(57)【要約】【課題】フィールドシーケンシャル方式における動画追従視での色割れの発生を抑制することができるようにした画像表示装置および方法を提供する。【解決手段】入力画像から、比較的輝度レベルの高い色成分画像を基準画像として抽出する。また、基準画像の色成分を差し引いた差分画像を求め、その差分画像を複数の色成分に分解し、さらに、各色成分の差分画像を、信号値が略半分となるように２つに分割する。それら２つに分割された各色成分の差分画像と基準画像とを複数のフィールド画像として表示部に選択的に出力する。このとき、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示されるよう出力順序を制御する。また、２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度の高い順に基準画像に時間的に前後して表示部に表示されるよう、出力順序を制御する。【選択図】図１
2010145978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像をフレーム単位で複数のフィールド画像に分解すると共に、前記複数のフィールド画像の１フレーム期間内での表示順序をフレーム単位で可変制御する表示制御部と、
前記表示制御部の制御に基づく表示順序に従って、フィールドシーケンシャル方式により前記複数のフィールド画像を時分割表示する表示部と
を備え、
前記表示制御部は、
フレーム単位で入力画像の色成分を解析し、入力画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求める信号解析部と、
前記信号解析部で求められた前記各色成分画像の信号レベルに基づいて、前記各色成分画像ごとに、視感度特性を加味した輝度レベルを算出し、最も輝度レベルの高い色成分画像または２番目に輝度レベルの高い色成分画像を基準画像として決定する基準画像決定部と、
入力画像からフレーム単位で前記基準画像の色成分を差し引いた差分画像を求めると共に、前記差分画像を複数の色成分に分解し、かつ、分解された各色成分の差分画像を２つに分割し、それら２つに分割された各色成分の差分画像と前記基準画像とを前記複数のフィールド画像として前記表示部に選択的に出力する信号出力部と、
１フレーム期間内で時間的な中心位置に前記基準画像が表示され、前記２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度レベルの高い順に前記基準画像に時間的に前後して前記表示部に表示されるよう、前記信号出力部から出力する複数のフィールド画像の出力順序を制御する出力順序決定部と
を有する画像表示装置。
【請求項２】
前記基準画像決定部は、前記表示部において１フレーム分の画像を表示したときに、観察者の網膜上での合成輝度分布が中央部で輝度が高く周辺部で輝度が低くなり、かつ合成輝度分布の広がりの幅が最小となるような色成分画像を、前記基準画像として決定する
ようになされている請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記信号解析部は、前記複数の色成分画像として入力画像を赤色成分、緑色成分、および青色成分の原色画像のみに分解した場合の各原色画像の信号レベルと、その他の任意の色成分を抽出した場合の他の色成分画像の信号レベルとを求める
ようになされている請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記信号解析部は、前記他の色成分画像の信号レベルとして、入力画像から白色成分を抽出した場合の白色成分の信号レベルと、入力画像から補色成分を抽出した場合の補色成分の信号レベルとを少なくとも求める
ようになされている請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記基準画像決定部は、複数の輝度変換式の中から指定された所定の輝度変換式を選択的に用いて、輝度レベルの算出を行う
ようになされている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記基準画像決定部は、前記輝度変換式として、少なくとも明所視と暗所視とに応じた２種類の輝度変換式を選択的に用いる
ようになされている請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記基準画像決定部は、前記輝度変換式として、少なくとも正常視覚者用の輝度変換式と色覚異常者用の輝度変換式との２種類の輝度変換式を選択的に用いる
ようになされている請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記表示制御部は、時間的に隣接する第１のフレームと第２のフレームとの間で、時間的に隣接する２つのフィールド画像を合成し、１フィールド期間にまとめて表示させる制御を行う
ようになされている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
入力画像をフレーム単位で複数のフィールド画像に分解すると共に、前記複数のフィールド画像の１フレーム期間内での表示順序をフレーム単位で可変制御する制御ステップと、
前記制御ステップの制御に基づく表示順序に従って、フィールドシーケンシャル方式により前記複数のフィールド画像を表示部に時分割表示する表示ステップと
を含み、
前記制御ステップは、
フレーム単位で入力画像の色成分を解析し、入力画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求める信号解析ステップと、
前記信号解析ステップで求められた前記各色成分画像の信号レベルに基づいて、前記各色成分画像ごとに、視感度特性を加味した輝度レベルを算出し、最も輝度レベルの高い色成分画像または２番目に輝度レベルの高い色成分画像を基準画像として決定する基準画像決定ステップと、
入力画像からフレーム単位で前記基準画像の色成分を差し引いた差分画像を求めると共に、前記差分画像を複数の色成分に分解し、かつ、分解された各色成分の差分画像を２つに分割し、それら２つに分割された各色成分の差分画像と前記基準画像とを前記複数のフィールド画像として前記表示部に選択的に出力する信号出力ステップと、
１フレーム期間内で時間的な中心位置に前記基準画像が表示され、前記２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度レベルの高い順に前記基準画像に時間的に前後して前記表示部に表示されるよう、前記信号出力部から出力する複数のフィールド画像の出力順序を制御する出力順序決定ステップと
を含む画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャル方式によってカラー画像表示を行う画像表示装置および方法に関する
【背景技術】
【０００２】
カラー画像の表示方式には、加法混色の方法により大別して２つの方式がある。１つ目の方式は、空間混色原理に基づく加法混色である。より具体的には、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の光の３原色の個々の副画素を平面内に細かく配置し、人間の目の空間分解能を利用して各色光を弁別不能にし、同一画面内で混色してカラー画像を得る。この１つ目の方式には、現在市販されている、ブラウン管方式、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）方式、液晶方式など、殆どのものが該当する。この１つ目の方式を用いて、光源（バックライト）からの光を変調して画像表示を行う形式の表示装置、例えば液晶素子を代表とする、それ自身が発光しない素子を変調素子として用いる表示装置を構成した場合には次のような問題が生ずる。すなわち、同一画面内に、副画素を駆動する駆動回路がＲＧＢ各色に対応して３系統必要になる。また、ＲＧＢのカラーフィルタが必要である。さらに、カラーフィルタが存在するので、光源からの光がカラーフィルタで吸収されることによって光の利用率が１／３に低下する。
【０００３】
２つ目の方式は、時間混色による加法混色である。より具体的には、ＲＧＢの光の三原色を時間軸で分割し、それぞれの原色の平面画像を順次時間の経過とともに表示する（時順次）。そして、人間の目の時間分解能を利用してそれぞれの画面をそれと認識できない速さで切り替えることにより、目の時間方向の積分効果による時間混色によって各色光を弁別不能にして、時間混色によってカラー画像を表示させる。この方式は、一般にフィールドシーケンシャル方式と呼ばれる。
【０００４】
この２つ目の方式を用いて、例えば液晶素子を代表とする、それ自身が発光しない素子を変調素子として用いる表示装置を構成した場合には次のような利点がある。すなわち、同一時刻に同一画面は単色という状態が得られるため、面内を画素単位で色弁別する空間的なカラーフィルタが不要になる。また、白黒の表示画面に対して光源光を単色に切り替えるとともに、それぞれの画面をそれと認識できない速さで切り替える。そして、目の時間方向の積分効果による背面光を例えばＲＧＢ各単色に切り替えるのと連動して、表示画像をＲの信号、Ｇの信号、Ｂの信号と切り替えれば良いので、駆動回路は１系統で済む。
