画像表示方法、画像表示装置および画像表示プログラム
【課題】色順次方式による画像表示において、過度にフレームレートを上げることなく、効率的に動体色づき現象（カラーブレイクアップ）を抑制する。
【解決手段】基準色の色画像を順次表示する画像表示方法において、物体の動きを予測し追尾する肉眼の性質を踏まえ、順次表示されるサブフレーム１３１から１３３およびサブフレーム１４１から１４３で、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なった時間の画像を色順次方式で表示する。これにより、サブフレーム１３１から１３３およびサブフレーム１４１から１４３中の動体画像１０１から１０７は、時間の経過に伴って位置１１０の方向のそれぞれ異なった位置に表示されることとなり、物体の動きを予想して移動する視線１２０の位置と一致するため、動体の色づき現象が抑制される。
【解決手段】基準色の色画像を順次表示する画像表示方法において、物体の動きを予測し追尾する肉眼の性質を踏まえ、順次表示されるサブフレーム１３１から１３３およびサブフレーム１４１から１４３で、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なった時間の画像を色順次方式で表示する。これにより、サブフレーム１３１から１３３およびサブフレーム１４１から１４３中の動体画像１０１から１０７は、時間の経過に伴って位置１１０の方向のそれぞれ異なった位置に表示されることとなり、物体の動きを予想して移動する視線１２０の位置と一致するため、動体の色づき現象が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示技術に関し、特に動画の色順次方式の画像表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像表示方法の１つに色順次方式と呼ばれるものがある。この方法は、１つの画像（フレーム）を複数の基準色成分に分解し、短期間に各基準色成分の画像（サブフレーム）を順次表示することで、所望の色画像表示を実現する方法である。この色順次方式では、各基準色の画像表示時間を短期間に制限することで、人間の肉眼の時間軸方向の解像度の限界から各基準色の画像が個別とは認識されず、人間の肉眼によって各基準色を重ね合わされ、合成されることを利用している。
【０００３】
色順次方式は、一般に他のカラー画像表示方式と比較して、画像表示装置の構造がシンプルとなる為、装置の小型化に関して優位とされている。
ところで、色順次方式は、上述したとおり基準色の合成によって所望の色を表現する方法であるので、各基準色成分すべてが人間の肉眼で重ね合わされて初めて所望の色が表現されることになる。ところが、動画像を見る際に、人間の視線は物体の動きを予測し追尾するため、視線は1フレーム毎に一定箇所にとどまることなく、常に動き続ける。つまり、表示装置が１フレーム分の各基準色のサブフレームを順次表示している間も視線は動き続けることになる。図９はその様子を示したものである。従来の色順次方式の表示装置では、同一フレーム内では単一の画像情報を使用しており、人間の視線の動体追尾は考慮されていない。そのため、物体の動きの予測に基づいて人間が動体を見ている視線２２０の位置と、表示装置が各サブフレーム内で表示する動体２０１から２０７の表示位置にずれが生じる。これにより、合成して見られるべき１フレーム分の各基準色のサブフレームと、実際に人間の肉眼で合成した１フレーム分のサブフレームが一致しないこととなる。その結果、人間の肉眼で合成された画像では、所望の色と異なる色が認識される動体の色づき現象（カラーブレイクアップ）が現れ、画質が低下する一要因となっている。
【０００４】
この現象を避けるため、特許文献１では、少なくともいずれかの１つの基準色がサブフレームを２つ以上持つことでサブフレームの数を増やし、基準色を色順次表示する間隔を短くする手法が提案されている。また、特許文献２から４では、サブフレームを発生させる周波数を少なくとも180Hzから300Hz以上とし、サブフレーム数を増やし、基準色を色順次表示する間隔を短くする手法が提案されている。いずれも、サブフレーム数を増やしフレームレートを上げることで、動体の色づき現象を抑えることができることが開示されている。
【特許文献１】米国特許第５４４８３１４号明細書
【特許文献２】米国特許第６９７２７３６号明細書
【特許文献３】米国特許第７０１２５７７号明細書
【特許文献４】米国特許第７２２４３２８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブフレーム数を増やし、フレームレートを上げることにより動体の色づき現象を抑える方法は有効であるが、使用される回路素子の応答性などによる処理速度の限界から現実的に利用可能なフレームレートが制限されるという技術的な課題がある。このため、同じフレームレートにおいて、動体の色づき現象を効率良く抑制する方法が必要とされている。
【０００６】
本発明の目的は、必要以上にサブフレームの数を増やしてフレームレートを上げることなく、動体の色づき現象（カラーブレイクアップ）を効率的に抑制する画像表示技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、前記第１色の前記サブフレームに対して、後続の第ｉ色（ｉは２以上の自然数）の前記サブフレームは、前記１フレームの表示時間のおよそ(ｉ−１)/Ｎだけ時間的に進んでいる画像表示方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に記載の画像表示方法において、前記基準色は赤、緑、青の３色であり、第１色の前記サブフレームを投影した後、当該第１色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第２色の前記サブフレームを表示し、さらに前記第２色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第３色の前記サブフレームを表示する画像表示方法を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、を含む画像表示方法を提供する。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記第３の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる画像表示方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップでは、前記１フレームの画像から、前記基準色の各々に対応した少なくとも２つの前記サブフレームを生成する画像表示方法を提供する。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色の各々に対応する前記サブフレームの数を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させる画像表示方法を提供する。
【００１３】
本発明の第７の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色毎の前記表示時間を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させる画像表示方法を提供する。
【００１４】
本発明の第８の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示装置であって、前記Ｎ色の前記基準色の光を順次出射する光源と、前記光源の発光を制御する光源制御手段と、前記光源から出射される照明光を変調する空間光変調器と、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応
する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、前記サブフレーム生成手段により生成された前記サブフレームに応じて前記空間光変調器の変調状態を制御する空間光変調器制御手段と、前記光源制御手段と前記空間光変調器制御手段を同期させるタイミング制御手段と、を含む画像表示装置を提供する。
【００１５】
本発明の第９の態様は、前記第８の態様に記載の画像表示装置において、前記サブフレーム生成手段は、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームを生成する画像表示装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示プログラムであって、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、を含む画像表示プログラムを提供する。
【００１７】
