JP4956980B2 - 画像表示方法及び装置、並びにプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、画像表示方法及び装置、並びにプロジェクタに関するものである。

テレビジョン等の画像表示装置では、フレームごとに画像表示を行っている。例えば、フレーム周波数を６０Ｈｚとして、各フレームにおいて物体の画像を少しずつ異なる位置に表示することにより、その物体の移動を内容とする動画を構成することができる。

図８（ａ）ないし図１１（ａ）は、移動物体の動画における各フレームの表示画像であり、縦軸には時間をとっている。また、図８（ｂ）ないし図１１（ｂ）は、その移動物体に視線を追従させた場合の見え方である。
図８は、ＣＲＴ等の瞬間型画像表示装置の場合である。瞬間型画像表示装置では、図８（ａ）に示すように、各フレームにおいて移動物体の画像が瞬間的に表示される。そのため、図８（ｂ）に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
図９は、液晶等の持続型画像表示装置の場合である。持続型画像表示装置では、図９（ａ）に示すように、各フレームにおいて移動物体の画像が持続的に表示される。この場合、移動物体の輪郭位置７２が大きな振幅で周期的に変動し、図９（ｂ）に示すように、移動物体に視線を追従させた場合の輪郭の動きぼけ７０が大きくなる。

自然界では、移動物体に視線を追随させた場合には輪郭の動きぼけが小さくなる。したがって、液晶等の持続型画像表示装置においても、図８のような視覚特性の実現が望まれている。

この対策として、持続型画像表示装置においても瞬間型画像表示装置と同様に間欠的に画像表示を行う方法、入力画像信号のフレーム周波数を２倍にし、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して画像表示を行う方法（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
図１０は、持続型画像表示装置において間欠的に画像表示を行う場合である。この場合、図１０（ａ）に示すように各フレームに黒表示期間を設ける。これにより、図１０（ｂ）に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
図１１は、連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して画像表示を行う場合である。この場合、図１１（ａ）に示すように、連続する入力画像信号の中間的な生成画像信号を両信号の間に挿入する。これにより、移動物体の輪郭位置７２の変動振幅が小さくなり、図１１（ｂ）に示すように、移動物体の輪郭の動きぼけ７０は小さくなる。
特開２００２−３５１３８２号公報

しかしながら、持続型画像表示装置において、間欠的に画像表示を行う場合には、黒表示期間が存在するため、従来の持続型画像表示装置より画像が暗くなるという問題がある。
一方、入力画像信号のフレーム周波数を２倍にし、生成画像信号を挿入して画像表示を行う場合には、移動物体の運動を的確に捉え、動きベクトル等を算出して新たな画像信号を生成するため、信号処理の負担が大きくなるという問題がある。しかも、生成された画像に誤差があるとフリッカーが発生するため、新たな画像信号を高精度に生成する必要がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、持続型画像表示装置において、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示方法は、入力された画像信号のフレーム周波数を増加することによって１つのフレームを複数のサブフレームに分割し、上記１つのフレームにおいて表示される画像を上記サブフレーム毎に分割表示する画像表示方法であって、上記画像に含まれる輝度成分を上記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて優先的に表示し、上記画像に含まれる色差成分を上記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて優先的に表示することを特徴とする。

また、本発明の画像表示装置は、入力された画像信号のフレーム周波数を増加することによって１つのフレームを複数のサブフレームに分割するフレームコンバータと、該フレームコンバータによって分割されたサブフレーム毎に１つのフレームにおける画像を分割表示する表示装置とを備える画像表示装置であって、上記画像に含まれる輝度成分を上記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて優先的に上記表示装置に表示させ、上記画像に含まれる色差成分を上記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて優先的に上記表示装置に表示させる選択手段を備えることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明の画像表示方法及び装置によれば、サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて画像に含まれる輝度成分が優先的に表示され、第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて画像に含まれる色差成分が優先的に表示される。
人間の脳においては、眼から入射した画像光が輝度成分と色差成分とに分けて処理される。人間が外界の運動を知覚する際には、輝度成分からの寄与が大きいことが知られている。このため、本発明の画像表示方法及び装置のように、輝度成分が優先的に表示される画像と色差成分が優先的に表示される画像とを分けて表示することによって、輝度成分が優先的に表示される画像が間欠的に表示され、黒表示を間欠的に表示した場合と比較して１フレーム全体の輝度低下を抑止しつつ黒表示を間欠表示した場合と同様の効果、すなわち移動物体に視線を追従させた場合の動きぼけを小さくすることができる。また、本発明の画像表示方法及び装置においては、外部から入力される画像信号を輝度成分と色差成分とに分けることによって、容易に輝度成分が優先的に表示される画像と色差成分が優先的に表示される画像とを表示することができる。このため、表示画像における移動物体の運動を的確に捉え、動きベクトル等を算出して新たな画像信号を生成する必要がないため、信号処理の負担が増加することを抑止することができる。
したがって、本発明の画像表示方法及び装置によれば、持続型画像表示装置において、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。

