JP2002191055A

JP2002191055A - 時分割カラー表示装置および表示方法

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Publication number: JP2002191055A
Application number: JP2000389085A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Baba; 場雅裕馬; Kazuki Taira; 和樹平; Haruhiko Okumura; 村治彦奥
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: US20050146492A1; US6911963B2; JP3766274B2; US20020122019A1

Abstract

(57)【要約】【課題】サブフィールド周波数を大幅に上げることな
く、任意の画像に対して色割れを可及的に抑制すること
を可能にする。【解決手段】三原色信号を含む入力画像信号に基づい
て、三原色信号の内の少なくとも２つの原色信号を選択
して非三原色信号を生成する非三原色信号生成部２，
４，６，１０，１１，１２，１３，１４，１５と、表示
画像信号を白黒画像として順次表示する白黒画像表示部
３２と、白黒画像に同期して、１画面を表示する１フレ
ーム期間を構成する少なくとも４つ以上の複数のサブフ
ィールド期間毎に表示色を切り変えることのできる色表
示部３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９と、非
三原色信号をサブフィールド期間の少なくとも一つに表
示するように色表示部を制御する色表示制御部３０と、
を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時分割カラー表示
装置および表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的にはカラーディスプレイ
は、空間加法混色によりカラー表示を行っている。空間
加法混色とは、一般に光の三原色と呼ばれる赤（以後Ｒ
と呼ぶ）、緑（以後Ｇと呼ぶ）、青（以後Ｂと呼ぶ）を
観察者が空間的に分割された状態として認識できない程
度に並列して配置し、各原色の強度比を変化させること
により、観察者の目の中でそれらを混色させて、カラー
表示を行う方法である。この方法に対し、近年、継時加
法混色によるディスプレイの開発が盛んに進められてき
ている。これは、空間加法混色の場合、カラー表示を行
うために、１つの絵素を光の三原色に相当する３つの画
素に分割する必要があるのに対し、継時加法混色では、
１つの画素でカラー表示が可能となるため、ディスプレ
イの高解像度化の一つの手段として注目されているため
である。空間加法混色に対し継時加法混色は、光の三原
色表示期間を時間的に分割し、観察者が分割期間を認識
できない程度の速さで、各表示を切り換えて表示するこ
とでカラー表示を行っている。この継時加法混色を利用
した表示装置を一般に時分割カラー表示装置と呼ぶ。

【０００３】時分割カラー表示装置は、カラーシャッタ
方式や、三原色バックライト方式等様々な方式がある
が、いずれの方式も入力された画像信号を三原色である
Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に分割し、それらを１フレーム
期間中に３倍速でＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像と順次表示す
ることによりカラー表示を行っている。すなわち、時分
割カラー表示装置においては、１画面の表示更新が完了
するのに必要な期間である１フレーム期間は、各色情報
を表示する複数のフィールドで構成される。この各フィ
ールド期間をここでは、インタレース表示におけるフィ
ールド期間と区別するためサブフィールドと呼ぶことに
する。時分割カラー表示装置においてインタレース表示
を行う場合は、一般的にはＲＧＢ三原色の３個のサブフ
ィールドで１フィールドが構成され、偶奇２フィールド
で１フレームが構成されることになる。以降、議論を簡
略化するため、特に説明の無い限りノンインタレース表
示を前提とすることにし、１フレーム＝１フィールドと
し、１フレームが複数のサブフィールドから構成される
こととして扱う。

【０００４】一般に、表示装置では１フレーム周波数は
フリッカを知覚できない臨界融合周波数（ＣＦＦ）以上
で表示されることが必要であり、それゆえ、時分割カラ
ー表示では１フレーム期間内のサブフィールド数をＮと
するとフレーム周波数のＮ倍の周波数で各サブフィール
ドを表示することが必要となる。例えば図２５に示すよ
うに、１フレーム周波数を６０Ｈｚとし、ＲＧＢの３サ
ブフィールドで時分割カラー表示を行おうとすると、各
サブフィールド周波数は１８０Ｈｚとなる。

【０００５】時分割カラー表示を実現する手段として
は、白色表示をＲＧＢフィルタで時間的に分光するか、
複数のＲＧＢ光源を時間的に切り換えて照明する手段が
用いられる。具体的には、前者の例として白色光源でラ
イトバルブを照明し、ＲＧＢ円盤カラーフィルタ（カラ
ーホイール）を機械的に回転させる構成、モノクロＣＲ
Ｔ(Cathode Ray Tube)で白黒画像を表示し、ＣＲＴ前面
に液晶カラーシャッタを設置する構成が挙げられる。後
者の例としては、ライトバルブをＲＧＢ色のＬＥＤ、も
しくは蛍光管で照明する構成が提案されている。

【０００６】先に述べた理由から、時分割カラー表示で
は空間表示に比べ高速表示が必要とされるため、画像を
表示するライトバルブには高速応答なＤＭＤ（デジタル
マイクロミラーデバイス）、ベンド配向液晶セル（ＰＩ
ツイストセル、位相補償フィルムを追加したＯＣＢ(Opt
ically Compensated Birefringence)モードを含む）、
スメクチック系液晶を用いた強誘電性液晶セル、反強誘
電性液晶セル、電圧・透過率曲線が無閾のＶ字型応答を
示すＶ字型応答液晶セル（ＴＬＡＦ(ThresholdLess Ant
i-Ferroelectric)モード）が用いられる。液晶カラーシ
ャッターに用いられる液晶セルも同様である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先に述べたように、時
分割カラー表示において、フリッカが知覚されないサブ
フィールド周波数の下限は３×ＣＦＦ、即ち１５０Ｈｚ
程度となるが、サブフィールド周波数が低いと「色割れ
妨害」が発生することが知られている。これは、動画に
追随した視線の動き、瞬目、視線の移動により、網膜上
におけるＲＧＢ画像が一致することなく時聞積分される
ために、画像もしくは画面の輪郭が色付いて見える妨害
である。

【０００８】例えば、１フレームが６０Ｈｚの画像信号
の場合、ＲＧＢの各サブフィールドは、１８０Ｈｚで表
示画面全体に面順次で表示される。観察者が静止画を注
視している場合には１８０ＨｚでＲＧＢの各サブフィー
ルド画像が、観察者の網膜上で混色され、正しいカラー
表示を観察者に提示することができる。例えば、図２６
（ａ）に示すように表示画像２００内に白箱画像２１０
が表示されているときは、赤、緑、青の各々のサブフィ
ールド画像が観察者の網膜上で混色され、正しいカラー
表示が観察者に提示される。しかし、図２６（ａ）の矢
印３００の方向に観察者の目が表示画面を横切って移動
する場合等では、例えば、図２６（ｂ）に示すように、
ある瞬間に動体のＲのサブフィールド画像２１２が観察
者の網膜に提示され、次の瞬間には動体のＧのサブフィ
ールド画像２１４が観察者の網膜に提示され、次の瞬間
には動体のＢのサブフィールド画像２１６が観察者の網
膜に提示される場合、観察者の眼球は表示画面を横切っ
て移動しているため、観察者の網膜上でＲとＧとＢの３
つの画像は完全に一致して合成されず、３つの画像はず
れて合成される。そのため、動体のエッジ近傍でＲ，
Ｇ，Ｂのサブフィールド画像が合成されず、それぞれの
Ｒ，Ｇ，Ｂのサブフィールド画像が単独の色として見え
る色割れ妨害が起こる。このような現象は観察者に違和
感を与えたり、また長時間に渡って表示装置を使用する
場合に観察者に疲労を与えることとなる。

【０００９】この色割れ妨害を低減するためには、サブ
フィールド周波数を上げることが効果的であることが分
かっている。しかしながら、表示周波数を上げることは
液晶表示素子などの応答速度から限界があり、回路的に
も困難が増加するため好ましい解決手段とはいえない。

【００１０】一方、ＲＧＢサブフィールドに無彩色信号
（Ｗ信号）サブフィールドを加え、４倍速表示を行う方
法が提案されている（特開平８−１０１６７２号公報参
照）。この方法は、各画素におけるＲＧＢ信号の最小値
をＷサブフィールドにおいて表示し、差分となる有彩色
成分を残りのＲＧＢサブフィールドで表示するというも
のである。この方法によれば、輝度の高い無彩色表示、
即ち明るく白表示に近い表示時には大多数の信号成分が
Ｗサブフィールドで表示されるため、原理的に色割れは
認識されにくくなる。しかしながら、画像情報が殆ど有
彩色成分、例えばＲとＢで画像が構成され、Ｇ信号を殆
ど含まないような画像に対しては上記方法では殆ど効果
が得られない。例えば入力画像信号が黄色（以後Ｙと呼
ぶ）成分が大きい場合は、ＲとＧの色割れが起こってし
まう。

【００１１】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであって、サブフィールド周波数を大幅に上げること
なく、任意の画像に対して色割れを可及的に抑制するこ
とのできる時分割カラー表示装置及びその表示方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明による時分割カラ
ー表示方法は、カラー画像情報を色毎に時間順次に表示
するとともにこの表示に同期して表示色を切り換えるこ
とでカラー画像を表示する時分割カラー表示方法におい
て、１画面を表示する１フレーム期間が各色情報を表示
する少なくとも4つ以上の複数のサブフィールド期間か
ら構成されており、少なくとも一つのサブフィールド期
間において表示される画像信号は、三原色信号を含む入
力画像信号のうち少なくとも２つの原色信号から生成さ
れる非三原色画像信号であることを特徴とする。

【００１３】なお、前記サブフィールド期間において表
示される前記非三原色画像信号は、前記入力画像情報に
基づいて決定されることが好ましい。

【００１４】なお、前記サブフィールド期間の各々にお
いて表示される画像信号は、ｎを１以上の整数としたと
き前記入力画像信号を、ｎ個の前記非三原色画像信号
と、３個の修正された三原色画像信号に分離した修正画
像信号の一つであるように構成しても良い。

【００１５】なお、前記サブフィールド期間において表
示される画像信号は、前記分離された修正三原色画像信
号と、前記少なくとも２つの原色信号から生成される、
修正三原色画像信号の少なくとも１つよりも信号平均強
度が高いｎ個の非三原色画像信号からなることが好まし
い。

【００１６】なお、前記画像信号の分離は、前記３個の
三原色信号の最小値を検出し、前記最小値を第１の前記
非三原色信号とし、前記三原色信号値から前記最小値を
各々減算した０でない２つの修正画像信号のうち、小さ
い方の信号値を第２の前記非三原色信号とするように構
成しても良い。

【００１７】また、本発明による時分割カラー表示装置
は、三原色信号を含む入力画像信号に基づいて、前記三
原色信号の内の少なくとも２つの原色信号を選択して非
三原色信号を生成する非三原色信号生成部と、表示画像
信号を白黒画像として順次表示する白黒画像表示部と、
前記白黒画像に同期して、１画面を表示する１フレーム
期間を構成する少なくとも４つ以上の複数のサブフィー
ルド期間毎に表示色を切り変えることのできる色表示部
と、前記非三原色信号を前記サブフィールド期間の少な
くとも一つに表示するように前記色表示部を制御する色
表示制御部と、を備えたことを特徴とする。

