JP4368780B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、時分割にてカラー画像を表示する画像表示装置に関するものである。

時分割にてカラー画像を表示する従来の画像表示装置としては、分光特性の異なる複数種類の光源を時分割にて点灯するとともに、カラーフィルタを備えた液晶パネルの副画素の各々の透過率を光源の点灯に同期して制御することにより多原色表示を行うものがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−１０７４７２号公報（図１）

上記のような従来の画像表示装置では、時分割にて点灯される光源の切り替え速度、すなわち画像の切り替え速度が十分でないとフリッカとして認識されるという問題があった。一方で、液晶パネルなどライトバルブの制御に要する時間はその特性などから制限があり、これに起因して表示画像の切り替え時間、また、それに同期する光源点灯の切り替え時間も必ずしも十分な速度にできないという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、時分割にてカラー画像を表示する従来の画像表示装置において、フリッカの発生を低減する画像表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、
第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）組の原色によりそれぞれ表される第１〜第ＮのＮ種類のカラー画像を時分割にて表示する画像表示装置において、
複数の色データからなる入力画像データを上記第１〜第Ｎ組の原色に対応した色データからなる第１〜第Ｎの画像データに変換する画像データ変換手段と、
上記第１〜第Ｎの画像データを用いて上記第１〜第Ｎのカラー画像を、それぞれ第１〜第Ｎの表示期間に表示する画像表示手段を備え、
上記画像データ変換手段による上記変換及び上記画像表示手段による表示の少なくとも一方が、上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対して、第Ｋ（Ｋは１〜Ｎのいずれか）の表示期間に第Ｋの画像データにより表示される色の輝度または色度が、第Ｊ（Ｊは１〜Ｎのいずれかであり、Ｋとは異なる）表示期間に第Ｊの画像データにより表示される色の輝度または色度と同一となるように調整される
ことを特徴とする画像表示装置を提供する。

本発明によれば、カラー画像を時分割表示しながらもフリッカの発生を低減することが可能となる。

実施の形態１．
図１は、この発明の一実施形態による画像表示装置における色再現を表す図である。本実施の形態による画像表示装置は、第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１により表される第１のカラー画像と、第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２により表される第２のカラー画像とを時分割にて表示することにより、６つの原色ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＢ１、ＰＢ２によるカラー画像を表示する。

第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１（第１のカラー画像）により表現可能な色度の範囲は、図１の左上図に示す通り、ｘｙ色度図にてＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１を頂点とする三角形で表すことができる。また、第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２（第２のカラー画像）により表現可能な色度の範囲は、図１の右上図に示す通り、ｘｙ色度図にてＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２を頂点とする三角形で表すことができる。これらを時分割にて表示することにより、図１の下図に示すｘｙ色度図にてＰＲ１、ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＧ１、ＰＢ１、ＰＢ２を頂点とする六角形で表される色度の範囲を表現することが可能となり、第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１または第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２のいずれでも単独では表現できない色度の色も表現可能となり、色再現範囲が拡大される。

ここで、第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１と第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２は、いずれの組においても表現可能な色、すなわち、いずれの組の色再現範囲にも含まれる色が存在するように選択されている。いずれの組においても表現可能な色の色度の範囲を図１の下図に示すｘｙ色度図において斜線で示している。画像中のある画素に表示されるべき色が第１組および第２組の原色のいずれでも表現可能な色度の色である場合（例えば、図１に符号Ｐにて示した色度の色）、第１サブフレームおよび第２サブフレームのいずれでも当該色度の色を表示可能である。ここで、第１サブフレームとは１フレームの期間内で第１の画像を表示する表示期間を指し、第２サブフレームとは１フレームの期間内で第２の画像を表示する表示期間を指す。よって、第１組および第２組の原色のいずれでも表現可能な色度の色については、第１サブフレームおよび第２サブフレームのいずれでも同一の色度の色を表示するように構成することが可能となる。このようにすれば、当該色に対しては、時分割にて表示される色の色度変化に起因するフリッカは発生しない。

