JP2005151595A - 時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置および画像データ撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 動画の色ずれを生じない時分割カラー表示用の画像データ撮像装置お
よび画像データ撮像方法を提供する。
【解決手段】 各フレームの画像を複数のフィールドに分割し、各フィールド毎
に各フレームの赤、緑、青の各色の画像データを順次入力し、時分割による混色
を利用してカラー表示を行う時分割カラー表示装置２０用の画像データ撮像装置
１００は、１／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置および画像データ撮像方法に関し、特に動画の処理が可能な時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置および画像データ撮像方法に関する。

近年、液晶表示装置をカラー化する方式として、カラーフィルタを使用しないで、時分割による混色を利用してフルカラー表示を行うフィールド順次（時分割混色）方式が提案されている。この方式は、赤、緑、青の３色の光源を高速に切替え、この切替えと同期して液晶パネルで白黒の画像を表示することにより、１画素で３色の画像を順次表示してフルカラーの表示を可能にするものである。この方式は、従来のカラーフィルタ方式と比較して、製造工程が簡単になり、透過率が大幅に向上し、同じ解像度で画素数および駆動回路が１／３に減少するなどの利点がある。

しかし、このような時分割カラー液晶表示装置により動画表示を行う場合には、動きぼけと同様な原因で動画の色ずれを生じやすい。

即ち、時分割カラー液晶表示装置では、色の切り替えによるちらつき（フリッカ）が生じないようにするために、３原色を約１／６０秒以下の時間内に切り替える必要があるので、１色の表示を行う１フィールドを約１／１８０秒以下で切り替える必要がある。そのため、従来の時分割カラー液晶表示装置では、例えば図６に示すようにフルカラー画像パターンが色彩および形状を変えながら画面の右方向に移動する場合について考えると、図７に示すように第１フレームの赤、緑、青の各色の画像を１／１８０秒ごとに順次表示させ、次に第２フレームの赤、緑、青の各色の画像を１／１８０秒ごとに順次表示させ、さらに第３フレームの赤、緑、青の各色の画像を１／１８０秒ごとに順次表示させている。しかし、このような従来の動画表示方法によれば、最初に動く赤色の画像が強調されて見えることにより、動画が赤色に見えるという問題がある。また、３原色の色の切替えの順番を変えても最初に動く色の画像が強調されてしまい、同様に動く部分にその色がついて見えるという問題がある。

一方、被写体のカラー撮像方式として、ＣＣＤ撮像デバイスなどの固体撮像素子を使用する様々なカラー撮像方式が使用されている。しかし、このような従来のカラー撮像方式を使用して被写体を撮像した動画像データに基づいて、従来の動画表示方法を使用する時分割カラー液晶表示装置により被写体の光学像を再現しようとすると、上記と同様に最初に動く色の表示画像が強調されてしまい、同様に動く部分にその色がついて見えるという問題がある。

本発明は、従来の時分割カラー表示装置に適用しても動画が色ずれを生じない画像データ撮像装置および画像データ撮像方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明によれば、各フレームの画像を複数のフィールドに分割し、各フィールド毎に各フレームの赤、緑、青の各色の画像データを順次入力し、時分割による混色を利用してカラー表示を行う時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置は、１／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像することを特徴とする。また、本発明によれば、各フレームの画像を複数のフィールドに分割し、各フィールド毎に各フレームの赤、緑、青の各色の画像データを順次入力し、時分割による混色を利用してカラー表示を行う時分割カラー表示装置用の画像データ撮像方法は、１／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像することを特徴とする。

このような画像データ撮像装置および画像データ撮像方法によれば、上述した本発明による画像処理方法と同様に被写体の各色の成分を画像の移動方向に均等に割り当てることができ、この方法によって撮像された画像データに基づいて動画を見る人間の眼の軌跡上に均等に各フィールドの画像を表示させることができるので、従来のように最初に動く色の画像が強調されて見えることがなく、動画がその色に見えるという問題もない。

以下、添付図面を参照して、本発明による時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置および画像データ撮像方法の実施の形態について説明する。