【００１８】なお、前記非三原色信号生成部は、前記入
力画像信号から前記三原色信号を分離する信号分離回路
を含み、この信号分離回路によって分離された三原色信
号から前記非三原色信号を生成するように構成しても良
い。

【００１９】なお、前記白黒画像表示部は自発光型白黒
画像表示装置であり、前記色表示部は前記白黒画像表示
装置の前面に設けられ、時系列的に透過色を切り替え可
能なカラーフィルタであるように構成しても良い。

【００２０】なお、前記カラーフィルタは入射した光の
偏光方向を制御する液晶セルと、複数枚の偏光仮から成
る、液晶カラーシャッタであるように構成しても良い。

【００２１】なお、前記時分割カラー表示装置は、時分
割カラー表示された画像をスクリーン上に拡大、あるい
は縮小投影する光学レンズを備えた投射型表示装置であ
っても良い。

【００２２】なお、前記色表示部は、カラーホイールで
あっても良い。

【００２３】なお、前記白黒画像表示部は透過型液晶ラ
イトバルブであり、前記色表示部は前記透過型液晶ライ
トバルブの背面に設けられたバックライトであり、前記
バックライトは三原色を時系列的に選択、あるいは組み
合わせて発光させることのできる複数の光源を備えるよ
うに構成しても良い。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
具体的に説明する。

【００２５】（第１の実施形態）本発明による時分割カ
ラー表示装置の第１の実施形態の構成を図１に示す。こ
の実施形態の時分割カラー表示装置は、逆γ補正回路２
と、信号分離回路４と、ＲＧＢ最小値検出回路６と、減
算回路８ａ，８ｂ，８ｃと、ＲＧＢ比較回路１０，１
２，１４と、比較減算回路１１，１３，１５と、液晶カ
ラーシャッタ駆動回路３０（以下、ＬＣＣＳ駆動回路３
０とも言う）と、モノクロＣＲＴ３２と、色偏光板３
３，３５，３７と、液晶シャッタ３４，３６，３８と、
無彩色偏光板３９と、を備えている。

【００２６】次に本実施形態の時分割カラー表示装置の
構成および動作を説明する。入力画像信号が逆γ補正回
路２により逆γ補正をされた後、信号分離回路４により
各三原色画像信号、すなわちＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に
分離される。分離された各三原色画像信号は、ＲＧＢ最
小値検出回路６と、減算回路８ａ，８ｂ，８ｃとに入力
される。ＲＧＢ最小値検出回路６では、各画素毎に、Ｒ
信号、Ｇ信号、Ｂ信号の最小値を検出する。検出された
最小値は無彩色（以下、Ｗ信号と呼ぶ）信号としてＬＣ
ＣＳ駆動回路３０および減算回路８ａ，８ｂ，８ｃに入
力される。

【００２７】減算回路８ａ，８ｂ，８ｃでは、Ｒ信号、
Ｇ信号、Ｂ信号より、入力されたＷ信号を減算し、Ｒ１
信号（＝Ｒ信号−Ｗ信号）、Ｇ１信号（＝Ｇ信号−Ｗ信
号）、Ｂ１信号（＝Ｂ信号−Ｗ信号）を各々出力する。
このときＷ信号はＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のうちの最小
値であるから、Ｒ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号のいずれ
かは０となっている。Ｒ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号
は、比較減算回路１１およびＲＧＢ比較回路１０に入力
される。

【００２８】ＲＧＢ比較回路１０では、１フレーム分の
各画素毎に３種類の信号、すなわちＲ１信号、Ｇ１信
号、Ｂ１信号の強度を比較し、上記３種類の信号のうち
２種類の信号の強度が０ではない組み合わせをカウント
していく。例えば、Ｒ１＝３０，Ｇ１＝５０，Ｂ１＝０
であった場合、（Ｒ１，Ｇ１）という組み合わせに対し
カウントする。２種類以上の信号強度が０の場合、その
画素は無視し、カウント対象とはしない。以上の処理を
入力画像信号１フレーム分について行い、最も頻度が高
い（カウント数が大きい）組み合わせをＣｏｍｐ信号と
して出力する。つまり、Ｃｏｍｐ信号は、（Ｒ，Ｇ）、
（Ｒ，Ｂ）、（Ｇ，Ｂ）のいずれかの組み合わせを示す
信号となる。出力されたＣｏｍｐ信号は、Ｒ１信号、Ｇ
１信号、Ｂ１信号とともに、比較減算回路１１に入力さ
れる。

【００２９】比較減算回路１１では、Ｃｏｍｐ信号が示
す組み合わせに対応する画素のＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ
１信号のうちの値が０でない２種類の信号から最小値Ｉ
１を検出し、上記０でない２種類の信号のそれぞれから
上記最小値Ｉ１を減算する。このとき、Ｃｏｍｐ信号が
示す組み合わせの以外の組み合わせに対応する画素の信
号については、減算を行わない。例えば、Ｃｏｍｐ信号
が示す組み合わせが（Ｒ，Ｇ）である画素の場合は、Ｂ
１信号の値は０であり、Ｒ１信号の値とＧ１信号の値の
内の小さい方の値がＩ１となり、Ｒ２信号（＝Ｒ１信号
−Ｉ１）、Ｇ２（＝Ｇ１信号−Ｉ１）、およびＢ２信号
（＝Ｂ１信号）が演算され、比較減算回路１１から出力
される。

【００３０】そして、最小値はＩ１信号としてＬＣＣＳ
駆動回路３０に入力される。また、比較減算回路１１の
出力であるＲ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号は再び比較減
算回路１３およびＲＧＢ比較回路１２に入力される。な
おＩ１信号は（Ｒ，Ｇ）、（Ｒ，Ｂ）、（Ｇ，Ｂ）の組
み合わせのいずれかであるため、黄（以後、Ｙと呼ぶ）
信号、マゼンタ（以後、Ｍと呼ぶ）信号、シアン（以
後、Ｃと呼ぶ）信号のいずれかとなる。

【００３１】Ｒ２信号、Ｇ２信号、Ｂ２信号について、
ＲＧＢ比較回路１２および比較減算回路１３において、
上述と同様の処理が行われ、最小値がＩ２信号としてＬ
ＣＣＳ駆動回路３０に入力され、比較減算回路１３の出
力であるＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号が比較減算回路
１５およびＲＧＢ比較回路１４に入力される。なお、Ｉ
２信号は、Ｉ１信号の組み合わせ以外の２種類の信号の
組み合わせのいずれかの信号である。

【００３２】Ｒ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号について、
ＲＧＢ比較回路１４および比較減算回路１５において、
再度上述したと同様の処理が行われ、比較減算回路１５
の出力であるＲ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号および最小
値Ｉ３信号が、ＬＣＣＳ駆動回路３０に入力される。な
お、Ｉ３信号は、Ｉ１信号とＩ２信号の組み合わせ以外
の組み合わせの信号である。

【００３３】以上により、ＬＣＣＳ駆動回路３０には、
入力画像信号がＷ信号、Ｙ信号、Ｍ信号、Ｃ信号、Ｒ４
信号、Ｇ４信号、およびＢ４信号の７種類に分離された
信号が入力される。

【００３４】以下に、本実施形態にかかる入力画像信号
の分離方式をより具体的に説明する。本実施形態にかか
る入力画像信号の分離方式の概略を図２に示す。図２に
おいては、説明の簡略化のため、３×３個の画素４０
_ｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３）の画像信号が入力される場
合について示しており、１画素が左からＲ、Ｇ、Ｂの三
種類の画像信号により構成されていることを表してい
る。Ｒ、Ｇ、Ｂに書かれている数字は最大を１００とし
た場合の各画像信号の強度を示している。入力された画
像信号は、まずＲＧＢ最小値検出回路６と減算回路８
ａ，８ｂ，８ｃによりＷ信号とＲ１信号、Ｇ１信号、Ｂ
１信号に分離される。例えば図２（ａ）に示す左上の画
素４０_１１の場合、Ｒ＝１００、Ｇ＝５０、Ｂ＝２０で
あるため、Ｗ＝２０となり、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１はそれぞ
れ、Ｒ１＝Ｒ−Ｗ＝８０、Ｇ１＝Ｇ−Ｗ＝３０、Ｂ１＝
Ｂ−Ｗ＝０となる。このようにして求められた、各画素
４０_ｉｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３）に対応するＲ１信号、
Ｇ１信号、Ｂ１信号の値を図２（ｂ）に、Ｗ信号の値４
２_ｉｊを図２（ｃ）に示す。

【００３５】次に、Ｒ１信号、Ｇ１信号、Ｂ１信号は、
ＲＧＢ比較回路１０に入力され、１フレームのＲ１信
号、Ｇ１信号、Ｂ１信号のうち、２種類の組み合わせ頻
度が最大となる組み合わせが求められる。図２（ｂ）の
場合、（Ｒ，Ｇ）の組み合わせが６個、（Ｒ，Ｂ）の組
み合わせが１個、（Ｇ，Ｂ）の組み合わせが２個である
ため、（Ｒ，Ｇ）の組み合わせが最も頻度が高いとＲＧ
Ｂ比較回路１０が判断し、その結果を比較減算回路１１
に送出する。

【００３６】比較減算回路１１では、各画素毎に、入力
されるＲ１信号，Ｇ１信号，Ｂ１信号のうち、ＲＧＢ比
較回路１０の出力結果に基づいて、（Ｒ，Ｇ）の組み合
わせに対応するＲ１信号およびＧ１信号の値のうち小さ
いほうの値、すなわち最小値を求める。図２（ｂ）に示
す左上の画素４０_１１の場合、Ｒ１＝８０，Ｇ１＝３
０，Ｂ１＝０であるため、この画素の最小値すなわちＹ
（Ｒ，Ｇ）信号は、Ｙ＝３０となり、Ｒ２信号、Ｇ２信
号、Ｂ２信号はそれぞれ、Ｒ２＝Ｒ１−Ｙ＝５０，Ｇ２
＝Ｇ１−Ｙ＝０，Ｂ２＝Ｂ１＝０となる。Ｂ１信号は、
組み合わせの要素がＲとＧであるため、減算の対象とは
ならない。このようにして求められた、各画素４０_ｉｊ
（ｉ，ｊ＝１，２，３）に対応するＲ２信号、Ｇ２信
号、Ｂ２信号の値を図２（ｄ）に、Ｙ信号の値４４_ｉｊ
を図２（ｅ）に示す。

