(57)【要約】      （修正有）【課題】より広色域な画像表示装置を提供する。【解決手段】画像表示装置１は、アクティブ分光照明２と、複数の可動式微小ミラーを備え、アクティブ分光照明からの光を反射するデジタルミラーデバイス３と、を備える画像表示装置とする。この場合において、限定されるわけではないが、デジタルミラーデバイス３によって反射された光を投影するスクリーン４と、を備えることが好ましい。また、この場合において、限定されるわけではないが、アクティブ分光照明の発光とデジタルミラーデバイスの動作を同期させる制御装置５と、を備えることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブ分光照明と、
複数の可動式微小ミラーを備え、前記アクティブ分光照明からの光を反射するデジタルミラーデバイスと、を備える画像表示装置。
【請求項２】
前記デジタルミラーデバイスによって反射された光を投影するスクリーンと、を備える
請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記アクティブ分光照明の発光と前記デジタルミラーデバイスの動作を同期させる制御装置と、を備える請求項１記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記制御装置は、異なる波長範囲の光を３種以上半値幅２０ｎｍで順番に発するよう前記アクティブ分光照明を制御する請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記制御装置は、異なる波長範囲の光を６種以上半値幅２０ｎｍで順番に発するよう前記アクティブ分光照明を制御する請求項３記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記異なる波長範囲は、それぞれのピーク波長が４６０ｎｍ±５ｎｍ、４９０ｎｍ±５ｎｍ、５１０ｎｍ±３ｎｍ、５２０ｎｍ±３ｎｍ、５６０ｎｍ±５ｎｍ、６４０ｎｍ±５ｎｍ、のいずれかである請求項５記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。具体的には、光源からの光をスクリーンや壁面等に投影して画像を表示させるための画像表示装置に関し、より具体的にはプロジェクタ装置
【背景技術】
【０００２】
光源からの光をスクリーンや壁面などに投影して画像を表示させるいわゆるプロジェクタは、小さな表示用の素子に形成した画像を光学部材により拡大して表示することが可能であるため、装置を小型化することができるといった利点がある。
【０００３】
一方、画像として表現できる色の範囲（色域）が広いほど高画質となるため、表示装置の広色域化は高画質化において非常に重要な課題である。
【０００４】
上記プロジェクタの広色域化に関する公知の技術としては、例えば下記非特許文献１に、異なる透過特性を有する２台のＲＧＢプロジェクタを重複投影することにより、６バンドの広色域プロジェクションを実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】”Ｈｉｇｈ−ｆｉｄｅｌｉｔｙ  ｖｉｄｅｏ  ａｎｄ  ｓｔｉｌｌ−ｉｍａｇｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｖｉｓｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”，  Ｅｉｇｈｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ−ＩＳ＆Ｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．６０６２，２００６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献に記載の技術では、２台のプロジェクタを用いているために、幾何学的な補正が必要となり、画素単位の厳密なプロジェクションは困難であるといった課題がある。また、通常のＲＧＢ光源を２種類の特性を有するフィルタによって分離しているため、透過特性が広帯域にわたっており、人間が近くできる色域に対しては十分に広色域なプロジェクションができないといった課題がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、より広色域な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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の一観点に係る画像表示装置は、アクティブ分光照明と、複数の可動式微小ミラーを備え、アクティブ分光照明からの光を反射するデジタルミラーデバイスと、を備える。
【０００９】
また本観点において、限定されるわけではないが、デジタルミラーデバイスによって反射された光を投影するスクリーンと、を備えることが好ましい。
【００１０】
