WO2000033288A1 - Dispositif et procede d'affichage en couleurs - Google Patents

Dispositif et procede d'affichage en couleurs Download PDF

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WO2000033288A1
WO2000033288A1 PCT/JP1999/006746 JP9906746W WO0033288A1 WO 2000033288 A1 WO2000033288 A1 WO 2000033288A1 JP 9906746 W JP9906746 W JP 9906746W WO 0033288 A1 WO0033288 A1 WO 0033288A1
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light
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color display
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Osamu Wada
Junichi Nakamura
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Seiko Epson Corporation
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    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers

Definitions

  • the present invention relates to a color display device and a color display method which generate a color image by being driven in a time-division manner.
  • the light from a white light source was generated through a rotating color-filled disk: (red), G (green), and B (blue) color light
  • a digital micromirror device (DMD: a device developed by Texas Instruments, for example) is illuminated in time sequence onto an array, and the color light modulated by the DMD array is projected onto a screen by color projection.
  • DMD projectors displaying one image are known.
  • a color liquid crystal display device in which a color light source that generates R, G, and B color light is disposed behind a liquid crystal panel that performs monochrome display.
  • Fig. 12 shows that when viewing the RGB original image generated by driving the three color lights in a time sequential manner (hereinafter referred to as color sequential), the eye movements generated voluntarily or involuntarily on the retina. It shows the mechanism by which the color band of RGB color light is physically formed.
  • R, G, and B color lights and an image corresponding to the R, G, and B light are processed by a synchronization signal to generate an R image, a G image, and a B image having no spatial phase shift.
  • a person recognizes each of the RGB images as a color image equivalent to the original image by performing additive color mixing in a time-integral manner at the higher visual center. However, during actual image viewing, people blink or gaze unconsciously or consciously.
  • each RGB image generated in a time-integrated manner by color sequential driving is spatially affected by eye movement, and a physical RGB band is physically formed on the retina as shown in Fig. 12. It is formed and is perceived as a color breakup at higher visual centers due to this.
  • FIGS. an ideal model (temporal integration type additive color mixing) and a real model (spatio-temporal integration type additive color mixing) of a color image generated on the retina by color sequential driving will be described with reference to FIGS. .
  • the vertical axis represents time
  • the horizontal axis represents space.
  • the figure shows a three-frame image.
  • an R image, a G image, and a B image are generated on the retina with a time difference that is uniquely determined by the frame frequency, and ideally, there is no spatial shift.
  • the time difference uniquely determined by the frame frequency and the spatial displacement uniquely determined by the eye movement speed occur on the retina at the same time. This phenomenon occurs only when eye movement occurs, and does not occur when the eye is stationary or relatively stationary (for example, ', following the fly's movement with the eyes).
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing a color image generation model based on a combination of such a color sequential driving method and a visual system.
  • the color display device includes: a color light generation unit that repeatedly generates a plurality of color lights at a predetermined frequency in a time sequence; and a plurality of the color light generation units that generate images corresponding to the plurality of color lights in a time sequence.
  • the predetermined frequency is equal to or higher than 250 Hz.
  • the predetermined frequency is at least 300 Hz.
  • the color light generation unit includes a light source, and a color filter that generates the plurality of color lights from light from the light source.
  • the color light generation unit has a plurality of light sources that emit different color lights, and the plurality of light sources are turned on in time sequence.
  • the color display device according to any one of claims 1 to 5, wherein the image generation unit is a reflection-type electro-optical device.
  • the electro-optical device is a liquid crystal device.
  • the electro-optical device is a digital micro-mirror device.
  • the image generating section has a transmission electro-optical device.
  • the color display device further includes a lens for projecting the image.
  • the color display method includes: a color light generation step of repeatedly generating a plurality of color lights at a predetermined frequency in a time sequence; and a method of generating images corresponding to each of the plurality of color lights in a time sequence.
  • the predetermined frequency is equal to or higher than 250 Hz.
  • the predetermined frequency is at least 300 Hz.
  • the repetition frequency range of the color light in which the visual color discrimination becomes low for example, a color presentation caused by a presenter standing in front of the screen or an operation of an object in front of the screen is performed.
  • One breakup can be suppressed or prevented from being perceived by a viewer.
  • a person who views a display image on a screen does not feel uncomfortable with the image, and has an effect of improving the quality of the observed image and reducing a feeling of fatigue accompanying image observation.
  • FIG. 1 is a configuration explanatory view showing Embodiment 1 of a color display device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing visual color space frequency characteristics.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the frame frequency and the visual color space frequency.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an experimental device for determining the relationship between the retinal movement speed and the frame frequency.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a modified example of an experimental device for obtaining the relationship between the retinal movement speed and the frame frequency.
  • FIG. 6 is a graph showing visual frame optimum frame frequency characteristics.
  • FIG. 7 is a graph showing visual frame optimum frame frequency characteristics.
  • FIG. 8 is a graph showing visual color discrimination threshold characteristics.
  • FIG. 9 is a graph showing visual color discrimination threshold characteristics.
  • FIG. 10 is a configuration explanatory view showing Embodiment 2 of the color display device according to the present invention.
  • FIG. 11 is a configuration explanatory view showing Embodiment 3 of the projection display apparatus according to the present invention.
  • Figure 12 shows the mechanism by which eye movement forms a color band on the retina.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing a color image generation model based on a color sequential driving method.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing a color image generation model based on a combination of a color sequential driving method and a visual system.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a color display device and a method of driving the color display device according to the present invention.
  • the color display device 10 of the present embodiment is a light source that emits white light and emits light including each spectrum of red light, blue light, and green light.
  • a color display device comprising a projection lens 15, wherein an image-forming color light is projected from the projection lens 15 onto a screen 16 to display an image.
  • the light source 11 is also provided with a reflector 11a for reflecting the light of the light source as shown.
  • the observer looking at the image projected on the screen 16 is located at the front of the screen 16 if the color display is a front projection type, and is located at the back of the screen 16 if the color display is a rear projection type. Position and you will see the projected image.
  • the presenter person
  • the presenter stands in front of the screen 16 as viewed from the observer, and points at the projection display screen using an object such as a finger or a finger stick. I will explain. Therefore, from the viewpoint of the observer, the presenter and the movement of the object in front of the screen 16 are performed while blocking the display screen. In the past, this operation caused a color breakup phenomenon.
  • One of the effects of the present invention is to solve such a conventional color breakup perception problem, and a detailed configuration for that purpose will be described below.
  • the cell gap of a ferroelectric liquid crystal panel, an anti-ferroelectric liquid crystal panel, a cell mode liquid crystal panel, or a TN liquid crystal cell as a DMD array or a reflective liquid crystal light valve is set to be narrow.
  • modulators having high-speed response such as a liquid crystal panel that has been manufactured and an OCB mode liquid crystal panel, can be applied.
  • such a color display device 10 mainly includes a drive circuit 21 composed of a microprocessor 17, a timing generator 18, a frame memory 19, and a drive control circuit 20.
  • a drive circuit 21 composed of a microprocessor 17, a timing generator 18, a frame memory 19, and a drive control circuit 20.
  • the rotational driving of the rotary color filter 12 and the driving timing of the reflective electro-optical device 14 are controlled by the evening imaging generator 18 in synchronization.
  • the image signal is sampled by a sampling circuit (not shown).
  • the synchronization signal in the image input signal is sent to the microprocessor 17 and the timing generator 18.
  • the image data in the image signal is written into the frame memory 19 at the timing controlled by the timing generator 18.
  • the white light emitted from the light source 11 passes through a three-color rotating color filter 12 that rotates in synchronization with the driving timing of the electro-optical device 14 by the timing generator 18, and the red light is emitted from the light source light.
  • the light, the blue light, and the green light are sequentially split and transmitted to generate color light, which is irradiated to the reflection type electro-optical device 14 via the condenser lens 13.
  • Each color light thus irradiated is subjected to light modulation by the electro-optical device 14, enlarged and projected by the projection lens 15, and formed into an image on the screen 16, thereby displaying a single image.
  • the frame is generated according to the read timing signal supplied from the timing generator 18.
  • the red component image data stored in advance in the drive cycle earlier than this is sequentially read out from the memory 19, and the drive control circuit 20 receiving the image data receives the image data for the red component.
  • Each pixel of the electro-optical device 14 is driven according to.
  • Timing generator 18 is a microprocessor Under the control of 17, the timing is controlled so as to synchronize the timing of each component.
  • the electro-optical device 14 is a modulation element composed of a DMD and a liquid crystal panel.
  • Pixels provided with a reflection mirror and a reflection electrode are arranged in a matrix, and each pixel has a red light.
  • the light is reflected, and the light is modulated according to the reflection to generate a red light image. Accordingly, the red light whose light intensity is modulated for each pixel is incident on the projection lens 15 and the image of the red light is projected and displayed on the screen 16.
  • the image data for blue light is read from the frame memory 19, as in the case of red light, and the electrical
  • Each pixel of the optical device 14 is driven according to the image data, modulates the blue light, and the image of the blue light is projected and displayed on the screen 16.
  • images of three color lights are sequentially generated by the electro-optical device 14, and by repeating this cyclically, a color image is displayed.
  • the order of color light generation is not limited to the present embodiment, and may be in any order.
  • the DMD modulates the amount of light incident on the projection lens 15 by changing the inclination angle of the reflecting mirror according to image data for each pixel.
  • the time width for directing the light reflected by the reflection mirror to the projection lens 15 and the time width for absorbing the reflected light to the absorber are determined by pulse width modulation (PWM) according to the image data.
  • PWM pulse width modulation
  • the intensity of the color light can be modulated for each pixel.
  • the frame memory 19 can be built in the electro-optical device as a SRAM, and each pixel has a pixel memory, and the reflection mirror of each pixel is set according to the memory content.
  • An angle change drive can be performed by a drive control circuit 20 built in each time.
  • these memories and drive control circuits are arranged below the reflection mirror.
  • the electro-optical device 14 is a liquid crystal panel
  • the above-described liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates, and the reflection-side substrate has a pixel electrode for each pixel.
  • the polarization plane and the degree of scattering of the incident light are changed according to the change in the arrangement of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. Emit and emit.
  • incident light is incident via a polarizing element, and reflected light is guided to the projection lens 15 via the polarizing element to modulate light intensity for each pixel.
  • a light intensity is modulated for each pixel by providing a slit in front of the projection lens 15 and passing the same as in the DMD.