また、本発明の画像表示方法においては、上記第１サブフレームにおいて表示される画像の輝度が表示可能な最大階調以上である場合に、上記最大階調を超える輝度成分を上記第２サブフレームに振り分けて表示するという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、１フレーム全体における輝度低下を防止することができるため、より優れた表示特性を発揮する画像表示方法とすることができる。

また、本発明の画像表示装置において、具体的には、上記選択手段が、上記画像信号を輝度成分を多く含む輝度成分優先信号と色差成分を多く含む色差成分優先信号とに分け、上記輝度成分優先信号を上記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて上記表示装置に供給し、上記色差成分優先信号を上記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて上記表示装置に供給する制御部であるという構成を採用することができる。
また、上記表示装置が、照射光を変調することによって画像を表示する照射光変調表示装置である場合には、上記選択手段が、上記照射光の輝度成分を優先的に導光する輝度成分優先領域と上記照射光の色差成分を優先的に導光する色差成分優先領域とを有するフィルタと、該フィルタの輝度成分優先領域あるいは色差成分優先領域が上記サブフレームに応じて上記照射光を導光するように上記フィルタを駆動する駆動部とを備えるという構成を採用することもできる。

また、本発明の画像表示装置においては、選択手段として制御部が備えられている場合に、上記制御部が、上記第１サブフレームにおいて表示される画像の輝度が上記表示装置において表示可能な最大階調以上である場合に、上記最大階調を超える輝度成分を上記色差成分優先信号に加えるという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用することによって、１フレーム全体における輝度低下を防止することができるため、より優れた表示特性を発揮する画像表示方法とすることができる。

次に、本発明のプロジェクタは、本発明の画像表示装置を備えることを特徴とする。
本発明の画像表示装置によれば、持続型画像表示装置において、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。このため、本発明のプロジェクタは、優れた表示特性を発揮することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明に係る画像表示方法及び装置、並びにプロジェクタの一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態の画像表示装置Ｓ１の機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施形態の画像表示装置Ｓ１は、フレームコンバータ１１、ＤＳＰ１２、フレームメモリ１３、切替回路１５、駆動回路１６及び液晶パネル１７を備えて構成されている。

フレームコンバータ１１は、外部から入力される画像信号のフレーム周波数（例えば、６０Ｈｚ）を２倍（例えば１２０Ｈｚ）にすることによって１つのフレームを２つのサブフレームに分割するものである。なお、以下の説明において、フレームコンバータ１１によってフレームコンバートされた画像信号、すなわちフレームコンバータ１１から出力される画像信号をオリジナル信号ａと称する。

ＤＳＰ１２は、オリジナル信号ａを輝度成分を多く含む輝度成分優先信号ｂと色差成分を多く含む色差成分優先信号ｃとに分けるものである。なお、輝度成分優先信号ｂが駆動回路１６に入力された場合には、オリジナル信号ａを駆動回路１６に入力した場合と比較して輝度が高い、すなわち輝度が優先された画像が液晶パネル１７上において表示される。また、色差成分優先信号ｃが駆動回路１６に入力された場合には、オリジナル信号ａを駆動回路１６に入力した場合と比較して輝度が低い、すなわち色差が優先された画像が液晶パネル１７上において表示される。

