JP7392301B2 - 映像処理装置および液晶プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、映像処理装置および液晶プロジェクターに関する。

近年のように液晶パネルの小型化および高精細化が進行して、画素電極同士の隙間が狭くなると、互いに隣り合う画素電極同士で生じる電界、すなわち基板面に対して平行方向の電界（横電界）による影響が無視できなくなる。具体的には、横電界によって、液晶の配向不良、すなわちドメインが発生し、表示上の不具合として視認される。
ドメインによる表示上の不具合を抑えるため、例えば次のような技術が提案されている。すなわち、横方向の電界が大きくなる場合、具体的には、ホスト装置等の上位装置から供給される映像データにしたがった電圧を液晶パネルの画素電極に印加した場合に、隣り合う画素電極に印加される電圧の差がしきい値以上大きくなる、と想定される場合、当該電圧の差が小さくなるように補正する技術が提案されている。なお、このような補正は、ドメイン補正と呼ばれる。

一方、液晶パネルを用いた液晶プロジェクターでは、解像度を擬似的に高めるために、スクリーン等に投射される画素の位置を、シフトデバイスによってシフトさせる技術が知られている。詳細には、この技術では、１つの単位画像を表示するための期間が、複数のフィールドに分割され、フィールド毎に、投射される画素の位置がシフトされて、液晶パネルで表現される画素の個数よりも多くの画素が投射されているかのように知覚させる。
このような画素のシフトを用いて解像度を擬似的に高める場合に、横電界に起因するドメインを抑える技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５－１３８１４９号公報

液晶パネルにおいてドメイン補正された画素は、ホスト装置等の上位装置から供給される映像データで指定される階調レベルとは異なるので、いわゆる表示の背反となる。上記特許文献１に記載された技術では、各フィールドにおいて液晶パネルで横方向の電界が大きくなる、と想定される場合であれば、ドメイン補正がなされるので、表示の背反が生じやすくなる。

本発明の一態様に係る映像処理装置は、映像データで指定される画像を構成する画素について、液晶パネルで表示される画素を用い、複数のフィールドにわたって表示させる映像処理装置であって、一のフィールドにおいて前記液晶パネルの一の画素に指定される階調レベルと前記一の画素と隣り合う他の画素に指定される階調レベルとに基づいて、当該一の画素または当該他の画素の少なくとも一方の階調レベルを補正するか否かを仮決定する仮決定部と、前記一の画素に指定される階調レベルと前記他の画素に指定される階調レベルとが、前記一のフィールドよりも前記複数フィールド分前の階調レベルと同じであると判定した場合、前記仮決定を取り消す取消部と、を含む。

実施形態に係る液晶プロジェクターを示す図である。 液晶プロジェクターの構成を示すブロック図である。 液晶プロジェクターにおける液晶パネルの構成を斜視図である。 液晶パネルの構造を示す断面図である。 液晶パネルの電気的な構成を示すブロック図である。 液晶パネルにおける画素回路の構成を示す図である。 液晶プロジェクターにおける処理回路の構成を示すブロック図である。 映像データの画素と液晶パネルで表現される画素との関係を示す図である。 液晶パネルにおけるＶ－Ｔ特性等の例を示す図である。 各フィールドにおける液晶パネルの画素の表示例を示す図である。 上記表示例におけるドメイン補正を示す図である。 上記表示例におけるドメイン補正の取り消しを示す図である。

以下、実施形態に電気光学装置について図面を参照して説明する。なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

図１は、実施形態に係る映像処理装置を含む液晶プロジェクター１の光学的な構成を示す図である。図に示されるように、液晶プロジェクター１は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂを含む。また、液晶プロジェクター１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、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３原色に分離される。このうち、Ｒの光は液晶パネル１００Ｒに、Ｇの光は液晶パネル１００Ｇに、Ｂの光は液晶パネル１００Ｂに、それぞれ入射する。
なお、Ｂの光路は、他の赤や緑と比較して長い。したがって、Ｂの光は、光路で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を介して液晶パネル１００Ｂに導かれる。

液晶パネル１００Ｒは、マトリクス状に配列する画素回路を有し、Ｒに対応するデータ信号に基づいて、上記画素回路の液晶素子を透過した光によってＲの透過像を生成する。同様に、液晶パネル１００Ｇは、Ｇに対応するデータ信号に基づいてＧの透過像を生成し、液晶パネル１００Ｂは、Ｂに対応するデータ信号に基づいてＢの透過像を生成する。

液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂによってそれぞれ生成された各色の透過像は、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２１１２において、ＲおよびＢの光は９０度に屈折する一方、Ｇの光は直進する。したがって、各色の画像が合成された後、シフトデバイス２３００を介して投射レンズ２１１４に入射する。シフトデバイス２３００は、ダイクロイックプリズム２１１２からの出射方向の光軸をシフトさせる。なお、シフトデバイス２３００によるシフト動作について後述する。投射レンズ２１１４は、シフトデバイス２３００を介した合成像を、スクリーン２１２０に拡大して投射する。
なお、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｂによる透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、液晶パネル１００Ｇによる透過像は直進して投射される。したがって、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｂによる各透過像は、液晶パネル１００Ｇの透過像に対して左右反転した関係となる。

図２は、液晶プロジェクター１の電気的な構成を示すブロック図である。図に示されるように、液晶プロジェクター１は、映像処理装置２００と、上述した液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂと、シフトデバイス２３００を含む。

