JP3921302B2 - カラーフィルタとそれを用いた時分割カラー表示ディスプレイ - Google Patents
カラーフィルタとそれを用いた時分割カラー表示ディスプレイ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非常に高速で駆動する空間光変調素子（ＳＬＭ）を用いた表示素子で、時分割でカラー表示を行うためのカラーフィルターとそれらを用いたカラー表示ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ホームシアター、プレゼンテーションと大画面表示がにわかに注目を集めてきている。最近では小型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投影し大画面の表示画像を得る液晶プロジェクタあるいはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたＤＭＤプロジェクタが商品化されている。
【０００３】
ＤＭＤはＳＬＭの１タイプであり、直接観察用、または投写型ディスプレイ用として用いられうる。ＤＭＤは、数百または数千の小さい傾斜式ミラーのアレイを有し、それぞれのミラーは１画素を表す。ミラーを傾斜させるようにするのには、それぞれのミラーを、支持柱に取付けられた１つまたはそれ以上のヒンジに取付け、下にある制御回路上へエアギャップにより隔離する。この制御回路は、それぞれのミラーを選択的に傾斜させる静電気力を作用させる。ディスプレイへの応用においては、画像データがＤＭＤのメモリセルへロードされ、ミラーはこのデータによって、光を画像平面へ反射し、または画像平面からそらせるように、傾斜させられる。
【０００４】
プロジェクタのひとつの形式は、例えばＤＭＤのアレイまたは液晶パネルなどのＳＬＭを３個使用して、投影スクリーン上へまたは投影スクリーンから光を反射させている３板式プロジェクタと呼ばれるものがある。これは３つのＳＬＭが並列に、各々が赤用、緑用そして青用に使用されている。これに比較して、単板式プロジェクタはＳＬＭを唯１つのみ必要とし、赤、緑そして青の光は順番に単一のＳＬＭで反射される。３板式プロジェクタに於いてこの様なＳＬＭを３つも必要とすることは、ＳＬＭに関連するハードウェアに対する要求を単板式プロジェクタに較べて３倍にしている。これはプロジェクターに関わらず、ＳＬＭを用いたカラー表示ディスプレイ全てに関して該当する。
【０００５】
単板式カラー表示ディスプレイによりカラー画像を発生させる１つの方法は、画像フレームの全画素を順次異なる色によりアドレス指定する。例えば、それぞれの画素は赤、緑、および青の値を有しうる。その場合、それぞれのフレーム期間中において、そのフレームの諸画素は、該諸画素の赤、青、次に緑のデータにより、順次アドレス指定される。これらと同じ色の３つの部分を有する円盤状カラーフィルタが、このデータに同期せしめられ、それによって、それぞれの色に対するデータがＳＬＭによりディスプレイされる時、ＳＬＭに入射する光は円盤状カラーフィルタにより帯域制御される。以上のように時分割でカラー表示が可能で、６０画像毎秒の標準ディスプレイ速度においては、目は画像を本来の色を有するものとして知覚する。
【０００６】
それぞれの画素が、それぞれの色に対して１ビットより多くを有する値により表すためには、さまざまな変調方式が、それぞれの色の強度を変化させるために用いられる。例えば、それぞれの画素は、それぞれの色に対して８ビットずつの、２４ビット値を有する。これは、それぞれの色に対し、２8 ＝２５６レベルを可能にさせる。
【０００７】
単板式カラー表示ディスプレイは順番に赤、緑そして青の光を単一画像フレームに照射することにより画像を生成し、この照射は典型的には１／６０秒継続する時分割でカラー表示を行う。３板式カラー表示ディスプレイでは、赤、緑、そして青の光は同時に照射される。従って３板式カラー表示ディスプレイは単板式カラー表示ディスプレイに較べて３倍のハードウェアと複雑さを必要とする。
【０００８】
このようなＳＬＭを用いた画像化技術の分野に於て、低コスト並びに小型軽量を維持しながら画像品質を向上させたいという大きな要望が存在する。例えば単板式カラー表示ディスプレイのように時分割でカラー表示を行う画像化システムは、他の画像化システムに比較して低価格と簡単さを提供しているが、画像品質をある程度犠牲にしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の円盤状カラーフィルタを用いた時分割カラー表示方法では、特開平８−５１６３３号公報に提案されているように、動画像に対して独特のカラー化輪郭状のノイズが見られ、画質が劣化するという問題があった。これは、動画像に対しては目がそれを追ってしまうので、目の時間的な積分領域が空間的に変化するためである。すなわち、視線が１フィールド表示期間内に複数の画素を移動する速度で動くと、サブフィールドの加算が１つの画素内ではなく複数の画素にまたがって行われ、正常な画像が得られなくなり、画質が劣化する。
【００１０】
上記のように、時分割カラー表示ディスプレイはある種の制約を有する。その様な制約のひとつは色の分離である。色の分離は時分割カラー表示ディスプレイでは、画像化される対象物が投影スクリーンを横切って移動し、そして人間の目がそれを追いかけるときに生じる。
【００１１】
図８（ａ）は投写スクリーン６１とスクリーン６１を横切って移動する画像化対象物６２とを示している。次に図８（ｂ）において、対象物の種々の位置が五つの異なる時刻で示されている。これらの時刻の各々がひとつの画像フレームに対応する。色を青、緑そして次に赤の順番で重ね合わせる時分割カラー表示ディスプレイでは、対象物６２は最初に青、次に緑そして次に赤を重ね合わせて生成されるはずである。従って、対象物が移動すると、対象物６２の先端（その移動に関しての）は青く現れ、一方その後端は赤く現われる。この現象が色分離として知られている。
【００１２】
図９は色分離が如何にして生じるかを図示している。図９に示されるように、青が最初にスクリーン上に画像フレームの約１／３の間重ね合わされる。青色光が消された後、次に緑色光がカラーフレームの約１／３の間点灯され、次に緑が消されて赤がカラーフレームの残りの約１／３の間点灯される。図９に示されるように、カラー光の知覚強度はそれが消去された後漸近的に減衰する。この漸近的減衰は人の目が”記憶”を持つという事実を示しており、これは知覚光が光が消滅した後でさえも短い時間（ある時定数）継続することを許している。
【００１３】
