WO2002076105A1

WO2002076105A1 - Dispositif d'affichage en couleur a champ sequentiel

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Publication number: WO2002076105A1
Application number: PCT/JP2002/002009
Authority: WO
Inventors: Naoto Shimada
Original assignee: Olympus Optical Co., Ltd.
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2002-09-26
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Description

明細書面順次カラー表示装置技術分野

この発明は、光学的なゥォブリング（wobbling) 操作による画素ずらしを行う画素ずらしュニットを用いて、高解像度のカラー画像を表示するようにした面順次カラー表示装置に関する。背景技術

従来、液晶表示素子などを用いた画像表示装置において、液晶表示素子からの光の光軸を所定の方向に振動させるゥォプリングと呼ばれる画素ずらし操作を行う画素ずらしュニットを用いて、液晶表示素子の解像度を向上させるようにした画像表示装置が、例えば特開平 6 _ 3 2 4 3 2 0号公報、特開平 7— 7 7 0 4号公報などに開示されている。

次に、かかる光学的なゥォプリング操作により解像度を向上させる画像表示装置の概略構成について説明する。第 1図に示すように、カラー液晶表示素子 101 の背面側に白色光を発光するバックライト 102を配置し、カラー液晶表示素子 101 の前面側には、カラー液晶表示素子 101 からの光の光軸を所定方向に振動させるためのゥォプリング素子（画素ずらしュニット） 103が配置されている。そして、カラ一液晶表示素子 10 1 には、その同一画素に画像表示制御回路 104を介して入力映像信号の奇数フィ一ルド画像と偶数フィ一ルド画像とを表示させ、その表示タイミングに合わせて、カラー液晶表示素子 101 からの光の光軸を、ゥォブリング素子 103 により所定の方向に振動させるようになっている。

ゥォブリング素子 103 は、偏光変換用液晶板 105 とその前面側に配置した複屈折板 106 とからなり、カラー液晶表示素子 101 に表示する映像信号の同期信号に基づいて、ゥォブリング用液晶駆動回路 107 により偏光変換用液晶板 105への電圧のオン ·オフを制御する。これにより、電圧がオンの状態では、カラ一液晶表示素子 101 からの光の偏光を変化させることなく透過させ、電圧がオフの状態では、カラ一液晶表示素子 10 1 からの光の偏光を 90°変化させて透過させ、その偏光方向に応じて複屈折板 106 により射出する位置を変化させて、ゥォブリング操作を行うようになつている。なお、カラ一液晶表示素子 101 は、次のフィールドの画像に書き換えるまでは前のフィ一ルドの画像を保持するので、偏光変換用液晶板 105 の一方の電極は、例えば 5ライン程度の複数ラインに分割し、他方の電極は共通電極として、一方の電極をカラ一液晶表示素子 101 のライン走査のタイミングに合わせて選択して、電圧の印加を制御するようになっている。

カラ一液晶表示素子 101 に奇数フィールド画像と偶数フィ一ルド画像とを交互に表示する際、第 2図の（A) に示すように、カラ一液晶表示素子 101 のデルタ配列の水平方向の画素ピッチを Ρχ , 垂直方向の画素ピッチを Py とするとき、奇数フィールド画像を表示するときは、第 2 図の（B) に破線で示す位置にカラー液晶表示素子 101 の画素列が位置し、偶数フィ一ルド画像を表示するときは、実線で示す位置に画素列が位置するように、上記のゥォブリング素子 103 により、例えば水平方向に 0.75PX , 垂直方向に 0.5 Py の斜め方向にゥォブリング操作を行う 0 すなわち、例えば Pxが 18〃m, Pyが 47.5 mの場合には、 7j平方向に 13.5〃m, 垂直方向に 23. 75〃 mずれた斜め方向に、距離がほぼ 27 .3 mのゥォブリング操作が行われる。

このため、第 3図に示すように、複屈折板 106の結晶軸 106aは、カラ —液晶表示素子面における X— y座標と、その法線方向である z方向に対して傾いた方向に設定する。そして、入射偏光方向がカラー液晶表示素子からの光の偏光方向と一致する場合には、異常光として透過させて画素ずらしを行うようにし、入射偏光方向が力ラ一液晶表示素子からの光の偏光方向に対して 90° 回転している場合には、画素ずらしを行うことなく常光としてそのまま透過させるようにしている。

このようにして、第 4図に示すように、カラ一液晶表示素子 101 に奇数フィ一ルドの画像を表示するときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液晶板 105 の領域への電圧の印加をォンにして、そのラインからの光の偏光方向を 90° 回転させることなくそのまま透過させ、その光を複屈折板 106 により異常光として出射させて画素ずらしを行う。一方、偶数フィールドの画像を表示するときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液晶板 105 の領域への電圧の印加をオフにして、そのラインからの光の偏光方向を 90° 回転させて透過させ、その光を複屈折板 106 により画素ずらしを行うことなく常光としてそのまま出射させる。

