(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められたフレームレートの逆数である単位周期ごとに画像データを受信し、複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部と、
前記単位周期の２倍の周期である第１周期ごとに、前記画像データ記憶部に記憶されている画像データに基づいて第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、
前記単位周期の２倍の周期であり、前記第１周期に対して前記単位周期の位相差を有する第２周期ごとに、前記画像データ記憶部に記憶されている画像データに基づいて第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、
前記第１変調信号により駆動される第１変調部と、前記第１変調部と光学的に直列に配置され前記第２変調信号により駆動される第２変調部とを有する表示部と、を含む二重変調型表示装置。
【請求項２】
前記第１変調信号生成部および前記第２変調信号生成部が、前記画像データ記憶部に記憶されている画像データの平方根の関数値として前記第１変調信号および前記第２変調信号を生成するものである請求項１に記載の二重変調型表示装置。
【請求項３】
前記画像データ記憶部が、予め定められた単位周期ごとに画像データを受信し現在画像データとして記憶する現在画像データ記憶部と、前記現在画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前画像データとして記憶する前画像データ記憶部と、前記前画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前々画像データとして記憶する前々画像データ記憶部と、を含み、
前記第１変調信号生成部および前記第２変調信号生成部が、前記前画像データの輝度成分を前記現在画像データおよび前記前々画像データの輝度成分の相加平均値に置換して前記第１変調信号および前記第２変調信号を生成するものである請求項２に記載の二重変調型表示装置。
【請求項４】
前記第１変調信号生成部が、［数１９］により第１変調信号を生成するものであり、
前記第２変調信号生成部が、［数２０］により第２変調信号を生成するものである請求項３に記載の二重変調型表示装置。
【数１９】
0005525341.tif 000020
【数２０】
0005525341.tif 000021
【請求項５】
前記画像データ記憶部が、予め定められた単位周期ごとに画像データを受信し現在画像データとして記憶する現在画像データ記憶部と、前記現在画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前画像データとして記憶する前画像データ記憶部と、を含み、
前記第１変調信号生成部が、前記現在画像データおよび前第２変調信号に基づいて現在第１変調信号を算出するものであり、
前記第２変調信号生成部が、前記現在画像データから算出される輝度データおよび前第１変調信号に基づいて現在第２変調信号を算出するものである請求項１に記載の二重変調型表示装置。
【請求項６】
前記第１変調信号生成部が、［数２１］により第１変調信号を生成するものであり、
前記第２変調信号生成部が、［数２２］により第２変調信号を生成するものである請求項２に記載の二重変調型表示装置。
【数２１】
0005525341.tif 000022
【数２２】
0005525341.tif 000023
【請求項７】
前記表示部が光放射源および投射部を含み、
前記光放射部が赤色光線、緑色光線および青色光線を放射するものであり、
前記第１変調部が前記赤色光線、緑色光線および青色光線を前記第１変調信号によって変調し合成した第１変調光を送出するものであり、
前記第２変調部が前記第１変調光を前記第２変調信号によって変調した第２変調光を送出するものであり、
前記投射部が前記第２変調光を投射面に投射するものである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の二重変調型表示装置。
【請求項８】
前記表示部が、
最背面に配置され白色光を放射する白色光源を含み、
前記第１変調部が前記白色光源の前方に配置され前記白色光を前記第１変調信号で変調するものであり、
前記第２変調部が前記第１変調部の前方に配置され前記第１変調光を前記第２変調信号で変調して表示光を送出するものである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の二重変調型表示装置。
【請求項９】
前記表示部が、
最背面に配置され前記第２変調信号で変調された白色光を放射する白色光源を含み、
前記第１変調部が前記白色光源の前方に配置され前記白色光を前記第１変調信号で変調して表示光を送出するものである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の二重変調型表示装置。
【請求項１０】
