(57)【要約】【課題】カラーホイールを用いた画像表示装置における表示画像の色温度調整方法において、色温度調整時の明るさの低下を抑え、容易に色温度調整を行う。【解決手段】カラーホイールの中心９からの距離により、各カラーの円周に占める割合を変化させたカラーホイールを用いる。この時、カラーホイールに照射される光スポット８の位置と、カラーホイールの中心からの距離を変化させることにより、結果として各カラーの相対的な表示時間を変化させることでカラーホイールを用いた画像表示装置における表示画像の色温度調整とする。【選択図】    図２
2005275078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光から複数種の色光を生成する色光生成手段において、前記出射された光を照射する部位を変更することにより単位時間あたりの前記色光の割合を連続的に可変な色光生成手段。
【請求項２】
回転中心からの距離により円周方向のカラーフィルタ各々の割合が連続的に異なっている回転円板を有することを特徴とする請求項１記載の色光生成手段。
【請求項３】
回転軸に平行な方向で円周方向の複数のカラーフィルタ各々の割合が連続的に異なっている回転筒を有することを特徴とする請求項１記載の色光生成手段。
【請求項４】
請求項１記載の色光生成手段を用いたことを特徴とする画像表示装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間光変調器(SLM)ならびにカラーホイールを用いた画像表示装置における色温度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調器（SLM）を用いた画像表示装置は、選択的に光を提供することにより、画像を提供するものである。デジタルマイクロミラー装置（DMD）は、SLMの１型式であり、半導体アドレス回路チップ上に数十万個以上のレベルで整然と形成された薄膜平方ミラー(マイクロミラー)を有する。各ミラーは１以上のヒンジにより空間に吊るされており、これらのミラーは制御回路上に発生される静電引力により選択的に傾斜される。マイクロミラーは通常+10度または-10度に対角軸方向に傾斜して電気的、機械的な安定状態をとり、どちらかの傾斜角を高速にスイッチングする。適当な光源と光学系機器にDMDを組み入れることにより、画面内の各画素において逐次的に光を提供する画像表示装置が形成される。
DMDを備えた画像表示装置において、光源からDMDに照射された照射光はDMDのメモリ・セルにロードされた画像データを元に選択的に傾斜されたマイクロミラーにより選択的に像平面に反射されるか、又は像平面から偏向するように反射される。このとき、各ミラーは画像の１画素にあたる光を投影する。通常、光源からの照射光は20度の角度でDMDに入射し、マイクロミラーがオンの状態であれば投影レンズに向けて照射され、表示画像における画素は明るく表示される。反対にマイクロミラーがオフの状態であれば照射光は-40度の角度で反射されるため、投影レンズには照射されず、表示画像における画素は暗く表示される。DMDを含むSLMを備えた画像表示装置は画素毎に逐次的に光を照射することにより表示画像を提供する。
SLMを備えた画像表示装置において、カラー画像を得る一つの方法として赤(R)、緑(G)、青(B)のセグメントに分割されたカラーホイールによりろ波された色光を時分割表示することでカラー画像を得る方法がある。表示画像の１フレームにおける画像データが表示されるとき、SLMに照射される光源からの光はカラーホイールのセグメント・カラーによりろ波され、逐次的にR、G、Bの色光となってSLMに照射される。SLMに逐次的に照射される色光は画像データにより選択的に像平面に反射され、各画素にR、G、Bの各色を表示する。このとき各画素においてR、G、Bの異なるカラーを逐次的に表示することで目に適正な色を認識させる。
