JP4451616B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色フィルターを用いて、フィールドシーケンシャルカラー表示を行う表示装置に関し、特に、少ない画素で効率的に高精細映像を表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少ない画素数で高精細表示を行う方法として、画素ずらし方式がある。画素ずらし方式を用いた高精細表示装置に関しては、本出願人らによる「液晶プロジェクタ装置」（先行出願１参照）、および「投光システム」（先行出願２参照）がある。先行出願１、２はどちらも画像をスクリーンに投射するプロジェクタに関するものであるが、人間の視覚は明るさの変化で解像度を判断する特性があり、明るさに最も寄与するのが緑色であることを利用して、緑色画素を半ピッチずらして２倍の画素数だけ配置することにより、画素の高精細化を図っている（先行出願１の段落番号００５４、先行出願２の段落番号００１４参照）。
【０００３】
フィールドシーケンシャルカラー表示に関してはＲ（青色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色を色フィルターを通して時分割で切替えながら表示するもので、多くの報告がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８６３１１号公報
【先行出願１】
特願２００２−１３２４８５号
【先行出願２】
特願２００２−１３１８９８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００６】
直視型のカラー表示装置においては、ＲＧＢ（赤緑青）の画素構造を持つものか、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色をフィールドシーケンシャルで切替えるものが一般的である。ＲＧＢ（赤緑青）の画素構造は、表示デバイスの画素が３個でセットとなり、あまり解像度に寄与しないＲ（赤色）、Ｂ（青色）の画素を多数含み、高精細表示を行う場合に効率が悪い。また、フィールドシーケンシャル表示は、通常の３倍の速度で表示素子を駆動する必要があり、素子の駆動の高速化がネックとなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、少ない画素で高精細表示を行うことが可能な表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、表示素子の駆動速度を低速化することが可能な表示装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
（１）シアンの画素と黄色の画素を１組とする画素を複数個配列した表示画素部と、前記シアンの画素と黄色の画素からの光のうち緑色光またはマゼンタ光を順次通過させる色フィルター手段とを備え、前記色フィルター手段を通過した光により、カラー画像を表示するフィールドシーケンシャル方式の表示装置。
【００１２】
（２）前述した（１）に記載の表示装置において、前記色フィルター手段を通過した光が緑色である画素数の合計が、前記色フィルター手段を通過した光が赤色である画素数と青色である画素数の和となる。
【００１３】
（３）前述した（１）または（２）に記載の表示装置において、前記表示画素部はシアンの画素と黄色の画素の組がマトリクス状に配置されたものであり、
前記色フィルター手段が緑色光を通過させるとき、シアンの画素および黄色の画素が緑色を表示し、前記色フィルター手段がマゼンタ光を通過させるとき、シアンの画素が青色を表示し、黄色の画素が赤色を表示する。
【００１４】
（４）前述した（３）に記載の表示装置において、１組のシアンの画素の中心位置と黄色の画素の中心位置が水平方向または／および垂直方向にそれぞれ０．５画素分ずれて形成される。
【００１５】
前述した手段によれば、高精細表示にはＧ（緑色）だけの高精細化であっても有効であることから、シアン（Ｂ＋Ｇ）と黄色（Ｇ＋Ｒ）の画素の２個のセットで１画素を構成し、さらに、Ｇ（緑色）の通過と全色通過を切替えられる色フィルター、およびＢ（青色），Ｒ（赤色）のみの通過と全色通過を切替えられる色フィルターの２枚を重ねて用いるフィールドシーケンシャル表示を組み合わせることにより、高精細表示を提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態は、フィールドシーケンシャル方式の表示装置に関するものであり、シアン（Ｃ）の画素および黄色（Ｙ）の画素と、緑色（Ｇ）とマゼンタ（Ｂ＋Ｒ）の波長成分を選択的に通過させるフィルターとからなる表示装置を用いて、１フィールド期間内に青色光（Ｂ）の画像および赤色光（Ｒ）の画像と、緑色光（Ｇ）の画像とを順次表示させることにより、カラー画像の高精細表示を可能とするものである。
【００１７】