複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部を備え、表示部の第１変調部に第１変調信号を、前記第１変調部と光学的に直列に配置される表示部の第２変調部に第２変調信号を送出する制御部に、
予め定められたフレームレートの逆数である単位周期ごとに画像データを受信し複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶段階と、
前記単位周期の２倍の周期である第１周期ごとに、前記画像記憶部に記憶されている画像データに基づいて第１変調信号を生成し、前記表示部に送出する第１変調信号生成段階と、
前記単位周期の２倍の周期であり、前記第１周期に対して前記単位周期の位相差を有する第２周期ごとに、前記画像記憶部に記憶されている画像データに基づいて第２変調信号を生成し、前記表示部に送出する第２変調信号生成段階と、を実行させる二重変調型表示装置駆動プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置およびその駆動プログラムに係り、特に、表示画像の高フレームレート化が可能な二重変調型表示装置およびその駆動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置にあっては、常に表示画像の高画質化に対する要望がある。
この要望に対する一つの方向からのアプローチは、表示画像の高精細化であり、例えばスーパーハイビジョンを挙げることができる。
【０００３】
別の方向からのアプローチとしては、高速で動く物体を表示する際のぼけ低減を目的とするものであって、単位時間当たりの表示画像数（フレームレート）を増加する高フレームレート化がある。
すなわち、例えば高画質ビデオ信号では１秒当たり６０枚の映像を表示する６０ｆｐｓ（フレーム／秒）が標準的であるが、フレームレートをより高速化するアプローチであり、ＤＶＤプレイヤ等の画像送出装置にあってはフレームレートを現在の倍の１２０ｆｐｓとすることも可能である。
【０００４】
一方、現在使用されている表示装置は、直視型、投射型を問わず光変調素子として液晶素子を適用しているものが主流であるが、スーパーハイビジョン対応の表示装置のように画素数が多くなると、光変調素子の駆動周波数を画素数に応じて高くする必要があるため、高フレームレート化は困難となる。
【０００５】
液晶素子を光変調素子として使用する表示装置としては、表示画像の高精細化および広ダイナミックレンジ化を目的として、画像の色成分および輝度成分を変調する第１変調素子と画像の輝度成分だけを変調する第２変調素子を光学的に直列に配置した二重変調型表示装置が提案されている（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００６】
特許文献１に記載された二重変調型表示装置は、画像の高精細化するには色の高精細化よりも輝度の高精細化の方が有効であることを考慮して、第２変調素子の画素数を第１変調素子の画素数よりも多くすることにより、表示画像の高精細化を達成している。
【０００７】
特許文献２に記載された二重変調型表示装置は、第１変調素子および第２変調素子に供給する変調信号を第１変調素子および第２変調素子で生じるフレア成分が最小となるように決定することにより、表示画像の高画質化を達成している。
【０００８】
しかしながら、上記の二重変調型表示装置においても、高フレームレート化が困難であることにかわりはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１１３１９３号公報（［０００７］、図１）
【特許文献２】特開２００７−３１００４５号公報（［０００７］、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、光変調素子の駆動周波数を高速化することなく表示画像の高フレームレート化が可能な二重変調型表示装置およびその駆動プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る二重変調型表示装置は、予め定められたフレームレートの逆数である単位周期ごとに画像データを受信し複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部と、前記単位周期の２倍の周期である第１周期ごとに前記画像データ記憶部に記憶されている画像データに基づいて第１変調信号を生成する第１変調信号生成部と、前記単位周期の２倍の周期であり、前記第１周期に対して前記単位周期の位相差を有する第２周期ごとに前記画像データ記憶部に記憶されている画像データに基づいて第２変調信号を生成する第２変調信号生成部と、前記第１変調信号により駆動される第１変調部と光学的に直列に配置され前記第２変調信号により駆動される第２変調部とを有する表示部と、を含む構成を有している。
この構成によれば、表示画像単位周期ごとに更新されるが第１変調部および第２変調部の更新周期は単位周期の２倍となるので、光変調素子の駆動周波数を高速化することなく表示画像の高フレームレート化が達成できることとなる。