また、このように構成した偏向変換用液晶板と複屈折板とからなる一次元の 2点画素ずらしュニットを 2組用意し、一方のュニットに対して、他方のュニットを入射光軸の回りに 90° 回転させて組み合わせ積層して、 1フレームあるいは 1フィ一ルド内で垂直及び水平方向の 4回の画素ずらしを行い、二次元の 4点画素ずらしの高解像度化された画像表示装置も知られている。

また、画素ずらしュニットを用いた高解像度表示に関するものではないが、特開平 8 - 2 4 8 3 8 2号公報には、次のような構成の面順次力ラ一表示装置が開示されている。すなわち、モノクロ C R Tと 7Γセル及びカラー偏光板からなる液晶シャツ夕（色フィル夕）とを使用した面順次力ラ一表示装置において、液晶シャツ夕に含まれる πセルの応答速度の遅れによりフィ一ルド間に生じる混色を低減するために、液晶シャッ夕の ONZO F Fの切り換えタイミングが、順次色信号の映像期間同士の間に存在するブランキング期間内に設定されると共に、 ON/O F F の切り換えタイミングが混色を生じないように設定したものについて開示がなされている。

ところで、三色画像を時間的に切り換えることによりカラ一表示を行う面順次カラ一表示装置に対して、上記画素ずらしュニットを適用して高解像度のカラー画像を表示しょうとすると、次のような問題が生じる。すなわち、画素ずらしユニットに含まれる液晶セルの応答遅れにより、液晶セルを O F Fから ONにする場合には余り問題はないけれども、 ONから 0 F Fする場合、その移行期間に元の画素位置と画素ずらしによりずらされた画素位置の 2つの位置に、画素の表示が同時にみられ、それにより色もれが発生するという問題が生じる。

上記公開公報開示のものにおいては、色フィルタとしてセルとカラ一偏光板からなる液晶シャツ夕を用いた、面順次カラー表示装置における混色について開示がなされているのみで、画素ずらしュニットを用いた高解像度の面順次力ラ一表示装置における色もれの発生につレ、ては、何も開示することころがない。

本発明は、面順次力ラ一表示装置に画素ずらしュニットを用いて高解像度表示を図る場合における上記問題点を解消するためになされたもので、画素ずらしに伴う色もれによる感覚的な混色を低減できるようにした面順次カラー表示装置を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の第 1のァスぺクトは、画像情報を複数の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによってカラーフレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次カラー表示装置において、前記フィ一ルド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記色情報のうち最も比視感度の高い色情報のフィールド画像を前記フレーム画像中の最初及び最後を除く中間の順番にて前記表示手段で表示するように制御することを特徴とするものである。

面順次カラー表示装置において、高解像度化を図るためフレーム画像毎に画素ずらし手段でシフトさせる場合、観察者の感覚的な混色を低減するためには、最も比視感度の高レヽ色情報画像の画素ずらしに伴う漏れ ( 1つの画素が 2つに見える状態）をなくす必要がある。フレーム画像毎に画素ずらし手段でシフトさせる場合、フレーム画像中の最初と最後のフィ一ルド画像において色もれが発生し、中間のフィールド画像におレ、ては色もれは発生しない。したがって、上記のように、最も比視感度の高い色情報画像、例えば複数の色情報として R G Bの三色が用いられる場合には、最も比視感度の高い Gフィールド画像を、最初と最後を除く中間の順番で表示させることにより、画素ずらしに伴う漏れをなくし、観察者の感覚的な混色を低減することが可能となる。

本発明の第 2のァスぺクトは、画像情報を複数の色情報毎にフィールド画像として順次表示することによってカラーフレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次カラ一表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィ一ルド画像の順序及び表示時間を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレ —ム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記画素ずらし手段の作用により前記光線がシフトする移行期間中に表示する複数の前記色情報のうち、最も比視感度が高い色情報のフィールド画像の表示時間が、他の色情報のフィ一ルド画像の表示時間より短くなるように制御することを特徵とするものである。

このように、画素ずらし手段の作用により、画素毎の光線をシフトさせる移行期間中に表示する複数の色情報のうち、最も比視感度が高い色情報のフィールド画像の表示時間を、他の色情報のフィ一ルド画像の表示時間より短くなるように制御することにより、画素ずらしの移行時間中に表示する色のうち、比視感度の高い方の色の漏れを低減し、これにより観察者の感覚的な混色を低減することが可能となる。

本発明の第 3のァスぺクトは、第 2のァスぺクトに係る面順次カラ一表示装置において、前記液晶液晶セルを含む画素ずらし手段の環境温度を計測する温度計測手段を更に有し、前記表示制御手段は、前記温度計測手段が計測した温度に基づいて、各色情報のフィ一ルド画像の表示時間及び前記画素ずらし手段が光線をシフトさせる駆動タイミングを制御することを特徵とするものである。