  • a memory for each pixel and a drive control circuit 2 for applying a voltage to the pixel electrode according to the memory content below the reflective pixel electrode. 0 and can be built-in.
  • the color display device 10 of the present embodiment has a reflection-type electro-optical device as the electro-optical device 14, if a liquid crystal device (liquid crystal panel) is used, the electro-optical device 1 As 4, a transmission type electro-optical device including a transmission type liquid crystal panel may be provided.
  • the repetition frequency (frame frequency) of the three-color light of the rotating color filter 12 is 180 Hz or more, preferably 250 Hz or more, and more preferably 3 Hz or more.
  • the number of revolutions is controlled by the timing generator 18 so that it is equal to or higher than 0 Hz, and the timing of the color image generation by the electro-optical device 14 is made to coincide with the generation timing of each color light. Is set.
  • the presenter by performing color-sequential driving at a frame frequency of 180 Hz or more, when the observer is looking at the screen 16, the presenter can perform a presentation while standing in front of the screen 16. Even if eye movements caused by the movement of an object such as the finger itself or the finger stick moved by the presenter can reduce or eliminate the perception of color breakup.
  • color sequential driving is performed at a frame frequency of 250 Hz or more, not only the above-mentioned perception of color breakup accompanying the movement of the presente is prevented, but also the fast eye movement of the observer (see below).
  • the figure is a well-known data described in “Television”, Vol. 31, No. 1, page 31 in 1977.
  • the horizontal axis of the graph in the same figure is the color space frequency, which is expressed in cycle / degree (cpd).
  • the unit of this color space frequency (cpd) indicates the number of sine waves in one degree of visual angle. If there is one cycle of sine wave in one degree of visual angle, it is 1 cpd. If there are 5 cycles of a sine wave, it is 5 cpd.
  • the vertical axis of this graph represents the contrast sensitivity in terms of relative sensitivity (dB), and finds the limit at which light / dark discrimination and color discrimination cannot be performed.
  • dB relative sensitivity
  • the sensitivity characteristic with respect to brightness is generally inferior even when the spatial frequency is low or high, and the contrast between 4 cpd in the middle is the contrast between light and dark.
  • the sensitivity has become the highest.
  • the cut-off frequency of the contrast sensitivity characteristic with respect to this darkness is 60 cpd.
  • the sensitivity characteristic for color also has a poor contrast sensitivity when the spatial frequency is low or high, and the contrast sensitivity of the color is the highest around 0.4 cpd, which is an intermediate chromaticity spatial frequency.
  • 0.4 cpd is a result equivalent to a frame frequency of 120 Hz in terms of calculation, and can be said to be the worst condition from the viewpoint of the color sequential driving method in consideration of the Humann characteristic. However, there is one with 120 Hz, and color breakup is easily perceived.
  • the cutoff frequency of the sensitivity characteristic for this color is 4 to 10 cpd.
  • a color space frequency higher than 0.4 cpd must be provided to reduce or eliminate color breakup.
  • the present inventors preferably provide a color space frequency of 0.5 cpd or higher, which is higher than 0.4 cpd, which is the color space frequency, so that a person located in front of the screen 16 as viewed from an observer can be obtained. It has been found that the occurrence of color breakups perceived as a result of the movement of objects and objects can be reduced or eliminated.
  • Vf (3 * Cba) — 1 (3)
  • Ff is the frame frequency (Hz), which is the frequency at which one frame of a color image (one full screen) is generated.
  • Cba is the power band angle (de gre e) formed by each color light, and is the color band width of one color light given by the visual angle.
  • R band, G band, and B band are formed on the retina.
  • the viewing angle is uniquely determined by the reference point (point) of the eyeball and the bandwidth of monochromatic light formed on the retina (no viewing distance dependence).
  • Rv is the rotational speed of the eyeball rotation (degree / second), which is the angular velocity when moving from one point to another. The image projected on the retina inside the eyeball accompanying this gaze movement moves at the same angular velocity (eyeball rotation speed).
  • Vf is the visual color space frequency (eye le / de gre e), and indicates how many cycles of the RGB color band are formed within one degree of viewing angle. For example, if one RGB color band is formed in each viewing angle of 1 degree, it will be 1 cycle / degree (cpd), and if 5 bands are formed, it will be 5 cpd. This is generally used as an indicator of resolution, and the smaller the bandwidth, the lower the color discrimination (color discrimination) and luminance discrimination (brightness contrast).
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the frame frequency converted using the above formulas (1), (2) and (3) and the color space frequency of the visual system.
  • (120, 0.4) indicates the current level of the projection display device using the color sequential driving method, and is (180, 0.5) or more, preferably (250, 0.4). 6) The above, and more preferably (300, 0.8) The above shows the frame frequency level used in the color display device 10 of the present embodiment.
  • a method for determining the relationship between the retinal movement speed (retinal velocity) and the frame frequency using the experimental apparatus shown in FIGS. 4 and 5 will be described.
  • the experimental device shown in Fig. 4 has a light source 1 for emitting white light, an RGB rotating filter 2 for spectrally generating RGB three-color light from the light source light, a screen 3, and a device for generating a retinal movement speed. And a chirp blade 4.
  • white light emitted from the light source 1 is passed through the RGB rotating filter 2 to sequentially generate R, G, and B light sequentially, and these color lights are transmitted to the screen 3. Incident from the back.
  • a spatiotemporal color band is generated by rotating a chopper blade 4 arranged in front of the screen 3. The observer looks at a predetermined point on the screen 3 from a certain distance and forms a color band on the retina.
  • An arbitrary frame frequency can be set by making the rotation speed of the RGB rotation filter 2 variable, and an arbitrary retina movement speed can be made by making the rotation speed of the chopper blade 4 placed in front of the screen 3 variable. Can be set.
  • the experimental device in Fig. 5 combines the light source 1 and the RGB rotating filter 2 that are the RGB color light generation means in the experimental device in Fig. 4 with the R light source 5R, the G light source 5G, the B light source 5B, and the red light selective reflection layer.
  • a color sequential driving illumination system comprising a dichroic prism 6 having a blue light selective reflection layer formed in an X shape, and a mirror 7 for reflecting the red light and the blue light from the R light source 5R and the B light source B to the prism 6 side. This is the configuration replaced by.
  • Each light source 5 is sequentially turned on, and three-color light is sequentially incident on the screen 3 from the back surface from the dichroic prism 6.
  • an arbitrary frame frequency can be set by changing the lighting switching of the R light source 5R, the G light source 5G, and the B light source 5B.
  • Other configurations and operations are the same as those of the experimental apparatus shown in FIG. 4 and 5 may be configured such that the order of colors such as RGB, RBG, and BGR is changed.
  • Figures 6 and 7 show the relationship between the retinal movement speed and the frame frequency obtained from the results of two subjects using these experimental devices.
  • Figure 6 is a graph showing individual data
  • Figure 7 is a graph showing the average and standard deviation based on each data. As can be seen from Figs.
  • the psychological color breakup perception generally shows a different tendency (biphasic) when the retina movement speed is less than 30 deg / sec and more than 300 deg / sec. It shows that the frame frequency rises sharply at 300 deg / sec or more.
  • eye movements There are four types of eye movements: follow-up movements, intermittent movements, convergence divergence movements, and fixation tremors.
  • the follow-up movement is a low-speed eye movement of about 30 to 35 deg / sec, which follows a flying fly with an eye.
  • the intermittent movement is an intermittent high-speed jumping movement, and is an eye movement that complements the moving speed of an object exceeding the speed of the following movement, such as the movement of the line of sight during reading.
  • FIGS. 8 and 9 show the relationship between the retinal movement speed and the frame frequency obtained from the above-described experiment, in which the frame frequency is inversely converted into a visual color discrimination threshold.
  • the frame frequency obtained from the psychological color breakup threshold perceived as a spatiotemporal characteristic in the experiment is simply the physical spread over the retina. Is defined as inversely converted to a typical RGB color bandwidth.
  • the eye movement speed of SOO deg / sec or more and less than 300 deg / sec in the eye movement speed (equivalent to the net movement speed) of the independent variable (horizontal axis) of the data shown in Figs. 8 and 9 is one. Generally not present. However, more than 200 deg / sec and 300 deg / sec
  • an eye movement speed of less than or equal to the presenter in the presence of the presenter in front of the screen as viewed from the observer of the display screen moves in various ways. In some cases, it is conceivable that the object exists as a movement moving on the retina. At eye movement velocities in such a range, the visual color sensitivity of the viewer is low. From the above, it is inferred that the retinal movement speed affects the change in the visual color discrimination threshold.
  • the color display device focuses on the retinal movement speed range (200 deg / sec or more and 300 deg / sec) in which the visual color sensitivity is low.
  • the frame frequency (color generation frequency) corresponding to this range of the retinal movement speed is set to 180 Hz or more from Figs. 8 and 9, so that various motions of the presente and objects can be performed in front of the screen. Doing so can reduce or eliminate psychological color breakup perception.
  • the frame frequency of the color display device is a frame frequency (color generation frequency) that satisfies the maximum speed of the existing eye movement, that is, 300 Hz, which is higher than 250 Hz.
  • the frame frequency of the color display device is a frame frequency (color generation frequency) that satisfies the maximum speed of the existing eye movement, that is, 300 Hz, which is higher than 250 Hz.
  • the color display device 10 of the first embodiment since the occurrence of such a phenomenon that color breakup is perceived can be suppressed, a high-quality color display can be performed on the screen. For this reason, according to the first embodiment, when observing the image on the screen 16, the observer does not feel uncomfortable with the image, and can display a good color image with less fatigue. . Further, in the power display device 10 of the first embodiment, since a single electro-optical device (modulation device) 14 can perform color display, that is, it can be applied to a single-plate projection display device, Lightweight and low cost can be realized.
  • FIG. 10 shows a second embodiment of the color display device and the color display method according to the present invention.
  • the present invention is applied to a direct-view type color display device including a lighting device.
  • the repetition frequency (frame frequency) of the trichromatic light emitted in color sequence from the rear side is controlled to be 25 OHz or more, preferably 30 OHz or more, and the electric power as an image generation unit is controlled.
  • the timing for generating the color image in the optical device is set so as to coincide with the generation timing of each color light. As shown in FIG.
  • the color display device 100 of Embodiment 2 includes an illumination light source 101 using a color switching type backlight, an electro-optical device 102, and a color switching type And a drive circuit 103 for driving and controlling the backlight illumination light source 101 and the electro-optical device 102.
