JP2657741B2 - カラー画像表示方法及び装置 - Google Patents

カラー画像表示方法及び装置

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JP2657741B2
JP2657741B2 JP4307246A JP30724692A JP2657741B2 JP 2657741 B2 JP2657741 B2 JP 2657741B2 JP 4307246 A JP4307246 A JP 4307246A JP 30724692 A JP30724692 A JP 30724692A JP 2657741 B2 JP2657741 B2 JP 2657741B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/16Picture reproducers using cathode ray tubes
    • H04N9/22Picture reproducers using cathode ray tubes using the same beam for more than one primary colour information

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  • Liquid Crystal (AREA)
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  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、色分解されたカラー画
像信号により駆動される光色切換手段を介して白黒画像
をカラー画像に変換して表示する方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】入射する白色光によりR (赤) ,G
(緑) ,B (青) の3原色を選択的に透過させることの
できる液晶シャッターを白黒モニターの画面の前面に配
置し、該液晶シャッターに白黒ディスプレイへ表示する
信号に応じた切換信号を入力することにより、白黒ディ
スプレイに表示される白黒画像をカラー画像として表示
するようにしたものがある。
【0003】例えば、前記液晶シャッターとしてTNモ
ードの液晶素子を使用したものについて説明する。TN
モードの液晶素子の基本的な構造のものは、液晶分子を
該液晶素子への入射光軸方向に対して方向を捩じらせて
配分し、その入射面と出射面とを透明電極で挟んだ構成
を有しており、その外側をカラー偏光子で挟んだ構造を
有する。
【0004】該TNモード液晶素子の動作を図5に基づ
いて簡単に説明する。このものでは入射側と出射側の偏
光子の偏光方向が互いに直交するように装着されてい
る。いま、前記電極間に電圧を印加しないOFF状態で
前記所定成分の光が入射側の偏光子を通って入射する
と、該光は液晶分子の捩じれによって90°偏光方向を変
換され、出射側の偏光子の偏光方向と一致するので、そ
のまま透過する。また、電極間に電圧を印加したON状
態では、液晶分子の捩じれが戻されるので光は入射時の
偏光方向のまま進み、出射側偏光子の偏光方向と直交す
るため遮光される。
【0005】かかる原理を有したTNモードの液晶素子
が2個使用されて前記機能を有する液晶シャッターが構
成される。即ち、図6に示すように、入射側 (図示左
側) から順に、垂直方向の青色光と緑色光とを透過させ
るBGダイクロイック偏光フィルター201 、水平方向の
赤色光を透過させるRダイクロイック偏光フィルター20
2 、TNモードの液晶素子203 、水平方向の青色光を透
過させるBダイクロイック偏光フィルター204 、垂直方
向の赤色光と緑色光とを透過させるRGダイクロイック
偏光フィルター205 、TNモードの液晶素子206 、水平
方向の赤色光と緑色光と青色光を透過させるRGBダイ
クロイック偏光フィルター207 とを備え、2つのTNモ
ードの液晶素子203,206 をセル駆動部208 でON, OF
F制御することにより、前記各実施例と同様に3原色光
を順次遮光期間を介して発生させるものである。
【0006】図の最上部には、2つのTNモードの液晶