図示省略されたホスト装置等の上位装置から、映像データＶdaが同期信号Ｓyncに同期して供給される。映像データＶdaは、表示すべき画像における画素の階調レベルを、例えばＲＧＢ毎に８ビットで指定する。

なお、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの合成像では画素が縦方向および横方向にわたってマトリクス状に配列する。映像データＶdaで階調レベルが指定される画素の配列は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの合成像における画素の配列と比較して、例えば縦方向で２倍、横方向で２倍となっている。
そこで、本実施形態では、映像データＶdaで示される画像を表現するための単位期間（フレーム）が、例えば４つの期間（フィールド）に分割される。シフトデバイス２３００は、各フィールドにおいてスクリーン２１２０に投射される画素の位置を異ならせて、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける解像度を擬似的に高くする。

なお、本実施形態において、スクリーン２１２０に投射されるカラー画像は、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂの各透過像を合成することで、すなわち重ね合わせることで表現される。したがって、カラー画像の最小単位である画素は、液晶パネル１００Ｒによる赤の副画素、液晶パネル１００Ｇによる緑の副画素、および、液晶パネル１００Ｂによる青の副画素に分けることができる。ただし、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける副画素について、色について特定する必要がない場合、および、単に明暗のみを問題とする場合等では、副画素と敢えて表記する必要がない。そこで本説明では、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｂにおける表示単位についても、画素と称呼する。

また、同期信号Ｓyncには、映像データＶdaの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、および、映像データの１画素分のタイミングを示すクロック信号が含まれる。

映像処理装置２００は、表示制御回路２１０、処理回路２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂを含む。
表示制御回路２１０は、第１に、上位装置から供給される映像データＶdaを分解して、フィールド毎に、かつ、色毎に出力する。詳細には、表示制御回路２１０は、上位装置からの映像データＶdaを一旦蓄積し、蓄積した映像データＶdaのうち、フィールドに対応し、かつ、Ｒの映像データを読み出し、Ｖa_Rとして出力する。表示制御回路２１０は、蓄積した映像データＶdaのうち、フィールドに対応し、かつ、Ｇの映像データを読み出し、Ｖa_Gとして出力し、また、フィールドに対応し、かつ、Ｂの映像データを読み出し、Ｖa_Bとして出力する。
表示制御回路２１０は、第２に、フィールド毎に、制御信号Ｃtrを液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｇに供給する。
表示制御回路２１０は、第３に、フィールド毎に、光軸のシフトを制御するための制御信号Ｌacを、シフトデバイス２３００に供給する。

処理回路２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂの詳細については後述するが、処理回路２２０Ｒについて概略すれば、映像データＶa_Rを解析し、必要であれば後述するドメイン補正して、アナログ電圧のデータ信号Ｖid_Rに変換し、液晶パネル１００Ｒに供給する。
同様に、処理回路２２０Ｇは、映像データＶa_Gを解析し、必要であればドメイン補正して、アナログ電圧のデータ信号Ｖid_Gに変換し、液晶パネル１００Ｇに供給する。処理回路２２０Ｂは、映像データＶa_Bを解析し、必要であればドメイン補正して、アナログ電圧のデータ信号Ｖid_Bに変換し、液晶パネル１００Ｂに供給する。

次に、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｇについて説明する。液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｇについては、入射する光の色、すなわち波長だけが異なり、構造的には共通である。そこで、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇおよび１００Ｇについては、符号を１００として、色を特定しないで一般的に説明する。

図３は、液晶パネル１００の要部を示す図であり、図４は、図３におけるＨ－ｈ線で破断した断面図である。
これらの図に示されるように、液晶パネル１００は、画素電極１１８が設けられた素子基板１００ａと、コモン電極１０８が設けられた対向基板１００ｂとが、図示省略のスペーサーを含むシール材９０によって一定の間隙を保ちつつ、互いに電極形成面が対向するように貼り合わせられ、この間隙に液晶１０５が封入された構造である。

素子基板１００ａおよび対向基板１００ｂとしては、それぞれガラスや石英などの光透過性を有する基板が用いられる。図３に示されるように、素子基板１００ａにおける一辺は、対向基板１００ｂから張り出している。この張り出した領域に、Ｘ方向に沿って複数の端子１０６が設けられている。複数の端子１０６には、ＦＰＣ基板７４の一端が接続される。ＦＰＣ基板７４の他端は、映像処理装置２００に接続されて、上述した各種の信号などが供給される。

素子基板１００ａにおいて対向基板１００ｂに向かう面には、画素電極１１８が、例えばＩＴＯなどの透明性を有する導電層のパターニングによって形成される。なお、ＩＴＯは、Indium Tin Oxideの略語である。
また、素子基板１００ａの対向面および対向基板１００ｂの対向面には、電極以外にも様々な要素が設けられるが、図では省略されている。

図５は、液晶パネル１００の電気的な構成を示すブロック図である。液晶パネル１００には、表示領域１０の周縁に、走査線駆動回路１３０およびデータ線駆動回路１４０が設けられる。

液晶パネル１００の表示領域１０においては、表示すべき画像の画素に対応した画素回路１１０がマトリクス状に配列される。詳細には、表示領域１０において、複数本の走査線１２が図においてＸ方向に延在して設けられ、また、複数本のデータ線１４がＹ方向に延在し、かつ、走査線１２と互いに電気的な絶縁を保って設けられる。そして、複数本の走査線１２と複数本のデータ線１４との交差に対応して画素回路１１０がマトリクス状に設けられる。