ここで、輝度成分優先信号ｂ及び色差成分優先信号ｃの生成方法について説明する。ＤＳＰ１２は、オリジナル信号ａがＹＣｂＣｒ信号である場合には、まず、ＹＣｂＣｒ信号のＹ（輝度）をＲＧＢ信号に変換する。続いて、ＤＳＰ１２は、入力されるＹＣｂＣｒ信号の輝度成分を０に置換した信号０ＣｂＣｒ信号をＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する。そして、ＤＳＰ１２は、Ｒ−Ｒ’Ｇ−Ｇ’Ｂ−Ｂ’信号の各々のＲ−Ｒ’信号、Ｇ−Ｇ’信号及びＢ−Ｂ’信号の階調を各々２倍することによって輝度成分優先信号ｂを生成する。このように輝度成分優先信号ｂは、輝度成分及び色差成分を含むＲＧＢ信号から、輝度成分が０に置換されたすなわち色差成分のみを含むＲ’Ｇ’Ｂ’信号を引いた信号に基づいて生成される。このため、このように生成された輝度成分優先信号ｂは、入力されるオリジナル信号ａの輝度成分を多く含む信号となる。また、ＤＳＰ１２は、Ｒ’Ｇ’Ｂ’信号の各々のＲ’信号、Ｇ’信号及びＢ’信号の階調を各々２倍にすることによって色差成分優先信号ｃを生成する。このように色差成分優先信号ｃは、輝度成分が０に置換されたすなわち色差成分のみを含むＲ’Ｇ’Ｂ’信号に基づいて生成される。このため、このように生成された色差成分優先信号ｃは、入力されるオリジナル信号ａの色差成分を多く含む信号となる。
なお、Ｒ−Ｒ’信号、Ｇ−Ｇ’信号、Ｂ−Ｂ’信号、Ｒ’信号、Ｇ’信号及びＢ’信号の階調を各々２倍にするのは、本実施形態の画像表示装置においては、１つのフレームが２つのサブフレームに分割されるためである。より詳細には、一方のサブフレームにおいて１フレーム全てにおける輝度あるいは色差を表示するためには、その一方のサブフレームにおいて２倍の輝度あるいは色差を表示する必要があるためである。

また、オリジナル信号ａがＲＧＢ信号である場合には、ＤＳＰ１２は、ＲＧＢ信号から下式（１）を用いてＹ（輝度）を算出する。そして、各Ｒ信号、Ｇ信号及びＢ信号からＹを引くことによってＲ’Ｇ’Ｂ’信号を生成する。その後は、オリジナル信号ａがＹＣｂＣｒ信号の場合と同様に、輝度成分優先信号ｂ及び色差成分優先信号ｃを生成する。

Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１４４Ｂ （１）

なお、液晶パネル１７における各色（ＲＧＢ）の最大階調がＭａｘＲ，ＭａｘＧ，ＭａｘＢであり、輝度成分優先信号ｂの階調数が最大階調ＭａｘＲ，ＭａｘＧ，ＭａｘＢを超える場合には、ＤＳＰ１２は、輝度成分優先信号ｂの階調数を最大階調に合わせ、最大階調を超える輝度成分を色差成分優先信号ｃに加える。なお、このような場合には、輝度成分優先信号ｂが液晶パネル１７の駆動回路１６に入力された場合には液晶パネル１７に最大階調の画像が表示され、色差成分優先信号ｃが液晶パネル１７の駆動回路１６に入力された場合には液晶パネル１７に輝度成分が加えられた階調に基づく画像が表示される。

フレームメモリ１３は、ＤＳＰ１２と接続されており、ＤＳＰ１２から出力される信号のうち、輝度成分優先信号ｂあるいは色差成分優先信号ｃのいずれか一方を一定時間記憶した後出力するものである。なお、本実施形態の画像表示装置Ｓ１においては、輝度成分優先信号ｂがフレームメモリ１３に入力される。そして、フレームメモリ１３において輝度成分優先信号ｂが記憶される時間は、輝度成分優先信号ｂが切替回路１５に入力されるタイミングが、色差成分優先信号ｃが切替回路１５に入力されるタイミングと同期されるように設定される。

切替回路１５は、入力される輝度成分優先信号ｂと色差成分優先信号ｃとを交互に、サブフレーム毎に出力（供給）するものである。
駆動回路１６は、入力される輝度成分優先信号ｂ及び色差成分優先信号ｃに基づいて液晶パネル１７を駆動するための回路であり、液晶パネル１７に直接実装された半導体ＩＣチップや、液晶パネル１７に導電接続された回路基板に実装された半導体ＩＣチップなどによって構成されている。
なお、液晶パネル１７は、駆動回路１６によって駆動されることによって、画像を表示するものであり、持続型画像表示装置である。
また、本実施形態においては、本発明の表示装置が駆動回路１６及び液晶パネル１７によって構成されており、本発明の制御部（選択手段）が切替回路１５及びＤＳＰ１２によって構成されている。

