JP2004286963A - 投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置の複雑化、大型化を招くことなく、色再現範囲を拡大することのできる投射型表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の投射型表示装置２０１は、光源２２０と、光源２２０から射出される光を異なる色の色光に時間的に分離する色分離手段（カラーホイール２１６）と、色分離手段によって分離された色光を変調する光変調手段（液晶ライトバルブ２１６）とを備えている。そして、前記色分離手段が、光源からの光を４原色以上の色光に時間的に分離するカラーホイールで構成されている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の投射型表示装置２０１は、光源２２０と、光源２２０から射出される光を異なる色の色光に時間的に分離する色分離手段（カラーホイール２１６）と、色分離手段によって分離された色光を変調する光変調手段（液晶ライトバルブ２１６）とを備えている。そして、前記色分離手段が、光源からの光を４原色以上の色光に時間的に分離するカラーホイールで構成されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大画面で複数人が同時に見ることができる画像表示装置として投射型表示装置が開発され、実用化されている。投射型表示装置は、光源光を例えば液晶パネルを用いた光変調装置により変調して画像光とし、この画像光をスクリーン等の画像表示部に投影して表示するものである。投射型表示装置は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の加法混色により様々な色を再現している。この場合、画像表示において再現可能な色の範囲（色再現範囲）は、３次元の色空間で３原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。近年、投射型表示装置においては用途の多様化に伴って画像の表現力が向上しており、例えば微妙な色合いの表現が求められている。つまり、色再現範囲の拡大が要求されている。色再現範囲を拡大するには、原色の彩度を高める方法がある。しかし、原色の彩度を高めるためには原色の波長域を狭め、単色光に近づける必要があるため、レーザー光などの特殊な光源を用いない限り、光の利用効率が低下してしまう。そこで、表示に用いる原色の数を増やすことによって色再現範囲を拡大する試みがなされている。
【０００３】
多原色表示装置の具体的な構成としては、下記の特許文献１に、色再現範囲の異なる２台のプロジェクタを並べて配置し、これらプロジェクタの画像を合成することで実質的に４原色による表示を行うことが開示されている。なお、輝度を向上させる方法として、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に白色を入れた４色で表示を行う投射型表示装置の例が、下記の特許文献２に開示されている。また、特に白黒画像の輪郭部分で３原色が分離する「カラーブレイク」と呼ばれる表示不良を防止するために、３原色を１フレーム内で２回以上表示する投射型表示装置の例が、下記の特許文献３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３８９５０号公報
【特許文献２】
特開平５−２７３６７３号公報
【特許文献３】
特開平１１−３２７４９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に記載された多原色表示装置は、２台のプロジェクタを並べて配置し、これらプロジェクタから得られる個々の画像をスクリーン上で合成するものであるため、レンズ収差などの影響で画像の位置合わせが非常に難しいという問題があった。また、装置全体が大きいものとなり、小型の投射型表示装置を実現するのが難しいという問題もあった。また、上記の特許文献２，３は、それぞれ輝度の向上、カラーブレイク防止の点で優れるものの、色再現範囲を拡大できるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、装置の複雑化、大型化を招くことなく、色再現範囲を拡大することのできる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源から射出される光を異なる色の色光に時間的に分離する色分離手段と、前記色分離手段によって分離された色光を変調する光変調手段とを備えた投射型表示装置であって、前記色分離手段が、前記光源からの光を４原色以上の色光に時間的に分離するためのカラーホイールを有し、前記カラーホイールが、分離される前記各色光に対応したカラーフィルターを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、色分離手段によって分離された４原色以上の色光を光変調手段によって変調し、表示に用いることができるので、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３原色を用いた従来の場合に比べて色再現範囲を拡大することができる。具体的な構成としてはカラーホイール内のカラーフィルターの構成を変えるだけで済むため、装置構成が複雑になったり、大型化するという不具合がない。
【０００８】
カラーホイールの分割の仕方については、一つは、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が等しくなる構成とすることができる。
一般に時間的に色分離する構成の場合、ある色の色光を射出させるタイミングと光変調手段がその色光に対応した画像を表示するタイミングを同期させる必要がある。この構成によれば、各色光の射出時間が等しいため、光変調手段がその色光に対応した画像を表示する時間も全て等しくなり、光変調手段の駆動が容易になる。
【０００９】
より具体的には、前記カラーホイール内の全てのカラーフィルターの面積が等しい構成とすればよい。
この構成によれば、カラーホイールを一定速度で回転させるだけで、各色光の射出時間が等しい構成を容易に実現することができる。
【００１０】
他の一つは、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が少なくとも一部異なる構成とすることができる。例えば、光源光を４色の色光に分離したとすると、４色全ての射出時間が異なってもよいし、３色の射出時間が同一で１色のみ異なる、等でもよい。
この構成によれば、例えば射出時間が長い色光、短い色光の選択によって色再現範囲の調整を行うことができる。
【００１１】
より具体的には、前記カラーホイール内の複数のカラーフィルターのうち、少なくとも一部のカラーフィルターの面積が他と異なる構成とすればよい。
この構成によれば、カラーホイールを一定速度で回転させるだけで、各色光の射出時間が異なる構成を容易に実現することができる。
【００１２】
特に、前記カラーホイールが、ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターと、前記ＲＧＢの各色光とは異なる他の色の色光に分離するカラーフィルターとを有する場合、前記光源からの光を前記ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターの面積を、前記他の色の色光に分離するカラーフィルターの面積に比べて大きくすることが望ましい。ここで言う「ＲＧＢ」とは、前記光源からの光を分離して、ＸＹＺ表色系における色度座標において以下の範囲で表される色である。
Ｒ（０．６０＜ｘ＜０．７５，０．２０＜ｙ＜０．４０）
Ｇ（０．００＜ｘ＜０．３０，０．５０＜ｙ＜０．８５）
Ｂ（０．０５＜ｘ＜０．２５，０．００＜ｙ＜０．２０）
より具体的には、下の［表１］中のＲＧＢなどが挙げられる。また、ここで言う「他の色」とは、上記の範囲内で選ばれた一組のＲＧＢとは異なる色を指す。
【００１３】
【表１】
【００１４】
この構成によれば、ＲＧＢを表示する期間が長くなるので、ＲＧＢの再現階調数を増やすことができ、また、明るさの低下も抑制できる。さらに、色再現範囲の拡大も可能である。この構成は、従来の３原色による表示を併用する際に好適である。
【００１５】