素子203,206 が共にOFFの状態を示す。この場合、白
色光がBGダイクロイック偏光フィルター201 の通過に
より青色光と緑色光は垂直方向に偏光して透過し、ま
た、赤色Rダイクロイック偏光フィルター202 の通過に
より赤色光は水平方向に偏光して透過する。次いで、O
FF状態の液晶素子203 を通過すると、各色の光は偏光
方向を90°変換され、赤色光は垂直方向,青色光,緑色
光は水平方向に偏光する。次いで、Bダイクロイック偏
光フィルター204 及びRGダイクロイック偏光フィルタ
ー205 を通過する間に、赤色光及び青色光については各
偏光フィルターと偏光方向が一致するためそのまま透過
するが緑色光は偏光方向が直交するため遮光される。次
に、OFF状態の液晶素子206 によって赤色光は水平方
向、青色光は垂直方向に偏光方向が変換されて透過す
る。最後のRGBダイクロイック偏光フィルター207 を
通過すると、赤色光はそのまま透過するが、青色光は偏
光方向が直交するので遮光される。このようにして赤色
光のみが出力される。
【0007】同様にして図の中央部に示すように、液晶
素子203 はOFF, 液晶素子206 はONに制御すると、
図示のごとく青色光のみが出力され、図の最下部に示す
ように、液晶素子203 はON, 液晶素子206 はOFFに
制御すると、緑色光のみが出力される。また、図示しな
いが、液晶素子203,206 共にONに制御することで、全
ての色の光が遮光される。したがって、これらカラー偏
光子とTNモードの液晶素子とを前記ゲストモードの液
晶素子と光シャッターに変えて配設し、セル駆動部208
で前記4通りの切換制御を行うことにより、前記各実施
例と同様に赤色光, 緑色光, 緑色光を遮光期間を介して
順次繰り返して発生させることができる。
【0008】したがって、かかる機能を有する液晶シャ
ッターを、白黒ディスプレイの画面の前面に配置して、
R,G,B信号を順次白黒ディスプレイと液晶シャッタ
ーとに出力し、各色成分の画像信号を白黒ディスプレイ
で白黒表示すると同時に、該白黒表示される光画像信号
を液晶シャッターに透過させることにより、R,G,B
毎に画像信号に応じた光量の光が交互に透過されるた
め、人間の目にはこれら色成分別の光画像が合成された
カラー画像として認識させることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶素子を利用してカラー画像表示を行う場合、特
に動画像を表示する場合、以下のような問題点を生じ
る。即ち、通常のテレビ画像では、走査線数を変えない
代わりに、奇数フィールドと偶数フィールドとを走査線
間隔の1/2だけずらして走査する所謂インターレース
走査を行って、走査する位置を互いにずらして、フィー
ルド周期を長くすることなく画像の垂直方向の分解能を
確保することを行っている。
【0010】しかし、カラーディスプレイの場合は、前
記色分解されたR,G,B信号を、同時に走査してカラ
ー表示を行うが、前記液晶シャッターを利用するもので
は、液晶シャッターはR,G,B信号を交互に入力して
選択的に色成分別の光信号を出力するものであるため、
例えば、同時に入力されたR,G,Bのフィールド画像
信号を単純に直列に並び変えてシリアル信号として出力
するだけでは、入力した信号を全て表示しきれず、少な
くとも2/3のフィールドを捨てることになり、その結
果、時間軸方向の原画像再生率が1/3となってリアル
タイムに動画像を表示することができないことは明らか
である。簡易的な方式としては、フィールド毎に色成分
を切り換えて出力することも考えられるが、R,G,B
を単位とするカラー画像表示の周期が3倍となり、か
つ、各色成分の画像に1フィールド分の時間のずれがあ
るため、動きのある部分では色ズレを生じる問題があっ
た。
【0011】そこで、同時に入力した1フィールドの
R,G,B画像信号を3倍に高速化したシリアル信号と
して出力することが考えられ、このようにすれば色分解
されたR,G,B画像信号を3倍の速度で走査すること
ができるため、1フィールドのカラー画像を所定の周期
で表示することができ、高速性は満たされる。しかし、
その場合、奇数フィールドと偶数フィールドとが夫々
