(57)【要約】【課題】シーケンシャル駆動を用いたディスプレイにおいて、入力映像信号からＲ、Ｇ、Ｂ及び白色の出力信号を生成し、かつ、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は入力映像信号の値を維持することで信号処理による輝度劣化を回避する。【解決手段】シーケンシャル駆動により液晶表示素子を用いて画像表示を行う装置において、赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて液晶表示素子に入力信号として供給する素子駆動回路に、３原色信号と白信号とを供給する。このうち、３原色信号は、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinを、そのままスルーでＲout、Ｇout、Ｂoutとして出力する。一方、逆γ補正回路６１を通した３原色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を用いて輝度信号算出回路６２で算出した輝度信号Ｙを、γ補正回路６３を通して白信号Ｗoutとして出力する。【選択図】図５
2009156887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて空間変調器に供給すると共に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号及び白信号の前記空間変調器への切り替え入力に同期して、光源から前記空間変調器に照射する照明光を、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ前記切り替え入力信号と同じ色順で巡回的に切り替わるように前記光源を駆動し、前記空間変調器の各画素毎に前記照明光を、前記空間変調器への切り替え入力信号で変調して得た光をスクリーンに投射して表示する画像表示方法であって、
表示する画像に関する３原色信号を、前記空間変調器に供給する前記赤色信号、緑色信号、及び青色信号として出力する第１のステップと、
前記表示する画像に関する３原色信号から所定の演算式に基づいて輝度信号を生成し、その輝度信号を前記空間変調器に供給する前記白信号として出力する第２のステップと
を含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、
前記表示する画像に関する３原色信号である赤色信号、緑色信号、青色信号をそれぞれＲin、Ｇin、Ｂinとしたとき、これら原色信号のγ特性と相補的な逆γ特性を与えて、線形な特性の赤色信号Ｒ’、緑色信号Ｇ’、青色信号Ｂ’に変換する変換ステップと、
前記信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を入力として受け、次式の前記所定の演算式
Ｙ＝ｃ１×Ｒ’＋ｃ２×Ｇ’＋ｃ３×Ｂ’
（ただし、上式中、ｃ１、ｃ２、ｃ３は係数である。）
に基づいて、輝度信号Ｙを生成する輝度信号生成ステップと、
前記輝度信号Ｙに対して前記表示する画像に関する３原色信号と同じγ特性を与えて、前記白信号として出力する出力ステップと
からなることを特徴とする請求項１記載の画像表示方法。
【請求項３】
赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて空間変調器に供給すると共に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号及び白信号の前記空間変調器への切り替え入力に同期して、光源から前記空間変調器に照射する照明光を、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ前記切り替え入力信号と同じ色順で巡回的に切り替わるように前記光源を駆動し、前記空間変調器の各画素毎に前記照明光を、前記空間変調器への切り替え入力信号で変調して得た光をスクリーンに投射して表示する画像表示方法であって、
表示する画像に関する３原色信号を、前記空間変調器に供給する前記赤色信号、緑色信号、及び青色信号として出力する第１のステップと、
前記表示する画像に関する３原色信号のうちの最小値の原色信号を、前記空間変調器に供給する前記白信号として出力する第２のステップと
を含むことを特徴とする画像表示方法。
【請求項４】
赤色光、緑色光、青色光、及び白色光を切り替えて出射する光源と、
前記光源からの光を照明光とする照明光学系と、
各画素毎に前記照明光を入力信号で変調する空間変調器と、
前記空間変調器で変調された光を投射する投射光学系と、
赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて前記空間変調器に前記入力信号として供給する駆動手段と、
前記照明光が、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ前記入力信号と同じ色順で同期して巡回的に切り替わるように前記光源を駆動制御する制御手段と、
