JP6252031B2 - 電気光学装置の駆動装置、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、フィールドシーケンシャル駆動に関する。

フィールドシーケンシャル駆動で画像を形成する場合、典型的には、１コマの画像を表示するフレームを、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色及び青（Ｂ）色の３原色のいずれかにそれぞれ対応させた複数フィールドに分割し、フィールド毎に対応する色成分の画像信号を画素に書き込み、当該画像信号の書き込みに同期して、画素に照射する光の色を切り替える（例えば特許文献１，２参照）。なお、特許文献２は、フィールドシーケンシャル駆動で白黒階調を表現する際に、複数色の光源を点灯させることを開示している。

特開２００５−１７４９２号公報 特開２０１１−２３２７４３号公報

フィールドシーケンシャル駆動の画像形成では、カラーブレークアップ（色割れともいう。）の発生が問題となることがある。カラーブレークアップは、画面上を移動する対象物に人間の視線が追従した場合に、人間の目の網膜上のそれぞれ異なる位置に３原色の各色の光が結像されることによって発生する。例えば図１０に示すように、黒色を背景として、白色のオブジェクト（ウィンドウ）がＮフレームからＮ＋１フレームにわたって移動した場合、当該オブジェクトと背景との境界に、ＲＧＢの各色が観察者に視認されることがある。カラーブレークアップは、３原色以外の光を用いて各フィールドの画像を生成することにより目立ちにくくなるが、代わりに、当該フィールドの画像の色の変化が、画質の低下として観察者に知覚される可能性がある。

また、光源に射出させる光の色の切り替えの周波数を高くすることによって、カラーブレークアップは目立ちにくくなる。例えば、１フレームにおいて、Ｒ，Ｇ及びＢ色の切り替えを１セット行う（ＲＧＢ×１）場合と、２セット行う（ＲＧＢ×２）場合と、４セット行う（ＲＧＢ×４）場合とを対比すると、ＲＧＢ×４、ＲＧＢ×２、ＲＧＢ×１の順で、カラーブレークアップは目立ちにくくなる。
しかし、画像信号の書き込みに同期しない光を画素に照射する期間が長くなるほど、フィールドの画像の色の変化が大きくなり、この色の変化が画質の低下として観察者に知覚されやすくなる。
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、画質の低下を観察者に知覚させにくくしつつ、カラーブレークアップを目立ちにくくすることである。

本発明の電気光学装置の駆動装置は、複数色の各色の光を独立に射出する光源と、前記光源が射出した光を画像信号に基づいて変調する画素、を含む光変調器とを備える電気光学装置の駆動装置であって、前記画素の駆動の単位フレームを複数フィールドに分割し、前記フィールド毎に、前記複数色のいずれかの色成分の画像信号を前記画素に書き込む駆動部と、前記単位フレームでカラー画像を含む第１の画像を形成する場合、前記フィールド毎の前記画像信号の書き込みに同期して、前記複数色の光のいずかの色の光を、前記光源に射出させ、前記単位フレームで白黒画像を含む第２の画像を形成する場合、一の色成分の画像信号が前記画素に書き込まれる期間において、前記複数色の各色の光を、前記光源に射出させる光源制御部とを備える。
本発明によれば、カラー画像を含む第１の画像を形成する場合に、各色成分の画像信号の書き込みに同期する光を光源に射出させ、白黒画像を含む第２の画像を形成する場合に、一の色成分の画像信号が書き込まれる期間において、複数色の各色の光を光源に射出させることにより、画質の低下を観察者に知覚させにくくしつつ、カラーブレークアップを目立ちにくくすることができる。

本発明の電気光学装置の駆動装置において、前記光源制御部は、前記第２の画像を形成する場合、前記複数色の各色の光を時分割で前記光源に射出させてもよい。
この発明によれば、カラー画像を含む第１の画像を形成する場合よりも、白黒画像を含む第２の画像を形成する場合に、光源に射出させる色の切り替えの周波数を高くすることにより、画質の低下を観察者に知覚させにくくしつつ、カラーブレークアップを目立ちにくくすることができる。

この電気光学装置の駆動装置において、前記光源制御部は、前記白黒画像が形成される領域に応じて、前記期間における前記各色の光の射出時間を変化させてもよい。
この発明によれば、白黒画像の領域に応じたカラーブレークアップの目立ちやすさを加味した射出時間で、光源に各色の光を射出させることができる。

この電気光学装置の駆動装置において、前記光源制御部は、前記領域が大きいほど、前記一の色成分に対応する色の光の射出時間を短くしてもよい。
この発明によれば、白黒画像の領域に応じたカラーブレークアップの目立ちやすさを加味した射出時間で、光源に各色の光を射出させることにより、画質の低下を観察者に知覚させにくくすることができる。

本発明の電気光学装置の駆動装置において、前記画素毎に前記複数色の階調を指定した入力画像データに対し、前記各色の光の射出時間に応じた色変換処理を施す画像データ処理部を備え、前記駆動部は、前記色変換処理後の画像データに応じた階調の画像信号を、前記画素に書き込んでもよい。
この発明によれば、各色の光の射出時間に応じた色変換処理を施した画像データに基づいて、白黒画像を含む第２の画像を形成することにより、画像信号の書き込みに同期しない光を射出することによる画質の低下を低減させることができる。

本発明の電気光学装置の駆動装置において、前記光源制御部は、決められた条件を満たす前記第２の画像を形成する場合、前記複数色の光を同時に、前記光源に射出させてもよい。
この発明によれば、複数色の光を同時に射出することにより、高輝度の画像を形成しやすくなる。