以下、図面を参照して、発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の概略を図１〜図４を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１のような画素構造で、ＲＧＢ（赤緑青）ではなく、Ｃ（シアン）、Ｙ（黄色）の画素を持ったものを考える。画素Ｃ、画素Ｙの発光特性は図２に示されるように、画素Ｃはシアン（Ｂ＋Ｇ）、画素Ｙは黄色（Ｇ＋Ｒ）であり、表示装置の前面には制御によりＯＮ、ＯＦＦができ、それぞれ、図３、図４の特性を持つ２つの色フィルターがついているものとする。
【００２０】
時間ｔ１のとき、色フィルター１がＯＮ、色フィルター２がＯＦＦで、次の時間ｔ２では、逆に色フィルター１がＯＦＦ、色フィルター２がＯＮとなり、これが繰り返されるとする。このとき、時間ｔ１での画素Ｃの出力はＧ（緑）、画素ＹもＧ（緑色）、時間ｔ２では、画素ＣがＢ（青色）、画素ＹがＲ（赤色）となる。このように、緑色（Ｇ）とマゼンタ（Ｂ＋Ｒ）のフィールドシーケンシャルとなる。
【００２１】
以下、図１〜６に基づいて、実施の形態１の表示装置の詳細構成およびカラー画像の表示動作を説明する。
【００２２】
図１から明らかなように、実施の形態１の表示装置では、表示素子の画素構造は横方向に配置される画素Ｃと画素Ｙとの２個がセットとなり、実施の形態１の表示装置に表示するカラー画像の１画素を構成している。また、実施の形態１の表示装置では、画素Ｃと画素Ｙとのセットが横方向および縦方向にマトリクス状に配置される画素構造となっている。
【００２３】
図２の実線で示すように、画素Ｃは１つの画素でＢ（青色）の波長領域からＧ（緑色）の波長領域までの発光特性を有するシアンの画素である。点線で示すように、画素Ｙは１つの画素でＧ（緑色）の波長領域からＲ（赤色）の波長領域までの発光特性を有する黄色の画素である。
【００２４】
そして、図１に示すように配置された画素上に、図３に示す特性を有する色フィルター１、および、図４に示す特性を有する色フィルター２が設けられている。
【００２５】
実施の形態１によってＲＧＢ（赤緑青）が得られることを図５に基づいて説明する。図５は、画素Ｃ、画素Ｙの両方が時間ｔ１、ｔ２の両方の時間の間、発光し続けている場合である。すなわち、図５（Ａ）に示すように、画素Ｃは時間ｔ１、ｔ２においてシアン（Ｂ＋Ｇ）を発光し、図５（Ｂ）に示すように、画素Ｙは時間ｔ１、ｔ２において黄色（Ｇ＋Ｒ）を発光している。そして、図５（Ｃ）に示すように、色フィルター１は、時間ｔ１においてＯＮとされ緑色（Ｇ）のみを通過させ、時間ｔ２においてＯＦＦとされ全色を通過させる。また、図５（Ｄ）に示すように、色フィルター２は、時間ｔ１においてＯＦＦとされ全色を通過させ、時間ｔ２においてＯＮとされマゼンタ（Ｂ（青色）、Ｒ（赤色））のみを通過させる。
【００２６】
画素Ｃから発光されたシアン（Ｂ＋Ｇ）は、色フィルター１、２を通過すると、図５（Ｅ）に示すように、時間ｔ１ではＧ（緑色）となり、時間ｔ２ではＢ（青色）となる。また、画素Ｙから発光された黄色（Ｇ＋Ｒ）は、色フィルター１、２を通過すると、図５（Ｆ）に示すように、時間ｔ１ではＧ（緑色）となり、時間ｔ２ではＲ（赤色）となる。
【００２７】
図５の時間ｔ１、ｔ２におけるカラー画像の１画素の色を図６に示す。時間ｔ１においては、図６（Ａ）に示すように、画素Ｃ、画素Ｙが共にＧ（緑色）となり、時間ｔ２においては、図６（Ｂ）に示すように、画素ＣはＢ（青色）、画素ＹはＲ（赤色）となる。したがって、画素Ｃと画素Ｙと色フィルター１、２によって、ＲＧＢ（赤緑青）を表示することが可能である。また、図６から明らかなように、Ｇ（緑色）の画素数がＢ（青色）の画素数と、Ｒ（赤色）の画素数の２倍となるから、人間の視覚は明るさの変化で解像度を判断する特性があり、明るさに最も寄与するのが緑色であることを利用して、実質的に高解像度を実現することができる。したがって、従来の高精細表示の表示装置よりも少ない画素数であっても高精細表示を実現することができる。
【００２８】
実際には、画素ＣはＲＧＢ（赤緑青）のカラー映像信号の内で、時間ｔ１ではＧ（緑色）の映像信号に基づいて駆動され、時間ｔ２ではＢ（青色）の映像信号に基づいて駆動される構成となっている。画素Ｙは、時間ｔ１ではＧ（緑色）の映像信号に基づいて駆動され、時間ｔ２ではＲ（赤色）の映像信号に基づいて駆動される構成となっている。すなわち、表示素子における発光特性は、ｔ１の期間では画素Ｃおよび画素Ｙに共に緑色（Ｇ）の表示用データに基づいた発光制御が行われ、ｔ２の期間では画素Ｃに対しては青色（Ｂ）の表示用データに基づいた発光制御が行われると共に、画素Ｙに対しては赤色（Ｒ）の表示用データに基づいた発光制御が行われる構成となっている。
【００２９】