【０００５】
さらに、色選別は時間切り替えであり、先に述べたようにカラーフィルタが不要であるために、光量の通過損失の低減効果をもたらす。したがって、２つ目の方式は、現在では主として、光量低下が致命的な熱損失を生じる傾向にある、プロジェクター（投射表示方式）などの高輝度高熱光源の変調方式に利用されている。また、２つ目の方式は、光の利用効率が高いメリットがあるので種々検討されている。
【０００６】
しかし、２つ目の方式には、視覚上、重大な欠点がある。具体的には、２つ目の方式では、人間の目の時間分解能を利用してそれぞれの画面をそれと認識できない速さで切り替えることを表示の基本原理としている。しかしながら、時間の経過順に順次表示されるＲＧＢの画像が、眼球の視神経上の制約、および人間の脳の画像認識の感覚などの複雑な要因でうまく混ざり合わない。その結果、時に、白などの色純度の低い画像表示時や、その表示体の画面内の移動表示を追随視する場合などに、各原色の画像が残像等として視認され、著しい不快感を観察者に与える色割れ（カラーブレーキング）という表示現象を発生させる。
【０００７】
この２つ目の方式の欠点に対する解決策が従来種々提案されている。例えば、カラーフィルタを削除して色順次駆動を行い、色割れを防止するために白色表示のフレームを挿入し、網膜上の分光エネルギー刺激を連続にするように努めて、色割れを削減させる駆動方式等がある。
【０００８】
この従来技術として、例えば、ＲＧＢフィールドシーケンシャルの各フィールドに、白色光成分期間を混ぜ合わせるフィールドを設けることにより、色割れの低減化を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。他の従来技術として、白色成分を抽出し、それを新たにＲＧＢＲＧＢ・・・の順次の間にＷフィールドを設けて挿入し、ＲＧＢＷＲＧＢＷ・・・とする４シーケンシャルにして色割れを防止する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、画像情報を抽出して、処理すべき原色（基本色）自体の色原点座標を変動させることによって色割れを防止する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。その他、フィールドシーケンシャル方式での表示を改善する案が種々提案されている（特許文献４ないし７参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０２０７５８号公報
【特許文献２】特許第３９１２９９９号公報
【特許文献３】特許第３８７８０３０号公報
【特許文献４】特開２００８−３１０２８６号公報
【特許文献５】特開２００７−２６４２１１号公報
【特許文献６】特表２００８−５１０３４７号公報
【特許文献７】特許第３９７７６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の従来技術では、表示画面内に色純度の高い表示画像部位があると、白い光の混入により、表示部位の色純度の悪化を来たし、正しい色が再生されなくなるという欠点がある。また、色純度を維持しつつ色割れを削減しようとすれば、例えば、各サブフィールド間の周波数を１８０Ｈｚ以上に上げる必要があると推定される。すなわち、色割れを検知限以下にするためにはかなり早いフィールド周波数にしてフィールド数を増加しなければならない。少なくとも、現状の液晶パネルの応答実力においては、高速液晶を用いて３６０Ｈｚという駆動周波数を実現したとしても、白色挿入によりＲＧＢＷの４フィールドサイクルとなるため、各同色相互間が１／４の９０Ｈｚとなる。この周波数では、色割れを充分に低減できない。３６０Ｈｚという周波数は、液晶方式以外の投射型プロジェクターにてＤＭＤ等を用いて実績があるが、色割れについてはこの周波数では検知減以下に除去できない。
【００１１】
特許文献２に記載の従来技術では、Ｗ−Ｗ間の周波数がフィールド周波数の１／４になるため、色割れの防止効果が薄い。一方、特許文献１記載の従来技術のように、フィールド内で同時点灯を実施すると色純度が悪化してしまう。
【００１２】
特許文献３に記載の従来技術では、原色のように飽和度が高い画像部分が画面内に部分的に存在した場合を例に挙げて考えると、その部分の色純度を維持するためには、基本色は元通りである必要がある。したがって、画面内の他の部分である白黒の部分については、ＲＧＢが時間軸に分割されているので色割れを生じてしまう。このため、画面内の部分的色純度の確保と色割れの除去は両立しない。
【００１３】
特許文献４に記載の従来技術は、画像内に飽和色の色純度の高い部分が存在しない場合をマイルド画像と定義し、その場合において、白色成分をバックライトで混色全面点灯することで、色割れを防止するものである。この従来技術では、マイルド画ではない飽和度の高い被着色画像部分が同一画像面内に点在するものである。このため、画面内に飽和度の高い部位の存在は、混色全面点灯することで彩度が低下してしまうため、画面内の部分的色純度の確保と色割れの除去は両立しない。
【００１４】
他にも、カラーフィルタを除去しつつ色割れを防止するために、空間内で変調が不可能なことから、時間軸上のさまざまな処理によって、色割れを低減する技術が種々検討されている。しかしながら、ＲＧＢに完全に分離されてしまった面順次画像群は、相互にカラーとしてフィールド間相関がまったく無いために、色割れが発生してしまうのが現状である。したがって、色割れの防止策として有効なのは、色純度を犠牲にして白を混ぜる方法と、フィールド周波数を上げて白フレームを介在させるなど、フレーム間相関の少なさをフィールド周波数の増加で補うという方法しかなかった。
【００１５】
さらに特許文献５には、各種時空図と網膜図を用い、網膜上の輝度についての記載がある。また、Ｋを黒画面として、ＲＧＢＫＫＫなどの構成により、色割れが減少するとの説明がある。この特許文献５に記載されている網膜上の輝度分布を示す図は、対象画像がＲＧＢという輝度の異なる画像の積算に分解されているにもかかわらず、中心対称の台形で記載されている。しかしながら、合成の対象である輝度成分が一様な白黒画像ではない原色画像であることから、網膜上の視線追従基準の左右の輝度は、実際には図のような中心対称になってはいない。すなわち、図としては厳密さを欠いており、実際には、後述する本願の図５に示すように、輝度バランスを欠いたものとなっているはずである。このため、特許文献５に記載の技術では、視覚上は画像移動方向の前方と後方とに生じる色差と輝度差分とがずれとして知覚され、本願で提案する後述の表示方法に比べて対策効果は薄い。
【００１６】
特許文献６に記載の従来技術は、動画追従視で生じる網膜上の像のずれを補正矯正することを目的として、映像信号の動き部分を検出し、表示映像側を始めから移動方向にずらして表示することにより、対策をする案である。この方法では、当該部分を追従視している間は効果的であるが、追従視するかしないかというのは、観測者側の主観の問題である。このため、固定視をされる、あるいは、移動方向が異なる物体が同時表示されるなどにより、もともとずれのなかった映像にずれを加えているという処理が災いし、より、色割れを悪化させて知覚されるという重大な欠点があるので、実用に供せない。
【００１７】
特許文献７には、６倍速でＲＧＢＹｅＭｇＣｙを配分するという案が記載されている。この案では、視線追従に対する輝度中心という概念が無く、実際には色割れ対策が本願で提案する後述の表示方法に比べて効果がでないことが本願発明者の実験で確認されている。
【００１８】
以上のように従来から、色割れを抑制するための種々の提案がなされているが、いずれの提案も、網膜上での輝度の結像バランスについては十分に考慮されていない。このため、動画追従視を行った場合に網膜上での輝度分布に非対称性が生じ、色割れを十分に抑制することができない。
【００１９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、フィールドシーケンシャル方式における動画追従視での色割れの発生を抑制することができるようにした画像表示装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明による画像表示装置は、入力画像をフレーム単位で複数のフィールド画像に分解すると共に、複数のフィールド画像の１フレーム期間内での表示順序をフレーム単位で可変制御する表示制御部と、表示制御部の制御に基づく表示順序に従って、フィールドシーケンシャル方式により複数のフィールド画像を時分割表示する表示部とを備えたものである。そして、表示制御部が、フレーム単位で入力画像の色成分を解析し、入力画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求める信号解析部と、信号解析部で求められた各色成分画像の信号レベルに基づいて、各色成分画像ごとに、視感度特性を加味した輝度レベルを算出し、最も輝度レベルの高い色成分画像または２番目に輝度レベルの高い色成分画像を基準画像として決定する基準画像決定部と、入力画像からフレーム単位で基準画像の色成分を差し引いた差分画像を求めると共に、差分画像を複数の色成分に分解し、かつ、分解された各色成分の差分画像を信号値が半分となるように２つに分割し、それら２つに分割された各色成分の差分画像と基準画像とを複数のフィールド画像として表示部に選択的に出力する信号出力部と、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示され、２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度の高い順に基準画像に時間的に前後して表示部に表示されるよう、信号出力部から出力する複数のフィールド画像の出力順序を制御する出力順序決定部とを有するものである。