本発明の電気光学装置の駆動装置において、前記画素毎に前記複数色の階調値を指定した入力画像データを解析して、当該複数色の階調差のヒストグラムを求める解析部を備え、前記光源制御部は、前記解析部が求めたヒストグラムに基づいて、前記白黒画像が形成される領域を判定してもよい。
この発明によれば、画素毎の複数色の階調差のヒストグラムに基づいて、白黒画像の領域を簡易的に判定することができる。

なお、本発明は、電気光学装置の駆動装置のほか、電気光学装置の駆動方法、電気光学装置及び電子機器としても観念することが可能である。

本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す平面図。 同実施形態に係るプロジェクターの電気的構成を示すブロック図。 同実施形態に係るパネル駆動部及び電気光学パネルの構成を示す図。 同実施形態に係る電気光学パネルにおける等価回路を示す図。 同実施形態に係るプロジェクターの動作を示すタイミングチャート。 同実施形態における射出パターンの選択の手順を示すフローチャート。 同実施形態に係る解析部が求めたヒストグラムの一例を示す図。 同実施形態における色変換処理の説明図。 第２実施形態に係るプロジェクターの動作を示すタイミングチャート。 カラーブレークアップが発生する原理の説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。この実施形態では、本発明の電気光学装置をプロジェクターに適用した例を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクターの構成を示す平面図である。プロジェクター１は、単板式の液晶プロジェクター（電子機器の一例）であり、フィールドシーケンシャル駆動で電気光学パネル１００に画像を形成して、反射型のスクリーンＳに画像光を投射する。
図１に示すように、プロジェクター１は、第１の色である赤（Ｒ）色、第２の色である緑（Ｇ）色、及び、第３の色である青（Ｂ）色の３原色に対応した光源として、光源１１Ｒ，１１Ｇ及び１１Ｂを備える。光源１１Ｒは、Ｒ色のレーザー光を射出する発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）である。光源１１Ｇは、Ｇ色のレーザー光を射出する発光ダイオードである。光源１１Ｂは、Ｂ色のレーザー光を射出する発光ダイオードである。光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが射出したレーザー光は、各々角度調整用光学素子１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにより射出角度が調整されて、クロスプリズム１３に入射する。クロスプリズム１３において、Ｒ色及びＢ色のレーザー光は９０度に屈折する一方、Ｇ色のレーザー光は直進する。クロスプリズム１３は、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの各々から入射したレーザー光を、フライアイレンズ１４へ射出する。

フライアイレンズ１４は、基板上に複数のレンズが２次元配置された光学部材（インテグレータ）であり、クロスプリズム１３から入射したレーザー光の入射光束を空間的に分割して、射出する。ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）１５は、偏光ビームスプリッタであり、フライアイレンズ１４から入射したレーザー光の特定の偏光（例えばｓ偏光）を選択的に透過させ、他方の偏光（例えばｐ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。ＰＢＳ１５を透過したレーザー光は、レンズ及び絞りを含むテレセン光学系１６を介して、電気光学パネル１００に入射する。

電気光学パネル１００は、ここでは透過型の液晶ライトバルブであり、テレセン光学系１６から入射したレーザー光を画像信号に基づいて変調する画素、を含む光変調器である。電気光学パネル１００は、画素で変調したレーザー光を画像光として、投射部１７へ射出する。投射部１７は、電気光学パネル１００が射出した画像光を、スクリーンＳ上に拡大投射する。

図２は、プロジェクター１の電気的構成を示すブロック図である。
プロジェクター１のコントローラー２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の論理演算回路を備え、プロジェクター１の各部を制御する。コントローラー２０には、水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号ＶＳ及びドットクロックＣＬＫの各種制御信号、並びに、Ｒ、Ｇ及びＢの各色に対応した入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡが、パラレルに入力される。コントローラー２０に入力される各制御信号及び入力画像データは、例えば、プロジェクター１外の映像信号源（例えば、ＤＶＤ再生装置やパーソナルコンピューター等の映像再生装置）で生成されて、コントローラー２０に入力される。

入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡは、単位フレームとしての１フレームの画像を、電気光学パネル１００上に形成するための画像データである。入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡは、周期１６．７ミリ秒（つまり、フレーム周波数が６０Ｈｚ）で、１フレーム分（つまり、電気光学パネル１００の全画素分）が入力される。ここにおいて、フレームとは、電気光学パネル１００の画素を駆動することによって、１コマ分の画像を形成させるのに要する期間をいう。

詳しくは後述するが、プロジェクター１は、１フレームを複数のフィールドに分割（時分割）し、フィールド毎に、Ｒ，Ｇ及びＢのいずれかの色成分の画像（以下、「フィールド画像」という。）を生成し表示することにより、フィールドシーケンシャル駆動の画像形成を行う。入力画像データＲ−ＤＡＴＡは、Ｒ色に対応したフィールド画像（以下、「Ｒフィールド画像」という。）を生成するための入力画像データで、画素毎にＲ色の階調値を指定したデータである。入力画像データＧ−ＤＡＴＡは、Ｇ色に対応したフィールド画像（以下、「Ｇフィールド画像」という。）を生成するための入力画像データで、画素毎にＧ色の階調値を指定したデータである。入力画像データＢ−ＤＡＴＡは、Ｂ色に対応したフィールド画像（以下、「Ｂフィールド画像」という。）を生成するための入力画像データで、画素毎にＢ色の階調値を指定したデータである。本実施形態では、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の階調値が、８ビット（すなわち２５６階調）のデータで表される。すなわち、階調値は「０」〜「２５５」のいずれかの値をとり、その値が大きいほど明るい（つまり高輝度の）階調に対応し、反対に、その値が小さいほど暗い（つまり低輝度の）階調に対応する。