また、図１に示すｘｙ色度図は、色を２次元の座標（色度）にて表示したものであるが、色の表現においては色度に加えて輝度も考慮する必要がある。当該画素に表示されるべき色の輝度が第１組の原色および第２組の原色のいずれでも表現可能である場合、第１サブフレームおよび第２サブフレームのいずれでも同一の輝度の色を表示するように構成することが可能となる。このようにすれば、当該色に対しては、時分割にて表示される色の輝度変化に起因するフリッカは発生しない。

さらに、表示されるべき色の色度および輝度が第１組の原色および第２組の原色のいずれでも表現可能である場合、第１サブフレームおよび第２サブフレームのいずれでも同一の色度および輝度の色を表示するように構成することが可能となる。この場合、当該色に対しては、時分割にて表示される色の色度および輝度変化に起因するフリッカは発生しない。

すなわち、第１組の原色および第２組の原色のいずれでも表現可能な色が存在すれば、その色を表示する場合には、時分割表示による色度、輝度変化に起因するフリッカが発生しないように構成することが可能である。また、いずれの組でも表現可能な色の割合が多いほど、画像全体としてのフリッカの発生は低減可能となる。

一方、例えば第１組の原色としてＰＲ１、ＰＢ１、ＰＢ２、第２組の原色としてＰＲ２、ＰＧ１、ＰＧ２を用いて画像を表示しても、ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＧ１、ＰＢ１、ＰＢ２を頂点とする六角形で表される色度の範囲を表現することが可能となる。しかし、この場合には、第１組の原色および第２組の原色のいずれでも表現可能な色は存在しない。例えば、図１に符号Ｐにて示した色度の色を表示するためには、第１組の原色にて表現可能な色、第２組の原色にて表現可能な色の中から適当な組み合わせを選択して時分割にて表示することになる。この場合、時分割表示に起因するフリッカが発生する可能性が高い。

図２は、本実施の形態による画像表示装置の構成の一例を表すブロック図である。画像表示装置には外部から入力画像データＰＤと同期信号ＳＹが入力される。入力画像データは、各画素における赤、緑、青の三原色の大きさ表す色データＤＲ、ＤＧ、ＤＢからなる。同期信号ＳＹは、画像の１ラインまたは１フレームの開始、終了位置を表す。入力画像データＰＤは画像データ変換手段３へと入力され、第１の画像データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１および第２の画像データＤＲ２、ＤＧ２、ＤＢ２が生成される。第１の画像データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１は、第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１の特性に合わせて生成されたデータである。また第２の画像データＤＲ２、ＤＧ２、ＤＢ２は、第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２の特性に合わせて生成されたデータである。

同期信号ＳＹは、切り替え信号生成手段４へと入力され、第１サブフレームと第２サブフレームとの切り替わりを表す切り替え信号ＦＳが生成される。この切り替え信号ＦＳは、画像表示手段１２に設けられた照明手段１およびライトバルブ駆動手段６へと入力され、照明光の切り替えとライトバルブを駆動するデータの切り替えを同期させるために用いられる。照明手段１は分光特性の異なる２種類の照明光（第１の照明光および第２の照明光）のいずれかを発することが可能であり、切り替え信号生成手段４からの切り替え信号ＦＳに同期して照明光を切り替える。これにより、照明手段１は第１サブフレームでは第１の照明光、第２サブフレームでは第２の照明光を発する。

ライトバルブ２は、例えば、図３（ａ）に示すようにマトリクス状に配列された複数の画素Ｐｘを有する透過型の液晶パネルで構成されている。各画素は、例えば図３（ｂ）に複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂを含む。各画素の複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂは互いに分光特性の異なる、例えば赤、緑、青のフィルタで覆われており、副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂはそれぞれ後述の画像信号の異なる色信号によって制御されて、照明手段１からの光を画像信号に対応した画像光に変換する。即ち、第１の照明光が３色のカラーフィルタを透過することにより、第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１が生成され、第２の照明光が３色のカラーフィルタを透過することにより、第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２が生成される。この結果、第１サブフレームでは第１組の原色ＰＲ１、ＰＧ１、ＰＢ１によりカラー画像が表示され、第２サブフレームでは第２組の原色ＰＲ２、ＰＧ２、ＰＢ２によりカラー画像が表示され、時間的に混色されて画像が生成されることになる。