例えば、実施の形態１の表示装置の全体の画素数を水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個（Ｍ×Ｎ）とすると、色フィルター１、２を通過した色が緑色（Ｇ）である画素は、Ｃ（シアン）とＹ（黄色）の両方の画素であるから、水平方向に２倍の画素があり、緑色（Ｇ）については２Ｍ×Ｎの画素からなる画像を表示することができる。赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の画素数はＭ×Ｎであるが、緑色（Ｇ）の視感度が高いため、実施の形態１の表示装置は実質的に画素数２Ｍ×Ｎのカラー画像表示を行うことができる。
【００３０】
画素数２Ｍ×Ｎの緑色（Ｇ）画像は、画素Ｃおよび画素Ｙの位置に相当する画素をそれぞれ抽出するサンプリング処理が施され、それぞれ画素Ｃおよび画素Ｙの信号になる。この信号に基づいて時間ｔ１に画素Ｃおよび画素Ｙが駆動される。
【００３１】
画素数２Ｍ×Ｎの青色（Ｂ）画像は、低域フィルター（ＬＰＦ）によりＭ×Ｎの画像が取り出され、青色（Ｂ）の画素の信号となる。この信号に基づいて時間ｔ２に画素Ｃが駆動される。
【００３２】
画素数２Ｍ×Ｎの赤色（Ｒ）画像は、低域フィルター（ＬＰＦ）によりＭ×Ｎの画像が取り出され、赤色（Ｒ）の画素の信号となる。この信号に基づいて時間ｔ２に画素Ｙが駆動される。
【００３３】
また、色フィルター１、２を通過した色が緑色（Ｇ）の画素は、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の画素の２倍の数があるから、同じ輝度で発光させた場合は、緑色（Ｇ）の光量が２倍となってしまうため、緑色（Ｇ）を表示する時間ｔ１における画素Ｃ、画素Ｙの光量が半分となるように輝度を小さくする発光制御を行う。
【００３４】
また、前述のように、表示素子の前面側（表示面側）に配置され、画素Ｃ、画素Ｙから出力される出射光の通過特性を制御する色フィルター１および色フィルター２の内で、色フィルター１はｔ１の期間では図３（ａ）に示すＧ（緑色）の波長成分（Ｇの帯域の光）のみを通過させる特性となり、ｔ２の期間では図３（ｂ）に示す全色の波長成分（ＲＧＢの全帯域の光）を通過させる特性となるようにＯＮ／ＯＦＦ制御される。フィルター２は、ｔ２の期間では図４（ａ）に示すＢ（青色），Ｒ（赤色）の波長成分のみを通過させる特性となり、ｔ１の期間では図４（ｂ）に示す全色の波長成分を通過させる特性となるようにＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３５】
実施の形態１の表示装置では、１フィールド期間内にｔ１とｔ２との期間が交互に切り替わるフィールドシーケンシャル制御がなされることとなる。従って、各画素Ｃおよび画素Ｙ毎では、フィールドシーケンシャルによる時間軸方向の色の加算（画素Ｃでは緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）との加算、画素Ｙでは緑色光（Ｇ）と赤色光（Ｒ）との加算）がなされると共に、セットとなった画素単位では空間方向の色の加算がなされるので、ＲＧＢ（赤緑青）の各出射光によるカラー表示が達成される。このとき、Ｇ（緑色）の画像表示は表示素子の全画素（画素Ｃおよび画素Ｙ）を用いて行うことができるので、表示画像の高精細化が達成できる。
【００３６】
また、実施の形態１の表示装置では、１フィールド期間に必要なフィールドシーケンシャル動作がｔ１とｔ２との２つの期間からなるので、ＲＧＢ（赤緑青）のフィールドシーケンシャル時よりも画素Ｃおよび画素Ｙの駆動速度を低速化できる。その結果、応答特性の低い表示素子を使用することが可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態１の表示装置は、直視型の表示装置に限定されることはなく、例えば表示素子に表示された映像を投影させるための周知の投影部を備える投影型の表示装置でもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
図７は本願発明の実施の形態２の表示装置が備える表示素子の概略構成を説明するための図であり、図８は斜め方向への画素ずらしを達成するための実施の形態２の表示素子を説明するための図である。実施の形態２の表示装置では、表示素子に形成された画素Ｃおよび画素Ｙの構造を除く他の構成は実施の形態１の表示装置と同様である。
【００３９】
図１の画素構造では、Ｇ（緑色）はＲＢ（赤青）と比較して水平方向のみに解像度が改善されている。
【００４０】
これに対し、図７に示される画素構造とすると、斜め画素ずらしと同じ効果となるため、斜め方向の解像度は改善されないが、水平・垂直方向の解像度が改善される。
【００４１】
ただし、厳密には図７に示される構造は、各画素の中心（３角形の重心位置）が、完全な斜め画素ずらしの条件にはなっていない。そこで図８に示されるように画素間に隙間をもうけると、完全に各画素の中心は０．５画素だけ水平・垂直方向にずれるため、斜め画素ずらしでの画素ずれの大きさになり、高解像度を実現することができる。