また、色分離手段においては前記光源からの光を、異なる色相の光に分離するとともに一つの色相の光を異なるスペクトルの複数の色光にさらに分離することができる。すなわち、光源光を異なる色相の光、例えばＲ、Ｇ、Ｂに分離するとともに、その光をさらに異なるスペクトルの色光、例えばＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２に分離することができる（つまり、Ｒ１とＲ２、Ｇ１とＧ２、Ｂ１とＢ２は同じ色相ではあるものの、若干スペクトルが異なっている）。その場合、異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターをカラーホイール内で隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）を採用することができる。
この構成によれば、色分離の切り替えが連続的になるので、従来の３原色表示のデータを多原色用に変換せずに表示しても違和感が少なく、３原色／多原色表示の併用を行う際に、３原色／多原色変換処理回路を省略できる。
【００１６】
もしくは、異なる色相群内の色光に対応するカラーフィルターをカラーホイール内で周期的に順次配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）を採用することができる。
この構成によれば、擬似的に時間的色分離の周波数が高くなったことと同等になり、時分割カラー表示において問題となるカラーブレイクを抑制する効果が得られる。
【００１７】
また、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間の少なくとも一部の期間において前記光変調手段によって黒表示がなされる構成を採用することができる。
この構成によれば、画像の変わり目で黒表示が行われるため、動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００１８】
カラーホイールが、光源からの光をＲＧＢに分離するカラーフィルターと他の色に分離するカラーフィルターとを有する場合、黒表示を行う期間を、他の色に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内に設定してもよい。
この構成の場合、明るい画像を確保しつつ動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００１９】
さらにこの場合、他の色に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内において、黒表示を行うモードと各色光の階調データを表示する通常表示を行うモードとを切替可能に構成してもよい。
この構成によれば、動画向けの表示と色再現範囲を広めた表示（特に静止画に近い画像向け）とを切り替えて使用することができる。
【００２０】
もしくは、カラーホイールが、相対的に面積の大きいＲＧＢに分離するカラーフィルターと相対的に面積の小さい他の色に分離するカラーフィルターとを有する場合、黒表示を行う期間を、ＲＧＢに分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内の一部の期間に設定してもよい。
この構成によれば、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図４を用いて詳しく説明する。本実施の形態の投射型表示装置は、光変調手段として液晶ライトバルブを用いた投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）の例である。
図１は本実施の形態の投射型表示装置を示す概略構成図、図２は同、投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図、図３は同、カラーホイールの各カラーフィルターの分光特性を示す図、図４は同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【００２２】
本実施の形態の投射型表示装置２０１は、一つの液晶ライトバルブのみを有する、いわゆる単板式の投射型表示装置であり、色順次（フィールドシーケンシャル）方式によりカラー表示を行うものである。図１に示すように、光源２２０と、光源２２０からの出射光を複数の色光に分離するカラーホイール２１５（色分離手段）と、光源２２０からの射出光をカラーホイール２１５のカラーフィルター上に集光する集光レンズ２１３と、カラーホイール２１５で分離された色光を変調する透過型の液晶ライトバルブ２１６（光変調手段）と、カラーホイール２１５で分離された色光を液晶ライトバルブ２１６に導く集光レンズ２１４と、液晶ライトバルブ２１６により変調された光をスクリーン２１８に向けて投射する投射レンズ２１７とから概略構成されている。光源２２０は、例えば白色光を発光するキセノンランプや超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの光源ランプ２１１と、光源ランプ２１１から出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射する凹面鏡２１２とを有している。また、液晶ライトバルブのように偏光を利用するライトバルブ素子においては、図示しない偏光変換素子を例えば光源２２０と集光レンズ２１３の間に設けると良い。
【００２３】
本実施の形態におけるカラーホイール２１５の例を図２に示す。この例のカラーホイール２１５は円盤状でその中心に回転軸を有しており、図示しない駆動手段によって周方向（矢印Ｒ方向）に高速回転するように構成されている。カラーホイール２１５は、周方向に沿ってＲ１（赤）、Ｒ２（赤）、Ｇ１（緑）、Ｇ２（緑）、Ｂ１（青）、Ｂ２（青）の色光を透過するカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２が配置されている。カラーフィルターは、例えば薄膜干渉フィルターなどで構成される。このカラーホイール２１５により、光源ランプ２１１から射出された白色光が異なる色相の光、例えばＲ、Ｇ、Ｂに分離され、その中がさらに異なるスペクトルの色光、例えばＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２に分離された状態となる。図３に示すように、Ｒ１とＲ２、Ｇ１とＧ２、Ｂ１とＢ２は同じ色相ではあるものの若干スペクトルが異なっており、波長の短い側からＢ２、Ｂ１、Ｇ２、Ｇ１、Ｒ２、Ｒ１となる。本実施の形態の場合、一つの色相で異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターｒ１とｒ２，ｇ１とｇ２，ｂ１とｂ２を隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）を採用している。つまり、赤、赤、緑、緑、青、青という順に配置した。また、各カラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２の面積は全て等しく設定されている。
【００２４】
また、液晶ライトバルブ２１６は、図示しない入射側偏光板と液晶パネルと出射側偏光板とを備えている。そして、与えられた画像信号に従って入射光を変調して画像光を出射するように構成されている。一方、カラーホイール２１５の回転速度が、画像のフレーム表示と同期するように設定されている。
【００２５】
本構成の投射型表示装置２０１において、光源ランプ２１１から出射された光は、高速回転しているカラーホイール２１５を透過する際に、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色の色光に時分割的に分離される。したがって、液晶ライトバルブ２１６には、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色のそれぞれの色光が高速で切り替わりながら入射され、図４に示すように、それぞれの色光に対応する画像が高速で切り替わりながら、スクリーン２１８上に投射される。そして６色の画像を見る人の網膜上で混合して任意の色として知覚させることにより、多原色によるカラー表示を実現している。
【００２６】