SLMを備えた画像表示装置において、カラー画像を得る際に光源より照射された光から特定の波長のみからなる色光を得る方法として、透過型の前記カラーホイールを用いたものの他に光源から照射された光に対して特定の波長のみを反射するセグメントを2種類以上有することにより2種類以上の色光を逐次的に得る方法、円板タイプではなく円筒タイプのカラーホイールを用いることにより光源から照射された光をろ波又は反射することにより2種類以上の色光を得る方法等もある。近年では「SCR(Sequential  Color  Recapture)」方式と呼ばれ、カラーホイールのR、G、Bの配置を渦巻き状にすることでSLMに3色同時に色光を照射することを可能とした方法もある。本発明における実施例においては主に透過型で円板タイプのカラーホイールを用いたSLMを備えた画像表示装置を取り上げるが、本発明の真の目的によれば光源からの光から色光を得る方法が前記いかなる方法においても適応できる。
各画素における色の階調は、画面上に表示されるR、G、Bの各色光を精確に時分割表示することで得られる。すなわち各画素は各色において黒表示に対応する各色の表示時間無し(０)を含む256レベルの輝度表示が可能であり、複数の輝度レベルの色光を組み合わせることによりフルカラー表示することが可能となる。
カラーホイールを用いた画像表示装置（DLPプロジェクター等）における色調を変化させる方法、主に色温度調整方法としては「特開平9-12743」がある。この色温度調整方法は、逐次的に表示される各カラーに関する相対表示時間を調整して画像における色温度を調整するものであり、この色温度調整方法して以下の2つが上げられている。なお、下記における標準的なカラーホイールとは、R、G、Bの3つのセグメントを有し、各セグメントは120度の円弧を持つものとする。
a）ある一つ以上の色の表示時間を黒表示により減少させることによって、相対的に他の色の表示時間を増やすことで色温度調整を行う。
b）標準的なカラーホイールにおけるある色の円周に占める割合を増加させて（結果、その他の色が円周に占める割合は小さくなる）そのセグメントが有する色の表示時間を増加させ、他の色の表示時間を減少させることにより色温度調整を行う。
なお、カラーホイールを用いた画像表示装置における画像表示技術において、西田 信夫 責任編集  「先端ディスプレイ技術（第７巻）大画面ディスプレイ」 共立出版、2002年5月25日、p.62-72等を参考にすることで、本発明に対するより深い理解の一助となるものと思われる。
【０００３】
【特許文献１】特開平9-127436号公報（８欄 ２０〜３５行及び図３）
【特許文献２】特開平9-127436号公報（３欄 ２〜２０行及び図２）
【非特許文献１】西田 信夫 責任編集  「先端ディスプレイ技術（第７巻）大画面ディスプレイ」 共立出版、２００２年５月２５日、p.６２−７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記色温度調整方法においては以下のような問題点が有る。a）においては黒表示によりある色の表示時間を減少させるため、結果として色温度調整時に画面全体としての輝度が落ちる。
b）においては、色温度を異なる市場にカスタマイズさせるためにカラーホイールにおけるセグメントの円弧を増減させることで物理的に色温度を調整する。しかし、この各セグメント・サイズを増減させたカラーホイールを装備した画像表示装置作成後、輝度を落とさずに色温度を調整する際には、各カラーにおけるセグメント・サイズの異なるカラーホイールと、装備されたカラーホイールとを交換しなくてはならず、交換作業に時間と専用装置などが必要となりユーザーに対する負担が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記デジタル表示デバイスにおいて、同一のカラーホイールを用いて画面全体の輝度の低下を極力抑えて、ユーザーが簡単に好みの色温度に調整することを目的とする。つまり、
カラーホイールを用いたデジタル表示の色温度調整技術において
i）中心からの距離により、円周方向（回転方向）の各カラーにおける円周に占める割合を連続的に変化させたカラーホイールと、
ii）カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中心からの距離を変化させるためのカラーホイール中心軸移動装置またはカラーホイール上に形成される光りスポットの照射位置を移動させる光学系装置と、
iii）カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中心からの距離により連続的に変化する各カラーの円周に占める割合に合わせて表示時間を連続的に増減させる装置