【００４２】
このように、実施の形態２の表示素子は、正方形の領域を斜めの直線で２つの領域に分割し、一方の領域を画素Ｃに割り当てると共に、他方の領域を画素Ｙに割り当てる構成としている。ここで、このようにして形成された画素を表示素子の縦方向および横方向にマトリクス状に配列した構成となっている。従って、画素Ｃと画素Ｙとの中心（図８中・で示す）のずれ方向は、画素Ｃと画素Ｙの２個のセットの画素の配列方向すなわち縦方向および横方向となる。
【００４３】
図８に示すように、一対の画素Ｃおよび画素Ｙで形成される正方形の１辺を１とした場合、各画素Ｃおよび画素Ｙの頂角から（２＋√２）／４までで画素を形成し、残りの（２−√２）／４を隙間とすることによって、それぞれの頂角から横方向および縦方向に１／４の位置に画素Ｃおよび画素Ｙの中心を形成することができる。その結果、画素Ｃの中心と画素Ｙの中心とは、縦方向および横方向に０．５画素分ずれた位置となる。なお、この各部の長さは、画素Ｃと画素Ｙとからなるセットの画素が隣接するセットの画素と間隔が０で配置されている場合の値である。また、画素ずらしの条件は、お互いの画素の中心同士が自身以外の画素に対して等間隔にずらして配置することで成立させることができるので、図７に示すように、セットの画素を０以上の間隔で配置する場合であっても、各部の長さを調整することにより前述する画素ずらしによる効果を得られることはいうまでもない。
【００４４】
このように画素Ｃと画素Ｙとが形成された表示素子において、実施の形態１に説明した駆動がなされると、１フィールド期間内にｔ１とｔ２との期間が交互に切り替わるフィールドシーケンシャル制御がなされることとなり、時間軸方向の色の加算と空間方向の色の加算とがなされ、ＲＧＢ（赤緑青）の各出射光によるカラー表示が達成されるので、実施の形態１に説明した効果を得ることができる。
【００４５】
このとき、実施の形態２の表示装置において、画素Ｃおよび画素Ｙから緑色光（Ｇ）が発光されるｔ１では、画素Ｃの中心位置と画素Ｙの中心位置との縦方向および横方向のずれが０．５画素分での画像表示となり、縦方向および横方向の解像度が共に改善されるので、さらに高解像度の画像表示となる。したがって、実施の形態１の表示装置よりも、さらなる高精細表示を実現することができる。
【００４６】
なお、実施の形態２の表示素子では、正方領域を図中の左上の頂点と右下の頂点とを結ぶ直線で分割する三角形の領域を画素Ｃおよび画素Ｙとしたが、画素Ｃおよび画素Ｙの形状は三角形に限定されることはなく、各画素の中心位置とが重なることなく水平方向および垂直方向にそれぞれ０．５画素分ずれて形成される他の形状でもよいことはいうまでもない。
【００４７】
また、実施の形態２の表示素子では、画素Ｃと画素Ｙとからなるセットの画素の１辺が１の場合について説明したが、これに限定されることはなく、図８に示す比率でセットの画素を形成する正方領域の大きさを可変してもよいことはいうまでもない。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５０】
解像度にはＧ（緑色）の画素数が大きく寄与するため、ＲＧＢ（赤緑青）画素構造を持つものよりも、高解像度にできる。また、２つの色の切替えなので、通常のフィールドシーケンシャルよりは、素子の応答特性が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の高解像度ディスプレイを実現する際の画素配置例を示す図である。
【図２】実施の形態１の画素Ｃおよび画素Ｙの発光特性を示す図である。
【図３】実施の形態１の色フィルター１をＯＮおよびＯＦＦした際の特性を示す図である。
【図４】実施の形態１の色フィルター２をＯＮおよびＯＦＦした際の特性を示す図である。
【図５】実施の形態１においてＲＧＢが得られることを説明するための図である。
【図６】図５の時間ｔ１、ｔ２におけるカラー画像の１画素の色を示す図である。
【図７】実施の形態２の画素配置を、斜めにして、水平・垂直方向どちらも高解像度にする例を示す図である。
【図８】実施の形態２の画素の重心どうしが、水平・垂直にそれぞれ０．５画素ずれた構造とするために、画素間に隙間を設ける時の寸法例を示す図である。
【符号の説明】
Ｃ…シアンの画素 Ｙ…黄色の画素
【発明の属する技術分野】
本発明は、色フィルターを用いて、フィールドシーケンシャルカラー表示を行う表示装置に関し、特に、少ない画素で効率的に高精細映像を表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
少ない画素数で高精細表示を行う方法として、画素ずらし方式がある。画素ずらし方式を用いた高精細表示装置に関しては、本出願人らによる「液晶プロジェクタ装置」（先行出願１参照）、および「投光システム」（先行出願２参照）がある。先行出願１、２はどちらも画像をスクリーンに投射するプロジェクタに関するものであるが、人間の視覚は明るさの変化で解像度を判断する特性があり、明るさに最も寄与するのが緑色であることを利用して、緑色画素を半ピッチずらして２倍の画素数だけ配置することにより、画素の高精細化を図っている（先行出願１の段落番号００５４、先行出願２の段落番号００１４参照）。