走査線１２の本数をｍとし、データ線１４の本数をｎとした場合、画素回路１１０は、縦ｍ行×横ｎ列でマトリクス状に配列する。ｍ、ｎは、いずれも２以上の整数である。走査線１２と画素回路１１０とにおいて、マトリクスの行を区別するために、図において上から順に１、２、３、…、（ｍ－１）、ｍ行と呼ぶ場合がある。同様にデータ線１４および画素回路１１０において、マトリクスの列を区別するために、図において左から順に１、２、３、…、（ｎ－１）、ｎ列と呼ぶ場合がある。

走査線駆動回路１３０は、表示制御回路２１０による制御にしたがって、走査線１２を例えば１、２、３、…、ｍ行目という順番で１本ずつ選択し、選択した走査線１２への走査信号をＨレベルとする。なお、走査線駆動回路１３０は、選択した走査線１２以外の走査線１２への走査信号をＬレベルとする。
データ線駆動回路１４０は、処理回路２２０Ｒ、２２０Ｇまたは２２０Ｂのうち、対応する色の回路から供給されたデータ信号を１行分ラッチするとともに、走査線１２への走査信号がＨレベルとなった期間において、当該走査線１２に位置する画素回路１１０に、データ線１４を介して出力する。

図６は、隣り合う２本の走査線１２と、隣り合う２本のデータ線１４との交差に対応する２行２列の計４個の、画素回路１１０の等価回路を示す図である。
図に示されるように、画素回路１１０は、トランジスター１１６と液晶素子１２０とを含む。トランジスター１１６は、例えばｎチャネル型の薄膜トランジスターである。画素回路１１０において、トランジスター１１６のゲートノードは、走査線１２に接続される一方、そのソースノードはデータ線１４に接続され、そのドレインノードは、平面視で略正方形形状の画素電極１１８に接続される。

画素電極１１８に対向するようにコモン電極１０８が全画素に対して共通に設けられる。コモン電極１０８には電圧ＬＣcomが印加される。そして、画素電極１１８とコモン電極１０８との間には上述したように液晶１０５が挟持される。したがって、画素回路１１０毎に、画素電極１１８およびコモン電極１０８によって液晶１０５を挟持した液晶素子１２０が構成される。
また、液晶素子１２０に対して並列に蓄積容量１０９が設けられる。蓄積容量１０９において、一端が画素電極１１８に接続され、他端が容量線１０７に接続されている。容量線１０７は、時間的に一定の電圧、例えばコモン電極１０８への印加電圧と同じ電圧ＬＣcomが印加される。画素回路１１０は、走査線１２の延在方向であるＸ方向とデータ線１４の延在方向であるＹ方向とにわたってマトリクス状に配列するので、画素回路１１０に含まれる画素電極１１８についてもＹ方向およびＸ方向にわたって配列する。

走査信号がＨレベルとなった走査線１２では、当該走査線１２に対応して設けられる画素回路１１０のトランジスター１１６がオンする。トランジスター１１６のオンにより、データ線１４と画素電極１１８とが電気的に接続された状態となるので、データ線１４に供給されたデータ信号が、オンしたトランジスター１１６を介して画素電極１１８に到達する。走査線１２がＬレベルになると、トランジスター１１６はオフになるが、画素電極１１８に到達したデータ信号の電圧は、液晶素子１２０の容量性および蓄積容量１０９によって保持される。

周知のように、液晶素子１２０では、画素電極１１８およびコモン電極１０８によって生じる電界に応じて液晶分子の配向が変化する。したがって、液晶素子１２０は、印加された電圧の実効値に応じた透過率となる。なお、本実施形態では、液晶素子１２０への印加電圧が高くなるにつれて、透過率が高くなるノーマリーブラックモードであるとする。

液晶素子１２０の画素電極１１８にデータ信号を供給する動作が、１、２、３、…、ｍ行目という順番で実行されることによって、ｍ行ｎ列で配列する画素回路１１０の液晶素子１２０の各々にデータ信号に応じた電圧が保持される。このような電圧の保持によって各液晶素子１２０が目的とする透過率となり、ｍ行ｎ列で配列する画素によって、対応する色の透過像が生成される。

次に、映像データＶdaで階調レベルが指定される画素と、液晶パネル１００で表現される画素と、シフトデバイス２３００による光軸のシフトと、の関係について説明する。なお、シフトデバイス２３００については、上述したようにダイクロイックプリズム２１１２からの出射方向の光軸をシフトさせるが、便宜的に当該シフトについては、スクリーン２１２０に投射される画像の画素に換算して説明する。

図８は、表示解像度とパネル解像度を画素のシフトとの関係を説明するための図である。この図において、表示解像度とは、映像データＶdaで階調レベルが指定される画素配列、すなわち表示すべき画像の画素配列で示される解像度をいう。なお、図８（１）における左欄の表示解像度の画素配列では、映像データＶdaで階調レベルが指定される画素配列のうち、一部だけが抜き出されて示される。
また、パネル解像度とは、液晶パネル１００の画素配列で示される解像度をいう。なお、図８（１）における右欄のパネル解像度の画素配列では、液晶パネル１００における画素配列のうち、（１）における左欄の画素配列に対応した配列が抜き出されて示される。