次に、このように構成された本実施形態の画像表示装置Ｓ１の動作（画像表示方法）について説明する。

まず、フレームコンバータ１１に画像信号が入力されると、画像信号がフレームコンバートされることによって、フレーム周波数が２倍とされたオリジナル信号ａが出力される。フレームコンバータ１１から出力されたオリジナル信号ａは、ＤＳＰ１２に入力する。そして、オリジナル信号ａは、ＤＳＰ１２において輝度成分を多く含む輝度成分優先信号ｂと色差成分を多く含む色差成分優先信号ｃとに分けられた後、各々別経路でＤＳＰ１２から出力される。

ＤＳＰ１２から出力された色差成分優先信号ｃは、その後、切替回路１５に入力される。また、ＤＳＰ１２から出力された輝度成分優先信号ｂは、フレームメモリ１３に入力することによって一旦記憶され、その後、色差成分優先信号ｃが切替回路１５に入力されるタイミングと同期して切替回路１５に入力するように出力される。

切替回路１５に入力した輝度成分優先信号ｂ及び色差成分優先信号ｃは、切替回路１５によって、サブフレーム単位で交互に出力され、駆動回路１６に入力する。したがって、本実施形態の画像表示装置によれば、例えば、先のサブフレーム（第１フレーム）において輝度成分が優先された画像が表示され、後のサブフレーム（第２サブフレーム）において色差成分が優先された画像が表示される。すなわち、本実施形態の画像表示装置及び方法によれば、液晶パネル１７にサブフレーム単位で輝度成分が優先された画像と色差成分が優先された画像とが交互に表示される。したがって、複数のフレームを連続的に、液晶パネル１７に表示した場合には、間欠的に輝度成分が優先された画像が表示されることとなる。

ここで、上述のように、人間の脳においては、眼から入射した画像光が輝度成分と色差成分とに分けて処理されている。このため、本実施形態の画像表示方法及び装置のように、輝度成分が優先的に表示される画像と色差成分が優先的に表示される画像とを分けて表示することによって、輝度成分が優先的に表示される画像が間欠的に表示され、黒表示を間欠表示した場合と同様の効果、すなわち移動物体に視線を追従させた場合の動きぼけを小さくすることができる。また、黒表示を間欠的に表示する代わりに色差成分が優先された画像を表示しているため、黒表示を間欠的に表示した場合と比較して１フレーム全体の輝度低下を抑止しつつ表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。
また、本実施形態の画像表示装置及び方法においては、オリジナル信号ａをＤＳＰ１２において輝度成分優先信号ｂと色差成分優先信号ｃとに分け、これらの信号をサブフレーム毎に出力するのみで移動物体に視線を追従させた場合の動きぼけを小さくすることができる。このため、表示画像における移動物体の運動を的確に捉え、動きベクトル等を算出して新たな画像信号を生成する必要がないため、従来の画像表示装置と比較して信号処理の負担が増加することを抑止することができる。
したがって、本実施形態の画像表示装置及び方法によれば、持続型画像表示装置において、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。

また、本実施形態の画像表示装置及び方法においては、輝度成分優先信号ｂの階調数が最大階調ＭａｘＲ，ＭａｘＧ，ＭａｘＢを超える場合には、輝度成分優先信号ｂの階調数が最大階調に合わせられ、最大階調を超える輝度成分が色差成分優先信号ｃに加えられる。すなわちの最大階調を超える輝度成分が色差成分優先信号ｃに振り分けられこのため、１フレーム全体における輝度低下を防止することができ、より優れた表示特性を発揮することができる。

次に、図２を参照して、本実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタについて説明する。図２は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。このプロジェクタは、上記実施形態の画像表示装置が備える液晶パネル１７を、光変調手段８２２、８２３、８２４として備えたものである。

図２において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８１８は入射レンズ、８１９はリレーレンズ、８２０は出射レンズ、８２２、８２３、８２４は液晶パネルからなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。

ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用光変調手段８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射される。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９及び出射レンズ８２０を含むリレーレンズ系からなる導光手段８２１が設けられている。この導光手段８２１を介して、青色光が青色光用光変調手段８２４に入射される。