【００１２】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記第１変調信号生成部および前記第２変調信号生成部が、前記画像データ記憶部に記憶されている画像データの平方根の関数値として前記第１変調信号および前記第２変調信号を生成するものである構成を有している。
この構成によれば、表示画像のフレームレートを向上することができるだけでなく、第１変調部および第２変調部におけるフレアの発生を最小とすることができることとなる。
【００１３】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記画像データ記憶部が、予め定められた単位周期ごとに画像データを受信し現在画像データとして記憶する現在画像データ記憶部と、前記現在画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前画像データとして記憶する前画像データ記憶部と、前記前画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前々画像データとして記憶する前々画像データ記憶部と、を含み、前記第１変調信号生成部および前記第２変調信号生成部が、前記前画像データの輝度成分を前記現在画像データおよび前記前々画像データの輝度成分の相加平均値に置換して前記第１変調信号および前記第２変調信号を生成する構成を有している。
この構成によれば、表示画像の単位周期ごとに滑らかに遷移させることができることとなる。
【００１４】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記画像データ記憶部が、予め定められた単位周期ごとに画像データを受信し現在画像データとして記憶する現在画像データ記憶部と、前記現在画像データ記憶部に記憶されていた画像データを前画像データとして記憶する前画像データ記憶部と、を含み、前記第１変調信号生成部が、現在画像データおよび前第２変調信号に基づいて現在第１変調信号を算出するものであり、前記第２変調信号生成部が、前記現在画像データから算出される輝度データおよび前第１変調信号に基づいて現在第２変調信号を算出するものである構成を有している。
この構成によれば、表示画像を高フレームレート化したときでも、ユーザに違和感を与えることなく擬似原画像を表示することができることとなる。
【００１５】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記表示部が光放射源および投射部を含み、前記光放射部が赤色光線、緑色光線および青色光線を放射するものであり、前記第１変調部が前記赤色光線、緑色光線および青色光線を前記第１変調信号によって変調し合成した第１変調光を送出するものであり、前記第２変調部が前記第１変調光を前記第２変調信号によって変調した第２変調光を送出するものであり、前記投射部が前記第２変調光を投射面に投射するものである構成を有している。
この構成によれば、本発明を投射型表示装置に適用することができることとなる。
【００１６】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記表示部が、最背面に配置され白色光を放射する白色光源を含み、前記第１変調部が前記白色光源の前方に配置され前記白色光を前記第１変調信号で変調するものであり、前記第２変調部が前記第１変調部の前方に配置され前記第１変調光を前記第２変調信号で変調して表示光を送出するものである構成を有している。
この構成によれば、本発明を、白色光源をバックライトに使用する直視型表示装置に適用することができることとなる。
【００１７】
本発明に係る二重変調型表示装置は、前記表示部が、最背面に配置され前記第２変調信号で変調された白色光を放射する白色光源を含み、前記第１変調部が前記白色光源の前方に配置され前記白色光を前記第１変調信号で変調して表示光を送出するものである構成を有している。
この構成によれば、本発明を、白色ＬＥＤをバックライトに使用する直視型表示装置に適用することができることとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光変調素子を駆動する変調信号の周波数を変更することなく表示画像を高フレームレート化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る二重変調型表示装置のブロック線図である。
【図２】画像データ、第１変調信号、第２変調信号および表示画像データの時間遷移図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のブロック線図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図である。
【図５】メインルーチンのフローチャートである。
【図６】第１変調信号生成ルーチンの詳細フローチャートである。
【図７】第２変調信号生成ルーチンの詳細フローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態のブロック線図である。