表示する画像に関する３原色信号を、前記空間変調器に供給する前記赤色信号、緑色信号、及び青色信号として前記駆動手段へ出力すると共に、前記表示する画像に関する３原色信号から所定の演算式に基づいて輝度信号を生成し、その輝度信号を前記白信号として前記駆動手段へ出力する信号生成手段と
を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
前記信号生成手段は、
前記表示する画像に関する３原色信号である赤色信号、緑色信号、青色信号をそれぞれＲin、Ｇin、Ｂinとしたとき、これら原色信号のγ特性と相補的な逆γ特性を与えて、線形な特性の赤色信号Ｒ’、緑色信号Ｇ’、青色信号Ｂ’に変換する逆γ補正回路と、
前記信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を入力として受け、次式の前記所定の演算式
Ｙ＝ｃ１×Ｒ’＋ｃ２×Ｇ’＋ｃ３×Ｂ’
（ただし、上式中、ｃ１、ｃ２、ｃ３は係数である。）
に基づいて、輝度信号Ｙを生成する輝度信号算出回路と、
前記輝度信号Ｙに対して前記表示する画像に関する３原色信号と同じγ特性を与えて、前記白信号として出力するγ補正回路と
よりなることを特徴とする請求項４記載の画像表示装置。
【請求項６】
赤色光、緑色光、青色光、及び白色光を切り替えて出射する光源と、
前記光源からの光を照明光とする照明光学系と、
各画素毎に前記照明光を入力信号で変調する空間変調器と、
前記空間変調器で変調された光を投射する投射光学系と、
赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて前記空間変調器に前記入力信号として供給する駆動手段と、
前記照明光が、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ前記入力信号と同じ色順で同期して巡回的に切り替わるように前記光源を駆動制御する制御手段と、
表示する画像に関する３原色信号を、前記空間変調器に供給する前記赤色信号、緑色信号、及び青色信号として前記駆動手段へ出力すると共に、前記表示する画像に関する３原色信号のうちの最小値の原色信号を、前記白信号として前記駆動手段へ出力する信号生成手段と
を有することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示方法及び画像表示装置に係り、特に投射型ディスプレイやビューファインダ、ヘッドマウントディスプイ等に設けられ、表示部に入射光として青色光、緑色光、赤色光を時間的に分離し入射してカラー表示する単板シーケンシャル方式における、画素単位で駆動する画像表示方法及び画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シーケンシャル駆動を用いたディスプレイでは、１フレーム期間を３つの期間に時分割し、各分割期間毎に赤色（Ｒ）の画像データ、緑色（Ｇ）の画像データ、及び青色（Ｂ）の画像データを順次ディスプレイに供給してカラー映像を表示するため、画面輝度が暗くなるという課題がある。
【０００３】
この課題を改善するための有効な技術として、１フレーム期間内でＲ、Ｇ、Ｂの３原色に加えて白色の各画像データを挿入してこれらを時分割にてディスプレイに供給して表示する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の発明では、本来シーケンシャル駆動における色割れの軽減を目的としているが、画面輝度の向上に対しても有効な手段である。この特許文献１記載の発明では、入力映像信号のＲ、Ｇ、Ｂの各値の最小値を白色の信号として出力する。また、入力映像信号のＲ、Ｇ、Ｂの各値から白色信号の値をそれぞれ減算した値を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号として出力する。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６５３６９０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１では、Ｒ、Ｇ、Ｂの入力映像信号からＲ、Ｇ、Ｂ及び白色の出力信号を生成するが、出力信号のＲＧＢ値は信号処理により白色信号を減算した値で与えられるため、入力映像信号のＲ、Ｇ、Ｂの各値より小さい値となる。そのため、この信号処理による画面輝度の輝度低下が課題である。