色分離の問題はシーケンシャル・カラーシステムに於て人の目が移動する対象物を追いかけるときにのみ生じる。人の目が移動する対象物を追いかけない場合は、移動対象物からの光の各々の画像フレームが、対象物が移動するにともなって網膜の異なる場所に投影される。従って各々の画像フレームに関して、青が知覚される前に、緑および赤の光がひとつの場所に重ね合わされ、そして適切な色が知覚される。次の画像フレームからの光は、次に網膜の別の場所に投影され、そこで再び適切な色が知覚される。
【００１４】
しかしながら、もしも目が対象物を追いかける場合は、対象物からの青色光は常に網膜上のひとつの場所に投影され、赤色光は常に網膜上の別の場所に投影され、そして緑色光は常に網膜上の更に別の場所に投影される。これらの場所の各々は、各々のカラーサブフレームの暫定的な分離の影響でオフセットを有する。従って、移動対象物の先端は常に青く現れ、一方で後端は常に赤く現われる。これは、例えば目が赤および緑が先端に重ね合わされる前に移動するために生じる。対象物が速く動くほどこの色分離は大きくなり、これは対象物がひとつの画像フレームから次へ移動する距離が大きくなるためである。
【００１５】
色分離は対象物がより速く動くほど複雑になる。先に述べたように、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。
【００１６】
色分離の問題は移動対象物と背景とのコントラストが強い場合に最も認識される。例えば、白い対象物が黒い背景に対して移動する、または黒い対象物が白い背景に対して移動する場合である。人の目がその様な移動対象物を追いかける状況の１例にスポーツイベントが挙げられ、背景と強いコントラストのユニフォームの選手を目が追いかける場合に色分離が顕著に認識される状況が考えられる。また当然白黒画像に於いても顕著に色分離が認識されることは言うまでもない。
【００１７】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、単板カラー表示ディスプレイを用いた場合に動画像の色分離による画質劣化を防ぐことを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明のカラーフィルタは、複数の色領域に分割されたカラーフィルタであって、前記複数の色領域にはフィルタが存在する部分と、少なくとも１つの領域は無彩色を表示する領域を含むことを特徴とする。
【００１９】
前記カラーフィルタにおいては、無彩色を表示する領域が、ＮＤフィルター(Neutral Density Filter)であることが好ましい。ここでＮＤフィルター(Neutral Density Filter)とは、入射光の波長などを変えずに光線透過率を落とす減光フィルターをいう。例えば入射光が自然光の場合、自然光のまま光線透過率を落とす減光フィルターである。
【００２０】
また前記カラーフィルタにおいては、ＮＤフィルターの透過率は他のカラーフィルタで時分割で表示される白の透過率とほぼ等しいことが好ましい。
また前記カラーフィルタにおいては、無彩色を表示する領域が、イエローまたはシアンが反射または吸収されることが好ましい。
【００２１】
また前記カラーフィルタにおいては、イエローまたはシアンが反射または吸収されるカラーフィルターの色度が、他のカラーフィルタで時分割で表示される白の色度とほぼ等しいことが好ましい。
【００２２】
次に本発明の時分割カラー表示ディスプレイは、少なくとも１つの無彩色領域を有するカラーフィルタにより１フィールド内に複数色が時分割で順次表示され、かつこれら複数色画像を時間的に重ねてカラー表示する時分割カラー表示ディスプレイにおいて、色分離を行うカラーフィルターに無彩色領域が含まれ、前記無彩色領域で表示することを特徴とする。
【００２３】
前記ディスプレイにおいては、白黒画像が信号として入力された際に、前記カラーフィルターは無彩色透過する位置で停止させることが好ましい。
また前記ディスプレイにおいては、白黒画像が信号として入力された際に、回路的に判別し、カラーフィルターを無彩色透過する位置にて停止させるラッチ回路をさらに含むことが好ましい。
【００２４】
また前記ディスプレイにおいては、カラーフィルタが円盤状に配置されて回転し、スクーリンに投写された表示を１／６０秒以下の時間で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の映像を順次表示して、フルカラーの映像を表示することが好ましい。
【００２５】
また前記ディスプレイにおいては、カラーフィルタが円盤状に配置されて毎分３，６００回転（r.p.m）以上で回転させることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の時分割カラー表示ディスプレイは、１フィールド内に複数色が時分割で順次表示され、かつこれら複数色画像を時間的に重ねてカラー表示する時分割カラー表示ディスプレイにおいて、色分離を行うカラーフィルターに無彩色領域が含まれ、無彩色領域で表示する。
【００２７】
さらに色分離を行うカラーフィルターに少なくとも１つの無彩色領域を有するカラーフィルタにより１フィールド内に赤、青、緑が時分割で順次表示され、かつ各色画像を時間的に重ねて表示する時分割でカラー表示を行う時分割カラー表示ディスプレイにおいて、白黒画像が信号として入力された際に回路的に判別し、前記カラーフィルターを無彩色画像が透過する位置にて停止させるためのラッチ回路を有する。
【００２８】
これらのカラーフィルタにおいて、白黒で表示されるモノクロ画像の際に無彩色の領域で停止して、表示を行う。
この構成により視線の移動によるカラーフィールドの加算による色分離した異常な画像の発生を防ぎ、動画像の画質を向上させることが可能となる。
【００２９】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態の時分割カラー表示ディスプレイの概略図を図１に示す。図１において１は液晶パネル、２は円盤状のカラーフィルター、３はランプ、４は投写レンズである。液晶パネル１はマトリクス状の画素を有し、映像信号によって高速で表示の切り替えが可能である。ビデオレートの動画を表示するためには１フィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必要で、そのためには液晶の応答速度としては少なくとも１／６０＝１６．７ｍ秒以下が要求される。好ましくはさらにこの間にＲＧＢ３色の表示が可能であるためには、応答速度として５．６ｍ秒が要求される。このような高速応答の液晶は例えば強誘電液晶、反強誘電液晶、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)液晶などが挙げられる。前記において、ＯＣＢ液晶とはベンド配向セルを用い、液晶の複屈折の視野角方向の変化を自己補償する方式であり、負の光学補償フィルムと組み合わせることで、広視野角にできることに加え、高速応答が可能となる液晶である。