本実施の形態の投射型表示装置２０１によれば、カラーホイール２１５によって分離された６原色の色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６によって変調し、表示に用いることができるので、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３原色を用いた従来の場合に比べて色再現範囲を拡大することができる。、その結果、従来なし得なかった微妙な色合いを表現できるようになり、表現力豊かな画像を得ることができる。そして、６色の色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を作り出すのにカラーホイール２１５のカラーフィルターの構成を変えるだけで済むため、装置構成が複雑になったり、大型化するという不具合がない。
【００２７】
特に本実施の形態においては、カラーホイール２１５内の６色のカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２の面積が全て等しいため、カラーホイール２１５を一定速度で回転させると各色光の射出時間が全て等しくなる。一般にカラーホイールを備えた構成の場合、任意の色の色光を射出させるタイミングとライトバルブがその色光に対応した画像を表示するタイミングを同期させる必要がある。その点、本実施の形態では各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の射出時間が等しいため、液晶ライトバルブ２１６がその色光に対応した画像を表示する時間も全て等しくなり、液晶ライトバルブ２１６の駆動が容易になる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、光源光をＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色の色光に分離する例を挙げ、特に具体的な波長域については触れなかったが、各色相群の２色のうちのいずれか一方、例えばＲ１、Ｇ１、Ｂ１に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１を、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターとすることができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について、図５を用いて説明する。
図５は、本実施の形態の投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であって、カラーホイールの構成が異なるのみである。よって、以下では図５を用いてカラーホイールについてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３０】
第１の実施の形態では、一つの色相内で異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターを隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）とした。これに対して、本実施の形態のカラーホイール２２５では、図５に示すように、任意の色光用のカラーフィルターが同じ色相でスペクトルが異なる他の色光用のカラーフィルターを飛び越え、異なる色相の色光用のカラーフィルターに隣接するように、赤、緑、青、赤、緑、青と並ぶようにした。カラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２を周期的に順次配置した構成（すなわち、カラーホイール２２５の周方向にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）とした。
【００３１】
本実施の形態の構成によれば、擬似的には３原色の時間的色分離の周波数が２倍になったことと同等になり、時分割カラー表示において問題となるカラーブレイクを抑制する効果を得ることができる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態について、図６を用いて説明する。
図６は、本実施の形態の投射型表示装置における画面構成の概念図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成およびカラーフィルターの構成は第１の実施の形態と全く同様であり、液晶ライトバルブ側の表示方法が異なるのみである。よって、以下では図６を用いて表示方法についてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３３】
第１の実施の形態では、光源光を時分割して得た各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６に時間順次に入射し、液晶ライトバルブ２１６において各色光に対応する画像を全て忠実に表示していた。これに対して、本実施の形態では、カラーホイールの構成は第１の実施の形態と同様であるが、上述したように、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色のうち、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１が、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するように設定されている。そして、図６に示すように、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の色光が射出される期間では液晶ライトバルブ２１６は通常の表示を行うが、それ以外のＲ２，Ｇ２，Ｂ２の色光が射出される期間では通常の表示を行わず、全面黒表示を行う。
【００３４】
本実施の形態の構成によれば、ＲＧＢ以外の他の色に分離するカラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離している期間で黒画面を表示しているため、動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。さらに、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の色光が射出される期間で黒表示を行うモードとこれら色光Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対応した画像を表示するモードを切り替える構成とすれば、動画向けの表示と色再現範囲を広めた表示（特に静止画に近い画像向け）とを切り替えて使用することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、第１の実施の形態で用いたのと同様のカラーホイール２１５を用い、図６に示したように、Ｒ１に対応した画像、黒表示、Ｇ１に対応した画像、黒表示、Ｂ１に対応した画像、黒表示、…という順で表示する例を挙げた。これ以外、例えば第２の実施の形態で用いたのと同様のカラーホイール２２５（図５）を用い、Ｒ１に対応した画像、Ｇ１に対応した画像、Ｂ１に対応した画像、黒表示、黒表示、黒表示、…という順で表示する構成としてもよい。
【００３６】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態について、図７を用いて説明する。
図７は、本実施の形態の投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であって、カラーホイールの構成が異なるのみである。よって、以下では図７を用いてカラーホイールについてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３７】
第１の実施の形態では、各カラーフィルターｒ１、ｒ２、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２の面積は全て等しく設定されていたのに対し、本実施の形態のカラーホイール２３０では各カラーフィルターｒ１、ｒ２、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２は全て同じ面積ではなく、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターｒ１、ｇ１、ｂ１の面積が、他のカラーフィルターｒ２、ｇ２、ｂ２の面積に比べて大きく設定されている。すなわち、色分離の各色光の射出時間が均等でなく、重み付けがなされている。
