(57)【要約】      （修正有）【課題】カラー画像を表示および／または投射するための向上した装置または方法を提供する。【解決手段】画像を表示するためのカラーディスプレイ（１００,２００）が記載され、該カラーディスプレイは、複数の基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）を表示するために調節される。前記カラーディスプレイは、基本色を結合するための基本色結合器（１１２,２１２）と異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源（１０４）を含む少なくとも１つの前記基本色の光チャネルとを含む。前記カラーディスプレイは、前記基本色の光チャネルにおける少なくとも２つの前記光源からの発光出力の相対的比率を調節することにより基本色を調節するための調節装置（１０６，２０６）をさらに含む。対応する調節器／コントローラ、マルチディスプレイシステム、ならびに、ディスプレイシステムを設定および／または調節するための対応する方法が記載される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示するためのカラーディスプレイ（１００，２００）であって、カラーディスプレイ（１００，２００）は、複数の基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）を表示するために適合され、カラーディスプレイ（１００，２００）は、基本色を結合するための基本色結合器（１１２，２１２）、異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源（１０４）を含む少なくとも１つの基本色の色チャネル（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ）、および、前記基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）における前記少なくとも２つの光源（１０４）からの発光出力の相対的比率を調節することによって基本色を調節するための調節装置（１０６，２０６）を含む、カラーディスプレイ。
【請求項２】
前記調節装置（１０６，２０６）は、前記少なくとも１つの基本色のカラーポイントおよび前記結合された基本色のカラーポイントを調節するために適合される、請求項１に記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項３】
前記基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）における前記少なくとも２つの光源（１０４）は、狭い帯域幅を有する光源（１０４）である、請求項１か２のいずれかに記載のカラーディスプレイ。
【請求項４】
前記光源（１０４）は、発光ダイオードまたはレーザである、請求項１から３のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００,２００）。
【請求項５】
光源（１０４）は、異なるピーク波長を有する異なるスペクトル特性を有し、光源のピーク波長は１０ｎｍから１００ｎｍだけ異なる、請求項１から４のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００,２００）。
【請求項６】
カラーディスプレイ（１００,２００）は、前記少なくとも１つの基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）の実質的に異なるスペクトル特性を有する前記少なくとも２つの光源（１０４）の光を結合するための光結合システム（１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ；２０８）を含む、請求項１から５のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００,２００）。
【請求項７】
カラーディスプレイは、各々の基本色が結合される前に各々の基本色を別々に変調するための別々の変調器（１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ）をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００）。
【請求項８】
光は光路に従って光源（１０４）から発せられ、カラーディスプレイ（２００）は、結合器（２１２）の後に光路に位置付けられる、時間的に連続した方法で各々の基本色を変調するための共通の変調器（２１０）を含む、請求項１から６のいずれかに記載のカラーディスプレイ（２００）。
【請求項９】
結合器（２１２）は、一度に１つの基本色のみを受け入れるゲートを有する、請求項８に記載のカラーディスプレイ（２００）。
【請求項１０】
調節装置（２０６）は、時間的に連続した方法で、前記各々の基本色を変調するタイミングに同期させられる、請求項８か９のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項１１】
調節装置（１０６，２０６）は、相対的比率を変更するために、前記基本色の光発生器
（１０２ａ,１０２ｂ,１０２ｃ）における少なくとも２つの光源（１０４）を別々に調節するように構成される、請求項１から１０のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項１２】
カラーディスプレイ（１００，２００）は、カラーポイントを検出するためのセンサ（１１６）をさらに含み、調節装置（１０６，２０６）は、前記検出されたカラーポイントに従って相対的比率を調節するように構成される、請求項１から１１のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項１３】
光は光路に従って光源（１０４）から発せられ、カラーポイントを検出するための前記センサ（１１６）は、前記結合器（１１２，２１２）の上流および／または下流の光路に位置付けられる、請求項１２に記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項１４】
カラーディスプレイ（１００,２００）は、投射器またはバックライト付きディスプレイパネルである、請求項１から１３のいずれかに記載のカラーディスプレイ（１００，２００）。
【請求項１５】
