JP2000352701A - 液晶装置における画像表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な回路等を必要とせず、ぼけ妨害や色割
れを低減させること。 【解決手段】 Ｒ，Ｇ，Ｂの発光を順次行う各サブフィ
ールドにおいてＲ，Ｇ，Ｂ全てを点灯させる期間を設け
る。これにより、１フィールド全体の合成画像に白画像
を作成することとなるので、新規の画像データを作成す
るための複雑な回路等を必要とせず、ぼけ妨害や色割れ
を低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置において
カラー画像を表示する方法に関するものであり、特に、
Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光を液晶素子に順次照射すると共に、こ
れに同期して該液晶素子において光のスイッチングを行
うことにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像が順次表示される
ようにしてカラー画像表示を行う、液晶装置における画
像表示方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶装置によるカラー画像表
示が行われている。このカラー画像表示の方法としては
以下に説明する２つの方法が知られている。

【０００３】カラーフィルタを設けた液晶素子に対し
て白色光を連続的に照射する方法。液晶素子の各画素に
対して、カラーフィルタの１色（Ｒ，Ｇ，Ｂ色のうちい
ずれか１色）だけが対応する。各画素は目で判別できな
程度に互いに分割配置（空間分割）されており、これら
画素からのＲ，Ｇ，Ｂ各色光は並置加法混色を利用して
混色されカラー画像として認識される。

【０００４】該方法を図３を参照して説明する。図３
は該の方法により画像表示を行う従来の液晶装置の一
例を示す模式図である。該液晶装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色
光を発光する光源１と、液晶素子３と、該液晶素子３に
設けられた画像切替え手段２と、を備えている。画像表
示を行う際には、光源１からＲ，Ｇ，Ｂ各色光を液晶素
子３に順次（時分割で）照射すると共に、この各色光の
照射に同期して、画像切替え手段２により液晶素子３に
おいて光のスイッチングを行う。これら液晶素子３から
のＲ，Ｇ，Ｂ各色光は継時加法混色を利用して混色され
カラー画像として認識される。なお、該の方法は、特
公昭６３−４１０７８号などにより公知となっている。

【０００５】なお、上記、の方法のうちの方法
は、液晶素子の１画素でＲ，Ｇ，Ｂの３色からなる色を
表示できるので高精細な画像表示を可能とする事ができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】Ａ．しかし、上記の
方法では以下のような問題が生じている。

【０００７】(a) ぼけ妨害という問題がある。該問題を
図４（ａ）を参照して説明する。図４（ａ）はぼけ妨害
を説明する図である。図４（ａ）に示すように、時間ｎ
から時間ｎ＋１の間に画像Ｇが図の紙面右方向に移動し
たとする。この画像Ｇを目で追従した場合、移動した画
像Ｇの両端部（図中の斜線部）には目の残像現象によっ
てぼけが生じる。このように、検知眼速度に起因して動
画像にぼけが生じることをぼけ妨害という。（なお、こ
の問題は上記の方法を採用した場合にも生じる）。

【０００８】例えばこの問題は、電子通信学会論文 '85
/12 Vol.J68-B No.12 の「ホールド型画像表示における
動きぼけ妨害」で指摘されており、ここには「画像の動
きに伴うぼけ妨害の検知眼速度は、画素の発光時間によ
って支配される」と記載されている。

【０００９】なお最近では、ぼけ妨害に関する定量的評
価もなされている。例えば、信学技報 EID96-4(1996-0
6) の「８倍速ＣＲＴによるホールド発光型ディスプレ
イの動画質に関する検討」では、「ホールド型において
は13.6deg/sec.の速度で評価が許容限を下回ってしま
う」と記載されている。

【００１０】(b) 色割れという問題がある。該問題を図
４（ｂ）を参照して説明する。図４（ｂ）は色割れを説
明する図である。図４（ｂ）に示すように、時間ｎから
時間ｎ＋１の間に画像Ｇが図の紙面右方向に移動したと
する。この画像Ｇを目で追従した場合、移動した画像Ｇ
の両端部（図中の斜線部）は、移動前に表示されていた
色が目の残像現象で残っているため、これが移動後に表
示されてた色と混色し、色がぼけた状態となって認識さ
れる。このような問題を色割れと称している（なお、こ
の問題は上記の方法を採用した場合にのみ生じ
る。）。