【０００３】
フィールドシーケンシャルカラー表示に関してはＲ（青色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色を色フィルターを通して時分割で切替えながら表示するもので、多くの報告がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８６３１１号公報
【先行出願１】
特願２００２−１３２４８５号
【先行出願２】
特願２００２−１３１８９８号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００６】
直視型のカラー表示装置においては、ＲＧＢ（赤緑青）の画素構造を持つものか、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色をフィールドシーケンシャルで切替えるものが一般的である。ＲＧＢ（赤緑青）の画素構造は、表示デバイスの画素が３個でセットとなり、あまり解像度に寄与しないＲ（赤色）、Ｂ（青色）の画素を多数含み、高精細表示を行う場合に効率が悪い。また、フィールドシーケンシャル表示は、通常の３倍の速度で表示素子を駆動する必要があり、素子の駆動の高速化がネックとなる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、少ない画素で高精細表示を行うことが可能な表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、表示素子の駆動速度を低速化することが可能な表示装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明らかになるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１１】
（１）シアンの画素と黄色の画素を１組とする画素を複数個配列した表示画素部と、前記シアンの画素と黄色の画素からの光のうち緑色光またはマゼンタ光を順次通過させる色フィルター手段とを備え、前記色フィルター手段を通過した光により、カラー画像を表示するフィールドシーケンシャル方式の表示装置。
【００１２】
（２）前述した（１）に記載の表示装置において、前記色フィルター手段を通過した光が緑色である画素数の合計が、前記色フィルター手段を通過した光が赤色である画素数と青色である画素数の和となる。
【００１３】
（３）前述した（１）または（２）に記載の表示装置において、前記表示画素部はシアンの画素と黄色の画素の組がマトリクス状に配置されたものであり、
前記色フィルター手段が緑色光を通過させるとき、シアンの画素および黄色の画素が緑色を表示し、前記色フィルター手段がマゼンタ光を通過させるとき、シアンの画素が青色を表示し、黄色の画素が赤色を表示する。
【００１４】
（４）前述した（３）に記載の表示装置において、１組のシアンの画素の中心位置と黄色の画素の中心位置が水平方向または／および垂直方向にそれぞれ０．５画素分ずれて形成される。
【００１５】
前述した手段によれば、高精細表示にはＧ（緑色）だけの高精細化であっても有効であることから、シアン（Ｂ＋Ｇ）と黄色（Ｇ＋Ｒ）の画素の２個のセットで１画素を構成し、さらに、Ｇ（緑色）の通過と全色通過を切替えられる色フィルター、およびＢ（青色），Ｒ（赤色）のみの通過と全色通過を切替えられる色フィルターの２枚を重ねて用いるフィールドシーケンシャル表示を組み合わせることにより、高精細表示を提供できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態は、フィールドシーケンシャル方式の表示装置に関するものであり、シアン（Ｃ）の画素および黄色（Ｙ）の画素と、緑色（Ｇ）とマゼンタ（Ｂ＋Ｒ）の波長成分を選択的に通過させるフィルターとからなる表示装置を用いて、１フィールド期間内に青色光（Ｂ）の画像および赤色光（Ｒ）の画像と、緑色光（Ｇ）の画像とを順次表示させることにより、カラー画像の高精細表示を可能とするものである。
【００１７】
以下、図面を参照して、発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の概略を図１〜図４を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１のような画素構造で、ＲＧＢ（赤緑青）ではなく、Ｃ（シアン）、Ｙ（黄色）の画素を持ったものを考える。画素Ｃ、画素Ｙの発光特性は図２に示されるように、画素Ｃはシアン（Ｂ＋Ｇ）、画素Ｙは黄色（Ｇ＋Ｒ）であり、表示装置の前面には制御によりＯＮ、ＯＦＦができ、それぞれ、図３、図４の特性を持つ２つの色フィルターがついているものとする。