一方、ライトバルブ駆動手段６は、第１の画像データＰＤ１または第２の画像データＰＤ２のいずれかを駆動用画像データＤＤとして用いてライトバルブ２を駆動する。例えば、ライトバルブ２が透過型の液晶パネルである場合、供給される駆動用画像データに応じて副画素毎に照明光の透過率を制御することにより画像が表示される。
第１の画像データＰＤ１と第２の画像データＰＤ２のいずれを駆動用画像データＤＤとして用いるかは、切り替え信号生成手段４からの切り替え信号ＦＳに同期して切り替わる。第１サブフレームにおいては、第１の画像データＰＤ１が駆動用画像データＤＤとなり、第２サブフレームにおいては第２の画像データＰＤ２が駆動用画像データＤＤとなる。

画像データ変換手段３は、例えばメモリを用いたルックアップテーブル（ＬＵＴ）にて構成することができる。入力される画像データの値をアドレスとして、そのアドレスで指定される格納位置に格納されたデータが入力画像データに対応する第１及び第２の画像データの値として出力される。格納されるべき第１および第２の画像データの値は、例えば以下のようにして求めることができる。まず、入力画像データの対応する色空間に合わせて、入力画像データの値に対して表示されるべき三刺激値（輝度および色度）を算出し、目標三刺激値とする。次に算出された目標三刺激値を実現するための第１および第２の画像データの値を、第１組の原色および第２組の原色の特性に応じて算出する。すなわち、第１サブフレームに表示される色（第１組の原色に対して第１の画像データを用いて生成される色）と、第２サブフレームに表示される色（第２組の原色に対して第２の画像データを用いて生成される色）とを時間的に混色して得られる色の三刺激値が目標の三刺激値となるように、第１および第２の画像データの値を決定する。

ここで、第１および第２の画像データの値をいずれの組み合わせとしても、三原色の色度によって決まる色域外であるため、或いは画像データのビット数によって決まる分解能による制約のため、目標三刺激値が実現できないような場合には、色度または輝度がもっとも近くなる値を採用することが考えられる。一方、目標三刺激値が第１および第２組の原色のいずれにおいても実現可能な場合、第１の画像データは第１組の原色にて目標三刺激値を実現するためのデータとし、第２の画像データは第２組の原色にて目標三刺激値を実現するためのデータとする。これにより、第１サブフレーム、第２サブフレームのいずれの期間においても同一の三刺激値（輝度および色度）にて表示されることとなり、フリッカの発生を抑えることが可能となる。

また、目標三刺激値の表す色度のみが、第１および第２組の原色のいずれにおいても実現可能な場合、第１の画像データは第１組の原色にて当該色度を実現するためのデータとし、第２の画像データは第２組の原色にて当該色度を実現するためのデータとする。これにより、第１サブフレーム、第２サブフレームのいずれの期間においても同一の色度にて表示されることとなり、色度変化に起因するフリッカの発生を抑えることが可能となる。

さらに、目標三刺激値の表す輝度のみが、第１および第２組の原色のいずれにおいても実現可能な場合、第１の画像データは第１組の原色にて当該輝度を実現するためのデータとし、第２の画像データは第２組の原色にて当該輝度を実現するためのデータとする。これにより、第１サブフレーム、第２サブフレームのいずれの期間においても同一の輝度にて表示されることとなり、輝度変化に起因するフリッカの発生を抑えることが可能となる。