【００１１】この色割れも、動画像の検知眼速度に起因
して生じる問題である。なお、この問題は、特公平７−
４１０２３号、特開平８−２４８３８１号、特開平８−
３１７３８０号、特開平８−１０１６７２号、特開平９
−９０９１６号等で示されている（これら文献の中に
は、「色割れ」のことを「色ずれ」と称しているものも
あるが、両者は同義である。）。

【００１２】Ｂ．上述した問題を解決するため各種の工
夫がなされたが、それぞれ以下に示すような別の問題を
伴う。

【００１３】(i) 特公昭７−４１０２３号では、色割れ
対策として電気回路を用いた検出装置を提案している
が、複雑な回路が必要でありなお且つ高速な動画像の処
理には不向きであると言う問題点をもっている。

【００１４】(ii)特開平８−２４８３８１号ではフィー
ルド内での色信号の時間的順序が変更され、特に１周期
の最後の色信号の色と次の周期の最初の色信号の色を同
一にすることが提案されている。しかし、他の色データ
はフレーム周波数が長くなりフリッカーが出てしまうと
いう問題点をもっている。

【００１５】(iii) 特開平８−３１７３８０号では、
３：１のインターレース走査を行い、同じ走査線の位置
では色が異なることを提案している。しかし、特殊な走
査方式を用いることで回路システムが複雑になるという
問題点をもっている。

【００１６】(iv)特開平８−１０１６７２号ではＲＧＢ
信号から演算された無彩色信号を生成して利用すること
を提案しているが、新規の画像データを作成する必要が
あり、回路が複雑になってしまうという問題点をもって
いる。

【００１７】(v) 特開平９−９０９１６号では、ＲＧＢ
フィールドの他に白色又は中間色の同一期間のサブフィ
ールドを形成することが提案されているが、新規の画像
データを作成する必要があり、回路が複雑になってしま
ううえに、新規に作成されたサブフィールドのデータは
画像の特性を劣化させてしまうという問題点をもってい
る。

【００１８】Ｃ．上述した工夫(i) 〜(V) のうち、白色
画像等を挿入する(iv)や(v) が、高速な動画像の処理に
も採用でき、しかもフリッカー等が発生せず、特殊な走
査方式を用いずに済む点で優れてはいるが、白画像等に
関する新規の画像データを作成する必要があり、回路が
複雑になる点では依然として問題を残している。

【００１９】そこで本発明は上記事情に鑑み、複雑な回
路等を必要とせず、ぼけ妨害や色割れを低減させること
ができる、液晶装置における画像表示方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべき本
発明は、光の３原色である第１、第２、第３の色光を点
灯する光源と、該光源から受ける光をスイッチングする
液晶素子と、を備えた液晶装置を用い、前記光源によ
り、第１の色光を点灯する第１の工程、第２の色光を点
灯する第２の工程、第３の色光を点灯する第３の工程を
順次行うと共に、前記液晶素子により、前記第１、第
２、第３の各工程に同期して光のスイッチングを行うこ
とにより、前記第１の工程時に第１の色の画像を、前記
第２の工程時に第２の色の画像を、前記第３の工程時に
第３の色の画像を、それぞれ表示する、画像表示方法に
おいて、前記第１の工程は、第１の色光だけを点灯する
工程と、該第１の色光とともに他の第２及び第３の色光
全てを同時に点灯する工程からなり、前記第２の工程
は、第２の色光だけを点灯する工程と、該第２の色光と
ともに他の第１及び第３の色光全てを同時に点灯する工
程からなり、前記第３の工程は、第３の色光だけを点灯
する工程と、該第３の色光とともに他の第１及び第２の
色光全てを同時に点灯する工程からなる、ことを特徴と
する液晶装置における画像表示方法にある。

【００２１】また、前記第１、第２、第３の各工程を行
う期間のうち、前記第１〜第３の色光全てを同時に照射
する工程を行う期間が占める割合は、１／１０以下でか
つ１／５０以上である、ことを特徴としてもよい。