R,G,Bで3回連続して入力されるため、表示側の奇
数フィールドと偶数フィールドの交互動作との整合がと
れなくなる。換言すれば、そのための何らかの対策が必
要であった。
【0012】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、色成分別のフィールド画像信号を高速
で走査して動画像の動きに良好に追従した画像を得ると
共に、各色成分のフィールド画像間でもインターレス走
査が行われるようにして、高い解像度が得られるように
したカラー画像の表示方法及び装置を提供することを目
的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】このため本発明に係るカ
ラー画像表示方法は、奇数と偶数のフィールド画像から
なるフレームカラー画像信号の色分解された色成分別の
フィールド画像信号を所定の色順序で奇数フィールド同
士及び偶数フィールド同士直列に繋げ、かつ、色成分数
倍の速度に倍速化した信号に変換し、更に色成分信号に
対応した信号によって前記光色切換手段を駆動して光色
選択切換を行う一方、該信号の特定の色成分信号を表示
している期間隣接する水平走査線間隔の1/2だけ垂直
方向で、かつ、奇数フィールドと偶数フィールドとで上
下逆向きにずらし、以て、前記白黒表示手段において色
成分別のフィールドが所定の色順序でインターレース走
査される際の画像ずれを防止するようにした。
【0014】また、本発明に係るカラー画像表示装置
は、奇数と偶数のフィールド画像からなるフレームカラ
ー画像信号の色分解された各フィールド画像信号を入力
し、これら各色のフィールド画像信号を所定の色順序で
奇数フィールド同士及び偶数フィールド同士直列に繋
げ、更に、色成分数倍の速度に倍速化した信号に変換し
て出力し、かつ、該出力の色成分別に振り分けられた信
号により光色切換手段を駆動する信号処理手段と、該信
号処理手段からの信号の特定の色成分について、水平走
査間隔の1/2だけ垂直方向で、かつ、奇数フィールド
と偶数フィールドとで上下逆向きにずらして走査させる
信号を前記白黒表示手段に出力する垂直偏向シフト手段
と、を備えて構成した。
【0015】また、例えば光色切換手段は、液晶シャッ
ターで構成すればよい。
【0016】
【作用】色分解された各色成分 (例えばR,G,B) の
フィールド信号は所定の色順序で、かつ、奇数フィール
ドと偶数フィールドとが交互になる (R奇→G奇→B奇
→R偶→G偶→B偶) なるように直列に繋がれ、かつ、
色分解数倍 (例えば3倍) に倍速化した信号に変換され
る。
【0017】そして、白黒画像表示手段において、前記
変換された画像信号のうちの特定の色成分 (例えばG成
分又はR,B成分) については、走査線間隔の1/2だ
け垂直方向に、かつ、奇数フィールドの場合と偶数フィ
ールドの場合とで逆向きにずらして走査され、色成分別
の各画像信号が奇数フィールドの場合は奇数フィールド
の位置に偶数フィールドの場合は偶数フィールドの位置
に表示のための同期信号のフィールド種別如何に関わら
ずインターレース走査されて原画の画像が歪むことなく
白黒画像表示されることとなる。
【0018】一方、前記高速化された色成分別のシリア
ル信号に対応した切換信号が液晶シャッター等の光色切
換手段に入力され、光色切換手段は、白黒画像表示手段
に表示されている画像信号と同一の色成分別の信号が入
力される毎に対応した色成分を選択するように駆動され
る。その結果、白黒画像表示手段に表示されている白黒
画像の無色の光信号を、該画像信号に対応する色成分を
持つ光信号に変換させる。つまり、色成分別の光画像信
号が交互に高速で発せられるので、人間の目にはこれら
の色成分が合成されたカラー画像として認識される。
【0019】また、各色成分の画像信号が順次奇数フィ
ールドと偶数フィールドとに適切に垂直位置補正されて
インターレース走査されるため、メモリを使用したディ
ジタル処理による奇数フィールド/偶数フィールドの信
号作成に比べ劣化の少ない高い解像度の画像が得られ
る。
【0020】
【実施例】以下に本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は、本発明に係る方法でカラー画像表示を行う