コントローラー２０は、画像データ処理部２１と、タイミング制御部２２と、解析部２３と、光源制御部２４とを備える。
画像データ処理部２１は、パラレルに入力された入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡを、図示せぬフレームメモリーに蓄え、パラレル−シリアル変換を施してパネル駆動部３０へ出力する処理回路である。画像データ処理部２１は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色のフィールド画像を時分割で表示するための画像データＤＡＴＡｗを生成して、パネル駆動部３０へ出力する。

タイミング制御部２２は、各種タイミング信号を生成してパネル駆動部３０へ出力する回路である。具体的には、タイミング制御部２２は、水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号ＶＳ及びドットクロックＣＬＫに基づいて、スタートパルスＤｙ及びクロック信号Ｃｌｙを生成して、走査線駆動回路１３０へ出力する。また、タイミング制御部２２は、水平同期信号ＨＳ、垂直同期信号ＶＳ及びドットクロックＣＬＫに基づいて、スタートパルスＤｘ及びクロック信号Ｃｌｘを生成して、データ線駆動回路１４０へ出力する。

解析部２３は、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡを解析して、画素毎にＲ，Ｇ及びＢ色の階調差ΔＶを算出し、階調差ΔＶのヒストグラム（つまり度数分布）を求める回路である。解析部２３は、Ｒ，Ｇ及びＢ色の階調値のうち、最大の階調差となる組み合わせに基づいて、階調差ΔＶを算出する。階調差ΔＶのヒストグラムは、電気光学パネル１００において形成される画像において、カラー画像及び白黒画像が含まれる領域を簡易的に判定するために使用される。

光源制御部２４は、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに光を射出させる制御（つまり光源制御）を行う回路である。具体的には、光源制御部２４は、点灯又は消灯を指示する光源制御信号を、Ｒ色ＬＥＤドライバ４０Ｒ、Ｇ色ＬＥＤドライバ４０Ｇ及びＢ色ＬＥＤドライバ４０Ｂの各々へ独立に出力する。Ｒ色ＬＥＤドライバ４０Ｒは、供給された光源制御信号に応じて、光源１１Ｒを点灯又は消灯させる。Ｇ色ＬＥＤドライバ４０Ｇは、供給された光源制御信号に応じて、光源１１Ｇを点灯又は消灯させる。Ｒ色ＬＥＤドライバ４０Ｂは、供給された光源制御信号に応じて、光源１１Ｂを点灯又は消灯させる。光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、点灯期間においてレーザー光を射出する。
なお、光源制御部２４は、解析部２３が求めた階調差ΔＶのヒストグラムに応じた光源制御を行う。この光源制御の詳細については後で説明する。

図３は、パネル駆動部３０及び電気光学パネル１００の構成を示す図である。
電気光学パネル１００は、複数の画素１１０がマトリクス状に配列した構成である。詳細には、電気光学パネル１００では、ｍ本の走査線１１２が図１においてＸ（水平）方向に延在する一方、ｎ本のデータ線１１４が走査線１１２と電気的な絶縁を保ちつつ、図３においてＹ（垂直）方向に延在している（ｍ、ｎはいずれも２以上の自然数）。また、複数本の走査線１１２と複数本のデータ線１１４との各交差に対応して、画素１１０がそれぞれ設けられている。本実施形態において、画素１１０は、縦ｍ行×横ｎ列のマトリクス状に配列する。

図４は、電気光学パネル１００における等価回路を示す図である。
図４に示すように、電気光学パネル１００は、走査線１１２とデータ線１１４との交差に対応して、画素電極１１８とコモン電極１０８とで液晶１０５を挟持した液晶素子１２０が配列した構成である。電気光学パネル１００における等価回路では、図４に示すように、液晶素子１２０に対して並列に補助容量（蓄積容量）１２５が設けられる。補助容量１２５は、一端が画素電極１１８に接続され、他端が容量線１１５に共通接続されている。容量線１１５は時間的に一定の電圧に保たれている。
ここで、走査線１１２がＨレベルになると、その走査線にゲート電極が接続されたＴＦＴ１１６がオンとなり、画素電極１１８がデータ線１１４に接続される。このため、走査線１１２がＨレベルであるときに、データ線１１４に階調に応じた電圧のデータ信号を供給すると、そのデータ信号は、オンしたＴＦＴ１１６を介して画素電極１１８に印加される。走査線１１２がＬレベルになると、ＴＦＴ１１６はオフするが、画素電極１１８に印加された電圧は、液晶素子１２０の容量及び補助容量１２５によって保持される。
液晶素子１２０では、画素電極１１８及びコモン電極１０８によって生じる電界に応じて液晶１０５の分子配向状態が変化する。このため、液晶素子１２０は、透過型であれば、印加・保持電圧に応じた透過率となる。電気光学パネル１００では、液晶素子１２０毎に透過率が変化するので、液晶素子１２０が画素に相当する。
なお、本実施形態においては、液晶１０５をＶＡ（Vertical Alignment）方式の液晶とし、液晶素子１２０が電圧無印加時において黒状態となるノーマリーブラックモードとする。

図３に戻って説明する。
走査線駆動回路１３０は、スタートパルスＤｙをクロック信号Ｃｌｙにしたがって順次シフトし、１，２，３，４，…，ｍ行目の走査線１１２に、走査信号ＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４，…，ＳＣｍとして供給する。
データ線駆動回路１４０は、スタートパルスＤｘ及びクロック信号Ｃｌｘに基づいて、１，２，３，…，ｎ列目のデータ線１１４に、それぞれ画像信号（データ信号）ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，…，ｄｎを供給して、画素１１０に画像信号を書き込む。画像信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，…，ｄｎは、指定された階調値で画素１１０に階調表現するための電圧信号である。データ線駆動回路１４０が供給した画像信号ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，…，ｄｎの各々は、走査線駆動回路１３０により選択された走査線１１２に対応する画素１１０に供給される。
以上説明した構成の下、パネル駆動部３０は、電気光学パネル１００を線順次で駆動して、画像データＤＡＴＡｗに基づいて、Ｒ、Ｇ及びＢ色の各色に対応した画像信号を画素１１０に書き込む。
なお、パネル駆動部３０は、液晶１０５に直流成分が印加されるのを防止するために、液晶素子１２０を交流駆動することが望ましい。かかる交流駆動は周知であるから、この実施形態では説明を省略する。