  • a transmissive electro-optical device is used.
  • a transmissive liquid crystal display device may be used.
  • the configuration of the color-switching illumination light source 101 includes, for example, a red light source, a green light source, and a blue light source (not shown), and transmits the color light emitted therefrom through, for example, a light guide plate (not shown).
  • the display area of the optical device 102 is uniformly irradiated.
  • each light source as an illumination light source, it is possible to apply a light emitting source of various color lights such as a fluorescent tube such as a cold cathode tube and a hot cathode tube, an EL (Electro-Magnetic Luminescence) light emitting element, and an LED.
  • a light emitting source of various color lights such as a fluorescent tube such as a cold cathode tube and a hot cathode tube, an EL (Electro-Magnetic Luminescence) light emitting element, and an LED.
  • a configuration in which a light source is disposed on the back of the electro-optical device 102 and a configuration in which a light guide plate is disposed on the back and a light source is disposed on the side thereof are referred to as an illumination light source 101 and light source light is guided.
  • a configuration in which the light plate is propagated to illuminate the electro-optical device 102 from the back surface is considered.
  • a front light method is also possible.
  • the electro-optical device 102 is a reflection type electro-optical device, a light guide plate is arranged on the front side of the electro-optical device 102 and the illumination light source is provided on the side surface.
  • the configuration in which is disposed is referred to as an illumination light source 101.
  • the structure of the reflective electro-optical device 102 is the same as the structure described in the first embodiment.
  • a liquid crystal display device that performs monochrome display without using a color filter can be used as in the first embodiment.
  • a 7-cell mode liquid crystal panel and a cell gap of a TN liquid crystal cell can be used.
  • Various liquid crystal display devices with high-speed response, such as liquid crystal panels with narrow settings and OCB mode liquid crystal panels can do.
  • the drive circuit 103 includes a microprocessor 104, a timing generator 105, a frame memory 106, a drive control circuit 107, a light source switcher 108, and a light source power supply 109. It has.
  • a timing generator 105 controls the switching timing of the light source color switcher 108 and the drive timing of the electro-optical device 102.
  • the image signal is sampled by a sampling circuit (not shown), and the synchronization signal in the image input signal is sent to the microprocessor 104 and the timing generator 105.
  • the image data in the image signal is written to the frame memory 106 at the timing controlled by the timing generator 105.
  • the color switchable illumination light source 101 is a light source color switch 108 controlled by a timing generator 105 so as to synchronize with the driving timing of each color image of the electro-optical device 102, and emits red light (not shown).
  • the light source, green light source, and blue light source are turned on repeatedly in time sequence.
  • the color switching illumination light source 101 generates color light in a color sequence corresponding to the color of the display data, and illuminates the transmission electro-optical device 102.
  • the thus-irradiated color light (display light) is subjected to light modulation by the transmissive electro-optical device 102, and a color image is displayed in color sequence.
  • a timing generator 105 supplies a light source switching timing signal to a light source color switch 108 so that the illumination light source 101 emits red light. Power is supplied from 9 and the red light source lights up.
  • a reading timing signal is supplied from the evening timing generator 105 to the frame memory 106 so as to be synchronized with the switching timing of the light source color switcher 108, and is stored in advance in a driving cycle earlier than this.
  • the drive control circuit 107 that sequentially reads out the red component image data and receives the image data drives each pixel of the electro-optical device 102 according to the red component image data.
  • the evening image generator 105 controls the timing so that the timing of each component is synchronized under the control of the microprocessor 104.
  • Electro-optical equipment The device 102 is a modulation element composed of a liquid crystal panel, as described above, in which pixels having pixel electrodes are arranged in a matrix, and modulates red light for each pixel to form a red light image. Has been generated. Therefore, an image is displayed on the display screen by the red light whose light intensity is modulated for each pixel.
  • the image data for the green light is read from the frame memory 106 in the same manner as in the case of the red light, and accordingly, Accordingly, each pixel of the electro-optical device 102 is driven according to the image data, modulates blue light, and a green light image is projected and displayed on the display screen of the electro-optical device 102.
  • the electro-optical device 102 is a transmissive liquid crystal panel
  • the liquid crystal exemplified above is sandwiched between a pair of substrates, and the reflective substrate has a transparent pixel electrode for each pixel
  • the polarization plane and the degree of scattering of the incident light are changed according to the change in the arrangement of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer. Emit.
  • the polarization plane is changed, incident light enters through a polarizing element, and reflected light passes through the polarizing element to modulate the light intensity for each pixel and display.
  • the light intensity is modulated for each pixel according to the degree of scattering, so that a polarizing element is not required.
  • a transmissive electro-optical device is used.
  • a color display device that generates an image using a reflective electro-optical device including a reflective liquid crystal panel may be used.
  • the pixel configuration in this case is similar to that described in the first embodiment.
  • a memory for each pixel and a drive control circuit 107 for applying a voltage to the pixel electrode according to the memory content are provided below the reflective pixel electrode. Can be built-in.
  • the repetitive lighting frequency (frame frequency) of the three-color light of the illumination light source is set to 250 Hz or more, preferably 300 Hz or more.
  • Lighting switching control is performed by a timing generator 105, and the timing of generating a color image in the electro-optical device 102 is set so as to coincide with the generation timing of each color light.
  • FIG. 11 shows a projection display device as the color display device of the present invention.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the electro-optical device 14 of the first embodiment is replaced with a transmissive electro-optical device 240, and other configurations and operations are the same as those of the first embodiment. It is.
  • the projection display device 200 of the present embodiment includes a light source 201 that emits white light and emits light including each of red, blue, and green light, and a light source 201 that emits white light.
  • a rotating color filter 202 having red, ocher and green color element regions disposed in front thereof, and a color light beam arranged in front of the rotating color filter 202 corresponding to the color of the incident color light.
  • a transmission type electro-optical device 204 that generates a color image; and a projection lens 205 that receives light modulated and transmitted by the electro-optical device 204 and performs projection. From 05, the image generation color light is projected on the screen 206 to display an image.
  • the light source 201 is also provided with a reflector 201a that reflects the light of the light source as shown.
  • the observer who sees the image projected on the screen 16 is located in front of the screen 16 if the color display device is the front projection type, and the color display device is the rear projection type. If so, you would be located on the back of screen 16 and see the projected image.
  • the presenter person
  • the presenter stands in front of the screen 16 as viewed from the observer, and points to the projection display screen using an object such as a finger or a finger stick. Will do. Therefore, from the observer's point of view, the display of the presenter and the movement of the object in front of the screen 16 It will be carried out by interrupting.
  • the electro-optical device 204 includes a ferroelectric liquid crystal panel, an anti-ferroelectric liquid crystal panel, a 7 ⁇ cell mode liquid crystal panel, a liquid crystal panel with a narrow cell gap of a TN liquid crystal cell, and an OCB mode as a liquid crystal light valve.
  • Various modulation devices having high-speed response, such as a liquid crystal panel, can be applied.
  • Such a projection display device 200 mainly includes a microprocessor 207, a timing generator 209, a frame memory 209, and a drive control circuit 210.
  • a drive circuit 2 1 1 is provided.
  • the rotational driving of the rotary color filter 202 and the driving timing of the transmission type electro-optical device 204 are controlled in synchronization with each other.
  • the image signal is sampled by a sampling circuit (not shown).
  • a synchronizing signal in the image input signal is sent to the microprocessor 207 and the timing generator 208.
  • the image data in the image signal is written to the frame memory 209 at a timing controlled by the timing generator 208.
  • the white light emitted from the light source 201 passes through the three-color rotating color filter 202 that rotates in synchronization with the driving timing of the electro-optical device 204 by the timing generator 208.
  • red light, blue light, and green light are sequentially split and transmitted from the light source light to generate color light, and each color light is applied to the electro-optical device 204.
  • Each color light thus irradiated is transmitted through the electro-optical device 204, is subjected to light modulation, is enlarged and projected by the projection lens 205, is imaged on the screen 206, and is colored.
  • One image display is performed.
  • the frame memory 2 according to the read timing signal supplied from the timing generator 208 is used. From 09, the red component image data stored in advance in the driving cycle earlier than this is sequentially read out, and the drive control circuit 210 receiving the image data responds to the red component image data.
  • the timing generator 208 controls the timing of each component under the control of the microprocessor 207. Timing control.
  • the electro-optical device 2 ⁇ 4 is a modulation element composed of a liquid crystal panel, in which pixels are arranged in a matrix, and red light is transmitted for each pixel, and modulation is performed in accordance with the transmission, and red light is transmitted. An image has been generated. Accordingly, the red light whose light intensity is modulated for each pixel is incident on the projection lens 205, and an image of the red light is projected and displayed on the screen 206.
  • the image data for blue light is read from the frame memory 209, as in the case of the red light. Accordingly, each pixel of the electro-optical device 204 is driven according to the image data, modulates the blue light, and the blue light image is projected and displayed on the screen 206. Next, the same applies to the timing when the light source light passes through the green area of the rotating color filter 202. As described above, images of three color lights are sequentially generated in the electro-optical device 204, and by repeating this cyclically, a color image is displayed. Note that the order of generating colored light is not limited to the present embodiment, and may be in any order.
  • the repetition frequency (frame frequency) of the three-color light of the rotating color filter 202 is 180 Hz or more, preferably 250 Hz or more, and more preferably 30 Hz or more.
  • the number of revolutions is controlled by the timing generator 208 so as to be 0 Hz or more, and the timing of the color image generation in the electro-optical device 204 is set so as to coincide with the generation timing of each color light. ing.
  • the present embodiment similar to the first embodiment, by performing color sequential driving at the above-described frequencies, it is possible to perform display with low visual system color identification sensitivity. In this case, even if the presenter sits in front of the screen 206 and the eye movements caused by the movement of the object occur, the perception of the color breakup can be reduced or eliminated. . For this reason, it is possible to give a good presentation without feeling uncomfortable with the color display image. For this reason, in the present embodiment, it is possible to obtain a good color display image which does not give the observer a feeling of fatigue.
  • the first to third embodiments have been described above, but the present invention is not limited to these. Instead, various changes that accompany the gist of the configuration are possible.
  • the present invention is applied to various color display devices other than the above-described embodiments, such as a projection display device using a transmission type light valve, and a reflection display device having a light source in front or side of a display screen. It is also possible.
  • the plurality of color lights generated are described as three-color light of red light, blue light, and green light, but may be three-color light of cyan light, magenta light, and yellow light, or two-color light. Switching of color light more than three-color light may be performed.