【００２１】
本発明による画像表示装置では、入力画像から、比較的輝度レベルの高い色成分画像が基準画像として抽出される。また、基準画像の色成分を差し引いた差分画像が求められ、その差分画像が複数の色成分に分解される。かつ、分解された各色成分の差分画像が、信号値が半分となるように２つに分割される。それら２つに分割された各色成分の差分画像と基準画像とが複数のフィールド画像として表示部に選択的に出力される。このとき、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示されるよう出力順序が制御される。また、２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度の高い順に基準画像に時間的に前後して表示部に表示されるよう、出力順序が制御される。これにより、明るく視感度の高い色成分の画像がフレーム期間内で時間的な中心位置に表示されると共に、その他の色成分の画像が輝度の高い順に時間的に対称的に表示される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の画像表示装置または方法によれば、視感度特性を加味した輝度レベルの高い基準画像を抽出してフレーム期間内の時間的な中心位置に表示し、その他の差分画像を輝度レベルの高い順に時間的に前後して表示するようにしたので、網膜上での輝度分布の形状を中央部が高くかつ対称的にすることができる。これにより、フィールドシーケンシャル方式における動画追従視での色割れの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
［画像表示装置の全体構成］
図１は、本実施の形態に係る画像表示装置の構成例を示している。この画像表示装置は、入力画像を表すＲ，Ｇ，Ｂの映像信号が入力される表示制御部１を備えている。また、表示制御部１によって制御され、フィールドシーケンシャル方式によってカラー画像表示を行う表示パネル２およびバックライト３を備えている。
【００２５】
表示パネル２は、バックライト３の各色光の発光に同期して画像表示を行うものである。表示パネル２は、表示制御部１の制御に基づく表示順序に従って、フィールドシーケンシャル方式により複数のフィールド画像を時分割表示するようになっている。表示パネル２は、例えばバックライト３から照射された光の通過を液晶分子によってコントロールすることによって画像表示を行う透過型の液晶パネルからなる。表示パネル２の表示面には、規則的に複数の表示画素が２次元配列されている。
【００２６】
バックライト３は、カラー画像表示に必要な複数種類の色光を各色光ごとに時分割で発光させることが可能な光源部となっている。バックライト３は、表示制御部１による制御の下に、入力される映像信号に応じて発光駆動が行なわれる。バックライト３は、例えば表示パネル２の背面側に配置されて表示パネル２を照射するようになっている。バックライト３は、発光素子（光源）として例えばＬＥＤ(Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いて構成することができる。バックライト３は、例えば複数のＬＥＤを２次元的に平面配置することによって複数色を独立して面状発光可能に構成されている。ただし、発光素子としてはＬＥＤに限られるものではない。バックライト３は、例えば少なくとも、赤色光を発する赤色ＬＥＤ、緑色光を発する緑色ＬＥＤおよび青色光を発する青色ＬＥＤの組み合わせによって構成されている。そして、表示制御部１による制御の下に、各色のＬＥＤが独立して発光（点灯）することによって原色発光するとともに、各色光の加法混色によって無彩色（白黒）発光や補色発光する。ここに、無彩色とは、色の三属性である色相・明度・彩度のうち明度だけをもつ黒・灰・白をいう。バックライト３は、例えば青色ＬＥＤを消灯し、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとを発光することによって補色の１つである黄色の発光を行うことができる。また、各色のＬＥＤの発光量を適宜調節して適切な色バランスで同時発光することによって補色や白色以外の任意の色での発光を行うこともできる。
【００２７】
［表示制御部の回路構成］
表示制御部１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号で表される入力画像をフレーム単位で複数のフィールド画像に分解すると共に、複数のフィールド画像の１フレーム期間内での表示順序をフレーム単位で可変制御することが可能となっている。表示制御部１は、信号輝度解析処理部１１と、輝度最大成分抽出部１２と、出力順序決定部１３と、比視感度曲線補正部１４と、選択部１５とを有している。さらに、信号演算処理部１６と、信号レベル処理部１７と、出力信号選択スイッチャ１８と、バックライト色光選択スイッチャ１９とを有している。
【００２８】
ここで、本実施の形態において、表示パネル２が、本発明における「表示部」の一具体例に対応する。また、信号輝度解析処理部１１が、本発明における「信号解析部」の一具体例に対応する。信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２が、本発明における「基準画像決定部」の一具体例に対応する。信号演算処理部１６、信号レベル処理部１７、および出力信号選択スイッチャ１８が、本発明における「信号出力部」の一具体例に対応する。出力順序決定部１３が、本発明における「出力順序決定部」の一具体例に対応する。
【００２９】
信号輝度解析処理部１１は、フレーム単位で入力画像の色成分を解析し、入力画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求めるようになっている。ここで分解される色成分画像の種類については後に詳述するが、信号輝度解析処理部１１は、複数の色成分画像として赤色成分、緑色成分、および青色成分の原色画像のみに分解した場合の各原色画像の信号レベルを求めるようになっている。さらに、その他の任意の色成分を抽出した場合の他の色成分画像の信号レベルを求めるようになっている。具体例は後述するが、例えば、他の色成分画像の信号レベルとして、入力画像から白色成分（後述する共通白色成分Ｗｃｏｍ）を抽出した場合の白色成分の信号レベルを求めるようになっている。また例えば、入力画像から補色成分（例えば後述する共通黄色成分Ｙｅｃｏｍ）を抽出した場合の補色成分の信号レベルを求めるようになっている。
【００３０】
信号輝度解析処理部１１はまた、求められた各色成分画像の信号レベルに基づいて、各色成分画像ごとに、視感度特性を加味した輝度レベルを算出するようになっている。輝度最大成分抽出部１２は、信号輝度解析処理部１１での解析結果に基づいて、最も輝度レベルの高い色成分画像または２番目に輝度レベルの高い色成分画像を基準画像（後述する中心画像）として決定するようになっている。この基準画像としては、例えば表示パネル２において１フレーム分の画像を表示したときに、観察者の網膜上での合成輝度分布が中央部で輝度が高く周辺部で輝度が低くなり、かつ合成輝度分布の広がりの幅ができるだけ少なくなるような色成分画像を選ぶと良い。
【００３１】
信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２は、複数の輝度変換式の中から指定された所定の輝度変換式を選択的に用いて、輝度レベルの算出を行うようになっている。例えばＳＤＴＶでは、輝度成分Ｙは、
Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ
で表される（＊は乗算記号）。なお、厳密には各種規格による種々の変換式があるが、本実施の形態では説明を分かりやすくするため、平易なものを使用する。これは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号に、標準的な視感度特性を加味した輝度変換式となっている。標準的な視感度特性を加味した場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色信号は輝度比率がおおよそ、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．３：０．６：０．１となるように変換される。
【００３２】