【００２０】
時間ｔ１のとき、色フィルター１がＯＮ、色フィルター２がＯＦＦで、次の時間ｔ２では、逆に色フィルター１がＯＦＦ、色フィルター２がＯＮとなり、これが繰り返されるとする。このとき、時間ｔ１での画素Ｃの出力はＧ（緑）、画素ＹもＧ（緑色）、時間ｔ２では、画素ＣがＢ（青色）、画素ＹがＲ（赤色）となる。このように、緑色（Ｇ）とマゼンタ（Ｂ＋Ｒ）のフィールドシーケンシャルとなる。
【００２１】
以下、図１〜６に基づいて、実施の形態１の表示装置の詳細構成およびカラー画像の表示動作を説明する。
【００２２】
図１から明らかなように、実施の形態１の表示装置では、表示素子の画素構造は横方向に配置される画素Ｃと画素Ｙとの２個がセットとなり、実施の形態１の表示装置に表示するカラー画像の１画素を構成している。また、実施の形態１の表示装置では、画素Ｃと画素Ｙとのセットが横方向および縦方向にマトリクス状に配置される画素構造となっている。
【００２３】
図２の実線で示すように、画素Ｃは１つの画素でＢ（青色）の波長領域からＧ（緑色）の波長領域までの発光特性を有するシアンの画素である。点線で示すように、画素Ｙは１つの画素でＧ（緑色）の波長領域からＲ（赤色）の波長領域までの発光特性を有する黄色の画素である。
【００２４】
そして、図１に示すように配置された画素上に、図３に示す特性を有する色フィルター１、および、図４に示す特性を有する色フィルター２が設けられている。
【００２５】
実施の形態１によってＲＧＢ（赤緑青）が得られることを図５に基づいて説明する。図５は、画素Ｃ、画素Ｙの両方が時間ｔ１、ｔ２の両方の時間の間、発光し続けている場合である。すなわち、図５（Ａ）に示すように、画素Ｃは時間ｔ１、ｔ２においてシアン（Ｂ＋Ｇ）を発光し、図５（Ｂ）に示すように、画素Ｙは時間ｔ１、ｔ２において黄色（Ｇ＋Ｒ）を発光している。そして、図５（Ｃ）に示すように、色フィルター１は、時間ｔ１においてＯＮとされ緑色（Ｇ）のみを通過させ、時間ｔ２においてＯＦＦとされ全色を通過させる。また、図５（Ｄ）に示すように、色フィルター２は、時間ｔ１においてＯＦＦとされ全色を通過させ、時間ｔ２においてＯＮとされマゼンタ（Ｂ（青色）、Ｒ（赤色））のみを通過させる。
【００２６】
画素Ｃから発光されたシアン（Ｂ＋Ｇ）は、色フィルター１、２を通過すると、図５（Ｅ）に示すように、時間ｔ１ではＧ（緑色）となり、時間ｔ２ではＢ（青色）となる。また、画素Ｙから発光された黄色（Ｇ＋Ｒ）は、色フィルター１、２を通過すると、図５（Ｆ）に示すように、時間ｔ１ではＧ（緑色）となり、時間ｔ２ではＲ（赤色）となる。
【００２７】
図５の時間ｔ１、ｔ２におけるカラー画像の１画素の色を図６に示す。時間ｔ１においては、図６（Ａ）に示すように、画素Ｃ、画素Ｙが共にＧ（緑色）となり、時間ｔ２においては、図６（Ｂ）に示すように、画素ＣはＢ（青色）、画素ＹはＲ（赤色）となる。したがって、画素Ｃと画素Ｙと色フィルター１、２によって、ＲＧＢ（赤緑青）を表示することが可能である。また、図６から明らかなように、Ｇ（緑色）の画素数がＢ（青色）の画素数と、Ｒ（赤色）の画素数の２倍となるから、人間の視覚は明るさの変化で解像度を判断する特性があり、明るさに最も寄与するのが緑色であることを利用して、実質的に高解像度を実現することができる。したがって、従来の高精細表示の表示装置よりも少ない画素数であっても高精細表示を実現することができる。
【００２８】
実際には、画素ＣはＲＧＢ（赤緑青）のカラー映像信号の内で、時間ｔ１ではＧ（緑色）の映像信号に基づいて駆動され、時間ｔ２ではＢ（青色）の映像信号に基づいて駆動される構成となっている。画素Ｙは、時間ｔ１ではＧ（緑色）の映像信号に基づいて駆動され、時間ｔ２ではＲ（赤色）の映像信号に基づいて駆動される構成となっている。すなわち、表示素子における発光特性は、ｔ１の期間では画素Ｃおよび画素Ｙに共に緑色（Ｇ）の表示用データに基づいた発光制御が行われ、ｔ２の期間では画素Ｃに対しては青色（Ｂ）の表示用データに基づいた発光制御が行われると共に、画素Ｙに対しては赤色（Ｒ）の表示用データに基づいた発光制御が行われる構成となっている。
【００２９】
例えば、実施の形態１の表示装置の全体の画素数を水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個（Ｍ×Ｎ）とすると、色フィルター１、２を通過した色が緑色（Ｇ）である画素は、Ｃ（シアン）とＹ（黄色）の両方の画素であるから、水平方向に２倍の画素があり、緑色（Ｇ）については２Ｍ×Ｎの画素からなる画像を表示することができる。赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の画素数はＭ×Ｎであるが、緑色（Ｇ）の視感度が高いため、実施の形態１の表示装置は実質的に画素数２Ｍ×Ｎのカラー画像表示を行うことができる。
【００３０】