【００３８】
本実施の形態の構成によれば、前記ＲＧＢに分離するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１で色分離されている期間のライトバルブの再現階調数を、その他のカラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離されている期間のライトバルブの再現階調数よりも大きくすることができる。その結果、色再現範囲を広げることができるとともに、再現階調数が大きくなることで明るさの表現範囲を広げることができる。また、従来の３原色の撮像システムで撮影された３原色の画像データを表示する場合、３原色Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で色分離する期間が長いので、多原色で色分離する期間が全て等しい第１の実施の形態よりも輝度の低下が小さくなる。
【００３９】
なお、本実施の形態においても、異なる色相の色光に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２を周期的に順次配置した構成（すなわち、カラーホイールの周方向にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）を採用してもよい。また、第３の実施の形態と同様に、カラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離している期間で黒画面を表示することで動画疑似輪郭を低減し、動画に適した表示を得ることができる。
【００４０】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態について、図８、図９を用いて説明する。
図８は、本実施の形態の投射型表示装置におけるカラーホイールと画面構成の関係を示す図であり、図９は画面構成の概念図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であり、カラーホイールの構成は第４の実施の形態と同様であるが、液晶ライトバルブ側の表示方法が異なるのみである。よって、以下では図８、図９を用いて表示方法についてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００４１】
第４の実施の形態では、光源光を時分割して得た各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６に時間順次に入射し、各色光に対応する画像を全て忠実に表示した。これに対して、本実施の形態では、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターの色分離の期間の一部で黒表示を行っている。具体的な手段としては、例えば図８に示すように、カラーホイール２３５のカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１の一部分ｓの期間で液晶ライトバルブの表示を黒表示とする。なお、カラーホイール２３５のカラーフィルターの構成は、図７に示したカラーホイール２３０と同様である。この場合、図９に示すように、Ｒ１に対応した画像、黒表示、Ｒ２に対応した画像、黒表示、Ｇ１に対応した画像、黒表示、Ｇ２に対応した画像、黒表示、Ｂ１に対応した画像、黒表示、Ｂ２に対応した画像、黒表示、…という順で表示することになる。
【００４２】
本実施の形態の構成によれば、ＲＧＢに分離するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１で色分離している期間の一部で黒表示を行っているため、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。また、第１，第２の実施の形態で用いたカラーホイールの構成を用いた場合は、カラーホイールのカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２のそれぞれの一部分の期間に黒表示を行えば、本実施の形態と同様、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。上記実施の形態では、可視光を４色以上の色光に分離する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの同じ色相内を２つの波長域に分け、６色の原色を作成したが、例えば４色に分けることとし、可視光の波長域を均等に４分割したカラーホイールを用いる構成としてもよい。また、光変調手段としては、透過型液晶ライトバルブの他、反射型液晶ライトバルブ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いることもできる。特に応答性に優れるＤＭＤは本発明に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の投射型表示装置の示す概略構成図である。
【図２】同、投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図３】同、カラーホイールの各カラーフィルターの分光特性を示す図である。
【図４】同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【図５】本発明の第２実施形態の投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【図７】本発明の第４実施形態の投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の投射型表示装置におけるカラーホイールと画面構成の関係を示す図である。
【図９】同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【符号の説明】
２０１…投射型表示装置、２１５，２２５，２３０，２３５…カラーホイール（色分離手段）、２１６…液晶ライトバルブ（光変調手段）、２２０…光源、ｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２…カラーフィルター、Ｒ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ１，Ｂ２…色光
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大画面で複数人が同時に見ることができる画像表示装置として投射型表示装置が開発され、実用化されている。投射型表示装置は、光源光を例えば液晶パネルを用いた光変調装置により変調して画像光とし、この画像光をスクリーン等の画像表示部に投影して表示するものである。投射型表示装置は、通常、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色の加法混色により様々な色を再現している。この場合、画像表示において再現可能な色の範囲（色再現範囲）は、３次元の色空間で３原色の色ベクトルの和として表される領域に限られる。近年、投射型表示装置においては用途の多様化に伴って画像の表現力が向上しており、例えば微妙な色合いの表現が求められている。つまり、色再現範囲の拡大が要求されている。色再現範囲を拡大するには、原色の彩度を高める方法がある。しかし、原色の彩度を高めるためには原色の波長域を狭め、単色光に近づける必要があるため、レーザー光などの特殊な光源を用いない限り、光の利用効率が低下してしまう。そこで、表示に用いる原色の数を増やすことによって色再現範囲を拡大する試みがなされている。
【０００３】
多原色表示装置の具体的な構成としては、下記の特許文献１に、色再現範囲の異なる２台のプロジェクタを並べて配置し、これらプロジェクタの画像を合成することで実質的に４原色による表示を行うことが開示されている。なお、輝度を向上させる方法として、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に白色を入れた４色で表示を行う投射型表示装置の例が、下記の特許文献２に開示されている。また、特に白黒画像の輪郭部分で３原色が分離する「カラーブレイク」と呼ばれる表示不良を防止するために、３原色を１フレーム内で２回以上表示する投射型表示装置の例が、下記の特許文献３に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３３８９５０号公報