この輝度変換式としては、例えば視聴環境（明るい環境であるか暗い環境であるか）に応じた複数の輝度変換式を選択的に使っても良い。例えば視聴環境に応じて、輝度変換式として少なくとも明所視と暗所視とに応じた２種類の輝度変換式を選択的に用いるようにしても良い。また、観察者（視聴者）の視覚的な個人差に応じた複数の輝度変換式を選択的に使っても良い。例えば少なくとも正常視覚者用の輝度変換式と色覚異常者用の輝度変換式との２種類の輝度変換式とを選択的に用いるようにしても良い。これらの輝度変換式は、選択部１５を介して視聴者の好みに応じて視聴環境や色弱等の色覚異常の有無が指定された場合に、適宜変更可能となっている。なお、視聴環境に応じた輝度変換式を選択する場合には、例えば明るさセンサによって環境の明るさを自動的に検出し、その検出結果に応じて最適な輝度変換式を自動的に選択するようにしても良い。比視感度曲線補正部１４は、選択部１５からの指定に応じた輝度変換式を選択させるよう、信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２に指示を行う。
【００３３】
信号演算処理部１６および信号レベル処理部１７は、入力画像からフレーム単位で基準画像の色成分を差し引いた差分画像を求めると共に、差分画像を複数の色成分に分解するようになっている。また、分解された各色成分の差分画像を信号値が略半分となるように２つに分割するようになっている。出力信号選択スイッチャ１８は、それら２つに分割された各色成分の差分画像と基準画像とを複数のフィールド画像として表示パネル２に選択的に出力するようになっている。
【００３４】
バックライト色光選択スイッチャ１９は、バックライト３における発光色と発光タイミングとを制御するようになっている。バックライト色光選択スイッチャ１９は、表示するフィールド画像のタイミングに同期し、かつフィールド画像に必要とされる色光で適切に発光するよう、バックライト３の発光制御を行うようになっている。
【００３５】
出力順序決定部１３は、出力信号選択スイッチャ１８を介して表示パネル２に出力する複数のフィールド画像の出力順序を制御するものである。また、出力順序決定部１３は、バックライト色光選択スイッチャ１９を介してバックライト３の発光色の発光順序を制御する。出力順序決定部１３は、１フレーム期間内で時間的な中心位置に基準画像が表示されるように出力順序および発光順序を制御する。また、上記２つに分割された各色成分の差分画像が、視感度特性を加味した輝度レベルの高い順に基準画像に時間的に前後して表示されるように出力順序および発光順序を制御する。なお、視感度特性を加味した輝度レベルは、赤色、緑色および青色を例にすると、標準的な場合には、緑色が最も視感度が高く、青色が最も視感度が低い。
【００３６】
［従来手法による表示方法］
この画像表示装置の動作（表示方法）について説明する前に、まず、従来技術との比較を行うために、従来技術によるフィールドシーケンシャル方式の表示手法およびその問題点について説明する。なお、以下の説明においては、特別な場合を除き、色覚特性と視聴環境は標準的なモデルを想定して説明する。標準的なモデルとして、観察者は正常色覚者であり、明所視の環境で画像を表示するものとする。
【００３７】
図２は、フィールドシーケンシャル方式での画像表示の概念を示している。この表示例では、１フレームの画像が複数の色成分画像（フィールド画像）群に分解されている。図２は、１フレーム群の画像が、時間経過と共に、右方向に空間的に移動していく様子を示した時空図となっている。図２では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ・・・のフレーム順に各フレーム画像が表示されている。各フレーム画像は、４つの色のサブフィールドに分割されている。例えばＡフレームは、色のサブフィールドＡ１，Ａ２．Ａ３，Ａ４に分割されたような一群のフレーム単位として構成されている。矢印２２は時間経過を示し、矢印２３は、空間軸（画表示位置座標軸）を示す。矢印２４は、観測者２５による観測の中心（視線追従基準）を示すものとする。ところで、この立体的図示による空間的表記は一般的では無く、上方矢印Ｈ方向から鳥瞰したような視点の図３のような平面図としての表示が一般的である。以降、図３の表示型式を使用して述べる。
【００３８】
図３は、フィールドシーケンシャル方式によってＲ，Ｇ，Ｂの３フィールドに分解されたフレーム単位の画像が右方向に移動する様子を示している（図の上段）。各フィールド画像は、１フレームの期間内でＲ，Ｇ，Ｂの表示順で表示されている。追従視基準軸２０は、１フレーム期間内の中央に表示されるＧフィールド画像の中心位置にあるものとする。図３にはまた、網膜上で追従視時に重なり合うイメージ（網膜上での輝度分布）を図示してある（図の下段）。図３のような場合、明らかな色割れといわれる色ずれが、移動方向の前後に生じる。すなわち、図３のようなフィールド構成で原画像が白色である画像を右方向に移動させると、図４に示したように、実際に見える画像は左右端部で色が分離して見えてしまう。
【００３９】
ところで、図３の下段に示した網膜上での輝度分布の表記は不正確である。そこで、図５に網膜上での輝度分布をより正確に示す。縦軸の単位として“網膜刺激レベル”としてあるが、この網膜刺激レベルは、ほぼ、視感度処理後の輝度に近いとしてよい。ここで、上述したように輝度成分Ｙは、ＳＤＴＶの場合は、
Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ
で概略表される。このため、図３では、網膜上で全体的に平坦な輝度分布とされているが、視感度特性を考慮すると正確には図５に示したように、左右端部の輝度レベルの分布が異なっている。すなわち、図５に示したように、黄色成分Ｙｅおよび赤色成分Ｒのずれが知覚される右側の部分３２と、青色成分Ｂおよびシアン成分Ｃｙのずれが知覚される左側の部分３１とでは輝度分布が異なる。つまり、輝度のエネルギーが網膜合成画像上で不揃いになり、いびつになる。
【００４０】
図３および図５において、追従視基準軸２０，３０を視感度特性を考慮した場合の最も輝度の高い緑色成分Ｇの画像箇所に引いてあることには意味がある。視感度特性を考慮した場合、他の赤色成分Ｒと青色成分Ｂの輝度が相対的に低い。目は無意識に最も明るい画像を追いかけるため、追従視基準軸は輝度が相対的に高い箇所に据える必要がある。もし、緑色成分Ｇが全く存在しない画像においては、次に明るい画像は赤色成分Ｒであるから、追従視基準軸の位置は赤色成分Ｒに近くなる。すなわち、どの色を目（脳）が追いかけるかがポイントである。
【００４１】
図６には、図３および図５の表示例に対して、原画像から共通白色成分Ｗｃｏｍを分離抽出し、残りの成分をＲＧＢに振り分けた計４色のフィールド画像で表示するようにした場合を表している。ここで、共通白色成分Ｗｃｏｍとは、フレーム画像内でＲＧＢそれぞれの成分の最も低レベルな部分の色のレベルのＯＲ集合を取ったものとして定義される。図１０（Ａ），（Ｂ）は、その共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出の例を示している。図１０（Ａ）では、青色成分Ｂのレベルに合わせて共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出した例を示し、図１０（Ｂ）は、赤色成分Ｒのレベルに合わせて共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出した例を示している。図１０（Ａ）の場合、共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出後の差分画像の成分は赤色成分ΔＲと緑色成分ΔＧとなる。図１０（Ｂ）の場合には、差分画像の成分は青色成分Ｂと緑色成分ΔＧとなる。
【００４２】
図３〜図５の説明では、ＲＧＢのフィールド画像によって、Ｗ（白）のフレーム画像を合成する場合を例にしている。これに対し、図６の方法ではＷ（白）のフレーム画像を共通白色成分Ｗｃｏｍで表示すると、正確には図７に示したような表示となってしまう。すなわち、図７に示したように、共通白色成分Ｗｃｏｍだけが光り、ＲＧＢは成分がなくなって、真っ黒表示（ＢＬＫ）ということになってしまう。これでは、説明上不都合であるので、実際には各色成分が全て画像上の位置を同じくして残るということは無いのであるが、図６では説明の便宜上、ＲＧＢの残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢがあるものとして図示している。また図６では、追従視基準軸３０を白色フィールドの上に引いてあるが、画像の各成分の輝度構成により、必ずしもここに一致して生じるものではない。説明の便宜上、白色フィールドの上に引いてある。
【００４３】
図８は、図６に示した表示例にした場合における網膜上での輝度分布を示している。図８では、原画像の色成分Ｗを、共通白色成分Ｗｃｏｍと赤色差分ΔＲ、青色差分ΔＢ、および緑色差分ΔＧとを用いて、
Ｗ＝Ｗｃｏｍ＋ΔＲ＋ΔＢ＋ΔＧ
で表している。また、各色の輝度比は、上述の輝度成分Ｙの式を考慮して、
Ｗｃｏｍ：ΔＲ：ΔＢ：ΔＧ＝１０：３：１：６
としている。
【００４４】
