(57)【要約】【課題】  高輝度化および広色域化を両立させることが可能な、画像表示方法を提供する。【解決手段】  異なる色光を異なる光変調手段に入射させ、前記各光変調手段からの出射光を合成して画像表示を行う方法であって、各色光の光路上に回転式分光フィルタを配置して、第１フィルタからの第１分光による高輝度（低彩度）の第１画像４１ａ，４１ｂと、第２フィルタからの第２分光による高彩度（低輝度）の第２画像４２ａ，４２ｂとを、倍速化したフレームごとに順次表示する。【選択図】        図６
2006162657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる色光を変調して複数の画像光を生成し、前記各画像光を合成して画像表示を行う方法であって、
少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる複数の光を順次切り替えてなることを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる一対の光を単位時間ごとに順次切り替えてなり、
前記分光特性の異なる一対の光のうち、一方の前記光は他方の前記光より高輝度であり、前記他方の光は前記一方の光より高彩度であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項３】
前記変調は、画像の階調信号を変調手段の駆動信号に変換して行い、
前記変換の内容を、前記分光特性に応じて異ならせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示方法。
【請求項４】
前記変調は、画像の階調信号を異なる階調信号に伸張して行い、
前記伸張の内容を、前記分光特性に応じて異ならせることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示方法。
【請求項５】
前記変調は、入力された画像信号のフレーム周波数を整数倍にして行い、
前記分光特性の異なる複数の光は、整数倍化されたフレームごとに順次切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項６】
入力された画像信号の特性に応じて、前記分光特性の異なる複数の光の時間混合比率を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項７】
少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる一対の光を順次切り替えて構成され、
前記分光特性の異なる一対の光のうち、一方の前記光は他方の前記光より高輝度であり、前記他方の光は前記一方の光より高彩度であり、
入力された画像信号の輝度に応じて、前記一方の光と前記他方の光との時間混合比率を異ならせることを特徴とする請求項１に記載の画像表示方法。
【請求項８】
前記分光特性の異なる複数の光は、異なる分光透過率を有するフィルタを通して生成することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の画像表示方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の画像表示方法を使用して画像表示を行うことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示方法およびプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から照射された光を液晶ライトバルブ等の光変調手段に入射させ、光変調手段から出射された画像光を投射レンズ等によりスクリーンに拡大投射させるプロジェクタが知られている。その中でも、光源から照射された３原色の光をそれぞれ別個の光変調手段に入射させ、各光変調手段から出射された画像光を合成して画像表示を行う３板式プロジェクタが広く利用されている。この３板式プロジェクタは、カラーフィルタを使用しないので、光源光の利用効率に優れた高輝度プロジェクタである。
【０００３】
プロジェクタには、さらなる高輝度化および広色域化が求められている。広色域化は、図１４の色度図における中央の三角形を広げることに相当する。広色域化を実現するには、光源から照射される３原色の光を、それぞれ色度図の外側に移動させて、高彩度化（高色純度化）する必要がある。しかしながら、高彩度の光は、特定の波長付近の光のみで構成されるため、一般に低輝度となる。また高輝度の光は、様々な波長の光を含んでいるため、一般に低彩度となる。このように、高輝度化および広色域化はトレードオフの関係にあるとされている。