【特許文献２】
特開平５−２７３６７３号公報
【特許文献３】
特開平１１−３２７４９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に記載された多原色表示装置は、２台のプロジェクタを並べて配置し、これらプロジェクタから得られる個々の画像をスクリーン上で合成するものであるため、レンズ収差などの影響で画像の位置合わせが非常に難しいという問題があった。また、装置全体が大きいものとなり、小型の投射型表示装置を実現するのが難しいという問題もあった。また、上記の特許文献２，３は、それぞれ輝度の向上、カラーブレイク防止の点で優れるものの、色再現範囲を拡大できるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、装置の複雑化、大型化を招くことなく、色再現範囲を拡大することのできる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、前記光源から射出される光を異なる色の色光に時間的に分離する色分離手段と、前記色分離手段によって分離された色光を変調する光変調手段とを備えた投射型表示装置であって、前記色分離手段が、前記光源からの光を４原色以上の色光に時間的に分離するためのカラーホイールを有し、前記カラーホイールが、分離される前記各色光に対応したカラーフィルターを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、色分離手段によって分離された４原色以上の色光を光変調手段によって変調し、表示に用いることができるので、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３原色を用いた従来の場合に比べて色再現範囲を拡大することができる。具体的な構成としてはカラーホイール内のカラーフィルターの構成を変えるだけで済むため、装置構成が複雑になったり、大型化するという不具合がない。
【０００８】
カラーホイールの分割の仕方については、一つは、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が等しくなる構成とすることができる。
一般に時間的に色分離する構成の場合、ある色の色光を射出させるタイミングと光変調手段がその色光に対応した画像を表示するタイミングを同期させる必要がある。この構成によれば、各色光の射出時間が等しいため、光変調手段がその色光に対応した画像を表示する時間も全て等しくなり、光変調手段の駆動が容易になる。
【０００９】
より具体的には、前記カラーホイール内の全てのカラーフィルターの面積が等しい構成とすればよい。
この構成によれば、カラーホイールを一定速度で回転させるだけで、各色光の射出時間が等しい構成を容易に実現することができる。
【００１０】
他の一つは、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が少なくとも一部異なる構成とすることができる。例えば、光源光を４色の色光に分離したとすると、４色全ての射出時間が異なってもよいし、３色の射出時間が同一で１色のみ異なる、等でもよい。
この構成によれば、例えば射出時間が長い色光、短い色光の選択によって色再現範囲の調整を行うことができる。
【００１１】
より具体的には、前記カラーホイール内の複数のカラーフィルターのうち、少なくとも一部のカラーフィルターの面積が他と異なる構成とすればよい。
この構成によれば、カラーホイールを一定速度で回転させるだけで、各色光の射出時間が異なる構成を容易に実現することができる。
【００１２】
特に、前記カラーホイールが、ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターと、前記ＲＧＢの各色光とは異なる他の色の色光に分離するカラーフィルターとを有する場合、前記光源からの光を前記ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターの面積を、前記他の色の色光に分離するカラーフィルターの面積に比べて大きくすることが望ましい。ここで言う「ＲＧＢ」とは、前記光源からの光を分離して、ＸＹＺ表色系における色度座標において以下の範囲で表される色である。
Ｒ（０．６０＜ｘ＜０．７５，０．２０＜ｙ＜０．４０）
Ｇ（０．００＜ｘ＜０．３０，０．５０＜ｙ＜０．８５）
Ｂ（０．０５＜ｘ＜０．２５，０．００＜ｙ＜０．２０）
より具体的には、下の［表１］中のＲＧＢなどが挙げられる。また、ここで言う「他の色」とは、上記の範囲内で選ばれた一組のＲＧＢとは異なる色を指す。
【００１３】
【表１】
この構成によれば、ＲＧＢを表示する期間が長くなるので、ＲＧＢの再現階調数を増やすことができ、また、明るさの低下も抑制できる。さらに、色再現範囲の拡大も可能である。この構成は、従来の３原色による表示を併用する際に好適である。
【００１５】
また、色分離手段においては前記光源からの光を、異なる色相の光に分離するとともに一つの色相の光を異なるスペクトルの複数の色光にさらに分離することができる。すなわち、光源光を異なる色相の光、例えばＲ、Ｇ、Ｂに分離するとともに、その光をさらに異なるスペクトルの色光、例えばＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２に分離することができる（つまり、Ｒ１とＲ２、Ｇ１とＧ２、Ｂ１とＢ２は同じ色相ではあるものの、若干スペクトルが異なっている）。その場合、異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターをカラーホイール内で隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）を採用することができる。
この構成によれば、色分離の切り替えが連続的になるので、従来の３原色表示のデータを多原色用に変換せずに表示しても違和感が少なく、３原色／多原色表示の併用を行う際に、３原色／多原色変換処理回路を省略できる。
【００１６】
もしくは、異なる色相群内の色光に対応するカラーフィルターをカラーホイール内で周期的に順次配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）を採用することができる。
この構成によれば、擬似的に時間的色分離の周波数が高くなったことと同等になり、時分割カラー表示において問題となるカラーブレイクを抑制する効果が得られる。
【００１７】
また、前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間の少なくとも一部の期間において前記光変調手段によって黒表示がなされる構成を採用することができる。
この構成によれば、画像の変わり目で黒表示が行われるため、動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００１８】
カラーホイールが、光源からの光をＲＧＢに分離するカラーフィルターと他の色に分離するカラーフィルターとを有する場合、黒表示を行う期間を、他の色に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内に設定してもよい。
この構成の場合、明るい画像を確保しつつ動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００１９】
さらにこの場合、他の色に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内において、黒表示を行うモードと各色光の階調データを表示する通常表示を行うモードとを切替可能に構成してもよい。
この構成によれば、動画向けの表示と色再現範囲を広めた表示（特に静止画に近い画像向け）とを切り替えて使用することができる。
【００２０】