【００３７】比較減算回路１１から出力されたＲ２信
号、Ｇ２信号、Ｂ２信号は、再びＲＧＢ比較回路１２に
より上述の場合と同様の処理が行われる。図２（ｄ）の
場合、（Ｒ，Ｇ）の組み合わせが０個、（Ｒ，Ｂ）の組
み合わせが１個、（Ｇ，Ｂ）の組み合わせが２個、その
他カウントされない組み合わせ（Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信
号のうち２種類以上の信号の値が０となる組み合わせ）
が６個であるから、（Ｇ，Ｂ）の組み合わせが最も頻度
が高いとＲＧＢ比較回路１２が判断し、この結果を比較
減算回路１３に送出する。この結果に基づきＲ２信号、
Ｇ２信号、Ｂ２信号から、比較減算回路１３において、
組み合わせ頻度が最大である（Ｇ，Ｂ）の組み合わせに
ついて最小値が求められ、減算が行われる。つまり、図
２（ｄ）の右上の画素４０_１３では、最小値すなわちＣ
（Ｇ，Ｂ）信号は、Ｃ＝２０となり、Ｒ３信号、Ｇ３信
号、Ｂ３信号はそれぞれ、Ｒ３＝Ｒ２＝０，Ｇ３＝Ｇ２
−Ｃ＝０，Ｂ３＝Ｂ２−Ｃ＝１０となる。このようにし
て求められた、各画素４０_ｉ _ｊ（ｉ，ｊ＝１，２，３）
に対応するＲ３信号、Ｇ３信号、Ｂ３信号の値を図２
（ｆ）に、Ｃ信号の値４６_ｉｊを図２（ｇ）に示す。

【００３８】更に、ＲＧＢ比較回路１４および比較減算
回路１５において、Ｒ３信号，Ｇ３信号，Ｂ３信号につ
いても上述の場合と同様の処理を行う。図２（ｆ）に示
す場合、（Ｒ，Ｂ）の組み合わせが１個、その他のカウ
ントされない組み合わせが８個であるため、（Ｒ，Ｂ）
の組み合わせが最も頻度が高いと判断する。ただし、こ
こでの処理は、この処理が行われる前の２回のＲＧＢ比
較処理の結果から、これまでに組み合わせられていない
組み合わせであると判断することが可能であるため、省
略することができる。この結果に基づきＲ３信号，Ｇ３
信号，Ｂ３信号は、比較減算回路１５において、組み合
わせ頻度が最大であるＲＢの組み合わせについて最小値
が求められ、減算が行われる。つまり、図２（ｆ）の真
中の画素４０_２２では、最小値すなわちＭ（Ｒ，Ｂ）信
号は、Ｃ＝３０となり、Ｒ４信号、Ｇ４信号、Ｂ４信号
はそれぞれ、Ｒ４＝Ｒ３−Ｃ＝３０，Ｇ４＝Ｇ３＝０，
Ｂ４＝Ｂ３−Ｍ＝０となる。以上の処理により、入力画
像信号は、Ｗ、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４の画像信
号に分離される。すなわち、逆γ補正回路２と、信号分
離回路４と、ＲＧＢ最小値検出回路６と、減算回路８
ａ，８ｂ，８ｃと、ＲＧＢ比較回路１０，１２，１４
と、比較減算回路１１，１３，１５とによって、入力画
像信号からＲ、Ｇ、Ｂの三原色画像信号が分離されると
ともにＷ、Ｙ、Ｃ、Ｍの非三原色画像信号が生成され
る。

【００３９】上述のような処理により分離された７種類
の画像信号は、ＬＣＣＳ駆動回路３０に入力される。Ｌ
ＣＣＳ駆動回路３０では、フレームメモリ（図示せず）
に分離された画像信号を記録し、入力画像信号のフレー
ム周波数の７倍の周波数で順次出力する。この画像出力
は、モノクロＣＲＴ３２に入力され、Ｗ信号、Ｙ信号、
Ｃ信号、Ｍ信号、Ｒ４信号、Ｇ４信号、およびＢ４信号
の画像信号を面順次で表示する。この表示と同期して、
３枚の液晶シャッタ３４，３６，３８をＬＣＣＳ駆動回
路３０によって駆動することにより、観察者にカラー画
像を提示することができる。

【００４０】本実施形態における色偏光板と液晶シャッ
タの構成を図３に示す。色偏光板３３，３５，３７およ
び無彩色偏光板３９と、液晶シャッタ３４，３６，３８
とはモノクロＣＲＴ３２の表示面に直交する方向に直列
に設置されている。色偏光板３３，３５，３７および無
彩色偏光板３９の矢印は、透過軸方位を示し、添え字の
ＲＧＢは、透過光色を示す。例えば、色偏光板３３で
は、直交する２つの偏光軸の一方は、ＲＧＢを透過し、
他方は、ＧＢつまりＣを透過する。

【００４１】液晶シャッタ３４，３６，３８は、強誘電
性液晶セルやベンド配向セルのような高速応答性を有し
ている液晶セルが望ましく、本実施形態では、ベンド配
向セルを用いた。ベンド配向セルはＯＮ時は入射偏光方
位を維持して透過、ＯＦＦ時は入射偏光方位を９０度回
転させる。つまり上記色偏光板３３，３５，３７と液晶
シャッタ３４，３６，３８との組み合わせの場合、３枚
の液晶シャッタ３４，３６，３８のＯＮ／ＯＦＦを図４
に示すように組み合わせれば、Ｗ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、
Ｇ、Ｂの７種類の色を表示することができる。例えば、
液晶シャッタ３４，３６をＯＮ、液晶シャッタ３８をＯ
ＦＦすると、WすなわちＲＧＢが透過光色となり、液晶
シャッタ３４をＯＦＦ、液晶シャッタ３６，３８をＯＮ
すると、Ｒが透過光色となる。

【００４２】この３枚の液晶シャッタ３４，３６，３８
の駆動と同期してモノクロＣＲＴ３２に７倍速で７種類
の画像信号を表示することにより、観察者にカラー画像
を提示することができる。

【００４３】上記のように駆動することにより、入力画
像は、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに比べそれぞれの色差
がより小さい非三原色画像信号Ｃ、Ｍ、Ｙの画像で出力
される強度が高くなり、Ｃ、Ｍ、Ｙの混色では表すこと
ができない色をＲ、Ｇ、Ｂで表示することとなる。Ｒ、
Ｇ、Ｂは、表示装置が再現できる色で最も色差が大きい
三原色であり、色差が大きいということは、観察者にと
って色の違いが大きく知覚されるため、色割れが大きく
なる。

【００４４】以上説明したように、本実施形態の時分割
カラー表示装置は、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して
よりそれぞれの色差が小さい非三原色画像信号である
Ｃ、Ｍ、Ｙで表示し、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの強度
は小さくなるため、観察者に色割れが知覚されにくいも
のとなる。

【００４５】（第２の実施形態）次に、本発明による時
分割カラー表示装置の第２の実施形態の構成を図５に示
す。この実施形態の時分割カラー表示装置は、Ｒ信号、
Ｇ信号、Ｂ信号の三原色信号と、ｎ個の非三原色信号と
を用いて、時分割カラー表示するものであって、逆γ補
正回路２と、信号分離回路４と、信号分離回路１６，１
９と、信号比較回路１７，２０と、減算回路１８，２１
と、ＬＣＣＳ駆動回路３０と、モノクロＣＲＴ３２と、
色偏光板３３，３５，３７と、液晶シャッタ３４，３
６，３８と、無彩色偏光板３９と、を備えている。本実
施形態は、ｎを２とした場合である。

【００４６】次に、本実施形態の時分割カラー表示装置
の構成と動作を説明する。入力画像信号は、逆ガンマ補
正回路２に入力されて逆ガンマ補正処理をされた後、信
号分離回路４によりＲ信号およびＧ信号ならびにＢ信号
の三原色信号に分離される。この三原色信号は、信号分
離回路１６に入力され、各画素毎に、Ｒ信号、Ｇ信号、
Ｂ信号の最小値よりＷ信号、Ｒ信号とＧ信号の最小値よ
りＹ信号、Ｒ信号とＢ信号の最小値よりＭ信号、Ｇ信号
とＢ信号の最小値よりＣ信号が作られ、これらの非三原
色信号Ｗ、Ｙ、Ｍ、Ｃ信号は信号比較回路１７に入力さ
れる。

【００４７】信号比較回路１７では、１フレーム分の各
画素毎に、Ｗ信号、Ｙ信号、Ｍ信号、およびＣ信号の強
度を比較し、信号強度が最大である信号を検出し、その
組み合わせを識別する信号をＣｏｍｐ信号として減算回
路１８に送出する。また、信号分離回路１６は、信号分
離回路４の出力であるＲ、Ｇ、Ｂ信号をそのまま減算回
路１８に送出する。Ｃｏｍｐ信号は、Ｗ信号の信号強度
が最大であるときは（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の組み合わせを、Ｙ
信号の信号強度が最大であるときは（Ｒ，Ｇ）の組み合
わせを、Ｍ信号の信号強度が最大であるときは（Ｒ，
Ｂ）の組み合わせを、Ｃ信号の信号強度が最大であると
きは（Ｇ，Ｂ）の組み合わせを識別する信号である。

【００４８】減算回路１８では、Ｃｏｍｐ信号によって
入力される組み合わせに対応するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信
号のうちの２種類の信号から最小値をＩ５信号として検
出し、上記２種類の信号のそれぞれからＩ５信号を減算
する。このとき、組み合わせの対象となっていない信号
については、減算を行わない。例えば、Ｃｏｍｐ信号が
（Ｇ，Ｂ）の組み合わせを識別する信号であるときは、
Ｇ信号とＢ信号の値の最小値Ｉ５すなわち小さい方の値
を検出し、Ｇ信号、Ｂ信号からそれぞれＩ５信号を減算
する。そして、減算結果をＧ５信号（＝Ｇ信号−Ｉ５信
号）、Ｂ５信号（＝Ｂ信号−Ｉ５信号）を信号分離回路
１９に出力する。このときＲ信号は組み合わせの対象と
なっていない信号なので減算を行わず、Ｒ５信号（＝Ｒ
信号）として信号分離回路１９に出力される。また、Ｉ
５信号は減算回路１８からＬＣＣＳ駆動回路３０に送出
される。

【００４９】信号分離回路１９および信号比較回路２０
ならびに減算回路２１において、上述の場合と同様の処
理を行うことにより、Ｒ５信号、Ｇ５信号、Ｂ５信号
は、Ｒ６信号、Ｇ６信号、Ｂ６信号およびＩ６信号に分
離され、ＬＣＣＳ駆動回路３０に入力される。

【００５０】本実施形態では、ｎ＝２であるため、減算
回路による処理が２回であったが、一般にｎの値によ
り、減算回路による処理回数はｎとなる。上記の処理に
より、入力画像信号は、三原色信号である、Ｒ６信号、
Ｇ６信号、Ｂ６信号、および非三原色信号である、Ｉ５
信号、Ｉ６信号の５種類の画像信号に分離される。ＬＣ
ＣＳ駆動回路３０では、分離された画像信号を、図示し
ないフレームメモリに記録し、入力画像信号のフレーム
周波数の、３＋ｎ倍の周波数で順次出力する。この画像
出力は、モノクロＣＲＴ３２に入力され、Ｒ６信号、Ｇ
６信号、Ｂ６信号、Ｉ５信号、Ｉ６信号の画像信号を面
順次で時分割表示する。第１の実施形態の場合と同様
に、この表示と同期して、３枚の液晶シャッタ３４，３
６，３８を駆動することにより、観察者にカラー画像を
提示することができる。