【０００４】
そこで、色選択光学素子（ダイクロイックフィルタ）を光路に対して挿脱させることで、色再現性を優先させた表示状態と明るさを優先させた表示状態とを１台の装置で切り替える技術が、特許文献１に開示されている。この特許文献１の技術では、利用者がツマミを操作したり電気的なスイッチを切り替えたりすることによって、色選択光学素子の光路への挿脱を可能としている。そして、色選択光学素子の挿脱に応じて画像表示素子（光変調手段）の制御形式を変えることで、従来よりも画質の低下が小さい表示装置を提供できるとしている。
【特許文献１】特開２０００−３４７２９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、一つの番組内には、広色域が要求される画像と、高輝度が要求される画像とが混在している。また一つの画像内にも、広色域が要求される領域と、高輝度が要求される領域とが混在している。
しかしながら、特許文献１の技術では、色再現性を優先させた表示状態または明るさを優先させた表示状態の、いずれかのモードを選択して画像表示を行うことになる。そのため番組全体を通して、また画面全体を通して、高輝度化および広色域化を両立させることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、高輝度化および広色域化を両立させることが可能な画像表示方法の提供を目的とする。
また、表示品質に優れたプロジェクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の画像表示方法は、異なる色光を変調して複数の画像光を生成し、前記各画像光を合成して画像表示を行う方法であって、少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる複数の光を順次切り替えてなることを特徴とする。
また、少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる一対の光を単位時間ごとに順次切り替えてなり、前記分光特性の異なる一対の光のうち、一方の前記光は他方の前記光より高輝度であり、前記他方の光は前記一方の光より高彩度であることが望ましい。
この構成によれば、番組内の明るい画像は高輝度に、暗い画像は広色域に表示することができる。また、画像内の明るい領域は高輝度に、暗い領域は広色域に表示することができる。したがって、高輝度化および広色域化を両立させることができる。
【０００８】
また、前記変調は、画像の階調信号を変調手段の駆動信号に変換して行い、前記変換の内容を、前記分光特性に応じて異ならせることが望ましい。
また、前記変調は、画像の階調信号を異なる階調信号に伸張して行い、前記伸張の内容を、前記分光特性に応じて異ならせることが望ましい。
この構成によれば、画像の階調信号に応じて、明るい画像は極めて高輝度に、暗い画像は極めて広色域に表示することが可能になり、高輝度化および広色域化をハイレベルで両立させることができる。
【０００９】
また、前記変調は、入力された画像信号のフレーム周波数を整数倍にして行い、前記分光特性の異なる複数の光は、整数倍化されたフレームごとに順次切り替えることが望ましい。
この構成によれば、分光特性の異なる複数の光を切り替えることによる不連続性を緩和することができる。
【００１０】
また、入力された画像信号の特性に応じて、前記分光特性の異なる複数の光の時間混合比率を異ならせてもよい。
また、少なくとも一つの前記画像光は、分光特性の異なる一対の光を順次切り替えて構成され、前記分光特性の異なる一対の光のうち、一方の前記光は他方の前記光より高輝度であり、前記他方の光は前記一方の光より高彩度であり、入力された画像信号の輝度に応じて、前記一方の光と前記他方の光との時間混合比率を異ならせることが望ましい。
この構成によっても、明るい画像は高輝度に、暗い画像は広色域に表示することが可能になり、高輝度化および広色域化を両立させることができる。
【００１１】
また、前記分光特性の異なる複数の光は、異なる分光透過率を有するフィルタを通して生成することが望ましい。
この構成によれば、前記分光特性の異なる複数の光を簡単に生成することができる。
【００１２】
一方、本発明のプロジェクタは、上述した画像表示方法を使用して画像表示を行うことを特徴とする。
この構成によれば、高輝度化および広色域化を両立させることができるので、表示品質に優れたプロジェクタ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】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１４】