このように、温度計測手段を設け、計測した温度に基づいて、各色情報のフィ一ルド画像の表示時間及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御することにより、温度変化に基づく画素ずらし手段の移行期間の変化に対応させて、各色情報のフィ一ルド画像の表示時間及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御することが可能となり、温度変化に対応して、より適切に感覚的な混色の低減を図ることができる。本発明の第 4のァスぺクトは、画像情報を複数の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによってカラーフレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次力ラ一表示装置において、前記フィ一ルド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィ一ルド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記フレーム画像を切り換える前後で表示するフィールド画像の色情報を同一化することを特徴とするものである。

このように、フレーム画像を切り換える前後で表示するフィールド画像の色情報を同一にすることにより、フレーム画像の切り換え時に発生する画素ずらしに基づく混色の発生を避けることができる。

本発明の第 5のァスぺクトは、第 4のァスぺクトに係る面順次カラ一表示装置において、前記同一化するフィ一ルド画像の色情報を順次変化させることを特徵とするものである。

フレーム画像の切り換え毎に同一の色情報が現れる場合には、その同一の色情報が現れる間隔が他の色情報の間隔より広くなるので、フリッ力一が生じるが、上記のようにフレーム画像の切り換え時の混色の防止された色情報を、フレーム画像の切り換え毎に順次変えることにより、上記フリッカーを低減することができる。

本発明の第 6のァスぺクトは、画像情報を複数の色情報毎にフィールド画像として順次表示することによってカラーフレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次カラ一表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィ一ルド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフ卜する前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記フレーム画像を切り換える前又は後で表示する 1フィ一ルド期間を何も表示しない非表示フィールド期間とすることを特徴とするものである。

このように構成することにより、画素ずらし手段の液晶セルの 0 N→ O F F又はO F F→ONの動作時にぉぃて、 1フィ一ルド期間は表示手段には画像を表示しないので、画素ずらしに伴う漏れによって生じる混色の発生が避けられる。

本発明の第 7のァスぺクトは、画像情報を三色の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによってカラ一フレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次力ラ一表示装置において、前記フィ一ルド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記三色のフィ一ルド画像のうち二色のフィールド画像を選択し 1フレーム画像とすると共に、 2 フレーム画像で前言己三色のフィールド画像が少なくとも 1回表示されるように制御することを特徵とするものである。

このように、カラ一画像を構成する三色の画像情報のうち二色の画像情報を選択、 1フレーム画像とすると共に、 2フレーム画像で三色のフィールド画像が少なくとも 1回表示されるように構成することにより、 1フレーム画像で表示するフィールド数を減らすことができ、これによりフィールド画像を表示する表示手段の動作速度を遅くすることができ、また比視感度の高い色フィ一ルド画像のみを高解像度表示することが容易になる。

本発明の第 8のアスペクトは、第 7のアスペクトに係る面順次カラー表示装置において、前記表示制御手段は、 1フレーム画像を構成するため選択する二色のフィールド画像のうち一色のフィ一ルド画像として毎回綠色フィールド画像を選択し、緑色のフィールド画像の表示回数が多いことによるホワイトバランスのずれが生じないように表示順序が近レヽ 2つの緑色フィールド画像信号値を用いて、これから表示する緑色のフィ一ルド画像の信号値を計算するホワイトバランス調整手段を更に有することを特徵とするものである。

前記第 7のァスぺクトのように、カラー画像を構成する三色の画像情報のうち二色の画像情報を選択し 1フレーム画像とすると共に、 2フレ —ム画像で三色のフィールド画像が少なくとも 1回表示されるように構成することにより、三色の画像情報のうち一色の画像情報のみが、各フレーム共に選択されることになり、ホワイトバランスにずれが生じることになる。この第 8のアスペクトは、この点を解消するため、上記のようにホワイトバランス調整手段を設けて各フレーム共選択される緑色のフィールド画像信号値を調整するものであり、これによりホワイトバランスのずれを調整することができる。図面の簡単な説明

第 1図は、従来のゥォプリング素子（画素ずらしュニット）を用いた画像表示装置の概略構成を示す図であり、第 2図は、カラ一液晶表示素子のゥォプリング操作による画素配列態様を示す図であり、第 3図は、ゥォプリング素子を構成する複屈折板の作用を説明するための図であり