【００５１】上記のように駆動することにより、入力画
像は、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに比べそれぞれの色差
がより小さい非三原色画像信号Ｉ５およびＩ６の画像で
出力される強度が高くなり、Ｉ５、Ｉ６の混色では表す
ことができない色をＲ、Ｇ、Ｂで表示することとなる。

【００５２】以上説明したように、本実施形態の時分割
カラー表示装置は、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して
よりそれぞれの色差が小さい非三原色画像信号であるＩ
５、Ｉ６で表示し、三原色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの強度は
小さくなるため、観察者に色割れが知覚されにくいもの
となる。

【００５３】（第３の実施形態）次に本発明による時分
割カラー表示装置の第３の実施形態を図６を参照して説
明する。この実施形態の時分割カラー表示装置は、Ｒ信
号、Ｇ信号、Ｂ信号、Ｗ信号と、１個の非三原色信号と
を用いて、時分割カラー表示するものであって、その構
成を図６に示す。この実施形態の時分割カラー表示装置
は、逆γ補正回路２と、信号分離回路４と、ＲＧＢ最小
値検出回路６と、減算回路８ａ，８ｂ，８ｃと、ＲＧＢ
比較回路１０，１２，１４と、比較減算回路１１，１
３，１５と、液晶カラーシャッタ駆動回路３０（以下、
ＬＣＣＳ駆動回路３０とも言う）と、モノクロＣＲＴ３
２と、色偏光板３３，３５，３７と、液晶シャッタ３
４，３６，３８と、無彩色偏光板３９と、を備えてい
る。すなわち、本実施形態の時分割カラー表示装置は、
図１に示す第１の実施形態の時分割カラー表示装置にお
いて、ＲＧＢ比較回路１２，１４と、比較減算回路１
３，１５とを削除した構成となっている。第１の実施形
態では、入力画像信号をＣ信号、Ｍ信号、Ｙ信号に分離
するために、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号よりＷ信号を減算
した後に、３回の減算処理を行っている。これに対して
本実施形態では、減算処理を３回から２回とすることに
より、入力画像信号をＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号、Ｗ信号
と、１個の非三原色信号からなる画像信号に分離するこ
とができる。

【００５４】この分離された画像信号が入力されたしＣ
ＣＳ駆動回路３０では、分割された画像信号を図示しな
いフレームメモリに記録し、入力画像信号のフレーム周
波数の、５（＝４＋１）倍の周波数で順次出力する。こ
の画像出力は、モノク回ＣＲＴ３２に入力され、分離さ
れた画像信号を面順次で時分割表示する。第１の実施形
態と同様に、この表示と同期して、３枚の液晶シャッタ
３４，３６，３８を駆動することにより、観察者にカラ
ー画像を提示することができる。

【００５５】以上説明したように、本実施形態の時分割
カラー表示装置は、三原色信号である、Ｒ信号、Ｇ信
号、Ｂ信号と、これらの三原色信号より色差が小さい非
三原色画像信号であるＩ１とを用いて、液晶カラーシャ
ッタを駆動しているため、三原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂの強度
が相対的に小さくなり、観察者に色割れが知覚されにく
いものとなる。

【００５６】（第４の実施形態）次に、本発明による時
分割カラー表示装置の第４の実施形態を図７を参照して
説明する。上記第１乃至第３の実施形態では、カラー画
像表示手段として、液晶カラーシャッタを用いていた
が、本実施形態では、カラー画像表示手段として、三原
色光源を備えた面光源装置と、面光源装置からの出射光
の強度変調を行う液晶パネル部を用いた構成の時分割カ
ラー表示装置となっている。

【００５７】入力画像信号から、三原色信号と非三原色
信号Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｗ信号に分離する部分は第１乃至第３
の実施形態のいずれかと同じ構成となっている。

【００５８】図７は本実施形態の時分割カラー表示装置
の概略の構成を示すブロック図である。この実施形態の
時分割カラー表示装置は、液晶パネル駆動回路５０と、
三原色光源５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよび導光体５４か
らなる面光源装置と、走査線駆動回路５５および信号線
駆動回路５６ならびに液晶パネル５７からなる液晶パネ
ル部と、を備えている。なお、本実施形態では、入力画
像信号から液晶パネル駆動回路５０までの部分は、第１
乃至第３の実施形態のいずれかと同じであるため、図７
では省略している。図７は、第２の実施形態に記述した
処理により入力画像信号が、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号と
２種類の画像信号（第２の実施形態におけるＩ５、Ｉ６
信号）に分離されて液晶パネル駆動回路５０に入力され
た場合を示している。

【００５９】液晶パネル駆動回路５０では、分離された
画像信号をもとに、ＲＧＢの三原色光源５２ａ、５２
ｂ、５２ｃを点灯する。すなわち、液晶パネル駆動回路
５０より、Ｒ画像信号が出力された場合には、Ｒ光源５
２ａを点灯し、また、Ｉ５信号がＹ信号の場合は、Ｒ光
源５２ａとＧ光源５２ｂとを点灯する。三原色光源は、
冷陰極管やＬＥＤ等様々なものを用いることができる
が、光源としては、高速に応答するものが望ましく、本
実施形態では、ＬＥＤを用いた。

【００６０】図８に分離された画像信号と面光源装置の
点灯のタイミングを示す。図８の縦軸は液晶パネルの垂
直表示位置、横軸は時間を示している。分割された画像
信号は、液晶パネル駆動回路５０により高周波数変換が
行われ、信号線駆動回路５６に入力される。液晶パネル
５７は、線順次書き込みにより、画面上部より入力され
た画像信号が書き込まれていく。画面下端まで書き込ん
だ後、液晶の応答時間分のブランク期間の後、書き込ん
だ画像信号の色に応じた光源を点灯する。図８より明ら
かではあるが、三原色光源５２ａ、５２ｂ、５２ｃおよ
び導光体５４からなる面光源装置の点灯期間を長くする
ためにも、液晶の応答時間は短い方が望ましく、ＯＣＢ
パネルや狭ギャップＴＮタイプのパネル等が考えられる
が、本実施形態では、強誘電性液晶パネルを用いた。

【００６１】以下同様に、分離された画像信号を液晶パ
ネル５７に時分割に順次表示していいくことにより第２
の実施形態と同様の効果を持つカラー画像を観察者に提
示することができる。

【００６２】（第５の実施形態）次に、本発明による時
分割カラー表示装置の第５の実施形態を、図９を参照し
て説明する。この第５の実施形態は、カラーホイールを
用いた投射型時分割カラー表示装置であって、その構成
を図９に示す。この第５の実施形態の時分割カラー表示
装置は、逆γ補正回路２と、信号分離回路４と、ＲＧＢ
最小値検出回路６と、減算回路８ａ，８ｂ，８ｃと、減
算回路６１，６２，６３と、カラーホイール駆動回路６
５と、光源６８およびモノクロ液晶パネル６９からなる
白黒画像生成部と、カラーホイール７０と、を備えてい
る。

【００６３】カラーホイール７０の場合、サブフィール
ドのシーケンスは、カラーホイール７０の色分離順序に
依存するため、シーケンスは固定となる。そのため、入
力画像信号から、三原色信号と非三原色信号であるＣ信
号、Ｍ信号、Ｙ信号、Ｗ信号に分割する手段は、第１の
実施形態の場合とほぼ同様であるが、第１の実施形態で
は、入力画像信号に基づきＣ、Ｍ、Ｙの色分離を行って
いるが、本実施形態では、まず、Ｗ信号を分離し、次に
Ｃ信号を分離、以下Ｍ信号、Ｙ信号、Ｒ信号、Ｇ信号、
Ｂ信号とした。ただし、この順序はこれに限るものでは
無く、その他の順序で分離してもかまわない。分離され
た入力画像信号は、カラーホイール駆動回路６５に入力
される。カラーホイールは、７分割された領域７０ａ，
７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆ，７０ｇから
構成されており、それぞれの分割領域は透過光色がＲ、
Ｇ、Ｂ、Ｗ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、になるフィルタが設置されて
いる。カラーホイール７０は、例えば毎秒６０回転で図
９の矢印の方向に回転しており、この回転と同期して分
離された画像信号が白黒画像生成部に入力される。白黒
画像生成部は例えば光源６８と、その光軸上に設置され
たライトバルブとしてのモノクロ液晶パネル６９により
構成されている。なお、モノクロ液晶パネル６９は、透
過型、反射型のどちらでもよく、また、画素毎に光路を
偏光できる他の反射型表示デバイス等でも構わない。カ
ラーホイール７０のＲ透過フィルタ７０ａが光軸上に重
なった時に白黒画像生成部には、分離されたＲの画像信
号が表示され、その他Ｇ、Ｂ、Ｗ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、の色に
ついても同様の駆動を行うことにより、第１の実施形態
と同様の効果を持つカラー画像を観察者に提示すること
ができる。

【００６４】本実施形態では、カラーホイールを７分割
しているが、例えば入力画像信号の分割をＲ、Ｇ、Ｂ、
Ｃ、Ｍの５種類とし、カラーホイールを５分割とする構
成においても、同様の効果を得ることができる。

【００６５】以上、述べたように、本発明によれば、入
力画像を三原色に比べ、より色差の小さい画像の時分割
多重で表示する割合を高くすることが可能となるため、
観察者に提示されるサブフィールド画像のそれぞれの色
差が小さくなり、観察者に色割れの知覚されにくい時分
割カラー表示装置を提供することができる。

【００６６】（第６乃至第８の実施形態の基本構成につ
いて）次に、本発明による時分割カラー表示装置の第６
乃至第８の実施形態を説明する前に、これらの実施形態
に共通な基本構成について図１０乃至図１１を参照して
説明する。図１０は上記基本構成を示すブロック図であ
り、図１１は上記基本構成にかかる表示シーケンスを示
す図である。第６乃至第８の実施形態の時分割カラー表
示装置は、入力画像情報に応じ、時分割カラー表示する
表示色を決定し、その表示色に対応するように画像信号
を変換して表示デバイスに出力することを最大の特徴と
している。時分割カラー表示する表示色はＲ、Ｇ、Ｂ三
原色に加え、上記三原色とは異なる色（非三原色）の表
示色が少なくとも１つ、サブフィールドとして追加され
る。追加される表示色は上記三原色の色度点を直線で結
ぶことによって得られる表示色再現域に含まれる中間色
であり、有彩色か無彩色であるか問わない。追加される
表示色は画像情報に応じて可変的に決定される。その表
示色は、入力された画像情報の統計計算と、色割れ予測
モデルを参照することにより、色割れ低減に最も有効と
思われる値が推定される。ここで、色割れ予測モデルと
は、画像信号値と色割れ発生の大小関係を表す重率値、
もしくは画像信号値に対する色割れ低減のための修正値
を数値化もしくは数式化して与えたデータ構造である。
色割れ妨害は異なる輝度、彩度を有する複数のサブフィ
ールド画像が、網膜上において空間的にずれて時間積分
されることにより生じるものである。したがって、色割
れ妨害は、画像情報が複数のサブフィールドにおいて、
同一の表示空間に対し大きな画像信号値を有するような
場合に顕著となる。