上述したように、表示解像度が、パネル解像度に対して縦方向で２倍、横方向で２倍となっているので、本実施形態では、液晶パネル１００における１つの画素が、映像データＶdaの４つの画素を、各フィールドにて表現する構成としている。詳細には、液晶パネル１００における１つの画素がスクリーン２１２０に投射される位置が、シフトデバイス２３００によってシフトされて、映像データＶdaの４つの画素が各フィールドにて表現される。

ここで、映像データＶdaにおける４つの画素を表現するための４つのフィールドについて、便宜的に時間の順で第１～第４フィールドと表記する。
本実施形態において、シフトデバイス２３００は、スクリーン２１２０に投射される液晶パネル１００の画素を、左右の軸と上下の軸との二軸にわたってシフトする構成となっている。詳細には、図８（ａ）に示されるような第１フィールドにおける画素の位置を基準とした場合、シフトデバイス２３００は、第２フィールドでは図８（ｂ）に示されるように、スクリーン２１２０に投射される液晶パネル１００の画素を、破線で示される第１フィールドの位置から当該画素における一辺の長さのおおよそ半分だけ右にシフトさせる。
シフトデバイス２３００は、第３フィールドでは図８（ｃ）に示されるように、投射される液晶パネル１００の画素を、第２フィールドの位置から当該画素における一辺の長さのおおよそ半分だけ下にシフトさせる。
シフトデバイス２３００は、第４フィールドでは図８（ｄ）に示されるように、投射される液晶パネル１００の画素を、第３フィールドの位置から当該画素における一辺の長さのおおよそ半分だけ右にシフトさせる。
なお、シフトデバイス２３００は、第４フィールドの後、次フレームの第１フィールドでは、スクリーン２１２０に投射される液晶パネル１００の画素を、第４フィールドの位置から当該画素における一辺の長さのおおよそ半分だけ上にシフトさせる。

また、図８（１）において例えば液晶パネル１００の画素ａ１は、映像データＶdaで階調レベルが指定される２ｍ行２ｎ列で配列する画素のうち、左右上下で隣り合う４つの画素Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２を表現する。
第１フィールドでは、図８（ａ）に示されるように、液晶パネル１００の画素ａ１は、映像データＶdaにおいて隣り合う４つの画素のうち、左上端の画素Ａ１を表現する。
第２フィールドでは、図８（ｂ）に示されるように、液晶パネル１００の画素ａ１は、映像データＶdaにおいて隣り合う４つの画素のうち、右上端の画素Ａ２を表現する。
第３フィールドでは、図８（ｃ）に示されるように、液晶パネル１００の画素ａ１は、映像データＶdaにおいて隣り合う４つの画素のうち、右下端の画素Ｂ２を表現する。
第４フィールドでは、図８（ｄ）に示されるように、第４フィールドでは、液晶パネル１００の画素ａ１は、映像データＶdaにおいて隣り合う４つの画素のうち、左下端の画素Ｂ１を表現する。

ここでは、映像データＶdaにおいて階調レベルが指定される画素Ａ１、Ａ２、Ｂ１およびＢ２について、液晶パネル１００における画素ａ１との関係で説明したが、映像データＶdaにおいて指定される他の画素についても、図８に示されるように、液晶パネル１００における画素で表現される。

したがって、本実施形態では、液晶パネル１００の解像度がｍ行ｎ列であっても、第１フィールドから第４フィールドまでを１つの期間としてみたときに、映像データＶdaにおいて階調レベルが指定される２ｍ行２ｎ列の画素配列を表現することができる。

本実施形態におけるドメインおよびその補正について説明する前に、比較例に係るドメインおよびその補正について説明する。
図９（１）は、ノーマリーブラックモードにおける液晶素子１２０の印加電圧－透過率の特性（Ｖ－Ｔ特性）の一例を示す図である。
ノーマリーブラックモードにおいて、高い階調レベルが指定されて、透過率が高くなる画素（明画素）では、液晶素子１２０における印加電圧が高い。一方、低い階調レベルが指定されて、透過率が低くなる画素（暗画素）では、液晶素子１２０における印加電圧が低い。このような明画素と暗画素とについて、便宜的に次のように定義する。
明画素は、階調レベルに応じた電圧が画素電極１１８に印加された場合に、当該画素電極１１８を含む液晶素子１２０への印加電圧がＶHを上回る画素であり、暗画素は、液晶素子１２０への印加電圧がＶLを下回る画素である。ここで、ＶH、ＶLについては、
ＶH＞ＶL
の関係にある。また、液晶素子１２０の印加電圧が電圧ＶLである場合、例えば相対透過率が１０％となり、電圧ＶHである場合、例えば相対透過率が９０％となる。ただし、ＶLおよびＶHについては、他の相対透過率に対応した電圧であってもよい。

図９（２）に示されるように、液晶パネル１００において、明画素Ｌpと暗画素Ｄpとが隣り合うと、画素電極１１８同士の電圧差が大きくなり、２つの画素の境界Ｅdg付近において横電界によって液晶分子の配向乱れ、すなわちドメインが発生しやすくなる。一般に、画素電極１１８同士の電圧差が大きくなるほど、隣り合う２つの画素の境界付近で発生するドメインの程度が大きくなる。ドメインが発生した画素は、階調レベルに対応した透過率とはならないので、表示品位を低下させる要因となる。
特に、連続するフィールドにおいて、暗画素を背景として、明画素が１画素ずつ移動するような表示を想定してみると、明画素の移動に伴って、暗画素から明画素に変化すべき画素にドメインが発生するだけでなく、発生したドメインが残留する。この残留により、複数の明画素のリバースチルト発生領域が連結して、一種の尾引き現象として視認される。