各光変調手段により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。

ここで、各光変調手段８２２、８２３、８２４は、上記実施形態の画像表示装置が備える液晶パネルによって構成されている。本実施形態の画像表示装置によれば、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。したがって、本プロジェクタは、優れた表示特性を発揮することが可能となる。

また、上述した実施形態では、光変調手段として透過型の液晶表示装置を用いたが、反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、登録商標）等を用いることができる。また、本発明の画像表示装置は、上述したプロジェクタ等の投射型表示装置以外の、直視型表示装置にも適用することが可能である。例えば、直視型表示装置としては、液晶表示装置だけでなく、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置や無機ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディスプレイ装置、電子放出素子を用いた表示装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction Electron-Emitter Display 等）などの発光装置等を挙げることができる。

このような直視型表示装置を備えた電子機器の具体例として、携帯電話を挙げることができる。また、その他の電子機器として、たとえばＩＣカード、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が挙げられる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図３〜図６を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

図３は、本実施形態の画像表示装置Ｓ２の機能構成を示したブロック図である。本実施形態の画像表示装置は、フレームコンバータ２１、ＬＵＴ切替部２２、駆動回路２３、液晶パネル２４及びフィルタ切替部２５を備えて構成されている。なお、本実施形態の画像表示装置Ｓ２が備える液晶パネル２４は、照明光を変調することによって画像を表示する光変調表示装置である。

本実施形態では、まず画像信号及び垂直同期信号（ＶＳｙｎｃ）をフレームコンバータ２１に入力する。一般に、画像信号は画像表示単位となるフレームごとに生成され、フレーム周波数は６０Ｈｚとされている。このフレーム周波数に対応して、６０Ｈｚの垂直同期信号ｄが生成されている。本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、フレーム周波数を２倍にして画像表示を行う。そのため、フレームコンバータ２１において垂直同期信号ｄを１２０Ｈｚに変換するとともに、画像信号をフレームコンバートすることによってオリジナル信号ａを生成する。

次に、オリジナル信号ａ及び垂直同期信号ｄを、ＬＵＴ切替部２２に入力する。ＬＵＴ切替部２２では、オリジナル信号ａを構成する階調信号を、ＬＵＴ（Look Up Table）に基づいて、液晶パネルの駆動レベル信号（印加電圧に相当する信号）に変換する。このＬＵＴ切替部２２によって液晶パネル２４における色再現性を高めることができる。

次に、変換された画像信号及び垂直同期信号を、駆動回路２３に出力する。駆動回路２３では、垂直同期信号に基づいて、駆動レベル信号に変換された画像信号を液晶パネル２４に供給する。これにより、液晶パネル２４において光変調用の画像が表示される。

一方、上述したフレームコンバータ２１から出力された垂直同期信号を、フィルタ切替部２５（駆動部）に入力する。フィルタ切替部２５では、垂直同期信号における２倍化されたフレーム周波数に基づいて、回転式分光フィルタ（不図示）の第１フィルタ及び第２フィルタをサブフレーム単位で順次切り替える。

図４は、フィルタ切替部２５によって切り替えられる（駆動される）回転式分光フィルタ（フィルタ）の正面図である。この回転式分光フィルタは、液晶パネル２４に照射される照明光の光路上に配設されている。なお以下には、緑色光（照明光）用の回転式分光フィルタ２６の場合を例にして説明する。この回転式分光フィルタ２６は、中心軸２７の回りに回転可能とされ、光源からの照明光が中心軸２７の側部２８を透過するように配設されている。

この回転式分光フィルタ２６には、分光透過率の異なる２種類の分光フィルタ２６１，２６２（高色純度フィルタ）が、周方向に配設されている。なお、本実施形態においては、第１フィルタ２６１が本発明の輝度成分優先領域を構成しており、第２フィルタ２６２が本発明の色差成分優先領域を構成している。
図５は、回転式分光フィルタを構成する各フィルタの分光透過率である。図５（ａ）に示す第１フィルタの分光透過率は、波長５５０ｎｍ付近を中心とする広い帯域で透過率１００％を示している。そのため、第１フィルタからの第１分光は、様々な波長の光を含んで構成され、高輝度であるが低彩度の分光特性を有するものとなる。すなわち、第１フィルタは、照明光の輝度成分を優先的に透過（導光）する。一方、図５（ｂ）に示す第２フィルタの分光透過率は、波長５５０ｎｍ付近を中心とする狭い帯域のみで透過率１００％を示している。そのため、第２フィルタからの第２分光は、波長５５０ｎｍ付近の光のみを含んで構成され、高彩度であるが低輝度の分光特性を有するものとなる。すなわち、第２フィルタは、照明光の色差成分を優先的に透過（導光）する。これにより、第１分光は第２分光より高輝度となり、第２分光は第１分光より高彩度となる。