【図９】本発明の第３の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は本発明に係る二重変調型表示装置のブロック線図であって、二重変調型表示装置１は、予め定められた単位周期Ｔごとに画像データＶを受信し複数フレームの画像データを記憶する画像データ記憶部１１と、単位周期Ｔの２倍の周期である第１周期ごとに画像データ記憶部１１に記憶されている画像データＶに基づいて第１変調信号Ｍ１を生成する第１変調信号生成部１２と、単位周期の２倍の周期であり第１周期に対して単位周期Ｔの位相差を有する第２周期ごとに画像データ記憶部１１に記憶されている画像データＶに基づいて第２変調信号Ｍ２を生成する第２変調信号生成部１３と、第１変調信号Ｍ１により駆動される第１変調部１４１と、第１変調部１４１と光学的に直列に配置され第２変調信号Ｍ２により駆動される第２変調部１４２とを有する表示部１４と、を含む。
【００２１】
本発明に係る二重変調型表示装置は、第１変調信号Ｍ１と第２変調信号Ｍ２の間に単位周期の位相差を設けることにより、第１変調信号Ｍ１と第２変調信号Ｍ２を２倍の単位周期で更新しても、表示画面は単位周期ごとに更新される構成となっている。
【００２２】
図２は、本発明に係る二重変調型表示装置における、画像データ送出装置から送出される画像データＶ、第１変調信号Ｍ１、第２変調信号Ｍ２および表示部１４に表示される表示画像データＰの時間遷移図であって、第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２との間には［数１］が成立する。
【００２３】
【数１】
0005525341.tif 000002
【００２４】
［数１］を満足するように第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２を決定する方法は多数存在するが、本発明では以下の２つの方法について説明する。
【００２５】
・第１の実施形態
第１の実施形態は、表示装置に発生するフレア成分を最小限に抑制するように第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２を決定するものである。
【００２６】
第１変調部の変調信号をｘ、第１変調部の出力、すなわち第２変調部の入力をＸ、第２変調部の変調信号をｙ、第１変調部で発生するフレア成分をα、第２変調部で発生するフレア成分をβ、ガンマ係数をγとすると、第１変調部の出力Ｆｘ（ｘ）および第２変調部の出力Ｆｙ（Ｘ，ｙ）は、［数２］で表される。なお、説明を簡単にするために輝度成分のみを考慮する。
【００２７】
【数２】
0005525341.tif 000003
【００２８】
画像データの入力信号をｚとすると、表示画面に最終的な出力として表示される光である第２変調部からの出力Ｆ（ｚ）は、第１変調部の出力と第２変調部の出力の積となり、［数３］で表される。
【００２９】
【数３】
0005525341.tif 000004
【００３０】
計算を簡単にするためにγを１とすると、フレア成分が全くない理想的な条件（α＝β＝０）では、ｚ＝ｘ・ｙとなる。
ここで、フレア成分の影響（α・ｙ＋β・ｘ）を最小とするために、ラグランジュの未定乗数法を使って最小値を求めると、α・ｙ＝β・ｘとなる。
これから、ｘとｙをｚの関数として表すと［数４］となる。
【００３１】
【数４】
0005525341.tif 000005
【００３２】
さらに、第１変調部および第２変調部で発生するフレア成分が等しくα＝βであるとするば、［数５］が成立する。
【００３３】
【数５】
0005525341.tif 000006
【００３４】
したがって、第１変調部および第２変調部の変調信号をそれぞれ入力信号の平方根とすれば、フレア成分を最小にすることができることとなる。
周知のように、［数６］を用いて画像データＶの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）データ（色データ）から画像データＶのＹデータ（輝度データ）を算出することができる。
【００３５】
【数６】
0005525341.tif 000007
【００３６】
また、本実施の形態では、第１変調部をＲ，Ｇ，Ｂにそれぞれ対応した光変調素子で、第２変調部を輝度データに対応した光変調素子で構成し、第１変調部を画像データで、第２変調部を輝度データで変調する構成としている。
【００３７】
したがって表示装置で発生するフレア成分を最小とするには、フレーム番号をｎとして、第１変調信号Ｍ１と第２変調信号Ｍ２を［数７］により算出すればよい。
【００３８】
【数７】
0005525341.tif 000008
【００３９】
ただし、［数７］により第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２を算出すると、処理するフレームが異なることにより輝度データが完全には打ち消されないため、表示画像データの解像度が悪化する可能性がある。