【００６７】このため、できるだけ一つのサブフィール
ド表示期間に画像情報（輝度、彩度を有する画像信号）
を集中させることで、色割れを低減させることが可能と
なる。例えば、（ｒ，ｇ，ｂ）＝（２５５，２５５，
０）という画像情報が入力された場合、従来の場合には
赤色と緑色が１００％表示されることにより、赤と緑の
合成色である黄色が表示されることになる。この場合、
赤表示と緑表示に時間差を生じるため、色割れが発生す
る。また、赤と緑は色差が大きく、輝度が高いため色割
れが顕著となる。ここで、黄色のサブフィールドを追加
し、画像信号値を（ｒ’，ｇ’，ｂ’，ｙ）＝（０，
０，０，２５５）とすれば、所望の黄色は追加されたサ
ブフィールドでのみ表示されるため、原理的に色割れは
発生しない。このように、画像情報に基づき適当なサブ
フィールドを追加し、一つのサブフィールド画像にのみ
大きな画像信号が集中するように画像情報を再配分する
ことで色割れを最も有効に低減することが可能となる。

【００６８】この目的を達成するために、第６乃至第８
の実施形態の時分割カラー表示装置は、図１０に示すよ
うに、原画像信号に基づいて原画像の画像情報を統計的
に評価する画像評価部８２と、色割れ発生モデルを用い
て画像情報から追加するサブフィールドを決定するサブ
フィールド制御部８４と、追加されたサブフィールドの
情報に基づき原画像信号を変換する画像信号変換部８６
と、色を表示する色表示手段と、サブフィールド制御部
８４からの制御情報に基づいて色表示手段９０に所望の
サブフィールド表示色を順次表示させる色表示制御部８
８と、画像信号変換部８６によって変換された画像号を
出力し、画像を表示する画像表示手段９２と、を備えて
いる。

【００６９】画像評価部８２では、１フレーム分のＲＧ
Ｂ信号からなる原画像信号について所定の統計処理を行
う。サブフィールド制御部８４では、上記統計処理によ
って得られた画像の属性について、色割れを最も抑制で
きると思われるサブフィールド表示色を予測により決定
する。ここでは、原画像信号を画像評価部８２において
１フレーム分統計処理し、得られた値をサブフィールド
制御部８４の入力パラメータとして、サブフィールド制
御部内に設けられた色割れ予測モデルを参照することに
より追加サブフィールドを決定している。しかしなが
ら、色割れ予測モデルを画像評価部８２内に保有し、各
画素あるいは１ライン分の画像信号を読み出して統計処
理する際に逐次色割れ予測モデルを参照し、色割れの大
小を画素毎に重率として反映した値を統計処理する場合
もあり得る。どちらの場合においても、１フレーム分の
画像情報について、色割れの影響を反映させた統計パラ
メータを計算によって算出し、サブフィールド制御部８
４において統計パラメータに基づいて追加サブフィール
ドを決定することに関しては同じであり、両者に本質的
な差異はない。

【００７０】画像評価部８２およびサブフィールド制御
部８４ならびに画像信号変換部８６によって表示すべき
非三原色信号が生成される。

【００７１】色表示制御部８８では、サブフィールド制
御部８４の決定した情報から対応する表示色（図１１に
示すＩ_Ｒ・Ｒ、Ｉ_Ｇ・Ｇ、Ｉ_Ｂ・Ｂの合成からなる表示
色）を追加して色表示手段９０の制御を行う。一方、画
像信号変換部８６では表示するサブフィールド毎の画像
信号をＲＧＢ信号から変換、生成する（図１１に示す画
像信号Ｓ’）。なお、表示色Ｉ_Ｒ・Ｒ、Ｉ_Ｇ・Ｇ、Ｉ_Ｂ
・Ｂの生成については後述する。変換された画像信号は
所定の駆動手段により画像表示手段９２に表示され、同
期して駆動される色表示手段９０との組み合わせにより
カラー画像が表示される。

【００７２】サブフィールド表示色の決定に際し、どの
ような画像統計量を用いるかは様々な方法が考えられ
る。最も望ましいのは色割れ知覚モデルを構築し、人間
の知覚空間上に画像情報をマッピングすることで、色割
れを知覚しやすい画像情報をサブフィールド追加と一連
の信号変換により削減する手法である。色割れ妨害を扱
うには、人聞の知覚に基づいたＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ｕ^＊
ｖ^＊均等色空間座標やＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等
色空間座標などを用いることが便利である。

【００７３】また、画像信号を変換するに際しても、原
画像から所望のカラー画像を表示するにはＣＩＥ１９３
１ＸＹＺ表色系など色情報を正確に表現できる座標系に
基づいた変換処理が望ましい。しかしながら、人間の均
等色空間はＲＧＢ画像信号に対し非線形であるため、演
算回路やメモリを削減する目的で近似的に簡略化された
予測により処理を行うことも可能である。例えば、ＲＧ
Ｂ信号のまま、ヒストグラムを生成するなどして画像情
報の属性判断や画像変換処理を行うことも可能である。

【００７４】また、追加するサブフィールド色を予め限
定しておき、その複数ある候補の中から最適な表示色を
決定することも処理軽減に効果的である。更には、画像
評価を行うに際し、１フレームの画像信号全てを使って
統計処理するのではなく、例えば、０〜２５５の範囲の
うち、一定以上の画像信号値のみ計算に使用する等、フ
ィルタリング処理により予め色割れに有意な画像情報を
選択して部分的に統計処理を行っても良い。

【００７５】また、追加するサブフィールドを１つでは
なく複数とする場合は、変換された画像信号を入力画像
信号としてループ処理することにより最適な表示手段が
得られる。その際、色割れに支配的な画像成分は逐次減
少していくので、処理速度を速めるために一部の処理を
省略、近似するなどしても十分な効果が得られる。

【００７６】また、構成可能な色表示手段９０として
は、ＲＧＢ三原色を独立に制御可能な光源を名いるもの
と、ＲＧＢ以外の表示色に可変できる色フィルタが考え
られる。前者の光源としては、ＲＧＢ三原色の各々を発
光するＬＥＤ、同様の蛍光管、ＥＬ(Electro Luminesce
nce)発光素子、フラッシュランプなどが挙げられる。中
でも、ＬＥＤは高い色純度を有し、電流量制御によって
個々の発光強度を可変とすることが容易であるので、上
記目的には非常に望ましい。この構成においては、画像
表示手段９２としては非発光型のライトバルブ型表示装
置、即ちＬＣＤが最適である。ＬＣＤにおいては高速切
り換え表示を行う目的から、ネマチック系液晶ではベン
ド配向セル、垂直配向のホモジニアスセルなどが適して
おり、スメクチック系液晶における強誘電、反強誘電性
液晶セル、Ｖ字型応答液晶セルも表示手段として望まし
い。

【００７７】後者を構成する色フィルタとしては、電気
的に表示色を切り換え可能である液晶カラーシャッタが
最適である。液晶カラーシャッタは通常２枚の液晶セル
から構成され、２値のスイッチングの組み合わせによっ
て得られる４色のうち３色を表示することが可能である
が、例えばもう１枚液晶セルを追加することで８（＝２
^３）色の表示が可能となる。また、Ｇ．Ｄ．Ｓｈａｒｐ
等によって提案されている３枚構成の液晶カラーシャッ
タ（米国特許明細書第５，９２９，９４６号公報参照）
など、多値制御を行えば任意に表示色を可変できるの
で、より好ましい。

【００７８】（第６の実施形態）次に本発明による時分
割カラー表示装置の第６の実施形態を図１２乃至図１７
を参照して説明する。本実施形態の時分割カラー表示装
置は、基本的構成として図１０に示す構成を有してい
る。そして、図１２に示すように、色表示手段９０とし
ては、導光板９０Ａａと、ＲＧＢの三原色を有するしＥ
Ｄ光源９０Ａｂとを備えたバックライト９０Ａであり、
画像表示手段９２としては、カラーフィルタを有してい
ない、モノクロ表示のアクティブマトリクス型液晶表示
装置（以下、ＬＣＤとも言う）９２Ａであって、このＬ
ＣＤ９２Ａを背面からバックライト９０Ａによって照明
して、カラー画像を表示する時分割カラー表示装置であ
る。図１２に示すＬＣＤ９２Ａは、液晶セル９２Ａａ
と、この液晶セルを挟むように配置された偏光板９２Ａ
ｂ，９２Ａｃとを備えている。

【００７９】なお、画像表示手段９２として反射型ＬＣ
Ｄを用い、色表示手段としてＬＥＤのフロントライトを
用いた時分割カラー表示装置であっても良いし、バック
ライトとして光源にＲＧＢ蛍光管を使用した時分割カラ
ー表示装置でも良い。後者の構成を図１３に示す。図１
３において、画像表示手段としてモノクロ表示のＬＣＤ
９２Ａを用い、色表示手段として、バックライトユニッ
ト９０Ｂａ内に設けられたＲＧＢ蛍光管９０Ｂｒ、９０
Ｂｇ、９０Ｂｂを有するバックライト９０Ｂを用いてい
る。

【００８０】何れも、ＬＣＤの液晶材料としては、２０
ｍｓ以上の応答速度を有する高速応答液晶を使用し、１
フレーム期間５０Ｈｚ以上の周波数で表示を行う。ま
た、表示色の切り換えは全面一括の面順次でも、部分的
に切り換えを行うスクロール切り替えでも良い。

【００８１】本実施形態は、図１２に示したように、バ
ックライトにＲＧＢ色のＬＥＤバックライト９０Ａを使
用し、その強度比によって第４のサブフィールドの表示
色を制御する構成をとっている。

【００８２】本実施形態の時分割カラー表示装置の構成
を図１４に示す。この実施形態の時分割カラー表示装置
は、画像評価部８２と、サブフィールド制御部８４と、
画像信号変換部８６と、色表示制御部８８と、ＬＥＤバ
ックライト９０Ａと、モノクロ表示のＬＣＤ９２Ａと、
を備えており、第４のサブフィールドの表示色を画像情
報から決定し、画像信号を変換してＬＣＤ入力信号とし
て出力する構成となっている。