【００３０】
本発明の時分割カラー表示ディスプレイの動作について説明する。ランプ３はキセノン、メタルハライドランプ、超高圧水銀灯などの高出力ランプであり、凹面鏡のほぼ焦点位置に配置し、ランプより出射する白色光が楕円形状の凹面鏡により円盤状カラーフィルター２上に集光するように配置する。円盤状カラーフィルタ２は、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期して液晶パネル１は光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒に対して円盤状カラーフィルタ２を画像フレーム毎に一度、または毎分３，６００回転（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対して液晶パネル１は非常に高速に表示画像を切り替え、変調された各色光線は投写レンズ４を用いてスクリーン（図示せず）に拡大投影される。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらは残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００３１】
円盤状カラーフィルター２は、図２にその平面図を示すように、３つの色区域である赤、緑、青フィルタ５、６、７と何もフィルターのない区域が用意されている。何もフィルターのない区域は白を表示する。これは例えば米国特許第5,233,385号明細書では、同じようにフィルタのないガラスが白表示を行うが、本発明ではカラーフィルターは停止し、ランプから出射され集光された光線がこの部分に集中するので、非常に高温になる。ガラスでは熱による破損が起こりかねない。
【００３２】
何もフィルタのない区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。図２に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にフィルタのない領域ではそのまま光は通過していく。１フレームで１回転させた状態で動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら、白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタ２を光線がフィルタのない領域を通過するように止めて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態の時分割カラー表示方法の概略図を図３に示す。図３において２１は反射型液晶パネル、２２は円盤状のカラーフィルター、２３はランプ、２４は投写レンズである。液晶パネル２１は液晶パネル１と同様にマトリクス状の画素を有し、映像信号によって非常に高速に表示の切り替えが可能である。ビデオレートの動画を表示するためには１フィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必要で、そのためには液晶の応答速度としては少なくとも１／６０＝１６．７ｍ秒以下が要求される。このような高速応答の液晶は例えば強誘電液晶、反強誘電液晶、ＯＣＢ液晶などが挙げられる。また液晶パネル以外にもＤＭＤなどの反射型素子を用いてもよい。
【００３４】
次に本発明の時分割カラー表示ディスプレイの動作について説明する。ランプ２３はキセノン、メタルハライドランプ、超高圧水銀灯などの高出力ランプが凹面鏡のほぼ焦点位置に配置された構成で、ランプより出射する白色光が楕円形状の凹面鏡により円盤状カラーフィルター２２上に集光するように配置する。円盤状カラーフィルタ２２は、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期して液晶パネル２１は光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対して円盤状カラーフィルタ２２を画像フレーム毎に一度、または３，６００回転毎分（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対して液晶パネル２１は高速に表示画像を切り替え、変調された各色光線は投写レンズ２４を用いてスクリーン（図示せず）に拡大投影される。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらが残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００３５】
図４の平面図に示すように、円盤状カラーフィルター２２は３つの色区域である赤、緑、青透過フィルター２５、２６、２７とＮＤフィルター２８が用意されている。ＮＤフィルター２８の区域は白を表示する。ＮＤフィルタ２８の区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。、図４に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ２７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ２６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ２５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にＮＤフィルタ２８では光量のみ減少して、波長帯はそのまま光は通過していく。
【００３６】
このときに動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタ２２を光線がＮＤフィルタ２８の領域を通過するように停止させて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００３７】
しかもＮＤフィルタ２８の透過率が約３０％と、カラーフィルター２２を回転させた際に得られる白表示とほぼ同じ明るさになるように設定されている。従ってカラーフィルター２２をＮＤフィルタ２８の位置で止めて画像を表示しても同じ明るさで表示できるので、違和感無く表示を鑑賞できる。
【００３８】
本発明の第３実施の形態のカラーフィルタの平面図を図５に示す。図５に示すように３つの色区域である赤、緑、青透過フィルター３５、３６、３７とイエローとシアン光をカットするフィルター３８が用意されている。このフィルタ３８の分光透過率を図６のグラフに示す。基本的にはイエロー＆シアンカットフィルター３８の区域は白を表示する。イエロー＆シアンカットフィルタ３８の区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。