ここで、一般には異なる組み合わせの原色にて同一の三刺激値、色度または輝度を表すための画像データは、それぞれに異なる値となる。すなわち、一般には第１の画像データの値と第２の画像データの値は異なる。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置において、入力画像データの値に対する目標三刺激値、色度または輝度が、第１組の原色および第２組の原色のいずれでも再現可能である場合、第１サブフレーム（第１の表示期間）および第２サブフレーム（第２の表示期間）で同一の三刺激値、色度または輝度にて色を表示する。すなわち、第１の画像データおよび第２の画像データにて表現される目標三刺激値、色度または輝度が同一となる。また、本実施の形態の画像表示装置において、第１組の原色と第２組の原色は、いずれの組においても表現可能な三刺激値、色度または輝度の色が少なくとも１色は存在するように選択されている。これにより、少なくとも１つの入力画像データに対しては、第１サブフレーム、第２サブフレームのいずれの表示期間においても同一の三刺激値、輝度または色度の色が表示されることとなり、フリッカの発生を抑えることが可能となる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による画像表示装置における照明手段１の構成の一例を表すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置において、他の構成は上記実施の形態１におけるものと同一である。照明手段１は、発光体７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃを備える。各発光体は、発光制御手段６からの発光制御信号により、それぞれに異なる分光特性の光を発する。発光制御手段６には、切り替え信号が入力され、これに応じて第１サブフィールドでは第１の発光状態、第２サブフィールドでは第２の発光状態となるように状態が切り替わる。第１の発光状態では、発光体７ａ〜７ｃが点灯、発光体８ａ〜８ｃが消灯となるように発光制御信号を出力し、第２の発光状態では、発光体７ａ〜７ｃが消灯、発光体８ａ〜８ｃが点灯となるように発光制御信号を出力する。発光体７ａ〜７ｃから発せられた光は混色手段９ａにて混色されて第１の混色光となり、発光体８ａ〜８ｃから発せられた光は混色手段９ｂにて混色されて第２の混色光となる。第１の混色光および第２の混色光は拡散手段１０にて拡散されて照明手段１から発せられる照明光となる。したがって、照明手段１から発せられる照明光は、分光特性の異なる２種類の光（発光体７ａ〜７ｃからの光が混色された第１の混色光と、発光体８ａ〜８ｃからの光が混色された第２の混色光）のいずれかが時分割で発せられるものとなる。

なお、発光体７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃにおいては、必ずしも全ての発光スペクトルが異なる必要はなく、第１の混色光と第２の混色光の分光特性が異なれば良い。よって、発光体７ａと発光体８ａ、発光体７ｃと発光体８ｃの発光スペクトルが同一であり、発光体７ｂと発光体８ｂの発光スペクトルのみ異なっていても良い。

発光体７ａは例えば図５に示すように複数の発光素子７ａ１乃至７ａｎの列で構成されており、同様に発光体７ｂ、７ｃもそれぞれ複数の（ｎ個の）発光素子の列で構成されている。同様に発光体８ａは例えば図６に示すように複数の発光素子８ａ１乃至８ａｎの列８ｂ１乃至８ｂｎで構成され、同様に、発光体８ｂ、８ｃもそれぞれ複数の（ｎ個の）発光素子の列で構成されている。

図７は、発光体７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃからの光の分光特性の一例を表す図である。図７（ａ）は発光体７ａ〜７ｃ、図７（ｂ）は発光体８ａ〜８ｃからの光の分光特性を表す。図において、縦軸は光の強度（正規化値）、横軸は波長を表す。なお、分光特性は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲にて示しており、以下の図においても同様である。図７において、発光体７ａと８ａ、発光体７ｃと８ｃからの光の分光特性は同一であり、発光体７ｂと８ｂからの光の分光特性のみ異なっている。

図８は、第１および第２の混色光の分光特性の一例を表す図であり、図７に示す分光特性の光に対して得られる混色光の分光特性を表している。図において、縦軸は光の強度（正規化値）、横軸は波長を表す。図８（ａ）は第１の混色光、図８（ｂ）は第２の混色光の分光特性を表す。第１および第２の混色光は、それぞれに異なる分光特性を有する。照明手段１からの照明光は、時分割にていずれかの分光特性となる。