したがって、ドメインを原因とした表示不具合を抑えることだけを考慮すれば、暗画素から変化した明画素が別の暗画素と隣り合う場合に、当該明画素と当該暗画素との画素電極１１８同士で発生する横電界を小さくするようにドメイン補正すれば良いはずである。

一方で、本実施形態のように、シフトデバイス２３００によって二軸で液晶パネル１００の画素をシフトする構成では、映像データＶdaで指定される画像が静止画であっても、すなわち、画素の階調レベルが、前後するフレーム同士で比較した場合に変化がなくても、液晶パネル１００の画素でみれば、動画のように階調レベルが変化する場合がある。この場合について図１０を参照して説明する。

図１０は、映像データＶdaにおいて階調レベルが指定される４つ画素を、液晶パネル１００の１つの画素で表現する場合に、液晶パネル１００における１つの画素が取り得る明画素と暗画素との組み合わせ等を示す図である。

ここでは、図１０の（１）における太枠に示されるように、映像データＶdaで階調レベルが指定される配列する画素のうち、画素Ｃ３、Ｃ４、Ｄ４およびＤ３と、当該４つの画素を表現する液晶パネル１００の画素ｂ２とに着目する。ここで、当該画素ｂ２が取り得る明画素と暗画素との組み合わせは、（２）に示されるように１６通りある。
なお、（２）において横軸のＣ２、Ｃ４、Ｄ４およびＤ３は、それぞれ第１フィールドから第４フィールドまでにわたって、画素ｂ２がどのように変化するかを示し、暗画素が黒の四角形で、明画素が白の四角形で、それぞれ表記される。また、液晶パネル１００における画素ｂ２が、明画素および暗画素以外となる場合、ドメインが発生しないので、組み合わせからは除外されている。

上記１６通りは、（３）に示されるように、次のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５パターンのいずれかに分類することができる。
詳細には、パターンＡは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでにわたって、明画素または暗画素のいずれかで固定となるパターンであり、上記１６通りのうち、２通りがある。
パターンＢは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、いずれかの１つのフィールドで暗画素となり、残りの３つのフィールドで明画素となるパターンであり、上記１６通りのうち、４通りがある。
パターンＣは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、連続する２つのフィールドで暗画素または明画素の一方となった状態から、暗画素または明画素の他方となるパターンであり、上記１６通りのうち、４通りがある。
パターンＤは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、いずれかの３つのフィールドで暗画素となり、残りの１つのフィールドで明画素となるパターンであり、上記１６通りのうち、４通りがある。
パターンＥは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでにおいて交互に明画素および暗画素となるパターンであり、上記１６通りのうち、２通りがある。

上述したように、ドメインによる表示品位の低下は、暗画素から変化した明画素が別の暗画素と隣り合う場合に発生しやすい。そこで、液晶パネル１００において、上記５パターンのいずれかのパターンとなる画素が、明画素と暗画素との間に位置する場合について検討する。

図１１は、上記５パターンとなる画素の各々が、明画素と暗画素との間に位置する場合に、第１フィールドから第４フィールドまでにわたった変化を示す図である。
パターンＡでは、液晶パネル１００における画素ｂ２が、第１フィールドから第４フィールドまでにわたって明画素または暗画素のいずれかに固定されるので、ドメイン補正が必要であるとは判定されない。

パターンＢでは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、いずれかの１つのフィールドで暗画素となり、残りの３つのフィールドで明画素となるので、明画素または暗画素の一方から他方に変化するときに、ドメイン補正が必要であると判定される。なお、図１１におけるパターンＢでは、液晶パネル１００の画素ｂ２が、第２フィールドにおいて暗画素から明画素に変化して、右の暗画素と隣り合うので、ドメイン補正が必要であると判定される例を示している。

パターンＣでは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、連続する２つのフィールドで暗画素または明画素の一方となった状態から、暗画素または明画素の他方となるので、暗画素から明画素に変化するときに、ドメイン補正が必要であると判定される。なお、図１１におけるパターンＣでは、画素ｂ２が、第３フィールドにおいて暗画素から明画素に変化して、右の暗画素と隣り合うので、ドメイン補正が必要であると判定される例を示している。

パターンＤでは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでのうち、連続する２つのフィールドで暗画素または明画素の一方となった状態から、暗画素または明画素の他方となるので、暗画素から明画素に変化するときに、ドメイン補正が必要であると判定される。なお、図１１におけるパターンＤでは、画素ｂ２が、第４フィールドにおいて暗画素から明画素に変化して、右の暗画素と隣り合うので、ドメイン補正が必要であると判定される例を示している。

パターンＥでは、画素ｂ２が第１フィールドから第４フィールドまでにおいて交互に明画素および暗画素となるので、暗画素から明画素に変化するときに、ドメイン補正が必要であると判定される。なお、図１１におけるパターンＥでは、画素ｂ２が、第２フィールドおよび第４フィールドにおいて暗画素から明画素に変化して、右の暗画素と隣り合うので、ドメイン補正が必要であると判定される例を示している。