本発明の第１１の態様は、前記第１０の態様に記載の画像表示プログラムにおいて、前記第１のステップで生成された前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる画像表示プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制できる画像表示技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。図２は、本実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係る画像表示装置の構成を示す概念図である。図４は、本実施形態に係るサブフレーム生成処理の流れを示すフローチャートである。図５は、本実施形態を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【００２０】
まず、図１を用いて本実施形態の動作原理の一例について説明する。動画を見る際、人間の視線は物体の動きを予測し追尾するため、1フレーム毎に一定箇所にとどまることなく、常に動き続ける。この肉眼の性質を踏まえ、本実施形態では、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なる時刻のサブフレームを作ることで、物体のあるべき場所に物体を表示し、これにより動体の色づき現象を抑制する。図１では、本実施形態の一例として一定方向に運動している動体を表示した様子を例示している。連続するフレーム１３０およびフレーム１４０の各々から生成されて順次表示されるサブフレーム１３１、サブフレーム１３２、サブフレーム１３３、サブフレーム１４１、サブフレーム１４２、サブフレーム１４３は、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なった時間の画像を色順次方式で表示する。つまり、サブフレーム１３１に続いて表示されるサブフレーム１３２では、サブフレー
ム１３１と同一の画像の異なる基準色成分を表示するのではなく、サブフレーム１３１より時間が進んだ画像であり、且つサブフレーム１３１と異なる基準色成分を表示する。これにより、サブフレーム１３１からサブフレーム１３３およびサブフレーム１４１からサブフレーム１４３中の動体画像１０１、動体画像１０２、動体画像１０３、動体画像１０４、動体画像１０５、動体画像１０６、動体画像１０７は、時間の経過に伴って位置１１０の方向のそれぞれ異なった位置に表示されることとなる。一方、視線１２０は物体の動きを予想して移動するので、サブフレーム１３１からサブフレーム１３３およびサブフレーム１４１からサブフレーム１４３でそれぞれ動体画像１０１から動体画像１０７を追尾しながら、適時動体が表示される場所を見ることになる。この結果、動体画像の表示位置と視線の位置が一致し、動体画像の各基準色成分が合成されることになるため、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制することができる。
【００２１】
以下、上述の図１に例示した動作原理によるカラー画像表示を実現する画像表示装置の具体例について示す。
図２に例示されるように、画像表示装置３００は、データ入力部３１０と、フレームデータ保持部３２０と、サブフレーム生成手段３３０と、サブフレームデータ保持部３４０と、タイミング制御手段３５０と、空間光変調器制御手段３６０と、光源制御手段３７０と、空間光変調器３８０と、色順次光源３９０を含む。また、データ入力部３１０と、フレームデータ保持部３２０と、サブフレーム生成手段３３０と、サブフレームデータ保持部３４０と、タイミング制御手段３５０と、空間光変調器制御手段３６０と、光源制御手段３７０は、全体で制御ユニット４１０として構成される。制御ユニット４１０は、専用の論理回路等のハードウェアで構成されてもよいし、マイクロプロセッサと専用のプログラム４１０aによって実現されてもよい。なお、画像表示装置３００は、例えばプロジェクタであり、外部から入力される画像情報を変換し、図示しない画像表示面へ出力する機能を有する。
【００２２】
さらに、図２を用いて各要素が実施する処理の一例について概要を説明する。
フレームデータ保持部３２０は、データ入力部３１０に接続された図示しない外部機器から入力される画像情報（フレーム）を、２フレーム分以上保持する。保持されたフレーム（フレーム１３０、１４０、．．．）は、１フレーム分の表示が終了する毎に、時々刻々、更新される。
【００２３】
サブフレーム生成手段３３０は、フレームデータ保持部３２０から必要なフレーム（フレーム１３０、１４０、．．．）を取得し、後述する処理によりサブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を生成して、サブフレームデータ保持部３４０へ出力する。
【００２４】
タイミング制御手段３５０は、空間光変調器制御手段３６０と光源制御手段３７０を同期させる。この同期信号を受けて、空間光変調器制御手段３６０と光源制御手段３７０は、サブフレームデータ保持部３４０からサブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を取得し、それぞれ空間光変調器３８０、色順次光源３９０を制御して、サブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を割り当てられた期間だけ画像表示面へ表示する。
【００２５】
図３に例示されるように、本実施形態における画像表示装置３００は、１つの空間光変調器３８０、光源光学系４００、制御ユニット４１０、ＴＩＲ（内部全反射）プリズム４２０、投影光学系４３０を含む。
【００２６】
図３に例示される画像表示装置３００において、空間光変調器３８０および色順次光源３９０の制御により、所望の画像が画像表示面へ再現されるまでの処理の概要を説明する
。
【００２７】
制御ユニット４１０の制御の元で色順次光源３９０から出射される照明光４５０は、色順次光源３９０と、照明光４５０を集束する集光レンズ３９１、ロッド系集光体３９２、集光レンズ３９３を含む光源光学系４００を経由してＴＩＲプリズム４２０へ入射する。
【００２８】
ＴＩＲプリズム４２０は光源光学系４００から入射する照明光４５０を入射光４５１として空間光変調器３８０に対して所定の角度で入射させるとともに、空間光変調器３８０で反射された反射光４５２を、投影光学系４３０に至るように透過させる。
【００２９】
投影光学系４３０は、空間光変調器３８０とＴＩＲプリズム４２０を経由して到来する反射光４５２を、投影光４５３として画像表示面４４０に投影し、所望の画像を得る。
以下、図４に例示されるフローチャートを参照して、サブフレーム生成処理の一例をフレーム１３０のサブフレーム生成部分に注目して詳細な説明を行う。
【００３０】
サブフレーム生成処理は、フレームデータ保持部３２０に新たなフレーム（例えば、フレーム１４０）が入力されたことを検出して起動する。
まず、サブフレーム１３１、サブフレーム１３２、サブフレーム１３３を生成するにあたり、サブフレーム化するフレーム１３０（以下、対象フレームと称する）を含む必要なフレーム（例えば、フレーム１３０とフレーム１４０）を図２のフレームデータ保持部３２０より取得する（ステップＳ１０）。
【００３１】
次に、ステップＳ２０では、サブフレーム１３１〜１３３で利用する基準色、１フレーム内に含まれるサブフレーム数Ｍ、基準色の発生順序、各サブフレームの表示時間Ｔi（iは対象フレーム内での表示順を示す番号で、１以上Ｍ以下の自然数。以下、iをサブフレーム番号と称する）を設定する。本実施形態では一例として、基準色は赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色、サブフレーム数Ｍは３、基準色の発生順序は赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）の順、各サブフレームの表示時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は各々１／３フレーム間隔とする。
【００３２】
ステップＳ３０では、サブフレーム番号iを１に初期化する。さらに、対象フレーム１３０から生成するサブフレーム１３１〜１３３までの時間差を表すΔＴ（以下、ΔＴを遅れ時間と称する）を０に初期化する。なお、本実施形態において対象フレーム１３０から生成するサブフレーム１３１〜１３３までの遅れ時間ΔＴとは、対象フレーム１３０と後続のフレーム１４０の時間差を、対象フレーム１３０から生成されるサブフレーム１３１〜１３３の数に応じて按分した場合の時間差を意味する。従って、最初のサブフレーム１３１は、対象フレーム１３０の時刻と一致しているが、後続の２番目以降のサブフレーム１３２およびサブフレーム１３３の時刻は、ΔＴだけ対象フレーム１３０から時間的に進んで表示される。
【００３３】
ステップＳ４０では、サブフレーム番号iがサブフレームの数Ｍ以下かどうかを判定する。本実施形態の一例では、Ｍは３であるため、３以下かどうかが判定される。
ステップＳ４０の判定結果がＮＯの場合、すでに１フレーム内に含まれるサブフレーム１３１〜１３３はすべて作成済みとして、ステップＳ９０へ遷移し、サブフレーム生成処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ４０の判定結果がＹＥＳの場合、まだ１フレーム内に含まれるサブフレーム１３１〜１３３のすべては作成されていないとして、ステップＳ５０へ遷移する。