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、入力映像信号からＲ、Ｇ、Ｂ及び白色の出力信号を生成し、かつ、Ｒ、Ｇ、Ｂの出力信号は入力映像信号の値を維持することで信号処理による輝度劣化を回避し得る画像表示方法及び画像表示装置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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の画像表示方法は、赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて空間変調器に供給すると共に、赤色信号、緑色信号、青色信号及び白信号の空間変調器への切り替え入力に同期して、光源から空間変調器に照射する照明光を、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ切り替え入力信号と同じ色順で巡回的に切り替わるように光源を駆動し、空間変調器の各画素毎に照明光を、空間変調器への切り替え入力信号で変調して得た光をスクリーンに投射して表示する画像表示方法であって、
表示する画像に関する３原色信号を、空間変調器に供給する赤色信号、緑色信号、及び青色信号として出力する第１のステップと、表示する画像に関する３原色信号から所定の演算式に基づいて輝度信号を生成し、その輝度信号を空間変調器に供給する白信号として出力する第２のステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
ここで、本発明の画像表示方法は、上記の第２のステップを、表示する画像に関する３原色信号のうちの最小値の原色信号を、空間変調器に供給する白信号として出力するステップとしてもよい。
【０００９】
また、上記の目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光を切り替えて出射する光源と、光源からの光を照明光とする照明光学系と、各画素毎に照明光を入力信号で変調する空間変調器と、空間変調器で変調された光を投射する投射光学系と、赤色信号、緑色信号、青色信号、及び白信号を任意の順序で所定時間ずつ巡回的に切り替えて空間変調器に入力信号として供給する駆動手段と、照明光が、赤色光、緑色光、青色光、及び白色光が所定時間ずつ入力信号と同じ色順で同期して巡回的に切り替わるように光源を駆動制御する制御手段と、表示する画像に関する３原色信号を、空間変調器に供給する赤色信号、緑色信号、及び青色信号として駆動手段へ出力すると共に、表示する画像に関する３原色信号から所定の演算式に基づいて輝度信号を生成し、その輝度信号を白信号として駆動手段へ出力する信号生成手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明の画像表示装置は、上記の信号生成手段を、表示する画像に関する３原色信号を、そのまま空間変調器に供給する赤色信号、緑色信号、及び青色信号として駆動手段へ出力すると共に、表示する画像に関する３原色信号のうちの最小値の原色信号を、白信号として駆動手段へ出力する構成としてもよい。
【００１１】
本発明の画像表示方法及び画像表示装置では、表示する画像に関する３原色信号を、そのまま空間変調器に供給する赤色信号、緑色信号、及び青色信号として用いると共に、白信号はこれら３原色信号から生成した輝度信号又は最小値の原色信号を用いるようにしているため、３原色信号の画面輝度低下を回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、３原色信号のカラー画像に白信号の画像を重畳表示するため、３原色信号のみのシーケンシャル駆動による画像よりも表示画像の輝度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の一実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明になる画像表示装置の一実施の形態の構成図を示す。本実施の形態の画像表示装置１０は、パルス光を出射する光源１と、光源１からのパルス光を液晶表示素子３に照射するための照明光学系２と、素子駆動回路７からのサブフレームデータでパルス光を画素毎に変調する空間光変調器である液晶表示素子３と、液晶表示素子３によって変調された光を投射するための投射光学系４と、液晶表示素子３によって変調された光が投射光学系４により投射されて画像表示するスクリーン５と、本実施の形態の特徴である白信号を生成する白信号生成回路６と、白信号生成回路６の出力信号を入力として受け、サブフレームデータ等を生成して液晶表示素子３を駆動する素子駆動回路７と、素子駆動回路７の動作と同期して光源１を制御、駆動する制御回路８とを備えた、シーケンシャル駆動により画像表示を行う構成である。
【００１５】
この画像表示装置１０で画像を表示する場合、表示する画像の画像データは後述する白信号生成回路６を通して素子駆動回路７に入力される。素子駆動回路７は、入力された画像データＲout、Ｇout、Ｂout、Ｗoutに基づいて生成したサブフレームデータを、液晶表示装置３に送り、液晶表示装置３により画像を表示させるために光変調させる。また、素子駆動回路７に入力される画像データの例えば、垂直同期信号に基づいて制御回路８は光源１の制御信号を発生し、その制御信号に基づいて光源１を駆動し、光源１からパルス光を発生させる。光源１には、具体的には発光ダイオード、半導体レーザ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどのいずれかが使用される。