少なくとも２つのディスプレイ（３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）を含むマルチディスプレイシステム（３００）であって、ディスプレイ（３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）は、請求項１から１４のいずれかに記載され、マルチディスプレイシステム（３００）は、ディスプレイ（３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）の原色間の対応が維持されるように、前記ディスプレイの各々の調節装置（３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ）を結合するための共通の調節装置（３６０）さらに含む、マルチディスプレイシステム。
【請求項１６】
光源（１０４）の発光出力を調節するための調節装置（１０６，２０６，３０６）であって、調節装置（１０６，２０６，３０６）は、前記基本色の光チャネル（１０２ａ,１０２ｂ,１０２ｃ）において生成された基本色の色を変更するために、請求項１から１５のいずれかに記載のディスプレイシステム（１００；２００；３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）の基本色の光チャネル（１０２ａ,１０２ｂ,１０２ｃ）における少なくとも２つの光源（１０４）の発光出力の相対的比率を調節するために適合される、調節装置。
【請求項１７】
カラーディスプレイ（１００；２００；３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）を設定および／または調節するための方法であって、
前記ディスプレイ（１００；２００；３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ）における基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）で生成された基本色または基本色の結合のカラーポイントを決定するステップと、
前記基本色の光チャネル（１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ）のうちの少なくとも１つにおける異なる光源（１０４）の照明の相対的比率を調節することによって、前記カラーポイントを予め定められたカラーポイントへと設定および／または調節するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、画像を表示するためのディスプレイシステムおよびそのための方法に関する。より特定的に、本発明は、カラー画像、たとえば、ビデオフィルム、テレビ、またはカメラ画像の高品質の表示のための照明システムを有する、ディスプレイシステムまたはマルチディスプレイシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
今日の応用例について、投写型ディスプレイ等のカラーディスプレイシステムに高い要求が課されている。人間の目は変色に対して非常に敏感であるために、本質的な特徴は最適なカラーディスプレイを得ることである。これは、高いコントラストと良好な色の均質性との双方を含み、すなわち、色ずれの減少と高い色純度との双方を含み、すなわち、これにより、カラーディスプレイで生成された異なる色ができるだけ適切に予め定められたカラーポイントと一致する。
【０００３】
カラーディスプレイおよび／または投影システムを得るためには、基本的に異なる３種類の投影システムが公知である。これらの投影システムとは、各ピクセルが３色のサブピクセルへと分割される単一撮像素子空間カラーフィルタ設計、ビームが連続して各々の原色へとフィルタリングされて、それが次に単一撮像素子で変調される単一撮像素子カラーフィールド連続方式、基本色の２つ、３つまたはそれよりも多い光ビームが別々の撮像素子へと向けられ、変調された色ビームが投影のために単一ビームへと収束される、２つ、３つ、または多数の撮像素子平行色システムである。後者のシステムは、最高のスループット効率、すなわち他のシステムのスループット効率よりも３倍高いために、３つの撮像素子平行色システムの使用が一般的である。カラーディスプレイにおけるカラー画像を得るために、異なる波長または波長帯を有する異なる源の光を用いることができ、または白色光源の光を用いてそれを複数の色へと分割する。典型的に、３つの基本色または色の範囲が用いられ、これらは３原色である赤、緑および青と対応する。
【０００４】
最近、投影システムにおける光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が人気を得てきた。典型的に、投影システムにおいて赤、緑および青の原色を生成するために、赤、緑および青のＬＥＤが提供される。高い明るさ要件を満たすために、同じ色の光チャネルで複数の発光ダイオードが用いられることが多い。同じ色の光チャネルの複数の発光ダイオードは、さらに、予め定められた特定の色を有するように選択されることにより、小さなスペクトルのばらつきしか認められない。このような小さなスペクトルのばらつきは、典型的に、最大１０ｎｍであるピーク波長差として変換される。このようにして、これは十分な色の純度を有するようにされる。単一の色ビームにおける異なる発光ダイオードの光ビームの結合は、典型的に、異なる発光ダイオードをともに近接して位置付けることに基づいている。
【０００５】
過去１０年間で、大画面の応用例の数が大幅に増加したため、画像をタイルのように並べて表示するのを可能にする多重投射器ディスプレイシステム等の多重表示の応用例がより人気を得るようになった。このような応用例において、異なるタイル間の色差は画質を大幅に減じる。人間の目は非常に微妙な色ずれまたは明るさの変化を検出することができるために、タイルの縁でもたらされる不均一性および非対称性は、妨害する光学的効果を生じるおそれがある。後者はやはり、表示または投影システムにおける色制御に厳しい要
件を課す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明の概要
本発明の目的は、カラー画像を表示および／または投影するための向上した装置および方法を提供することである。本発明のいくつかの実施例の利点は、生成された色の色制御を行なうことができるということである。本発明のいくつかの実施例の利点は、異なるマルチディスプレイまたは多重投射システムにおいて生成された異なる色のカラーポイントを互いに対して調節することができることでもある。本発明のいくつかの実施例のさらなる利点は、生成された色のカラーポイントの制御を行なうことができることであり、これによって時間とともに生じる色ずれのための補正が可能になる。さらなる利点は、このような補正を自動化されたおよび／または自動的な方法で行なうことができることである。上記の目的は、本発明に従った方法および装置によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面は、画像を表示するためのカラーディスプレイを提供し、このカラーディスプレイは、複数の基本色の光チャネルを表示するために適合され、カラーディスプレイは、基本色を結合するための基本色結合器、実質的に異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源を含む少なくとも１つ基本色の光チャネル、および当該基本色の光チャネルにおける当該少なくとも２つの光源からの発光出力の相対的比率を調節することによって基本色を調節するための調節装置を含む。各光源の発光出力は、各光源の全体的なシステムの光出力への寄与を決定する。