また本観点において、限定されるわけではないが、アクティブ分光照明の発光とデジタルミラーデバイスの動作を同期させる制御装置と、を備えることが好ましい。
【００１１】
また本観点において、限定されるわけではないが、制御装置は、異なる波長範囲の光を３種以上半値幅２０ｎｍで順番に発するようアクティブ分光照明を制御するものであることが好ましい。
【００１２】
また本観点において、制御装置は、異なる波長範囲の光を６種以上半値幅２０ｎｍで順番に発するようアクティブ分光照明を制御するものであることが好ましい。
【００１３】
また本観点において、異なる波長範囲は、それぞれのピーク波長が４６０ｎｍ±５ｎｍ、４９０ｎｍ±５ｎｍ、５１０ｎｍ±３ｎｍ、５２０ｎｍ±３ｎｍ、５６０ｎｍ±５ｎｍ、６４０ｎｍ±５ｎｍ、のいずれかであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本発明により、より広色域な画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態に係る画像表示装置の概略を示す図である。
【図２】実施形態に係る画像表示装置の光源のスペクトルの例を示す図である。
【図３】実施形態に係る画像表示装置の色域を示す図である。
【図４】実施例に係る画像表示装置において表示したパッチの写真図である。
【図５】実施例に係る画像表示装置の他の装置との比較の結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例の例示にのみ限定して解釈されるものではない。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る画像表示装置（以下「本装置」という。）１の概略図である。本図で示すように、本装置１は、アクティブ分光照明２と、複数の可動式微小ミラーを備え、アクティブ分光照明２からの光を反射するデジタルミラーデバイス３と、デジタルミラーデバイス３によって反射された光を投影するスクリーン４と、アクティブ分光照明２とデジタルミラーデバイス３に接続され、これらを制御する制御装置５と、を備えて構成されている。
【００１８】
本実施形態において、アクティブ分光照明２は、スクリーン４に投影される光を発するものであって、更に、所定の期間毎に様々な波長領域の光を発することができる装置である。本装置１は、アクティブ分光照明２を用いることで所望の（単色に近い）色領域の光を所定の期間毎に順番に出力させていくことが可能となるため、観測者はこの単色に近い色領域の光を時間分割して短時間に複数見ることにより脳内で合成し一つのカラー画像として認識するができる。
【００１９】
本実施形態において、アクティブ分光照明２が発する光の時間間隔としては、上記のとおり、複数の単色画像を観測者が一つのカラー画像として認識することができる程度に短い時間であることが好ましく、限定されるわけではないが、一つの波長範囲の光を発する時間としては３ｍｓ以上３０ｍｓ以下、より好ましくは１６ｍｓ以下であり、複数の波長範囲の光を発する繰り返しの時間としては、２０ｍｓ以上１００ｍｓ以下、より好ましくは２５ｍｓ以上５０ｍｓ以下の範囲内である。
【００２０】
アクティブ分光照明２の発する波長領域の数としては限定されるわけではないが、少なくとも３以上であることが必要であり、好ましくは６以上である。また、この場合において、波長範囲としては限定されるわけではないが、波長領域（色領域）の数を６以上とした場合、少なくともそれぞれのピーク波長が４６０ｎｍ±３ｎｍ、４９０ｎｍ±３ｎｍ、５１０ｎｍ±３ｎｍ、５２０ｎｍ±３ｎｍ、５６０ｎｍ±３ｎｍ、及び、６４０ｎｍ±３ｎｍを含んでいることが好ましい。
【００２１】
また本実施形態において、アクティブ分光照明２が発する光の波長領域において、少なくとも一つ、好ましくは全ての波長領域の半値幅は、２０ｎｍ以下であることが好ましい。このようにすることで、各波長領域の光をより単色に近い色領域とし、より広色域の画像表示装置とすることができる。
【００２２】
アクティブ分光照明２の構造としては、公知のものを採用することができ、構成については特段限定されるものではないが、例えば、光源と、この光源が発する光を分光する分光部材と、分光部材によって分光された光のうち所望の波長領域の光を取り出す光取出部材と、を備えていることが好ましい。なお光源としては、上記取り出す光の波長範囲をすべて含んでいる光源であることが好ましく、光源としては限定されるわけではないが例えばキセノンランプ、タングステンハロゲンランプ等を例示することができる。また、分光部材としては、分光させることができる限りにおいて限定されるわけではないが、例えば回折格子、プリズム等を用いることができる。また、光取出部材も、分光された光を所望の方向に取り出すことができるものである限りにおいて限定されないが、例えばデジタルミラーデバイスを備えていることが好ましい。
【００２３】