図５は、プロジェクター１の動作を示すタイミングチャートである。図５には、１フレームの画像形成に関する動作が示されている。
コントローラー２０は、入力された垂直同期信号ＶＳに従って、１フレームの画像を形成するための動作を開始する。また、コントローラー２０は、１フレームを構成する各フィールドの駆動を開始するタイミングで、スタートパルスＤｙをパネル駆動部３０へ出力する。図５の「ＤＡＴＡｗ」と記した欄には、コントローラー２０が供給する画像データＤＡＴＡｗの時間的変化が示されている。図５の「フィールド画像」と記した欄には、電気光学パネル１００が表示するフィールド画像の時間的変化が示されている。コントローラー２０は、１フレームを１６個のフィールドに分割する。そして、コントローラー２０は、先頭から１番目〜４番目のフィールドをＲ色に対応させ、５番目〜８番目のフィールドをＧ色に対応させ、９番目〜１２番目のフィールドをＢ色に対応させ、１３番目〜１６番目のフィールドをＧ色に対応させて、画像データＤＡＴＡｗを出力する。以下の説明では、これらの１６個のフィールドを、先頭から順に「Ｒ１」、「Ｒ２」、「Ｒ３」、「Ｒ４」、「Ｇ１」、「Ｇ２」、「Ｇ３」、「Ｇ４」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ４」、「Ｂ４」、「Ｇ１」、「Ｇ２」、「Ｇ３」、「Ｇ４」という名称とする。

また、コントローラー２０は、階調差ΔＶのヒストグラムに基づいて、１フレームで形成する画像のパターンを判定する。この判定に関する処理については後で説明するが、コントローラー２０は、カラー画像を主としたカラーパターン（第１の画像の一例）と判定した場合には、射出パターンＡに従った光源制御を行う。コントローラー２０は、カラー画像及び白黒画像が適度に混在したカラー＋白黒パターン（第２の画像の一例）と判定した場合には、射出パターンＢに従った光源制御を行う。白黒画像を主とした白黒パターン（第２の画像の一例）と判定した場合には、射出パターンＣに従った光源制御を行う。カラー＋白黒パターンは、例えば白色又は黒色の背景に、カラーのオブジェクトを配置した画像を示す。白黒パターンは、図１０に例示されるような、例えば白色又は黒色の一方を背景とし、他方の色のオブジェクトを配置した画像を示す。射出パターンＡ，Ｂ及びＣの各々では、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの各々が射出する光の時間的変化が異なる。

続いて、射出パターンＡに従って光源制御を行う場合のプロジェクター１の動作を、図５を参照して説明する。
まず、コントローラー２０は、１番目のフィールドであるＲ１フィールドを開始させると、Ｒフィールド画像を表示するための画像信号ｄｒ１を電気光学パネル１００に書き込むように、パネル駆動部３０を制御する。パネル駆動部３０は、コントローラー２０の制御に応じて、電気光学パネル１００の画面最上部から下方向（Ｙ方向）に向かって、線順次で各画素１１０に画像信号を書き込む。よって、Ｒ１フィールドでは、電気光学パネル１００の少なくとも一部に、前フレーム（前フィールド）の画像が残っている。このため、Ｒ１フィールドでは、電気光学パネル１００に表示した画像を観察者に視認させないように、コントローラー２０は、Ｒ１フィールドの全体にわたって、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを消灯させておく。

次に、コントローラー２０は、２番目のフィールドであるＲ２フィールドを開始させると、Ｒフィールド画像を表示するための画像信号ｄｒ２を電気光学パネル１００に書き込むように、パネル駆動部３０を制御する。ここにおいて、コントローラー２０は、Ｒ１フィールドと同じＲフィールド画像を表示するための画像信号を書き込むように、パネル駆動部３０を制御する。Ｒ２フィールドでは、電気光学パネル１００に表示した画像を観察者に視認させるために、コントローラー２０は、Ｒ２フィールドの全体にわたって、光源１１ＲにＲ色の光を射出させ、光源１１Ｇ，１１Ｂを消灯させる。
コントローラー２０は、Ｒ２フィールドに続く３，４番目のフィールドであるＲ３，Ｒ４フィールドにおいて、Ｒフィールド画像を表示するための画像信号ｄｒ３，ｄｒ４を順次画素に書き込むように、パネル駆動部３０を制御する。コントローラー２０は、Ｒ３フィールド及びＲ４フィールドにおいても、Ｒ２フィールドと同じフィールド画像を表示させるように、電気光学パネル１００を制御する。コントローラー２０は、Ｒ３フィールド及びＲ４フィールドの全体にわたって、光源１１ＲにＲ色の光を射出させ、光源１１Ｇ，１１Ｂを消灯させる。

続いて、５番目〜８番目のフィールドのＧ１〜Ｇ４フィールドに関する動作を説明するが、Ｒ１〜Ｒ４フィールドでのＲ色に関する動作を、Ｇ色に置き換えた動作と概ね同じである。
すなわち、コントローラー２０は、Ｇフィールド画像を表示するために、Ｇ１〜Ｇ４フィールドにおいて、画像信号ｄｇ１，ｄｇ２，ｄｇ３，ｄｇ４を順次電気光学パネル１００に書き込む。また、コントローラー２０は、Ｇ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを消灯させ、Ｇ２〜Ｇ４フィールドの全体にわたって、光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、光源１１Ｒ，１１Ｂを消灯させる。