画素数２Ｍ×Ｎの緑色（Ｇ）画像は、画素Ｃおよび画素Ｙの位置に相当する画素をそれぞれ抽出するサンプリング処理が施され、それぞれ画素Ｃおよび画素Ｙの信号になる。この信号に基づいて時間ｔ１に画素Ｃおよび画素Ｙが駆動される。
【００３１】
画素数２Ｍ×Ｎの青色（Ｂ）画像は、低域フィルター（ＬＰＦ）によりＭ×Ｎの画像が取り出され、青色（Ｂ）の画素の信号となる。この信号に基づいて時間ｔ２に画素Ｃが駆動される。
【００３２】
画素数２Ｍ×Ｎの赤色（Ｒ）画像は、低域フィルター（ＬＰＦ）によりＭ×Ｎの画像が取り出され、赤色（Ｒ）の画素の信号となる。この信号に基づいて時間ｔ２に画素Ｙが駆動される。
【００３３】
また、色フィルター１、２を通過した色が緑色（Ｇ）の画素は、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）の画素の２倍の数があるから、同じ輝度で発光させた場合は、緑色（Ｇ）の光量が２倍となってしまうため、緑色（Ｇ）を表示する時間ｔ１における画素Ｃ、画素Ｙの光量が半分となるように輝度を小さくする発光制御を行う。
【００３４】
また、前述のように、表示素子の前面側（表示面側）に配置され、画素Ｃ、画素Ｙから出力される出射光の通過特性を制御する色フィルター１および色フィルター２の内で、色フィルター１はｔ１の期間では図３（ａ）に示すＧ（緑色）の波長成分（Ｇの帯域の光）のみを通過させる特性となり、ｔ２の期間では図３（ｂ）に示す全色の波長成分（ＲＧＢの全帯域の光）を通過させる特性となるようにＯＮ／ＯＦＦ制御される。フィルター２は、ｔ２の期間では図４（ａ）に示すＢ（青色），Ｒ（赤色）の波長成分のみを通過させる特性となり、ｔ１の期間では図４（ｂ）に示す全色の波長成分を通過させる特性となるようにＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３５】
実施の形態１の表示装置では、１フィールド期間内にｔ１とｔ２との期間が交互に切り替わるフィールドシーケンシャル制御がなされることとなる。従って、各画素Ｃおよび画素Ｙ毎では、フィールドシーケンシャルによる時間軸方向の色の加算（画素Ｃでは緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）との加算、画素Ｙでは緑色光（Ｇ）と赤色光（Ｒ）との加算）がなされると共に、セットとなった画素単位では空間方向の色の加算がなされるので、ＲＧＢ（赤緑青）の各出射光によるカラー表示が達成される。このとき、Ｇ（緑色）の画像表示は表示素子の全画素（画素Ｃおよび画素Ｙ）を用いて行うことができるので、表示画像の高精細化が達成できる。
【００３６】
また、実施の形態１の表示装置では、１フィールド期間に必要なフィールドシーケンシャル動作がｔ１とｔ２との２つの期間からなるので、ＲＧＢ（赤緑青）のフィールドシーケンシャル時よりも画素Ｃおよび画素Ｙの駆動速度を低速化できる。その結果、応答特性の低い表示素子を使用することが可能となる。
【００３７】
なお、実施の形態１の表示装置は、直視型の表示装置に限定されることはなく、例えば表示素子に表示された映像を投影させるための周知の投影部を備える投影型の表示装置でもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
図７は本願発明の実施の形態２の表示装置が備える表示素子の概略構成を説明するための図であり、図８は斜め方向への画素ずらしを達成するための実施の形態２の表示素子を説明するための図である。実施の形態２の表示装置では、表示素子に形成された画素Ｃおよび画素Ｙの構造を除く他の構成は実施の形態１の表示装置と同様である。
【００３９】
図１の画素構造では、Ｇ（緑色）はＲＢ（赤青）と比較して水平方向のみに解像度が改善されている。
【００４０】
これに対し、図７に示される画素構造とすると、斜め画素ずらしと同じ効果となるため、斜め方向の解像度は改善されないが、水平・垂直方向の解像度が改善される。
【００４１】
ただし、厳密には図７に示される構造は、各画素の中心（３角形の重心位置）が、完全な斜め画素ずらしの条件にはなっていない。そこで図８に示されるように画素間に隙間をもうけると、完全に各画素の中心は０．５画素だけ水平・垂直方向にずれるため、斜め画素ずらしでの画素ずれの大きさになり、高解像度を実現することができる。
【００４２】
このように、実施の形態２の表示素子は、正方形の領域を斜めの直線で２つの領域に分割し、一方の領域を画素Ｃに割り当てると共に、他方の領域を画素Ｙに割り当てる構成としている。ここで、このようにして形成された画素を表示素子の縦方向および横方向にマトリクス状に配列した構成となっている。従って、画素Ｃと画素Ｙとの中心（図８中・で示す）のずれ方向は、画素Ｃと画素Ｙの２個のセットの画素の配列方向すなわち縦方向および横方向となる。
【００４３】