（プロジェクタ）
図１は、プロジェクタの要部を示す概略構成図である。図１において、８１０は光源、８１３、８１４はダイクロイックミラー、８１５、８１６、８１７は反射ミラー、８２２、８２３、８２４は液晶装置からなる光変調手段、８２５はクロスダイクロイックプリズム、８２６は投射レンズである。光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１と、ランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。このランプ８１１から照射される白色光は、可視光全域の光を含んでいる。
【００１５】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は、反射ミラー８１７で反射され、赤色光用光変調手段８２２に入射する。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調手段８２３に入射する。さらに、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過し、反射ミラー８１５，８１６で反射されて、青色光用光変調手段８２４に入射する。
【００１６】
各光変調手段８２２、８２３、８２４では、入射した３原色光が画像信号に基づいて変調され、３原色の画像光が生成される。各光変調手段８２２、８２３、８２４から出射された画像光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３原色の画像光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投影され、画像が拡大されて表示される。
【００１７】
ここで、各光変調手段８２２、８２３、８２４の光源側には、それぞれ回転式分光フィルタ８３２、８３３、８３４が設けられている。
図２は、回転式分光フィルタの正面図である。なお以下には、緑色光用の回転式分光フィルタ８３３の場合を例にして説明する。この回転式分光フィルタ８３３は、中心軸８４０の回りに回転可能とされ、光源からの光が中心軸８４０の側部８４５を透過するようにプロジェクタに配設されている。
【００１８】
この回転式分光フィルタ８３３には、分光透過率の異なる２種類の分光フィルタ（高色純度フィルタ）が、周方向に配設されている（第１フィルタ８４１および第２フィルタ８４２）。
図３は、回転式分光フィルタを構成する各フィルタの分光透過率である。図３（ａ）に示す第１フィルタの分光透過率は、波長５５０ｎｍ付近を中心とする広い帯域で透過率１００％を示している。そのため、第１フィルタからの第１分光は、様々な波長の光を含んで構成され、高輝度であるが低彩度の分光特性を有するものとなる。一方、図３（ｂ）に示す第２フィルタの分光透過率は、波長５５０ｎｍ付近を中心とする狭い帯域のみで透過率１００％を示している。そのため、第２フィルタからの第２分光は、波長５５０ｎｍ付近の光のみを含んで構成され、高彩度であるが低輝度の分光特性を有するものとなる。これにより、第１分光は第２分光より高輝度となり、第２分光は第１分光より高彩度となる。
【００１９】
同様に、図１に示す赤色光用の回転式分光フィルタ８３２は、波長４４０ｎｍ付近で透過率１００％を示す２種類のフィルタを備えている。また、青色光用の回転式分光フィルタ８３４は、波長７００ｎｍ付近で透過率１００％を示す２種類のフィルタを備えている。なお、図１では光変調手段８２２、８２３、８２４の光源側に回転式分光フィルタ８３２、８３３、８３４を配設したが、３原色光の光路上であればどこに配設してもよい。また、本実施形態では緑色光用の回転式分光フィルタ８３３の第１フィルタの分光透過率として波長５００ｎｍ〜６００ｎｍにかけて透過率を略１００％としたが、ダイクロイックミラーにより各原色光が精度良く分離されている場合には、第１フィルタの分光透過率を全波長域において透過率略１００％（透明）としても良い。これは、赤色光用の回転式分光フィルタ８３２、青色光用の回転式分光フィルタ８３４についても同様である。
【００２０】
（画像表示方法）
次に、上述したプロジェクタにおける画像表示システムおよび画像表示方法について説明する。
図４は、第１実施形態に係る画像表示システムのブロック図である。本実施形態の画像表示システムは、光変調手段８２３および表示制御回路２９０を主として構成されている。光変調手段８２３には、主に液晶パネル１１０およびその駆動回路１１０Ｄが設けられている。表示制御回路２９０には、主にフレームコンバータ１２、伸張処理部１４、ＬＵＴ変換部１６およびフィルタ切替部２０が設けられている。