続いて、９番目〜１２番目のフィールドであるＢ１〜Ｂ４フィールドに関する動作を説明するが、Ｇ１〜Ｇ４フィールドでのＧ色に関する動作を、Ｂ色に置き換えた動作と概ね同じである。
すなわち、コントローラー２０は、Ｂフィールド画像を表示するために、Ｂ１〜Ｂ４フィールドにおいて、画像信号ｄｂ１，ｄｂ２，ｄｂ３，ｄｂ４を順次電気光学パネル１００に書き込む。また、コントローラー２０は、Ｂ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを消灯させ、Ｂ２〜Ｂ４フィールドの全体にわたって、光源１１ＢにＢ色の光を射出させ、光源１１Ｒ，１１Ｇを消灯させる。
コントローラー２０は、１３番目〜１６番目のフィールドのＧ１〜Ｇ４フィールドでは、５番目〜８番目のフィールドのＧ１〜Ｇ４フィールドと同じ制御を行う。

以上のとおり、コントローラー２０は、射出パターンＡを選択した場合には、１フレームでＲ，Ｇ，Ｂ及びＧ色の色順で、各色成分の画像信号を画素１１０に書き込み、且つ、当該画像信号の書き込みに同期して、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに光を射出させる。ここでいう同期とは、画素１１０に書き込まれる画像信号の色成分と、画素１１０に照射される光の色とが同じであることをいう。このため、１フレームにおいて、Ｒ，Ｇ，Ｂ及びＧ色の色順でフィールドを配列した場合、コントローラー２０は、これと同じくＲ，Ｇ，Ｂ及びＧ色の色順で、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに光を射出させる。また、前述したようにフレーム周波数は６０Ｈｚであるから、コントローラー２０は、光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれに、周波数２４０Ｈｚ（＝６０Ｈｚ×４）の周期で光を射出させることとなる。

続いて、射出パターンＢに従って光源制御を行う場合のプロジェクター１の動作を説明する。
射出パターンＢを選択した場合にも、コントローラー２０は、射出パターンＡを選択した場合と同じ方法で、パネル駆動部３０を制御する。射出パターンＢに従う光源制御について説明すると、図５に示すように、コントローラー２０は、同一色に対応した連続する４フィールドのうち、２フィールド分の期間において、画像信号の書き込みに同期した色の光を射出させ、１フィールド分の期間においては、画像信号の書き込みに同期しない光を射出させる。

具体的には、コントローラー２０は、Ｒ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｒ２，Ｒ３フィールドの全体にわたって、光源１１ＲにＲ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｒ４フィールドの前半期間に光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、Ｒ４フィールドの後半期間に光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。また、コントローラー２０は、Ｇ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｇ２フィールドの前半期間では、光源１１ＲにＲ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｇ２フィールドの後半期間からＧ４フィールドの前半期間までの全体にわたって光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、Ｇ４フィールドの後半期間では光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。また、コントローラー２０は、Ｂ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｂ２フィールドの前半期間では光源１１ＲにＲ色の光を射出させ、Ｂ２フィールドの後半期間では光源１１ＧにＧ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｂ３フィールド及びＢ４フィールドの全体にわたって光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。

すなわち、コントローラー２０は、Ｒ１〜Ｒ４フィールドからなる期間、Ｇ１〜Ｇ４フィールドからなる期間、及び、Ｂ１〜Ｂ４フィールドからなる期間の各々で、Ｒ，Ｇ及びＢ色のすべての光を、時分割で光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに射出させる。このため、同一色に対応する連続４フィールドでみたとき、３原色であるＲ，Ｇ及びＢ色からやや変化した色のフィールド画像が表示される。よって、射出パターンＡが選択された場合よりも、カラーブレークアップは目立ちにくくなる。
ただし、射出パターンＢに従う光源制御が行われた場合、フィールド画像の色（色相）の変化が、画質の低下として観察者に知覚される可能性がある。このため、コントローラー２０の画像データ処理部２１は、後述する色変換処理を施した画像データＤＡＴＡｗに基づいて、電気光学パネル１００に画像を形成する。色変換処理の詳細には、後で説明する。

続いて、射出パターンＣに従って光源制御を行う場合のプロジェクター１の動作を説明する。
射出パターンＣを選択した場合にも、コントローラー２０は、射出パターンＡ，Ｂを選択した場合と同じ方法で、パネル駆動部３０を制御する。射出パターンＣに従う光源制御について説明すると、図５に示すように、コントローラー２０は、同一色に対応した４フィールドのうちの１フィールド分の期間において、画像信号の書き込みに同期した色の光を射出させる一方で、２フィールド分の期間においては、画像信号の書き込みに同期しない光を射出させる。すなわち、射出パターンＣを選択した場合には、コントローラー２０は、画像信号の書き込みに同期しない光を射出させる時間を、射出パターンＢの場合よりも長くする。

具体的には、コントローラー２０は、Ｒ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｒ２フィールドでは、光源１１ＲにＲ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｒ３フィールドでは光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、Ｒ４フィールドでは光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。また、コントローラー２０は、Ｇ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｇ２フィールドでは、光源１１ＲにＲ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｇ３フィールドでは光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、Ｇ４フィールドでは光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。コントローラー２０は、Ｂ１フィールドでは光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの全てを消灯させ、Ｂ２フィールドでは、光源１１ＲにＲ色の光を射出させる。そして、コントローラー２０は、Ｂ３フィールドでは光源１１ＧにＧ色の光を射出させ、Ｂ４フィールドでは光源１１ＢにＢ色の光を射出させる。