ステップＳ５０では、サブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３を生成する。生成するサブフレーム１３１〜１３３は、ステップＳ２０で設定した発生順序のi番目に
該当する基準色で、且つ、対象フレーム１３０から遅れ時間ΔＴだけ時間が進んだ時刻の画像となる。このサブフレーム１３１〜１３３の生成では、例えば、対象フレーム１３０と後続のフレーム１４０との間における画像の変化を遅れ時間ΔＴに応じて補間することによって得られる。本実施形態の一例では、サブフレーム番号が１、遅れ時間ΔＴが０である為、サブフレーム番号１のサブフレーム１３１は、赤色成分で、且つ、対象フレーム１３０と同時刻の画像となる。
【００３５】
ステップＳ６０では、ステップＳ５０で生成したサブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３をサブフレームデータ保持部３４０へ出力する。
ステップＳ７０では、遅れ時間ΔＴにステップＳ２０で設定したサブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３の表示時間Ｔiをインクリメントして更新する。
【００３６】
ステップＳ８０では、サブフレーム番号iを１だけインクリメントして更新し、ステップＳ４０へ遷移する。
以降、ステップＳ４０からステップＳ８０をサブフレーム番号iがＭ＋１となる場合まで繰り返す。サブフレーム番号がＭ＋１となると、ステップＳ４０の判定結果がＮＯとなり、ステップＳ９０へ遷移してサブフレーム生成処理を終了する。本実施形態の一例では、iが４となった時点でサブフレーム生成処理が終了することになる。
【００３７】
なお、本実施形態の一例では、上記繰り返しにより、サブフレーム番号２のサブフレーム１３２は、緑色成分で、且つ、対象フレーム１３０から１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ画像として生成される。同じく、サブフレーム番号３のサブフレーム１３３は、青色成分で、且つ、対象フレーム１３０から２／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ画像として生成される。
【００３８】
以上、図２から図４で例示した本実施形態により、図５に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム１３１の表示後、先行するサブフレーム１３１より、サブフレーム１３１の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム１３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム１３２より、サブフレーム１３２の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム１３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム１３３より、サブフレーム１３３の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ赤（Ｒ）成分のサブフレーム１４１が表示される。このように、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間的に進んだサブフレームが色順次表示される。
【００３９】
これにより、図１に例示したように、視線１２０の位置と動体画像１０１から１０７の表示位置が一致することになり、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制することができる。また、必要以上にサブフレームの数を増やす必要がない為、比較的応答性が低い回路素子を用いて本実施形態の制御ユニット４１０等を実現できる。このため、比較的安価に本実施形態の画像表示装置３００を提供することができる。
【００４０】
以下、図６を参照して、１フレーム内で複数回同一の基準色のサブフレームを表示した変形例１をフレーム５３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍに基準色の数の２倍の値である６を設定し、各サブフレーム（サブフレーム５３１〜５３６）の表示時間Ｔiには各々１／６フレーム間隔を設定する。なお、本変形例では一例として、サブフレーム数Ｍは基準色数の２倍としたが、本変形例を構成する回路素子が対応できる範囲内で、さらにサブフレーム数を増やすことができる。
【００４１】
これにより図６に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム５３１の表示後、先行するサブフレーム５３１より、サブフレーム５３１の表示時間と同じ１／６フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム５３２が表示される。それ以降、同様に、それぞれ１／６フレーム間隔だけ時間的に進んだサブフレームが青（Ｂ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）と繰り返され、１フレーム内で各基準色それぞれ２回ずつ色順次表示されることになる。
【００４２】
本変形例は、フレームレートが高くなるものの、より効率的に動体の色づき現象を抑制することができる。
以下、図７を参照して、１フレーム内における基準色毎のサブフレームの表示回数を変更した変形例２をフレーム６３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
【００４３】
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍを４、各サブフレーム（サブフレーム６３１〜６３４）の表示時間Ｔiを各々１／４フレーム間隔、基準色の発生順序を赤（Ｒ）→赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）と設定する。本変形例の一例では、例えば、高圧水銀ランプなど赤色成分が比較的弱くでる光源を想定し、赤色成分を強調して各色のバランスを均一にすべく赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の合計表示時間の比率を２：１：１としたものである。なお、本変形例の一例としては、各基準色の合計表示時間の比率を２：１：１としたが、これに限られるものではない。光源の特性や、肉眼の色に対する感度特性などによって比率を変更することができるため、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４４】
これにより図７に例示されるように、フレーム６３０中の第１番目の赤（Ｒ）成分のサブフレーム６３１の表示後、先行するサブフレーム６３１より、サブフレーム６３１の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ第２番目の赤（Ｒ）成分のサブフレーム６３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム６３２より、サブフレーム６３２の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム６３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム６３３より、サブフレーム６３３の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム６３４が表示される。このように、赤（Ｒ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間が進んだサブフレームが色順次表示される。
【００４５】
本変形例は、１フレーム内における基準色毎のサブフレームの表示回数を変更することで、表示されるサブフレームの基準色毎の合計表示時間の比率を調整することができ、これにより、光源から射出される照明光の色に関する特性や肉眼の色に対する感度特性などを反映した画像表示を実現でき、その結果、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４６】
なお、本変形例は、例えば、１フレーム中に赤（Ｒ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にサブフレームを２回ずつ表示させるなど、変形例１と合わせ利用することも可能である。これにより変形例１による効果も合わせて享受することができる。
【００４７】