そこで、第１の実施形態では、人間の視覚は色成分に対する解像度より輝度成分に対する解像度の方が高いことに着目して、現フレームの輝度データを前フレームおよび次フレームの輝度データの平均値に置き換えることにより、解像度の向上を図っている。
【００４０】
なお、実際の表示装置においては、次フレームの画像データを先読みすることはできないため、３フレーム分の画像データ（現在画像データ、前画像データ、前々画像データ）をいったん画像データ記憶部に記憶し、前画像データから算出される輝度データを前々画像データおよび現在画像データから算出される輝度データの平均値に置き換える処理としている。
【００４１】
図３は、本発明の第１の実施形態のブロック線図であって、画像データ記憶部１１は、現在画像データ記憶部１１０、前画像データ記憶部１１１、前々画像データ記憶部１１２を含む。
現在画像データ記憶部１１０は、予め定められた単位周期Ｔごとに画像データを入力し現在画像データＶ（ｎ）として記憶する。
前画像データ記憶部１１１は、現在画像データ記憶部１１０に記憶されていた画像データを前画像データＶ（ｎ−１）として記憶する。
前々画像データ記憶部１１２は、前画像データ記憶部１１１に記憶されていた画像データを前々画像データＶ（ｎ−２）として記憶する。
【００４２】
第１変調信号生成部１２は、単位周期Ｔの２倍の周期である第１周期ごとに画像データＶに基づいて第１変調信号Ｍ１を生成する。
なお、画像データＶは現在画像データＶ（ｎ）、前画像データＶ（ｎ−１）および前々画像Ｖデータ（ｎ−２）の総称である。
【００４３】
第２変調信号生成部１３は、単位周期Ｔの２倍の周期であり、第１周期に対して単位周期Ｔの位相差を有する第２周期ごとに画像データＶに基づいて第２変調信号Ｍ２を生成する。
【００４４】
表示部１４は、発光部１４０と、第１変調信号Ｍ１により駆動される第１変調部１４１と、発光部１４０の光軸上に第１変調部１４１と直列に配置され第２変調信号Ｍ２により駆動される第２変調部１４２とを有し、画像データを可視画像化する。
【００４５】
図４は、本発明の第１の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図であって、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部２１と投射型の表示部１４と、から成る。
【００４６】
表示部１４は、赤色光線、緑色光線および青色光線を発光する発光部１４０と、発光部１４０が発光する赤色光線、緑色光線および青色光線を制御部２１から出力される第１変調信号Ｍ１によって変調する第１変調部１４１と、第１変調部１４１から出力される第１変調光を制御部２１から出力される第２変調信号Ｍ２によって変調する第２変調部１４２と、第２変調部１４２から出力される第２変調光を投射面（図示せず）に投射する投射部２５と、を含む。
【００４７】
制御部２１は、バス２１１を中心として、ＣＰＵ２１２、メモリ２１３、画像データインターフェイス（以下Ｉ／Ｆと略記する）２１４、第１変調信号Ｉ／Ｆ２１５、および第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６を含む。
ＣＰＵ２１２はメモリ２１３に記憶されたプログラムを実行し、メモリ２１３はプログラムおよびＣＰＵ２１２による処理結果を記憶するだけでなく、現在画像データ、前画像データおよび前々画像データをフレーム単位で記憶するフレームメモリとしても機能する。
【００４８】
画像データＩ／Ｆ２１４は、例えばＤＶＤプレイヤである画像データ送出装置（図示せず）から送出される画像データを入力するためのものである。
第１変調信号Ｉ／Ｆ２１５は第１変調信号Ｍ１を第１変調部１４１に出力するためのものであり、第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６は第２変調信号Ｍ２を第２変調部１４２に出力するためのものである。
すなわち、制御部２１は、プログラムを実行することにより、図３の現在画像データ記憶部１１０、前画像データ記憶部１１１、前々画像データ記憶部１１２、第１変調信号生成部１２、および第２変調信号生成部１３として機能する。
【００４９】
表示部１４の発光部１４０は、白色光を発光する光源２２１と、白色光を赤緑色光と青色光とに分離する第１のダイクロイックミラー２２２と、赤緑色光を赤色光と緑色光とに分離する第２のダイクロイックミラー２２３、ならびに必要に応じて配置されるミラーを含む。
なお、発光部１４０は直接赤色光、緑色光、および青色光を発光する赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオードおよび青色発光ダイオードにより構成してもよい。
【００５０】
第１変調部１４１は、赤色光用ビームスプリッタ２３１、赤色光変調素子２３２、緑色光用ビームスプリッタ２３３、緑色光変調素子２３４、青緑色光用ビームスプリッタ２３５、青色光変調素子２３６、およびダイクロイックミラー２３７から成る。
【００５１】
赤色光用ビームスプリッタ２３１は、発光部１４０から送出される赤色光を赤色光変調素子２３２に向けて送出するとともに、変調後赤色光をダイクロイックミラー２３７に向けて送出する。