、第 4図は、第 1図に示した画像表示装置におけるゥォブリング素子による奇数フィールドと偶数フィールドの画素ずらし態様を示す図である。第 5図は、本発明に係る面順次カラー表示装置の実施の形態の光学的構成及び画素ずらし態様を示す概略図であり、第 6図は、第 5図に示した面順次力ラ一表示装置の各部へ供給する駆動信号等を生成するための電気的な回路構成を示すブロック構成図であり、第 7図は、第 5図及び第 6図に示した面順次カラ一表示装置における標準的な面順次カラー表示を行うタイミングを示す図である。また、第 8図は、画素ずらしュニットを構成する液晶セルの応答特性を示す図であり、第 9図は、画素ずらしユニットの画素ずらし動作に基づく色漏れ及び混色の発生態様を示す説明図であり、第 10図は、 L E D光源の点灯のタイミング及び液晶セルの駆動タイミングの調整による漏れ及び混色の低減態様を示す説明図であり、第 11図は、 L E D光源の点灯のタイミング及び液晶セルの駆動タイミングの調整により漏れ及び混色の低減を行う他の態様を示す説明図であり、第 12図は、温度上昇により液晶セルの移行期間が短時間となつた場合の L E D光源の点灯タイミング及び液晶セルの駆動タイミングの態様を示す図である。ま.た、第 13図は、非表示フィールドを追加し 1 フレーム 4フィ一ルド構造として画素ずらし動作による漏れ及び混色の低減を行う態様を示す説明図であり、第 14図は、 1フレーム 4フィールド構造における非表示フィ一ルドの表示期間を短縮化した態様を示す図であり、第 15図は、面順次カラー表示の R G Bフィールド画像の表示順序を変えて、画素ずらし動作に基づく混色を低減する手法を示す説明図であり、第 16図は、 2フレーム 4フィールド構造による面順次カラ一表示における高解像表示を説明するためのタイミングチャートである。発明を実施するための最良の形態

次に、本発明をより詳細に説示するために、添付図面に従って説明する。第 5図の（A) は、本発明に係る面順次カラ一表示装置の実施の形態の光学的構成を示す概略図である。第 5図の（A) において、 1は R ， G, B各色の照明光を発する L E Dからなる光源、 2は偏光ビームスプリッ夕（P B S ) 、 3は反射型 L C D表示素子、 4は画素ずらしュニットで、液晶セル 4— 1と複屈折板 4― 2とからなる 2点画素ずらしュニットであり、 5は光学系である。

そして、このように構成した面順次カラ一表示装置においては、反射型 L C D表示素子 3に R, G, Bフィ一ルド画像が順次表示されると共に、 R G B— L E D光源 1からの照明光がビ一ムスプリッタ 2を介して反射型 L C D表示素子 3に照射され、 R, G, Bフィールド画像はビ一ムスプリッタ 2を通って画素ずらしユニット 4に入射する。そして、、画素ずらしュニット 4の液晶セル 4— 1のフレーム画像毎の ON■ O F F制御により、光学系 5を介して第 5図の（B) に示す元の L C D表示素子画素配列の表示から、第 5図の（C) の点線で示す画素ずらしされた画素配列位置に表示され、高解像度のカラ一表示が行われるようになつている。

第 6図は、このような構成の面順次力ラ一表示装置の各部へ供給する駆動信号等を生成するための電気的な回路構成を示すプロック図である。第 6図において、 11は入力映像信号を A/D変換するための A/D変換回路、 12は AZD変換された映像信号を 3倍速して、 R, G, B信号に分解して R, G, B面順次信号を出力する面順次表示変換回路、 13は面順次表示変換回路 12からの R, G, B面順次信号を DZA変換するための DZA変換回路、 14は DZA変換された R， G, B面順次信号を入力し、反射型 L C D表示素子 3を駆動するための駆動信号を生成する L C D駆動回路である。

また、 15は入力映像信号の同期信号を受けて各部へのタイミング信号を生成すると共に各部を制御するタイミング発生■制御回路、 16はタイミング発生 ·制御回路 15を制御する P L L回路、 17はタイミング発生 · 制御回路 15からのタイミング信号を受けて R G B— L E D光源 1を駆動するための駆動信号を生成する L E D駆動回路、 18はタイミング発生 · 制御回路 15からのタイミング信号を受けて画素ずらしュニット 4の液晶セノレ 4— 1を ON · O F F制御するための駆動信号を生成する液晶セル駆動回路、 19は液晶セル 4— 1の環境温度を検出する温度センサで、その検出値によりタイミング発生 ·制御回路 15は、 R G B— L E D光源 1 及び液晶セル 4 _ 1の駆動タイミングを制御するようになっている。また、タイミング発生■制御回路は、各フィ一ルド画像の各色フィ一ルド画像の順序や、フィールド画像の数等の制御も行うようになっている次に、上記構成の面順次カラ一表示装置の本発明における特徵とする動作手法について説明する。まず、面順次カラ一表示動作について、第 7図のタイミングチャートに基づいて説明する。 R, G, B面順次フィールド信号を L C D駆動回路 14を介して反射型 L C D表示素子 3に順次印加して、フィールド画像を表示させると共に、該フィールド画像に対応させて R G B各色の L E D光源 1を点灯するための L E D点灯信号を、 L E D駆動回路 17より送出する。これにより反射型 L C D表示素子 3 上で面順次力ラ一画像が得られる。