このように、シフトデバイス２３００によって液晶パネル１００の画素をシフトする構成では、映像データＶdaで指定される画像が静止画であっても、液晶パネル１００の画素でみれば、動画のように階調レベルが変化する場合があるので、ドメイン補正が必要である、と判定される場合が多くなる。一方で、ドメイン補正を実行すると、表示の背反を招く。

そこで、本実施形態では、第１フィールドから第４フィールドまでの各フィールドにおいて、液晶パネル１００の、ある画素に着目した場合に、当該着目画素が、暗画素から明画素に変化した場合であって、当該着目画素が暗画素と隣り合う場合であれば、ドメイン補正を実行すると仮決定する。
ただし、ドメイン補正を実行すると仮決定した当該明画素と当該暗画素との状態が、１フレーム前、すなわち４フィールド前においても同じ状態であれば、当該ドメイン補正を実行するとした仮決定を取り消して、ドメイン補正を実行しない構成とする。

具体的には、図１１においてパターンＢでは、第２フィールドにおいて、映像データＶdaの画素Ｃ４を表現する液晶パネル１００の画素ｂ２は、暗画素から明画素に変化し、かつ、映像データＶdaの画素Ｃ６を表現する液晶パネル１００の画素ｂ３の暗画素と隣り合うので、ドメイン補正を実行すると、仮決定される。ただし、図１２に示されるように、画素ｂ２および画素ｂ３が、４フィールド前においても、同じ明画素および暗画素であれば、当該ドメイン補正を実行するとした仮決定を取り消して、ドメイン補正を実行しない構成とする。

なお、ドメイン補正を実行すると仮決定した当該明画素と当該暗画素との状態が、４フィールド前においても異なる状態であれば、当該ドメイン補正を実行するとした仮決定が維持されて、ドメイン補正が実行される。
ここで、ドメイン補正については、明画素および暗画素の横電界を小さくすれば良いので、次の３態様が考えられる。すなわち、明画素の液晶素子１２０への印加電圧を、暗画素の液晶素子１２０への印加電圧に近づける第１の態様、暗画素の液晶素子１２０への印加電圧を、明画素の液晶素子１２０への印加電圧に近づける第２の態様、および、暗画素の液晶素子１２０への印加電圧と明画素の液晶素子１２０への印加電圧との双方を互いに近づける第３の態様が考えられる。
本実施形態では、説明を簡略化する意味で、第１の態様を採用して説明する。第１の態様について具体的には、図９において、明画素の透過率を、Ｔchに相当する階調レベルに置き換え、液晶素子１２０への印加電圧Ｖchとして、暗画素の液晶素子１２０への印加電圧に近づける補正である。
なお、第２の態様とする場合には、暗画素の透過率を、Ｔclに相当する階調レベルに置き換え、液晶素子１２０への印加電圧Ｖclとして、明画素の液晶素子１２０への印加電圧に近づける補正である。また、第３の態様とする場合には、明画素の透過率をＴchに相当する階調レベルに置き換えるとともに、暗画素の透過率をＴclに相当する階調レベルに置き換える補正である。

図７は、処理回路２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂの構成を示すブロック図である。
なお、処理回路２２０Ｒ、２２０Ｇおよび２２０Ｂについては構成が共通なので、ここでは、処理回路２００Ｒを例にとって説明する。
処理回路２２０Ｒには、上位装置からの映像データＶdaを表示制御回路２１０によって分解された映像データＶa_Rが供給される。映像データＶa_Rは、Ｒの階調レベルであって、フィールドに対応した階調レベルを、液晶パネル１００の配列において１行１列～１行ｎ列、２行１列～２行ｎ列、３行１列～３行ｎ列、…、ｍ行１列～ｍ行ｎ列という画素の順番で指定する。

図７に示されるように、処理回路２２０Ｒは、判定部２３０、補正部２２５およびＤ／Ａ変換部２２７を含み、判定部２３０は、記憶部２３２、第１判定部２３４、第２判定部２３６および第３判定部２３８を含む。
記憶部２３２は、表示制御回路２１０から供給される映像データＶa_Rを蓄積した後、読み出して映像データＶb_Rとして出力する。なお、映像データＶb_Rで階調レベルが指定される画素を着目画素とする。

第１判定部２３４は、映像データＶb_Rで階調レベルが指定される着目画素が暗画素から明画素に変化したか否かを判定する。具体的には、第１判定部２３４は、映像データＶb_Rで指定される（着目画素の）階調レベルが明画素に相当する階調レベルを上回り、かつ、記憶部２３２に記憶された１フィールド前の映像データＶb_Rで指定される階調レベルが暗画素に相当する階調レベルを下回っているか否かを判定する。なお、第１判定部２３４は、着目画素が暗画素から明画素に変化したと判定した場合、フラグＦlg0を出力する。

第２判定部２３６は、第１判定部２３４からフラグＦlg0が出力された場合に、次のような判定をする。すなわち、第２判定部２３６は、映像データＶb_Rで階調レベルが指定される着目画素に隣り合う画素が、暗画素であるか否かを判定する。具体的には、第２判定部２３６は、当該着目画素に横または縦で隣り合う画素の階調レベルについて、例えば記憶部２３２に記憶された映像データＶb_Rを読み出して取得し、取得した映像データＶb_Rで指定される階調データが、暗画素に相当する階調レベルを下回っているか否かを判定する。
第２判定部２３６は、着目画素に隣り合う画素が暗画素であると判定した場合、フラグＦlg1を出力する。なお、第２判定部２３６による判定は、第１判定部２３４からフラグＦlg0が出力された場合に行われる。このため、フラグＦlg1が出力される場合とは、第１判定部２３４によって、着目画素が暗画素から明画素に変化したと判定された場合であって、かつ、第２判定部２３６によって、着目画素に隣り合う画素が暗画素であると判定された場合である。すなわち、フラグＦlg1が出力される場合が、ドメイン補正が必要であると仮決定される場合である。