以下、図８を参照して、１フレーム内で基準色毎にサブフレームの表示時間を変更した変形例３をフレーム７３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍは３、基準色の発生順序を赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）のままにした上で、各サブフレーム（サブフレーム７３１〜７３３）の表示時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ１／２、１／４、１／４フレーム間隔と設定する。これは、例えば、高圧水銀ラン
プなど赤色成分が比較的弱くでる光源を想定し、赤色成分を強調して各色のバランスを均一にすべく、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の表示時間の比率を２：１：１としたものである。なお、本実施形態では、各基準色の合計表示時間の比率を２：１：１としたが、これに限られるものではなく、光源の性質や肉眼の色に対する感度特性等によって比率を変更することができるため、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４８】
これにより図８に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム７３１の表示後、先行するサブフレーム７３１より、サブフレーム７３１の表示時間と同じ１／２フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム７３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム７３２より、サブフレーム７３２の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム７３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム７３３より、先行するサブフレーム７３３の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ赤（Ｒ）成分のサブフレーム７４１が表示される。このように、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間が進んだサブフレームが色順次表示される。
【００４９】
本変形例は、１フレーム内における基準色毎のサブフレームに対する表示時間の割り当てを変更することで、表示されるサブフレームの基準色毎の合計表示時間の比率を調整することができ、これにより、光源から射出される照明光の色に関する特性や肉眼の色に対する感度特性などを反映した画像表示を実現でき、その結果、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００５０】
なお、本変形例は、例えば、１フレーム中の赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）成分のサブフレームをそれぞれ１／４、１／８、１／８フレーム間隔としそれぞれ２回ずつ表示させるなど、変形例１と合わせ利用することも可能である。これにより変形例１と同じ効果も合わせて享受することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
（付記１）
画像をN個のPrime Colorに分けて、第1色から第N色の画像表示を順次表示する色順次方式で表示する画像表示装置において、
第1の色画像に対して第i番目の色画像については、1フレームのおよそ(i-1)/Nだけの時間だけ時間が進んでいるサブフレームを表示することを特徴とする画像表示装置。
（付記２）
付記1の画像表示装置において、
Prime Colorは赤、緑、青の3原色であり、
第1色の画像情報を投影した後、第1色の画像表示時点から1フレームの1/3だけ時間を進めた第2色の画像情報を表示し、さらに第2色の画像表示時点から1フレームの1/3だけ時間を進めた第3色の画像情報を表示することを特徴とする画像表示装置。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態における動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るサブフレーム生成処理の流れを示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図６】本発明の一実施形態の変形例１を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例２を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例３を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図９】従来技術における動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 時間
１０１ 動体画像
１０２ 動体画像
１０３ 動体画像
１０４ 動体画像
１０５ 動体画像
１０６ 動体画像
１０７ 動体画像
１１０ 動体の位置
１２０ 視線
１３０ フレーム
１４０ フレーム
２００ 時間
２０１ 動体画像
２０２ 動体画像
２０３ 動体画像
２０４ 動体画像
２０５ 動体画像
２０６ 動体画像
２０７ 動体画像
２１０ 動体の位置
２２０ 視線
２３０ フレーム
２４０ フレーム
３００ 画像表示装置
３１０ データ入力部
３２０ フレームデータ保持部
３２５ 動体検出手段
３３０ サブフレーム生成手段
３４０ サブフレームデータ保持部
３５０ タイミング制御手段
３６０ 空間光変調器制御手段
３７０ 光源制御手段
３８０ 空間光変調器
３９０ 色順次光源
３９１ 集光レンズ
３９２ ロッド系集光体
３９３ 集光レンズ
４００ 光源光学系
４１０ 制御ユニット
４１０ａ プログラム
４２０ ＴＩＲ（内部全反射）プリズム
４３０ 投影光学系
４４０ 画像表示面
４５０ 照明光
４５１ 入射光
４５２ 反射光
４５３ 投影光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示技術に関し、特に動画の色順次方式の画像表示技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像表示方法の１つに色順次方式と呼ばれるものがある。この方法は、１つの画像（フレーム）を複数の基準色成分に分解し、短期間に各基準色成分の画像（サブフレーム）を順次表示することで、所望の色画像表示を実現する方法である。この色順次方式では、各基準色の画像表示時間を短期間に制限することで、人間の肉眼の時間軸方向の解像度の限界から各基準色の画像が個別とは認識されず、人間の肉眼によって各基準色を重ね合わされ、合成されることを利用している。
【０００３】
色順次方式は、一般に他のカラー画像表示方式と比較して、画像表示装置の構造がシンプルとなる為、装置の小型化に関して優位とされている。
ところで、色順次方式は、上述したとおり基準色の合成によって所望の色を表現する方法であるので、各基準色成分すべてが人間の肉眼で重ね合わされて初めて所望の色が表現されることになる。ところが、動画像を見る際に、人間の視線は物体の動きを予測し追尾するため、視線は1フレーム毎に一定箇所にとどまることなく、常に動き続ける。つまり、表示装置が１フレーム分の各基準色のサブフレームを順次表示している間も視線は動き続けることになる。図９はその様子を示したものである。従来の色順次方式の表示装置では、同一フレーム内では単一の画像情報を使用しており、人間の視線の動体追尾は考慮されていない。そのため、物体の動きの予測に基づいて人間が動体を見ている視線２２０の位置と、表示装置が各サブフレーム内で表示する動体２０１から２０７の表示位置にずれが生じる。これにより、合成して見られるべき１フレーム分の各基準色のサブフレームと、実際に人間の肉眼で合成した１フレーム分のサブフレームが一致しないこととなる。その結果、人間の肉眼で合成された画像では、所望の色と異なる色が認識される動体の色づき現象（カラーブレイクアップ）が現れ、画質が低下する一要因となっている。
【０００４】
この現象を避けるため、特許文献１では、少なくともいずれかの１つの基準色がサブフレームを２つ以上持つことでサブフレームの数を増やし、基準色を色順次表示する間隔を短くする手法が提案されている。また、特許文献２から４では、サブフレームを発生させる周波数を少なくとも180Hzから300Hz以上とし、サブフレーム数を増やし、基準色を色順次表示する間隔を短くする手法が提案されている。いずれも、サブフレーム数を増やしフレームレートを上げることで、動体の色づき現象を抑えることができることが開示されている。
【特許文献１】米国特許第５４４８３１４号明細書
【特許文献２】米国特許第６９７２７３６号明細書
【特許文献３】米国特許第７０１２５７７号明細書