すなわち、コントローラー２０は、Ｒ１〜Ｒ４フィールドからなる期間、Ｇ１〜Ｇ４フィールドからなる期間、及び、Ｂ１〜Ｂ４フィールドからなる期間の各々で、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光の射出時間を同一（つまり均等）として、各光を時分割で射出させる。射出パターンＣが選択されるのは、白黒パターンの形成時であるから、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光の時分割による混色が生じた場合であっても、画質の低下として観察者に知覚されにくい。また、射出パターンＣが選択され場合には、同一色に対応する連続４フィールドでみたとき、３原色であるＲ，Ｇ及びＢ色からやや変化した色のフィールド画像が表示され、且つ、色の切り替え周波数が射出パターンＢの場合よりも更に高くなっている。このことから、白黒パターンの形成時に、カラー＋白黒パターンの場合よりもカラーブレークアップが目立ちやすいという事情があったとしても、カラーブレークアップは目立ちにくい。
以上のとおり、コントローラー２０は、白黒画像を含むカラー＋白黒パターン又は白黒パターンの画像を形成する場合、一の色成分の画像信号を書き込む期間において、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の各色の光を光源に射出させる。また、コントローラー２０は、白黒画像の領域が大きいほど、フィールド毎に同期する光の射出時間を相対的に短くして、各色の光の射出時間の比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１に近づける。この光源制御により、フィールドシーケンシャル駆動で形成する画像の画質の低下を抑えつつ、カラーブレークアップが目立ちにくくなる。

ところで、射出パターンＢに従う光源制御を行う場合、画像信号の書き込みに同期しない光が射出される期間が存在することにより、カラー画像の色相が変化することがある。そこで、コントローラー２０では、画像データ処理部２１は、この色相の変化を抑えるための色変換処理を施した画像データＤＡＴＡｗを、パネル駆動部３０へ出力する。

図６は、色変換処理を説明する図である。
図６（ａ）には、射出パターンＡの場合に表現可能な色域と、射出パターンＢの場合に表現可能な色域とを色度図（ＣＩＥ１９３１）上に表したグラフである。このグラフにおいて、横軸はｘ値を表し、縦軸はｙ値を表す。
射出パターンＡの選択時においては、図６に実線で示した色域内でＲＧＢの階調を表現可能であるのに対し、射出パターンＢの選択時においては、図６に破線で示した色域内でＲＧＢの階調を表現することになる。ただし、ＬＥＤの色域はｓＲＧＢの色域よりも広いので、色域の範囲が縮小すること自体は、階調表現においてさほど問題とならない。しかし、或る階調を表現しようとする場合に、射出パターンＡの選択時と射出パターンＢの選択時とで同一の画像信号を画素に書き込むと、射出パターン毎に当該階調の色域内での位置が異なり、これが画質の低下として観察者に知覚される可能性がある。そこで、画像データ処理部２１は、射出パターンＡから射出パターンＢへの光源制御の変化によって、例えば図６（ａ）の点Ｐから点Ｐｃに色相の変化が生じる場合であっても、点Ｐに対応する色相で階調表現できるように色変換処理を行う。すなわち、画像データ処理部２１は、色変換処理を行うことにより、射出パターンＡの選択時と、射出パターンＢの選択時とのカラー画像の色相の差異を小さくする色変換処理を行う。

図６（ｂ）には、色変換処理の一例が示されている。例えば、射出パターンＡの場合に、Ｒ色について液晶素子１２０の相対透過率を２０％とし、Ｇ色について液晶素子１２０の相対透過率を９０％とし、Ｂ色について液晶素子１２０の相対透過率を２０％として階調表現する場合を考える。これと同じ階調を、射出パターンＢで表現しようとした場合、Ｇ色及びＢ色の光の射出時間が増加する分、Ｇ色及びＢ色についての相対透過率を低くする色変換処理が行われればよい。この例では、射出パターンＢの選択時には、Ｒ色について液晶素子１２０の相対透過率を０％とし、Ｇ色について液晶素子１２０の相対透過率を１００％とし、Ｂ色について液晶素子１２０の相対透過率を０％とする。

画像データ処理部２１は、図６（ｂ）で例示されるような、選択した射出パターンに応じて液晶素子１２０の相対透過率（つまり色相）を変化させるための色変換パラメーターを、予め記憶しておく。例えば、画像データ処理部２１は、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡで指定される階調値の組み合わせに対応付けて、この色変換パラメーターを記憶する。そして、画像データ処理部２１は、光源制御で使用する射出パターンに応じた変換パラメーターを用いて、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡに色変換処理を施し、画像データＤＡＴＡｗを生成し出力する。色変換パラメーターは、典型的には、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡで指定された階調値を変化させるパラメーターである。色変換処理の一例を挙げると、画像データ処理部２１は、光源が射出する色と同期しない画像信号を、相対透過率を低くする（例えば０％とする）方向に変化させる色変換処理を施す。また、画像信号の書き込みに同期しない光の射出時間が長くなるほど、画像データ処理部２１は、相対透過率を低くする度合いを大きくする色変換処理を施してもよい。

図７は、射出パターンを選択する処理の流れを示すフローチャートである。
まず、コントローラー２０は、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡを解析して、画素毎の階調差ΔＶのヒストグラムを求める（ステップＳ１）。ここにおいて、コントローラー２０は、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡで指定されたＲ，Ｇ及びＢ色の階調値同士の差分に基づいて、階調差ΔＶを算出し、階調差ΔＶの分布を示すヒストグラムを求める。