を装備することを特徴とする色温度調整方法及びその色温度調整方法を用いた画像表示装置である。すなわち、カラーホイールを用いてデジタル表示を行う画像表示装置において、i）の特徴を持つカラーホイールの中心を、ii）記載の装置により光スポットを形成する光線に対して垂直方向に平行移動させて光スポットの位置をカラーホイール上で外側（又は内側）に移動させる。そしてその結果として、円周に占める各カラーの割合により各カラーにおける相対的な表示時間を増減させることで色温度を調整しようというものである。また、カラーホイールの中心位置を移動させるだけでなく、光学的にカラーホイール上に形成される光スポット照射位置を移動させる事により、前記カラーホイールの中心軸を移動させる方法と同様に各カラーの相対的な表示時間を変化させる事により色温度調整を行おうというものである。この時、中心からの距離によって変わる各カラーの円周に占める割合によって変化する各カラーの単位時間における表示時間に合わせて入力画像に対する画素データの各カラーの表示時間を増減させる装置iii）が必要である。
なお、i）における各カラーの円周方向に占める割合を変化させるセグメントの形、大きさは問わないものとする。
【発明の効果】
【０００６】
カラーホイールを使用するデジタル表示における色温度調整において、同一のカラーホイールを用いて黒表示時間を挿入すること無く連続的に色温度調整を行うことができる。したがって、上記色温度調整方法a）に見られる色温度調整時の画像全体の輝度低下を抑えることができ、ｂ）のように輝度を落とさずに色温度調整を行う際必要なカラーホイール交換作業などのユーザーへの負担を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図面、表を用いて説明する。
[実施例１]
図１に前記画像表示装置全体の概念図を、図２に本発明にて紹介した色温度調整を可能としたカラーホイールの一例を記す。
図１の光源１から発せられた光は集光され、モーターを備えたカラーホイール２において光スポット３を形成する。カラーホイール２に照射された光はカラーホイール２における各セグメントによりろ波され、色光となって画像変換装置（DMD）５に照射される。この時、カラーホイール２はモーターにより回転しており、各セグメントに対応する色光R、G、Bはそれぞれ逐次的に画像変換装置５に照射される。画像変換装置５に照射された色光は、入力画像の各画素に対して適応的に画像変換装置５により反射（又は透過）され、逐次適に投影レンズ６を通って、スクリーン７に投影される。
なお、前記画像表示装置におけるカラーホイール２の設置位置については、画像変換装置５の後方に設置することもできる。すなわち光源から発せられた光が画像変換装置に照射され、画像変換装置により適応的に反射された光がカラーホイールを通過し、色光となって逐次的にスクリーン投影される。
画像データ/信号は信号インターフェース10に入力される。信号インターフェース10に入力された画像データ/信号はアナログ・ビデオ信号、デジタル形式のグラフィックデータなど、信号の種類によりA/D変換、Y/C分離などの適正な処理が行われ、画像データ・プロセッサ11に送られる。
画像データ・プロセッサ11に送られた画像データは前記画像表示装置において適性に画像表示されるように画像データ・プロセッサ11により処理される。すなわち輝度・色差信号YUVからRGBデータに変換するカラースペース変換、ガンマ補正を行う線形変換、インターレースされたデータを補間し一つの画像にするライン発生などのタスクがおこなわれる。
ディスプレイ・メモリ12は画像データ・プロセッサ11から受け取った画像データにおいて、画像変換装置５の各画素に対して１ビットの情報を適宜提供する。ディスプレイ・メモリ12にはバッファ・メモリが内蔵されており少なくとも２表示フレーム分の画像データを所有することが可能となっている。この２つのバッファが制御されるいわゆる「ピンポン」により、画像データは連続して画像変換装置５、カラーホイール２に内蔵されたモーター、光源１に送られる。このとき画像変換装置５、カラーホイール２、光源１は各画像データにおいて各画素におけるカラー表示に位相のずれが生じないようにマスタ14により制御される。すなわち、各フレームにおける画素毎の情報と、画像変換装置５に照射される各色光を対応させて、画像変換装置５のON、OFF切り替え（ONはスクリーンに照射される状態を表し、OFFはスクリーンに照射されない状態を表す）、カラーホイール２の回転する速度の制御を行うことにより、画像情報を元にR、G、Bの各色光はスクリーン上に適宜逐次的に表示され、3色光の値の組み合わせにより視聴者に所望の色として認識され、カラー画像として認識される。