この場合、網膜上のＰ１〜Ｐ７の領域での合成輝度は以下のように表される。
Ｐ１：Ｗｃｏｍ
Ｐ２：Ｗｃｏｍ＋ΔＢ
Ｐ３：Ｗｃｏｍ＋ΔＢ＋ΔＧ
Ｐ４：Ｗ
Ｐ５：（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ６：ΔＲ＋ΔＧ
Ｐ７：ΔＲ
【００４５】
これにより計算される各領域での合成輝度値は例えば、
Ｐ１＝１０、Ｐ２＝１１、Ｐ３＝１７、Ｐ４＝２０、Ｐ５＝１０、Ｐ６＝９、Ｐ７＝３
となる。
【００４６】
ここで、共通白色成分Ｗｃｏｍは図１０（Ａ），（Ｂ）の例のように抽出されるので、実際には１フレームの画面内では場所に応じて、どれか一色が欠落している。従って、正確には画像の全ての局所的位置で図８の通りになっているわけではない。ここでは、全画像の平均的意味で図８のような状態になることを示している。従って、図８に示した網膜上のＰ５の領域においては、ΔＲ＞０，ΔＧ＞０，ΔＢ＞０が同時に満たされるということが無い（同時に満たされた成分は白色化可能なレベルとなって共通白色成分Ｗｃｏｍになる）。従って、Ｐ５の領域では、画面内画像分布において、いずれか２色を加算したＯＲ集合成分となる。図８の輝度分布を見て分かるように、白色成分を抽出する方法によれば、ＲＧＢ個々の原色成分が減衰するので、色割れの状況は図５の場合と比較して改善される。ただし、完全に色割れが抑制されるわけではない。
【００４７】
次に、図８の表示例に類似した表示例での輝度分布を図９を示す。図９の表示例では共通白色成分Ｗｃｏｍを用いる点では図８の表示例に類似しているが、ＲＧＢの残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢの表示順序が異なっている。すなわち、残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢに関しては輝度が低い（視感度が低い）ものを時間的に先に表示し、青色差分ΔＢ、赤色差分ΔＲ、および緑色差分ΔＧの順に表示している。最後に共通白色成分Ｗｃｏｍを表示している。
【００４８】
図９の表示例の場合、網膜上のＰ１〜Ｐ７の領域での合成輝度は以下のように表される。
Ｐ１：Ｗｃｏｍ
Ｐ２：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ
Ｐ３：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＲ
Ｐ４：Ｗ
Ｐ５：（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ６：ΔＲ＋ΔＢ
Ｐ７：ΔＢ
【００４９】
これにより計算される各領域での合成輝度値は例えば、
Ｐ１＝１０、Ｐ２＝１６、Ｐ３＝１９、Ｐ４＝２０、Ｐ５＝１０、Ｐ６＝４、Ｐ７＝１
となる。なお、各色の輝度比は、図８の場合と同様にしてある。
【００５０】
図９の表示例では、輝度の低い順に表示することで、輝度のエネルギーが共通白色成分Ｗｃｏｍ側に偏った状態になることにより、図８で示したものより、色割れが低下する。ただし、完全に色割れが抑制されるわけではない。
【００５１】
［本実施の形態における表示方法］
以上の従来技術による表示手法を踏まえて、本実施の形態における表示方法について説明する。図１１において、破線で示した光量グラフは、上述の図９の表示例における１フレーム期間内での光量分布を模式的に示している。図９の表示例では、１フレーム期間の時間軸上で輝度が低い色成分の画像から順に表示し、最後に、輝度の最も明るい共通白色成分Ｗｃｏｍを表示している。このため、共通白色成分Ｗｃｏｍ側に輝度のエネルギーが偏り、光量分布（輝度分布が）が時間的に非対称となっている。この光量分布を図１１の実線で示したように、中央で輝度エネルギーが高くなり、かつ時間的に対称的な分布にできれば、色割れを抑制できると考えられる。本実施の形態は、そのような表示手法を実現したものである。
【００５２】
図１２は、その表示方法の一例を示すものであり、共通白色成分Ｗｃｏｍをフィールド中心にして、明るく視感度の高い色成分が１フレーム期間内でなるべく中央に配置されるようにし、かつ全体的に対称的に色成分を配置するようにした表示例である。この表示例では、原画像から共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出し、それを基準画像として１フレーム期間内の中心に配置して表示している。また、共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出した後の残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢを、信号値が略半分となるように２つに分割した差分成分（１／２）ΔＲ，（１／２）ΔＧ，（１／２）Ｂを作成している。そして、視感度特性を加味した輝度レベルの高い順に基準画像に時間的に前後して表示されるように表示している。すなわち、基準画像（中心画像）である共通白色成分Ｗｃｏｍから時間的に近い順に、時間的に前後して緑色差分（１／２）ΔＧ、赤色差分（１／２）ΔＲ、および青色差分（１／２）Ｂを順次表示している。この表示例では、１フレームが、共通白色成分Ｗｃｏｍと、分割した成分（１／２）ΔＲ，（１／２）ΔＧ，（１／２）Ｂとの合計７フィールドの画像で構成されている。なお、本実施の形態では残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢを信号値が完全に半分となるように２つに分割する実施例について記載しているが、信号値が完全に１／２でなくとも良い。最終的な網膜上での輝度分布を最適化するために、多少、２つに分割された色成分間の信号レベルが異なっていても良い。
【００５３】
図１３は、この表示例での網膜上の輝度分布を示している。図１３では、原画像の色成分Ｗが、共通白色成分Ｗｃｏｍと赤色差分ΔＲ、青色差分ΔＢ、および緑色差分ΔＧとを用いて、
Ｗ＝Ｗｃｏｍ＋ΔＲ＋ΔＢ＋ΔＧ
で表せるものとする。また、各色の輝度比は、上述の輝度成分Ｙの式を考慮して、
Ｗｃｏｍ：ΔＲ：ΔＢ：ΔＧ＝１０：３：１：６
としている。
【００５４】
この場合、網膜上のＰ１〜Ｐ１２の領域での合成輝度は以下のように表される。
Ｐ１：（１／２）ΔＢ
Ｐ２：（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ３：（１／２）［（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）］
Ｐ４：Ｗｃｏｍ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＧ＋ΔＢ）
Ｐ５：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ６：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＲ＋（１／２）ΔＢ
Ｐ７：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＲ＋（１／２）ΔＢ
Ｐ８：Ｗｃｏｍ＋ΔＧ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ９：Ｗｃｏｍ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＧ＋ΔＢ）
Ｐ１０：（１／２）［（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）］
Ｐ１１：（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ１２：（１／２）ΔＢ
【００５５】
これにより計算される各領域での合成輝度値は例えば、
Ｐ１＝０．５、Ｐ２＝２、Ｐ３＝３．３、Ｐ４＝１０、Ｐ５＝１３、Ｐ６，Ｐ７＝１４．５、Ｐ８＝１３、Ｐ９＝１０、Ｐ１０＝３．３、Ｐ１１＝２、Ｐ１２＝０．５
となる。
【００５６】
なお、実際には、差分成分（１／２）ΔＲ，（１／２）ΔＧ，（１／２）ΔＢは、中心画像に比べて信号レベルおよび輝度レベルがかなり低い。図１３においては、網膜上の輝度分布の形状を模式的に表す意味合いで、（１／２）ΔＢを０．５として記載してあるが、これは説明上の便宜上の値である。また、図８の場合と同様に、共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出した結果として、３原色が同時に発生しない部分については、３原色の中から任意の２色を抽出した場合の平均的な輝度として、
（１／２）×［（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）］
＝［（１．５＋３）＋（３＋０．５）＋（１．５＋０．５）］／３＝３．３３
としてある。
【００５７】
図１３に示したように、この表示例では、ほぼ中心に輝度ピークがあり、かつ対称的な輝度分布となる状態が得られる。
【００５８】
ところで、本実施の形態では、基準画像（中心画像）となるものは共通白色成分Ｗｃｏｍであるとは限らない。補色成分や他の任意の色成分が基準画像として抽出され得る。図１４は、補色の共通黄色成分Ｙｅｃｏｍが基準画像として抽出された場合の表示例を示している。この表示例では、時間的な中心位置に共通白色成分Ｗｃｏｍに代えて共通黄色成分Ｙｅｃｏｍが表示されていること以外は、図１２の表示例と基本的に同様である。