もしくは、カラーホイールが、相対的に面積の大きいＲＧＢに分離するカラーフィルターと相対的に面積の小さい他の色に分離するカラーフィルターとを有する場合、黒表示を行う期間を、ＲＧＢに分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内の一部の期間に設定してもよい。
この構成によれば、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図４を用いて詳しく説明する。本実施の形態の投射型表示装置は、光変調手段として液晶ライトバルブを用いた投射型液晶表示装置（液晶プロジェクタ）の例である。
図１は本実施の形態の投射型表示装置を示す概略構成図、図２は同、投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図、図３は同、カラーホイールの各カラーフィルターの分光特性を示す図、図４は同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【００２２】
本実施の形態の投射型表示装置２０１は、一つの液晶ライトバルブのみを有する、いわゆる単板式の投射型表示装置であり、色順次（フィールドシーケンシャル）方式によりカラー表示を行うものである。図１に示すように、光源２２０と、光源２２０からの出射光を複数の色光に分離するカラーホイール２１５（色分離手段）と、光源２２０からの射出光をカラーホイール２１５のカラーフィルター上に集光する集光レンズ２１３と、カラーホイール２１５で分離された色光を変調する透過型の液晶ライトバルブ２１６（光変調手段）と、カラーホイール２１５で分離された色光を液晶ライトバルブ２１６に導く集光レンズ２１４と、液晶ライトバルブ２１６により変調された光をスクリーン２１８に向けて投射する投射レンズ２１７とから概略構成されている。光源２２０は、例えば白色光を発光するキセノンランプや超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの光源ランプ２１１と、光源ランプ２１１から出射された放射光をほぼ平行な光線束として出射する凹面鏡２１２とを有している。また、液晶ライトバルブのように偏光を利用するライトバルブ素子においては、図示しない偏光変換素子を例えば光源２２０と集光レンズ２１３の間に設けると良い。
【００２３】
本実施の形態におけるカラーホイール２１５の例を図２に示す。この例のカラーホイール２１５は円盤状でその中心に回転軸を有しており、図示しない駆動手段によって周方向（矢印Ｒ方向）に高速回転するように構成されている。カラーホイール２１５は、周方向に沿ってＲ１（赤）、Ｒ２（赤）、Ｇ１（緑）、Ｇ２（緑）、Ｂ１（青）、Ｂ２（青）の色光を透過するカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２が配置されている。カラーフィルターは、例えば薄膜干渉フィルターなどで構成される。このカラーホイール２１５により、光源ランプ２１１から射出された白色光が異なる色相の光、例えばＲ、Ｇ、Ｂに分離され、その中がさらに異なるスペクトルの色光、例えばＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２に分離された状態となる。図３に示すように、Ｒ１とＲ２、Ｇ１とＧ２、Ｂ１とＢ２は同じ色相ではあるものの若干スペクトルが異なっており、波長の短い側からＢ２、Ｂ１、Ｇ２、Ｇ１、Ｒ２、Ｒ１となる。本実施の形態の場合、一つの色相で異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターｒ１とｒ２，ｇ１とｇ２，ｂ１とｂ２を隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）を採用している。つまり、赤、赤、緑、緑、青、青という順に配置した。また、各カラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２の面積は全て等しく設定されている。
【００２４】
また、液晶ライトバルブ２１６は、図示しない入射側偏光板と液晶パネルと出射側偏光板とを備えている。そして、与えられた画像信号に従って入射光を変調して画像光を出射するように構成されている。一方、カラーホイール２１５の回転速度が、画像のフレーム表示と同期するように設定されている。
【００２５】
本構成の投射型表示装置２０１において、光源ランプ２１１から出射された光は、高速回転しているカラーホイール２１５を透過する際に、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色の色光に時分割的に分離される。したがって、液晶ライトバルブ２１６には、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色のそれぞれの色光が高速で切り替わりながら入射され、図４に示すように、それぞれの色光に対応する画像が高速で切り替わりながら、スクリーン２１８上に投射される。そして６色の画像を見る人の網膜上で混合して任意の色として知覚させることにより、多原色によるカラー表示を実現している。
【００２６】
本実施の形態の投射型表示装置２０１によれば、カラーホイール２１５によって分離された６原色の色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６によって変調し、表示に用いることができるので、例えばＲ、Ｇ、Ｂの３原色を用いた従来の場合に比べて色再現範囲を拡大することができる。、その結果、従来なし得なかった微妙な色合いを表現できるようになり、表現力豊かな画像を得ることができる。そして、６色の色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を作り出すのにカラーホイール２１５のカラーフィルターの構成を変えるだけで済むため、装置構成が複雑になったり、大型化するという不具合がない。
【００２７】
特に本実施の形態においては、カラーホイール２１５内の６色のカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２の面積が全て等しいため、カラーホイール２１５を一定速度で回転させると各色光の射出時間が全て等しくなる。一般にカラーホイールを備えた構成の場合、任意の色の色光を射出させるタイミングとライトバルブがその色光に対応した画像を表示するタイミングを同期させる必要がある。その点、本実施の形態では各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の射出時間が等しいため、液晶ライトバルブ２１６がその色光に対応した画像を表示する時間も全て等しくなり、液晶ライトバルブ２１６の駆動が容易になる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、光源光をＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色の色光に分離する例を挙げ、特に具体的な波長域については触れなかったが、各色相群の２色のうちのいずれか一方、例えばＲ１、Ｇ１、Ｂ１に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１を、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターとすることができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態について、図５を用いて説明する。
図５は、本実施の形態の投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であって、カラーホイールの構成が異なるのみである。よって、以下では図５を用いてカラーホイールについてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３０】