このようにして反射型 L C D表示素子 3より得られた面順次力ラ一画像に対して、画素ずらしュニット 4によりフレーム画像毎に画素ずらしを行う場合、液晶セル 4一 1に対しては、第 8図に示すような ONZO F F制御された液晶セル駆動信号が、液晶セル駆動回路 18より送出される。この駆動信号により液晶セル 4—1は、特に ON→〇F F時の応答遅れにより、 ON状態の液晶セルが完全に O F F状態になるまでは、応答遅延時間と移行期間 ₂ を必要とする。したがって、元の画素位置が画素ずらし作用により完全にずらされた状態で表示されるまでの移行期間には、 2つの位置で画素が表示されることになり、表示漏れが発生し、 2つの位置で異なる色が表示される場合には混色が生じる。この混色発生状態を更に詳細に説明すると、第 9図に示すように、液晶セルの応答動作の移行期間の始期において、例えば B - L E D光源を点灯させた場合、斜線で示した部分の割合で青表示が 0 F F位置に漏れる。また移行期間の終期において、 R— L E D光源を点灯させた場合、斜線で示した部分の割合で赤表示が 0 N位置に漏れる。

面順次カラー表示装置において、フレーム画像毎に画素ずらしュニットでシフトさせる場合、フレーム画像中の最初と最後のフィールド画像、第 7図に示した図示例では、 Bフィールド信号と Rフィールド信号において色もれが発生し、中間の Gフィールド画像においては色もれは発生しない。観察者の感覚的な混色を低減するためには、最も比視感度の高レ、色情報画像の画素ずらし動作に伴う漏れをなくす必要がある。第 7 図に示した例のように、色情報として R G Bの三原色が用いられる場合には、 G色が最も比視感度が高いので、 Gフィールド画像を、第 7図に示すように最初と最後を除く中間、つまり各フレームの 2番目のフィ一ルドとして表示させる。これにより、比視感度の最も高い Gフィールド画像の画素ずらし動作による漏れをなくし、観察者の感覚的な混色を低減することができる。

上記第 1の動作手法の説明では、最も比視感度の高い Gフィールド信号を第 2フレーム信号に設定して、画素ずらし動作に伴う漏れをなくすようにして、混色を低減するようにしたものを示した。これに対して、 LED光源 1 ©点灯のタイミング及び液晶セル 4— 1の ON/OFF夕ィミングの調整によっても、漏れをなくし混色を低減することができる ο

すなわち、第 10図の（A)に示すように、通常は、画素ずらしュニット 4の液晶セル 4一 1の応答動作における ON→0 F F移行期間の始期において、 B_ LED光源 1の点灯信号を ONとし、移行期間の終期において、 R— LED光源 1の点灯信号を ONとしている。しかし、このような L E D光源の点灯動作状態及び液晶セルの ONZOFFタイミングでは、 n番目のフレームの Bフィールド画像と（n+1)番目のフレ —ムの Rフィールド画像とがいずれも移行期間に入り込み、互いに漏れ混色状態で表示される。

そこで、本発明の他の動作手法においては、 Bフィールド画像と Rフィ一ルド画像の場合、 Rフィールド画像の方が比視感度が高いので、第 10図の（B) に示すように、この比視感度が高い Rフィールド画像に漏れが生じないようにするため、漏れが生じる移行期間に R— LED光源ができるだけ点灯しないように、液晶セルの ONZOFFタイミングと R— LED光源の点灯タイミングを調整するものである。すなわち、 R — LED光源の点灯を優先させて、 B— LED光源の点灯タイミングを設定して、 LED光源の発光間隔（LED発光周期）の調整を行うものである。第 10図の（B)の図示例では、液晶セルの ONZOFF夕イミングを少し早めると共に、 B— LED光源の点灯タイミングを早めて、 LED発光間隔を広げている。これにより、 Rフィールド画像の漏れを低減ないしはなくし、混色の発生を低減ないしは防止することが可能となる。ちなみに、 RGB— LED光源の発光タイミングは、 LCD表示素子の応答性より表示期間の終期が望ましい。

また、第 11図に示すように、反射型 LCD表示素子 3における面順次色フィールド画像の表示順序が第 10図の場合と逆の場合、すなわち nフレームの最後のフィールドを Rフィールド画像とし、（n + 1 ) フレームの最初のフィ一ルドを Bフィ一ルド画像とした場合においても、比視感度の高い Rフィールド画像の表示を優先してタイミングを設定する。すなわち、 Rフィールド画像の表示のための R - L E D光源の点灯期間を液晶セルの移行期間にできるだけ入り込まないように設定する。これにより、 Rフィールド画像の漏れを低減し、感覚的な混色を低減することができる。