【００５９】
図１５は、この表示例での網膜上の輝度分布を示している。図１５では、原画像の色成分Ｗが、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍと赤色差分ΔＲ、青色差分ΔＢ、および緑色差分ΔＧとを用いて、
Ｗ＝Ｙｅｃｏｍ＋ΔＲ＋ΔＢ＋ΔＧ
で表せるものとする。また、各色の輝度比は、上述の輝度成分Ｙの式を考慮して、
Ｙｅｃｏｍ：ΔＲ：ΔＢ：ΔＧ＝９：３：１：６
としている。また、合成輝度値の算出に当たり、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍと重なる部分はＲとＧのレベルが下がりＢのレベルが上がることなどを画像の絵柄に応じて、適宜補正している（例えば、（１／２）ΔＢの値を倍にする等）。
【００６０】
この場合、網膜上のＰ１〜Ｐ１２の領域での合成輝度は以下のように表される。
Ｐ１：（１／２）ΔＢ
Ｐ２：（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ３：（１／２）［（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）］
Ｐ４：Ｙｅｃｏｍ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＧ＋ΔＢ）
Ｐ５：Ｙｅｃｏｍ＋ΔＧ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ６：Ｙｅｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＲ＋（１／２）ΔＢ
Ｐ７：Ｙｅｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＲ＋（１／２）ΔＢ
Ｐ８：Ｙｅｃｏｍ＋ΔＧ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ９：Ｙｅｃｏｍ＋（１／２）（ΔＲ＋ΔＧ＋ΔＢ）
Ｐ１０：（１／２）［（ΔＲ＋ΔＧ）∪（ΔＧ＋ΔＢ）∪（ΔＲ＋ΔＢ）］
Ｐ１１：（１／２）（ΔＲ＋ΔＢ）
Ｐ１２：（１／２）ΔＢ
【００６１】
これにより計算される各領域での合成輝度値は例えば、
Ｐ１＝１、Ｐ２＝１．２５、Ｐ３＝２．１３、Ｐ４＝１４、Ｐ５＝１６．７５、Ｐ６，Ｐ７＝１６、Ｐ８＝１６．７５、Ｐ９＝１４、Ｐ１０＝２．１３、Ｐ１１＝１．２５、Ｐ１２＝１
となる。なお、ここに示した輝度値は、説明上の便宜上の値である。
【００６２】
このように共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを基準画像として表示した場合、視感度の低い青色成分Ｂの信号レベルが上昇しても、輝度上昇度が低い。また、赤色成分Ｒ、および緑色成分Ｇがより効果的に共通黄色成分Ｙｅｃｏｍの表示に貢献する。これにより、時間的な中心画像である共通黄色成分Ｙｅｃｏｍの輝度が上がる。この表示例では、図１３に示した共通白色成分Ｗｃｏｍを表示する場合よりも効果的に、時間方向の輝度重心の広がりが狭くなり、より色割れが少なくなっている。
【００６３】
図１６は、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー信号から共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出する第１の方法を模式的に示している。図１６には、信号レベルがＧ，Ｒ，Ｂの順に低くなっている第１の信号構成例での抽出例（図の上段）と、信号レベルがＲ，Ｇ，Ｂの順に低くなっている第２の信号構成例での抽出例とを同時に示している。この第１の方法では、まず、１次共通ミニマム成分として白色成分Ｗｍｉｎを抽出する（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）。次に、この白色成分Ｗｍｉｎのうち、Ｒ１，Ｇ１を第１の黄色成分Ｙｅ１と青色成分Ｂ１とに分離する。また、白色成分Ｗｍｉｎを抽出した後の１次差分成分（ΔＲ１，ΔＧ１）の２次共通ミニマム成分として第２の黄色成分Ｙｅ２を抽出する。そして、抽出された第１の黄色成分Ｙｅ１と第２の黄色成分Ｙｅ２とを合算して、最終的な共通黄色成分Ｙｅｃｏｍとする。第２の黄色成分Ｙｅ２を抽出した後には、２次差分成分（ΔＧ２またはΔＲ２）が残る。従って、図の上段の第１の信号構成例では最終的に共通黄色成分Ｙｅｃｏｍと緑色および青色の残成分からなる「Ｙｅｃｏｍ＋ΔＧ＋ΔＢ」に分離される。また、第２の信号構成例では最終的に共通黄色成分Ｙｅｃｏｍと赤色および青色の残成分からなる「Ｙｅｃｏｍ＋ΔＲ＋ΔＢ」に分離される。
【００６４】
図１７は、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー信号から共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出する第２の方法を模式的に示している。図１６の第１の方法では、一旦、白色成分Ｗｍｉｎを抽出した後に黄色成分を抽出するようにしたが、この第２の方法では白色成分Ｗｍｉｎを抽出することなく直接的に共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出する。この第２の方法では、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出した後の１次差分がそのまま、最終的な残成分となる。最終的に得られる成分は、図１６の場合と同様である。
【００６５】
なお、図１６および図１７の例と同様にして、他の補色（マゼンタ成分Ｍｇ、シアン成分Ｃｙ）も容易に共通補色成分として分離可能である。
【００６６】
さて、一般的な画像においては、常に白色や黄色などの視線追従時の特長が抽出できる明るい画面が常時出ているわけではない。本実施の形態での表示方法では、以下で説明するようにして中心画像の色成分を決定することにより、そのような場合にも対応できる。
【００６７】
図１８は、フィールド中心に配置する中心画像の色成分を決定する方法の一例を示している。また、図１９および図２０は、この処理で算出される輝度値の具体例を示している。なお、この処理は、図１の回路における表示制御部１によって行われる。特に、信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２で行われる。
【００６８】
表示制御部１は、フレーム単位で入力画像の色成分を解析し、入力画像を複数の色成分画像に分解した場合の各色成分画像の信号レベルを求める。ここで求めるのは各色成分の画面内での平均値である。具体的には、図１９および図２０に示したように原画像を、赤色成分、緑色成分、および青色成分の原色画像のみに分解した場合の各原色画像の信号レベルの平均を求める。また、その他の任意の色成分を抽出した場合の他の色成分の信号レベルの平均を求める。例えば、他の色成分の信号レベルとして、共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出した場合の信号レベルの平均を求める。また例えば、補色成分（共通黄色成分Ｙｅｃｏｍ等）を抽出した場合の補色成分の信号レベルを求める。
【００６９】
表示制御部１は、これらの信号レベルの平均値に基づいて、フレーム単位で赤色成分、緑色成分、および青色成分の原色画像の平均輝度レベルを算出する（ステップＳ１）。また、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍ等の補色成分の平均輝度レベルを算出する（ステップＳ２）。さらに、共通白色成分Ｗｃｏｍの平均輝度レベルを算出する（ステップ３）。さらに、赤、緑、青の原色画像の平均輝度レベルを合算することで、原画像の全体としての色成分Ｗの平均輝度レベルを求める（ステップＳ４）。最後に、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３で得られた各色の平均輝度レベルの値と、ステップＳ４で得られた画像全体としての平均輝度レベルの値との差分が最小となるものを求める（ステップＳ５）。
【００７０】
このようにして求められた差分が最小となる色成分を、基準画像（中心画像）として設定する。図１９の具体例では、平均輝度レベルと平均信号レベルとの双方において共通黄色成分Ｙｅｃｏｍの差分が最小となっているので、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを基準画像とする。
【００７１】
なお、このような処理で基準画像を決定することで、共通白色成分Ｗｃｏｍや共通黄色成分Ｙｅｃｏｍ以外の色成分が基準画像として設定されることがある。図２１は、共通マゼンタ成分Ｍｇｃｏｍが基準画像として設定された場合の表示例を示している。この表示例では、共通マゼンタ成分Ｍｇｃｏｍから時間的に近い順に、時間的に前後して赤色差分（１／２）ΔＲ、緑色差分（１／２）ΔＧ、および青色差分（１／２）Ｂを順次表示している。例えば、輝度分布として青色成分よりも多いものの、緑色成分が通常よりも少な目であるような場合、このような表示例となる。