【００２２】また上記構成により、第１〜第３の色光全
てを同時に照射することにより白色光が液晶素子に照射
される。つまり、第１〜３の工程により発光混色される
色は、白色、第１の色、白色、第２の色、白色、第３の
色の合成色となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１及び図３を参照して本
発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実
施の形態において使用する液晶装置の基本構成は「従来
の技術」で説明した図３に示す液晶装置の基本構成と略
々同様であるとする。

【００２４】なお、図１は光源からの光の照射に関する
タイミングチャートである。この図１で、１フィールド
は、１コマの画像を表示する期間のことであり、この１
フィールドを３等分して、第一ＳＦ（サブフィール
ド）、第二ＳＦ（サブフィールド）、第三ＳＦ（サブフ
ィールド）が設定されている。つまり、複数のフィール
ドを使って画像表示を行う際には、これら第一ＳＦ、第
二ＳＦ、第三ＳＦが順次繰り返されることになる。

【００２５】この液晶装置によりカラー画像を表示する
際は、光源１が液晶素子３に対して、第一ＳＦでは赤色
光（Ｒ）を照射し、第二ＳＦでは緑色光（Ｇ）を照射
し、第三ＳＦでは青色光（Ｂ）を照射する。なお、ここ
での赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）とは光の３原色であ
る。一方、この各ＳＦに同期して、画像切替え手段２に
より液晶素子３において光のスイッチングを行う。これ
により第一ＳＦでは赤色の画像、第二ＳＦでは緑色の画
像、第三ＳＦでは青色の画像がそれぞれ表示され、これ
ら各色の画像は継時加法混色により混色され１フィール
ド全体としてはフルカラーの画像として認識される。

【００２６】また、前記第一ＳＦでは、赤色光だけを照
射する工程を行う以外に、該工程の途中に介在させるよ
うにして、赤、緑、青色光全てを同時に照射する工程を
行う。前記第二ＳＦでは、緑色光だけを照射する工程を
行う以外に、該工程の途中に介在させるようにして、
赤、緑、青色光全てを同時に照射する工程を行う。前記
第三ＳＦでは、青色光だけを照射する工程を行う以外
に、該工程の途中に介在させるようにして、赤、緑、青
色光全てを同時に照射する工程を行う。

【００２７】以上のようにして、各ＳＦにおいては、
赤、緑、青色光全てを同時に照射する際に光源１より白
色光が液晶素子３に照射されることになる。つまり、１
フィールド内で、赤色の画像が表示される途中で白色画
像が、緑色の画像が表示される途中で白色画像が、青色
の画像が表示される途中で白色画像が、それぞれ表示さ
れる。例えば図１に示すように１フィールドでは、、白
色、赤色、白色、緑色、白色、青色の合成色となる。

【００２８】ところで、「発明が解決しようとする課
題」でも述べたように、視線移動によるぼけ妨害や色割
れを低減させるためには白色画像を挿入することが効果
的であるということは公知となっている。つまり、本実
施の形態では上述したように、１フィールド中の合成画
像に白色画像を作成することで、ぼけ妨害や色割れを効
果的に低減させることができる。

【００２９】また本実施の形態では、液晶素子３で表示
すべき白色画像用のデータを、赤、緑、青の各色画像用
のデータとは別途に作成するようなことは必要ない。こ
れにより従来のように白色画像用のデータを別途に作成
せず、複雑な回路は必要としない。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
では、光源１として、赤単波長管にＮｅガス放電管、緑
単波長管としてＳｒＡｌ₂ Ｏ₄ : Ｅｕ²⁺蛍光体を用いた
冷陰極蛍光管、青単波長管としてＢａＭｇＡｌ₁₆Ｏ₂₇:
Ｅｕ²⁺蛍光体を用いた冷陰極蛍光管を使用した。前記光
源１の主要特性は下の表１に示す。

【００３１】

【表１】 図２はＣＩＥ色度図であり、図中ａは、「従来の技術」
で説明したの方法でカラー画像を表示するＴＦＴ液晶
装置の色再現性、ｂは「従来の技術」で説明したの方
法（白色画像の挿入は行わない）でカラー画像を表示す
る液晶装置の色再現性をそれぞれ示している。図からも
明らかなように、色再現性ｂは色再現性ａに比べて優れ
ている。これはの方法でカラー画像を表示する場合に
は、液晶素子上に形成されたカラーフィルタと光源との
分光透過率特性をマッチングさせて設計しなければなら
ないのに対して、の方法でカラー画像を表示する場合
には光源の色設計だけで済むことなどに起因して、各単
波長光源に純度の良いものを選択できるからである。前
記色再現性ｂは以下の式で表すことができる。