図８に示すように、一対の画素Ｃおよび画素Ｙで形成される正方形の１辺を１とした場合、各画素Ｃおよび画素Ｙの頂角から（２＋√２）／４までで画素を形成し、残りの（２−√２）／４を隙間とすることによって、それぞれの頂角から横方向および縦方向に１／４の位置に画素Ｃおよび画素Ｙの中心を形成することができる。その結果、画素Ｃの中心と画素Ｙの中心とは、縦方向および横方向に０．５画素分ずれた位置となる。なお、この各部の長さは、画素Ｃと画素Ｙとからなるセットの画素が隣接するセットの画素と間隔が０で配置されている場合の値である。また、画素ずらしの条件は、お互いの画素の中心同士が自身以外の画素に対して等間隔にずらして配置することで成立させることができるので、図７に示すように、セットの画素を０以上の間隔で配置する場合であっても、各部の長さを調整することにより前述する画素ずらしによる効果を得られることはいうまでもない。
【００４４】
このように画素Ｃと画素Ｙとが形成された表示素子において、実施の形態１に説明した駆動がなされると、１フィールド期間内にｔ１とｔ２との期間が交互に切り替わるフィールドシーケンシャル制御がなされることとなり、時間軸方向の色の加算と空間方向の色の加算とがなされ、ＲＧＢ（赤緑青）の各出射光によるカラー表示が達成されるので、実施の形態１に説明した効果を得ることができる。
【００４５】
このとき、実施の形態２の表示装置において、画素Ｃおよび画素Ｙから緑色光（Ｇ）が発光されるｔ１では、画素Ｃの中心位置と画素Ｙの中心位置との縦方向および横方向のずれが０．５画素分での画像表示となり、縦方向および横方向の解像度が共に改善されるので、さらに高解像度の画像表示となる。したがって、実施の形態１の表示装置よりも、さらなる高精細表示を実現することができる。
【００４６】
なお、実施の形態２の表示素子では、正方領域を図中の左上の頂点と右下の頂点とを結ぶ直線で分割する三角形の領域を画素Ｃおよび画素Ｙとしたが、画素Ｃおよび画素Ｙの形状は三角形に限定されることはなく、各画素の中心位置とが重なることなく水平方向および垂直方向にそれぞれ０．５画素分ずれて形成される他の形状でもよいことはいうまでもない。
【００４７】
また、実施の形態２の表示素子では、画素Ｃと画素Ｙとからなるセットの画素の１辺が１の場合について説明したが、これに限定されることはなく、図８に示す比率でセットの画素を形成する正方領域の大きさを可変してもよいことはいうまでもない。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５０】
解像度にはＧ（緑色）の画素数が大きく寄与するため、ＲＧＢ（赤緑青）画素構造を持つものよりも、高解像度にできる。また、２つの色の切替えなので、通常のフィールドシーケンシャルよりは、素子の応答特性が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の高解像度ディスプレイを実現する際の画素配置例を示す図である。
【図２】実施の形態１の画素Ｃおよび画素Ｙの発光特性を示す図である。
【図３】実施の形態１の色フィルター１をＯＮおよびＯＦＦした際の特性を示す図である。
【図４】実施の形態１の色フィルター２をＯＮおよびＯＦＦした際の特性を示す図である。
【図５】実施の形態１においてＲＧＢが得られることを説明するための図である。
【図６】図５の時間ｔ１、ｔ２におけるカラー画像の１画素の色を示す図である。
【図７】実施の形態２の画素配置を、斜めにして、水平・垂直方向どちらも高解像度にする例を示す図である。
【図８】実施の形態２の画素の重心どうしが、水平・垂直にそれぞれ０．５画素ずれた構造とするために、画素間に隙間を設ける時の寸法例を示す図である。
【符号の説明】
Ｃ…シアンの画素 Ｙ…黄色の画素
Claims (4)
- シアンの画素と黄色の画素を１組とする画素を複数個配列した表示画素部と、
前記シアンの画素と黄色の画素からの光のうち緑色光またはマゼンタ光を順次通過させる色フィルター手段と、
を備え、
前記色フィルター手段を通過した光により、カラー画像を表示することを特徴とするフィールドシーケンシャル方式の表示装置。 - 請求項１に記載の表示装置において、
前記色フィルター手段を通過した光が緑色である画素数の合計が、前記色フィルター手段を通過した光が赤色である画素数と青色である画素数の和となることを特徴とする表示装置。 - 請求項１または２に記載の表示装置において、
前記表示画素部はシアンの画素と黄色の画素の組がマトリクス状に配置されたものであり、
前記色フィルター手段が緑色光を通過させるとき、シアンの画素および黄色の画素が緑色を表示し、
前記色フィルター手段がマゼンタ光を通過させるとき、シアンの画素が青色を表示し、黄色の画素が赤色を表示する
ことを特徴とする表示装置。 - 請求項３に記載の表示装置において、
１組のシアンの画素の中心位置と黄色の画素の中心位置が水平方向または／および垂直方向にそれぞれ０．５画素分ずれて形成されることを特徴とする表示装置。
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