前記画像表示装置における画像がユーザーにより設定された色温度で表示されるように色温度変換装置13を解してマスタ14により種々の装置は制御される。ユーザーにより表示画像の色温度の設定が変えられたとき、光スポット移動装置15によりカラーホイール２は光源１から照射される光に対して数位直方向に平行移動し、カラーホイール２に形成される光スポット３とカラーホイール２の中心からの距離が変化する、又は光スポット移動装置15により光学的に光スポット３と、カラーホイール２の中心からの距離が変化し、本発明における色温度調整方向により、前記表示画像の色温度は調整される。
図２に記載のカラーホイールにおけるαb、βb、γbは、カラーホイールにおいて青色の光を透過するセグメントBの、カラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントBの円周弧の角度を表す。同様にしてαr、βr、γrは赤色の光を透過するセグメントRのカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントRの円周弧の角度を、αg、βg、γgは緑色の光を透過するセグメントGのカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントGの円周弧の角度をそれぞれ表す。また、ここではこのカラーホイールの直径は13ｃｍであるとし、円周αb、αr、αgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は3ｃｍ、円周βb、βr、βgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は4ｃｍ、円周γb、γr、γgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は5ｃｍであるものとする。
なお、図２のカラーホイールにおける各セグメントの透過特性としては、各セグメントにおける透過光の表示時間の比率がR、G、Bで１：１：１であるならば、表示される画像の色特性はsRGB規格と一致するものとする。すなわち、図１における表示装置のR、G、Bの表示時間の比率が１：１：１であるならば、ここで紹介するカラーホイールの色温度は6500Kとなる表示特性をもつこととする。したがってこの時のRGBからXYZ色空間への変換式は以下のようになる。
【０００８】
【数１】
2005275078.tif 000003
【０００９】
前記カラーホイールを用いた画像表示装置における各色のxy色度図上での色度座標は以下の式によって求めることができる。
【００１０】
x  =  X/(X+Y+Z)
y  =  Y/(X+Y+Z)              ・・・・・式２
また、図２記載のカラーホイールの各セグメントにおける図２内の円周弧の角度は次の通りであるとする。
【００１１】
αb＝αr＝αg＝120°         ・・・・・1.1
βb＝140°、βr＝βg＝110°  ・・・・・1.2
γb＝160°、γr＝γg＝100°  ・・・・・1.3
ここで図２記載のカラーホイールのR、G、B各セグメントにおける円周弧の角度をそれぞれφr、φg、φbとし、前記カラーホイールは1秒間にＴ回転するものとすると、前記カラーホイールが1回転するのに有する時間は1／Ｔ秒であり、1秒間に表示できる各色光の表示可能時間は以下のようになる。
【００１２】
Ｔr = (φr/360)×(1/Ｔ)×Ｔ  （秒）
Ｔg = (φg/360)×(1/Ｔ)×Ｔ  （秒）
Ｔb = (φb/360)×(1/Ｔ)×Ｔ  （秒）
(Ｔr、Ｔg、ＴbはそれぞれカラーホイールのR、G、B各セグメントに対応する色光の1秒当たりの表示可能時間とする。)