第１の実施の形態では、一つの色相内で異なるスペクトルの色光に対応するカラーフィルターを隣接して配置した構成（すなわち、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２という順に配置）とした。これに対して、本実施の形態のカラーホイール２２５では、図５に示すように、任意の色光用のカラーフィルターが同じ色相でスペクトルが異なる他の色光用のカラーフィルターを飛び越え、異なる色相の色光用のカラーフィルターに隣接するように、赤、緑、青、赤、緑、青と並ぶようにした。カラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２を周期的に順次配置した構成（すなわち、カラーホイール２２５の周方向にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）とした。
【００３１】
本実施の形態の構成によれば、擬似的には３原色の時間的色分離の周波数が２倍になったことと同等になり、時分割カラー表示において問題となるカラーブレイクを抑制する効果を得ることができる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態について、図６を用いて説明する。
図６は、本実施の形態の投射型表示装置における画面構成の概念図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成およびカラーフィルターの構成は第１の実施の形態と全く同様であり、液晶ライトバルブ側の表示方法が異なるのみである。よって、以下では図６を用いて表示方法についてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３３】
第１の実施の形態では、光源光を時分割して得た各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６に時間順次に入射し、液晶ライトバルブ２１６において各色光に対応する画像を全て忠実に表示していた。これに対して、本実施の形態では、カラーホイールの構成は第１の実施の形態と同様であるが、上述したように、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の６色のうち、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１が、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するように設定されている。そして、図６に示すように、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１の色光が射出される期間では液晶ライトバルブ２１６は通常の表示を行うが、それ以外のＲ２，Ｇ２，Ｂ２の色光が射出される期間では通常の表示を行わず、全面黒表示を行う。
【００３４】
本実施の形態の構成によれば、ＲＧＢ以外の他の色に分離するカラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離している期間で黒画面を表示しているため、動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。さらに、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２の色光が射出される期間で黒表示を行うモードとこれら色光Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に対応した画像を表示するモードを切り替える構成とすれば、動画向けの表示と色再現範囲を広めた表示（特に静止画に近い画像向け）とを切り替えて使用することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では、第１の実施の形態で用いたのと同様のカラーホイール２１５を用い、図６に示したように、Ｒ１に対応した画像、黒表示、Ｇ１に対応した画像、黒表示、Ｂ１に対応した画像、黒表示、…という順で表示する例を挙げた。これ以外、例えば第２の実施の形態で用いたのと同様のカラーホイール２２５（図５）を用い、Ｒ１に対応した画像、Ｇ１に対応した画像、Ｂ１に対応した画像、黒表示、黒表示、黒表示、…という順で表示する構成としてもよい。
【００３６】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態について、図７を用いて説明する。
図７は、本実施の形態の投射型表示装置に用いるカラーホイールの正面図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であって、カラーホイールの構成が異なるのみである。よって、以下では図７を用いてカラーホイールについてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００３７】
第１の実施の形態では、各カラーフィルターｒ１、ｒ２、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２の面積は全て等しく設定されていたのに対し、本実施の形態のカラーホイール２３０では各カラーフィルターｒ１、ｒ２、ｇ１、ｇ２、ｂ１、ｂ２は全て同じ面積ではなく、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターｒ１、ｇ１、ｂ１の面積が、他のカラーフィルターｒ２、ｇ２、ｂ２の面積に比べて大きく設定されている。すなわち、色分離の各色光の射出時間が均等でなく、重み付けがなされている。
【００３８】
本実施の形態の構成によれば、前記ＲＧＢに分離するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１で色分離されている期間のライトバルブの再現階調数を、その他のカラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離されている期間のライトバルブの再現階調数よりも大きくすることができる。その結果、色再現範囲を広げることができるとともに、再現階調数が大きくなることで明るさの表現範囲を広げることができる。また、従来の３原色の撮像システムで撮影された３原色の画像データを表示する場合、３原色Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１で色分離する期間が長いので、多原色で色分離する期間が全て等しい第１の実施の形態よりも輝度の低下が小さくなる。
【００３９】
なお、本実施の形態においても、異なる色相の色光に対応するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１，ｒ２，ｇ２，ｂ２を周期的に順次配置した構成（すなわち、カラーホイールの周方向にＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２という順に配置）を採用してもよい。また、第３の実施の形態と同様に、カラーフィルターｒ２，ｇ２，ｂ２で色分離している期間で黒画面を表示することで動画疑似輪郭を低減し、動画に適した表示を得ることができる。
【００４０】
［第５の実施の形態］
以下、本発明の第５の実施の形態について、図８、図９を用いて説明する。
図８は、本実施の形態の投射型表示装置におけるカラーホイールと画面構成の関係を示す図であり、図９は画面構成の概念図である。本実施の形態の投射型表示装置の基本構成は第１の実施の形態と全く同様であり、カラーホイールの構成は第４の実施の形態と同様であるが、液晶ライトバルブ側の表示方法が異なるのみである。よって、以下では図８、図９を用いて表示方法についてのみ説明し、他の共通部分の説明は省略する。
【００４１】
第４の実施の形態では、光源光を時分割して得た各色光Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２を液晶ライトバルブ２１６に時間順次に入射し、各色光に対応する画像を全て忠実に表示した。これに対して、本実施の形態では、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、ＨＤＴＶ（ｓＲＧＢ）、ＲＧＢ表色系などで用いられるＲＧＢに光源光を分離するカラーフィルターの色分離の期間の一部で黒表示を行っている。具体的な手段としては、例えば図８に示すように、カラーホイール２３５のカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１の一部分ｓの期間で液晶ライトバルブの表示を黒表示とする。なお、カラーホイール２３５のカラーフィルターの構成は、図７に示したカラーホイール２３０と同様である。この場合、図９に示すように、Ｒ１に対応した画像、黒表示、Ｒ２に対応した画像、黒表示、Ｇ１に対応した画像、黒表示、Ｇ２に対応した画像、黒表示、Ｂ１に対応した画像、黒表示、Ｂ２に対応した画像、黒表示、…という順で表示することになる。