カラー画像表示装置の全体構成を示す。図において、カ
ラーテレビカメラ等からフレームカラー画像信号を色分
解した色成分別のR,G,B画像信号とフィールドの切
換を行うための垂直同期信号 (SYNC) が信号処理手
段としてのコンバーター1に入力される。
【0021】コンバーター1は、前記各信号を少なくと
も1フィールド分一時的に記憶するメモリと、該メモリ
から画像データを読み出してシリアル信号を形成する信
号形成回路とを含んで構成されている。そして、メモリ
に記憶されたR,G,Bのデータから、所定の色順序
で、かつ、フィールド周期の3倍の速度で順次読み出
し、RとG,GとBとの間に垂直偏向に要する期間 (前
記SYNCの1/3の期間相当) を挟んでシリアルに出
力する。つまりR,G,Bの画像データを直列に繋ぎ、
かつ、3倍に高速化されたRGBシリアル信号が出力さ
れる。
【0022】前記RGBシリアル信号は、ビデオ信号変
換回路2を介して白黒画像表示手段としての白黒ディス
プレイ3の映像制御部31に出力される。また、コンバー
ター1は、前記RGBシリアル信号を形成して出力する
のに同期してR,G,Bの選択信号を出力し、この信号
が液晶シャッター駆動信号形成回路4とV偏向シフト信
号形成回路5に入力される。
【0023】更に、コンバーター1は、前記垂直同期信
号SYNCを3倍に高速化し、この信号に基づいてメモ
リからの読み出し制御を行っている。この信号が前記液
晶シャッター駆動信号形成回路4とV偏向シフト信号形
成回路5と偏向回路6とに出力される。液晶シャッター
駆動信号形成回路4は、前記入力されたR,G,Bの各
選択信号に応じて、対応するR,G,Bの色を選択して
透過させ、R,G,B信号の間に入力された垂直同期信
号SYNCに応じて、この間は光を透過させないような
液晶シャッターの駆動信号を形成し、該駆動信号を前記
白黒ディスプレイのCRT32画面の前面に配置された光
色切換手段としての液晶シャッター33に出力する。
【0024】また、V偏向シフト信号形成回路5は、前
記R,G,Bの信号のうち、特定の色成分例えばG成分
の走査を水平走査線間隔の1/2だけ垂直方向にシフト
させるが、3×SYNCより検出した奇偶のフィールド
でその方向を選択し、奇数フィールドの場合は上向き
に、偶数フィールドの場合は下向きにシフトさせる信号
を形成し、該V偏向シフト信号 (インターレースシフト
信号) を垂直偏向回路6に出力する。
【0025】垂直偏向回路6は、前記高速化された垂直
同期信号を入力する毎に、走査開始位置まで垂直方向に
移動させる偏向走査を行うが、R,Bの画像信号につい
ては、入力された奇数フィールド,偶数フィールドと同
一の基準位置まで偏向させるのに対し、G画像信号につ
いては、前記したように奇数フィールドの場合は基準位
置より水平走査間隔の1/2だけ下向きにシフトさせた
位置に偏向させる垂直偏向制御信号と、偶数フィールド
の場合は基準位置より水平走査間隔の1/2だけ更に上
向きにシフトさせた位置に偏向させ、また、各色成分の
フィールド画像信号の中の水平同期信号H・SYNCを
入力する毎に水平方向の走査開始位置まで偏向させる水
平偏向制御信号を前記白黒ディスプレイ3の偏向ヨーク
34に出力する。
【0026】上記V偏向シフト信号形成回路5と垂直偏
向回路6とで垂直偏向シフト手段が構成される。以上の
信号処理により、RGBビデオ信号と前記垂直偏向制御
信号Vと水平偏向制御信号Hとを用いて、R,G,Bの
各フィールド画像を順次入力画像の標準テレビ画像走査
の3倍の速度で走査すると共に、G成分のフィールド画
像に切り換わるときには、奇数フィールドと偶数フィー
ルドとで交互に逆向きに1/2水平走査間隔分だけ垂直
方向にシフトしながら垂直偏向を行う。
【0027】図2は、前記垂直偏向のシフトを行う回路
の一例を示す。図において、前記V偏向シフト信号が入
力されると、垂直方向上向きのシフトパルスを入力した
ときと、下向きのシフトパルスを入力したときとで、ト
ランジスタTR1とトランジスタTR2とが選択的にONと
なるため、垂直偏向コイルVLの端子電圧V1 が所定の
幅で増減し、それによって、垂直センタリング部VCへ
の印加電圧が増減されることにより、前記1/2水平走