また本実施形態に係るデジタルミラーデバイス３は、上記のとおり、複数の可動式微小ミラーを備え、アクティブ分光照明２からの光を所望の方向に反射することができるものである。より具体的には、導体基板上に形成された集積回路上に微小なミラーをマトリクス状に複数配置し、各ミラーを可動的に動かすことで入射された光をミラーの領域に対応した複数の領域に分割し、そのそれぞれの反射方向を制御することで、表示される画像の各画素における光強度を調製することができるものである。すなわち、デジタルミラーデバイス３を用いることで、光強度により表現される単色の画像を得ることができるようになる。なおデジタルミラーデバイスとしては、一般に市販されているものを使用することができる。
【００２４】
また、本実施形態において、スクリーン４は、デジタルミラーデバイス３によって反射された光が投影されるものであって、この投影された光が画像として表示されることになる。スクリーン４としては、一般に市販されているものを用いることができ、特に限定はされない。
【００２５】
なお本実施形態においてスクリーン４は、投影する対象としての一例であり、光を投影して観測者が画像として認識することができる限り限定されず、例えば建物の壁面等であっても差し支えない。
【００２６】
また、本実施形態では、制御装置５を備えている。制御装置５は、上記アクティブ分光照明２、デジタルミラーデバイス３に電気的に接続されており、アクティブ分光照明２が光を発するタイミングと、デジタルミラーデバイス３がスクリーン４に光強度の画像を表示させるために行うミラー駆動のタイミングを同期させる機能を有するものである。このようにすることで、アクティブ分光照明の発光毎に光強度の画像を形成することができ、これを短時間で順番に表示させることで観測者にカラー画像として認識させることができるようになる。
【００２７】
なお、本実施形態において制御装置５は、アクティブ分光照明２、デジタルミラーデバイス３と別の構成として説明しているが、アクティブ分光照明２、デジタルミラーデバイス３と特段別の構成として設ける必要は必ずしもなく、制御装置５と同様の機能を有する回路を備えた構成としておいてもよい。この場合、例えば、デジタルミラーデバイス３が表示させる画像情報を書き換えた際、その信号を発する回路を備え、アクティブ分光照明２がこの信号を受信し当該画像情報に対応する光の波長を発するよう同期をとる回路を備えることとしてもよい。
【００２８】
また、本実施形態では、デジタルミラーデバイス３及び制御装置５に画像データを出力する情報処理装置６を備えていることも好ましい。デジタルミラーデバイス３は、情報処理装置６が出力した画像データに基づき、順次画像を形成するよう各微小ミラーの角度を調整する。なお、画像データは、本装置外部から受信した画像データであってもよいが、情報処理装置６によって別途本装置１のアクティブ分光照明に対応するよう各色領域の光用に最適化された画像データであることが好ましい。また画像データは、全画素におけるカラー情報及び強度情報を備えたものであってもよいが、前フレームに表示された画像データとの差分のみのデータであってもよい。
【００２９】
以上、これら装置の組み合わせによってより広色域な画像表示装置を提供することができる。
【００３０】
次に、本装置１を用いた画像表示方法について説明する。まず、表示に先立ち、アクティブ分光照明２に対し、発する色領域の数、そのピーク波長（又は波長範囲）、その発光時間等の各種パラメータを設定する。ここで発光時間の設定に関しては、フレーム期間を設定すること、より好ましくはフレーム期間及びサブフレーム期間を設定することが好ましい。ここで「フレーム期間」とは、設定された複数の色領域全体の発光を繰り返す時間をいい、「サブフレーム間隔」とは、フレーム期間内において、設定された各色領域の発光を行う時間をいう。具体的には、発する色領域の数を６とし、各色領域の光を３ｍｓずつ発光させ、１ｍｓインターバルを置いた後、この６つの色領域の光を繰り返し発光させていく場合、サブフレーム期間は４ｍｓ（３ｍｓ＋１ｍｓ）、フレーム期間は２４ｍｓ（４ｍｓ×６）ということになる。
【００３１】
一方、制御装置５は、まず、１フレーム期間の開始を意味するフレームトリガー信号をアクティブ分光照明２及びデジタルミラーデバイス３の少なくとも一方に出力する。アクティブ分光照明２は、このフレームトリガー信号を受信した後、予め設定された内容に従い、複数の波長領域の光を順次発光させ、発光が終了したら次のフレームトリガー信号が入力されるまで待機する。なお、サブフレーム期間を設定する場合、制御装置５はフレームトリガー信号の後、アクティブ分光照明２に順次サブフレームトリガー信号も出力し、アクティブ分光照明２はこのサブフレームトリガー信号を受信した後、予め設定された次の波長領域の光を発し、次のサブフレームトリガー信号又はフレームトリガー信号が出力されてくるまで待機する。
【００３２】