【００３２】光源におけるＲ，Ｇ，Ｂ各色の発光部にお
ける光学特性を、Ｒ発光部：（ｘ_R ，ｙ_R ，Ｙ_R ）、Ｇ
発光部：（ｘ_G ，ｙ_G ，Ｙ_G ）、Ｂ発光部：（ｘ_B ，ｙ
_B ，Ｙ_B ）、とした時に、前記図１で示す第一、第二、
第三ＳＦを均等に分割すると、Ｄ_R ＝Ｄ_G ＝Ｄ_B ＝１／
３となるので、本発明の画像表示方法に関する本実施例
の場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂ全点灯デューティをｎ（０＜ｎ
＜１）とすると、Ｒ発光部：（ｘ_R ，ｙ_R ，Ｙ_R ×（１
＋２ｎ）／３）、Ｇ発光部：（ｘ_G ，ｙ_G ，Ｙ_G ×（１
＋２ｎ）／３）、Ｂ発光部：（ｘ_B ，ｙ_B ，Ｙ_B ×（１
＋２ｎ）／３）と表記することができる。

【００３３】従って、加法混色の光学特性は下記のよう
に表記できた。

【００３４】 ｘ＝ｘ_R ×（Ｙ_R ×（１＋２ｎ）／３）／ｙ_R ＋ｘ_G ×（Ｙ_G ×（１＋２ｎ） ／３）／ｙ_G ＋ｘ_B ×（Ｙ_B ×（１＋２ｎ）／３／ｙ_B ）／（（Ｙ_R ×（１＋２ ｎ）／３）／ｙ_R ＋（Ｙ_G ×（１＋２ｎ）／３）／ｙ_G ＋（Ｙ_B ×（１＋２ｎ） ／３／ｙ_B ）……式１ ｙ＝（（Ｙ_R ×（１＋２ｎ）／３）＋（Ｙ_G ×（１＋２ｎ）／３）＋（Ｙ_B × （１＋２ｎ）／３））／（（Ｙ_R ×（１＋２ｎ）／３）／ｙ_R ＋（Ｙ_G ×（１＋ ２ｎ）／３）／ｙ_G ＋（Ｙ_B ×（１＋２ｎ）／３／ｙ_B ）……式２ Ｙ＝（Ｙ_R ×（１＋２ｎ）／３）＋（Ｙ_G ×（１＋２ｎ）／３）＋（Ｙ_B ×（ １＋２ｎ）／３）……式３ ところで、上述した動画像のぼけ妨害や色割れが顕著と
なるのは黒の背景において白画像が比較的高速で移動す
る場合である。そこでまず、画像データが白の場合につ
いて検証した。

【００３５】白画像を表示することから液晶素子は全期
間ＯＮ（透過）状態となるので、上記式１、２、３は、
そのまま該液晶装置の光学特性となる。即ち、白画像の
場合は式１、２から色度は変化せず、式３から輝度は
（１＋２ｎ）倍になった。

【００３６】次に、単色の場合として、第一ＳＦでの赤
色光だけが透過状態となる場合について検証した。この
場合、第一ＳＦのＲ，Ｇ，Ｂ全点灯期間には白色光、残
りの期間は赤色光の点灯となり、上記式１、２、３は下
記の式１’、２’、３’のようになる。

【００３７】 ｘ＝（ｘ_R ×Ｙ_R ／ｙ_R ＋ｘ_G ×Ｙ_G ×ｎ／ｙ_G ＋ｘ_B ×（Ｙ_B ×ｎ／ｙ_B ） ）／（（Ｙ_R ×／ｙ_R ＋（Ｙ_G ×ｎ）／ｙ_G ＋（Ｙ_B ×ｎ／ｙ_B ））……式１’ ｙ＝（（Ｙ_R ）＋（Ｙ_G ×ｎ）＋（Ｙ_B ×ｎ）／（（Ｙ_R ）／ｙ_R ＋（Ｙ_G × ｎ）／ｙ_G ＋（Ｙ_B ×ｎ）／ｙ_B ）……式２’ Ｙ＝（Ｙ_R ×１／３）＋（Ｙ_G ×ｎ／３）＋（Ｙ_B ×ｎ／３）……式３’ 上記式１’、２’、３’は色度の変化、輝度の向上を表
している。色度変化をどのように設定するかは重要であ
り、本実施例ではシミュレーションと人間工学的評価に
よって各サブフィールド（ＳＦ）の一部に白色画像が表
示される期間が、前記各サブフィールドの期間のうちど
の程度に設定すべきかの定量評価を行った。その結果を
表２に示す。