まず、図１乃至図３を参照して、参考例として時分割カラー表示装置用の画像処理装置および画像処理方法の実施の形態について説明する。

図１は、参考例としての時分割カラー表示装置用の画像処理装置の実施の形態を示すブロック図である。図１に示すように、時分割カラー表示装置用の画像処理装置１０は、各フレームの各フィールド（１／３フレーム、１／１８０秒）毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の画像データ順次入力する入力端子１２と、各フレーム間における動画の移動方向と移動量を検出する動き検出回路１４と、この動き検出回路１４の出力に基づいて各フレーム毎に複数（第１、第２、第３）のフィールドの表示位置を補正して時分割カラー表示装置２０に出力する表示位置補正回路１６とからなる。時分割カラー表示装置２０では、表示位置を補正した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の画像データを順次入力して駆動させるとともに、この駆動と同期して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光源を１／３フレームに相当する時間ごとに順次点灯させる。これにより各々の１／３フレームで表示された赤色像、緑色像、青色像が時間差をもって視覚上で混色され、残像効果によって１フレームのフルカラー表示が行われる。

図２は、図１の画像処理装置に適用される時分割カラー表示装置２０の実施の形態を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態の時分割カラー表示装置２０は、液晶パネル２１と、タイミングコントローラ２２と、３原色の各色に応じた画像データを蓄積するフィールドメモリ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂと、液晶パネル２１の走査線を線順次で選択する走査ドライバ２４と、画像データの書き込みを行うデータドライバ２５と、赤発光光源、緑発光光源および青発光光源２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂと、これらの光源を駆動する駆動回路２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂとからなる。このような構成の時分割カラー表示装置２０において、赤発光光源、緑発光光源および青発光光源２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂは、駆動回路２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂにより、１／３フレームに相当する時間ごとに順次一色ず
つ点灯する。一方、表示位置を補正した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の画像信号が、図示しないサンプリング回路によりサンプリングされ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々に対応するフィールドメモリ２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂに蓄積される。フィールドメモリに蓄積された画像信号は、１色分ずつデータドライバ２５に送られるようにタイミングコントローラ２２により制御される。また、走査ドライバ２４は、１ラインずつ走査線を順次選択し、その選択パルスと同期して画像信号がデータドライバ２５から画素に書き込まれる。各色の画像信号の書き込みは、タイミングコントローラ２２により、光源２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂの点灯の切替えと同期するように制御され、各々の１／３フレームで表示された赤色像、緑色像、青色像が時間差をもって視覚上で混色され、残像効果によって１フレームのフルカラー表示が行われる。

次に、図３を参照して、参考例としての時分割カラー表示装置用の画像処理装置１０による画像処理方法について説明する。図３は、図６に示すようにフルカラー画像パターンが色彩および形状を変えながら画面の右方向に移動する場合に対応して、参考例としての時分割カラー表示装置用の画像処理装置１０による表示位置補正方法を示している。

参考例としての画像処理方法では、まず、動き検出回路１４により現フレームと前フレームの画像データから現フレーム画面の動画の移動方向と移動量を検出する。次に、表示位置補正回路１６によって、図３に示すように、第１フレームの第１フィールドでは赤表示画像をそのまま表示し、第１フレームの第２フィールドでは検出された移動量の１／３だけ画像の移動方向にずらして緑表示画像を表示し、第１フレームの第３フィールドでは検出された移動量の２／３だけ画像の移動方向にずらして青表示画像を表示するように各色の画像データを出力する。第２フレームおよび第３フレームについても同様な処理を行う。

このような画像処理により、動画を見る人間の眼の軌跡上に均等に各フィールドの表示画像を表示させることができるので、従来の動画表示方法のように最初に動く色の表示画像が強調されて見えることがなく、動画がその色に見えるという問題もない。

次に、図４および図５を参照して、本発明の時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置および画像データ撮像方法の実施の形態について説明する。図４に示すように、本発明の実施の形態による時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置１００は、ＣＣＤなどの撮像素子を含む撮像装置本体１１０と撮像レンズ１２０とからなる。画像データ撮像装置１００は、３倍速で動画像を色毎に取り込む、即ち、１／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像するように構成されている。このように撮像された被写体の各色の成分は、時分割カラー表示装置１３０に送られて時分割による混色によりフルカラー表示が行われる。このような撮像方法によれば、上述した本発明による画像処理方法と同様に被写体の各色の成分を画像の移動方向に均等に割り当てることができ、この方法によって撮像された画像データに基づいて動画を見る人間の眼の軌跡上に均等に各フィールドの画像を表示させることができるので、従来のように最初に動く色の表示画像が強調されて見えることがなく、動画がその色に見えるという問題もない。即ち、画像表示装置の色のローテーションと撮像される時の色のローテーションが全く同じになるため、動く部分に色がついて見えることはない。また、蓄積された画像データを等価的に色をローテーションさせながら撮像したデータと同じ状態にできるため、動く部分について色がついて見えることはない。また、撮像された画像データは、従来と同じ方式で画像表示装置のフィールドメモリ上に蓄積できるので、時分割カラー表示装置以外の表示装置でも本発明の撮像方法による画像データを用いることができる。