同様に、図１に示す赤色光用の回転式分光フィルタは、波長４４０ｎｍ付近で透過率１００％を示す２種類のフィルタを備えている。また、青色光用の回転式分光フィルタは、波長７００ｎｍ付近で透過率１００％を示す２種類のフィルタを備えている。

このような構成を有する本実施形態の画像表示装置Ｓ２によれば、フィルタ切替部２５によってサブフレーム単位で回転式分光フィルタの第１フィルタと第２フィルタとが順次切り替えられる。このため、サブフレーム単位で液晶パネル２４にサブフレーム単位で高輝度の第１分光と高彩度の第２分光が照射され、第１分光が液晶パネル２４に照射される場合に輝度成分が優先された画像が表示され、第２分光が液晶パネル２４に照射される場合に色差成分が優先された画像が表示される。したがって、本実施形態の画像表示装置Ｓ２においても、輝度成分が優先された画像が間欠的に表示されるため、上記第１実施形態の画像表示装置Ｓ１と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態においては、本発明の選択手段が回転式分光フィルタ及びフィルタ切替部２５によって構成されている。

次に、本実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタについて図６を参照して説明する。

図６は、本第２実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタの概略構成図である。なお、この図において、上記第１実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタと同一の構成部材については図２と同一の符号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。

図６に示すように、本第２実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタは、画像表示装置が備える回転式分光フィルタを回転式分光フィルタ８３２、８３３、８３４として、各色光の光路上に備えている。また、本第２実施形態の画像表示装置が備える液晶パネル２４を光変調手段８２２、８２３、８２４として備えている。

本実施形態の画像表示装置によれば、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となる。したがって、本プロジェクタは、優れた表示特性を発揮することが可能となる。

なお、図６では光変調手段８２２、８２３、８２４の光源側に回転式分光フィルタ８３２、８３３、８３４を配設したが、３原色光の光路上であればどこに配設してもよい。また、上述では緑色光用の回転式分光フィルタ８３３の第１フィルタの分光透過率として波長５００ｎｍ−６００ｎｍにかけて透過率を略１００％としたが、ダイクロイックミラーにより各原色光が精度良く分離されている場合には、第１フィルタの分光透過率を全波長域（少なくとも全可視光域）において透過率略１００％（透明）であっても良い。これは、赤色光用の回転式分光フィルタ８３２、青色光用の回転式分光フィルタ８３４についても同様である。

なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、入力された画像信号のフレーム周波数をフレームコンバータ１１によって２倍にすることによって１つのフレームを２つのサブフレームに分割した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、入力された画像信号のフレーム周波数を３倍以上の整数倍にすることによって１つのフレームを３つ以上のサブフレームに分割しても良い。なお、１つのフレームが３つ以上のサブフレームに分割された場合に、輝度成分を優先的に表示するサブフレームと色差成分を優先的に表示するサブフレームとの割合は、表示する画像や鑑賞環境に応じて規定すれば良い。このように輝度成分を優先的に表示するサブフレームあるいは／及び色差成分を優先的に表示するサブフレームが複数存在する場合には、表示特性上、輝度成分を優先的に表示するサブフレーム同士あるいは色差成分を優先的に表示するサブフレーム同士を連続させることが好ましい。
さらに、本発明は、フレーム周波数を整数倍にすることには限らず、フレーム周波数を１．５倍にする等、フレーム周波数が増加していれば良い。

また、上記第２実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタにおいては、色光の各々に対して回転式分光フィルタを設置した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、必ずしも全ての色光の各々に対して回転式分光フィルタを設置する必要はない。

また、上記第２実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタは、回転式分光フィルタを回転させ、分光透過率の異なる第１フィルタおよび第２フィルタを切り替えることによって、第１分光および第２分光を生成した。しかしながら、本発明においては、これに代えて、輝度成分を多く含む第１分光を射出する光源と、色差成分を多く含む第２分光を射出する光源とを各々設置し、これらの光源を切り替えて使用することによって、上記第２実施形態の画像表示装置を備えるプロジェクタと同様の効果を奏することもできる。図７は、第１分光を射出する第１光源８１０ａと第２分光を射出する第２光源８１０ｂとを備えるプロジェクタの概略構成図である。このような構成を有するプロジェクタにおいても、信号処理の負担が増加することを抑止しつつ、表示画像の動きぼけを抑止することが可能となり、優れた表示特性を発揮することができる。なお、両光源を同時に点灯させれば、より高輝度の光を得ることができる。