ところで、画素ずらしュニット 4における液晶セル 4— 1の移行期間は温度依存性が高く、移行期間が変動する。したがって、温度による液晶セルの移行期間の変動に対応させて、タイミングを設定してやることにより、より一層適確に漏れを低減して混色を低減することができる。タイミングの調整に関しては、液晶セルの環境温度を温度センサ 19で検出し、その検出値に基づいてタイミング発生 ·制御回路 15において、 L E D光源 1の点灯タイミング及び液晶セル 4一 1の尾区動タイミングの調整を行うようになっている。

第 12図は、温度上昇により液晶セル 4一 1の移行期間が短時間になつた場合を示しており、この場合における点灯タイミングは、第 10図の（ A) に示した点灯タイミングと同じ場合（各フィールド画像信号の終期において点灯の場合）でも、 R— L E D光源の点灯期間を移行期間に入り込ませる期間を少なくでき、漏れを少なくすることが可能となる。すなわち、移行期間が短時間になった場合には、 B— L E D光源の点灯夕ィミングを遅らせても混色の発生を阻止し、より Bらしい Bフィールド画像を表示することが可能となる。

上記各動作手法では、映像信号が 1フレーム 3フィ一ルド構造のものを示したが、次に非表示フィ一ルドを設けて 1フレーム 4フィ一ルド構造とし、漏れを防ぎ混色を低減するようにした動作手法について説明する。この手法は、第 13図のタイミングチャートに示すように、 1フレーム 4フィールド構造とし、最終の 4フィールド目に B L (黒）というモ一ドのフィールドを設け、この B Lモードの第 4フィールドを非表示フィ一ルドとするものである。この場合、この非表示フィールド期間には、 L E D光源 1は点灯されず黒部となるので、フレーム毎の画素ずらし動作により漏れが生じても、その漏れによる影響は生じない。したがつて、画素ずらし動作において、より漏れの少ない状態とすることができる。

上記のように映像信号を 1フレーム 4フィールド構造とした動作手法において、各フィールドの有効表示期間を同じにした場合、 L C D表示素子 3の応答速度の影響から、追加フィールドの前の R, G, Bの 3フィ一ルドの画像が見えにくくなる可能性がある。ここで、 1フレーム 4 フィ一ルド構造における追加の第 4フィールドと他の各フィールドとを同じ表示期間とする必要はないので、第 14図に示すように、第 4フィールドの表示期間を少し短縮してもよい。これにより、有効表示の R G B 3フィ一ルドにおける L C D表示素子の動作スピ一ドに余裕をもたせることができる。

なお、上記 1フレーム 4フィ一ルド構造とした動作手法においては、第 4フィールドを非表示フィールドとしたものを示したが、第 1フィ一ルドを非表示フィ一ルドとしても同様な作用効果が得られる。また上記のように第 4フィ一ルド期間として非表示期間を設けなくても、フレーム画像の切り換え時点（画素ずらし時点）の時間的に前後に位置する表示フィールド中の切り換え時点に近い側に、ブランキング期間（ブラック表示期間：何も表示しない期間）を設けることによつても、同様な作用効果を奏することが可能である。この場合、ブランキング期間を有するフィールドのフィールド期間は、ブランキング期間を有しないフィ一ルドのフィールド期間より、ブランキング期間分、フィールド期間が長くなる。

ここまで述べた上記各動作手法では、映像信号が 1フレーム 3又は 4 フィ一ルド構造で、各フレームの各色フィ一ルド画像の表示順序は一定のものにおける漏れや混色の発生を低減させる手法について説明を行つてきた。次に、 1フレーム 3フィールド構造の各フレームにおける各色フィ一ルド画像の表示順序を変えて、混色防止を行う手法について説明する。

第 15図は、映像信号が 1フレーム 3フィールド構造の各フレームにおける各色フィ一ルド画像の表示順序を変えて混色防止を行う手法を説明するための説萌図である。映像信号が 1フレーム 3フィ一ルド構造の面順次力ラ一表示方式における標準動作においては、 R G B三原色を用いた場合は、各フレームにおける表示順序は、例えば R G B, R G B, ■ · · ■ ·と一定の順序となっている。これに対して、本発明の手法においては、各フレーム毎の画素ずらし動作に対応させて、各フレームの切り換え時の前後において同色のフィ一ルド画像が連続して表示されるように、 R G Bフィールド画像の表示順序を変えるようにする。