【００７２】
［フィールド削減方法］
図２２は、以上で説明した本実施の形態の表示方法を採用しつつ、１フレーム期間内でのフィールド数を削減する方法を示している。本実施の形態の表示方法を採用して、例えば図１４のような表示状態になった場合、フレーム内の最外部に表示される青色成分は輝度が非常に低くなる。このことを利用して、例えば前後ＡＢそれぞれのフレームの中の青色の情報を半分ずつ共用化させ単純に合算合成した画像を作成する。すなわち、隣接する青色のフィールド画像の信号値が（１／２）ΔＢａと（１／２）ΔＢｂとであった場合、合成した値は、
（１／２）ΔＢａ＋（１／２）ΔＢｂ
となる。この合成した画像を隣接するフレーム間でまとめて表示する。これにより、図１４の表示状態では１フレーム当たりのフィールド構成枚数が７フィールドであったものを、図２２の表示状態では６フィールドとすることができる。このような表示は、図１の回路では、表示制御部１において、時間的に隣接する第１のフレームと第２のフレームとの間で、時間的に隣接する２つのフィールド画像を合成し、１フィールド期間にまとめて表示させる制御を行うことで実現できる。
【００７３】
［視感度補正をした表示方法］
以上では表示方法の説明を、色覚特性と視聴環境とが標準的なモデルを想定して行ったが、個人的な色覚特性の差や視聴環境の差を考慮した視感度補正を行うようにしても良い。この視感度補正は、図１の信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２で使用する輝度変換式を適宜変更することで実現できる。
【００７４】
図２３は、明るい場所（明所視）での人間の視感度特性を示している。図２４は、暗い場所（暗所視）での人間の視感度特性を示している。明所視では図２３に示したように人間の視感度特性は、５５５ｎｍで最大ピークとなる比視感度を有している。この場合、Ｒ：Ｇ：Ｂの各原色での感度比率はおおよそ、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１である。この感度比率を加味して標準的なＴＶ規格では輝度成分Ｙを、おおよそ、
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ
で表すようにしている。
【００７５】
一方、暗所視ではプルキンエシフトが起こり、図２４に示したように最大ピークとなる部分が５００ｎｍ付近にシフトするような比視感度特性となる。この場合、Ｒ：Ｇ：Ｂの各原色での感度比率はおおよそ、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．１：２：５である。従って、信号輝度解析処理部１１および輝度最大成分抽出部１２で使用する輝度変換式を、おおよそ、
Ｙ＝０．１Ｒ＋２Ｇ＋５Ｂ
となるようなものに変更することで、暗所視に最適な基準画像を抽出して暗所視に最適な表示を実現できる。なお、実使用上は、この波長の感度シフトは、色がわからなくなるほどの暗闇という非常に暗い特殊な環境の輝度で起こる。このため、周囲環境が大変暗くて、しかも、表示画面も大変暗いという極端に暗い場合に限ってこのような視感度補正を行うと良い。
【００７６】
図２５は、色覚異常がある場合（第１色盲、第２色盲）の視感度特性を正常者と比較して示している。図２６は、色覚異常がある場合の波長識別特性を正常者と比較して示している。図２５から分かるように、第１色盲の人では正常者に比べて赤色領域を暗く感じている。また、図２６から分かるように、第１色盲および第２色盲の人では正常者に比べて長波長側の波長識別ができていない。このような代表的な色覚異常の視感度特性に応じた輝度変換式を用いることで、個人的な視覚特性差に応じた最適な基準画像を抽出して個人に最適な表示を実現できる。
【００７７】
以上説明したように、本実施の形態に係る表示方法を採用することで、フィールドシーケンシャル方式における動画追従視での色割れの発生を抑制することができる。具体的には、目の追随基準である、明るく視感度の高い画像を中心として時間軸前後に重心配分表示を実施することで、移動表示時に、網膜上のずれ量をバランスさせ、光量重心に対して均等にさせることができる。これにより、不均等な色ずれを目立たなくすることができる。特に、動きベクトルを利用して、視線追随時の色ずれを矯正するものが既存としてあり、または、黒挿入により色割れ改善を図る方法があるが、本実施の形態の表示方法では、動きベクトルを全く使用せず、黒挿入もしないが、モーションエラーが生じない。また、従来では、同一画面内において、異方向に同時に移動するような複数の移動体が存在した時には、色割れ対策が不可能とされていた。これに対し、本実施の形態の表示方法では、観測者がどちらの移動体を追随視している場合でも、他方の移動体の表示に色割れが生じない。また、突然の移動方向の変更が生じた場合でも、網膜上の画像の重なりが保たれるため、色割れが生じない。
【００７８】
また、この表示方法では、追従視基準となりうる高輝度画像に高解像度成分を配し、かつ、時間的に対称に配置される低輝度の画像群に高解像度成分を配さなくとも、効果的に高解像度感を知覚させ得るという、別の効果もある。
【００７９】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、フィールドレートは固定として例えば３６０Ｈｚのフィールドレートとし、１フレーム期間内で各フィールド期間は同一であるものとしても良いし、１フレーム期間内でフィールドレートを可変にしても良い。例えば、時間軸上で中心画像とその両側のフィールド画像のみを１／３６０秒のフィールド期間で表示し、さらにその外側に配置されるフィールド画像を１／２４０秒で表示するようにすることも可能である。すなわち、時間軸上で中心画像を中心にしてその他のフィールド画像が時間的に対称的に配置されるようにさえなっていれば、１フレーム期間内でフィールドレートを可変にしても良い。この場合にも、最終的に網膜上での輝度分布は対称的になるので、色割れの抑制効果はある。
【００８０】
また、上記実施の形態では、最終的に輝度レベルに基づいて特定された色成分画像を常に中心画像に設定する場合について説明したが、中心画像に設定する色成分を輝度分布に大きな影響を与えない範囲で変えるようにしても良い。例えば輝度レベルで判断した場合には黄色が中心画像としてベストな選択であるが、信号レベルで判断した場合には白色が中心画像としてベストな選択であることが考えられる。また、その場合、輝度レベルのみで判断しても、例えば黄色と白色とでそれほど輝度レベルに大きな差がないことが考えられる。そのような場合、中心画像に設定する画像として、例えば輝度レベルが１番目に高い色成分（例えば黄色）と２番目に高い色成分（例えば白色）とを任意のフレームで変えるようにしても良い。例えば「ＢＲＧＷＧＲＢ」の構成のフレーム画像と「ＢＲＧＹｅＧＲＢ」の構成のフレーム画像とを時間軸上で任意に混在させて表示するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】フィールドシーケンシャル方式での画像表示を模式的に示す説明図である。
【図３】フィールドシーケンシャル方式によって１フレームの画像をＲ，Ｇ，Ｂの順で３色のフィールド画像に分解して移動物体を表示した場合の表示状態を、網膜上での輝度分布と共に模式的に示す説明図である。
【図４】フィールドシーケンシャル方式で生ずる色割れについての説明図である。
【図５】図３に示した表示状態における網膜上での輝度分布をより正確に示した説明図である。
【図６】フィールドシーケンシャル方式によって１フレームの画像をＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの順で４色の４フィールド画像に分解して移動物体を表示した場合の表示状態を模式的に示す説明図である。
【図７】図６に示した表示状態をより正確に示した説明図である。
【図８】図６に示した表示状態における網膜上での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図９】図６に示した表示状態に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの表示順を変えた場合における網膜上での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図１０】Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー映像信号から共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出する概念を模式的に示す説明図である。
【図１１】色の表示順と光量分布との関係を模式的に示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る画像表示方法の一例を示すものであり、共通白色成分Ｗｃｏｍをフィールド中心にして明るく視感度の高い色成分を１フレーム期間内で対称的に配置するようにした場合の表示状態を模式的に示す説明図である。