すなわち、
Ｔr = (φr/360)  （秒）
Ｔg = (φg/360)  （秒）     ・・・・・式３
Ｔb = (φb/360)  （秒）
と、なる。
図１に示した表示装置において、カラーホイールに照射される光スポットが図２のカラーホイール上でαb、αr、αgの円周弧上に照射されているとする。この時、前記1.1、式３より、全白表示時の各色光R、G、Bの相対表示時間は１：１：１となり、ここでのカラーホイールの光透過特性から、表示される画像の色温度は6500Kとなる。
次に、カラーホイール上の光スポットの位置を図２のカラーホイール上でβb、βr、βgの円周弧上に移動させた時のことを考える。この時、全白表示時のR、G、B各色光の相対表示時間は前記1.2、式３より11：11：14となる。ここで式１よりX、Y、Zの相対値を求め、式２により白色点における色度座標を求めて色温度を導出すると8000Kとなる。同様にして、光スポットを図２のカラーホイール上でγb、γr、γgの円周弧上に移動させた時、前記1.3、式３より全白表示時のR、G、B各色光の相対表示時間は10：10：16となり、色温度は11000Kとなる。なお、前記３通りも含めたここでの各セグメントの円周からの距離により変化する円周弧の角度に対する色温度、およびxy色度図上の白色点におけるx、y座標は以下のようになる。
【００１３】
【表１】
2005275078.tif 000004
【００１４】
図２記載のカラーホイールは前記表１を満たす各セグメントを有するものとする。
また、カラーホイールに対して照射される光スポットのカラーホイール中心からの距離を変化させる方法としては、以下の2つが上げられる。
一）カラーホイールの中心軸を、光スポットを形成する光線に対して垂直な方向に平行移
動させる事によって、カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中
心からの距離を変化させる。
二）カラーホイール上に形成される光スポットの照射位置を光学的に移動させ、カラーホ
イール中心からの光スポットの距離を変化させる。
はじめに一）の方法によりカラーホイールに照射される光スポットの位置を移動させる場合を考える。すなわち以下のようにして前記画像表示装置における色温度を調整する。
前記カラーホイールを備えた、前記画像表示装置において、色温度6500Kの画像を投影していたとする（色温度を6500Kに設定していたとする）。この時、前記カラーホイール中心軸を、光スポットを形成する光線に対して垂直方向に、光スポットとは逆方向に1ｃｍ移動させたとすると、前記カラーホイール中心軸と光スポットとの距離は4ｃｍとなる。したがって前記表１により色温度8000Kの画像が得られる。同様にして、前記カラーホイール中心軸を移動させ、前記カラーホイール中心軸と光スポットとの距離を5ｃｍ、6ｃｍと変化させると、前記表１より、それぞれ11000K、18000Kの色温度を持つ画像が得られる。逆に、前記カラーホイールと光スポットとの距離を2ｃｍとすると、色温度5400Kの画像が得られる。
二）の方法により前記カラーホイールに照射される光スポットの位置を光学的に移動させる時、一）と同様に光スポットと前記カラーホイール中心軸からの距離を2ｃｍ、3ｃｍ、4ｃｍ、5ｃｍ、6ｃｍとなる様に光スポットの位置を移動させると、前記表１よりそれぞれ5400K、6500K、8000K、11000K、18000Kの色温度を持つ画像を得ることができる。
前記色温度調整方法を備えた画像表示装置において、前記カラーホイールによりろ波された各色光は画像変換装置をへてスクリーン等に逐次的に照射されることで視聴者に画像として認識される。この時、前記色温度調整方法によって、各色温度によって変化する各色光の前記画像変換装置への相対的な照射時間に応じて、前記画像変換装置を制御することにより、画像における各画素データに対応する各色光のスクリーン等への照射時間を制御することが必要である。
簡単な例を挙げる。前記色温度調整方法を備えた画像表示装置において、色温度を6500Kに設定したものとし、前記画像表示装置において青色表示をする時を考える。前記カラーホイールが1秒間にＴ回転するものとすると、前記カラーホイールが1回転する時間は1／Ｔとなる。この時、前記表１、式３より前記カラーホイールが1回転する際に、青色の色光が前記画像変換装置に照射される時間ｔb(65)は、