この図示例では、 R G B, B GR, R G B, B G R, のように、フレームの切り換え時の前後において同一色のフィールドがくるように、フレーム毎にフィールド表示順序を変えるようにしている。このように、各フレームにおける R G Bフィールド画像の表示順序を変えることにより、フレーム切り換え時に画素ずらし動作により漏れが生じても、同一色であるため混色の発生は避けられる。

ところで、上記のように、フレーム切り換え時の前後において、同一色のフィールド画像を表示するように構成すると、連続表示となって混色の発生は阻止されるが、切り換え時の連続表示される色の表示間隔が、他の色の表示間隔より広くなつて、フリッカーが生じる状態となる。そこで、このフリッカ一状態を低減する手法について説明する。

本発明は、面順次カラ一表示装置においてフレーム切り換え時に、液晶セルを ONZO F Fして画素ずらし動作を行わせているものである。画素ずらしに伴う漏れや混色の発生の問題は、液晶セルの ON→0 F F の切り換えタイミングにおいて生じるものであるので、フレーム切り換え時の前後の連続同一色フィールド画像表示を、全てのフレームの切り換え時に行うのではなく、液晶セルの 0 N→ 0 F Fの切り換え時にのみ、フレーム切り換え時の前後において同一色フィールド画像を表示するように、フィールド画像の表示順序を設定することにより、上記フリツカーの発生を低減しながら混色の発生を防止することが可能となる。次に、 2フレームで三色フィ一ルド画像が少なくとも 1回表示されるようにした 2フレーム 4フィ一ルド構造の面順次力ラ一表示方式に、画素ずらしュニットによる画素ずらし方式を適用した場合の実施の形態を、第 16図のタイミングチャートに基づいて説明する。この図示例では、 2フレーム 4フィールド構造の映像信号において、高比視感度の Gフィ —ルド信号のみを各フレームでそれぞれ表示させるようにし、その高比視感度の Gフィールド信号のみを画素ずらしュニットの画素ずらし動作により高解像表示を行うようにしている。

このように構成した場合には、映像信号を 2フレーム 4フィールド構造としているので、 L C D表示素子 3の動作スピ一ドを遅くすることができ、余裕をもたせることができ、また比視感度の高い G表示のみを高解像表示させることができる。

ところで、このように 2フレーム 4フィールド構造において Gフィ一ルド画像のみを各フレームにおいて表示、すなわち 2フレームで 2回表示させ、他の Bフィールド画像の表示より表示回数を多くすることにより、ホワイトバランスのずれが発生する。このホワイトバランスのずれをなくし、他の色と整合させるために、 2つのフレームの G信号より、各 Gフィールド時に LCD表示素子に供給するビデオ信号を、各画素毎に演算して設定する。これによりホワイトバランスを保った高解像度表示を行うことができる。

次に、 2つのフレームの G信号より、各 Gフィールド時に LCD表示素子に供給するビデオ信号の設定について説明する。 oddフレームの G 信号の入力レベルを Godd , evenフレームの G信号の入力レベルを Gev enとし、 odd及び evenフレームの LCD表示素子に供給する Gビデオ信号の出力レベルをそれぞれ L (Godd ) , L (Geven) とすると、次のように表される。

Godd ≥ Gevenの場合

AG = Godd -Geven

L (Godd ) =k 1 { (Godd -AG) / 2} +AG

L (Geven) =k 2 (Geven/ 2)

Godd < Gevenの場合

AG = Geven- Godd

L (Godd ) =k 1 (Godd /2)

L (Geven) =k 2 { (Geven- AG) / 2} +AG 但し、 k l, k 2は係数であり、光源及び画素ずらしユニットの特性に基づいて設定され、上記ホワイトバランスの調整のための各信号レベルの設定等は、全てタイミング発生 ·制御回路及び RGB映像信号レベルの修正にて行われる。

上記各実施の形態においては、 LCD表示素子として反射型のものを用いた例を示しているが、ノくックライトを用いる透過型の LCD表示素子を利用してもよいことは勿論である。発明の効果