図９は、ライトバルブ２の各画素を構成する３つの副画素がそれぞれ備えるカラーフィルタ（カラーフィルタＦ１、Ｆ２およびＦ３）の分光特性の一例を表す図である。図において、縦軸は分光透過率、横軸は波長を表す。

２種類の照明光が３種類のカラーフィルタを透過することにより分光特性の異なる６種類の光が生成され、６つの原色Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が生成される。

図１０は、６つの原色Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１およびＲ２、Ｇ２、Ｂ２の分光特性の一例を表す図である。図において、縦軸は光の強度（正規化値）、横軸は波長を表す。Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は第１の混色光がカラーフィルタを透過することにより得られる原色であり、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は第２の混色光がカラーフィルタを透過することにより得られる原色である。
以上のようにして得られる６つの原色Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２により得られる色再現範囲は図１の下の図に示す通りとなる。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置において、照明手段１に分光特性の異なる複数の発光体の組を備え、時分割にて各々の発光体の組の点灯、消灯を切り替えることにより、時分割にて分光特性の異なる照明光を発する照明手段が実現される。

実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による画像表示装置における照明手段１の構成の一例を表すブロック図である。本実施の形態の画像表示装置において、他の構成は上記実施の形態１におけるものと同一である。また、図１１において、発光制御手段６ｂと発光強度制御手段１１以外の構成は、上記実施の形態２におけるものと同一である。

発光強度制御手段１１は、発光体７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃの発光強度を制御するための発光強度制御信号ＬＳ７ａ〜ＬＳ７ｃ、ＬＳ８ａ〜ＬＳ８ｃを出力する。発光強度制御信号ＬＳ７ａ〜ＬＳ７ｃ、ＬＳ８ａ〜ＬＳ８ｃは、発光強度制御手段１１内部に備えるメモリに予め記憶される発光強度値を参照して生成するように構成することができる。また、メモリに記憶される発光強度値を外部からのアクセスにより書き換え可能となるように構成することもできる。外部からのアクセスとしては、例えば外部に備えるマイクロプロセッサからのアクセスなどが考えられる。発光制御手段６ｂは、発光強度制御信号ＬＳ７ａ〜ＬＳ７ｃ、ＬＳ８ａ〜ＬＳ８ｃの内容に応じて、各発光体７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃを適切な発光強度で時分割にて発光するように制御を行う。即ち発光強度制御信号ＬＳ７ａ、ＬＳ７ｂ、ＬＳ７ｃ、ＬＳ８ａ、ＬＳ８ｂ、ＬＳ８ｃは、それぞれ発光体７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ、８ｃの制御に用いられる。

照明光を透過型ライトバルブにて制御して画像を表示する画像表示装置において、表示される色の色度、輝度は、ライトバルブの各副画素の透過率を制御することにより変更可能であるほかに、照明光の分光特性を制御することでも変更可能である。本実施の形態の画像表示装置における照明手段１は、備える各発光体が点灯する期間の制御（時分割発光のためのサブフレームごとの切り替え）に加え、各発光体が点灯する際の発光強度の制御も行うように構成したものである。各発光体の発光強度を制御することにより、第１サブフレームにおける照明光の分光特性、および第２サブフレームにおける照明光の分光特性を変化させることが可能となる。すなわち、第１組の原色の特性（色度や輝度バランス）、第２組の原色の特性（色度や輝度バランス）を調整することが可能となる。これにより、第１の画像データの特定の値に対して第１サブフィールドに表示される色の色度または輝度、および第２の画像データの特定の値に対して第２サブフィールドに表示される色の色度または輝度を調整することが可能となる。