【００３９】
図３に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ３７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ３６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ３５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にイエロー＆シアンカットフィルタ３８ではイエローとシアンの波長帯の光はカットされて光は通過していく。
【００４０】
このときに動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタを光線がイエロー＆シアンカットフィルタ３８の領域を通過するように停止させて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００４１】
しかもイエロー＆シアンカットフィルタ３８の色度座標がカラーフィルターを回転させた際に得られる白表示の色度座標とほぼ同じになるように設定されている。従ってカラーフィルターをイエロー＆シアンカットフィルタ３８の位置で止めて画像を表示しても同じ白色度で表示できるので、違和感無く表示を鑑賞できる。
【００４２】
本発明の第４実施の形態の時分割カラー表示ディスプレイを図７により説明する。光源より出射した光線はカラーフィルタにより時分割で順次透過する光線を制御する。カラーフィルタは、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期してＳＬＭは光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対してカラーフィルタを画像フレーム毎に一度、または３，６００回転毎分（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対してＳＬＭは非常に高速に表示画像を切り替えて、各色光線を変調する。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらが残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００４３】
以下、本発明の一実施形態のラッチ回路の動作を説明する。
前記のようにカラーフィルターはカラーホイルモータで回転駆動され、このモータはモーターコントローラによって位相と回転数が制御されている。一方、画像を表示するＳＬＭは信号インターフェースで入力信号を受け、画像データプロセッサでＳＬＭの時分割駆動に応じた信号形式に変換する。さらにこのデータをディスプレイメモリに蓄えて、所定のタイミングでＳＬＭにデータを出力する。
【００４４】
この際に入力信号インターフェースで入力信号が白黒信号のみで構成されている場合はモータコントローラーにモーターを所定の位置、つまりカラーフィルタの無彩色表示領域に光が透過する位置で停止するように命令を送る。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００４５】
もちろん手動のスイッチで以上の操作を代用して白黒表示とカラー表示を切り替えてカラーフィルタの回転／停止を制御しても良い。
本発明では投写レンズを用いた投写型ディスプレイを例に挙げたが、投写レンズの代わりに接眼レンズを用いた直視型の時分割カラー表示ディスプレイであっても構わない。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明の時分割カラー表示ディスプレイによれば、視線の移動による誤った色フィールドの加算による色分離した異常な画像の発生を防ぎ、白黒動画像の画質を向上させることができる。
【００４７】
さらに本発明のカラーフィルターを用いれば、カラーフィルターを停止させた際の熱によるカラーフィルタの破損を防ぐことができる。
さらに本発明の別の実施例のカラーフィルターを用いれば、カラーフィルターを停止させた際の表示画像の明るさおよび色度を、カラーフィルターを動作させた際と同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第１の実施の形態における概略図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの第１の実施の形態における平面図である。
【図３】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第２の実施の形態における概略図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの第２の実施の形態における平面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの第３の実施の形態における平面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの第３の実施の形態における分光分布測定図である。
【図７】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第４の実施の形態における概略図である。
【図８】（ａ）従来の投写スクリーン上を移動中の対象物を図示する模式図である。（ｂ）同、投写スクリーン上を対象物が種々の場所にある状態を図示する模式図である。
【図９】従来の時分割カラー表示ディスプレイに於て知覚される強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 液晶パネル
２ カラーフィルタ
３ ランプ
４ 投写レンズ
５ Ｒ透過フィルタ
６ Ｇ透過フィルタ
７ Ｂ透過フィルタ
２１ 液晶パネル
２２ カラーフィルタ
２３ ランプ
２４ 投射レンズ
２５ Ｒ透過フィルタ
２６ Ｇ透過フィルタ
２７ Ｂ透過フィルタ
２８ ＮＤフィルタ
３５ Ｒ透過フィルタ
３６ Ｇ透過フィルタ
３７ Ｂ透過フィルタ
３８ イエロー＆シアンカットフィルタ
６１ スクリーン
６２ 対象物
【発明の属する技術分野】
本発明は、非常に高速で駆動する空間光変調素子（ＳＬＭ）を用いた表示素子で、時分割でカラー表示を行うためのカラーフィルターとそれらを用いたカラー表示ディスプレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ホームシアター、プレゼンテーションと大画面表示がにわかに注目を集めてきている。最近では小型の液晶パネルの表示画像を投写レンズなどにより拡大投影し大画面の表示画像を得る液晶プロジェクタあるいはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたＤＭＤプロジェクタが商品化されている。
【０００３】
ＤＭＤはＳＬＭの１タイプであり、直接観察用、または投写型ディスプレイ用として用いられうる。ＤＭＤは、数百または数千の小さい傾斜式ミラーのアレイを有し、それぞれのミラーは１画素を表す。ミラーを傾斜させるようにするのには、それぞれのミラーを、支持柱に取付けられた１つまたはそれ以上のヒンジに取付け、下にある制御回路上へエアギャップにより隔離する。この制御回路は、それぞれのミラーを選択的に傾斜させる静電気力を作用させる。ディスプレイへの応用においては、画像データがＤＭＤのメモリセルへロードされ、ミラーはこのデータによって、光を画像平面へ反射し、または画像平面からそらせるように、傾斜させられる。
【０００４】
プロジェクタのひとつの形式は、例えばＤＭＤのアレイまたは液晶パネルなどのＳＬＭを３個使用して、投影スクリーン上へまたは投影スクリーンから光を反射させている３板式プロジェクタと呼ばれるものがある。これは３つのＳＬＭが並列に、各々が赤用、緑用そして青用に使用されている。これに比較して、単板式プロジェクタはＳＬＭを唯１つのみ必要とし、赤、緑そして青の光は順番に単一のＳＬＭで反射される。３板式プロジェクタに於いてこの様なＳＬＭを３つも必要とすることは、ＳＬＭに関連するハードウェアに対する要求を単板式プロジェクタに較べて３倍にしている。これはプロジェクターに関わらず、ＳＬＭを用いたカラー表示ディスプレイ全てに関して該当する。
【０００５】
単板式カラー表示ディスプレイによりカラー画像を発生させる１つの方法は、画像フレームの全画素を順次異なる色によりアドレス指定する。例えば、それぞれの画素は赤、緑、および青の値を有しうる。その場合、それぞれのフレーム期間中において、そのフレームの諸画素は、該諸画素の赤、青、次に緑のデータにより、順次アドレス指定される。これらと同じ色の３つの部分を有する円盤状カラーフィルタが、このデータに同期せしめられ、それによって、それぞれの色に対するデータがＳＬＭによりディスプレイされる時、ＳＬＭに入射する光は円盤状カラーフィルタにより帯域制御される。以上のように時分割でカラー表示が可能で、６０画像毎秒の標準ディスプレイ速度においては、目は画像を本来の色を有するものとして知覚する。
【０００６】
それぞれの画素が、それぞれの色に対して１ビットより多くを有する値により表すためには、さまざまな変調方式が、それぞれの色の強度を変化させるために用いられる。例えば、それぞれの画素は、それぞれの色に対して８ビットずつの、２４ビット値を有する。これは、それぞれの色に対し、２8 ＝２５６レベルを可能にさせる。
【０００７】
単板式カラー表示ディスプレイは順番に赤、緑そして青の光を単一画像フレームに照射することにより画像を生成し、この照射は典型的には１／６０秒継続する時分割でカラー表示を行う。３板式カラー表示ディスプレイでは、赤、緑、そして青の光は同時に照射される。従って３板式カラー表示ディスプレイは単板式カラー表示ディスプレイに較べて３倍のハードウェアと複雑さを必要とする。
【０００８】
このようなＳＬＭを用いた画像化技術の分野に於て、低コスト並びに小型軽量を維持しながら画像品質を向上させたいという大きな要望が存在する。例えば単板式カラー表示ディスプレイのように時分割でカラー表示を行う画像化システムは、他の画像化システムに比較して低価格と簡単さを提供しているが、画像品質をある程度犠牲にしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の円盤状カラーフィルタを用いた時分割カラー表示方法では、特開平８−５１６３３号公報に提案されているように、動画像に対して独特のカラー化輪郭状のノイズが見られ、画質が劣化するという問題があった。これは、動画像に対しては目がそれを追ってしまうので、目の時間的な積分領域が空間的に変化するためである。すなわち、視線が１フィールド表示期間内に複数の画素を移動する速度で動くと、サブフィールドの加算が１つの画素内ではなく複数の画素にまたがって行われ、正常な画像が得られなくなり、画質が劣化する。
【００１０】
上記のように、時分割カラー表示ディスプレイはある種の制約を有する。その様な制約のひとつは色の分離である。色の分離は時分割カラー表示ディスプレイでは、画像化される対象物が投影スクリーンを横切って移動し、そして人間の目がそれを追いかけるときに生じる。
【００１１】
図８（ａ）は投写スクリーン６１とスクリーン６１を横切って移動する画像化対象物６２とを示している。次に図８（ｂ）において、対象物の種々の位置が五つの異なる時刻で示されている。これらの時刻の各々がひとつの画像フレームに対応する。色を青、緑そして次に赤の順番で重ね合わせる時分割カラー表示ディスプレイでは、対象物６２は最初に青、次に緑そして次に赤を重ね合わせて生成されるはずである。従って、対象物が移動すると、対象物６２の先端（その移動に関しての）は青く現れ、一方その後端は赤く現われる。この現象が色分離として知られている。
【００１２】
図９は色分離が如何にして生じるかを図示している。図９に示されるように、青が最初にスクリーン上に画像フレームの約１／３の間重ね合わされる。青色光が消された後、次に緑色光がカラーフレームの約１／３の間点灯され、次に緑が消されて赤がカラーフレームの残りの約１／３の間点灯される。図９に示されるように、カラー光の知覚強度はそれが消去された後漸近的に減衰する。この漸近的減衰は人の目が”記憶”を持つという事実を示しており、これは知覚光が光が消滅した後でさえも短い時間（ある時定数）継続することを許している。
【００１３】
色分離の問題はシーケンシャル・カラーシステムに於て人の目が移動する対象物を追いかけるときにのみ生じる。人の目が移動する対象物を追いかけない場合は、移動対象物からの光の各々の画像フレームが、対象物が移動するにともなって網膜の異なる場所に投影される。従って各々の画像フレームに関して、青が知覚される前に、緑および赤の光がひとつの場所に重ね合わされ、そして適切な色が知覚される。次の画像フレームからの光は、次に網膜の別の場所に投影され、そこで再び適切な色が知覚される。
【００１４】
しかしながら、もしも目が対象物を追いかける場合は、対象物からの青色光は常に網膜上のひとつの場所に投影され、赤色光は常に網膜上の別の場所に投影され、そして緑色光は常に網膜上の更に別の場所に投影される。これらの場所の各々は、各々のカラーサブフレームの暫定的な分離の影響でオフセットを有する。従って、移動対象物の先端は常に青く現れ、一方で後端は常に赤く現われる。これは、例えば目が赤および緑が先端に重ね合わされる前に移動するために生じる。対象物が速く動くほどこの色分離は大きくなり、これは対象物がひとつの画像フレームから次へ移動する距離が大きくなるためである。