赤色光変調素子２３２は、第１変調部１４１の１素子として機能し、第１変調信号Ｍ１に基づいて赤色光を変調し、変調後赤色光を赤色光用ビームスプリッタ２３１に送出する。
【００５２】
緑色光用ビームスプリッタ２３３は、発光部１４０から送出される緑色光を緑色光変調素子２３４に向けて送出するとともに、変調後緑色光をダイクロイックミラー２３７に向けて送出する。
緑色光変調素子２３４は、第１変調部１４１の１素子として機能し、第１変調信号Ｍ１に基づいて緑色光を変調し、変調後緑色光を緑色光用ビームスプリッタ２３３に送出する。
【００５３】
青色光用ビームスプリッタ２３５は、発光部１４０から送出された青色光を青色光変調素子２３６に向けて送出するとともに、変調後青色光をダイクロイックミラー２３７に向けて送出する。
青色光変調素子２３６は、第１変調部１４１の１素子として機能し、第１変調信号Ｍ１に基づいて青色光を変調し、変調後青色光を青色光用ビームスプリッタ２３５に向けて送出する。
【００５４】
ダイクロイックミラー２３７は、変調後赤色光、変調後緑色光、および変調後青色光を合成して第１変調光として送出する。
【００５５】
第２変調部１４２は、ビームスプリッタ２４１と、第２変調素子２４２とを含む。
ビームスプリッタ２４１は、第１変調光を第２変調素子２４２に向けて送出し、第２変調光を投射部２５に送出する。
第２変調素子２４２は、第２変調信号Ｍ２に基づいて、第１変調光をさらに変調し、第２変調光をビームスプリッタ２４１に向けて送出する。
【００５６】
なお、上記は各光変調素子として反射型素子を使用した場合について説明したが、透過型素子を使用するものであってもよい。
【００５７】
第１の実施形態では、画像データおよび画像データから算出される輝度データに対して現在画像データの前後の画像データから算出される輝度データの平均値の逆数の１／２乗の重み付けをすることによって第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２を決定する。
以下、制御部２１にインストールされるプログラムおよび制御部２１の動作について説明する。
【００５８】
図５は、制御部２１にインストールされるメインルーチンのフローチャートであって、単位周期Ｔ（例えば、１／１２０秒（約８．３ミリ秒））ごとに実行される。
ＣＰＵ２１２は、メモリ２１３内に形成される前画像データ記憶部１１１に記憶されている前画像データＶ（ｎ−１）を同じくメモリ２１３内に形成される前々画像データ記憶部１１２に前々画像データＶ（ｎ−２）として記憶する（ステップＳ５１）。
【００５９】
つぎに、ＣＰＵ２１２は、メモリ２１３内に形成される現在画像データ記憶部１１０に記憶されている現在画像データＶ（ｎ）を前画像データ記憶部１１１に前画像データＶ（ｎ−１）として記憶する（ステップＳ５２）。
さらに、ＣＰＵ２１２は、画像データＩ／Ｆ２１４を介して画像データ送出装置（図示せず）から現在画像データＶ（ｎ）を入力し、現在画像データ記憶部１１０に記憶する（ステップＳ５３）。
【００６０】
つぎに、ＣＰＵ２１２は、第１変調信号生成ルーチンおよび第２変調信号生成信号生成ルーチンのどちらを実行するかを示すフラグＦＦが"１"であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。
これは、第１変調信号Ｍ１と第２変調信号Ｍ２とを、現在画像データを入力する単位周期Ｔの倍周期２Ｔで、かつ、相互に周期Ｔの位相差で生成するためである。
なお、フラグＦＦの初期値は、図示しない初期化ルーチンにより"０"に設定されるものとする。
【００６１】
ＣＰＵ２１２は、例えば、フラグＦＦが"１"であると判定したときは第１変調信号生成ルーチンを実行し（ステップＳ５５）、フラグＦＦが"１"でないと判定したときは第２変調信号生成ルーチンを実行して（ステップＳ５６）、メインルーチンを終了する。
【００６２】
図６は第１変調信号生成ルーチンの詳細フローチャートであって、ＣＰＵ２１２は、前画像データ記憶部１１１に記憶されている前画像データＶ（ｎ−１）ならびに前々画像データ記憶部１１２に記憶されている前々画像データＶ（ｎ−２）から生成された前々輝度データＹ（ｎ−２）および現在画像データ記憶部１１０に記憶されている現在画像データＶ（ｎ）から生成された現在輝度データＹ（ｎ）に基づき［数８］により前第１変調信号Ｍ１（ｎ−１）を算出する（ステップＳ５５１）。
【００６３】
【数８】
0005525341.tif 000009
【００６４】
ＣＰＵ２１２は、第１変調信号Ｍ１を第１変調信号Ｉ／Ｆ２１５から第１変調部１４１に出力し（ステップＳ５５２）、フラグＦＦを"０"に設定して（ステップＳ５５３）、このルーチンを終了する。
【００６５】
図７は第２変調信号生成ルーチンの詳細フローチャートであって、ＣＰＵ２１２は［数９］により前第２変調信号Ｍ２（ｎ−１）を算出する（ステップＳ５６１）。
【００６６】
【数９】
0005525341.tif 000010
【００６７】