【００８３】画像評価部８２は、γデータ記憶部８２ａ
と、逆γ補正部８２ｂと、スイッチ８２ｃ，８２ｆと、
フレームメモリ８２ｄ，８２ｅと、Ｂ／Ｌ（バックライ
ト）表示色データ記憶部８２ｇと、三刺激値変換部８２
ｈと、均等色変換部８２ｉとを備えている。サブフィー
ルド制御部８４は、色割れ予測モデル８４ａと、追加サ
ブフィールド決定部８４ｂと、サブフィールド色度値演
算部８４ｃとを備えている。画像信号変換部８６は、
Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｓ’変換部８６ａと、γ補正部８６ｂとを
備えている。色表示制御部８８は、照明強度データ演算
部８８ａと、Ｂ／Ｌ制御回路８８ｂとを備えている。Ｌ
ＣＤ９２Ａは、表示部９２ａと、走査線駆動回路９２ｂ
と、信号線駆動回路９２ｃとを備えている。

【００８４】以下、図１４に示した構成と動作を具体的
に説明する。画像の評価入力されたＲＧＢ原画像信号を（ｒ，ｇ，ｂ）で示す。
ここでｒ、ｇ、ｂは原画像信号のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成
分である。この信号は表示デバイスのγ特性（通常ＣＲ
Ｔ(Cathode Ray Tube)）を考慮して補正が施されている
ので、図１５（ａ）に示すように信号−輝度特性が非線
形である。このため、図１５（ｂ）に示すように線形の
関係となるよう逆γ補正が逆γ補正部において行われ
る。例えば、γ＝２．２で（ｒ，ｇ，ｂ）が８ビットの
デジタル信号だとすれば、逆γ補正後の画像信号（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）は、Ｒ＝［ｒ／（２^８−１）］^２．２Ｇ＝［ｇ／（２^８−１）］^２．２・・・（１）Ｂ＝［ｂ／（２^８−１）］^２．２と表される。ここで、γ＝２．２はＣＲＴで用いられる
係数である。

【００８５】逆γ補正後の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、
１フレーム分、スイッチ８２ｃを介してフレームメモリ
８２ｄまたはフレームメモリ８２ｅに保持される。フレ
ームメモリ８２ｄ，８２ｅは、例えばバンク切り替えな
どによって信号処理を行うｎフレームのデータ読み込み
とメモリ書き込みを行うｎ＋１フレームの書き込みを非
同期処理できる構成となっている。

【００８６】フレームメモリ８２ｄ，８２ｅに保存され
た画像データは順次読み出され、色割れを評価するため
に色空間座標へ再マッピングが施される。本実施形態に
おいては、ＬＥＤバックライトの表示色データ８２ｇか
ら三刺激値変換部８２ｈによって三刺激値変換が行わ
れ、更に非線形座標変換である均等色空間へのマッピン
グを均等色変換部８２ｉによって行うことで、より人聞
の知覚に忠実な座標系で色割れ予測を行っている。

【００８７】ＲＧＢ色ＬＥＤの発光分布と強度比を示し
た一例を図１６に示す。画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から１
９３１ＣＩＥＸＹＺ表色系における三刺激値（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）への変換は、次の式により関係付けられる。

【００８８】

【数１】ここで、（Ｘ_Ｒ，Ｙ_Ｒ，Ｚ_Ｒ）は第４のサブフィールド
を黒（バックライトを発光させない）とした条件におい
て、Ｒ表示、即ち（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，０，０）とし
た際に表示される三刺激値を指し、その他の添え字Ｇ、
Ｂ、Ｋの値はそれぞれ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，１，
０）、（０，０，１）、（０，０，０）のＧ、Ｂ、黒表
示とした際に表示される三刺激値を示す。黒表示時にお
いては、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（Ｘ_Ｋ，Ｙ_Ｋ，Ｚ_Ｋ）であ
り、理想的にはＸ_Ｋ＝Ｙ_Ｋ＝Ｚ_Ｋ＝０となる。また、本
実施形態で用いているＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等
色空間への変換式は、Ｌ^＊＝１１６（Ｙ／Ｙ_w）^１／３−１６ａ^＊＝５００［（Ｘ／Ｘ_ｗ）^１／３一（Ｙ／Ｙ_ｗ）^１／３］・・・（３）ｂ^＊＝２００［（Ｙ／Ｙ_ｗ）^１／３一（Ｚ／Ｚ_ｗ）^１／３］として表される。ここで、（Ｘ_ｗ，Ｙ_ｗ，Ｚ_ｗ）は
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，１，１）、即ち、白表示時にお
ける三刺激値である。

【００８９】追加サブフィールドの決定以上のようにマッピングした画像情報に基づいて、色割
れ予測モデル８４ａを用いて、追加するサブフィールド
を追加サブフィールド決定部８４ｂによって決定し、追
加したサブフィールドの色度値をサブフィールド色度値
演算部８４ｃによって決定する。

【００９０】色割れを予測するモデルは幾つか考えられ
るが、色割れが認識され易くなるのは、無彩色で輝度が
高い場合、彩度が高く、色相の大きく異なる色が連続表
示される場合である。また、同じ輝度であっても、ｒ−
ｂ色相方向とｙ−ｂ色相方向では空間周波数に対する視
覚の感度が異なっている。これらを加味し、追加するサ
ブフィールドによって、色割れが最も抑制されるように
追加サブフィールドの選択を行えばよい。例えば、Ｌ^＊
ベクトル方向、ａ^＊、ｂ^＊方向について各画像信号の色
割れの重み付けを行い、その色割れ均等色空間における
重み付け平均により追加する色度ベクトル（Ｘ_Ｓ，
Ｙ_Ｓ，Ｚ_Ｓ）を決定する。重み付けの一例としては、明
度の高いＷ、Ｙ表示において色割れが認識されやすいこ
とから、Ｌ^＊：ａ^＊：ｂ^＊＝４：１：３などとしたり、
ｂ^＊＞０で、Ｌ^＊が一定値以上の値についてのみ平均を
とることが考えられる。

【００９１】バックライト制御追加するサブフィールドの色度値に応じて、発光させる
各ＲＧＢ色のＬＥＤ光源強度比を照明強度データ演算部
８８ａによって決定する。その方法は、先の（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）→（Ｘ，Ｙ，Ｚ）変換マトリクスの逆変換を行えは
よく、

【数２】のように表される。得られたＲＧＢ強度比（Ｒ_Ｓ，
Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）が追加サブフィールドのＬＥＤ光源強度比
であり、ＲＧＢ色のうち最大強度となるしＥＤの強度を
１００％として規格化する。規格化された各ＬＥＤの強
度を（Ｉ_Ｒ，Ｉ_Ｇ，Ｉ _Ｂ）とすると、Ｉ_Ｒ＝Ｒ_Ｓ／Ｍａｘ（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）Ｉ_Ｇ＝Ｇ_Ｓ／Ｍａｘ（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）・・・（５）Ｉ_Ｂ＝Ｂ_Ｓ／Ｍａｘ（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）となる。ここで、Ｍａｘ（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓ）はＲ_Ｓ，
Ｇ_Ｓ，Ｂ_Ｓのうちの最大値を表す。この強度Ｉ_Ｒ，
Ｉ_Ｇ，Ｉ_Ｂは、Ｂ／Ｌ制御回路８８ｂにおくられ、バッ
クライト９０Ａが制御される。

【００９２】画像変換処理追加したサブフィールドの表示色を含めた、４サブフィ
ールド表示により所望の画像が表示されるよう画像信号
を変換する。変換の方法は、ＲＧＢ信号から直接変換す
る方法、三刺激値を使用する方法など複数挙げられる
が、基本的には同じ変換信号を与える。前者のほうがよ
り簡便である。

【００９３】直接変換する方法（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号のう
ち、最小の信号レベルが追加サブフィールドで表示され
るように画像信号を変換する。追加サブフィールドの信
号レベルをＳ’とすれば、Ｓ’＝Ｍｉｎ（Ｒ／Ｉ_Ｒ，Ｇ／Ｉ_Ｇ，Ｂ／Ｉ_Ｂ）・・・（６）である。ここで、Ｍｉｎ（Ｒ／Ｉ_Ｒ，Ｇ／Ｉ_Ｇ，Ｂ／Ｉ
_Ｂ）は、Ｒ／Ｉ_Ｒ，Ｇ／Ｉ_Ｇ，Ｂ／Ｉ_Ｂのうちの最小値
を表す。ＲＧＢサブフィールドにおける信号レベル
（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）はＳ’の差分信号で与えられ、Ｒ’＝Ｒ−Ｓ’Ｉ_ＲＧ’＝Ｇ−Ｓ’Ｉ_Ｇ・・・（７）Ｂ’＝Ｂ−Ｓ’Ｉ_Ｂとなる。先の条件から、Ｍｉｎ（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）＝
０である。

【００９４】三刺激値から変換する方法三刺激値（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）と（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’，Ｓ’）信号の関係は、

【数３】である。この逆変換マトリクスは一意には求められない
ので、Ｓ’を加えた３種類の部分変換マトリクスの逆変
換から最適な変換信号を求める。即ち、

【数４】の中から、最適な信号レベルの組を一つ選択する。この
方法は、画像信号値をＲＧＢ座標系にＳ軸を加えた４つ
の座標軸から３つを主軸として選択し、選択された３の
主軸を用いて座標を表示することに他ならない。また、
ｘｙ色度座標系においてＳ’色度点とＲＧＢ座標のうち
の２点で囲まれる３つの三角形から、画像信号の色度点
を含む三角形を抽出し、その三角形の頂点をなす色度値
を用いて画像信号の色度点を表現することとも等価であ
る。

【００９５】変換された画像信号（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’，
Ｓ’）はＬＣＤの階調一輝度特性を考慮したγ補正をγ
補正部によって行うことによりドライバ入力信号
（ｒ’，ｇ’，ｂ’，ｓ’）に変換される。このドライ
バ入力信号はＬＣＤ９２Ａに送られる。

【００９６】このようにして、入力画像信号（ｒ，ｇ，
ｂ）の１フレーム画像情報から追加サブフィールドとそ
の発光強度（Ｉ_Ｒ，Ｉ_Ｇ，Ｉ_Ｂ）、出力画像信号
（ｒ’，ｇ’，ｂ’，ｓ’）を生成することが出来る。

【００９７】以上説明したように、この実施形態の時分
割カラー表示装置によれば、三原色ＲＧＢの他に、非三
原色の内から追加するサブフィールドの色として選択す
るように構成されているため、サブフィールド周波数を
大幅に上げることなく、任意の画像に対して色割れを可
及的に抑制することができる。

【００９８】（第７の実施形態）次に、本発明による時
分割カラー表示装置の第７の実施形態を図１７乃至図２
０を参照して説明する。本実施形態の時分割カラー表示
装置の構成を図１７に示す。この実施形態の時分割カラ
ー表示装置は、図１４に示す第６の実施形態の時分割カ
ラー表示装置において、画像評価部８２を画像評価部８
２Ａに置き換えた構成となっている。画像評価部８２Ａ
は、図１４に示す画像評価部８２において、均等色変換
部８２ｉを画像情報統計処理部８２ｊに置き換えた構成
となっており、計算負荷を軽減するためにＣＩＥ１９７
６Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊均等色空間への変換を適用せずＣＩＥ１
９３１ＸＹＺ表色系を用いた画像情報統計処理に基づき
追加サブフィールドの決定及び表示信号変換処理を行う
ことを特徴とするものである。