【００１５】
色分離は対象物がより速く動くほど複雑になる。先に述べたように、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。
【００１６】
色分離の問題は移動対象物と背景とのコントラストが強い場合に最も認識される。例えば、白い対象物が黒い背景に対して移動する、または黒い対象物が白い背景に対して移動する場合である。人の目がその様な移動対象物を追いかける状況の１例にスポーツイベントが挙げられ、背景と強いコントラストのユニフォームの選手を目が追いかける場合に色分離が顕著に認識される状況が考えられる。また当然白黒画像に於いても顕著に色分離が認識されることは言うまでもない。
【００１７】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、単板カラー表示ディスプレイを用いた場合に動画像の色分離による画質劣化を防ぐことを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明のカラーフィルタは、複数の色領域に分割されたカラーフィルタであって、前記複数の色領域にはフィルタが存在する部分と、少なくとも１つの領域は無彩色を表示する領域を含むことを特徴とする。
【００１９】
前記カラーフィルタにおいては、無彩色を表示する領域が、ＮＤフィルター(Neutral Density Filter)であることが好ましい。ここでＮＤフィルター(Neutral Density Filter)とは、入射光の波長などを変えずに光線透過率を落とす減光フィルターをいう。例えば入射光が自然光の場合、自然光のまま光線透過率を落とす減光フィルターである。
【００２０】
また前記カラーフィルタにおいては、ＮＤフィルターの透過率は他のカラーフィルタで時分割で表示される白の透過率とほぼ等しいことが好ましい。
また前記カラーフィルタにおいては、無彩色を表示する領域が、イエローまたはシアンが反射または吸収されることが好ましい。
【００２１】
また前記カラーフィルタにおいては、イエローまたはシアンが反射または吸収されるカラーフィルターの色度が、他のカラーフィルタで時分割で表示される白の色度とほぼ等しいことが好ましい。
【００２２】
次に本発明の時分割カラー表示ディスプレイは、少なくとも１つの無彩色領域を有するカラーフィルタにより１フィールド内に複数色が時分割で順次表示され、かつこれら複数色画像を時間的に重ねてカラー表示する時分割カラー表示ディスプレイにおいて、色分離を行うカラーフィルターに無彩色領域が含まれ、前記無彩色領域で表示することを特徴とする。
【００２３】
前記ディスプレイにおいては、白黒画像が信号として入力された際に、前記カラーフィルターは無彩色透過する位置で停止させることが好ましい。
また前記ディスプレイにおいては、白黒画像が信号として入力された際に、回路的に判別し、カラーフィルターを無彩色透過する位置にて停止させるラッチ回路をさらに含むことが好ましい。
【００２４】
また前記ディスプレイにおいては、カラーフィルタが円盤状に配置されて回転し、スクーリンに投写された表示を１／６０秒以下の時間で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の映像を順次表示して、フルカラーの映像を表示することが好ましい。
【００２５】
また前記ディスプレイにおいては、カラーフィルタが円盤状に配置されて毎分３，６００回転（r.p.m）以上で回転させることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の時分割カラー表示ディスプレイは、１フィールド内に複数色が時分割で順次表示され、かつこれら複数色画像を時間的に重ねてカラー表示する時分割カラー表示ディスプレイにおいて、色分離を行うカラーフィルターに無彩色領域が含まれ、無彩色領域で表示する。
【００２７】
さらに色分離を行うカラーフィルターに少なくとも１つの無彩色領域を有するカラーフィルタにより１フィールド内に赤、青、緑が時分割で順次表示され、かつ各色画像を時間的に重ねて表示する時分割でカラー表示を行う時分割カラー表示ディスプレイにおいて、白黒画像が信号として入力された際に回路的に判別し、前記カラーフィルターを無彩色画像が透過する位置にて停止させるためのラッチ回路を有する。
【００２８】
これらのカラーフィルタにおいて、白黒で表示されるモノクロ画像の際に無彩色の領域で停止して、表示を行う。
この構成により視線の移動によるカラーフィールドの加算による色分離した異常な画像の発生を防ぎ、動画像の画質を向上させることが可能となる。
【００２９】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態の時分割カラー表示ディスプレイの概略図を図１に示す。図１において１は液晶パネル、２は円盤状のカラーフィルター、３はランプ、４は投写レンズである。液晶パネル１はマトリクス状の画素を有し、映像信号によって高速で表示の切り替えが可能である。ビデオレートの動画を表示するためには１フィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必要で、そのためには液晶の応答速度としては少なくとも１／６０＝１６．７ｍ秒以下が要求される。好ましくはさらにこの間にＲＧＢ３色の表示が可能であるためには、応答速度として５．６ｍ秒が要求される。このような高速応答の液晶は例えば強誘電液晶、反強誘電液晶、ＯＣＢ(Optically Compensated Bend)液晶などが挙げられる。前記において、ＯＣＢ液晶とはベンド配向セルを用い、液晶の複屈折の視野角方向の変化を自己補償する方式であり、負の光学補償フィルムと組み合わせることで、広視野角にできることに加え、高速応答が可能となる液晶である。
【００３０】
本発明の時分割カラー表示ディスプレイの動作について説明する。ランプ３はキセノン、メタルハライドランプ、超高圧水銀灯などの高出力ランプであり、凹面鏡のほぼ焦点位置に配置し、ランプより出射する白色光が楕円形状の凹面鏡により円盤状カラーフィルター２上に集光するように配置する。円盤状カラーフィルタ２は、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期して液晶パネル１は光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒に対して円盤状カラーフィルタ２を画像フレーム毎に一度、または毎分３，６００回転（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対して液晶パネル１は非常に高速に表示画像を切り替え、変調された各色光線は投写レンズ４を用いてスクリーン（図示せず）に拡大投影される。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらは残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００３１】