ＣＰＵ２１２は、第２変調信号Ｍ２を第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６から第２変調部１４２に出力し（ステップＳ５６２）、フラグＦＦを"１"に設定して（ステップＳ５６３）、このルーチンを終了する。
【００６８】
上記説明では、前第１変調信号Ｍ１（ｎ−１）および前第２変調信号Ｍ２（ｎ−１）を現在画像データＶ（ｎ）、前画像データＶ（ｎ−１）および前々画像データＶ（ｎ−２）に基づいて算出しているが、ｎは単位周期Ｔごとにインクリメントされる変数である。
【００６９】
そこで、ｎを特定の値Ｎに固定して、すなわち、ｎをある特定のタイミングに固定して考えると、現在画像データＶ（Ｎ）を読み込んだ時点の前画像データはＶ（Ｎ−１）であり、前々画像データはＶ（Ｎ−２）である。
ｎ＝Ｎのタイミングで、フラグＦＦは"１"であったとすると、第１変調信号Ｍ１（Ｎ）は［数１０］で表される。
【００７０】
【数１０】
0005525341.tif 000011
【００７１】
この時点では第２変調信号Ｍ２は更新されないので、第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６から出力されている第２変調信号Ｍ２は［数１１］で表される。
【００７２】
【数１１】
0005525341.tif 000012
【００７３】
次のタイミングではｎ＝Ｎ＋１となり、フラグＦＦは"０"に反転するので［数１２］で表される第２変調信号Ｍ２が算出される。
【００７４】
【数１２】
0005525341.tif 000013
【００７５】
したがって、ｎ＝Ｎのタイミングの表示データＰ（Ｎ）は［数１３］となる。
【００７６】
【数１３】
0005525341.tif 000014
【００７７】
また、ｎ＝Ｎ＋１のタイミングの表示データＰ（Ｎ）は［数１４］となる。
【００７８】
【数１４】
0005525341.tif 000015
【００７９】
すなわち、第１の実施形態によれば、画像データＶ（Ｎ）と表示データＰ（Ｎ）とは完全には一致しないが、表示画像データＰ（Ｎ）は画像データ送出装置が画像データを送出する単位周期Ｔごとに更新される、すなわち、光変調素子の駆動周波数を入力画像データのフレーム周波数の半分とすることができるので、光変調素子の駆動周波数を高くすることなく表示画像の高フレームレート化を達成することができるだけでなく、輝度データの解像度を損なうことなく輝度データを打ち消すことができることとなる。
【００８０】
・第２の実施形態
第２の実施形態は、［数１］をそのまま適用して第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２を決定するものである。
図８は、本発明の第２の実施形態のブロック線図であって、画像データ記憶部１１は、現在画像データ記憶部１１０、前画像データ記憶部１１１を含む。
現在画像データ記憶部１１０は、予め定められた単位周期Ｔごとに画像データを入力し現在画像データＶ（ｎ）として記憶する。
【００８１】
前画像データ記憶部１１１は、現在画像データ記憶部１１０に記憶されていた現在画像データＶ（ｎ）を前画像データＶ（ｎ−１）として記憶する。
その他の構成は、第１の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
第２の実施形態では、現在画像データを単位周期前に既に算出されている前第２変調信号Ｍ２（ｎ−１）で除して現在第１変調信号Ｍ１（ｎ）を算出し、現在画像データＶ（ｎ）から算出される現在ＹデータＹ（ｎ）を単位周期前に既に算出されている前第１変調信号Ｍ１（ｎ−１）で除して現在第２変調信号Ｍ２（ｎ）を単位周期ごとに交互に算出することとしている。
【００８２】
第２の実施形態にあっては、第１変調信号生成ルーチンのステップＳ５５１では［数１５］が、第２変調信号生成ルーチンのステップＳ５６１では［数１６］が使用される。
【００８３】
【数１５】
0005525341.tif 000016
【００８４】
【数１６】
0005525341.tif 000017
なお、現在輝度データＹ（ｎ）は、現在画像データＶ（ｎ）から［数６］によって算出されるデータである。
【００８５】
第２の実施形態によれば、ｎ＝Ｎのタイミングで第１変調信号Ｍ１が算出されたとすると、表示データＰ（Ｎ）は［数１７］で表される。
【００８６】
【数１７】
0005525341.tif 000018
【００８７】
ｎ＝Ｎ＋１のタイミングでは、第２変調信号Ｍ２が算出され、表示データＰ（Ｎ＋１）は［数１８］で表される。
【００８８】
【数１８】
0005525341.tif 000019
【００８９】
すなわち、第２の実施形態によれば、ｎ＝Ｎのタイミングでは表示画像の色成分と輝度成分の両方が更新されるが、ｎ＝Ｎ＋１のタイミングでは表示画像の輝度成分だけが更新されることとなる。
この結果、第２の実施形態では基本的には現在画像データがそのまま表示画像となるものの、場面が切り替わるとき等の映像データの不連続点においては表示画像に擾乱が発生する可能性は残る。
【００９０】
・第３の実施形態
第３の実施形態は、表示部１７が直視型である実施形態である。