【００２１】
本実施形態では、まず画像信号および垂直同期信号（ＶＳｙｎｃ）をフレームコンバータ１２に入力する。一般に、画像信号は画像表示単位となるフレームごとに生成され、フレーム周波数は６０Ｈｚとされている。このフレーム周波数に対応して、６０Ｈｚの垂直同期信号が生成されている。本実施形態では、フレーム周波数を２倍にして画像表示を行う。そのため、フレームコンバータ１２において垂直同期信号を１２０Ｈｚに変換するとともに、増加したフレームに対応する画像信号を生成する。新たな画像信号は、直前の入力画像信号を複写して生成してもよいし、前後の入力画像信号を平均化して生成してもよい。
【００２２】
次に、変換された画像信号および垂直同期信号を伸張処理部１４に入力する。画像信号は、各画素の明るさを階調信号で表現したものであり、液晶パネルの各画素電極に対する印加電圧に変換して使用される。周知のように、液晶パネルの透過率−電圧曲線（ＴＶカーブ）は非線形性を示すことから、印加電圧に対応する階調信号の一部を伸張すべき場合がある。伸張処理部１４では、必要に応じてこのような階調信号の伸張処理を行う。
図５（ａ）は、第１実施形態に係る伸張曲線のグラフである。なお、本実施形態では、画像信号が２５６階調の階調信号で表現されている場合を例にして説明する。図５（ａ）の伸張曲線は、傾きが１の直線で構成されている。この場合、伸張処理部に入力された階調信号は、同じ階調に変換されて出力される。すなわち、本実施形態では階調信号の伸張処理を行わない。
【００２３】
次に、変換された画像信号および垂直同期信号を、図４に示すＬＵＴ変換部１６に入力する。ＬＵＴ変換部１６では、画像信号を構成する階調信号を、ＬＵＴ（Look Up Table）に基づいて、液晶パネルの駆動レベル信号（印加電圧に相当する信号）に変換する。
図５（ｂ）は、第１実施形態に係るＬＵＴのグラフである。本実施形態では、上述した回転式分光フィルタからの第１分光および第２分光を個別に変調するため、２種類のＬＵＴを使用する。図５（ｂ）では、第１分光に対応するＬＵＴ９１を実線で示し、第２分光に対応するＬＵＴ９２を破線で示している。高輝度の第１分光に対応するＬＵＴ９１は、低階調における駆動レベルの上昇率が小さく、高階調における駆動レベルの上昇率が大きくなっている。一方、高彩度の第２分光に対応するＬＵＴ９２は、低階調における駆動レベルの上昇率が大きく、高階調における駆動レベルの上昇率が小さく（または上昇率が０に）なっている。
【００２４】
次に、変換された画像信号および垂直同期信号を、図４に示す光変調手段８２３の駆動回路１１０Ｄに出力する。駆動回路１１０Ｄでは、垂直同期信号に基づいて、駆動レベル信号に変換された画像信号を液晶パネル１１０に供給する。これにより、液晶パネル１１０において光変調用の画像が表示される。
【００２５】
一方、上述したフレームコンバータ１２から出力された垂直同期信号を、フィルタ切替部２０に入力する。フィルタ切替部２０では、垂直同期信号における２倍化されたフレーム周波数に基づいて、回転式分光フィルタの第１フィルタおよび第２フィルタを順次切り替える。
【００２６】
図６は、画像表示の説明図である。図６（ａ）は、図４のフレームコンバータに入力された当初の画像信号であり、その横軸には当初のフレーム周波数（６０Ｈｚ）に応じて目盛りを記入している。また図６（ｂ）は、２倍化されたフレーム周波数（１２０Ｈｚ）に基づく画像表示例である。本実施形態では、上述した回転式分光フィルタからの第１分光による第１画像４１（４１ａ，４１ｂ）と、第２分光による第２画像４２（４２ａ，４２ｂ）とを、２倍化されたフレームごとに切り替えて表示する。第１画像４１を表示する場合には、図２に示す回転式分光フィルタ８３３の第１フィルタ８４１を使用して、第１分光を光変調手段に入射させる。その光変調手段では、図５（ｂ）のＬＵＴ９１により変換された画像信号を用いて、第１分光の変調を行う。そして、その光変調手段からの出射光により、図６（ｂ）に示す第１画像４１が表示される。一方、第２画像４２を表示する場合には、図２に示す回転式分光フィルタ８３３の第２フィルタ８４２を使用して、第２分光を光変調手段に入射させる。その光変調手段では、図５（ｂ）のＬＵＴ９２により変換された画像信号を用いて、第２分光の変調を行う。そして、その光変調手段からの出射光により、図６（ｂ）に示す第２画像４２が表示される。
【００２７】