円盤状カラーフィルター２は、図２にその平面図を示すように、３つの色区域である赤、緑、青フィルタ５、６、７と何もフィルターのない区域が用意されている。何もフィルターのない区域は白を表示する。これは例えば米国特許第5,233,385号明細書では、同じようにフィルタのないガラスが白表示を行うが、本発明ではカラーフィルターは停止し、ランプから出射され集光された光線がこの部分に集中するので、非常に高温になる。ガラスでは熱による破損が起こりかねない。
【００３２】
何もフィルタのない区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。図２に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にフィルタのない領域ではそのまま光は通過していく。１フレームで１回転させた状態で動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら、白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタ２を光線がフィルタのない領域を通過するように止めて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態の時分割カラー表示方法の概略図を図３に示す。図３において２１は反射型液晶パネル、２２は円盤状のカラーフィルター、２３はランプ、２４は投写レンズである。液晶パネル２１は液晶パネル１と同様にマトリクス状の画素を有し、映像信号によって非常に高速に表示の切り替えが可能である。ビデオレートの動画を表示するためには１フィールド内に６０フレームの映像を表示できることが必要で、そのためには液晶の応答速度としては少なくとも１／６０＝１６．７ｍ秒以下が要求される。このような高速応答の液晶は例えば強誘電液晶、反強誘電液晶、ＯＣＢ液晶などが挙げられる。また液晶パネル以外にもＤＭＤなどの反射型素子を用いてもよい。
【００３４】
次に本発明の時分割カラー表示ディスプレイの動作について説明する。ランプ２３はキセノン、メタルハライドランプ、超高圧水銀灯などの高出力ランプが凹面鏡のほぼ焦点位置に配置された構成で、ランプより出射する白色光が楕円形状の凹面鏡により円盤状カラーフィルター２２上に集光するように配置する。円盤状カラーフィルタ２２は、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期して液晶パネル２１は光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対して円盤状カラーフィルタ２２を画像フレーム毎に一度、または３，６００回転毎分（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対して液晶パネル２１は高速に表示画像を切り替え、変調された各色光線は投写レンズ２４を用いてスクリーン（図示せず）に拡大投影される。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらが残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００３５】
図４の平面図に示すように、円盤状カラーフィルター２２は３つの色区域である赤、緑、青透過フィルター２５、２６、２７とＮＤフィルター２８が用意されている。ＮＤフィルター２８の区域は白を表示する。ＮＤフィルタ２８の区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。、図４に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ２７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ２６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ２５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にＮＤフィルタ２８では光量のみ減少して、波長帯はそのまま光は通過していく。
【００３６】
このときに動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタ２２を光線がＮＤフィルタ２８の領域を通過するように停止させて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００３７】
しかもＮＤフィルタ２８の透過率が約３０％と、カラーフィルター２２を回転させた際に得られる白表示とほぼ同じ明るさになるように設定されている。従ってカラーフィルター２２をＮＤフィルタ２８の位置で止めて画像を表示しても同じ明るさで表示できるので、違和感無く表示を鑑賞できる。
【００３８】
本発明の第３実施の形態のカラーフィルタの平面図を図５に示す。図５に示すように３つの色区域である赤、緑、青透過フィルター３５、３６、３７とイエローとシアン光をカットするフィルター３８が用意されている。このフィルタ３８の分光透過率を図６のグラフに示す。基本的にはイエロー＆シアンカットフィルター３８の区域は白を表示する。イエロー＆シアンカットフィルタ３８の区域は中心角度で３０°、残りに３色の各々は中心角度は均等で１１０°である。
【００３９】
図３に示されるような円盤状カラーフィルタを右回り（時計の回転方向）に１フレームで１回転させた場合、まず青（Ｂ）透過フィルタ３７により青色光のみ透過し、他は反射または吸収される。次に同様に緑（Ｇ）透過フィルタ３６により緑色光のみ透過し、他は反射または吸収され、次に赤（Ｒ）透過フィルタ３５により赤色光のみ透過し、他は反射または吸収される。最後にイエロー＆シアンカットフィルタ３８ではイエローとシアンの波長帯の光はカットされて光は通過していく。
【００４０】
このときに動画表示すれば、青、次に緑そして赤を重ね合わせるシーケンシャル・カラーシステムでは先端に青が現れ、後端に赤が現われる。しかしながら対象物の速度が増えるにつれて、先端に青が現われるのみならず、先端に続く対象物の領域に青と緑の組合せが現われる。同様に後端に少し先行する領域に赤と緑の組合せが現われる。しかしながら白黒のモノクロの映像ではカラーフィルタを光線がイエロー＆シアンカットフィルタ３８の領域を通過するように停止させて配置する。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００４１】