【００３８】

【表２】 上記表２における光学評価は静止画像を、色割れ評価は
動画像を、それぞれ目視評価して５段階評価したもので
あり、「○」は問題無し、「△」は許容可、「×」は許
容不可を示している。表２で示すように、静止画像の光
学評価結果結果と動画像の色割れ評価結果はトレードオ
フの関係にあり、ともに許容できるのはｎが１／１０以
下で１／５０以上の範囲内の場合であることがわかっ
た。

【００３９】なお、本実施例では、フィールド周波数６
０Ｈｚ（１フィールドの期間が約16.6msec. ）、サブフ
ィールド周波数１８０Ｈｚ（１つのサブフィールドの期
間が約5.5msec.）とし、１サブフィールドにおいてＲ，
Ｇ，Ｂが全点灯する期間の占める割合をｎ＝１／１０と
した場合には、該全点灯期間は550 μsec.、ｎ＝１／５
０とした場合には、前記全点灯期間は111 μsec.であっ
た。これは表１で示した光源の光学応答特性からして対
応可能であった。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
赤、緑、青色光全てを同時に照射する際に光源１より白
色光が液晶素子３に照射されることになる。つまり、第
１、第２、第３の各工程内で、赤色の画像が表示される
途中で白色画像が、緑色の画像が表示される途中で白色
画像が、青色の画像が表示される途中で白色画像が、そ
れぞれ表示されるので、第１〜第３の工程全体における
合成画像に白色画像が作成される。これにより、ぼけ妨
害や色割れを効果的に低減させることができる。

【００４１】また本発明では、挿入する白色画像用のデ
ータを、赤、緑、青の各色画像用のデータとは別途に作
成するようなことは必要ない。これにより従来のように
複雑な回路は必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するタイミングチャ
ート。

【図２】C.I.E.1931xy色度図。

【図３】液晶装置の基本構成を示した模式図。

【図４】ぼけ妨害及び色割れを説明する概念図。

【符号の説明】

ｎ Ｒ，Ｇ，Ｂが各サブフィールド（ＳＦ）において全
点灯する割合

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光の３原色である第１、第２、第３の色
   光を点灯する光源と、該光源から受ける光をスイッチン
   グする液晶素子と、を備えた液晶装置を用い、 前記光源により、第１の色光を点灯する第１の工程、第
   ２の色光を点灯する第２の工程、第３の色光を点灯する
   第３の工程を順次行うと共に、 前記液晶素子により、前記第１、第２、第３の各工程に
   同期して光のスイッチングを行うことにより、前記第１
   の工程時に第１の色の画像を、前記第２の工程時に第２
   の色の画像を、前記第３の工程時に第３の色の画像を、
   それぞれ表示する、画像表示方法において、 前記第１の工程は、第１の色光だけを点灯する工程と、
   該第１の色光とともに他の第２及び第３の色光全てを同
   時に点灯する工程からなり、 前記第２の工程は、第２の色光だけを点灯する工程と、
   該第２の色光とともに他の第１及び第３の色光全てを同
   時に点灯する工程からなり、 前記第３の工程は、第３の色光だけを点灯する工程と、
   該第３の色光とともに他の第１及び第２の色光全てを同
   時に点灯する工程からなる、 ことを特徴とする液晶装置における画像表示方法。
2. 【請求項２】 前記第１、第２、第３の各工程を行う期
   間のうち、前記第１〜第３の色光全てを同時に点灯する
   工程を行う期間が占める割合は、１／１０以下でかつ１
   ／５０以上である、 ことを特徴とする請求項１記載の液晶装置における画像
   表示方法。