【００１６】
カラー画像を表示する場合、光源１として発光ダイオードを用いる場合は、光の３原色に対応する赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードを使用する。光源１として半導体レーザを用いる場合は、赤色半導体レーザ、緑色半導体レーザ、青色半導体レーザを使用する。白色光を得るときは、３つの発光ダイオード又は３つの半導体レーザを同時に動作させる。光源１としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプなどを使用する場合は、ランプをそれぞれ３個配置し、ダイクロイックミラー等を用いて、赤色パルス光、緑色パルス光、青色パルス光、白色パルス光に分割する。または、ランプを１個配置し、赤色、緑色、青色、白色フィルタ等を１枚の円盤に組み合わせ、赤色光、緑色光、青色光、白色光に分離する。
【００１７】
光源１から出射されたパルス光は、照明光学系２を通じて液晶表示素子３に照射される。換言すると、３原色の各原色光と白色光とは時系列的に、かつ、巡回的に順次切り替えられて液晶表示素子３に照明光（バックライト）として照射される。また、液晶表示素子３には、３原色の各原色信号と白信号のサブフレームデータも時系列的に、かつ、巡回的に順次切り替えられて液晶表示素子３に供給され、これに同期して制御回路８により光源１が、照明光学系２を通じて液晶表示素子３に照射するパルス光を、サブフレームデータの色順と同じ順序で時系列的に切り替えるようにシーケンシャル駆動される。液晶表示素子３は、サブフレームデータで照明光を画素毎に変調する。液晶表示素子３によって変調された光は、投射光学系４によりスクリーン５に投射されて画像表示する。
【００１８】
なお、図１においては、光源１からの光が液晶表示素子３を透過する、“透過型”の例を示しているが、光源１からの光が液晶表示素子３の表面で反射し、それに応じて投射光学系４、スクリーン５が配置される、“反射型”についても同様に本発明は成り立つ。
【００１９】
図１に示した素子駆動回路７は、赤色信号用素子駆動回路７ａ、緑色信号用素子駆動回路７ｂ、青色信号用素子駆動回路７ｃ、及び白信号用素子駆動回路７ｄとから構成されており、それぞれの素子駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄには白信号生成回路６から赤色信号Ｒout、緑色信号Ｇout、青色信号Ｂout、白信号Ｗoutが入力される。素子駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄはそれぞれ同一構成であり、例えば図２のブロック図に示す構成とされている。
【００２０】
図２は、素子駆動回路の一例の構成を液晶表示素子と共に示すブロック図である。図２において、素子駆動回路７ａは、入力画像信号１１として、例えば４ビットのデジタル信号である赤色信号Ｒoutが供給される赤色信号用素子駆動回路であり、γ補正回路１２、サブフレーム変換回路１３、書き込み制御アドレス回路１４、フレームメモリ１５、フレームメモリ１６、論理ゲート回路１７、タイミング制御回路１８、及びアナログ変換回路１９から構成されている。
【００２１】
図３は、液晶を電圧駆動したときの駆動電圧対出射光強度特性の一例を示す。同図に示すように、駆動電圧が閾値電圧Ｖｔｈ未満では出射光強度は０であるが、閾値電圧Ｖｔｈから駆動電圧を徐々に大きくすると出射光強度が徐々に大きくなり、飽和電圧Ｖｓａｔで出射光強度が最大に達する。
【００２２】
入力画像信号１１は、通常、陰極線管（ＣＲＴ）の逆γ特性を前提としたものであり、一般には図３に示すような液晶を電圧駆動したときの出射光強度の関係がＳ字形となる。従って、入力画像信号１１をそのままサブフレーム変換回路１３に入力して、図４に示すようなルックアップテーブルを使用してサブフレームに変換すると階調が正しく表現できなくなる。そこで、上記の逆γ特性と、図３に示す液晶を電圧駆動したときの特性とを考慮し、まず、入力画像信号１１に対して、正確な階調表現ができるようγ補正回路１２によりγ補正してからサブフレーム変換回路１３によりサブフレームに変換する。
【００２３】
サブフレーム変換回路１３は、図４に示すような入力階調レベルとサブフレームとを対応させたルックアップテーブルを用いて、γ補正後の入力画像信号に対してサブフレームの表示期間、位置を設定する。図４において、「ＳＦ」はサブフレームを意味し、ＳＦの次の数値は、サブフレームの表示順番を示す。各サブフレームの表示期間は相対値であり、すべて等しいとする。各サブフレームの表示期間の合計と階調レベルの関係は比例関係とする。