以上のように、本発明の第 1のァスぺクトに係る面順次カラ一表示装置は、最も比視感度の高い色情報のフィ一ルド画像をフレーム画像中の中間の順番で表示させるように構成しているので、最も比視感度の高い色情報画像の画素ずらしに基づく漏れの発生を防ぎ、感覚的な混色の発生を低減することが可能となる。また本発明の第 2のァスぺクトに係る面順次カラ一表示装置は、画素ずらし手段により光線をシフ卜する移行期間中に表示する複数の色情報のうち最も比視感度が高い色情報のフィ ―ルド画像信号の表示時間が他の色情報の表示時間より短くなるように構成しているので、比視感度の高レヽ方の色の漏れを低減し感覚的な混色を低減することができる。また本発明の第 3のァスぺクトに係る面 ί頃次カラ一表示装置は、温度計測手段による計測温度に基づいて、各色フィ —ルド画像の表示タイミング及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御するように構成しているので、温度変化による画素ずらし手段の移行期間の変化に対応させて、各色フィールド画像の表示タイミング及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御し、温度変化に対応してより適切に感覚的な混色の低減を図ることができる。また本発明の第 4のァスぺクトに係る面順次カラー表示装置は、フレーム画像を切り換える前後で表示するフィールド画像の色情報を同一化するように構成しているので、フレーム画像の切り換え時に発生する画素ずらしに基づく混色の発生を避けることができる。また本発明の第 5のァスぺクトに係る面順次力ラ一表示装置は、フレーム画像の切り換えの前後の同一化されるフィールド画像の色情報を順次変化させるように構成しているので、同一化される色情報が分散化されフリッカーを低減することができる。また本発明の第 6のァスぺクトに係る面順次カラ一表示装置は、フレーム画像を切り換える前又は後で表示する 1フィ一ルド期間を何も表示しない非表示フィールド期間とするように構成しているので、画素ずらしに伴う漏れによって生じる混色の発生を防止することができる。また本発明の第 7のアスペクトに係る面順次カラー表示装置は、カラー画像を構成する三色の画像情報のうち二色を選択し 1フレーム画像とすると共に、 2フレームで三色のフィールド画像が少なくとも 1回表示されるように構成しているので、 1フレームで表示するフィールド数を減らし、表示手段の動作速度を遅くすることができ、また高比視感度の色フィールド画像のみを高解像表示することができる。また本発明の第 8のアスペクトに係る面順次カラ一表示装置は、ホワイトバランスのずれを調整しながら高比視感度の Gフィールド画像の高解像表示をすることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 画像情報を複数の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによって、カラ一フレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次力ラ一表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシストさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、俞記色情報のうち最も比視感度の高い色情報のフィールド画像を前記フレーム画像中の最初及び最後を除く中間の順番にて前記表示手段で表示するように制御することを特徵とする面順次力ラ一

2 . 画像情報を複数の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによって、カラ一フレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序及び表示時間を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記画素ずらし手段の作用により前記光線がシフトする移行期間中に表示する複数の前記色情報のうち最も比視感度が高レ、色情報のフィールド画像の表示時間が他の色情報のフィールド画像の表示時閭より短くなるように制御することを特徵とする面順次カラー表示装置。

3. 前記液晶セルを含む画素ずらし手段の環境温度を計測する温度計測手段を更に有し、前記表示制御手段は、前記温度計測手段が計測した温度に基づいて、各色情報のフィ一ルド画像の表示時間及び前記画素ずらし手段が光線をシフトさせる駆動タイミングを制御することを特徵とする請求の範囲第 2項記載の面順次力ラ一表示装置。

4 . 画像情報を複数の色情報毎にフィールド画像として順次表示することによって、カラーフレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次力ラ一表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記フレーム画像を切り換える前後で表示するフィ —ルド画像の色情報を同一化することを特徵とする面順次カラー表示装

5 . 前記同一化するフィールド画像の色情報を順次変化させることを特徵とする請求の範囲第 4項記載の面順次力ラ一表示装置。

6. 画像情報を複数の色情報毎にフィ一ルド画像として順次表示することによって、カラ一フレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次力ラ一表示装置にぉレ、て、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィールド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記フレーム画像を切り換える前又は後で表示する

1フィ一ルド期間を何も表示しない非表示フィ一ルド期間とすることを特徵とする面順次力ラ一表示装置。

7. 画像情報を三色の色情報毎にフィールド画像として順次表示することによって、カラ一フレーム画像を観察者が観察可能なように表示する面順次カラ一表示装置において、前記フィールド画像を表示する表示手段と、該表示手段で表示するフィ一ルド画像の順序を制御する表示制御手段と、観察者が観察する画像の解像度が高まるように前記表示手段で表示された画素毎の光線をフレーム画像毎にシフトさせる液晶セルを含む画素ずらし手段と、該画素ずらし手段でシフトする前の画像とシフトした後の画像を観察者に対して表示可能とする光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記三色のフィ一ルド画像のうち二色のフィ一ルド画像を選択し 1フレーム画像とすると共に、 2フレーム画像で前記三色のフィールド画像が少なくとも 1回表示されるように制御することを特徵とする面順次力ラ一表示装置。

8 . 前記表示制御手段は、 1フレーム画像を構成するため選択する二色のフィ一ルド画像のうち一色のフィールド画像として毎回緑色フィ― ルド画像を選択し、緑色のフィ一ルド画像の表示回数が多いことによるホワイトバランスのずれが生じないように表示順序が近い 2つの綠色フィ一ルド画像信号値を用レ、て、これから表示する綠色のフィ一ルド画像の信号値を計算するホワイトバランス調整手段を更に有することを特徵とする請求の範囲第 7項記載の面順次力ラ一表示装置。