階調差ΔＶは、カラー画像を表示する画素において比較的大きな値となり、反対に、白黒を表示する画素において比較的小さな値となる。例えば、Ｒ色を表示する画素では、Ｒ成分の階調値が「２５５」で、Ｇ成分及びＢ成分の階調値が「０」であるから、階調差ΔＶは最大の「２５５」である。Ｇ色やＢ色を表示する画素においても、階調差ΔＶは「２５５」である。また、Ｙ色を表示する画素では、Ｒ成分及びＧ成分の階調値が「２５５」で、Ｂ成分の階調値が「０」であるから、階調差ΔＶは「２５５」である。他方、白色を表示する画素では、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の階調値がすべて「２５５」であるため、階調差ΔＶは最小の「０」である。また、黒色を表示する画素では、Ｒ成分、Ｇ成分及びＢ成分の階調値がすべて「０」であるため、階調差ΔＶは最小の「０」である。

図８は、ステップＳ１の処理で求められるヒストグラムの一例を示す図である。
カラーパターンが形成される場合、階調差ΔＶが相対的に大きい画素の出現頻度が突出して高くなり、例えば、図８（ａ）に示すヒストグラムが得られる。この場合、階調差ΔＶの最大頻度が高階調範囲ａ内に存在する。カラー＋白黒パターンが形成される場合、階調差ΔＶが相対的に小さい画素の出現頻度が増加し、例えば、図８（ｂ）に示すヒストグラムが得られる。この場合、高階調範囲ａ及び低階調範囲ｂ内の各々で、階調差ΔＶの出現頻度が高くなっている。白黒パターンが形成される場合、ΔＶが相対的に小さい画素の出現頻度が突出して高くなり、例えば、図８（ｃ）に示すヒストグラムが得られる。この場合、階調差ΔＶの最大頻度が低階調範囲ｂ内に存在する。
このため、コントローラー２０は、ヒストグラムに基づいてΔＶの出現分布を参照することにより、電気光学パネル１００に形成する画像に、カラー画像及び白黒画像がどの程度含まれるかを簡易的に判定することができる。

コントローラー２０は、１フレームの入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡのヒストグラムの解析が終了したかどうかを判定し（ステップＳ２）、「ＹＥＳ」と判定すると、ステップＳ３の処理に進む。そして、コントローラー２０は、階調差ΔＶのヒストグラムに基づいて、画像パターンを判定する（ステップＳ３）。例えば、コントローラー２０は、階調差ΔＶの最大頻度が高階調範囲ａに含まれ、且つ、最大頻度の値が設定値以上である場合には、カラーパターンと判定し（ステップＳ３；カラーパターン）、射出パターンＡを選択する（ステップＳ４）。例えば、コントローラー２０は、階調差ΔＶの最大頻度が低階調範囲ｂに含まれ、且つ、最大頻度の値が設定値以上である場合には、白黒パターンと判定し（ステップＳ３；白黒パターン）、射出パターンＣを選択する（ステップＳ５）。例えば、コントローラー２０は、カラーパターン及び白黒パターンのいずれでもない場合には、カラー＋白黒パターンと判定し（ステップＳ３；カラー＋白黒パターン）、射出パターンＢを選択する（ステップＳ６）。ここで説明した階調差ΔＶのヒストグラムと、画像のパターンとの関係はあくまで一例であり、コントローラー２０は、階調差ΔＶのヒストグラムに基づく他のアルゴリズムにより、画像パターンを判定してもよい。
コントローラー２０は、図７で説明した処理を実行して射出パターンＡ，Ｂ又はＣのどちらかを選択すると、選択した射出パターンに従って、図５で説明した制御を行う。
なお、コントローラー２０は、全てのフレームの画像について画像パターンを判定してもよいし、複数フレームにつき１度だけ画像パターンを判定してもよい。

本発明は、上述した実施形態と異なる形態で実施することが可能である。また、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。
上述した実施形態では、コントローラー２０は、白黒パターンを形成する場合において、一の色成分の画像信号が書き込まれる期間において、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光を時分割で、光源に射出させていた。これに代えて、コントローラー２０は、一の色成分の画像信号が書き込まれる期間において、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光を同時に射出させてもよい。

図９は、プロジェクター１の動作を示すタイミングチャートである。図９には、プロジェクター１の１フレームの画像形成に関する動作が示されており、各欄の説明は図５で説明したものと同じである。
コントローラー２０は、射出パターンＡ及びＢに従う光源制御については、上述した実施形態と同じ方法で行う。また、コントローラー２０は、射出パターンＣに代えて射出パターンＤで光源制御を行う。図９に示されるように、射出パターンＤの選択時には、コントローラー２０は、１フレームの全期間にわたってＲ、Ｇ及びＢの各色の光を同時に射出させる。このような光の射出をした場合であっても、形成する画像は白黒画像が主であるから、色の変化は観察者に知覚されにくい。

この射出パターンＤを採用する場合には、白色の表示が明るくなりすぎないように、コントローラー２０は、射出パターンＡ，Ｂの選択時よりも光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに供給する電流を減じて、輝度を低下させてもよい。
また、コントローラー２０は、射出パターンＣ及びＤを併用した光源制御を行ってもよい。例えば、コントローラー２０は、階調差ΔＶのヒストグラムの最大頻度の値が、階調範囲Ｃ内の閾値未満の場合には射出パターンＣを選択し、当該閾値以上の場合には射出パターンＤを選択する。すなわち、コントローラー２０は、予め決められた条件を満たす白黒画像を含む画像を形成する場合に、射出パターンＤを選択する。