【００２４】
図４に示すように、サブフレーム数はＳＦ１〜ＳＦ１５の計１５個で、階調レベル数は「０」〜「１５」の全部で１６個である。また、図４において、「１」は表示期間においてサブフレームがオンであり、「  」はオフであることを示す。階調レベルは「０」から１ずつ大きくなり、それに従ってサブフレームはＳＦ１からオンとなりＳＦ２、ＳＦ３、・・・とオンとなる数が増加し、階調レベルが最大の「１５」ではＳＦ１からＳＦ１５までの全てのサブフレームがオンとなる。各サブフレームに着目すると、階調レベルが大きくなりオフからオンに変化するとオンのままの固定状態であり、オフにもどることはない。
【００２５】
素子駆動回路７ａは、図示しないＰＬＬ（位相同期ループ）回路により発生された画素クロックに同期して動作する。サブフレーム変換回路１３で図４に示したルックアップテーブルを用いて変換されたデータは、フレームメモリ１５及び１６のそれぞれに供給される。入力画像信号１１から分離された垂直同期信号（Ｖsync）、水平同期信号（Ｈsync）は、書き込み制御アドレス回路１４に供給され、ここでそれらの同期信号に基づいたフレームメモリ１５、１６への書き込みアドレスを指定する書き込み制御アドレス信号を生成させる。この書き込み制御アドレス信号は、フレームメモリ１５及び１６に供給され、書き込みをする物理アドレスを指定し、そこにサブフレーム変換回路１３から出力されたデータが書き込まれる。
【００２６】
フレームメモリ１５及び１６は、それぞれ１５個のサブフレームに対応する１５個のサブフレームメモリからなる。１個のサブフレームメモリは、各画素の水平方向６４０個、垂直方向４８０個のサブフレームデータを記憶する。サブフレームメモリ１５、１６に保持されたデータは、例えば３２ビットずつ読み出されて論理ゲート回路１７のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０に保持される。
【００２７】
論理ゲート回路１７のシフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ２０に保持された全部で６４０ビットのデータは、液晶表示素子３の１列の画素データに対応し、液晶表示素子３のシフトレジスタＤＳＲ１〜ＤＳＲ２０に転送されて保持された後、液晶表示素子３の１列目の各画素に設けられたメモリにそれぞれ転送される。以下、２列目、３列目、・・・、４８０列目の各６４０ビットのデータの転送が順次繰り返されて、１サブフレーム分のサブフレームデータの転送が終了する。
【００２８】
上記の赤色信号の１サブフレーム分のサブフレームデータは、図５に示す液晶表示素子３の全画素のメモリ２１に保持された後、電圧Ｖ１、Ｖ０で制御されるスイッチ２２を通じて一括で全画素電極２３に転送され、全画素の液晶が同時に駆動される。このとき、液晶表示素子３には、照明光学系２を通して赤色光がバックライトとして照射される。
【００２９】
図６に示すように、１サブフレームについて、フレームメモリ１５又は１６から液晶表示素子３の全画素のメモリ２１にサブフレームデータが転送される時間をアドレス期間とし、全画素のメモリ２１のサブフレームデータが一括で液晶表示素子３の全画素に転送されて表示される期間を表示期間とすると、表示期間は任意に設定できる。
【００３０】
アドレス期間においては、液晶を挟んで画素と反対側に位置する図示しない対向電極の電圧であるＶcを画素電圧Ｖ０と同じ電圧に設定し、表示期間においては、画素部のメモリのデータが「１」の場合、液晶に飽和電圧Ｖsatが、データが「０」の場合、液晶に閾値電圧Ｖthがそれぞれ印加されるように、対向電極に電圧Ｖc、画素電極２３に電圧Ｖ０、Ｖ１を印加する。なお、画素電極は全画素共通に配線されている。
【００３１】
上記の１サブフレームＳＦ１での動作が終了すると、続いて同様に、２サブフレームＳＦ２、３サブフレームＳＦ３、・・・、１５サブフレームＳＦ１５の各サブフレームの動作が順次行われ、１フレームにおいて赤色信号に割り当てられた分割期間での１フレーム分の動作が終了する。フレームメモリ１５からサブフレームデータが読み出されている期間において、同時にフレームメモリ１６にはサブフレーム変換回路１３からサブフレームデータが書き込まれている。フレームメモリ１５から１フレーム分のサブフレームデータ読出しが終了後、フレームメモリ１６から１フレーム分のサブフレームデータが読み出される。以後、フレームメモリ１５及び１６は、書き込み動作と読出し動作とを１フレーム毎に交互に行う。
【００３２】