図５は、本発明の画像データ撮像装置の一実施例としての３板方式の撮像装置を示している。この撮像装置は、撮像レンズ２００と、３個のプリズムブロックから構成されて各接合面に多層干渉膜が蒸着されたダイクロイックプリズム（色分解プリズム）２１０と、３つのＣＣＤからなる固体撮像素子２２０Ｒ、２２０Ｇ、２２０Ｂとから構成されている。ダイクロイックプリズム２１０は、第１の干渉膜で赤色（Ｒ）光線を反射させるとともに緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）光線を透過させ、次の干渉膜で青色（Ｂ）光線を反射させるとともに残りの緑色（Ｇ）光線を透過させるように構成されている。３つの固体撮像素子２２０Ｒ、２２０Ｇ、２２０Ｂは、正確に位置合わせして接着剤やはんだによりダイクロイックプリズム２１０に固定されている。撮像レンズ２００を透過した光は、ダイクロイックプリズム２１０によって赤、緑、青の３つの色成分に分解され、各色成分毎の被写体の光学像がダイクロイックプリズム２１０の出射側端面２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂに結像される。これらの被写体の光学像は、それぞれ固体撮像素子２２０Ｒ、２２０Ｇ、２２０Ｂにより撮像され、各色成分毎の画像信号が生成される。本発明によれば、この撮像装置は、赤、緑、青の各色成分毎の被写体の光学像を順次電気信号に変換して１／１８０秒毎に取り出すように構成されている。従って、上述した本発明による画像処理方法と同様に被写体の各色の成分を画像の移動方向に均等に割り当てることができ、この方法によって撮像された画像データに基づいて動画を見る人間の眼の軌跡上に均等に各フィールドの画像を表示させることができるので、従来のように最初に動く色の表示画像が強調さ
れて見えることがなく、動画がその色に見えるという問題もない。

また、本発明によれば、上述した３板式ではなく、３撮像管方式により撮像装置を構成してもよい。

参考例としての時分割カラー表示装置用の画像処理装置の実施の形態を示すブロック図。 図１の画像処理装置に適用される時分割カラー表示装置の実施の形態を示すブロック図。 参考例としての時分割カラー表示装置用の画像処理装置による表示位置補正方法を示す図。 本発明による時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置の実施の形態を示すブロック図。 本発明による時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置の一実施例としての３板方式の撮像装置を示す概略図。 フルカラー画像パターンが画面の右方向に移動する様子を示す図。 時分割カラー表示装置の従来の表示位置補正方法を示す図。

符号の説明

１０ 画像処理装置
１２ 入力端子
１４ 動き検出回路
１６ 表示位置補正回路
２０ 時分割カラー表示装置
２１ 液晶パネル
２２ タイミングコントローラ
２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ フィールドメモリ
２４ 走査ドライバ
２５ データドライバ
２６Ｒ 赤発光光源
２６Ｇ 緑発光光源
２６Ｂ 青発光光源
２７Ｒ、２７Ｇ、２７Ｂ 光源駆動回路
１００ 画像データ撮像装置
１１０ 撮像装置本体
１２０ 撮像レンズ
１３０ 時分割カラー表示装置
２００ 撮像レンズ
２１０ ダイクロイックプリズム（色分解プリズム）
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ 出射側端面
２２０Ｒ、２２０Ｇ、２２０Ｂ 固体撮像素子

Claims (3)

1. 各フレームの画像を複数のフィールドに分割し、各フィールド毎に各フレーム
   の赤、緑、青の各色の画像データを順次入力し、時分割による混色を利用してカ
   ラー表示を行う時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置において、
   １／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像することを特徴
   とする、時分割カラー表示装置用の画像データ撮像装置。
2. 前記順次撮像された画像データは、前記時分割カラー表示装置に設けられたフ
   ィールドメモリに蓄積されることを特徴とする、請求項１に記載の時分割カラー
   表示装置用の画像データ撮像装置。
3. 各フレームの画像を複数のフィールドに分割し、各フィールド毎に各フレーム
   の赤、緑、青の各色の画像データを順次入力し、時分割による混色を利用してカ
   ラー表示を行う時分割カラー表示装置用の画像データ撮像方法において、
   １／１８０秒毎に被写体の赤、緑、青の各色の成分を順次撮像することを特徴
   とする、時分割カラー表示装置用の画像データ撮像方法。

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