【０００８】
これによって、基本色および／または結合された基本色のカラーポイントを調節することが可能になる。後者は、表示されている画像信号の調節を行なうよりも容易である可能性があり、多数のディスプレイをより容易にともに用いるのを可能にする。表示は、たとえば、投射器またはバックライト付きディスプレイパネルを含むことができる。基本色および基本色の光チャネルは、それぞれ、原色および原色の光チャネルであってもよい。少なくとも１つの基本色の光チャネルは、各々の基本色の光チャネルであってもよい。調節装置は、当該少なくとも１つの基本色および／または当該結合された基本色のカラーポイントを調節するための手段を含んでもよい。
【０００９】
当該基本色の光チャネルにおける少なくとも２つの光源は、いくつかの発光素子、たとえば、いくつかの発光ダイオード（ＬＥＤ）またはＬＡＳＥＲ等の比較的狭い帯域を有する光源であってもよい。狭い帯域とは、２００ｎｍよりも大きくない、好ましくは、１５０ｎｍよりも大きくない、より好ましくは、１００ｎｍよりも大きくない波長帯で実質的には発光することを意味し得る。代わりに、狭い帯域幅は、５０ｎｍ未満の放射ピークのための半値全幅（ＦＷＨＭ)によって決定されてもよい。
【００１０】
実質的に異なるスペクトル特性は、光源の放射ピーク波長が１０から１００ｎｍだけ異なり得るスペクトル特性であり得る。
【００１１】
ディスプレイは、色が結合される前に、各々の色を変調するための別々の変調器、たとえば空間変調器を含んでもよい。代わりに、ディスプレイは、共通の変調器を有してもよく、光は光路に従って光源（１０４）から発せられ、この共通の変調器は、時間的に連続した方法で、各々の色によって用いられるために、色結合システムの後で光路に位置付けられる。光結合システムの後で位置付けられる共通の変調器とは、光結合システムの下流の光路に位置付けられる共通の変調器を意味する。後者の場合に、基本色の結合器でもある光結合システムは、連続して一度に１つのみの色を受け入れるためのゲートを組込んで
もよい。基本色は、さらに、連続して基本色結合器のゲートを通過することが可能にされてもよい。
【００１２】
調節装置は、時間的に連続した方法で当該各々の基本色を変調するタイミングに同期にさせてもよい。
【００１３】
調節装置は、当該基本色の光チャネルにおける少なくとも２つの光源を別々に変調するように構成されて、その相対的な発光出力の比率を変更してもよい。
【００１４】
カラーディスプレイは、カラーポイントを検出するためのセンサを含んでもよく、調節装置は、当該センサによって検出される当該検出されたカラーポイントに従って相対的比率を調節するように構成される。これは、結合の後で色を検出するステップおよび／または結合の前に別々に色を検出するステップを含むことができる。
【００１５】
カラーディスプレイは、投射器もしくは投影システムまたはバックライト付きディスプレイパネルであってもよい。
【００１６】
別の局面は、１つよりも多い上述のカラーディスプレイを有するマルチディスプレイシステム、および、カラーディスプレイの基本色間の対応を維持するためにカラーディスプレイの各々の調節装置を結合するための共通の調節装置である。
【００１７】
さらに別の局面において、本発明は、カラーディスプレイを調節するための方法に関し、この方法は、当該ディスプレイにおける基本色の光チャネルで生成された基本色または基本色の結合のカラーポイントを決定するステップと、当該基本色の光チャネルのうちの少なくとも１つの異なる光源の照明の相対的比率を調節することによって、当該カラーポイントを予め定められたカラーポイントへと調節するステップとを含む。
【００１８】
さらに他の局面において、本発明は、光源の発光出力を調節するための調節装置に関し、この調節装置は、当該基本色の光チャネルで生成された基本色の色を変更するために、上述のディスプレイシステムの基本色の光チャネルにおける少なくとも２つの光源の発光出力の相対的比率を調節するために適合される。
【００１９】
本発明の特定のおよび好ましい局面が、別掲の独立クレームおよび従属クレームにおいて述べられる。従属クレームの特徴は、必要に応じて、独立クレームの特徴および他の従属クレームの特徴と組合されてもよいが、単にクレームにおいて明示的に述べられるように組み合わされるだけではない。
【００２０】
本発明の教示は、カラー画像を表示するための向上した方法および装置の設計を可能にする。本発明の上述のおよび他の特性、特徴および利点は、例示によって、本発明の原理を示す添付の図面と関連して考慮すると、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。この説明は、本発明の範囲を限定することなく、例示のためのみに行なわれる。以下に引用される参照数字は、添付の図面を指す。
【００２１】
異なる図面において、同じ参照符号は同じまたは類似の要素を指す。
【００２２】
定義
以下の用語は、単に本発明の理解を助けるために提供される。これらの定義は、当業者によって理解されるよりも狭い範囲を有するものとして解釈すべきではない。
【００２３】
「カラーポイント」とは、色の光ビームの特定の色を意味する。色の描写は、たとえば
、ＣＩＥ色空間におけるその三刺激値、Ｘ、Ｙ、Ｚによって行なうことができる。Ｙ値は、人間の目の明るさの知覚への寄与を示し、それは明るさまたは輝度と呼ばれる。色は、Ｙおよび色関数ｘ，ｙ，ｚによって示すことができる。この場合、
【００２４】
【数１】
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【００２５】
である。色は、明るさを示すことなくそのｘ座標およびｙ座標によってのみ表わされることが多い。異なる色のための異なるｘ，ｙ座標の概要は、１９７６年に「国際照明委員会（“Commission Internationale de l'Eclairage”（ＣＩＥ）」によって規定されたようなＣＩＥ１９７６Ｕ．Ｃ．Ｓ色度図によって提供される。したがって、検討中の色のカラーポイントは、ＣＩＥ１９７６Ｕ．Ｃ．Ｓ．におけるその色のｘおよびｙの色座標（ＣＩＥｘ，ＣＩＥｙ）を与えることによって決定され得る。このような色の定義は、当業者によって周知である。色を規定するための他の参照システムを用いてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