本発明の第１実施形態である画像表示装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態である画像表示装置を備えるプロジェクタの概略構成図である。 本発明の第２実施形態である画像表示装置のブロック図である。 回転式分光フィルタの正面図である。 回転式分光フィルタを構成する各フィルタの分光透過率である。 本発明の第２実施形態である画像表示装置を備えるプロジェクタの概略構成図である。 本発明の一実施形態であるプロジェクタの変形例を示す概略構成図である。 ＣＲＴ等の瞬間型画像表示の例である。 液晶等の持続型画像表示の例である。 間欠的な画像表示の例である。 連続する入力画像信号の間に生成画像信号を挿入して行う画像表示の例である。

符号の説明

１１，２１……フレームコンバータ、１２……ＤＳＰ、１３……フレームメモリ、１５……切替回路、１６……駆動回路、１７……液晶パネル、Ｓ１，Ｓ２……画像表示装置

Claims (7)

1. 入力された画像信号のフレーム周波数を増加することによって１つのフレームを複数のサブフレームに分割し、前記１つのフレームにおいて表示される画像を前記サブフレーム毎に分割表示する画像表示方法であって、
   １つのフレームにおいて表示される前記画像から、信号処理あるいは分光フィルタによって相対的に輝度が高い画像と相対的に彩度が高い画像とを生成し、
   前記相対的に輝度が高い画像を前記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて表示し、前記相対的に彩度が高い画像を前記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて表示し、
   前記相対的に輝度が高い画像と前記相対的に彩度が高い画像とを交互に表示する
   ことを特徴とする画像表示方法。
2. 前記第１サブフレームにおいて表示される画像の輝度が表示可能な最大階調以上である場合に、前記最大階調を超える輝度成分を前記第２サブフレームに振り分けて表示することを特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
3. 入力された画像信号のフレーム周波数を増加することによって１つのフレームを複数のサブフレームに分割するフレームコンバータと、該フレームコンバータによって分割されたサブフレーム毎に１つのフレームにおける画像を分割表示する表示装置とを備える画像表示装置であって、
   １つのフレームにおいて表示される前記画像から、信号処理あるいは分光フィルタによって相対的に輝度が高い画像と相対的に彩度が高い画像とを生成し、前記相対的に輝度が高い画像を前記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて前記表示装置に表示させ、前記相対的に彩度が高い画像を前記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて前記表示装置に表示させ、前記相対的に輝度が高い画像と前記相対的に彩度が高い画像とを交互に表示させる選択手段を備えることを特徴とする画像表示装置。
4. 前記選択手段は、輝度成分及び色差成分を含むＲＧＢ信号から輝度成分が０に置換されたＲ’Ｇ’Ｂ’信号を引いた信号に基づいて生成される輝度成分優先信号と、上記Ｒ’Ｇ’Ｂ’信号に基づいて生成される色差成分優先信号とを生成し、前記輝度成分優先信号を前記サブフレームのうち少なくとも１つのサブフレームである第１サブフレームにおいて前記表示装置に供給し、前記色差成分優先信号を前記第１サブフレームと異なる第２サブフレームにおいて前記表示装置に供給する制御部であることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
5. 前記制御部は、前記第１サブフレームにおいて表示される画像の輝度が前記表示装置において表示可能な最大階調以上である場合に、前記最大階調を超える輝度成分を前記色差成分優先信号に加えることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
6. 前記表示装置が、照射光を変調することによって画像を表示する照射光変調表示装置であり、
   前記選択手段が、
   前記照射光の輝度成分を優先的に導光する第１の分光フィルタと前記照射光の色差成分を優先的に導光する第２の分光フィルタとを有する回転式分光フィルタと、
   該回転式分光フィルタの第１の分光フィルタあるいは第２の分光フィルタが前記サブフレームに応じて前記照射光を導光するように前記フィルタを回転駆動する回転式分光フィルタと
   を備えることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
7. 請求項３〜６いずれかに記載の画像表示装置を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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