上記の素子駆動回路７ａから出力される赤色信号の１フレーム分の１５サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５のサブフレームデータは、例えば１フレームを４分割して得た１／４フレーム期間内に液晶表示素子３に供給され、以後、１／４フレーム期間毎に素子駆動回路７ｂ（図示せず）から出力される緑色信号の１フレーム分の１５サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５のサブフレームデータ、素子駆動回路７ｃ（図示せず）から出力される青色信号の１フレーム分の１５サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５のサブフレームデータ、素子駆動回路７ｄ（図示せず）から出力される白信号の１フレーム分の１５サブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５のサブフレームデータが液晶表示素子３に順次に供給されて、１フレーム分の表示が行われる。また、液晶表示素子３に照明光学系２を通して照射されるバックライトも、１／４フレーム期間毎にサブフレームデータに対応して赤色光、緑色光、青色光、白色光に順次に切り替えられる。
【００３３】
なお、液晶表示素子３の画素数は水平方向６４０画素、垂直方向４８０画素として説明したが、これは一例であり、液晶画像表示装置により任意の画素数をとることができる。また、それに応じて、フレームメモリ１５、１６の容量により任意に表示期間を設定できる。また、上記の素子駆動回路７ａ〜７ｄからサブフレームデータが出力される上記の分割期間は一例であって、例えば１フレームを８分割して、各１／８フレーム期間毎にＳＦ１〜ＳＦ７の赤色信号のサブフレームデータ、ＳＦ１〜ＳＦ７の緑色信号のサブフレームデータ、ＳＦ１〜ＳＦ７の青色信号のサブフレームデータ、ＳＦ１〜ＳＦ７の白信号のサブフレームデータ、ＳＦ８〜ＳＦ１５の赤色信号のサブフレームデータ、ＳＦ８〜ＳＦ１５の緑色信号のサブフレームデータ、ＳＦ８〜ＳＦ１５の青色信号のサブフレームデータ、ＳＦ８〜ＳＦ１５の白信号のサブフレームデータを液晶表示素子３に順次供給するようにしてもよい。また、これ以外にも分割期間とサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５の割り当ては種々考えられる。更には、１フレームを分割するのではなく、１フィールドを分割するようにしてもよい。また、各原色信号と白信号との切り替え順は上記の例に限定されるものではない。
【００３４】
次に、本発明の要部を構成する白信号生成回路６の各実施の形態について説明する。
【００３５】
図７は、図１の白信号生成回路６の第１の実施の形態のブロック図を示す。図７に示すように、本実施の形態の白信号生成回路６Ａは、表示する画像に関する３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinを入力信号として受け、逆γ補正回路６１と、輝度信号算出回路６２と、γ補正回路６３とからなる構成により、３原色信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutと白信号Ｗoutとを出力する構成とされている。
【００３６】
次に、この白信号生成回路６Ａの動作について説明する。白信号生成回路６Ａは、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinを、そのままスルーで３原色信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutとして出力する一方、逆γ補正回路６１にそれぞれ供給する。白信号Ｗoutは基本的に３原色信号の輝度成分Ｙから導かれる。輝度成分Ｙは線形演算により求めるが、３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinは、それぞれ非線形の公知のγ特性が付与されているので、逆γ補正回路６１は、これらの３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinに対して、このγ特性と相補的な逆γ特性を与えることで、線形な特性の３原色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’に変換する処理を行う。
【００３７】
輝度信号算出回路６２は、上記の３原色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’を入力として受け、下記の演算式に基づいて、３原色信号の輝度成分（輝度信号）Ｙを生成する。
【００３８】
Ｙ＝ｃ１×Ｒ’＋ｃ２×Ｇ’＋ｃ３×Ｂ’        （１）
ここで、（１）式中、ｃ１、ｃ２、ｃ３は係数である。
【００３９】
係数ｃ１、ｃ２、ｃ３は、輝度信号算出回路６２内のレジスタに保持されており、自由に設定可能である。これらの係数ｃ１、ｃ２、ｃ３を設定することで、入力信号の輝度信号を制御することができる。
【００４０】