例示の実施例の説明
本発明は、特定の実施例に関して、さらに或る図面を参照して記載されるが、本発明はそれに限定されるのではなく、クレームによってのみ限定される。記載された図面は、概略的なものに過ぎず、限定的なものではない。図面において、例示的な目的のために、要素のうちのいくつかのサイズは誇張されるかもしれず、同じ割合で描かれないかもしれない。寸法および相対的な寸法は、本発明を実施するための実際の縮小には対応しない。
【００２７】
さらに、説明およびクレームにおける第１の、第２の、第３の等の用語は、必ずしも順次のまたは時系列的な順序を説明するためではなく、同様の要素間で区別するために用いられる。このようにして用いられる用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載される本発明の実施例は、ここに記載されるまたは示される以外の他の順序で動作を行なうことができることを理解すべきである。
【００２８】
なお、クレームで用いられる「含む（“comprising”）」という用語は、以下に列挙される手段に限定されるものとして解釈すべきではなく、それは他の要素またはステップを排除しない。したがって、これは、述べた特徴、整数、ステップまたは参照された構成要素の存在を指定するものと解釈すべきであるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップもしくは構成要素またはそのグループの存在または追加を排除するものではない。したがって、「手段ＡとＢとを含む装置」という表現の範囲は、構成要素ＡおよびＢのみからなる装置に限定されるべきではない。これは、本発明に関して、装置の唯一の関連する構成要素がＡおよびＢであることを意味する。
【００２９】
本発明は、ここで本発明の複数の実施例の詳細な説明によって説明される。本発明の他の実施例は、本発明の真の精神または技術的教示から逸脱することなく、当業者の知識に従って構成することができることが明らかであり、本発明は別掲のクレームの用語によってのみ限定される。
【００３０】
第１の実施例において、本発明は、カラー画像を表示するためのディスプレイシステム
に関する。ディスプレイシステムは、マルチチャネルカラーディスプレイシステムである。本発明の第１の実施例に従ったディスプレイシステム１００の一例が図１に示されている。第１の実施例のディスプレイシステム１００は、複数の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを表示することによって異なる色を表示するために適合される。典型的に、カラーディスプレイにおいて、用いられる基本色は、原色である赤、緑および青（ＲＧＢ）であるが、本発明はこれに限定されない。異なる基本色またはより大きな数の基本色を用いてもよい。たとえば、使用される基本色は、追加的な基本色としての白で完成されたＲＧＢであってもよい。別の例は、赤、緑、青および黄色、ならびに／またはシアンである原色を使用する。ディスプレイシステム１００は、複数の光源１０４を含み、光源１０４の総数は、典型的に、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの数よりも多い。光源１０４は、典型的に、たとえば、標準の光学素子１０５を用いて、開口、光学成分または変調器へと撮像されて、特定の光路を与える。用いられる光源１０４は、いかなる好適な光源であってもよく、たとえば、ＣＩＥ色度図の特定の領域における色を有する光源として表現することができる特定の色領域で発する光源であってもよい。光源１０４は、たとえば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ等の発光素子でもよいが、フィルタ付の白色光源であってもよい。本発明の一局面に従うと、少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける基本色の光生成について、１つよりも多い光源１０４が用いられる。図１に示されたこの実施例において、２つの光源１０４が第１の基本色の光チャネル１０２ａで用いられ、３つの光源１０４が第２の基本色の光チャネル１０２ｂで用いられ、２つの光源１０４が第３の基本色の光チャネル１０２ｃで用いられる。すなわち、少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおいて、おそらくディスプレイシステムのすべての基本色の光チャネルにおいて、２つ以上の光源１０４を組合せて基本色を生成することにより、基本色は、当該２つ以上の光源１０４の各々の発光出力の相対的比率を調節することによって決定される。後者は、調節装置１０６によって行なわれ、これは基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで用いられる光源１０４の各々によって寄与される発光出力の相対的比率を制御し得る。相対的比率とは、互いに対する比率のことを意味し、それは、適切な目標の色が達成されるよう、２つの発光出力が寄与するようにバランスを取られた比率である。すなわち、光源１０４によって寄与される発光出力の相対的比率とは、適切な目標の色が達成されるように異なる光源１０４のスペクトルに或る重量を与えることによって、その強度のバランスを取ることを意味する。これによって、２つ以上の光源１０４は、実質的に異なるスペクトル特性を有する。以下で述べるように、いくつかのマルチチャネルの実施例においては、典型的に、たとえばＸ次元立方体等の色再結合システムが用いられてもよい。この実施例においては、１つの色チャネルにおいて、実質的に異なるスペクトル特性を有する光源１０４が用いられるが、スペクトル特性は、好ましくは、色チャネルにおける光源の各々のための色の再結合が同じ方法で、すなわち同じ光路に沿って生じるように選択される。実質的に異なるスペクトル特性を有する光源は、たとえば、ピーク発光波長における実質的な差または平均発光波長における実質的な差を有する光源であり得る。ピーク発光波長における実質的な差または平均発光波長における実質的な差は、たとえば少なくとも１０ｎｍの差、たとえば、少なくとも２０ｎｍの差、またはたとえば、１０ｎｍから１００ｎｍの範囲の差であり得る。光源１０４のスペクトル特性は、狭い帯域幅特性であってよく、または、すなわち、光源１０４は狭いスペクトル波長帯で発光してもよい。狭い帯域幅とは、２００ｎｍよりも大きくない、好ましくは１５０ｎｍよりも大きくない、より好ましくは１００ｎｍよりも大きくない波長帯で実質的に発光することを意味し得る。発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の場合に、実質的に異なるスペクトル特性を有する光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の異なるサブタイプを選択することによって選択されてもよい。