上述した実施形態では、コントローラー２０は、入力画像データＲ−ＤＡＴＡ，Ｇ−ＤＡＴＡ及びＢ−ＤＡＴＡを解析してヒストグラムを求め、当該ヒストグラムに基づいて、画像パターンを判定していた。画像パターンの判定は別の判定方法で行われてもよく、例えば、コントローラー２０は、階調差ΔＶの最大頻度の値や平均値、中央値等の分布に基づいて画像パターンを判定してもよい。また、コントローラー２０は、電気光学パネル１００上に形成する画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎に階調差ΔＶを算出して、画像パターンを判定してもよい。また、コントローラー２０は、１フレームの入力画像データの全画素ではなく、一部の画素（例えば画面中央部の領域）に基づいて、画像パターンを判定してもよい。

上述した実施形態では、コントローラー２０は、射出パターンＡ，Ｂ及びＣの３種類の光源制御を行っていたが、２種類又は４種類以上の光源制御を行ってもよい。射出パターンの種類数に関わらず、コントローラー２０は、白黒画像が形成される領域に応じて、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光の射出時間を変化させる。特に、白黒画像の領域が大きいほど、コントローラー２０は、画像信号の書き込みに同期させた光の射出時間を短くし、且つ、色の切り替えの周波数を高くするとよい。例えば、コントローラー２０は、白黒画像の領域が大きいほど、一の色成分の画像信号が書き込まれる期間における、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の射出時間の比を、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１に近づける。

上述した実施形態では、コントローラー２０は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色について、同一色のフィールドを４フィールド連続させて画像信号を書き込んでいたが、同一色のフィールドを３フィールド以下又は５フィールド以上で連続させてもよい。
この場合においても、コントローラー２０は、白黒画像を含む画像を形成する場合には、一の色成分の画像信号を書き込む期間において、Ｒ、Ｇ及びＢの各色の光を射出させるとよい。
また、プロジェクター１では、Ｒ，Ｇ及びＢの３色に限られず、イエロー、シアン及びマゼンタの各色に対応した画像信号を画素１１０に書き込んでもよい。この場合であっても、プロジェクター１は、Ｒ，Ｇ及びＢ色の光の混色によって画像信号の書き込みに同期する光を用いて、フィールド画像を生成し表示することができる。

上述した実施形態では、Ｒ、Ｇ及びＢの各色で、光源が独立していた。例えば、発光体（例えば白色光源）と、Ｒ、Ｇ及びＢの各色に対応したフィルター円板との組み合わせでプロジェクター１の光源を構成して、上述した各実施形態の光源制御を行ってもよい。すなわち、本発明は、光源が色毎に物理的に独立していることを必須とするものではない。

液晶１０５は、ＶＡ液晶に限定されない。ＴＮ（Twisted Nematic）液晶等、ＶＡ液晶以外の液晶が用いられてもよい。また、液晶１０５は、ノーマリーホワイトモードの液晶であってもよい。
また、画素１１０を構成する液晶素子１２０は、透過型に限られず反射型であってもよい。
本発明は、電圧変調方式に従って液晶素子に電圧を印加する装置に限られず、サブフィールド駆動方式で液晶素子に電圧を印加する装置に適用することもできる。
プロジェクター１は、反射型の液晶パネル、又は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル等の液晶以外の電気光学素子、若しくはデジタルミラーデバイス等を用いたものであってもよい。また、光源は、ＬＥＤに限られず、半導体レーザー等の固体光源であってもよい。

本発明の電子機器は、プロジェクターに限定されない。本発明の電子機器は、テレビジョンや、ビューファインダー型・モニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、デ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。

１…プロジェクター、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…光源、１００…電気光学パネル、１３０…走査線駆動回路、１４０…データ線駆動回路、２０…コントローラー、２１…画像データ処理部、２２…タイミング制御部、２３…解析部、２４…発光制御部、３０…パネル駆動部、４０Ｒ…Ｒ色ＬＥＤドライバ、４０Ｇ…Ｇ色ＬＥＤドライバ、４０Ｂ…Ｂ色ＬＥＤドライバ

Claims (3)

1. 複数色の各色の光を独立に射出する光源と、
   前記光源が射出した光を画像信号に基づいて変調する画素、を含む光変調器と
   を備える電気光学装置の駆動方法であって、
   前記画素の駆動の単位フレームを複数フィールドに分割し、前記フィールド毎に、前記複数色のいずれかの色成分の画像信号を前記画素に書き込むステップと、
   前記単位フレームでカラー画像である第１の画像を形成する場合、
   前記フィールド毎の前記画像信号の書き込みに同期して、前記複数色の光のいずかの色の光を、前記光源に射出させ、
   前記単位フレームで白黒画像である第２の画像を形成する場合、
   一の色成分の画像信号が前記画素に書き込まれる期間において、前記複数色の各色の光を、時分割で前記光源に射出させるステップと
   を有する電気光学装置の駆動方法。
2. 複数色の各色の光を独立に射出する光源と、
   前記光源が射出した光を画像信号に基づいて変調する画素を含む光変調器と、
   前記画素の駆動の単位フレームを複数フィールドに分割し、前記フィールド毎に、前記複数色のいずれかの色成分の画像信号を前記画素に書き込む駆動部と、
   前記光源に光を射出させる制御を行う光源制御部とを有し、
   前記光源制御部は、前記単位フレームでカラー画像及び白黒画像を含む画像を形成するときに、前記画素に一の色成分の画像信号が書き込まれる期間において、
   前記光源に前記複数色の光を時分割で射出させており、
   前記一の色成分の光の射出時間は他の色成分の射出時間より長い
   ことを特徴とする電気光学装置。
3. 請求項２に記載の電気光学装置を備える電子機器。

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