査間隔分の垂直方向上向きのシフトと下向きのシフトが
行われる。
【0028】図3は、別の垂直方向シフト回路の例を示
す。即ち、分圧回路VV から垂直偏向コイルVLの端子
電圧V1 より所定値だけ高い電位と所定値だけ低い電位
を取り出してパルス連動ICスイッチ回路S1 の2つの
固定接点a,bと接続し、該パルス連動ICスイッチ回
路S1 の可動接点側を垂直偏向コイルVLの端子と接続
したものである。該パルス連動ICスイッチ回路S1
V偏向シフト信号を入力させ、垂直方向上向きのシフト
パルスを入力したときには接点aが接続し、垂直方向下
向きのシフトパルスを入力したときには接点bが接続す
ることにより、前記同様のシフトが行われる。
【0029】また、本実施例では、G成分 (色順序の真
中の成分) のみを垂直方向にシフトすることにより、偏
向のための同期信号は奇数フィールドと偶数フィールド
とを交互に繰り返すインターレース方式とした。同様の
主旨で垂直シフトのパルス発生数は2倍になるがR,
成分 (色順序の両端の成分) をシフトさせるようにして
も同様の機能が得られることはいうまでもない。
【0030】かかる走査における各信号状態と画面の走
査状態とを図4に示す。即ち、奇数フィールドで入力さ
れたG成分のフィールド画像は、1/2水平走査間隔分
だけ垂直下向きにシフトして偏向される結果、実質的に
偶数フィールド画像に変換され、同じく偶数フィールド
で入力されたG成分のフィールド画像は、1/2水平走
査間隔分だけ垂直上向きにシフトして偏向されて奇数フ
ィールド画像に変換されるため、奇数フィールドと偶数
フィールドとが交互に切り換わるインターレース走査が
行われているが、結果的にディスプレイ画面上で、入力
信号のフィールドに応じた走査が行われるようになって
いる。
【0031】かかる走査の行われる白黒ディスプレイ3
のCRT32画面には、白黒画像が表示されるが、該白色
画像の無色光画像信号が前面の液晶シャッター33を透過
すると、前記各R,G,B画像信号の走査期間に同期し
て液晶シャッター33が対応するR,G,Bの色成分を持
つ光画像信号として順次透過するため、視覚上、これら
の色成分が合成されたカラー画像として認識される。
【0032】そして、R,G,Bの画像信号を原信号に
比べ3倍速で走査するため、動画像の動きに良好に追従
できると共に、偶数フィールド画面信号から内挿により
奇数フィールド画面信号を作るようなことをしないた
め、通常のドットトリオからなるブラウン管によるカラ
ー表示ではなく、ドットトリオと無関係なB/Wのブラ
ウン管による表示となるため解像度が高い画像が得られ
る。
【0033】また、通常のカラーテレビモニターによる
画像と比較しても、通常のカラーテレビモニターの画面
は画素毎にR,G,Bの発色領域を分割して設けなけれ
ばならないため、どうしても解像度の向上に限界がある
のに対し、液晶シャッター方式では、白黒画像表示でよ
いから色成分別に領域分割する必要がなく、色成分毎に
全画面面積を使用することができるため、解像度を大き
く高めることが可能となる。
【0034】また、液晶シャッターとして、前記実施例
ではTNモードの液晶素子を用いたものを使用したが、
液晶自体を着色し、液晶の吸光係数が分子長軸に平行及
び垂直な方向で互いに異なる2色性を示すことを利用し
て電圧のON,OFFで透過光を着色光と無色光とに切
り換えることができるゲストホストモードの液晶素子を
用いた液晶シャッターを使用してもよい。
【0035】更には、複数のダイクロイックミラーと、
高分子マトリクス中に液晶粒子を分散させた構造を有し
印加電圧制御により光の透過,散乱が切り換えられる機
能を有した高分子複合体からなり該高分子複合体を各ダ
イクロイックミラーにより分離された色成分の光路に夫
々介装した色分離システムと、色成分光を透過させ散乱
光は遮光する機能を有した絞り機構と、を同順で介装し
て構成され、前記高分子複合体を順次に光を透過させる
側に切り換えて各色成分光を交互に透過させるようなも
のを使用することもできる (詳細は、特願平3−247619
号参照) 。
【0036】尚、コンバーター1とそれ以外の回路部分
をモニターとは別に設けて別体としてもよいが、これら
をモニターに一体に収めてもよいことは勿論である。