【００３１】
したがって、少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおいて、複数の光源１０４が用いられてもよく、いくつかは同じスペクトル特性を有し得る
が、その基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける少なくとも２つの光源１０４は、実質的に異なるスペクトル特性を有する。基本色または基本色の結合の決定／調節は、その基本色のカラーポイントまたはその基本色の結合のカラーポイントを調節することによって調節装置により行なわれてもよい。後者は、たとえば、カラーポイントを予め定められたカラーポイントに移すために、または異なるディスプレイシステムのカラーポイントを等しくするために行なわれてもよい。したがって、基本色のカラーポイントは、実質的に異なるスペクトル特性を有する光源１０４のカラーポイントと、その全体的な光出力への寄与とによって規定され得る。
【００３２】
光源１０４を実質的に異なるスペクトル特性と結合することによって基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける基本色の色を調節するための原理が、図２における２つの光源１０４によって例示的に示されている。図２は、単一のピークを有する実質的に狭いスペクトル特性を有する２つの光源１０４からの発光の結合の結果として生じるスペクトルを示している。結合において、スペクトル特性は重複するため、結合後の特性は双ピークを有するより広い特性である。結合前に相対的比率を調節することによって、広い特性の「中心波長」を望み通りに動かすことができる。
【００３３】
調節装置１０６は電流制御システムの形態であってもよく、これを用いて実質的に異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源１０４を備えた基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃごとの光源１０４への供給電流を制御する、すなわち供給電流をパルスにするかまたは一般的に電流レベルを低くする。これは表示される色が画面上でバランスを取られるという利点を有する。なお、光変調器、再結合要素、投射レンズ等のいくつかの光学素子による比色の影響のために、色チャネルから画面へのカラーポイントにおけるいくつかの変化があるかもしれない。本発明の実施例の利点は、画面上で色のバランスを取ることができ、さらにカラーポイントを予め定められたカラーポイントへとバランスを取ることができるということである。予め定められたカラーポイントは、たとえば、多重投射システムにおける別の投射器のカラーポイントであってもよく、または或る目標の要件によって決定されたカラーポイントであってもよい。少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの各々に対する機能を与える共通の調節装置１０６を用いてもよく、または少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの各々のために特定の調節装置（図２に図示せず）を用いてもよい。電流制御システムに加えて、調節装置１０６は、代わりに基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける各々の光源１０４のためのシャッタまたは調光器を含む機械的システム等の各々の光源の平均的な発光出力を選択するためのいかなる他の好適な装置であってもよい。したがって、光源の発光出力は、光源の効果的な発光出力を減じることによって直接影響されるか、または光源の効果的な発光出力の一部を塞ぐことによって間接的に影響され得る。異なる光源１０４の平均発光出力の調節に関する情報を記憶するための記憶手段１０７が設けられてもよい。この情報は、異なる光源１０４の平均発光出力を調節するための制御信号のモデルであってもよい。このような記憶手段は、たとえば、従来の論理および記憶回路を用いて記憶された順序として実現されてもよいが、本発明はそれに限定されない。記憶手段１０７は、調節装置１０６において組込まれてもよく、または調節装置の一部であってもよい。
【００３４】
基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおける実質的に異なるスペクトル特性を有する光源１０４の光を適切に混合するために、典型的に、実質的に異なるスペクトル特性を備えた光源１０４を有する少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの光路に光結合システム１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃが設けられてもよい。このような光結合システム１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃは、１つ以上のダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、ホログラフィーフィルタ、またはＸ次元立方体等のダイクロイックプリズムであってもよい。ダイクロイックフィルタ、干渉フィルタまたはダイ
クロイックプリズムの透過特性および反射特性は、好ましくは、光源１０４のうちの１つまたは同じスペクトル特性を有する基本色の光チャネルの光源１０４のすべてを用いて、再結合された発光出力の合計がシステムにおける光出力よりも高くなるように選択される。光弁が設けられ（以下を参照）てそれが偏光を用いる場合に、たとえば、ＳＰＳ  Ｘ次元立方体を用いることが好ましいかもしれず、このＳＰＳ  Ｘ次元立方体では、Ｐ偏光の緑の光およびＳ偏光の赤および青の光のスペクトル帯におけるオーバーラップが存在する。このような光結合手段において、近隣の色からの光は、近隣の色チャネルにおいて寄与することができる可能性が高い。たとえば、緑色光のｐ偏光成分は、典型的に緑チャネルにおいて実質的に送信されるが、緑色光のｓ偏光成分は、必要に応じて、実質的に青いチャネルにおいて寄与するために存在する。ＳＰＳ  Ｘ次元立方体の使用は、緑チャネルにおいて少しだけより青みを帯びた色を可能にすることによって、さらなる柔軟性を可能にし、高い光出力およびカラーポイント調節の範囲の向上を獲得し得る。
【００３５】
このようなシステムは、使用される特定の設定に応じて、ダイクロイックフィルタを取外すことによって、またはそれを理想ミラーと取り替えることによって獲得することができる。
【００３６】