輝度信号算出回路６２から出力される輝度信号Ｙは、信号レベルと輝度との関係が線形であるため、これを元のγ特性に変換する必要がある。γ補正回路６３は、この変換処理を行う。γ補正回路６３は、所定の演算式や変換テーブルを用いて、輝度信号Ｙに対してγ特性処理を行い、得られたγ特性が施された輝度信号を白信号Ｗoutとして出力する。
【００４１】
本実施の形態によれば、（１）式において適切な係数ｃ１、ｃ２、ｃ３を与えることにより、映像信号の輝度信号Ｙを信号処理によって求め、これに基づいて白信号Ｗoutを得て液晶表示素子３に供給している。このため、上記のサブフレームＳＦ１〜ＳＦ１５により液晶表示素子３を駆動するシーケンシャル駆動において、３原色信号は入力原色信号をそのまま用いており、また、ＲＧＢのカラー画像に白信号の画像を重畳表示することができるため、ＲＧＢのみのシーケンシャル駆動による画像よりも表示画像の輝度を向上させることができる。
【００４２】
次に、図１の白信号生成回路６の第２の実施の形態について説明する。
【００４３】
図８は、図１の白信号生成回路６の第２の実施の形態のブロック図を示す。図８に示すように、本実施の形態の白信号生成回路６Ｂは、表示する画像に関する３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinを入力信号として受け、最小値選択回路６５からなる構成により、３原色信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutと白信号Ｗoutとを出力する構成とされている。
【００４４】
次に、この白信号生成回路６Ｂの動作について説明する。白信号生成回路６Ｂは、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinを、そのままスルーで３原色信号Ｒout、Ｇout、Ｂoutとして出力する一方、最小値選択回路６５にそれぞれ供給する。
【００４５】
最小値選択回路６５は、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinの最小値、すなわち３原色信号のオーバーラップ部分を白信号Ｗoutとして出力する。例えば、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinの値が、（Ｒin，Ｇin，Ｂin）＝（１００，５０，２００）である場合、入力３原色信号の最小値が「５０」であるため、最小値選択回路６５は、白信号として値「５０」の信号を出力する。従って、この場合の白信号生成回路６Ｂの出力信号Ｒout，Ｇout，Ｂout，Ｗoutは（Ｒout，Ｇout，Ｂout，Ｗout）＝（１００，５０，２００，５０）となる。
【００４６】
本実施の形態では、入力された３原色信号Ｒin、Ｇin、Ｂinのうちのいずれかの値が「０」であれば、出力される白信号Ｗoutの値は「０」（黒）となる。例えば、入力された３原色信号が（Ｒin，Ｇin，Ｂin）＝（２５５，０，０）であるとき、出力信号は（Ｒout，Ｇout，Ｂout，Ｗout）＝（２５５，０，０，０）となり、Ｒ信号以外の信号の値は「０」である。
【００４７】
これは、入力信号が純色（ＲＧＢの値のいずれかが「０」）である場合に、信号処理により他の色の成分が混ざることなく純色を維持可能であることを示す。よって、本実施の形態によれば、純色を維持しながらも、白信号の挿入により輝度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した液晶画像表示装置の例を示す図である。
【図２】液晶表示素子と素子駆動回路を示す概略構成図である。
【図３】液晶を電圧駆動したときの出射光強度の関係を示す図である。
【図４】階調レベルとサブフレームのオン、オフの対応を示すルックアップテーブルである。
【図５】画素部における駆動回路を示す概略構成図である。
【図６】液晶表示素子のアドレス期間と表示期間を示すタイミング図である。
【図７】本発明のＲＧＢ信号から白信号を生成する構成図である。
【図８】本発明のＲＧＢ信号から白信号を生成する構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  光源
２  照明光学系
３  液晶表示素子
４  投射光学系
５  スクリーン
６、６Ａ、６Ｂ  白信号生成回路
７  素子駆動回路
８  制御回路
１１  入力画像信号
１２  γ補正回路
１３  サブフレーム変換回路
１４  書き込み制御アドレス回路
１５、１６  フレームメモリ
１７  論理ゲート回路
１８  タイミング制御回路
１９  アナログ変換回路
２１  メモリ
２２  スイッチ
２３  画素電極
６１  逆γ補正回路
６２  輝度信号生成回路
６３  γ補正回路
６５  最小値選択回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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