【特許文献４】米国特許第７２２４３２８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブフレーム数を増やし、フレームレートを上げることにより動体の色づき現象を抑える方法は有効であるが、使用される回路素子の応答性などによる処理速度の限界から現実的に利用可能なフレームレートが制限されるという技術的な課題がある。このため、同じフレームレートにおいて、動体の色づき現象を効率良く抑制する方法が必要とされている。
【０００６】
本発明の目的は、必要以上にサブフレームの数を増やしてフレームレートを上げることなく、動体の色づき現象（カラーブレイクアップ）を効率的に抑制する画像表示技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、前記第１色の前記サブフレームに対して、後続の第ｉ色（ｉは２以上の自然数）の前記サブフレームは、前記１フレームの表示時間のおよそ(ｉ−１)/Ｎだけ時間的に進んでいる画像表示方法を提供する。
【０００８】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に記載の画像表示方法において、前記基準色は赤、緑、青の３色であり、第１色の前記サブフレームを投影した後、当該第１色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第２色の前記サブフレームを表示し、さらに前記第２色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第３色の前記サブフレームを表示する画像表示方法を提供する。
【０００９】
本発明の第３の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、を含む画像表示方法を提供する。
【００１０】
本発明の第４の態様は、前記第３の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる画像表示方法を提供する。
【００１１】
本発明の第５の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップでは、前記１フレームの画像から、前記基準色の各々に対応した少なくとも２つの前記サブフレームを生成する画像表示方法を提供する。
【００１２】
本発明の第６の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色の各々に対応する前記サブフレームの数を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させる画像表示方法を提供する。
【００１３】
本発明の第７の態様は、前記第３の態様または前記第４の態様に記載の画像表示方法において、前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色毎の前記表示時間を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させる画像表示方法を提供する。
【００１４】
本発明の第８の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示装置であって、前記Ｎ色の前記基準色の光を順次出射する光源と、前記光源の発光を制御する光源制御手段と、前記光源から出射される照明光を変調する空間光変調器と、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応
する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、前記サブフレーム生成手段により生成された前記サブフレームに応じて前記空間光変調器の変調状態を制御する空間光変調器制御手段と、前記光源制御手段と前記空間光変調器制御手段を同期させるタイミング制御手段と、を含む画像表示装置を提供する。
【００１５】
本発明の第９の態様は、前記第８の態様に記載の画像表示装置において、前記サブフレーム生成手段は、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームを生成する画像表示装置を提供する。
【００１６】
本発明の第１０の態様は、１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示プログラムであって、前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、を含む画像表示プログラムを提供する。
【００１７】
本発明の第１１の態様は、前記第１０の態様に記載の画像表示プログラムにおいて、前記第１のステップで生成された前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる画像表示プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制できる画像表示技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。図２は、本実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係る画像表示装置の構成を示す概念図である。図４は、本実施形態に係るサブフレーム生成処理の流れを示すフローチャートである。図５は、本実施形態を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【００２０】
まず、図１を用いて本実施形態の動作原理の一例について説明する。動画を見る際、人間の視線は物体の動きを予測し追尾するため、1フレーム毎に一定箇所にとどまることなく、常に動き続ける。この肉眼の性質を踏まえ、本実施形態では、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なる時刻のサブフレームを作ることで、物体のあるべき場所に物体を表示し、これにより動体の色づき現象を抑制する。図１では、本実施形態の一例として一定方向に運動している動体を表示した様子を例示している。連続するフレーム１３０およびフレーム１４０の各々から生成されて順次表示されるサブフレーム１３１、サブフレーム１３２、サブフレーム１３３、サブフレーム１４１、サブフレーム１４２、サブフレーム１４３は、表示タイミングに合わせてそれぞれ異なった時間の画像を色順次方式で表示する。つまり、サブフレーム１３１に続いて表示されるサブフレーム１３２では、サブフレー
ム１３１と同一の画像の異なる基準色成分を表示するのではなく、サブフレーム１３１より時間が進んだ画像であり、且つサブフレーム１３１と異なる基準色成分を表示する。これにより、サブフレーム１３１からサブフレーム１３３およびサブフレーム１４１からサブフレーム１４３中の動体画像１０１、動体画像１０２、動体画像１０３、動体画像１０４、動体画像１０５、動体画像１０６、動体画像１０７は、時間の経過に伴って位置１１０の方向のそれぞれ異なった位置に表示されることとなる。一方、視線１２０は物体の動きを予想して移動するので、サブフレーム１３１からサブフレーム１３３およびサブフレーム１４１からサブフレーム１４３でそれぞれ動体画像１０１から動体画像１０７を追尾しながら、適時動体が表示される場所を見ることになる。この結果、動体画像の表示位置と視線の位置が一致し、動体画像の各基準色成分が合成されることになるため、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制することができる。
【００２１】
以下、上述の図１に例示した動作原理によるカラー画像表示を実現する画像表示装置の具体例について示す。
図２に例示されるように、画像表示装置３００は、データ入力部３１０と、フレームデータ保持部３２０と、サブフレーム生成手段３３０と、サブフレームデータ保持部３４０と、タイミング制御手段３５０と、空間光変調器制御手段３６０と、光源制御手段３７０と、空間光変調器３８０と、色順次光源３９０を含む。また、データ入力部３１０と、フレームデータ保持部３２０と、サブフレーム生成手段３３０と、サブフレームデータ保持部３４０と、タイミング制御手段３５０と、空間光変調器制御手段３６０と、光源制御手段３７０は、全体で制御ユニット４１０として構成される。制御ユニット４１０は、専用の論理回路等のハードウェアで構成されてもよいし、マイクロプロセッサと専用のプログラム４１０aによって実現されてもよい。なお、画像表示装置３００は、例えばプロジェクタであり、外部から入力される画像情報を変換し、図示しない画像表示面へ出力する機能を有する。
【００２２】
さらに、図２を用いて各要素が実施する処理の一例について概要を説明する。
フレームデータ保持部３２０は、データ入力部３１０に接続された図示しない外部機器から入力される画像情報（フレーム）を、２フレーム分以上保持する。保持されたフレーム（フレーム１３０、１４０、．．．）は、１フレーム分の表示が終了する毎に、時々刻々、更新される。
【００２３】
サブフレーム生成手段３３０は、フレームデータ保持部３２０から必要なフレーム（フレーム１３０、１４０、．．．）を取得し、後述する処理によりサブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を生成して、サブフレームデータ保持部３４０へ出力する。