ここで、図６（ａ）の画像信号のＡ部は、明るい画像を表示すべく、高い階調信号で構成されている。この高い階調信号を、図５（ｂ）のＬＵＴ９２により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが低く抑えられる。そのため、低輝度（高彩度）の第２分光の透過率が低くなり、図６（ｂ）に示す第２画像４２ａは暗くなる。しかしながら、上述した高い階調信号を、図５（ｂ）のＬＵＴ９１により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが大きくなる。これにより、高輝度（低彩度）の第１分光の透過率が高くなり、図６（ｂ）に示す第１画像４１ａは極めて明るくなる。このような第１画像４１ａおよび第２画像４２ａを順次切り替えて画像表示を行うことにより、観察者は高輝度の画像を認識することができる。また、フレーム周波数を２倍化しているので、第１画像４１ａおよび第２画像４２ａの切り替えによる不連続性を緩和することができる。
【００２８】
一方、図６（ａ）の画像信号のＢ部は、暗い画像を表示すべく、低い階調信号で構成されている。この低い階調信号を、図５（ｂ）のＬＵＴ９１により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが低く抑えられる。そのため、低彩度（高輝度）の第１分光の透過率が低くなり、図６（ｂ）に示す第１画像４１ｂが暗くなるとともに、彩度の低下が抑制される。これに対して、上述した低い階調信号を、図５（ｂ）のＬＵＴ９２により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが大きくなる。これにより、高彩度（低輝度）の第２分光の透過率が高くなり、図６（ｂ）に示す第２画像４２ｂは極めて高彩度になる。このような第１画像４１ｂおよび第２画像４２ｂを順次切り替えて画像表示を行うことにより、観察者は高彩度の画像を認識することができる。また、フレーム周波数を２倍化しているので、第１画像４１ｂおよび第２画像４２ｂの切り替えによる不連続性を緩和することができる。
【００２９】
このように、本実施形態の画像表示方法では、高輝度の第１分光による第１画像と、高彩度の第２分光による第２画像とを、単位時間ごとに順次切り替えて表示する構成とした。これにより、利用者によるモード切り替え等の作業を要することなく、番組内の明るい画像は高輝度に、暗い画像は広色域に表示することができる。また、画像内の明るい領域は高輝度に、暗い領域は広色域に表示することができる。したがって、高輝度化および広色域化を両立させることができる。
【００３０】
しかも、高い階調信号の場合には高輝度の第１分光の透過率を高くし、低い階調信号の場合には高彩度の第２分光の透過率を高くして、分光特性の異なる第１分光および第２分光の変調を行う構成とした。これにより、明るい画像は極めて高輝度に、暗い画像は極めて広色域に表示することが可能になり、高輝度化および広色域化をハイレベルで両立させることができる。
【００３１】
（変形例）
図７（ａ）は、第１実施形態の変形例に係る伸張曲線のグラフである。この変形例では、上述した回転式分光フィルタからの第１分光および第２分光を個別に変調するため、２種類の伸張曲線を使用する。図７（ａ）では、第１分光に対応する伸張曲線８１を実線で示し、第２分光に対応する伸張曲線８２を破線で示している。高輝度の第１分光に対応する伸張曲線８１は、低階調における傾きが小さく、高階調における傾きが大きくなっている。一方、高彩度の第２分光に対応する伸張曲線８２は、低階調における傾きが大きく、高階調における傾きが小さく（または傾きが０に）なっている。
【００３２】
図７（ｂ）は、第１実施形態の変形例に係るＬＵＴのグラフである。ここでは、第１分光に対応するＬＵＴのグラフと、第２分光に対応するＬＵＴのグラフとが一致している。このＬＵＴのグラフには、ガンマ補正曲線（γ＝２．２）が採用されている。
【００３３】
図６（ａ）の画像信号のＡ部は、明るい画像を表示すべく、高い階調信号で構成されている。この高い階調信号を、図７（ａ）の伸張曲線８２により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが低く抑えられる。そのため、低輝度（高彩度）の第２分光の透過率が低くなり、図６（ｂ）に示す第２画像４２ａは暗くなる。しかしながら、上述した高い階調信号を、図７（ａ）の伸張曲線８１により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが大きくなる。これにより、高輝度（低彩度）の第１分光の透過率が高くなり、図６（ｂ）に示す第１画像４１ａは極めて明るくなる。
【００３４】