  • the light source light from one light source that emits the light source light including a plurality of color light (for example, red light, blue light, and green light) components is rotated by a color filter (12, 20). 2), each color light was generated.
  • a color filter (12, 20) for example, red light, blue light, and green light
  • each color light was generated.
  • multiple light sources red light source, green light A light source and a blue light source
  • the timing control of the projection display device is performed so that the repetition frequency for generating a plurality of color lights is at least 180 Hz, preferably at least 250 Hz, and more preferably at least 300 Hz.
  • the present invention relates to a color display device and a color display method of a time-division driving method, in which a perception of color breakup caused by an operation performed in the presente night and a perception of color breakup caused by eye movement do not occur. provide.

Description

明細書 力ラ一表示装置および力ラ一表示方法 技術分野
本発明は、 時分割駆動されてカラー画像生成を行なうカラー表示装置および力 ラー表示方法に関する。 背景技術
近年、 カラー表示装置として、 単一ドット内で時間差混色、 すなわち時分割駆 動方式による加法混色でカラー表示を行うものが注目されている。 このような力 ラー表示装置では、 1画素が 1絵素となるため、 並置混色を行うカラ一表示装置 に比較して 3倍の解像度が得られるという利点がある。 このような時分割駆動方 式のカラー表示装置の一つに、 白色光源からの光を回転するカラーフィル夕円盤 を通して生成した： (赤） 、 G (緑） 、 B (青） の色光を、 時間順次にデジタル マイクロミラーデバイス （D MD ：例えばテキサスインスツルメント社が開発し たようなデバイス） アレイ上に照射し、 この D M Dアレイで変調 '反射された色 光をスクリーン上に投影させてカラ一画像を表示する D M Dプロジェクタが知ら れている。 またこの他に、 白黒表示を行なう液晶パネルの後方に R、 G、 Bの色 光を発生させるカラ一光源が配置されてなるカラ一液晶表示装置などがある。 しかしながら、 上記した時分割駆動される D M Dプロジェクタやカラ一液晶表 示装置などのカラ一表示装置では、 鑑賞者の目が、 例えばスクリーンやディスプ レイを横切る対象画像を追いかけるときに、 鑑賞者が色分離を知覚してしまうと いう問題点を有している。 このため、 鑑賞画像に色ずれが発生して表示品質が低 下するという問題がある。
さらに、 時分割駆動される投写型表示装置 （すなわち、 D M Dプロジェクタや 液晶プロジェクタ） の場合には、 スクリーンの前に位置するプレゼンテ一夕の行 なう動作、 例えば、 指示棒や指でスクリーン上を指し示したりスクリーンの前を 横切ったりする動作に起因して観察者が色分離を知覚してしまうという問題点が ある。 このため、 観察画像に色ずれが発生して表示品質の低下や、 観察者が疲労 感を覚えるなどの問題がある。 なお、 同様の色ずれの知覚は、 内視鏡などの撮像 装置でも発生することが報告されている。
一般に、 時分割駆動方式のカラ一表示装置で生成される画像を見る際には、 随 意的または不随意的に生じる眼球運動によって網膜上へ物理的に； R (赤）、 G (緑）、 B (青） 色光のカラーバンドが形成され、 これに起因して心理的に色分離が知覚 される現象（以下、 カラ一ブレイクアップという）が起こることが知られている。 ここで、 人の眼球運動に起因して発生するカラーブレイクアップについて説明 する。 図 1 2は、 三色光を時間順次 （以下、 色順次という） で駆動することによ つて生成された R G B原画像を見る際に、 随意的または不随意的に生じる眼球運 動によって網膜上に物理的に R G B色光のカラーバンドが形成されるメカニズム を示している。 時分割駆動されるカラー表示装置では、 R G B各色光とそれに対 応した画像とを同期信号処理して、 空間的に位相ずれのない R画像、 G画像、 B 画像を生成している。 人は、 この R G Bの各色画像を高次の視覚中枢で時間積分 的に加法混色して原画像に等価なカラー画像として認識する。 しかしながら、 実 際の画像鑑賞中において、 人は無意識または意識的にまばたきや視線移動を行な う。 そのとき、 色順次駆動によって時間積分的に生成される R G Bの各画像は、 眼球運動による空間的な影響を受けて、 図 1 2に示すように網膜上に物理的に R G Bのカラ一バンドが形成され、 これに起因して高次の視覚中枢でカラーブレイ クアップとして知覚される。
次に、 図 1 3を用いて色順次駆動により網膜上に生成されるカラ一画像の理想 モデル （時間積分型加法混色） と実際モデル （時空間積分型加法混色） とを比較 して説明する。 同図中、 縦軸は時間、 横軸は空間を示している。 なお、 同図は、 3コマ画像を示したものであるが、 色順次駆動によるカラ一画像では、 フレーム 周波数によって一意的に決定される時間差で網膜上に生成される R画像、 G画像、 B画像を高次の視覚中枢でカラ一合成するシステムである。 したがって、 同図中 の左側に示すように 1コマを形成する R画像、 G画像、 B画像 （例えば、 A R画 像、 AG画像、 AB画像） がフレーム周波数によって一意的に決まる時間差で網 膜上に生成されるが、 これは空間的なずれが生じないことを理想としている。 し かしながら、 実際には眼球運動が関与することにより、 同図中の右側に示すよう に 1コマを形成する R画像、 G画像、 B画像 （例えば、 AR5 画像、 AG' 画像、 AB' 画像） がフレーム周波数によって一意的に決まる時間差と眼球運動速度に よって一意的に決まる空間的な位置ずれが同時に網膜上に生じてしまう。 この現 象は、眼球運動が発生したときのみ生じるものであり、眼球が静止している状態、 あるいは相対的な静止状態 （例えば'、 ハエの動きを目で追っている状態） では生 じない。 また、 これは眼球運動の方向によって発生状況が異なる （例えば、 図 1 3の右側の 1番目のコマである AR， 画像、 AG' 画像、 AB， 画像と、 3番目 のコマである CR' 画像、 CG， 画像、 CB， 画像は発生方向が逆向きとなる） 。 このように、 時分割駆動方式 （色順次駆動方式） のカラー表示装置では、 時間 積分型加法混色を前提として色生成することを基本とするが、 眼球運動がこの前 提を覆すことにより、 基本 （理想） が成立しなくなり、 上記した心理的なカラー ブレイクアップの知覚問題が生じている。 図 14は、 このような色順次駆動方式 と視覚系との組合せによるカラ一画像生成モデルを示す説明図である。 同図から 判るように、 色順次駆動方式によるカラー画像生成においては、 ヒューマンファ クタ 1の眼球運動とヒューマンファクタ 2の心理的なカラ一ブレイクアップ知覚 とを考慮してカラー表示装置を開発する必要がある。特に、投写型表示装置では、 このようなヒューマンファクタ考慮した上で、 スクリーンの前に立ってプレゼン テーシヨンするプレゼンテ一夕の行なう動作などに起因して知覚されるカラ一ブ レイクアツプの発生を抑制することが課題となる。
このようなカラ一ブレイクアップは、 フレーム周波数を 2000Hz〜300 OH z程度に高くして三色光の時間差を縮めてカラ一バンドの幅を物理的に狭く することにより、 知覚されないようにできることが判っているが、 現状で 120 H z程度のフレーム周波数であるのに対して、 2000Hz〜 3000Hzのよ うな高フレーム周波数での画像生成駆動や色生成駆動は現実的に困難である。 本発明は上記問題を考慮してなされたものであり、 その目的は、 プレゼンテ一 夕の行なう動作に起因するカラーブレークアップの知覚や、 眼球運動に起因する カラ一ブレイクアツプの知覚が生じない、 時分割駆動方式のカラ一表示装置およ びカラ一表示方法を提供することである。 発明の開示
本発明のカラー表示装置は、 時間順次で複数の色光を所定の周波数で繰り返し 生成する色光生成部と、 該複数の色光のそれぞれに対応した画像を時間順次で生 成するように、 該複数の色光を処理する画像生成部と、 を備え、 該所定の周波数 は 1 8 0 H z以上であり、 そのことによって上記目的を達成する。
好ましくは、 前記所定の周波数は 2 5 0 H z以上である。
さらに好ましくは、 前記所定の周波数は 3 0 0 H z以上である。
ある実施の形態では、 前記色光生成部は、 光源と、 該光源からの光から前記複 数の色光を生成するカラ一フィル夕とを有する。
他の実施の形態では、 前記色光生成部は、 互いに異なる色光を発光する複数の 光源を有し、 該複数の光源は時間順次で点灯する。
ある実施の形態では、 前記画像生成部は反射型の電気光学装置である、 請求項 1〜 5のいずれかに記載のカラ一表示装置。
さらに他の実施の形態では、 前記電気光学装置は液晶装置である。
さらに他の実施の形態では、 前記電気光学装置はデジタルマイクロミラーデバ イスである。
さらに他の実施の形態では、 前記画像生成部は透過型電気光学装置を有してい る。
さらに他の実施の形態では、 前記カラ一表示装置が前記画像を投写するレンズ をさらに有している。