発光強度制御手段１１に記憶される発光強度値を適切な値とすることにより、第１の画像データおよび第２の画像データが特定の同一の値となった場合に、第１サブフィールドおよび第２サブフィールドに表示される色の色度または輝度を同一とすることが可能となる。例えば、第１の画像データおよび第２の画像データがともに無彩色例えば白色を表すデータ値を取るものであった場合に、第１サブフィールドおよび第２サブフィールドにおいて同一の色度または輝度の色を表示させることが可能となる。
このように無彩色例えば白色を表すデータ値に対して、第１サブフィールドおよび第２サブフィールドにおいて同一の色度または輝度の色を表示させることにより、その無彩色例えば白色についてフリッカの発生を防止することができる。

ここで白色とは、全ての副画素において照明光を最大限に透過（透過型の場合）する状態にライトバルブ２が制御された際に表示される色であり、一般には画像データを構成する色データが全て２５５（８ビットデータの場合）となった場合に表示される色となる。また、無彩色とは、全ての副画素において照明光を同一の透過率にて透過（透過型の場合）する状態にライトバルブ２が制御された際に表示される色であり、一般には画像データを構成する色データが全て同一の値となった場合に表示される色となる。

以下、それぞれ８ビットで表される第１の画像データＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１および第２の画像データＤＲ２、ＤＧ２、ＤＢ２がともに白色を表すデータであった場合、すなわちＤＲ１＝ＤＧ１＝ＤＢ１＝２５５、ＤＲ２＝ＤＧ２＝ＤＢ２＝２５５の場合に、第１サブフィールドおよび第２サブフィールドにおいて所望の同一の色度または輝度の色が表示されるような発光強度値が記憶されているものとする。この時、入力画像データＤＲ＝ＤＧ＝ＤＢ＝２５５が入力された場合、画像データ変換手段３は第１の画像データ、第２の画像データとしてＤＲ１＝ＤＧ１＝ＤＢ１＝２５５、ＤＲ２＝ＤＧ２＝ＤＢ２＝２５５を出力すれば良い。すなわち、白色については、画像データ変換手段３は画像データ値の変換を行う必要がなく、画像データ変換手段３における変換処理による演算誤差（変換誤差）や階調の減少等の発生を回避することができる。

画像データ値の変換処理を行うと、データのビット数の制限による演算誤差（変換誤差）が発生する。例えば発光体がＬＥＤである場合、その発光強度の制御を１０ビット以上の分解能で行うことは容易である。一方、画像データとしては通常は８ビットの分解能である場合が多い。この場合には、発光体の発光強度の制御により表示される色度、輝度を調整する方が、精度の良い調整が可能となる。

また、例えば入力画像データＤＲ＝ＤＧ＝ＤＢ＝２５５に対して、第１の画像データがＤＲ１＝ＤＧ１＝２５５、ＤＢ１＝１２８となるような変換を行った場合、無彩色の表現に対してＤＢ１の最大値は１２８となり、ＤＢ１は７ビット分の階調しか表現できない。すなわち階調の減少が発生している。この時、ＤＲ１およびＤＧ１は８ビット分の階調を表現するのに対し、ＤＢ１は７ビット分の階調しか表現しないことにより、ＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１の比は全階調に対して全く同一とはならず、表示される色には微妙な色度の変化が発生する。これにより、無彩色に対して本来はＤＲ１、ＤＧ１、ＤＢ１が同一の比で８ビット分の階調が表現されるべきところが、十分な階調、色再現が得られなくなる。従って、入力画像データの有する階調表現を損なわないためには、画像データの変換処理は極力行わないことが望ましい。

以上は、第１および第２の画像データが、無彩色例えば白色を表す同一のデータである場合に、第１サブフィールドおよび第２サブフィールドにおいて同一の色度または輝度の色を表示するように構成する例について述べた。一般に、ほとんどの色は幾分かの無彩色の成分を含んでおり、光源の発光強度の制御により無彩色の色度、輝度が２つのサブフィールドで同一に保たれていることより、画像データ変換手段における変換処理の程度（変換による値の変化の程度）を抑えることができる。画像データに対する変換処理の大きさが大きくなるほど、それに起因する演算誤差や階調の減少等の画像品質の劣化も大きくなるが、本実施の形態の画像表示装置においては、画像品質の劣化を抑えることが可能となる。一般には、無彩色以外の色の画像データも含む画像データのうちの特定のものに対し、色度、輝度が２つのサブフィールドで同一に保たれるように構成すれば、当該色に近い色にて演算誤差や階調の減少等の問題を抑制することが可能となる。