基本色光ビームの各々は、典型的に、さらなる光学を選択的に用いて、入力信号に従って表示された画像を制御するための変調器１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ、たとえば、空間光変調器にさらに向けられてもよい。後者は、たとえば、変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）エンジン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）エンジンまたは反射型液晶（ＬＣＯＳ）エンジン等の空間光変調器等の光弁によって達成することができる。これは、透過光または反射光の変調器のいずれかを含むことができる。透過装置は、それがユニットを通過すると光ビームを変調する。反射装置は、それがユニット内部でミラーから反射されると光ビームを変調する。代わりに、画像情報を含む光ビームを得るために、当業者によって既知の確立された原理に従って光源を変調してもよい。
【００３７】
基本色光ビームが画像情報を含むように変調された後で、基本色の光チャネルは、基本色結合器１１２を用いて結合され得る。後者は、たとえば、Ｘ次元立方体であってもよいが、本発明はそれに限定されない。結合された基本色光ビームは次に、投射レンズ１１４へと向けられる。
【００３８】
選択的に、１つ以上の光学センサ１１６を、たとえば、各々の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの光路に配置することができる。光学センサ１１６は、基本色結合器１１２の前に、または基本色結合器１１２の下流にある再結合された光ビームの光路のいずれかに配置することができる。このセンサは、画面にまたは画面に向けて配置することができ、色をそこで検査することができるようにし、たとえば、カラーポイントをそこで測定することができるようにする。単数のまたは複数の光学センサ１１６は、たとえば、スペクトルに対して敏感である可能性があるため、光出力およびカラーポイントをモニタしてそれらを光源１０４の調節装置１０６へと返すことができる。このようにして、光出力は、予め定められたカラーポイントに到達するまでに調節することができる。したがって、システムは、時間にわたる色のずれを補正するための自動化されたおよび／または自動的なフィードバックループとして用いることができる。
【００３９】
第２の実施例において、本発明は、カラー画像を表示するためのディスプレイシステムに関し、時間的に連続した色照明技術が用いられる。ディスプレイシステムは、マルチチャネルカラーディスプレイシステムである。本発明の第２の実施例に従ったディスプレイシステム２００の一例が図３に示されている。ディスプレイシステム２００は、同じ原理に従って動作し、単一の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおいて、実
質的に異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源１０４を用いることによって基本色の色を決定するのを可能にする。基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、異なる基本色の状況における、すなわちタイミングの連続における異なるタイミングにおける少なくとも部分的に同じ物理的なチャネルのことを指す。したがって、ディスプレイシステム２００は、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを用いて複数の基本色を時間的に連続して表示することによって異なる色を表示するために適合される。基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの数は、カラー画像を表示するために用いられる基本色の数に対応する。基本色は、原色または他の色であってもよく、色の数は、第１の実施例でより詳細に記載されたように３つに限定されない。
【００４０】
光源１０４の数は、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの数に等しくてもよく、またはそれよりも多くてもよい。光源１０４は、典型的に、たとえば、標準光学素子１０５を用いて光学成分または変調器上に撮像され、したがって特定の光路を提供する。光源１０４は、同じ種類であってもよく、第１の実施例に記載された光源１０４と同じ特性を有してもよい。上述のように、この実施例において、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、時間的に連続して用いられ、これは基本色が連続して生成されるが、同じ時点に生成されないことを意味する。したがって、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、装置の構成要素または他の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで用いられる光路の一部を使用することができる。基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、たとえば、同じ光源１０４をすべて制御／使用することができ、他の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで用いられるのと同じ光源１０４を部分的に制御／使用することができ、またはいくつかのもしくは各々の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおける異なる光源１０４を制御／使用することができる。図３の例示のディスプレイシステムにおいて、例として、基本色の光チャネルの数は３であり、光源の数は４であり、これにより、すべての光源が３つの基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのために制御される。
【００４１】
上述のように、ディスプレイシステム２００の少なくとも１つの色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃにおいて、少なくとも２つの光源１０４は、実質的に異なるスペクトル特性を有し得る。実質的に異なるスペクトル特性を有する光源は、たとえば、ピーク発光波長における実質的な差または平均的な発光波長における実質的な差を有する光源であってもよい。ピーク発光波長における実質的な差または平均的な発光波長における実質的な差は、たとえば、少なくとも１０ｎｍの差、たとえば、少なくとも２０ｎｍの差、またはたとえば、１０ｎｍから１００ｎｍの範囲の差であってもよい。光源１０４のスペクトル特性は、狭い帯域幅の特性であってもよく、または、すなわち、光源１０４は狭いスペクトル波長帯で発光してもよい。狭い帯域幅とは、２００ｎｍよりも大きくない、好ましくは１５０ｎｍよりも大きくない、より好ましくは、１００ｎｍよりも大きくない波長帯において実質的に発光することを意味し得る。代わりに、狭い帯域幅は、５０ｎｍ未満の放射ピークのための半値全幅（ＦＷＨＭ）によって決定されてもよい。