本発明のカラー表示方法は、 時間順次で複数の色光を所定の周波数で繰り返し 生成する色光生成ステップと、 該複数の色光のそれぞれに対応した画像を時間順 次で生成するように、 該複数の色光を処理する画像生成ステップと、 を含み、 該 所定の周波数は 1 8 0 H z以上であり、 そのことによって上記目的を達成する。 好ましくは、 前記所定の周波数は 2 5 0 H z以上である。
さらに好ましくは、 前記所定の周波数は 3 0 0 H z以上である。
本発明によれば、 視覚系色識別が低くなる色光の繰り返し周波数域に設定した ことにより、 例えば、 スクリーンの前に立ってプレゼンテーションするプレゼン テ一夕やスクリーン前の物体の動作などに起因するカラ一ブレイクアップが、 観 察者に知覚されることを抑制または防止することができる。 さらに、 観察者の眼 球運動に起因するカラ一ブレイクアツプが観察者に知覚されることをも防止でき る。 しかも、 時分割駆動方式のカラー表示装置の色光生成の繰り返し周波数を大 幅に高めずに実用域の繰り返し周波数で駆動することが可能になる。 このため、 本発明によれば、 スクリーン上の表示画像を見る人が画像に違和感を覚えること がなくなり、 観察画像の品位を向上して画像観察に伴う疲労感を低減させるとい う効果を有する。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るカラー表示装置の実施形態 1を示す構成説明図である。 図 2は、 視覚の色空間周波数特性を示すグラフである。
図 3は、 フレーム周波数と視覚系色空間周波数との関係を示すグラフである。 図 4は、 網膜移動速度とフレーム周波数との関係を求めるための実験装置を示 す説明図である。
図 5は、 網膜移動速度とフレーム周波数との関係を求めるための実験装置の変 形例を示す説明図である。
図 6は、 視覚系最適フレーム周波数特性を示すグラフである。
図 7は、 視覚系最適フレーム周波数特性を示すグラフである。
図 8は、 視覚系色弁別閾値特性を示すグラフである。
図 9は、 視覚系色弁別閾値特性を示すグラフである。
図 1 0は、本発明に係るカラー表示装置の実施形態 2を示す構成説明図である。 図 1 1は、本発明に係る投写型表示装置の実施形態 3を示す構成説明図である。 図 1 2は、 眼球運動によって網膜上にカラーバンドが形成されるメカニズムを 示す説明図である。
図 1 3は、 色順次駆動方式によるカラー画像生成モデルを示す説明図。
図 1 4は、 色順次駆動方式と視覚系との組合せによるカラ一画像生成モデルを 示す説明図。 発明を実施するための最良の形態
本発明のカラー表示装置およびカラー表示方法の詳細を図面に示す実施形態に 基づいて説明する。
(実施形態 1 )
図 1は、 本発明に係るカラー表示装置およびカラー表示装置の駆動方法の実施 形態 1を示している。 同図に示すように、 本実施形態のカラ一表示装置 1 0は、 赤色光、 青色光、 緑色光の各スペクトルを含んで発光して白色光を出射する光源
1 1と、 この光源 1 1の前方に配置されて赤色、 青色及び緑色の色要素の領域を 有する回転カラーフィル夕 1 2と、 回転カラ一フィル夕 1 2の前方に配置される 集光レンズ 1 3と、 集光レンズ 1 3を介して入射する色光の色に対応した色画像 を生成する電気光学装置 1 4と、 電気光学装置 1 4で反射 ·変調された光を受け て投写を行なう投写レンズ 1 5とを備えたカラー表示装置であり、 投写レンズ 1 5から画像生成色光がスクリーン 1 6に投写されて画像が表示される。 光源 1 1 には図示されるように光源光を反射するリフレクタ 1 1 aも備えられている。 スクリーン 1 6に投写される画像を見る観察者は、 カラー表示装置がフロント 投写型であればスクリーン 1 6の前面に位置し、 カラ一表示装置がリァ投写型で あればスクリーン 1 6の背面に位置して、 投写された画像を見ることになる。 力 ラ一表示装置を用いたプレゼンテーションにおいては、 プレゼンテ一夕 （人） は 観察者から見てスクリーン 1 6の手前に立ち、 指や指棒などの物体を用いて、 投 写表示画面を指しながら説明をすることになる。 従って、 観察者からすると、 ス クリーン 1 6前のプレゼンテ一夕や物体の動作が表示画面を遮って行われること になる。 従来では、 この動作によりカラ一ブレイクアップ現象が発生してしまつ ていた。 本発明の効果の 1つは、 このような従来のカラーブレイクアップの知覚問題を 解消することであり、 そのための詳細な構成について、 以下に説明する。
上記の電気光学装置 1 4としては、 D MDアレイや、 反射型液晶ライ トバルブ としての、強誘電液晶パネル、反強誘電液晶パネル、 Γセルモードの液晶パネル、 T N液晶セルのセルギャップを狭く設定した液晶パネル、 O C Bモードの液晶パ ネルなど、 高速応答性を有する各種の変調装置を適用することができる。
また、 このようなカラ一表示装置 1 0は、 主に、 マイクロプロセッサ 1 7と、 タイミングジェネレータ 1 8と、 フレームメモリ 1 9と、 駆動制御回路 2 0と、 で構成される駆動回路 2 1を備えている。 このカラ一表示装置 1 0では、 夕イミ ングジェネレータ 1 8で回転カラ一フィル夕 1 2の回転駆動と反射型電気光学装 置 1 4の駆動タイミングを同期させて制御する。 まず、 画像信号を図示しないサ ンプリング回路でサンプリングさせる。 そして、 画像入力信号中の同期信号が、 マイクロプロセッサ 1 7およびタイミングジェネレータ 1 8に送られる。 それと 同時に、 画像信号中の画像デ一夕が、 タイミングジェネレータ 1 8によって制御 されたタイミングでフレームメモリ 1 9に書き込まれるようになつている。 光源 1 1から出射される白色光は、 タイミングジェネレータ 1 8により電気光学装置 1 4の駆動タイミングに同期して回転する三色の回転カラ一フィル夕 1 2を透過 することによって、 光源光から赤色光、 青色光、 緑色光を順次分光 ·透過させて 色光が生成され、 集光レンズ 1 3を介して反射型電気光学装置 1 4に照射される ようになつている。 このように照射されたそれぞれの色光は、 電気光学装置 1 4 により光変調が施され投写レンズ 1 5により拡大投写されて、 スクリーン 1 6に 結像されて力ラ一画像表示を行なう。
例えば、 光源 1 1からの光が回転カラーフィル夕 1 2の赤色領域を透過する夕 ィミングに同期させるように、 タイミングジエネレ一夕 1 8からは供給される読 み出しタイミング信号に応じてフレームメモリ 1 9から、 これよりも前の駆動周 期において予め記憶させた赤色成分の画像データが順次読み出され、 その画像デ —夕を受ける駆動制御回路 2 0は赤色成分用の画像デ一夕に応じて電気光学装置 1 4の各画素を駆動する。 タイミングジェネレータ 1 8は、 マイクロプロセッサ 1 7の制御を受けて各構成要素のタイミングを同期させるようにタイミング制御 するものである。 電気光学装置 1 4は先に述べたように D MDや液晶パネルから なる変調素子であって、 反射ミラーや反射電極を備えた画素がマトリクス状に配 置されており、 各画素毎に赤色光を反射し、 この反射に伴って変調がなされ、 赤 色光の画像が生成されている。 従って、 画素毎に光強度の変調された赤色光は投 写レンズ 1 5に入射されスクリーン 1 6に赤色光の画像が投写表示される。
次に、回転カラ一フィル夕 1 2の青色領域を光源光が透過するタイミングでは、 赤色光の場合と同様に、 フレームメモリ 1 9から青色光用の画像データが読み出 され、 それに応じて電気光学装置 1 4の各画素がその画像データの応じて駆動さ れ、 青色光を変調して、 スクリーン 1 6に青色光の画像が投写表示される。次に、 回転カラーフィル夕 1 2の緑色領域を光源光が透過するタイミングでも、 同様で ある。 このように、 三色の色光の画像が電気光学装置 1 4で順次生成されて、 こ れをサイクリックに繰り返すことにより、 カラ一画像が表示されることになる。 なお、 色光生成の順序は本実形態に限定されず、 いかなる順序でも構わない。 ここで、 電気光学装置 1 4が D MDである場合には、 D MDは各画素毎に画像 データに応じて反射ミラーの傾き角度を変更させて投写レンズ 1 5に入射する光 量を変調する。 より具体的には、 反射ミラ一により反射される光を投写レンズ 1 5に向ける時間幅と反射される光をァブソーバに吸収させる時間幅とを画像デ一 夕に応じてパルス幅変調 （P WM) し、 各画素毎に色光の強度を変調できるよう にしている。 なお、 D MDの場合は、 フレームメモリ 1 9を S R AMとして電気 光学装置内に内蔵することができ、 各画素毎に画素メモリを有しそのメモリ内容 に応じて各画素の反射ミラーを各画素毎に内蔵される駆動制御回路 2 0により角 度変更駆動させることができる。 もっとも、 これらのメモリや駆動制御回路は反 射ミラ一の下方に配置される。
また電気光学装置 1 4が液晶パネルである場合には、 一対の基板間に先に例示 した液晶を挟持して、 反射側の基板には画素毎に画素電極を有し、 この画素電極 から液晶層に印加する実効電圧を画像デ一夕に応じて変化させることにより、 液 晶層での液晶分子の配列の変化に応じて入射光の偏光面や散乱度を変化させて反 射 ·出射する。 偏光面を変化させる場合は、 入射光を偏光素子を介して入射し、 反射光を偏光素子を介して投写レンズ 1 5に導いて、光強度を画素毎に変調する。 光散乱の変化の場合 （液晶が高分子分散型などの場合） は、 D M Dと同様に投写 レンズ 1 5の手前にスリットを設けてこれを通過させることにより、 光強度を画 素毎に変調する。 液晶パネルの場合であっても、 D M Dと同様に、 反射型画素電 極の下方に画素毎にメモリ （フレームメモリ 1 9 ) とそのメモリ内容に応じて画 素電極に電圧印加する駆動制御回路 2 0とを内蔵することができる。
なお、 本実施形態のカラ一表示装置 1 0は、 電気光学装置 1 4として反射型電 気光学装置を有しているが、 液晶装置 （液晶パネル） を用いる場合には、 電気光 学装置 1 4として透過型液晶パネルを含んだ透過型電気光学装置を有していても よい。
このような本実施形態においては、 回転カラ一フィル夕 1 2の三色光の繰り返 し周波数 （フレーム周波数） は、 1 8 0 H z以上、 好ましくは 2 5 0 H z以上、 さらに好ましくは 3 0 0 H z以上になるようにタイミングジエネレ一夕 1 8によ つて回転数が制御されると共に、 電気光学装置 1 4での色画像生成のタイミング を各色光の生成タイミングと一致するように設定されている。