第３判定部２３８は、第２判定部２３６からフラグＦlg1が出力された場合に、次のような判定をする。すなわち、第３判定部２３８は、着目画素について、映像データＶb_Rで指定される（現フィールドの）階調レベルと、当該着目画素に隣り合って暗画素であると判定された画素の階調レベルとが、それぞれ４フィールド前の階調レベルと同じであるか否かを判定する。
具体的には、第１に、第３判定部２３８は、記憶部２３２から、着目画素について４フィールド前に指定された階調データ、および、当該着目画素に隣り合って暗画素であると判定された画素について４フィールド前に指定された階調データを読み出して取得する。第２に、第３判定部２３８は、着目画素について、映像データＶb_Rで指定される階調レベルと、取得した４フィールド前の階調レベルとが同じであるか否かを判定し、さらに、当該着目画素に隣り合って暗画素であると判定された画素の階調レベルと、着目画素について取得した４フィールド前の階調レベルとが同じであるか否かを判定する。
第３判定部２３８は、着目画素について現フィールドの階調レベルと、当該着目画素に隣り合って暗画素であると判定された画素の階調レベルとが、それぞれ４フィールド前の階調レベルと同じであれば、フラグＦlg2を出力する。すなわち、フラグＦlg2が出力される場合が、ドメイン補正の仮決定を取り消す場合である。

補正部２２５は、フラグＦlg1が出力された場合であって、フラグＦlg2が出力されない場合、すなわち、ドメイン補正が必要であるとの仮決定が取り消されない場合、ドメイン補正を実行する。詳細には、この場合に、補正部２２５は、映像データＶb_Rで指定される階調レベルを、透過率Ｔchに相当する階調レベルに置き換えて、映像データＶc_Rとして出力する。

一方、補正部２２５は、フラグＦlg1が出力されない場合、または、フラグＦlg1およびＦlg2がともに出力された場合、ドメイン補正をしない。なお、フラグＦlg1が出力されない場合とは、ドメイン補正が必要であるとの仮決定されない場合であり、また、フラグＦlg1およびＦlg2がともに出力された場合とは、ドメイン補正が必要であるとの仮決定が取り消される場合である。
この場合に、補正部２２５は、映像データＶb_Rで指定される階調レベルを、そのまま変更することなく、映像データＶc_Rとして出力する。

Ｄ／Ａ変換部２２７は、デジタルの映像データＶc_Rを、表示制御回路２１０によって指定された極性のアナログ電圧のデータ信号Ｖid_Rに変換して、液晶パネル１００Ｒに供給する。

なお、ここでは処理回路２２０Ｒを例にとって説明したが、処理回路２２０Ｇ、２００Ｂについても、処理回路２２０Ｒと同様な構成である。
すなわち、処理回路２２０Ｇは、Ｇに対応する映像データＶa_Gを処理してデータ信号Ｖid_Gに変換し、液晶パネル１００Ｇに供給し、処理回路２２０Ｂは、Ｂに対応する映像データＶa_Bを処理してデータ信号Ｖid_Bに変換し、液晶パネル１００Ｂに供給する。

比較例では、着目画素が暗画素から明画素に変化した場合であって、着目画素に隣り合う画素が暗画素である場合であれば、ドメイン補正が実行される。これに対して、本実施形態では、上記場合のうち、当該着目画素および隣り合う暗画素の階調レベルが４フィールド前と同じであれば、ドメイン補正が実行されない。
したがって、本実施形態では、ドメイン補正が実行される回数が比較例と比べると減少するので、表示の背反が抑えられる。

映像データＶdaで示される画像が静止画であっても、液晶パネル１００では、４つのフィールドにおいて階調レベルが変化する画素が存在し得る。ただし、映像データＶdaで示される画像が静止画である場合、本実施形態において、液晶パネル１００において、階調レベルの変化するのは、１画素分に留まるので、仮にドメインが発生したとしても、表示品位の低下として視認されにくい。
また、比較例では、映像データＶdaで示される画像が静止画である場合、特に明画素と暗画素との境界において、ドメイン補正が実行されるので、表示の背反が視認されやすくなる。これに対して、本実施形態では、映像データＶdaで示される画像が静止画である場合、明画素と暗画素との境界であっても、ドメイン補正が実行されないので、表示の背反が発生しない。
したがって、本実施形態によれば、比較例と比べて、視認されやすい部分でのドメイン補正が実行されず、表示の背反が発生しないので、画質の向上が期待できる。

なお、上述した実施形態では、着目画素および隣り合う暗画素の階調レベルが４フィールド前の階調レベルとそれぞれ同じであれば、ドメイン補正を実行するとの仮決定を取り消す構成としたが、例えばシフトデバイスによって液晶パネル１００の画素の位置が３箇所にわたってシフトされるので、あれば３フィールド前の階調レベルとそれぞれ同じである場合に、仮決定を取り消す構成とすればよい。