【００２４】
タイミング制御手段３５０は、空間光変調器制御手段３６０と光源制御手段３７０を同期させる。この同期信号を受けて、空間光変調器制御手段３６０と光源制御手段３７０は、サブフレームデータ保持部３４０からサブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を取得し、それぞれ空間光変調器３８０、色順次光源３９０を制御して、サブフレーム（サブフレーム１３１〜１３３、サブフレーム１４１〜１４３、．．．）を割り当てられた期間だけ画像表示面へ表示する。
【００２５】
図３に例示されるように、本実施形態における画像表示装置３００は、１つの空間光変調器３８０、光源光学系４００、制御ユニット４１０、ＴＩＲ（内部全反射）プリズム４２０、投影光学系４３０を含む。
【００２６】
図３に例示される画像表示装置３００において、空間光変調器３８０および色順次光源３９０の制御により、所望の画像が画像表示面へ再現されるまでの処理の概要を説明する
。
【００２７】
制御ユニット４１０の制御の元で色順次光源３９０から出射される照明光４５０は、色順次光源３９０と、照明光４５０を集束する集光レンズ３９１、ロッド系集光体３９２、集光レンズ３９３を含む光源光学系４００を経由してＴＩＲプリズム４２０へ入射する。
【００２８】
ＴＩＲプリズム４２０は光源光学系４００から入射する照明光４５０を入射光４５１として空間光変調器３８０に対して所定の角度で入射させるとともに、空間光変調器３８０で反射された反射光４５２を、投影光学系４３０に至るように透過させる。
【００２９】
投影光学系４３０は、空間光変調器３８０とＴＩＲプリズム４２０を経由して到来する反射光４５２を、投影光４５３として画像表示面４４０に投影し、所望の画像を得る。
以下、図４に例示されるフローチャートを参照して、サブフレーム生成処理の一例をフレーム１３０のサブフレーム生成部分に注目して詳細な説明を行う。
【００３０】
サブフレーム生成処理は、フレームデータ保持部３２０に新たなフレーム（例えば、フレーム１４０）が入力されたことを検出して起動する。
まず、サブフレーム１３１、サブフレーム１３２、サブフレーム１３３を生成するにあたり、サブフレーム化するフレーム１３０（以下、対象フレームと称する）を含む必要なフレーム（例えば、フレーム１３０とフレーム１４０）を図２のフレームデータ保持部３２０より取得する（ステップＳ１０）。
【００３１】
次に、ステップＳ２０では、サブフレーム１３１〜１３３で利用する基準色、１フレーム内に含まれるサブフレーム数Ｍ、基準色の発生順序、各サブフレームの表示時間Ｔi（iは対象フレーム内での表示順を示す番号で、１以上Ｍ以下の自然数。以下、iをサブフレーム番号と称する）を設定する。本実施形態では一例として、基準色は赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の３色、サブフレーム数Ｍは３、基準色の発生順序は赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）の順、各サブフレームの表示時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は各々１／３フレーム間隔とする。
【００３２】
ステップＳ３０では、サブフレーム番号iを１に初期化する。さらに、対象フレーム１３０から生成するサブフレーム１３１〜１３３までの時間差を表すΔＴ（以下、ΔＴを遅れ時間と称する）を０に初期化する。なお、本実施形態において対象フレーム１３０から生成するサブフレーム１３１〜１３３までの遅れ時間ΔＴとは、対象フレーム１３０と後続のフレーム１４０の時間差を、対象フレーム１３０から生成されるサブフレーム１３１〜１３３の数に応じて按分した場合の時間差を意味する。従って、最初のサブフレーム１３１は、対象フレーム１３０の時刻と一致しているが、後続の２番目以降のサブフレーム１３２およびサブフレーム１３３の時刻は、ΔＴだけ対象フレーム１３０から時間的に進んで表示される。
【００３３】
ステップＳ４０では、サブフレーム番号iがサブフレームの数Ｍ以下かどうかを判定する。本実施形態の一例では、Ｍは３であるため、３以下かどうかが判定される。
ステップＳ４０の判定結果がＮＯの場合、すでに１フレーム内に含まれるサブフレーム１３１〜１３３はすべて作成済みとして、ステップＳ９０へ遷移し、サブフレーム生成処理を終了する。
【００３４】
ステップＳ４０の判定結果がＹＥＳの場合、まだ１フレーム内に含まれるサブフレーム１３１〜１３３のすべては作成されていないとして、ステップＳ５０へ遷移する。
ステップＳ５０では、サブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３を生成する。生成するサブフレーム１３１〜１３３は、ステップＳ２０で設定した発生順序のi番目に
該当する基準色で、且つ、対象フレーム１３０から遅れ時間ΔＴだけ時間が進んだ時刻の画像となる。このサブフレーム１３１〜１３３の生成では、例えば、対象フレーム１３０と後続のフレーム１４０との間における画像の変化を遅れ時間ΔＴに応じて補間することによって得られる。本実施形態の一例では、サブフレーム番号が１、遅れ時間ΔＴが０である為、サブフレーム番号１のサブフレーム１３１は、赤色成分で、且つ、対象フレーム１３０と同時刻の画像となる。
【００３５】
ステップＳ６０では、ステップＳ５０で生成したサブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３をサブフレームデータ保持部３４０へ出力する。
ステップＳ７０では、遅れ時間ΔＴにステップＳ２０で設定したサブフレーム番号iのサブフレーム１３１〜１３３の表示時間Ｔiをインクリメントして更新する。
【００３６】
ステップＳ８０では、サブフレーム番号iを１だけインクリメントして更新し、ステップＳ４０へ遷移する。
以降、ステップＳ４０からステップＳ８０をサブフレーム番号iがＭ＋１となる場合まで繰り返す。サブフレーム番号がＭ＋１となると、ステップＳ４０の判定結果がＮＯとなり、ステップＳ９０へ遷移してサブフレーム生成処理を終了する。本実施形態の一例では、iが４となった時点でサブフレーム生成処理が終了することになる。
【００３７】
なお、本実施形態の一例では、上記繰り返しにより、サブフレーム番号２のサブフレーム１３２は、緑色成分で、且つ、対象フレーム１３０から１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ画像として生成される。同じく、サブフレーム番号３のサブフレーム１３３は、青色成分で、且つ、対象フレーム１３０から２／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ画像として生成される。
【００３８】
以上、図２から図４で例示した本実施形態により、図５に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム１３１の表示後、先行するサブフレーム１３１より、サブフレーム１３１の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム１３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム１３２より、サブフレーム１３２の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム１３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム１３３より、サブフレーム１３３の表示時間と同じ１／３フレーム間隔だけ時間的に進んだ赤（Ｒ）成分のサブフレーム１４１が表示される。このように、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間的に進んだサブフレームが色順次表示される。
【００３９】
これにより、図１に例示したように、視線１２０の位置と動体画像１０１から１０７の表示位置が一致することになり、必要以上にサブフレームの数を増やすことなく、動体の色づき現象を抑制することができる。また、必要以上にサブフレームの数を増やす必要がない為、比較的応答性が低い回路素子を用いて本実施形態の制御ユニット４１０等を実現できる。このため、比較的安価に本実施形態の画像表示装置３００を提供することができる。
【００４０】
以下、図６を参照して、１フレーム内で複数回同一の基準色のサブフレームを表示した変形例１をフレーム５３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍに基準色の数の２倍の値である６を設定し、各サブフレーム（サブフレーム５３１〜５３６）の表示時間Ｔiには各々１／６フレーム間隔を設定する。なお、本変形例では一例として、サブフレーム数Ｍは基準色数の２倍としたが、本変形例を構成する回路素子が対応できる範囲内で、さらにサブフレーム数を増やすことができる。
