演算を行って所要
のサブフィールド出力パターンを得る演算処理と、上記調整用サブフィールドが挿入された上記サブフィー
ルド出力パターンによって表示素子を駆動するものとさ
れ、上記サブフィールド出力パターンを形成する各サブ
フィールドについて、上記表示素子に印加すべき電圧実
効値に応じて調整された出力時間となるように駆動する
駆動処理と、を実行するようにされることを特徴とする表示駆動方
法。