【００９９】以下、本実施形態の構成と動作を説明す
る。

【０１００】本実施形態において、ＬＥＤバックライト
における各赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）発光色ＬＥＤ
の発光波長分布は図１６に示す特性を有しており、これ
らの発光波長分布から、ＲＧＢ三原色の色再現域は、Ｃ
ＩＥｘｙ色度図上でＲ色（ｘ _Ｒ，ｙ_Ｒ）＝（０．６９２
８，０．３０６７）、Ｇ色（ｘ_Ｇ，ｙ_Ｇ）＝（０．２１
７９，０．７００８）、Ｂ色（ｘ_Ｂ，ｙ_Ｂ）＝（０．１
３９１，０．０５２４）であった。また、ＲＧＢ色ＬＥ
Ｄを全て１００％出力で発光させたときの白色（Ｗ）表
示におけるｘｙ色度値は（ｘ_Ｗ，ｙ_Ｗ）＝（０．３１
０，０．３１６）であった。

【０１０１】図１８は、８ビット入力、すなわち０〜２
５５の範囲における信号レベルを有する、ある入力原画
像の各画面における信号値（ｒ，ｇ，ｂ）を画像全体に
ついてヒストグラム表示した図である。入力画像信号
（ｒ，ｇ，ｂ）は（１）式で表されるγ特性を有してお
り、図１７における逆γ補正部８２ｂにより、各画素に
おける入力信号（ｒ，ｇ，ｂ）は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に逐
次変換される。

【０１０２】逆γ補正後の画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、
以下に述べる変換式（１７）に基づく三刺激値変換部８
２ｈによりＣＩＥ１９３１ＸＹＺ表色系における（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）値に変換される。変換に必要な係数は、バック
ライト表示色データなどとしてあらかじ算出され、デー
タとして保存されている。これら変換係数は以下の手順
により求められる。

【０１０３】先のＬＥＤバックライトの色度特性は、Ｘ_Ｗ＝Ｘ_Ｒ＋Ｘ_Ｇ＋Ｘ_ＢＹ_Ｗ＝Ｙ_Ｒ＋Ｙ_Ｇ＋Ｙ_Ｂ・・・（１２）Ｚ_Ｗ＝Ｚ_Ｒ十Ｚ_Ｇ十Ｚ_Ｂの関係を満たしており、ＸＹＺ三刺激値とｘｙｚ表色値
の関係はｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋ｚ）・・・（１３）ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たす。ここで、黒表示すなわち消灯時におけるＸＹ
Ｚ色度値は無視できるため、（Ｘ_Ｋ，Ｙ_Ｋ，Ｚ_Ｋ）＝（０，０，０）・・・（１４）とした。（１２）、（１３）、（１４）式からｋ_Ｗ，ｋ
_Ｒ，ｋ_Ｇ，ｋ_Ｂを比例定数として（２）式に従いＬＥＤ
バックライトの関係式を表すと次の式が成り立つ
（（２）式は画像信号と表色値の関係だけでなく、ＲＧ
Ｂ三原色の各バックライト強度と合成される照明色の関
係を表わす一般式である）。

【０１０４】

【数５】（１５）式より比例定数ｋ_Ｗ，ｋ_Ｒ，ｋ_Ｇ，ｋ_Ｂの比が
求められ、１００％白表示（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（１，１，
１）における輝度値Ｙ_Ｗを１００として規格化すること
により、（２）式の各要素が求められる。

【０１０５】

【数６】従って、逆γ補正後の両倹信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と各両像
信号が表示すべき表色値ＸＹＺの関係は、

【数７】として表される。ここで、ＬＣＤ９２Ａの表示コントラ
ストは十分に高く、黒表示時（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，
０，０）の表示輝度は無視できるため（Ｘ_Ｋ，Ｙ_Ｋ，Ｚ_Ｋ）＝（０，０，０）・・・（１８）とした。

【０１０６】以上述べたＸＹＺ変換により、入力画像の
画素信号情報をＸＹＺ表色系において蓄積し統計処理し
た。ＸＹＺ変換後の画素信号値をヒストグラムとして抽
出した例を図１９に示す。この画像統計結果に基づい
て、色割れ予測モデル８４ａを用いて、追加するサブフ
ィ一ルド色を追加サブフィールド決定部８４ｂにおいて
決定した。本実施形態における色割れ予測モデルは、
高い輝度Ｙ成分を有する信号レベルの出現頻度が大きい
部分で色割れが発生しやすい、Ｚ値に比べてＸ値の出
現頼度が高いと色割れが発生しやすい、Ｘ、Ｙ値が低
いレベルでは、Ｚ値の高い部分で色割れが発生しやす
い、という予測に基づくもので、これら〜の条件に
当てはまる各信号レベルを第４のサブフィールド表示色
として選択した。各値はサブフィールド色度値演算部８
４ｃにおいて求められる。例えば図１９を用いて、（Ｘ_Ｓ，Ｙ_Ｓ，Ｚ_Ｓ）＝（７８，８５，１２）・・・（１９）とした。

【０１０７】次に、追加サブフィールドのＸＹＺ表色値
から、ＬＥＤバックライトのＲＧＢ照明強度比を照明強
度データ演算部８８ａにおいて、算出する。照明強度比
（Ｉ _Ｒ，Ｉ_Ｇ，Ｉ_Ｂ）は（４）式から（Ｒ_Ｓ，Ｇ_Ｓ，Ｂ
_Ｓ）を求め、（５）式により規格化することで求められ
る。具体的には、（１７）式の逆変換は

【数８】で与えられるので、（４）、（５）式から（Ｉ_Ｒ，Ｉ_Ｇ，Ｉ_Ｂ）＝（１．０，０．８，０．３）・・・（２１）が求められる。このように、第４のサブフィールドでは
ＬＥＤバックライトの先出力をＲ色ＬＥＤは１００％、
Ｇ色ＬＥＤは８０％、Ｂ色ＬＥＤは３０％として照明す
るという制御情報が得られた。この情報に基づいて、Ｂ
／Ｌ制御回路によってバックライト９０Ａが制御され
る。

【０１０８】一方、各画素信号値は、（２１）式の結果
と（６）、（７〉式を用いて、各ＲＧＢサブフィールド
における信号レベルＲ’，Ｇ’，Ｂ’及び追加するサブ
フィールドの信号レベルＳ’がＲ’Ｇ’Ｂ’Ｓ’変換部
８６ａによって得られる。そして、γ補正部８６ｂにお
いて、それぞれ（１）式を用いたγ補正によりＬＣＤ表
示信号レベル（ｒ’，ｇ’，ｂ’，ｓ’）が得られる。

【０１０９】実際の表示手順には必要とはしないが、変
換された各表示信号レベルをヒストグラム表示した結果
を図２０に示す。Ｙ値に対して支配的なｇ’及びＸ値に
対して支配的なｒ’値が、ｓ’信号の追加により信号レ
ベルの高い１５０〜２５５の範囲において著しく減少し
ていることがわかる。図２０の結果から、図１８の
（ｒ，ｇ，ｂ）信号値をそのまま時分割カラー表示する
よりも色割れが低減されることが期待できる。

【０１１０】以上説明したように、本実施形態の時分割
カラー表示装置によれば、サブフィールド周波数を大幅
に上げることなく、任意の画像に対して色割れを可及的
に抑制することができる。

【０１１１】（第８の実施形態）次に、本発明による時
分割カラー表示装置の第８の実施形態を図２１乃至図２
４を参照して説明する。本実施形態の時分割カラー表示
装置は、基本的な構成として図１０に示す構成を有して
いる。そして図２１に示すように、色表示手段９０とし
て、白色光源（例えば、冷陰極蛍光管）９３ａおよび導
光板９３ｂからなるバックライト部９３と、ＲＧＢ切り
替えが可能な液晶カラーシャッタ９４とを有するととも
に、画像表示手段９２として、液晶セル９２Ａａと偏光
板９２Ａｂとを備えたモノクロ表示のＬＣＤ９２Ａを有
しており、このＬＣＤ９２Ａを、色フィルタとして機能
する液晶カラーシャッタ９４を介して背面から照明し、
画像を見ることによりカラー画像が得られる時分割カラ
ー表示装置である。

【０１１２】本実施形態では、色フィルタがＲＧＢ基本
三原色に加え、ＲＧＢ以外の複数色の表示が表示可能な
ことを特徴としている。この特徴を実現しうる他の形態
としてはエレクトロクロミズムによる色フィルタが考え
られる。また、画像表示手段９２として、自発光型のＣ
ＲＴやＦＥＤ(Field Emission Display)，ＰＤＰ(Plasm
a Display Panel)を用い、表示面前面に色フィルタを配
しても良い。また、直視型だけでなく、画像を光学系に
より拡大もしくは縮小投影するプロジェクション型ディ
スプレイやＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）にも
本実施形態を適用することが可能である。

【０１１３】本実施形態における、液晶カラーシャッタ
９４の構成の一例を図２２に示す。本実施形態は、３枚
の液晶セル９５ａ、９５ｂ、９５ｃと、ＣＭＹ色の偏光
板９６Ｃ、９６Ｍ、９６Ｙおよび無彩色偏光板９６Ｎと
から構成されており、液晶セル９５ａ、９５ｂ、９５ｃ
に印加する電圧によって透過光の偏光面回転により色偏
光板９６Ｃ、９６Ｍ、９６Ｙに吸収される波長が選択さ
れ、透過色が切り替わる。本実施形態では、各液晶セル
は２値スイッチングであり、１／２波長条件を満たし、
偏光板の偏光軸に対し液晶ダイレクタ方向が０度／４５
度スイッチング、または４５度／透過（複屈折性の解
消）を行うことで、入射偏光面の透過、９０度回転制御
を行い、特定色の透過と全波長域の透過を制御する。

【０１１４】図２３に各表示色と色偏光板を透過する波
長域の組み合わせを示す。図２３に示すように、透過色
の組み合わせ方によりＲＧＢ三原色以外に、Ｃ、Ｍ、
Ｙ、Ｗと黒表示の８つの表示を行うことが可能である。
例えば、赤色を表示する場合には、Ｃ色を通過させる色
偏光板９６Ｃを、全ての光を通過させように制御し、Ｂ
色とＲ色からなるＭ色のみを色偏光板９６Ｍを通過さ
せ、Ｇ色とＲ色からなるＹ色のみを色偏光板９６Ｙを通
過させるように制御することによって達成することがで
きる。

【０１１５】本実施形態の時分割カラー表示装置の構成
を図２４に示す。この実施形態の時分割カラー表示装置
は、画像評価部８２Ｂと、サブフィールド制御部８４Ａ
と、画像信号変換部８６と、色表示制御部８８Ａと、モ
ノクロＬＣＤ９２Ａと、上述の液晶シャッタ９４とを備
えている。画像評価部８２Ｂは、図１４に示す第６の実
施形態に係る画像評価部８２において、Ｂ／Ｌ表示色デ
ータ記憶部８２ｇおよび均等色変換部８２ｉを削除し
て、シャッタ表示色データ記憶部８２ｋと、ＷＣＭＹ統
計処理部８２ｍとを新たに追加した構成となっている。