【００４１】
これにより図６に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム５３１の表示後、先行するサブフレーム５３１より、サブフレーム５３１の表示時間と同じ１／６フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム５３２が表示される。それ以降、同様に、それぞれ１／６フレーム間隔だけ時間的に進んだサブフレームが青（Ｂ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）と繰り返され、１フレーム内で各基準色それぞれ２回ずつ色順次表示されることになる。
【００４２】
本変形例は、フレームレートが高くなるものの、より効率的に動体の色づき現象を抑制することができる。
以下、図７を参照して、１フレーム内における基準色毎のサブフレームの表示回数を変更した変形例２をフレーム６３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
【００４３】
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍを４、各サブフレーム（サブフレーム６３１〜６３４）の表示時間Ｔiを各々１／４フレーム間隔、基準色の発生順序を赤（Ｒ）→赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）と設定する。本変形例の一例では、例えば、高圧水銀ランプなど赤色成分が比較的弱くでる光源を想定し、赤色成分を強調して各色のバランスを均一にすべく赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の合計表示時間の比率を２：１：１としたものである。なお、本変形例の一例としては、各基準色の合計表示時間の比率を２：１：１としたが、これに限られるものではない。光源の特性や、肉眼の色に対する感度特性などによって比率を変更することができるため、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４４】
これにより図７に例示されるように、フレーム６３０中の第１番目の赤（Ｒ）成分のサブフレーム６３１の表示後、先行するサブフレーム６３１より、サブフレーム６３１の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ第２番目の赤（Ｒ）成分のサブフレーム６３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム６３２より、サブフレーム６３２の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム６３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム６３３より、サブフレーム６３３の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム６３４が表示される。このように、赤（Ｒ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間が進んだサブフレームが色順次表示される。
【００４５】
本変形例は、１フレーム内における基準色毎のサブフレームの表示回数を変更することで、表示されるサブフレームの基準色毎の合計表示時間の比率を調整することができ、これにより、光源から射出される照明光の色に関する特性や肉眼の色に対する感度特性などを反映した画像表示を実現でき、その結果、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４６】
なお、本変形例は、例えば、１フレーム中に赤（Ｒ）・赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にサブフレームを２回ずつ表示させるなど、変形例１と合わせ利用することも可能である。これにより変形例１による効果も合わせて享受することができる。
【００４７】
以下、図８を参照して、１フレーム内で基準色毎にサブフレームの表示時間を変更した変形例３をフレーム７３０のサブフレーム生成部分に注目して示す。
本変形例の一例として、図４に例示されるサブフレーム生成処理のステップＳ２０で、サブフレーム数Ｍは３、基準色の発生順序を赤（Ｒ）→緑（Ｇ）→青（Ｂ）のままにした上で、各サブフレーム（サブフレーム７３１〜７３３）の表示時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をそれぞれ１／２、１／４、１／４フレーム間隔と設定する。これは、例えば、高圧水銀ラン
プなど赤色成分が比較的弱くでる光源を想定し、赤色成分を強調して各色のバランスを均一にすべく、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の表示時間の比率を２：１：１としたものである。なお、本実施形態では、各基準色の合計表示時間の比率を２：１：１としたが、これに限られるものではなく、光源の性質や肉眼の色に対する感度特性等によって比率を変更することができるため、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００４８】
これにより図８に例示されるように、赤（Ｒ）成分のサブフレーム７３１の表示後、先行するサブフレーム７３１より、サブフレーム７３１の表示時間と同じ１／２フレーム間隔だけ時間的に進んだ緑（Ｇ）成分のサブフレーム７３２が表示される。続いて、先行するサブフレーム７３２より、サブフレーム７３２の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ青（Ｂ）成分のサブフレーム７３３が表示される。さらに、先行するサブフレーム７３３より、先行するサブフレーム７３３の表示時間と同じ１／４フレーム間隔だけ時間的に進んだ赤（Ｒ）成分のサブフレーム７４１が表示される。このように、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の順にそれぞれ先行するサブフレームの表示時間と同じだけ時間が進んだサブフレームが色順次表示される。
【００４９】
本変形例は、１フレーム内における基準色毎のサブフレームに対する表示時間の割り当てを変更することで、表示されるサブフレームの基準色毎の合計表示時間の比率を調整することができ、これにより、光源から射出される照明光の色に関する特性や肉眼の色に対する感度特性などを反映した画像表示を実現でき、その結果、光源の特性に影響されることなく、一定の階調表現を実現することができる。
【００５０】
なお、本変形例は、例えば、１フレーム中の赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）成分のサブフレームをそれぞれ１／４、１／８、１／８フレーム間隔としそれぞれ２回ずつ表示させるなど、変形例１と合わせ利用することも可能である。これにより変形例１と同じ効果も合わせて享受することができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
（付記１）
画像をN個のPrime Colorに分けて、第1色から第N色の画像表示を順次表示する色順次方式で表示する画像表示装置において、
第1の色画像に対して第i番目の色画像については、1フレームのおよそ(i-1)/Nだけの時間だけ時間が進んでいるサブフレームを表示することを特徴とする画像表示装置。
（付記２）
付記1の画像表示装置において、
Prime Colorは赤、緑、青の3原色であり、
第1色の画像情報を投影した後、第1色の画像表示時点から1フレームの1/3だけ時間を進めた第2色の画像情報を表示し、さらに第2色の画像表示時点から1フレームの1/3だけ時間を進めた第3色の画像情報を表示することを特徴とする画像表示装置。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態における動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像表示装置の構成を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るサブフレーム生成処理の流れを示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図６】本発明の一実施形態の変形例１を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例２を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例３を示すサブフレームの例を示した模式図である。
【図９】従来技術における動体画像の表示位置と視線位置の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ 時間