また、図６（ａ）の画像信号のＢ部は、暗い画像を表示すべく、低い階調信号で構成されている。この低い階調信号を、図７（ａ）の伸張曲線８１により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが低く抑えられる。そのため、低彩度（高輝度）の第１分光の透過率が低くなり、図６（ｂ）に示す第１画像４１ｂが暗くなるとともに、彩度の低下が抑制される。これに対して、上述した低い階調信号を、図７（ａ）の伸張曲線８２により変換すれば、光変調手段の駆動レベルが大きくなる。これにより、高彩度（低輝度）の第２分光の透過率が高くなり、図６（ｂ）に示す第２画像４２ｂは極めて高彩度になる。
【００３５】
このように、第１実施形態の変形例においても、明るい画像は極めて高輝度に、暗い画像は極めて広色域に表示することが可能になり、高輝度化および広色域化をハイレベルで両立させることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る画像表示システムおよび画像表示方法について説明する。第２実施形態に係る画像表示方法は、高輝度の第１分光による第１画像と高彩度の第２分光による第２画像との時間混合比率を異ならせる点で、単位時間ごとに切り替える第１実施形態とは異なっている。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００３７】
図８は、第２実施形態に係る画像表示システムのブロック図である。第２実施形態においても、画像信号および垂直同期信号をフレームコンバータ１２に入力して、フレーム周波数を２倍化する。
【００３８】
次に、変換された画像信号および垂直同期信号を伸張処理部１４およびＬＵＴ変換部１６に順次入力する。
図９（ａ）は第２実施形態に係る伸張曲線のグラフであり、図９（ｂ）はＬＵＴのグラフである。第２実施形態では、分光特性の異なる第１分光および第２分光を区別することなく、一律に変調を行う。そのため、１種類の伸張曲線およびＬＵＴを使用する。なお、図９（ａ）の伸張曲線には傾きが１の直線が採用され、伸張処理を行わないようになっている。また、図９（ｂ）のＬＵＴにはガンマ補正曲線（γ＝２．２）が採用されている。
【００３９】
一方、第２実施形態では、図８に示すフレームコンバータ１２から出力された画像信号および垂直同期信号を、画像解析部２２に入力する。
図１０は、画像解析の説明図である。画像解析部では、入力された画像信号に含まれる各画素の階調信号を解析して、ヒストグラム処理を行う。そして、ピーク階調またはその付近の階調を照明制御信号に設定する。図１０のヒストグラムでは、１７０階調付近にピークがあるので、１７０階調を照明制御信号とする。
【００４０】
次に画像解析部では、照明制御信号に基づいて、回転式分光フィルタにおける第１フィルタおよび第２フィルタの使用時間比率を求める。
図１１は、照明制御信号と各フィルタの使用時間比率との関係を表すグラフである。このグラフは、例えばガンマ曲線（γ＝２．２）で構成され、ある照明制御信号におけるグラフ上下の長さ比率が第１フィルタ８４１および第２フィルタ８４２の使用時間比率を示している。例えば、図１０で求めた照明制御信号（１７０階調）の場合には、図１１による第１フィルタ８４１および第２フィルタ８４２の使用時間比率は約４５：５５となる。そして、図８に示す画像解析部２２は、求めた使用時間比率に基づいて、１フレーム内における回転式分光フィルタの切り替え制御信号を生成し、フィルタ切替部２０に出力する。フィルタ切替部２０では、入力された制御信号に基づいて回転式分光フィルタを切り替える。
【００４１】
図１２は、第２実施形態における画像表示の説明図である。図１２（ａ）は、図８のフレームコンバータに入力された当初の画像信号であり、その横軸には当初のフレーム周波数（６０Ｈｚ）に応じて目盛りを記入している。また図１２（ｂ）は、本実施形態の画像表示例である。本実施形態では、高輝度の第１分光による第１画像４１（４１ａ，４１ｂ）と、高彩度の第２分光による第２画像４２（４２ａ，４２ｂ）とを、１フレームごとに所定時間比率で切り替えて画像表示を行う。
【００４２】
図１２（ａ）の画像信号のＡ部は、明るい画像を表示すべく、高い階調信号で構成されている。この場合、照明制御信号が高くなるので、図１１のグラフにより、第１フィルタ８４１の使用時間比率は第２フィルタ８４２の使用時間比率より大きくなる。そのため、図１２（ｂ）に示すように、高輝度（低彩度）の第１分光による第１画像４１ａの時間混合比率は、低輝度（高彩度）の第２分光による第２画像４２ａの時間混合比率より大きくなる。これにより、観察者は主に高輝度の第１画像４１ａを認識することになる。
【００４３】