しかもイエロー＆シアンカットフィルタ３８の色度座標がカラーフィルターを回転させた際に得られる白表示の色度座標とほぼ同じになるように設定されている。従ってカラーフィルターをイエロー＆シアンカットフィルタ３８の位置で止めて画像を表示しても同じ白色度で表示できるので、違和感無く表示を鑑賞できる。
【００４２】
本発明の第４実施の形態の時分割カラー表示ディスプレイを図７により説明する。光源より出射した光線はカラーフィルタにより時分割で順次透過する光線を制御する。カラーフィルタは、赤、青、緑の各色の色フィルタより構成され、それぞれのフィルタが光線を遮るのに同期してＳＬＭは光線の色の画像フレームを表示する。単一画像フレーム、通常は１／６０秒、に対してカラーフィルタを画像フレーム毎に一度、または３，６００回転毎分（r.p.m）で回転させている。この様なシステムでは、三つのカラーサブフレームが存在し、その各々は赤、緑そして青であって、それぞれの色に対してＳＬＭは非常に高速に表示画像を切り替えて、各色光線を変調する。スクーリンに投写された表示は１／６０秒の間にＲ、Ｇ、Ｂの各色の映像が順次表示されるため、目ではこれらが残像として見え、フルカラーの映像が認識される。
【００４３】
以下、本発明の一実施形態のラッチ回路の動作を説明する。
前記のようにカラーフィルターはカラーホイルモータで回転駆動され、このモータはモーターコントローラによって位相と回転数が制御されている。一方、画像を表示するＳＬＭは信号インターフェースで入力信号を受け、画像データプロセッサでＳＬＭの時分割駆動に応じた信号形式に変換する。さらにこのデータをディスプレイメモリに蓄えて、所定のタイミングでＳＬＭにデータを出力する。
【００４４】
この際に入力信号インターフェースで入力信号が白黒信号のみで構成されている場合はモータコントローラーにモーターを所定の位置、つまりカラーフィルタの無彩色表示領域に光が透過する位置で停止するように命令を送る。これなら光線は常に白色であり、上記のような色分離の現象も起こり得ない。これにより、特に白黒画像の動画での色分離状の画質劣化は大きく改善される。
【００４５】
もちろん手動のスイッチで以上の操作を代用して白黒表示とカラー表示を切り替えてカラーフィルタの回転／停止を制御しても良い。
本発明では投写レンズを用いた投写型ディスプレイを例に挙げたが、投写レンズの代わりに接眼レンズを用いた直視型の時分割カラー表示ディスプレイであっても構わない。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明の時分割カラー表示ディスプレイによれば、視線の移動による誤った色フィールドの加算による色分離した異常な画像の発生を防ぎ、白黒動画像の画質を向上させることができる。
【００４７】
さらに本発明のカラーフィルターを用いれば、カラーフィルターを停止させた際の熱によるカラーフィルタの破損を防ぐことができる。
さらに本発明の別の実施例のカラーフィルターを用いれば、カラーフィルターを停止させた際の表示画像の明るさおよび色度を、カラーフィルターを動作させた際と同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第１の実施の形態における概略図である。
【図２】本発明のカラーフィルタの第１の実施の形態における平面図である。
【図３】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第２の実施の形態における概略図である。
【図４】本発明のカラーフィルタの第２の実施の形態における平面図である。
【図５】本発明のカラーフィルタの第３の実施の形態における平面図である。
【図６】本発明のカラーフィルタの第３の実施の形態における分光分布測定図である。
【図７】本発明の時分割カラー表示ディスプレイの第４の実施の形態における概略図である。
【図８】（ａ）従来の投写スクリーン上を移動中の対象物を図示する模式図である。（ｂ）同、投写スクリーン上を対象物が種々の場所にある状態を図示する模式図である。
【図９】従来の時分割カラー表示ディスプレイに於て知覚される強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 液晶パネル
２ カラーフィルタ
３ ランプ
４ 投写レンズ
５ Ｒ透過フィルタ
６ Ｇ透過フィルタ
７ Ｂ透過フィルタ
２１ 液晶パネル
２２ カラーフィルタ
２３ ランプ
２４ 投射レンズ
２５ Ｒ透過フィルタ
２６ Ｇ透過フィルタ
２７ Ｂ透過フィルタ
２８ ＮＤフィルタ
３５ Ｒ透過フィルタ
３６ Ｇ透過フィルタ
３７ Ｂ透過フィルタ
３８ イエロー＆シアンカットフィルタ
６１ スクリーン
６２ 対象物
Claims (6)
- 複数の色領域に分割されたカラーフィルタであって、前記複数の色領域にはフィルタが存在する部分と、少なくとも１つの領域は無彩色を表示する領域を含み、
前記無彩色を表示する領域が、ＮＤフィルター (NeutralDensityFilter) であることを特徴とするカラーフィルタ。 - 前記ＮＤフィルターの透過率は他のカラーフィルタで時分割で表示される白の透過率とほぼ等しい請求項１に記載のカラーフィルタ。
- 複数の色領域に分割されたカラーフィルタであって、前記複数の色領域にはフィルタが存在する部分と、少なくとも１つの領域は無彩色を表示する領域を含み、
前記無彩色を表示する領域が、イエローまたはシアンが反射または吸収されることを特徴とするカラーフィルタ。 - イエローまたはシアンが反射または吸収されるカラーフィルタの色度が、他のカラーフィルタで時分割で表示される白の色度とほぼ等しい請求項３に記載のカラーフィルタ。
- 少なくとも１つの無彩色領域を有するカラーフィルタにより１フィールド内に複数色が時分割で順次表示され、かつこれら複数色画像を時間的に重ねてカラー表示する時分割カラー表示ディスプレイにおいて、色分離を行うカラーフィルタに無彩色領域が含まれ、前記無彩色領域で表示するとともに、白黒画像が信号として入力された際に、前記カラーフィルタは無彩色画像が透過する位置で停止させることを特徴とする時分割カラー表示ディスプレイ。
- 白黒画像が信号として入力された際に、回路的に判別し、カラーフィルタを無彩色透過する位置にて停止させるラッチ回路をさらに含む請求項５に記載の時分割カラー表示ディスプレイ。
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