１０１ 動体画像
１０２ 動体画像
１０３ 動体画像
１０４ 動体画像
１０５ 動体画像
１０６ 動体画像
１０７ 動体画像
１１０ 動体の位置
１２０ 視線
１３０ フレーム
１４０ フレーム
２００ 時間
２０１ 動体画像
２０２ 動体画像
２０３ 動体画像
２０４ 動体画像
２０５ 動体画像
２０６ 動体画像
２０７ 動体画像
２１０ 動体の位置
２２０ 視線
２３０ フレーム
２４０ フレーム
３００ 画像表示装置
３１０ データ入力部
３２０ フレームデータ保持部
３２５ 動体検出手段
３３０ サブフレーム生成手段
３４０ サブフレームデータ保持部
３５０ タイミング制御手段
３６０ 空間光変調器制御手段
３７０ 光源制御手段
３８０ 空間光変調器
３９０ 色順次光源
３９１ 集光レンズ
３９２ ロッド系集光体
３９３ 集光レンズ
４００ 光源光学系
４１０ 制御ユニット
４１０ａ プログラム
４２０ ＴＩＲ（内部全反射）プリズム
４３０ 投影光学系
４４０ 画像表示面
４５０ 照明光
４５１ 入射光
４５２ 反射光
４５３ 投影光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、
前記第１色の前記サブフレームに対して、後続の第ｉ色（ｉは２以上の自然数）の前記サブフレームは、前記１フレームの表示時間のおよそ(ｉ−１)/Ｎだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示方法において、
前記基準色は赤、緑、青の３色であり、
前記第１色の前記サブフレームを投影した後、前記第１色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第２色の前記サブフレームを表示し、さらに前記第２色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第３色の前記サブフレームを表示することを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第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】
請求項３に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップでは、前記１フレームの画像から、前記基準色の各々に対応した少なくとも２つの前記サブフレームを生成することを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色の各々に対応する前記サブフレームの数を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色毎の前記表示時間を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示装置であって、
前記Ｎ色の前記基準色の光を順次出射する光源と、
前記光源の発光を制御する光源制御手段と、
前記光源から出射される照明光を変調する空間光変調器と、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、
前記サブフレーム生成手段により生成された前記サブフレームに応じて前記空間光変調器の変調状態を制御する空間光変調器制御手段と、
前記光源制御手段と前記空間光変調器制御手段を同期させるタイミング制御手段と、
を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置において、
前記サブレーム生成手段は、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームを生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示プログラムであって、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像表示プログラムにおいて、
前記第１のステップで生成された前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、
前記第１色の前記サブフレームに対して、後続の第ｉ色（ｉは２以上の自然数）の前記サブフレームは、前記１フレームの表示時間のおよそ(ｉ−１)/Ｎだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示方法において、
前記基準色は赤、緑、青の３色であり、
前記第１色の前記サブフレームを投影した後、前記第１色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第２色の前記サブフレームを表示し、さらに前記第２色の前記サブフレームから前記１フレームの前記表示時間の１／３だけ時間を進めて前記第３色の前記サブフレームを表示することを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示方法であって、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第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】
請求項３に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップでは、前記１フレームの画像から、前記基準色の各々に対応した少なくとも２つの前記サブフレームを生成することを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色の各々に対応する前記サブフレームの数を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】
請求項３または４に記載の画像表示方法において、
前記第１のステップで生成される前記サブフレームの前記基準色毎の前記表示時間を、使用する光源から射出される照明光の色に関する特性を反映するように変化させることを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示装置であって、
前記Ｎ色の前記基準色の光を順次出射する光源と、
前記光源の発光を制御する光源制御手段と、
前記光源から出射される照明光を変調する空間光変調器と、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成するサブフレーム生成手段と、
前記サブフレーム生成手段により生成された前記サブフレームに応じて前記空間光変調器の変調状態を制御する空間光変調器制御手段と、
前記光源制御手段と前記空間光変調器制御手段を同期させるタイミング制御手段と、
を含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像表示装置において、
前記サブレーム生成手段は、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいる前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームを生成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
１フレームの画像をＮ色（Ｎは２以上の自然数）の基準色の各々に対応した複数のサブフレームに分けて、第１色から第Ｎ色の各々に対応した前記サブフレームを順次表示する色順次方式の画像表示プログラムであって、
前記第１色から前記第Ｎ色のいずれか１色に対応する第ｉ番目（ｉは２以上の自然数）に表示される前記サブフレームの生成では、先行の第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームよりも時間的に進んでいる前記サブフレームを生成する第１のステップと、
前記第１のステップで生成された前記サブフレームを表示する第２のステップと、
を含むことを特徴とする画像表示プログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像表示プログラムにおいて、
前記第１のステップで生成された前記第ｉ番目に表示される前記サブフレームは、先行の前記第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームより、当該第（ｉ−１）番目に表示される前記サブフレームの表示時間とほぼ等しいだけ時間的に進んでいることを特徴とする画像表示プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−９６９３２（Ｐ２０１０−９６９３２Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６９７８（Ｐ２００８−２６６９７８）
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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