【0037】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、色成分別のフィールド画像信号を所定の色順序で高
速にインターレースする構成としたため、動画像の動き
に良好に追従でき、かつ、高い解像度が得られ、フリッ
カー等の発生もなく安定した高画質カラー画像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック回路図
【図2】同上実施例の垂直偏向シフト回路の一例の構成
を示す図
【図3】同上垂直偏向シフト回路の別の例の構成を示す
【図4】同上実施例の走査状態及び各種信号を示すタイ
ムチャート
【図5】TN液晶素子の作動原理を説明するための図
【図6】TN液晶素子を用いた液晶シャッターの作動原
理を説明するための図
【符号の説明】
1 コンバーター 3 白黒ディスプレイ 4 液晶シャッター駆動信号形成回路 5 V偏向シフト信号形成回路 6 偏向回路 33 液晶シャッター TR1 トランジスタ TR2 トランジスタ S1 パルス連動ICスイッチ VL 垂直偏向コイル VC 垂直センタリング部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カラー画像信号を色分解した色成分別の画
    像信号又は3種類の色成分信号よりなる画像信号を所定
    の色順序で水平及び垂直方向に走査して白黒画像表示手
    段で白黒表示すると共に、前記色成分別の画像信号を光
    色切換手段に入力し、前記白黒表示手段で表示された無
    色の光信号を画像信号の色成分を持つ光信号に変換する
    ことによりカラー画像表示を行うカラー画像表示方法に
    おいて、奇数と偶数のフィールド画像からなるフレーム
    カラー画像信号の色分解された色成分別のフィールド画
    像信号を所定の色順序で奇数フィールド同士及び偶数フ
    ィールド同士直列に繋げ、かつ、色成分数倍の速度に倍
    速化した信号に変換し、更に色成分信号に対応した信号
    によって前記光色切換手段を駆動して光色選択切換を行
    う一方、該信号の特定の色成分信号を表示している期間
    隣接する水平走査線間隔の1/2だけ垂直方向で、か
    つ、奇数フィールドと偶数フィールドとで上下逆向きに
    ずらし、以て、前記白黒表示手段において色成分別のフ
    ィールドが所定の色順序でインターレース走査される際
    の画像ずれを防止するようにしたことを特徴とするカラ
    ー画像表示方法。
  2. 【請求項2】カラー画像信号を表す各色成分を各々順番
    に水平及び垂直方向に走査して白黒表示する白黒画像表
    示手段と、この表示に対応して表示している色成分の種
    類を表す信号を入力し、前記白黒表示手段で表示された
    光信号を画像信号の色成分を持つ光信号に変換する光色
    切換手段とを含んで構成されるカラー画像表示装置にお
    いて、奇数と偶数のフィールド画像からなるフレームカ
    ラー画像信号の色分解された各フィールド画像信号を入
    力し、これら各色のフィールド画像信号を所定の色順序
    で奇数フィールド同士及び偶数フィールド同士直列に繋
    げ、更に、色成分数倍の速度に倍速化した信号に変換し
    て出力し、かつ、該出力の色成分別に振り分けられた信
    号により光色切換手段を駆動する信号処理手段と、該信
    号処理手段からの信号の特定の色成分について、水平走
    査間隔の1/2だけ垂直方向で、かつ、奇数フィールド
    と偶数フィールドとで上下逆向きにずらして走査させる
    信号を前記白黒表示手段に出力する垂直偏向シフト手段
    と、を備えたことを特徴とするカラー画像表示装置。
  3. 【請求項3】前記光色切換手段は、液晶シャッターで構
    成されていることを特徴とする請求項1に記載のカラー
    画像表示方法。
  4. 【請求項4】前記光色切換手段は、液晶シャッターで構
    成されていることを特徴とする請求項2に記載のカラー
    画像表示装置。
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