【００４２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の場合に、実質的に異なるスペクトル特性を有する光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の異なるサブタイプを選択することによって選択され得る。
【００４３】
この実施例において、ディスプレイシステム２００は、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃで用いられる光源１０４の発光出力の相対的比率を調節するための調節装置２０６をも含む。各々の基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃについて、その基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの一部である光源１０４は、異なる強度レベルで駆動されてもよく、したがって、その基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの基本色を構成する。第１の基本色光ビームが生成されて使用された
後で、同じまたは他の光源は、第２の基本色光ビームを生成するように駆動され、おそらくその後で同じまたは他の光源の駆動が続いて、さらなる基本色光ビームを生成する。後者は、基本色の各々につき繰返され、その後で色の連続した照明サイクルが再始動される。この実施例の利点は、基本色の光チャネルで用いられる異なる光源１０４の発光出力の相対的比率を調節することができることであり、これは基本色光ビームの色を調節することが可能であり、たとえば、基本色光ビームを特定のカラーポイントに設定することが可能であるからである。調節装置２０６は、これらの光源１０４の発光出力を別々に制御することによって、基本色の光チャネルで用いられる光源１０４の発光出力の相対的比率を調節してもよい。さらに、調節装置２０６は、各々の基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ内で、すなわち照明の連続における異なる部分内で、光源１０４の発光出力の相対的比率を別々に制御し得る。結果として、光源１０４の時間的に連続した調節は、時間的に連続した基本色照明に従って行なわれ得る。
【００４４】
したがって、この実施例において、強度レベルは、すなわち、各々の基本色のカラーポイントが基本色の予め定められたカラーポイントと等しくなるように制御され得る。後者は、たとえば、時間にわたって一定であるカラーポイントであってもよく、もしくは光源１０４、たとえばＬＥＤの減光の間に一定であるカラーポイントであってもよく、または光源１０４、たとえばＬＥＤの温度が変化しているときに一定であるカラーポイントであってもよい。異なる基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおける異なる光源１０４の平均発光出力の調節に関連した情報を記憶するための記憶手段１０７が提供されてもよい。情報は、異なる基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにおける異なる光源１０４の平均発光出力を調節するための制御信号のモデルであってもよい。このような記憶手段１０７は、たとえば、従来の論理およびメモリ回路を用いて記憶された連続として実行され得るが、本発明はそれに限定されない。記憶手段１０７は、調節装置２０６に組込まれてもよく、またはその一部であってもよい。代わりに、記憶手段１０７は別々の要素であってもよい。
【００４５】
４つの光源１０４が３つの色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々について制御される図３に示された例において、１２個の別々の発光出力レベルが、色の連続照明のサイクルの間に提供される。この例において、赤、第１の緑、第１の緑とは実質的に異なる第２の緑、および青い光源１０４が存在する。なお、発光出力レベルの一部は０とすることができる。図４は、色の連続した照明サイクルの異なる期間の間の異なる光源１０４の別々の発光出力レベルを示している。信号４０２は、図３の例示のディスプレイシステム２００における赤い光源の駆動レベルを示し、信号４０４は、図３の例示のディスプレイシステム２００の第１の緑の光源の駆動レベルを示し、信号４０６は、第２の緑の光源の駆動強度を示し、信号４０８は、図３の例示のディスプレイシステム２００における青の光源の駆動強度を示す。これにより、期間Ｔ1は赤い基本色の照明が行なわれる時間に対応し、期間Ｔ2は緑の基本色の照明が行なわれる時間に対応し、期間Ｔ3は青い基本色の照明が行なわれる時間に対応する。
【００４６】
ディスプレイシステム２００は、典型的に、少なくとも１つの光結合システム２０８を含んでもよく、この光結合システムは、基本色の光チャネル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃの各々で用いられてもよく、または部分的に用いられてもよい。このような光結合システム２０８は、１つ以上のダイクロイックフィルタ、干渉フィルタ、ホログラフィックフィルタ、またはＸ次元立方体等のダイクロイックプリズムであってもよい。この実施例において、光結合システム２０８は、異なる基本色ビームを同じ光路にもたらして、基本色結合器２１２として作用する。さらに、時間的に連続した色照明を有するディスプレイシステム２００において、単一の共通の変調器２１０が典型的に用いられて、画像における異なる基本色のための一連の画像情報を提供し得る。たとえば、変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）エンジン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）エンジン、または反射型液晶（ＬＣＯ
Ｓ）エンジンのような空間光変調器アセンブリ等の、このような共通の変調器２１０は、光弁であってもよい。これは、透過光または反射光のいずれかの変調器を含むことができる。透過装置は、それがユニットを通過すると光ビームを変調する。反射装置は、それがユニット内部のミラーから反射すると光を変調する。代わりに、光源１０４は、画像情報を含む光ビームを得るために、当業者によって既知の確立された原理に従って変調され得る。変調された基本色の光ビームは、次に投射レンズ１１４の方に向けられる。
【００４７】