【０１１６】サブフィールド制御部８４Ａはサブフィー
ルド表示色決定部８４ｅから構成されている。画像信号
変換部８６は図１４に示す第６の実施形態に係る画像評
価部８６と同じ構成となっている。色表示制御部８８Ａ
は、サブフィールド表示色決定部８４ｅによって決定さ
れたサブフィールド表示色に基づいて液晶シャッタ９４
を制御するシャッタ制御回路８８ｃから構成されてい
る。

【０１１７】本実施形態では、第６の実施形態の場合と
同様に、ＸＹＺ三刺激値変換や均等色空間への非線形変
換を行っても良いが、追加されるフィールド色はＷＣＭ
Ｙ４色から１色の選択と限られているため、より簡便に
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号系のまま画像情報を評価した方が効
率的である。追加するサブフィールド色の選択方法は、
ＣＭＹＷの出現頻度や平均信号レベル、中央値の高いも
のをＷＣＭＹ統計処理部８２ｍによって選択する方法が
考えられる。

【０１１８】一方、追加したサブフィールド色に基づく
画像信号変換（ｒ，ｇ，ｂ）→（ｒ’，ｇ’，ｂ’，
ｓ’）の方法は、ＲＧＢ信号からｓ’信号レベルの差分
を直接用いる簡便な方法を用いても良いが、液晶カラー
シャッターの表示色は減法混色表示に基づくため、所望
の画像表示色を得ることが難しい。従って、三刺激値Ｘ
ＹＺへの変換を三刺激値変換部８２ｈにおいて行い、そ
の後、Ｒ’Ｇ’Ｂ’Ｓ’変換部８６ａにおいて（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）→（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’，Ｓ’）へのマトリクス
変換を行うことがより望ましい。

【０１１９】具体的な変換の方法は、第６の実施形態に
述べた通りであるが、その他の方法として、以下に述べ
るようにＳ’信号をＲＧＢ信号から生成し、その後、三
刺激値マトリクス変換により（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を求
める折衷方式が考えられる。

【０１２０】Ｓ’信号をＲＧＢ信号からＳ’＝Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）・・・（２２）として生成する。Ｓ’から追加サブフィールドの三刺激
値Ｘ_Ｓ’，Ｙ_Ｓ’，Ｚ_Ｓ _’を求め、原信号（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）の三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との差分信号Ｘ’＝Ｘ−Ｘ_Ｓ’ Ｙ’＝Ｙ−Ｙ_Ｓ’ ・・・（２３）Ｚ’＝Ｚ−Ｚ_Ｓ’ で与えられる（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）からマトリクス変換
（４）式により（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’）を求める。求めた
（Ｒ’，Ｇ’，Ｂ’，Ｓ’）について、γ補正部８６ｂ
において、γ補正を行い、ドライバ９２ｂ，９２ｃに印
加する信号（ｒ’，ｇ’，ｂ’，ｓ’）に変換する。

【０１２１】以上説明したように、この実施形態の時分
割カラー表示装置によれば、三原色ＲＧＢの他に、非三
原色であるＷ色、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色の内から１色を追加
するサブフィールドの色として選択するように構成され
ているため、サブフィールド周波数を大幅に上げること
なく、任意の画像に対して色割れを可及的に抑制するこ
とができる。

【０１２２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、サブ
フィールド周波数を大幅に上げることなく、任意の画像
に対して色割れを可及的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による時分割カラー表示装置の第１の実
施形態の構成を示すブロック図。

【図２】第１の実施形態における映像信号の分離方法を
説明する図。

【図３】第１の実施形態に係る液晶シャッタの構成を示
す図。

【図４】第１の実施形態に係る液晶シャッタの駆動と透
過光色との関係をを説明する図。

【図５】本発明による時分割カラー表示装置の第２の実
施形態の構成を示すブロック図。

【図６】本発明による時分割カラー表示装置の第３の実
施形態の構成を示すブロック図。

【図７】本発明による時分割カラー表示装置の第４の実
施形態の構成を示すブロック図。

【図８】第４の実施形態の駆動を示す図。

【図９】本発明による時分割カラー表示装置の第５の実
施形態の構成を示すブロック図。

【図１０】本発明による時分割カラー表示装置の第６乃
至第８の実施形態の基本構成を示すブロック図。

【図１１】第６乃至第８の実施形態における表示の基本
シーケンスを示す図。

【図１２】第６の実施形態に係る色表示手段と画像表示
手段の構成を示す図。

【図１３】第６の実施形態に係る色表示手段と画像表示
手段の他の構成を示す図。

【図１４】第６の実施形態の構成を示すブロック図。

【図１５】第６の実施形態に係る画像評価部の特性を説
明するグラフ。

【図１６】ＬＥＤ光源の各ＲＧＢ発光分布と強度比を示
すグラフ。

【図１７】第７の実施形態の構成を示すブロック図。

【図１８】８ビットの入力原画像信号の各画面におけ
る、三原色信号値を画像全体について表したグラフ。

【図１９】第７の実施形態において、ＸＹＺ変換後の画
像信号値を抽出したグラフ。

【図２０】第７の実施形態において、γ補正された各表
示信号レベルを表示したグラフ。

【図２１】第８の実施形態に係る色表示手段と画像表示
手段の具体的な構成を示す図。

【図２２】第８の実施形態に係る液晶カラーシャッタの
構成を示す図。

【図２３】第８の実施形態に係る液晶カラーシャッタの
表示色と各色偏光板の透過色との関係を示す図。

【図２４】第８の実施形態の構成を示すブロック図。

【図２５】従来の時分割カラー表示装置の表示基本シー
ケンスを示す図。

【図２６】時分割カラー表示の色割れを説明する図。

【符号の説明】

２逆γ補正回路４信号分離回路６ＲＧＢ最小値検出回路８ａ，８ｂ，８ｃ減算回路１０，１２，１４ＲＧＢ比較回路１１，１３，１５比較減算回路３０液晶カラーシャッタ駆動回路３２モノクロＣＲＴ３３，３５，３７色偏光板３４，３６，３８液晶シャッタ３９無彩色偏光板７０カラーホイール８２画像評価部８４サブフィールド制御部８６画像信号変換部８８色表示制御部９０色表示手段９２画像表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｒ５Ｃ０８０６４２６４２Ｊ５Ｇ４３５６８０６８０Ｃ 3/36 3/36 (72)発明者奥村治彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 2H088 EA12 EA15 MA04 MA05 2H091 FA08X FA08Z FA26X FA41Z FA45Z FD26 GA11 LA15 2H093 NA43 NA65 NC14 NC43 NC44 ND17 ND24 5C006 AA22 AF46 BB11 BC16 BF14 BF28 EA01 FA29 5C060 AA07 BA04 BA09 DB13 HC17 JA24 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 EE19 EE29 EE30 FF09 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 5G435 BB12 CC09 CC12 EE23 EE27 GG12 GG24 GG26 GG27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カラー画像情報を色毎に時間順次に表示す
るとともにこの表示に同期して表示色を切り換えること
でカラー画像を表示する時分割カラー表示方法におい
て、１画面を表示する１フレーム期間が各色情報を表示する
少なくとも４つ以上の複数のサブフィールド期間から構
成されており、少なくとも一つのサブフィールド期間に
おいて表示される画像信号は、三原色信号を含む入力画
像信号のうち少なくとも２つの原色信号から生成される
非三原色画像信号であることを特徴とする時分割カラー
表示方法。
【請求項２】前記サブフィールド期間において表示され
る前記非三原色画像信号は、前記入力画像情報に基づい
て決定されることを特徴とする請求項１記載の時分割カ
ラー表示方法。
【請求項３】前記サブフィールド期間の各々において表
示される画像信号は、ｎを１以上の整数としたとき前記
入力画像信号を、ｎ個の前記非三原色画像信号と、３個
の修正された三原色画像信号とに分離した修正画像信号
の一つであることを特徴とする請求項１または２記載の
時分割カラー表示方法。
【請求項４】前記サブフィールド期間において表示され
る画像信号は、前記分離された修正三原色画像信号と、
前記少なくとも２つの原色信号から生成される、修正三
原色画像信号の少なくとも１つよりも信号平均強度が高
いｎ個の非三原色画像信号からなることを特徴とする請
求項３記載の時分割カラー表示方法。
【請求項５】前記画像信号の分離は、前記３個の三原色
信号の最小値を検出し、前記最小値を第１の前記非三原
色信号とし、前記三原色信号値から前記最小値を各々減
算した０でない２つの修正画像信号のうち、小さい方の
信号値を第２の前記非三原色信号とすることを特徴とす
る請求項３記載の時分割カラー表示方法。
【請求項６】三原色信号を含む入力画像信号に基づい
て、前記三原色信号の内の少なくとも２つの原色信号を
選択して非三原色信号を生成する非三原色信号生成部
と、表示画像信号を白黒画像として順次表示する白黒画像表
示部と、前記白黒画像に同期して、１画面を表示する１フレーム
期間を構成する少なくとも４つ以上の複数のサブフィー
ルド期間毎に表示色を切り変えることのできる色表示部
と、前記非三原色信号を前記サブフィールド期間の少なくと
も一つに表示するように前記色表示部を制御する色表示
制御部と、を備えたことを特徴とする時分割カラー表示装置。
【請求項７】前記非三原色信号生成部は、前記入力画像
信号から前記三原色信号を分離する信号分離回路を含
み、この信号分離回路によって分離された三原色信号か
ら前記非三原色信号を生成することを特徴とする請求項
６記載の時分割カラー表示装置。
【請求項８】前記白黒画像表示部は自発光型白黒画像表
示装置であり、前記色表示部は前記白黒画像表示装置の
前面に設けられ、時系列的に透過色を切り替え可能なカ
ラーフィルタであることを特徴とする請求項６または７
記載の時分割カラー表示装置。
【請求項９】前記カラーフィルタは入射した光の偏光方
向を制御する液晶セルと、複数枚の偏光板から成る、液
晶カラーシャッタであることを特徴とする請求項８記載
の時分割カラー表示装置。
【請求項１０】前記時分割カラー表示装置は、時分割カ
ラー表示された画像をスクリーン上に拡大、あるいは縮
小投影する光学レンズを備えた投射型表示装置であるこ
とを特徴とする請求項６または７記載の時分割カラー表
示装置。
【請求項１１】前記色表示部は、カラーホイールである
ことを特徴とする請求項６または７記載の時分割カラー
表示装置。
【請求項１２】前記白黒画像表示部は透過型液晶ライト
バルブであり、前記色表示部は前記透過型液晶ライトバ
ルブの背面に設けられたバックライトであり、前記バッ
クライトは三原色を時系列的に選択、あるいは組み合わ
せて発光させることのできる複数の光源を備えているこ
とを特徴とする請求項６または７記載の時分割カラー表
示装置。