【００４２】
本実施の形態の構成によれば、ＲＧＢに分離するカラーフィルターｒ１，ｇ１，ｂ１で色分離している期間の一部で黒表示を行っているため、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。また、第１，第２の実施の形態で用いたカラーホイールの構成を用いた場合は、カラーホイールのカラーフィルターｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２のそれぞれの一部分の期間に黒表示を行えば、本実施の形態と同様、色再現範囲を広めた表示を行いながら動画擬似輪郭を低減することができ、動画に適した表示を得ることができる。
【００４３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。上記実施の形態では、可視光を４色以上の色光に分離する場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの同じ色相内を２つの波長域に分け、６色の原色を作成したが、例えば４色に分けることとし、可視光の波長域を均等に４分割したカラーホイールを用いる構成としてもよい。また、光変調手段としては、透過型液晶ライトバルブの他、反射型液晶ライトバルブ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いることもできる。特に応答性に優れるＤＭＤは本発明に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の投射型表示装置の示す概略構成図である。
【図２】同、投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図３】同、カラーホイールの各カラーフィルターの分光特性を示す図である。
【図４】同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【図５】本発明の第２実施形態の投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【図７】本発明の第４実施形態の投射型表示装置のカラーホイールを示す正面図である。
【図８】本発明の第５実施形態の投射型表示装置におけるカラーホイールと画面構成の関係を示す図である。
【図９】同、投射型表示装置における画面構成の概念図である。
【符号の説明】
２０１…投射型表示装置、２１５，２２５，２３０，２３５…カラーホイール（色分離手段）、２１６…液晶ライトバルブ（光変調手段）、２２０…光源、ｒ１，ｒ２，ｇ１，ｇ２，ｂ１，ｂ２…カラーフィルター、Ｒ１，Ｒ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｂ１，Ｂ２…色光
Claims (12)
- 光源と、前記光源から射出される光を異なる色の色光に時間的に分離する色分離手段と、前記色分離手段によって分離された色光を変調する光変調手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記色分離手段が、前記光源からの光を４原色以上の色光に時間的に分離するためのカラーホイールを有し、
前記カラーホイールが、分離される前記各色光に対応したカラーフィルターを備えたことを特徴とする投射型表示装置。 - 前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が等しくなる構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイール内の全てのカラーフィルターの面積が等しいことを特徴とする請求項２に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間が少なくとも一部異なる構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイール内の複数のカラーフィルターのうち、少なくとも一部のカラーフィルターの面積が他と異なることを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイールが、前記光源からの光を、ＸＹＺ表色系における色度座標において
Ｒ（０．６０＜ｘ＜０．７５，０．２０＜ｙ＜０．４０）
Ｇ（０．００＜ｘ＜０．３０，０．５０＜ｙ＜０．８５）
Ｂ（０．０５＜ｘ＜０．２５，０．００＜ｙ＜０．２０）
の範囲で表されるＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターと、前記ＲＧＢの各色光とは異なる他の色の色光に分離するカラーフィルターとを有し、
前記光源からの光を前記ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターの面積が、前記他の色の色光に分離するカラーフィルターの面積に比べて大きいことを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。 - 前記光源からの光が、異なる色相の光に分離されるとともに一つの色相の光が異なるスペクトルの複数の色光にさらに分離され、
分離された前記色光に対応するカラーフィルターが、前記カラーホイール内で隣接して配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の投射型表示装置。 - 前記光源からの光が、異なる色相の光に分離されるとともに一つの色相の光が異なるスペクトルの複数の色光にさらに分離され、
分離された前記色光に対応するカラーフィルターが、前記カラーホイール内で周期的に順次配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の投射型表示装置。 - 前記カラーホイールにより時間的に分離された各色光の射出時間の少なくとも一部の期間において前記光変調手段によって黒表示がなされることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイールが、前記光源からの光を、ＸＹＺ表色系における色度座標において
Ｒ（０．６０＜ｘ＜０．７５，０．２０＜ｙ＜０．４０）
Ｇ（０．００＜ｘ＜０．３０，０．５０＜ｙ＜０．８５）
Ｂ（０．０５＜ｘ＜０．２５，０．００＜ｙ＜０．２０）
の範囲で表されるＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターと、前記ＲＧＢの各色光とは異なる他の色の色光に分離するカラーフィルターとを有し、
前記黒表示がなされる期間が、前記光源からの光を前記他の色の色光に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内に設定されていることを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。 - 前記光源からの光を前記他の色の色光に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内において、黒表示を行うモードと通常表示を行うモードとが切替可能とされたことを特徴とする請求項１０に記載の投射型表示装置。
- 前記カラーホイールが、前記光源からの光を、ＸＹＺ表色系における色度座標において
Ｒ（０．６０＜ｘ＜０．７５，０．２０＜ｙ＜０．４０）
Ｇ（０．００＜ｘ＜０．３０，０．５０＜ｙ＜０．８５）
Ｂ（０．０５＜ｘ＜０．２５，０．００＜ｙ＜０．２０）
の範囲で表されるＲＧＢの各色光に分離する相対的に面積の大きいカラーフィルターと、前記ＲＧＢの各色光とは異なる他の色の色光に分離する相対的に面積の小さいカラーフィルターとを有し、
前記黒表示がなされる期間が、前記光源からの光を前記ＲＧＢの各色光に分離するカラーフィルターによる各色光の射出時間内の一部の期間であることを特徴とする請求項９に記載の投射型表示装置。
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