発光強度値を外部からのアクセスによって書き換え可能とすれば、特定の色を表す画像データに対して、表示される色度および輝度を調整することも可能となる。例えば、画像データに対して処理を加えることなく、外部からの操作による白色の色温度調整も可能となる。
なお、色度、輝度の調整は、各発光体の発光強度を制御する他に、各発光体を構成する発光素子のうち、点灯するものの数を変化させるなどによっても実現可能である。
また、各発光体を構成する発光素子の数を変化させるなどによって色度、輝度を調整することも可能である。この場合は外部からのアクセスによっての表示色度、輝度の調整は困難となる。

以上のように、本実施の形態の画像表示装置において、第１および第２の画像データの値が同一である場合に、表示される輝度または色度が同一となるように、照明手段に備える発光体の発光強度が制御される。これにより、入力画像データの取り得る値のうちの少なくとも１つに対しては、第１サブフレーム、第２サブフレームのいずれの表示期間においても同一の輝度または色度の色が表示されることとなり、フリッカの発生を抑えることが可能となる。さらに当該入力画像データに対しては画像データ値の変換処理を行う必要がなく、変換処理に起因する演算誤差や階調の減少等の画像品質の劣化を抑えることも可能となる。

以上の実施の形態１、２、３では、第１組及び第２組の原色により第１及び第２のカラー画像が時分割にて表示されるが、本発明は、原色の組数が３以上の場合にも適用できる。即ち、本発明の画像表示装置は、一般化して言えば、第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）組の原色によりそれぞれ表される第１〜第ＮのＮ種類のカラー画像を時分割にて表示するものであり、その場合には、画像データ変換手段として、複数の色データからなる入力画像データを上記第１〜第Ｎ組の原色に対応した色データからなる第１〜第Ｎの画像データに変換するものを用い、画像表示手段として、上記第１〜第Ｎの画像データを用いて上記第１〜第Ｎのカラー画像を、それぞれ第１〜第Ｎの表示期間に表示するものを用いる。そして、上記入力画像データの取り得る値の少なくとも１つに対して、第Ｋ（Ｋは１〜Ｎのいずれか）の表示期間に第Ｋの画像データで表示される色の輝度または色度が、第Ｊの表示期間に第Ｊの画像データで表示される色の輝度または色度と同一であるような制御が行われる。
この制御は実施の形態１においては、データ変換手段による変換に対する制御であり、第３の実施の形態では、発光強度制御手段による発光制御手段６ｂの制御である。
なお、上記入力画像データの取り得る値の少なくとも１つに対して、第１〜第Ｎの表示期間に第１〜第Ｎの画像データで表示される色の輝度または色度が互いに同一であるような制御を行うことにすれば、フリッカを一層低減することができる。

本発明の実施の形態１の画像表示装置における色再現を表す図である。 実施の形態１の画像表示装置の構成の一例を表すブロック図である。 実施の形態１で用いられるライトバルブの構成例を示す概略図である。 実施の形態２の画像表示装置における照明手段の構成の一例を表すブロック図である。 実施の形態２で用いられる第１の発光体の構成例を示す概略図である。 実施の形態２で用いられる第２の発光体の構成例を示す概略図である。 実施の形態２の画像表示装置における発光体からの光の分光特性の一例を表す図である。 実施の形態２の画像表示装置における第１および第２の混色光の分光特性の一例を表す図である。 実施の形態２の画像表示装置におけるライトバルブにカラーフィルタの分光特性の一例を表す図である。 実施の形態２の画像表示装置における６つの原色の分光特性の一例を表す図である。 実施の形態３の画像表示装置における照明手段の構成の一例を表すブロック図である。