図９は、第３の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図であって、例えばマイクロコンピュータで構成される制御部２１と、表示部１４とから成る。
【００９１】
表示部１４は、背面からバックライト６０、第１液晶パネル６１、および第２液晶パネル６２が配置された構成を有する。
制御部２１の構成および動作は第１の実施形態と同一であるので、説明を省略する。
【００９２】
表示部１４のバックライト６０は図２の発光部１４０として機能し、第１液晶パネル６１に向けて白色光を照射する。
制御部２１で生成された第１変調信号Ｍ１は、第１変調信号Ｉ／Ｆ２１５を介して第１液晶パネル６１に供給される。
【００９３】
第１液晶パネル６１は、図２の第１変調部１４１として機能し、画素ごとに赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタが配置された構成を有し、第１変調信号Ｍ１に基づいてバックライト６０から放射される白色光を変調する。
制御部２１で生成された第２変調信号Ｍ２は、第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６を介して第２液晶パネル６２に供給される。
【００９４】
第２液晶パネル６２は、図２の第２変調部１４２として機能し、画素ごとに第１液晶パネル６１を透過した光の明るさを変調する。
第１変調信号Ｍ１および第２変調信号Ｍ２の生成方法としては、第１実施例あるいは第２実施例のいずれであってもよい。
なお、拡散パネル６３を第１液晶パネル６１と第２液晶パネル６２の間に配置し、第１液晶パネル６１が発生する余分な光を拡散させるようにしてもよい。
【００９５】
・第４の実施形態
近年バックライトとして白色ＬＥＤを使用した直視型表示装置が提案されているが、本発明をこの形式の表示装置に適用したものが第４の実施形態である。
図１０は第４の実施形態のハードウエア構成を示すブロック線図であって、第３の実施形態とは表示部１４の構成が相違する。
【００９６】
すなわち、第４の実施形態の表示部１４は画素に対応して白色ＬＥＤをアレイ上に配置したＬＥＤバックライトパネル７０と、画素ごとに赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタが配置された液晶パネル７１とを含む。
制御部２１で生成された第１変調信号Ｍ１は第１変調信号Ｉ／Ｆ２１５を介して液晶パネル７１に供給される。
すなわち、液晶パネル７１は第１変調部１４１として機能する。
【００９７】
制御部２１で生成された第２変調信号Ｍ２は第２変調信号Ｉ／Ｆ２１６を介してＬＥＤバックライトパネル７０に供給される。
したがって、本実施形態にあっては、ＬＥＤバックライトパネル８１自体の発光量が第２変調信号Ｍ２によって制御され、その光がさらに第１変調信号Ｍ１で変調されて表示光となる。
すなわち、ＬＥＤバックライトパネル７０は、発光部１４０および第２変調部１４２として機能することとなる。
【００９８】
以上の説明においては、画像データ送出装置から送出される画像のフレームレートが表示装置のフレームレートの倍であるとしているが、画像データ送出装置から送出される画像のフレームレートと表示装置のフレームレートが同じであっても、本発明を適用することができる。
【００９９】
すなわち、表示装置が画像データ送出装置から送出される画像データの中間に存在すべき画像を内挿により生成する機能を具備する場合には、画像送出装置のフレームレートが低い場合であっても、本発明を適用することにより擬似的にフレームレートを高速化することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明に係る二重変調型表示装置によれば、光変調素子を駆動する変調信号のフレームレートを変更することなく表示画像を高フレームレート化することが可能となり、高画質画像表示装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１１...画像データ記憶部
１１０...現在画像データ記憶部
１１１...前画像データ記憶部
１１２...前々画像データ記憶部
１２...第１変調信号生成部
１３...第２変調信号生成部
１４...表示部
１４０...発光部
１４１...第１変調部
１４２...第２変調部
２１...制御部
２１１...バス
２１２...ＣＰＵ
２１３...メモリ
２１４...画像データＩ／Ｆ
２１５...第１変調信号Ｉ／Ｆ
２１６...第２変調信号Ｉ／Ｆ
【図１】
0005525341.tif 000024
【図２】
0005525341.tif 000025
【図３】
0005525341.tif 000026
【図４】
0005525341.tif 000027
【図５】
0005525341.tif 000028
【図６】
0005525341.tif 000029
【図７】
0005525341.tif 000030
【図８】
0005525341.tif 000031
【図９】
0005525341.tif 000032
【図１０】
0005525341.tif 000033