本実施の形態では、 1 8 0 H z以上のフレーム周波数で色順次駆動を行うこと により、 観察者がスクリーン 1 6を見ている際に、 スクリーン 1 6の前に立って プレゼンテーションするプレゼンテ一夕自体やその指ゃプレゼンテ一夕により動 かされる指棒など物体の動作に起因する眼球運動が発生しても、 カラーブレイク アップが知覚されることを軽減または消退させることができる。 2 5 0 H z以上 のフレーム周波数で色順次駆動を行う場合には、 プレゼンテ一夕の動きに伴う上 記カラ一ブレイクアップの知覚の防止だけでなく、 観察者の高速な眼球運動 （後 述） に起因するカラ一ブレイクアップが知覚されることをも軽減または消退させ ることができる。 この場合には、 観察者の知覚の個人差を考慮すると、 3 0 0 H z以上のフレーム周波数で色順次駆動を行うことがさらに好ましい。
ここで、 本実施形態のようにカラ一ブレイクアツプの知覚を低減または消退さ せる理由をフレーム周波数と視覚系色空間周波数との関係に基づいて説明する。 まず、 図 2を用いて視覚系色空間周波数とコントラスト （相対感度） との関係 を説明する。 同図は、 1977年 「テレビジョン」 第 31卷第 1号第 31頁に記 載された公知デ一夕である。 同図のグラフの横軸は色空間周波数であり、 cycle/degree (cpd) で表される。 この色空間周波数の単位 （cpd) は、 視 角 1度中の正弦波の数を示すものであり、 視角 1度の中に 1サイクルの正弦波が あれば 1 c p dで、視覚 1度の中に 5サイクルの正弦波があれば 5 c p dという。 また、 このグラフの縦軸は、 コントラスト感度を相対感度 （dB) で表したもの であり、 明暗弁別や色弁別ができない限界値を求めている。 図 2に示すように、 一般に人の視覚系では明るさ （明暗） に対する感度特性は空間周波数が低いとき でも、 あるいは高いときでもコントラスト感度特性は悪く、 中間の 4 cpdあた りが明暗のコントラスト感度が最も高くなつている。 なお、 図示しないがこの迷 暗に対するコントラスト感度特性のカツトオフ周波数は 60 cpdである。一方、 色に対する感度特性も同様に空間周波数が低いときでも、 あるいは高いときでも コントラスト感度が悪く、 中間の色度空間周波数である 0. 4 cpdあたりが色 のコントラスト感度が最も高くなつている。 0. 4 cpdは、 計算上フレーム周 波数 120Hzに相当する結果であり、 ヒュ一マン特性を考慮した色順次駆動方 式という観点からは最も悪い条件といえる （現状の投写型表示装置ではフレーム 周波数が 120 H zのものがあり、 カラーブレイクアップが知覚され易い） 。 ま た、 図示しないがこの色に対する感度特性のカツトオフ周波数は 4〜10 cpd である。
図 2に示す公知データに基づいて、 カラ一プレイクアップを減少または消退さ せるためには、 0. 4 cpdより高い色空間周波数を与える必要があることが解 る。 本発明者らは、 好ましくは、 この色空間周波数である 0. 4 cpdより高い 0. 5 c pd以上の色空間周波数を与えることで、 観察者から見てスクリーン 1 6の前に位置する人や物などの動きに起因して知覚されるカラ一ブレイクアップ の発生を減少または消退できることを見いだした。 さらに、 好ましくは、 0. 4 0 （1の2倍でぁる0. 8 cpd以上の色空間周波数を与えることで、 上記カラ —ブレイクアップの知覚の防止だけでなく、 高速の眼球運動に起因して知覚され るカラ一ブレイクアップの発生をも減少または消退できることを見いだした。 フレーム周波数と色空間周波数 （視覚系空間周波数） との間の変換は、 下記の 式 （1) 、 （2) 、 （3) を用いて行なうことができる。
Ft = (3*Ff ) -1 ( 1)
Cb a = v*F t (2)
Vf = (3 *Cba) — 1 (3)
なお、 Ffはフレ一ム周波数 （Hz) であり、 カラー画像の 1コマ （カラ一の 1画面） を生成するときの周波数である。 Cbaは各色光によって形成される力 ラ一バンド視角 （de gre e) であり、 1色光のカラ一バンド幅を視角で与え たものである。 また、 カラ一バンドは RGB色光を用いた場合、 Rバンド、 Gバ ンド、 Bバンドが網膜上に形成される。 視角は、 眼球の基準点 （結点） と網膜上 に形成される 1色光のバンド幅によって一意的に決まる （視距離依存性なし） 。 Rvは眼球回旋運動速度 （de gr e e/s e c ond) であり、 ある点から他 の点へ視線移動するときの角速度である。 この視線移動に伴う眼球内面の網膜上 に投写されて像は同じ角速度 （眼球回旋運動速度） で移動する。 したがって、 眼 球回旋運動速度と網膜移動速度 （レチナルベロシティ） は等価である。 Vfは視 覚系色空間周波数 （eye l e/de gre e) であり、 視角 1度の中に RGB のカラーバンドが何サイクル形成されるかを表したものである。 例えば、 視角 1 度の中に R GBのカラ一バンドが 1本ずつ形成されれば 1サイクル/度（ c p d) となり、 5本ずつ形成されれば 5 cpdとなる。 これは、 一般に解像度を表す指 標として用いられることが多く、 バンド幅が細かくなるほど色弁別 （色の識別弁 別） 、 輝度弁別 （明るさの濃淡弁別） は低下する。
図 3は上記した計算式 （ 1) 、 （2) 、 (3) を用いて換算したフレーム周波 数と視覚系の色空間周波数の関係を示すグラフである。 なお、 同図中 （ 120、 0. 4) は色順次駆動方式を用いた投写型表示装置の現状レベルを示したもので あり、 （ 180、 0. 5) 以上、 好ましくは （250、 0. 6) 以上、 さらに好 ましくは （300、 0. 8) 以上は本実施形態のカラ一表示装置 10に用いるフ レーム周波数レベルを示している。 次に、 図 4および図 5に示す実験装置を用いて、 網膜移動速度 （レチナルベロ シティ） とフレーム周波数との関係を求める方法を説明する。
図 4に示す実験装置は、 白色光を出射するための光源 1と、 光源光から R G B 三色光を分光生成するための R G B回転フィル夕 2と、 スクリーン 3と、 網膜移 動速度を生成するためのチヨヅパブレード 4と、 から構成されている。 この実験 装置では、 光源 1から出射された白色光を R G B回転フィル夕 2を通過させるこ とによって継時的に R色光、 G色光、 B色光を順次生成し、 これらの色光をスク リーン 3に背面から入射する。 そして、 スクリーン 3の前方に配置されたチヨッ パブレード 4を回転させることによって時空間的なカラーバンドを生成する。 観 察者は一定の距離からスクリーン 3上の所定の一点を固視し、 網膜上にカラーバ ンドを結像させる。 そして、 心理的なカラ一ブレイクアップ知覚を主観評価によ つて判定する。 なお、 R G B回転フィル夕 2の回転速度を可変にすることで任意 のフレーム周波数を設定でき、 スクリーン 3の前に置いたチヨッパブレ一ド 4の 回転速度を可変にすることで任意の網膜移動速度を設定することができる。
図 5の実験装置は、 図 4の実験装置における R G B色光生成手段である光源 1 および R G B回転フィル夕 2を、 R光源 5 R、 G光源 5 G、 B光源 5 B、 赤色光 選択反射層と青色光選択反射層を X字状に形成したダイクロイツクプリズム 6、 および R光源 5 R， B光源 Bからの赤色光と青色光をプリズム 6側に反射するミ ラー 7からなる色順次駆動照明システムで置き換えた構成である。 各光源 5は順 次点灯しダイクロイツクプリズム 6からは三色光が順次スクリーン 3に背面から 入射される。 この実験装置では、 R光源 5 R、 G光源 5 G、 B光源 5 Bの点灯の スィツチングを可変にすることで任意のフレーム周波数を設定することができる。 他の構成、 作用は図 4に示す実験装置と同様である。 なお、 図 4および図 5の実 験装置では、 R G B、 R B G、 B G Rなどの色の順番を変えた構成としてもよい。 これらの実験装置を用いて 2名の被検者に対して行なった結果から求めた網膜 移動速度とフレーム周波数との関係を図 6と図 7に示す。 図 6は個々のデ一夕を 示すグラフであり、 図 7は個々のデ一夕に基づいて平均と標準偏差を求めたグラ フである。 図 6および図 7から判るように、 心理的なカラーブレイクアップ知覚は、 大別 して網膜移動速度が 30 O de g/s e c未満と 300 d e g/s e c以上とで 異なった傾向 （2相性） を示し、 300 d e g/s e c以上の方が急激なフレー ム周波数の立ち上がりが認められる。 眼球運動には、 随従運動、 断続性運動、 輻 輳開散運動、 固視微動の 4種類のものがある。 随従運動は、 飛んでいるハエを眼 で追うような 30〜35 d eg/s e c程度の低速度の眼球運動である。 一方、 断続性運動は、 間欠的な高速跳躍的運動であり、 読書の際の視線移動などに見ら れる、 随従運動の速度を越える対象物の移動速度を補完する眼球運動であり、 3 00 d e g/s e c以上の高速の眼球運動である。 このことから、 網膜移動速度 300 d e g/s e cは断続性運動に相当するものであり、 フレーム周波数とし てはグラフ上で 250 Hz以上を確保すれば十分と解釈できるが、 測定精度や被 検者の個人差などを考慮すると 300 H z以上を確保することがさらに好ましい。 図 8および図 9は、 上記した実験から得られた網膜移動速度とフレーム周波数 の関係において、 フレーム周波数を視覚系色弁別閾値に逆変換したものである。 なお、 視覚系色弁別閾値の一般的な定義はないが、 ここでは実験において時空間 的特性として知覚する心理的なカラ一ブレイクアップ閾値から求めたフレーム周 波数を、 単純に網膜上に広がる物理的な RGBカラ一バンド幅に逆変換したもの と定義する。