第１の実施例と同様に、１つ以上の光学センサ１１６は、少なくとも１つの基本色の光チャネル１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの光路に選択的に置くことができる。光路において色センサ１１６を用いて、実際のカラーポイントまたは変調器２１０を照明するために用いられる一連の光の分光組成を制御することができる。センサは、画面にまたは画面を向くように配置することができ、色をそこで検査することができるようにし、たとえば、カラーポイントをそこで測定することができるようにする。センサ１１６は、典型的に、変調器２１０に連続して与えられる異なる基本色のための異なる連続の分析を行ない得る。単数のまたは複数の光学センサ１１６は、たとえば、スペクトルに対して敏感である可能性があるため、光出力およびカラーポイントをモニタして、それを光源１０４の調節装置１０６へと返すことができる。このようにして、予め定められたカラーポイントに到達するまで光出力を調節することができる。したがって、システムは、時間とともに色のずれを補正するための自動化されたおよび／または自動的なフィードバックループとして用いることができる。
【００４８】
第３の実施例において、本発明は、実施例１または２のいずれかに従った少なくとも２つのディスプレイを含むマルチディスプレイシステムに関し、各々のディスプレイにおける基本色を等しくなるように設定するのを可能にするために、基本色調節システムが設けられる。このようなマルチディスプレイシステム３００の一例が図５に示されている。図５は複数のディスプレイシステム３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃを示し、その各々は、対応する基本色の光チャネルにおいて実質的に異なるスペクトル特性を有する少なくとも２つの光源の発光出力の相対的比率を調整することによってディスプレイシステム３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃの少なくとも１つの基本色の色を調節するための調節器３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃと、マルチディスプレイシステムの異なるディスプレイ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにおける基本色を等しくなるように設定するために、調節装置３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃによって行なわれる調節を結びつける共通の調節装置３０６とを有する。代わりに、調節装置３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃは、調節信号を結びつける単一の調節装置３６０に含まれてもよいため、マルチディスプレイシステム３００の異なるディスプレイ３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにおける基本色を等しくなるように設定することができる。別々のディスプレイシステムと同様に、（図示されていない）検出器システムが存在してもよく、これはディスプレイシステム３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃにおける基本色の色の自動的な調節または自動化された調節を可能にする。
【００４９】
本発明の実施例の利点は、基本色の調節および基本色の結合の調節を行なうことができるということである。たとえば、ディスプレイの白色点および強度の調節は、これらの３つの基本色、赤、緑および青の寄与のバランスを取ることによって得ることができる。いくつかのまたはすべての基本色の結合である他の色の調節も、システムにおける基本色の寄与を調節することによって行なわれ得る。
【００５０】
好ましい実施例、特定の構造および構成、ならびに材料が本発明に従った装置につき説明されてきたが、形態および細部におけるさまざまな変更または変形を本発明の範囲および精神から逸脱することなく行ない得ることを理解すべきである。たとえば、上述の実施例はディスプレイシステムまたはマルチディスプレイシステムに関するが、本発明はカラーディスプレイを設定／調節するための方法にも関する。この方法は、典型的に、ディス
プレイにおける基本色の光チャネルで生成された基本色または基本色の結合のためのカラーポイントを決定するステップと、基本色の光チャネルの少なくとも１つにおける異なる光源の照明の相対的比率を調節することによって、カラーポイントを予め定められたカラーポイントに調節するステップとを含む。さらに、本発明は、コントローラとも呼ばれ得る調節装置に関し、これにより、調節装置は、基本色の光チャネルで生成された基本色の色を調節するために、基本色の光チャネルにおける少なくとも２つの光源の発光出力の相対的比率の調節を行なうために適合される。このような調節装置／コントローラは、特に上記の実施例のうちの１つに記載されるようなディスプレイシステムにおいて動作するように適合され得る。したがって、調節装置／コントローラは、上述の実施例のうちの１つにおける調節装置／コントローラについて記載されたようなすべての特徴を有し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施例に従って、異なる色の光チャネルにおける空間光変調を有するディスプレイシステムの一例を示す図である。
【図２】本発明の実施例で用いられるような原理に従って、第１の発光スペクトルと第２の発光スペクトルとを結合して得られた発光スペクトルを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に従って時間的に連続した色変調を有するディスプレイシステムの一例を示す図である。
【図４】図３に示されたディスプレイシステムの異なる色の光チャネルで用いられる光源を駆動するための異なる駆動信号の一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例に従ったマルチディスプレイシステムの一例を示す図である。
【符合の説明】
【００５２】
１００  ディスプレイシステム、１０２  基本色の光チャネル、１０４  光源、１０６
調節装置、１０７  記憶手段、１０８  光結合システム、１１０  変調器、１１２  基本色結合器、１１６  光学センサ。
【図１】
2006171722.tif 000004
【図２】
2006171722.tif 000005
【図３】
2006171722.tif 000006
【図４】
2006171722.tif 000007
【図５】
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【外国語明細書】
2006171722000001.pdf