【図１３】図１２に示した表示状態における網膜上での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る画像表示方法の一例を示すものであり、共通黄色成分Ｙｅｃｏｍをフィールド中心にして明るく視感度の高い色成分を１フレーム期間内で対称的に配置するようにした場合の表示状態を模式的に示す説明図である。
【図１５】図１４に示した表示状態における網膜上での輝度分布を模式的に示す説明図である。
【図１６】Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー信号から共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出する第１の方法を模式的に示す説明図である。
【図１７】Ｒ，Ｇ，Ｂのカラー信号から共通黄色成分Ｙｅｃｏｍを抽出する第２の方法を模式的に示す説明図である。
【図１８】フィールド中心に配置する色成分を決定する方法の一例を示す流れ図である。
【図１９】各色成分ごとの信号レベルとそれに基づいて計算される輝度レベルの具体例を示す説明図である。
【図２０】原画像から各色成分ごとの輝度レベルを算出する概念を示す説明図である。
【図２１】共通マゼンタ成分Ｍｇｃｏｍをフィールド中心にして明るく視感度の高い色成分を１フレーム期間内で対称的に配置するようにした場合の表示状態を模式的に示す説明図である。
【図２２】１フレーム期間内のフィールド数を削減する方法を示した説明図である。
【図２３】明るい場所での人間の視感度特性を示す説明図である。
【図２４】暗い場所での人間の視感度特性を示す説明図である。
【図２５】色覚異常がある場合の視感度特性を示す説明図である。
【図２６】色覚異常がある場合の波長識別特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…表示制御部、２…表示パネル（表示部）、３…バックライト、１１…信号輝度解析処理部、１２…輝度最大成分抽出部、１３…出力順序決定部、１４…比視感度曲線補正部、１５…選択部、１６…信号演算処理部、１７…信号レベル処理部、１８…出力信号選択スイッチャ、１９…バックライト色光選択スイッチャ、２０，２４，３０…追従視基準軸、２１…単位フレーム、２２…時間軸、２３…空間軸。
【図１】
2010145978.tif 000003
【図２】
2010145978.tif 000004
【図３】
2010145978.tif 000005
【図４】
2010145978.tif 000006
【図５】
2010145978.tif 000007
【図６】
2010145978.tif 000008
【図７】
2010145978.tif 000009
【図８】
2010145978.tif 000010
【図９】
2010145978.tif 000011
【図１０】
2010145978.tif 000012
【図１１】
2010145978.tif 000013
【図１２】
2010145978.tif 000014
【図１３】
2010145978.tif 000015
【図１４】
2010145978.tif 000016
【図１５】
2010145978.tif 000017
【図１６】
2010145978.tif 000018
【図１７】
2010145978.tif 000019
【図１８】
2010145978.tif 000020
【図１９】
2010145978.tif 000021
【図２０】
2010145978.tif 000022
【図２１】
2010145978.tif 000023
【図２２】
2010145978.tif 000024
【図２３】
2010145978.tif 000025
【図２４】
2010145978.tif 000026
【図２５】
2010145978.tif 000027
【図２６】
2010145978.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月9日(2010.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
特許文献１に記載の従来技術では、表示画面内に色純度の高い表示画像部位があると、白い光の混入により、表示部位の色純度の悪化を来たし、正しい色が再生されなくなるという欠点がある。また、色純度を維持しつつ色割れを削減しようとすれば、例えば、各サブフィールド間の周波数を１８０Ｈｚ以上に上げる必要があると推定される。すなわち、色割れを検知限界以下にするためにはかなり早いフィールド周波数にしてフィールド数を増加しなければならない。少なくとも、現状の液晶パネルの応答実力においては、高速液晶を用いて３６０Ｈｚという駆動周波数を実現したとしても、白色挿入によりＲＧＢＷの４フィールドサイクルとなるため、各同色相互間が１／４の９０Ｈｚとなる。この周波数では、色割れを充分に低減できない。３６０Ｈｚという周波数は、液晶方式以外の投射型プロジェクターにてＤＭＤ等を用いて実績があるが、色割れについてはこの周波数では検知限界以下に除去できない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
ところで、図３の下段に示した網膜上での輝度分布の表記は不正確である。そこで、図５に網膜上での輝度分布をより正確に示す。縦軸の単位として“網膜刺激レベル”としてあるが、この網膜刺激レベルは、ほぼ、視感度処理後の輝度に近いとしてよい。ここで、上述したように輝度成分Ｙは、ＳＤＴＶの場合は、
Ｙ＝０．２９９＊Ｒ＋０．５８７＊Ｇ＋０．１１４＊Ｂ
で概略表される。このため、図３では、網膜上で全体的に平坦な輝度分布とされているが、視感度特性を考慮すると正確には図５に示したように、左右端部の輝度レベルの分布が異なっている。すなわち、図５に示したように、黄色成分Ｙｅおよび赤色成分Ｒのずれが知覚される右側の部分３２と、青色成分Ｂおよびシアン成分Ｃｙのずれが知覚される左側の部分３３とでは輝度分布が異なる。つまり、輝度のエネルギーが網膜合成画像上で不揃いになり、いびつになる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
図６には、図３および図５の表示例に対して、原画像から共通白色成分Ｗｃｏｍを分離抽出し、残りの成分をＲＧＢに振り分けた計４色のフィールド画像で表示するようにした場合を表している。ここで、共通白色成分Ｗｃｏｍとは、フレーム画像内でＲＧＢそれぞれの成分の最も低レベルな部分の色のレベルのＯＲ集合を取ったものとして定義される。図１０（Ａ），（Ｂ）は、その共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出の例を示している。図１０（Ａ）では、青色成分Ｂのレベルに合わせて共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出した例を示し、図１０（Ｂ）は、赤色成分Ｒのレベルに合わせて共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出した例を示している。図１０（Ａ）の場合、共通白色成分Ｗｃｏｍの分離抽出後の差分画像の成分は赤色成分ΔＲと緑色成分ΔＧとなる。図１０（Ｂ）の場合には、差分画像の成分は青色成分ΔＢと緑色成分ΔＧとなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
図１２は、その表示方法の一例を示すものであり、共通白色成分Ｗｃｏｍをフィールド中心にして、明るく視感度の高い色成分が１フレーム期間内でなるべく中央に配置されるようにし、かつ全体的に対称的に色成分を配置するようにした表示例である。この表示例では、原画像から共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出し、それを基準画像として１フレーム期間内の中心に配置して表示している。また、共通白色成分Ｗｃｏｍを抽出した後の残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢを、信号値が略半分となるように２つに分割した差分成分（１／２）ΔＲ，（１／２）ΔＧ，（１／２）ΔＢを作成している。そして、視感度特性を加味した輝度レベルの高い順に基準画像に時間的に前後して表示されるように表示している。すなわち、基準画像（中心画像）である共通白色成分Ｗｃｏｍから時間的に近い順に、時間的に前後して緑色差分（１／２）ΔＧ、赤色差分（１／２）ΔＲ、および青色差分（１／２）ΔＢを順次表示している。この表示例では、１フレームが、共通白色成分Ｗｃｏｍと、分割した成分（１／２）ΔＲ，（１／２）ΔＧ，（１／２）ΔＢとの合計７フィールドの画像で構成されている。なお、本実施の形態では残成分ΔＲ，ΔＧ，ΔＢを信号値が完全に半分となるように２つに分割する実施例について記載しているが、信号値が完全に１／２でなくとも良い。最終的な網膜上での輝度分布を最適化するために、多少、２つに分割された色成分間の信号レベルが異なっていても良い。