一方、図１２（ａ）の画像信号のＢ部は、暗い画像を表示すべく、低い階調信号で構成されている。この場合、照明制御信号が低くなるので、図１１のグラフにより、第２フィルタ８４２の使用時間比率は第１フィルタ８４１の使用時間比率より大きくなる。そのため、図１２（ｂ）に示すように、高彩度（低輝度）の第２分光による第２画像４２ｂの時間混合比率は、低彩度（高輝度）の第１分光による第１画像４１ｂの時間混合比率より大きくなる。これにより、観察者は主に高彩度の第２画像４２ｂを認識することになる。
【００４４】
そして、図１２（ａ）に示すように、画像信号のＡ部からＢ部にかけて階調が変化するにしたがって、図１２（ｂ）に示すように、第１分光による第１画像４１の時間混合比率と、第２分光による第２画像４２の時間混合比率とが、連続的に変化している。これにより、利用者によるモード切り替え等の作業を要することなく、番組内の明るい画像は高輝度に、暗い画像は広色域に表示することができる。また、画像内の明るい領域は高輝度に、暗い領域は広色域に表示することができる。したがって、第１実施形態と同様に、高輝度化および広色域化を両立させることができる。
【００４５】
なお、本発明の技術的範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、フレーム周波数を２倍化して画像表示を行ったが、３倍以上の整数倍としてもよく、逆に当初のフレーム周波数のまま画像表示を行ってもよい。
【００４６】
また各実施形態では、投射型表示装置に本発明を適用したが、直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。また各実施形態では、３板式プロジェクタに本発明を適用したが、単板式プロジェクタに本発明を適用することも可能である。なお、各色同時表示方式の単板式プロジェクタでは白色光源およびカラーフィルタを備え、時間順次表示方式の単板式プロジェクタでは各色光源および光変調手段が時間順次に駆動されるが、いずれに対しても本発明を適用することが可能である。
【００４７】
また各実施形態では、３原色の画像光の全てにつき分光特性の異なる光を順次切り替える構成としたが、少なくとも１つの画像光につき分光特性の異なる光を順次切り替える構成とするだけでも、本発明の効果の一部を奏することができる。特に、人間による視感度の高い緑色または赤色の画像光につき分光特性の異なる光を順次切り替える構成とすることが望ましい。ただし、これらの場合にはホワイトバランスの確保に留意する必要がある。また各実施形態では、分光特性の異なる一対の光を順次切り替える構成としたが、３種類以上の光を順次切り替える構成としてもよい。
【００４８】
図１３は、複数の光源を切り替えて使用するプロジェクタの概略構成図である。なお図１３では、緑色光の場合を例にして記載している。各実施形態では、回転式分光フィルタを回転させ、分光透過率の異なる第１フィルタおよび第２フィルタを切り替えて、第１分光および第２分光を生成した。これに代えて、図１３では、分光特性の異なる複数の光源８１０ａ，８１０ｂを使用している。例えば、第１光源８１０ａは高輝度光源であり、第２光源８１０ｂは高彩度光源である。これらの光源８１０ａ，８１０ｂを切り替えて使用することにより、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、両光源を同時に点灯させれば、より高輝度の光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】プロジェクタの要部を示す概略構成図である。
【図２】回転式分光フィルタの正面図である。
【図３】回転式分光フィルタを構成する各フィルタの分光透過率である。
【図４】第１実施形態に係る画像表示システムのブロック図である。
【図５】（ａ）は第１実施形態に係る伸張曲線のグラフであり、（ｂ）はＬＵＴのグラフである。
【図６】第１実施形態における画像表示の説明図である。
【図７】（ａ）は第１実施形態の変形例に係る伸張曲線のグラフであり、（ｂ）はＬＵＴのグラフである。
【図８】第２実施形態に係る画像表示システムのブロック図である。
【図９】（ａ）は第２実施形態に係る伸張曲線のグラフであり、（ｂ）はＬＵＴのグラフである。
【図１０】画像解析の説明図である。
【図１１】照明制御信号と回転式分光フィルタの使用割合との関係を表すグラフである。
【図１２】第２実施形態における画像表示の説明図である。
【図１３】複数の光源を切り替えて使用するプロジェクタの概略構成図である。
【図１４】色度図である。
【符号の説明】
【００５０】
４１ａ，４１ｂ‥第１画像  ４２ａ，４２ｂ‥第２画像
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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