符号の説明

１ 照明手段、 ２ ライトバルブ、 ３ 画像データ変換手段、 ４ 切り替え信号生成手段、 ５ ライトバルブ駆動手段、 ６、６ｂ 発光制御手段、 ７ａ〜７ｃ、８ａ〜８ｃ 発光体、 ９ａ、９ｂ 混色手段、 １０ 拡散手段、 １１ 発光強度制御手段、 １２ 画像表示手段。

Claims (11)

1. 第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）組の原色によりそれぞれ表される第１〜第ＮのＮ種類のカラー画像を時分割にて表示する画像表示装置において、
   複数の色データからなる入力画像データを上記第１〜第Ｎ組の原色に対応した色データからなる第１〜第Ｎの画像データに変換する画像データ変換手段と、
   上記第１〜第Ｎの画像データを用いて上記第１〜第Ｎのカラー画像を、それぞれ第１〜第Ｎの表示期間に表示する画像表示手段を備え、
   上記画像データ変換手段による上記変換及び上記画像表示手段による表示の少なくとも一方が、上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対して、第Ｋ（Ｋは１〜Ｎのいずれか）の表示期間に第Ｋの画像データにより表示される色の輝度または色度が、第Ｊ（Ｊは１〜Ｎのいずれかであり、Ｋとは異なる）表示期間に第Ｊの画像データにより表示される色の輝度または色度と同一となるように調整される
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 上記画像データ変換手段による上記変換及び上記画像表示手段による表示の少なくとも一方が、上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対して、第１〜第Ｎの表示期間に第１〜第Ｎの画像データにより表示される色の輝度または色度が互いに同一となるように行われることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つが、無彩色を表す値を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 上記無彩色が白色であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対し、上記画像データ変換手段から出力される上記第Ｋの画像データの値が、上記第Ｊの画像データの値と異なるように上記画像データ変換手段における変換が行われることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
6. 上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対し、上記画像データ変換手段から出力される上記第１〜第Ｎの画像データの値が互いに異なるように上記画像データ変換手段における変換が行われることを特徴とする請求項５に記載の記載の画像表示装置。
7. 上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対し、上記画像データ変換手段から出力される上記第Ｋの画像データの値が、上記第Ｊ画像データの値と同一となるように上記画像データ変換手段による上記変換が行われ、
   上記第Ｋの表示期間に表示される色の輝度または色度が、上記第Ｊの表示期間に表示される色の輝度または色度と同一となるように、上記表示手段における上記第Ｋ組及び上記第Ｊ組の原色の輝度または色度が決定される
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
8. 上記入力画像データが取り得る値の少なくとも１つに対し、上記画像データ変換手段から出力される上記第１〜第Ｎの画像データの値が互いに同一となるように上記画像データ変換手段による上記変換が行われ、
   上記第１〜第Ｎの表示期間に表示される色の輝度または色度が互いに同一となるように、上記表示手段における上記第１〜第Ｎ組の原色の輝度または色度が決定される
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
9. 上記画像表示手段は、
   分光特性のそれぞれ異なる第１〜第Ｎの照明光を時分割にて発する照明手段と、
   上記照明手段の発光に同期して、それぞれに異なる分光特性を有する複数の副画素からなる画素毎に、上記第１〜第Ｎの画像データに応じて上記照明手段からの照明光の透過率または反射率を制御して画像を表示するライトバルブとを備え、
   上記第Ｋ組の原色の輝度または色度は、上記第Ｋの照明光の分光特性と上記複数の副画素の分光特性により決定される
   ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の画像表示装置。
10. 上記第Ｋの照明光の分光特性を変更可能であること特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
11. 上記照明手段は複数の色の発光体を備え、上記複数の色の発光体の発光強度を変化させることにより上記第Ｋの照明光の分光特性を変更すること特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。

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