ｔb(65) = （120/360）×（1/Ｔ）      ・・・・・1.4
と、なる。また、前記画像表示装置において色温度を11000Kに設定すると、前記表１、式３より前記カラーホイールが1回転する際に、青色の色光が前記画像変換装置に照射される時間ｔb(110)は、
ｔb(110) = （160/360）×（1/Ｔ）      ・・・・・1.5
と、なる。
前記画像表示装置において表示される各カラーの階調数が8ビット256階調であり、各色における階調は等間隔に変化するものとする。前記画像表示装置において最も彩度の高い青色表示（画像表示装置における青色の階調が255）をする時、色温度6500K、11000Kにおいて、前記カラーホイールが1回転する間に前記画像変換装置に照射され、反射（又は透過）された青色の色光がスクリーン上に投影される時間ｔb(65,255)、ｔb(110,255)は前記1.4、1.5よりそれぞれ
ｔb(65,255) = （120/360）×（1/Ｔ）×（255/255）   ・・・・・1.6
ｔb(110,255) = （160/360）×（1/Ｔ）×（255/255）  ・・・・・1.7
と、なる。また、前記画像表示装置において彩度が中間である青色（画像表示装置における青色の階調が128）をスクリーン上に投影する時、色温度6500K、11000Kにおいて、前記カラーホイールが1回転する間に前記画像変換装置に照射され、反射（又は透過）された青色の色光がスクリーン上に投影される時間ｔb(65,255)、ｔb(110,255)は前記1.4、1.5よりそれぞれ
ｔb(65,128) = （120/360）×（1/Ｔ）×（128/255）   ・・・・・1.8
ｔb(110,128) = （160/360）×（1/Ｔ）×（128/255）  ・・・・・1.9
と、なる。
1.6、1.7及び1.8、1.9より、前記画像表示装置において、同じ階調の青色表示であっても、色温度が異なれば、前記カラーホイールが1回転する間に青色の色光がスクリーン上に照射される時間は異なる。赤色表示、緑色表示においても同様に、それぞれ同じ階調の表示であっても色温度が異なれば、前記カラーホイールが1回転する間に赤色、緑色の色光がスクリーン上に照射される時間は異なる。
本発明における前記画像表示装置は、投影画像を所望の色温度に設定するために、所望の色温度に応じて、画像データ/信号に対応する前記画像変換装置のON、OFFを制御する画像変換装置制御装置を有する。
前記カラーホイールと前記光スポット位置移動方法のどちらかによる光スポット位置移動装置、を備えた画像表示装置においては、ある一つ以上の色の表示時間を黒表示により減少させることによって、相対的に他の色の表示時間を増やすことで色温度調整を行う必要は無い。したがって、画像全体の輝度の低下を極力抑え、カラーホイールの交換なども必要無く、5400Kから18000Kまでの色温度調整を行うことができる。なお、ここに記載されたカラーホイール、光スポット移動方法は、本発明を実現するための1例であり、特定するものではない。
[実施例２]
また、本発明における色温度調整方法はSLMを用いた画像表示の１形式であるSCR方式においても適用される。SCR技術はSLMを用いた画像表示技術の中で光源から照射された光の利用効率を向上させる方法であり、SOCIETY FOR INFOMETION DISPLAY 2001 INTERNATIONL  SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS・Volume XXXII(page 1076)に記載されたSequential Color Recapture and Dynamic Filtering : A Method of Scrolling Color (D.Scott Dewald, Steven M.Penn, and Michael Davis)で提案されている。SCRとはカラーホイールのRGBの配置を渦巻き状にすることで複数の色光を同時にSLMに照射することを可能とした方式である。以下、SCR方式についての簡単な説明を行う。