また、上述した実施形態では、着目画素および隣り合う暗画素の階調レベルが４フィールド前の階調レベルとそれぞれ同じであれば、ドメイン補正を実行するとの仮決定を取り消す構成としたが、映像データＶdaで示される画像の画素のうち、液晶パネル１００についての着目画素および隣り合う暗画素に相当する画素の階調レベルが、前フレームと比較して同一であれば（階調レベルの差がしきい値以内であって同一とみなせる場合を含む）、ドメイン補正を実行するとの仮決定を取り消す構成としてもよい。
上位装置から供給された映像データＶdaは、表示制御回路２１０において一旦蓄積されるので、特に図示しないが、第３判定部２３８を表示制御回路２１０に移設し、フラグＦlg1が出力された場合に、当該第３判定部２３８が、表示制御回路２１０に蓄積された映像データＶdaを解析して、フラグＦlg2を出力してもよい。すなわち、当該第３判定部２３８が、表示制御回路２１０に蓄積された映像データＶdaで示される画像の画素のうち、液晶パネル１００における着目画素および隣り合う暗画素に相当する画素の階調レベルが、前フレームと比較して同一であるか否かを判定し、同一であると判定した場合に、フラグＦlg2を出力する構成としてもよい。
あるいは、表示制御回路２１０と処理回路２２０Ｒ等を区別することなく、１つの要素としてまとめてもよい。

また、映像データＶdaを解析して、全画面の一部または全部が静止画であると判定された場合に、静止画であると判定された領域を液晶パネル１００で表現する際には、ドメイン補正を実行すると仮決定されたとしても、強制的に当該仮決定を取り消して、ドメイン補正が実行されない構成としてもよい。

また、いわゆる倍速駆動の場合、具体的には、映像データＶdaで示される画像を第１フィールドから第Ｎフィールドまで繰り返して、液晶パネル１００で表示する場合、最初の第１フィールドでは、ドメイン補正を実行するか否かを仮判定し、および、仮決定を取り消すか否かを判定する構成としてもよい。
倍速駆動では、第２フィールドから第Ｎフィールドまでは、液晶パネル１００において同じ画像となり、実質的に静止画の表示となるので、ドメイン補正を実行すると仮決定されたとしても、強制的に当該仮決定を取り消して、ドメイン補正が実行されない構成としてもよい。

なお、第２判定部２３６は仮決定部の一例であり、第３判定部２３８は取消部の一例である。Ｒ（赤）は第１色の一例であり、液晶パネル１００Ｒは第１液晶パネルの一例である。Ｇ（緑）は第２色の一例であり、液晶パネル１００Ｇは第２液晶パネルの一例である。Ｂ（青）は第３色の一例であり、液晶パネル１００Ｂは第３液晶パネルの一例である。

また、実施形態では、ノーマリーブラックモードで説明したが、ノーマリーホワイトモードとしてもよい。また、液晶パネル１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを透過型としたが、反射型としてもよい。

１…液晶プロジェクター、１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ…液晶パネル、１１０…画素回路、１１８…画素電極、１２０…液晶素子、２００…映像処理装置、２２０Ｒ、２２０Ｒ、２２０Ｇ…処理回路、２３４…第１判定部、２３６…第２判定部、２３８…第３判定部。

Claims (4)

1. 映像データで指定される１フレームの画像の一部を構成する３以上のＮ個の画素を、液晶パネルで表示される１つの画素で、前記Ｎ個のフィールドの各々において表示させる映像処理装置であって、
   処理回路を含み、
   前記処理回路は、
   前記Ｎ個のフィールドのうち、一のフィールドにおいて前記液晶パネルの一の画素に指定される階調レベルと前記一の画素と隣り合う他の画素に指定される階調レベルとに基づいて、当該一の画素または当該他の画素の少なくとも一方の階調レベルの補正が必要か否かを判定し、
   前記補正が必要であると判定し、かつ、前記一の画素に指定される階調レベルと前記他の画素に指定される階調レベルとが、前記一のフィールドよりも前記Ｎ個のフィールド前の階調レベルと同じである場合、当該一の画素および当該他の画素の階調レベルを補正せず、
   前記補正が必要であると判定し、かつ、前記一のフィールドよりも前記Ｎ個のフィールド前の階調レベルと同じではない場合、当該一の画素または当該他の画素の少なくとも一方の階調レベルを補正する
   映像処理装置。
   
2. 前記処理回路は、
   前記一の画素に対応する画素の階調レベルと、前記他の画素に対応する画素の階調レベルとを解析して、それぞれの階調レベルにおいて時間的な変化がないと判定した場合に、当該一の画素および当該他の画素の階調レベルを補正しない
   請求項１に記載の映像処理装置。
   
3. 請求項１または２に記載の映像処理装置と、
   前記一の画素および前記他の画素を表示するための第１液晶パネルと、
   前記第１液晶パネルで表示される画素の位置を、前記Ｎ個のフィールドにてシフトさせるシフトデバイスと、
   を含む液晶プロジェクター。
   
4. 前記第１液晶パネルは、第１色に対応した画像を表示し、
   前記第１色とは異なる第２色に対応した画像を表示するための第２液晶パネルと、
   前記第１色および第２色とは異なる第３色に対応した画像を表示するための第３液晶パネルと、
   を含み、
   前記シフトデバイスは、
   前記第１液晶パネルによる第１色の画像、前記第２液晶パネルによる第２色の画像、および、前記第３液晶パネルによる第３色の画像の合成像の位置をシフトさせる
   請求項３に記載の液晶プロジェクター。
   

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