図 8および図 9のグラフから推測されることは、 網 θ莫移動速度 50〜200 d e g/s e c、 200〜300 d e g/s e c、 300 d e g/s e c以上で視 覚系色弁別閾値の特性の違いが認められる。 これらのデータに関連すると考えら れる眼球運動は、 例えば飛んでるハエを眼で追うような 30〜35 d e g/s e c程度の低速度の随従運動と、 距離を隔てて間欠的に突然出現する対象物を俊敏 に捕らえたり、 随従運動の速度を越える対象物の移動速度を補完する 300 d e g/s e c以上の高速の断続性運動と、 の 2種類である。 なお、 図 8および図 9 に示したデータの独立変数 （横軸） の眼球運動速度 （網莫移動速度に等価） の中 の S O O d e g/s e c以上かつ 300 d e g/s e c未満の眼球運動速度は一 般に存在しない。 しかし、 200 d e g/s e c以上かつ 300 d e g/s e c 未満の眼球運動速度は、 例えば投写型表示装置などを用いたプレゼンテーション では、 表示画面の観察者から見た状態のスクリーンの前でプレゼンテ一夕ゃプレ ゼンテ一夕が動かす物体が色々な動作をすることもあり、 対象物が網膜上を移動 する動きとして存在することが考えられる。このような範囲の眼球運動速度では、 スクリーンを見る人の視覚系色感度が低くなつている。 以上のことから、 網膜移 動速度が視覚系色弁別閾値の変化に影響を与えていることが推測される。
本実施形態 1に係るカラ一表示装置では、 上記したように、 視覚系色感度が低 くなる網膜移動速度の範囲 （2 0 0 d e g/ s e c以上かつ 3 0 0 d e g/ s e c ) に着目して、 この網膜移動速度の範囲に対応するフレーム周波数 （色生成周 波数） が図 8および図 9から 1 8 0 H z以上としたことにより、 スクリーンの前 でプレゼンテ一夕や物体が色々な動作を行っても心理的なカラーブレイクアップ の知覚を軽減または消退させることができる。
さらに、 本実施形態 1に係るカラー表示装置のフレーム周波数が、 存在する眼 球運動の最高速度を満足するフレーム周波数 （色生成周波数） 、 すなわち 2 5 0 H zより高い 3 0 0 H zである場合には、 上記カラーブレイクアップの知覚の防 止だけでなく、 色順次駆動方式で発生する心理的なカラ一ブレイクアツプの知覚 をも軽減または消退させることができる。
本実施形態 1のカラー表示装置 1 0では、 このようなカラ一ブレイクアップが 知覚される現象の発生を抑制できるため、 スクリーンにおいて品位の高いカラ一 表示を行なうことができる。 このため、 本実施形態 1によれば、 スクリーン 1 6 の画像を観察する際に、 観察者が画像に違和感を受けることがなく、 より疲労感 の少ない、 良好なカラー画像を表示することができる。 また、 本実施形態 1の力 ラ一表示装置 1 0では、 単一の電気光学装置 （変調装置） 1 4でカラー表示が行 なえるため、 すなわち単板式の投写型表示装置に応用できるため、 プロジェクタ の軽量化、 低コスト化を実現することができる。
(実施形態 2 )
図 1 0は本発明に係るカラー表示装置およびカラー表示方法の実施形態 2を示 している。 本実施形態は、 照明装置を備える直視型のカラー表示装置に本発明を 適用したものである。 この実施形態は、 背面側から色順次で出射される三色光の 繰り返し周波数 （フレーム周波数） が 2 5 O H z以上、 好ましくは 3 0 O H z以 上になるよう制御され、 画像生成部としての電気光学装置での色画像生成の夕ィ ミングが各色光の生成タイミングと一致するように設定されたものである。 図 1 0に示すように、 本実施形態 2のカラ一表示装置 1 0 0は、 色切替え式バ ックライ トを用いた照明光源 1 0 1と、 電気光学装置 1 0 2と、 これら色切替え 式バックライ 卜照明光源 1 0 1および電気光学装置 1 0 2とを駆動 ·制御する駆 動回路 1 0 3と、 を備えてなる。 図 1 0では、 照明装置をバックライ ト方式とし たので、 透過型電気光学装置としており、 例えば透過型液晶表示装置を用いると よい。
色切替え式照明光源 1 0 1の構成は、 例えば、 図示しない赤発光光源と緑発光 光源と青発光光源とを備え、 これらから出射される色光を例えば図示しない導光 板を介して透過型電気光学装置 1 0 2の表示領域へ均一に照射するようになって いる。
なお、照明光源としての各光源は、 冷陰極管、熱陰極管などの蛍光管、 E L (ェ レクト口ルミネッセンス） 発光素子、 L E Dなど各種の色光の発光源を適用する ことが可能である。 バックライ ト方式にした場合は、 電気光学装置 1 0 2の背面 に光源を配置する構成と、 背面に導光板を配置しその側面に光源を配置した構成 を照明光源 1 0 1とし光源光を導光板を伝播させて背面から電気光学装置 1 0 2 を照明する構成など、 が考えられる。 また、 ノ ックライ ト方式ではなく、 フロン トライ ト方式も可能であって、 電気光学装置 1 0 2を反射型電気光学装置とした 場合は、 その前面側に導光板を配置しその側面に照明光源を配置した構成を照明 光源 1 0 1とする。 反射型電気光学装置 1 0 2の構造は、 実施形態 1で説明した 構成と同様である。
このような電気光学装置 1 0 2としては、 実施形態 1と同様にカラーフィル夕 を用いないモノクロ表示を行なう液晶表示装置を用いることができ、 例えば 7Γセ ルモードの液晶パネル、 T N液晶セルのセルギヤップを狭く設定した液晶パネル、 O C Bモードの液晶パネルなどの高速応答性を有する各種の液晶表示装置を適用 することができる。
駆動回路 1 0 3は、 マイクロプロセッサ 1 0 4と、 タイミングジェネレータ 1 0 5と、 フレームメモリ 1 0 6と、 駆動制御回路 1 0 7と、 光源スィッチヤ 1 0 8と、 光源用電源 1 0 9とを備えている。 このカラー表示装置 1 0 0では、 タイ ミングジェネレータ 1 0 5で光源色スィッチヤ 1 0 8の切替えタイミングと電気 光学装置 1 0 2の駆動タイミングを制御する。 まず、 画像信号を図示しないサン プリング回路でサンプリングさせると共に、 画像入力信号中の同期信号は、 マイ クロプロセッサ 1 0 4およびタイミングジェネレータ 1 0 5に送られる。 それと 同時に、 画像信号中の画像データがタイミングジヱネレ一夕 1 0 5によって制御 されたタイミングでフレームメモリ 1 0 6に書き込まれるようになつている。 色 切替え式照明光源 1 0 1は、 電気光学装置 1 0 2の各色画像の駆動タイミングに 同期するように、 タイミングジェネレータ 1 0 5により制御される光源色スィッ チヤ 1 0 8で、 図示しない赤発光光源、 緑発光光源、 青発光光源が時間順次に繰 り返し点灯される。 このようにして色切替え式照明光源 1 0 1によって、 表示デ 一夕色に対応した色順次で色光が生成されて透過型電気光学装置 1 0 2に照明さ れるようになっている。 このように照射されたそれぞれの色の色光 （表示用光） は、 透過型電気光学装置 1 0 2により光変調が施され色順次でカラー画像表示を 行なう。
例えば、 照明光源 1 0 1が赤色光を発光するように、 タイミングジェネレータ 1 0 5からは光源色スィッチヤ 1 0 8に光源切替えタイミング信号が供給され、 選択された光源に対して光源用電源 1 0 9から電源供給がなされて赤色光光源が 点灯する。この光源色スィッチヤ 1 0 8での切替えタイミングに同期するように、 夕イミングジェネレータ 1 0 5からは読み出しタイミング信号がフレームメモリ 1 0 6に供給され、 これよりも前の駆動周期において予め記憶させた赤色成分の 画像データが順次読み出され、 その画像デ一夕を受ける駆動制御回路 1 0 7は赤 色成分用の画像データに応じて電気光学装置 1 0 2の各画素を駆動する。 夕イミ ングジエネレ一夕 1 0 5は、 マイクロプロセッサ 1 0 4の制御を受けて各構成要 素のタイミングを同期させるようにタイミング制御するものである。 電気光学装 置 1 0 2は先に述べたように液晶パネルからなる変調素子であって、 画素電極を 備えた画素がマトリクス状に配置されており、 各画素毎に赤色光を変調し、 赤色 光の画像が生成されている。 従って、 画素毎に光強度の変調された赤色光によつ て画像が表示画面に表示される。
次に、 照明光源 1 0 1で緑色光光源を点灯させるタイミングでは、 赤色光の場 合と同様に、 フレームメモリ 1 0 6から緑色光用の画像デ一夕が読み出され、 そ れに応じて電気光学装置 1 0 2の各画素がその画像データに応じて駆動され、 青 色光を変調して、 電気光学装置 1 0 2の表示画面に緑色光の画像が投写表示され る。 次に、 照明光源 1 0 1で青色光源が点灯するタイミングでも、 同様である。 このように、 三色の色光の画像が電気光学装置 1 0 2で順次生成されて、 これを サイクリックに繰り返すことにより、 カラー画像が表示されることになる。なお、 色光生成の順序は本実形態に限定されず、 いかなる順序でも構わない。
ここで電気光学装置 1 0 2が透過型液晶パネルである場合には、 一対の基板間 に先に例示した液晶を挟持して、反射側の基板には画素毎に透明画素電極を有し、 この画素電極から液晶層に印加する実効電圧を画像デ一夕に応じて変化させるこ とにより、 液晶層での液晶分子の配列の変化に応じて入射光の偏光面や散乱度を 変化させて出射する。 偏光面を変化させる場合は、 入射光を偏光素子を介して入 射し、 反射光を偏光素子を介することにより、 光強度を画素毎に変調して表示す る。 光散乱の変化の場合 （液晶が高分子分散型などの場合） は、 散乱度合いによ り光強度を画素毎に変調するので、 偏光素子は不要となる。
なお、 本実施形態においては、 透過型電気光学装置となっているが、 反射型液 晶パネルからなる反射型電気光学装置により画像生成するカラ一表示装置であつ ても構わない。 この場合の画素構成は、 実施形態 1で説明したものと同様な構成 となる。 また、 反射型液晶パネルの場合には、 反射型画素電極の下方に画素毎に メモリ （フレームメモリ 1 0 6 ) とそのメモリ内容に応じて画素電極に電圧印加 する駆動制御回路 1 0 7とを内蔵することができる。
このように、 本実施形態においては、 照明光源の三色光の繰り返し点灯周波数 (フレーム周波数） は、 2 5 0 H z以上、 好ましくは 3 0 0 H z以上になるよう にタイミングジェネレータ 1 0 5によって点灯切替え制御されると共に、 電気光 学装置 1 0 2での色画像生成のタイミングを各色光の生成タイミングと一致する ように設定されている。
本実施形態では、 上記のような周波数で色順次駆動を行なうことにより、 電気 光学装置からなる表示装置の表示画面を見ている際に眼球運動が発生しても、 力 ラーブレイクアップが知覚されることを軽減または消退させることができる。 こ のため、 カラ一表示画像に対して違和感を受けることがなく、 疲労感の少ない良 好な力ラ一表示画像を得ることができる。