また、デジタルミラーデバイス３も、制御装置５からフレームトリガー信号を受信した後、情報処理装置から予め又は順次受け取った画像データに基づき複数の微小ミラーを駆動し、当該画像データに対応した状態に角度を調整する。なお、アクティブ分光照明２では、１フレーム内に複数の波長領域の光を発しこれら光を合成して一つのカラー画像とする必要から、これらの光領域毎に微小ミラーの状態を変更させる必要があるため、上記設定したサブフレーム期間毎に画像データに基づき微小ミラーの回転角度を変化させる。なお、この場合においても、上記と同様、サブフレーム期間を設けている場合、制御装置５がデジタルミラーデバイス３にサブフレームトリガー信号を出力し、そのサブフレームトリガー信号を受信した後、微小ミラーの回転を変化させ次のサブフレームトリガー信号を受信するまで待機するようにしてもよい。
【００３３】
そして、上記動作をフレームごとに繰り返していくことで、観測者はフレーム毎にカラー画像として認識することができる。
【００３４】
なお、ここの例では制御装置５が積極的にフレームトリガー信号、サブフレームトリガー信号を発する構成としているが、制御装置５を別の構成として設けずにデジタルミラーデバイス３又はアクティブ分光照明２の回路として構成する場合は、例えば、デジタルミラーデバイス３がサブフレーム期間毎に画像データに基づき微小ミラーの回転角度の変化処理の完了後次の画像データに基づき微小ミラーの回転角度の変化処理を開始する前にトリガー信号を発し、このトリガー信号をアクティブ分光照明２が受信した場合、アクティブ分光照明２が特定の波長領域の光を発するようにし、この処理をサブフレーム期間毎に繰り返す構成としてもよい。このようにすることで、制御装置５を特別に設けることなく簡便な構成で実現できる。
【００３５】
以上、本実施形態により、より広色域な画像表示装置を提供することができる。具体的には、本装置１はアクティブ分光照明を用いることで単色に近い色領域の光を複数連続的に発光させることができ、この光をデジタルミラーデバイスに照射して反射させることで色領域毎に単色に近い高精細な光強度の画像を得ることができる。そして、アクティブ分光照明は任意に光領域の数を定めることもできるため、より広色域を達成することができる。しかも、アクティブ分光照明を用いることで、一つの照明によって様々な色領域の光を取り出すことができ、上記公知の技術のように、複数の光源や装置を多数組み合わせる必要がなく、複雑な光学系が必要なく簡便に構成できるといった利点もある。そして、これら同期をとるための制御装置を設けることで、フレーム毎の制御も可能となり、時や場所に応じて色の数や波長範囲を変えることも可能となり、広色域な画像表示装置を提供することができるようになる。
【実施例】
【００３６】
ここで、本装置について、実際に試作を行いその効果を確認した。以下具体的に説明する。まず、アクティブ分光照明として、Ｇｏｏｃｈ  ａｎｄ  Ｈｏｕｓｅｇｏ社製の波長可変光源ＯＬ４９０を採用した。また、デジタルミラーデバイスは、テキサス・インスツルメンツ社製のＤＬＰ  Ｌｉｇｈｔ  Ｃｒａｆｔｅｒ（登録商標）（ＤＬＰプロジェクタ）に内蔵されているデジタルミラーデバイスを採用することとし、このＤＬＰに上記アクティブ分光照明からの光が入射されるようにした。なお、ＤＬＰプロジェクタには上記デジタルミラーデバイスを駆動するためのシステムが内蔵されており、画像データを入力することで、タイミングに合わせて微小ミラーを駆動させることができる。
【００３７】
また、アクティブ分光照明は、波長領域として４６０ｎｍ、４９０ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５６０ｎｍ、６４０ｎｍをそれぞれピーク波長とする６領域の光を２０ｍｓ毎に発するよう設定した。なおこの光源の分光分布を図２に、またこの結果得られる表示色域について図３に示しておく。これらの図で示すように、本実施例に係るアクティブ分光照明を用いることで、ＣＩＥｘｙ色度図上において非常に広色域を達成できることがわかる。
【００３８】
一方、上記アクティブ分光照明とデジタルミラーデバイスをそれぞれ情報処理装置に接続し、画像データをデジタルミラーデバイスに出力することができるように構成するとともに、ＤＬＰプロジェクタから発せられるサブフレーム毎に発せされる信号をサブフレームトリガー信号として採用し、これをアクティブ分光照明に出力させる構成とした。
【００３９】
そして、画像表示装置を用い、パッチをスクリーン（ＫＩＫＵＣＨＩ、ＷＰＡ−ＳＴ１００）に投影しその効果を確認した。この写真図を図４に示しておく。カメラの分光感度や表示デバイスの制約により、図は実際に投影された色とは大きく異なるが、他のプロジェクタと比較して、視覚的にも広色域の投影ができていることが確認できた。また図５及び下記表に、本実施例の画像表示装置の色域と既存のプロジェクタ３台の色域を、特に表１においては標準規格（ｓＲＧＢ、ＮＴＳＣ）による色域についても比較を行った結果を示す。この結果によっても、本実施例の画像表示装置が非常に優れていることを確認することができた。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、画像表示装置として産業上の利用可能性がある。
【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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