(実施形態 3 )
図 1 1は、 本発明のカラー表示装置として投写型表示装置を示している。 本実 施形態は、 実施形態 1の電気光学装置 1 4を透過型の電気光学装置 2 4 0とした 点が実施形態 1と相違しており、この他の構成や動作は実施形態 1と同様である。 本実施形態の投写型表示装置 2 0 0は、 赤色光、 青色光、 緑色光の各スぺクト ルを含んで発光して白色光を出射する光源 2 0 1と、 この光源 2 0 1の前方に配 置されて赤色、 胄色及び緑色の色要素の領域を有する回転カラーフィル夕 2 0 2 と、 回転カラ一フィル夕 2 0 2の前方に配置されて入射する色光の色に対応した 色画像を生成する透過型の電気光学装置 2 0 4と、 電気光学装置 2 0 4で変調 · 透過された光を受けて投写を行なう投写レンズ 2 0 5とを備えてなり、 投写レン ズ 2 0 5から画像生成色光がスクリーン 2 0 6に投写されて画像が表示される。 光源 2 0 1には図示されるように光源光を反射するリフレクタ 2 0 1 aも備えら れている。
先の実施形態 1と同様に、 スクリーン 1 6に投写される画像を見る観察者は、 カラー表示装置がフロント投写型であればスクリーン 1 6の前面に位置し、 カラ —表示装置がリア投写型であればスクリーン 1 6の背面に位置して、 投写された 画像を見ることになる。投写型表示装置を用いたプレゼンテーションにおいては、 プレゼンテ一夕 （人） は観察者から見てスクリーン 1 6の手前に立ち、 指や指棒 などの物体を用いて、投写表示画面を指しながら説明をすることになる。従って、 観察者からすると、 スクリーン 1 6前のプレゼンテ一夕や物体の動作が表示画面 を遮って行われることになる。
なお、 電気光学装置 2 0 4としては、 液晶ライ トバルブとしての、 強誘電液晶 パネル、 反強誘電液晶パネル、 7Γセルモードの液晶パネル、 T N液晶セルのセル ギャップを狭く設定した液晶パネル、 O C Bモードの液晶パネルなど、 高速応答 性を有する各種の変調装置を適用することができる。
また、 このような投写型表示装置 2 0 0は、 主に、 マイクロプロセッサ 2 0 7 と、 タイミングジェネレータ 2 0 8と、 フレームメモリ 2 0 9と、 駆動制御回路 2 1 0と、 で構成される駆動回路 2 1 1を備えている。 この投写型表示装置 2 0 0では、 夕イミングジエネレ一夕 2 0 8で回転カラ一フィル夕 2 0 2の回転駆動 と透過型の電気光学装置 2 0 4の駆動タイミングを同期させて制御する。 まず、 画像信号を図示しないサンプリング回路でサンプリングさせる。 そして、 画像入 力信号中の同期信号が、 マイクロプロセッサ 2 0 7およびタイミングジヱネレ一 夕 2 0 8に送られる。 それと同時に、 画像信号中の画像デ一夕が、 タイミングジ エネレー夕 2 0 8によって制御されたタイミングでフレームメモリ 2 0 9に書き 込まれるようになつている。 光源 2 0 1から出射される白色光は、 タイミングジ エネレ一夕 2 0 8により電気光学装置 2 0 4の駆動タイミングに同期して回転す る三色の回転カラーフィル夕 2 0 2を透過することによって、光源光から赤色光、 青色光、 緑色光を順次分光 ·透過させて色光が生成され、 各色光が電気光学装置 2 0 4に照射されるようになっている。このように照射されたそれぞれの色光は、 電気光学装置 2 0 4を透過することにより光変調が施され投写レンズ 2 0 5によ り拡大投写されて、 スクリーン 2 0 6に結像されてカラ一画像表示を行なう。 例えば、 光源 2 0 1からの光が回転カラーフィル夕 2 0 2の赤色領域を透過す るタイミングに同期させるように、 タイミングジェネレータ 2 0 8からは供給さ れる読み出しタイミング信号に応じてフレームメモリ 2 0 9から、 これよりも前 の駆動周期において予め記憶させた赤色成分の画像デ一夕が順次読み出され、 そ の画像データを受ける駆動制御回路 2 1 0は赤色成分用の画像データに応じて電 気光学装置 2 0 4の各画素を駆動する。 タイミングジヱネレ一夕 2 0 8は、 マイ クロプロセッサ 2 0 7の制御を受けて各構成要素のタイミングを同期させるよう にタイミング制御するものである。 電気光学装置 2◦ 4は液晶パネルからなる変 調素子であって、 画素がマトリクス状に配置されており、 各画素毎に赤色光が透 過されこの透過に伴って変調がなされ、赤色光の画像が生成されている。従って、 画素毎に光強度の変調された赤色光は投写レンズ 2 0 5に入射されスクリーン 2 0 6に赤色光の画像が投写表示される。
次に、 回転カラ一フィル夕 2 0 2の青色領域を光源光が透過するタイミングで は、 赤色光の場合と同様に、 フレームメモリ 2 0 9から青色光用の画像データが 読み出され、 それに応じて電気光学装置 2 0 4の各画素がその画像デ一夕の応じ て駆動され、 青色光を変調して、 スクリーン 2 0 6に青色光の画像が投写表示さ れる。 次に、 回転カラーフィル夕 2 0 2の緑色領域を光源光が透過するタイミン グでも、 同様である。 このように、 三色の色光の画像が電気光学装置 2 0 4で順 次生成されて、 これをサイクリックに繰り返すことにより、 カラー画像が表示さ れることになる。 なお、 色光生成の順序は本実形態に限定されず、 いかなる順序 でも構わない。
このような本実施形態においては、 回転カラーフィル夕 2 0 2の三色光の繰り 返し周波数（フレーム周波数） は、 1 8 0 H z以上、 好ましくは 2 5 0 H z以上、 さらに好ましくは 3 0 0 H z以上になるようにタイミングジェネレータ 2 0 8に よって回転数が制御されると共に、 電気光学装置 2 0 4での色画像生成のタイミ ングを各色光の生成タイミングと一致するように設定されている。
本実施形態では、 実施形態 1と同様に、 上記のような周波数で色順次駆動を行 なうことにより、 視覚系色識別感度を低くする表示を行うことができ、 スクリー ン 2 0 6を見ている際に、 スクリーン 2 0 6の前に位置するプレゼンテ一夕や物 体の動作に起因する眼球運動が発生しても、 カラ一ブレイクアツプが知覚される ことを軽減ま消退させることができる。 このため、 カラー表示画像に対して違和 感を受けることがなく、 良好なプレゼンテーションを行うことができる。 このた め、 本実施形態では、 観察者に疲労感を与えることの少ない良好なカラー表示画 像を得ることができる。
以上、 実施形態 1〜3について説明したが、 本発明はこれらに限定されるもの ではなく、 構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。 本発明は上記した実 施形態以外に、 透過型のライ トバルブを用いた投写型表示装置や、 表示画面の前 方または側方に光源を有する反射型表示装置など各種のカラー表示装置に適用す ることも可能である。
さらに、 本発明においては、 生成される複数の色光は、 赤色光、 青色光、 緑色 光の三色光で説明したが、 シアン光、 マゼンダ光、 イエロ一光の三色光でも良い し、 二色光や三色光より多い色光の切替えでも構わない。
実施形態 1および 3では、 複数の色光 （例えば赤色光、 青色光、 緑色光の三色 光）成分を含む光源光を発する一つの光源からの光源光を回転カラーフィル夕（ 1 2、 2 0 2 ) を透過することにより各色光を発生させていたが、 図 5の色順次駆 動照明システムのように、 複数の色光のそれぞれを個別に発生する複数個の光源 (赤色光光源、 緑色光光源、 青色光光源） をそれぞれ備えて、 順次タイミングジ エネレ一夕 （ 1 8， 2 0 8 ) により点灯する光源を順次選択して色光生成する構 成にしても構わない。 その場合でも、 複数の色光を生成する繰り返し周波数が 1 8 0 H z以上、 好ましくは 2 5 0 H z以上、 さらに好ましくは 3 0 0 H z以上と なるように、 投写型表示装置のタイミング制御した駆動を行うことにより、 カラ —ブレイクアツプ現象は低減又は抑制することができる。 産業上の利用可能性
本発明は、 プレゼンテ一夕の行なう動作に起因するカラーブレークアップの知 覚ゃ、 眼球運動に起因するカラ一ブレイクアップの知覚が生じない、 時分割駆動 方式のカラー表示装置およびカラ一表示方法を提供する。

Claims

請求の範囲
1 . 時間順次で複数の色光を所定の周波数で繰り返し生成する色光生成部と、 該複数の色光のそれぞれに対応した画像を時間順次で生成するように、 該複数 の色光を処理する画像生成部と、 を備えたカラー表示装置であって、
該所定の周波数は 1 8 0 H z以上である、 カラー表示装置。
2 .前記所定の周波数は 2 5 0 H z以上である、請求項 1記載のカラー表示装置。
3 .前記所定の周波数は 3 0 0 H z以上である、請求項 1記載のカラ一表示装置。
4 . 前記色光生成部は、 光源と、 該光源からの光から前記複数の色光を生成する カラ一フィル夕とを有する、 請求項 1〜3のいずれかに記載のカラー表示装置。
5 . 前記色光生成部は、 互いに異なる色光を発光する複数の光源を有し、
該複数の光源は時間順次で点灯する、 請求項 1〜3のいずれかに記載のカラ一 表示装置。
6 . 前記画像生成部は反射型の電気光学装置である、 請求項 1〜 5のいずれかに 記載のカラ一表示装置。
7 . 前記電気光学装置は液晶装置である、 請求項 6記載のカラー表示装置。
8 . 前記電気光学装置はデジタルマイクロミラーデバイスである、 請求項 6記載 のカラー表示装置。
9 . 前記画像生成部は透過型電気光学装置を有している、 請求項 1 ~ 5のいずれ かに記載のカラ一表示装置。
0. 前記画像を投写するレンズをさらに有した、 請求項 1記載のカラー表示装
11. 時間順次で複数の色光を所定の周波数で繰り返し生成する色光生成ステツ プと、
該複数の色光のそれぞれに対応した画像を時間順次で生成するように、 該複数 の色光を処理する画像生成ステップと、 を備えたカラー表示方法であって、 該所定の周波数は 180 H z以上である、 カラ一表示方法。
12. 前記所定の周波数は 250 Hz以上である、 請求項 11記載のカラー表示 方法。
13. 前記所定の周波数は 300Hz以上である、 請求項 11記載のカラー表示 方法。
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