光源から発せられた光は「インテグレータロッド」と呼ばれるデバイスに入射する。インテグレータロッドは内部を鏡状にした円筒又は円柱形のデバイスであり、インテグレータロッドの光射出面には渦巻き状のR、G、Bのカラー・セグメントの配置を備えたカラーホイールが備えられている。インテグレータロッドは光入射面と光射出面だけが開口しておりインテグレータロッドに入射した光のうち、カラーホイールのR、G、B各面に合わせた光だけが先に進むことが出来る。それ以外の光はカラーが合うまでインテグレータロッド内で反射を繰り返す。カラーホイールは回転しており各カラー・セグメントによってろ波される事により得られた色光は上下（又は左右）の位置を次々に変えながらSLMに照射され、画像データをもとに選択的に投射レンズに向けて反射されることでスクリーンに投影されて画像として認識される。なお、SCR方式に用いられるインテグレータロッドは同様の内部反射作用を持ついかなる形状のガラスロッドに置き換えることもできる。
図３に本発明における色温度調整方法を実施可能としたSCR方式を備えた画像表示装置の簡単な概念図を表す。光源16から発せられた光はインテグレータロッド18に光入射面17を通って入射する。インテグレータロッド18の光射出面19には中心からの距離により円周に占めるカラーの割合が変化するR、G、B３色のカラー・セグメントを有するカラーホイール20が備えられており、インテグレータロッド18に入射された光のなかでカラーホイール20のR、G、B各面に合わせた光のみが先に進む。それ以外の光はカラーが合うまでインテグレータロッド18内で反射を繰り返す。カラーホイール20又はインテグレータロッド18は移動装置が備えられており、この移動装置はカラーホイール20の中心からインテグレータロッド18の光射出面19までの距離を連続的に変化させる様にカラーホイール20又はインテグレータロッド18に作用する。カラーホイール20は回転しており各カラー・セグメントによってろ波された色光はそれぞれの位置を次々に変えながら画像変換装置22に照射され、画像データ/信号、設定された色温度をもとに選択的に反射されてスクリーンに投影され画像として認識される。
図３に記載のSCR方式そ用いた画像表示装置において、本発明における色温度調整方法を実施可能としたカラーホイール20'を図４に記載する。カラーホイール20'における２種類以上の各カラーの円周に占める割合はカラーホイール20'の中心25からの距離により連続的に変化する。ここではカラーホイール20'は円周26、27、28におけるR、G、B各カラーの円周に占める割合がそれぞれ1：1：1、11：11：14、10：10：16を満たすような曲線を描くカラー・セグメントを有するものとする。なお、カラーホイール20'において中心25からの距離と各カラーの円周に占める割合は実施例１で記した表１を満たすものとする。
カラーホイール20'においてカラー・セグメントを形成する曲線に沿うようにして記載されている破線状の曲線及びカラーホイール20'内のBセグメントから見て時計周りの方向にあるBセグメントを形成する曲線はカラーホイール20'内において中心25から任意の距離にある円周をそれぞれ均等に分割する。すなわちカラーホイール20'におけるカラー・セグメントが前記破線状の曲線及び前記Bセグメントからみて時計周りの方向にある曲線により形成されているとき、図３において画像変換装置22に照射される色光R、G、Bの照射時間の比率は常に１:１:１となり表示画像の色温度を変換する際に黒表示によりR、G、Bの照射時間の比率を調整することが必要となる。
カラーホイール20'における各セグメントの透過特性としては図２に記載のカラーホイールと同様に各セグメントにおける透過光の表示時間の比率がR、G、Bで１：１：１であるならば、表示される画像の色特性はsRGB規格と一致するものとする。すなわち、図３における画像表示装置のR、G、Bの表示時間の比率が１：１：１であるならば色温度は6500Kとなる表示特性を持つものとする。
円周27上にインテグレータロッドの光射出面29の中心が備えられているものとすると、図３の画像表示装置における全白投影時のR、G、Bの相対表示時間は１：１：１となり表示画像の色温度は6500Kとなる。また、円周28上インテグレータロッドの光射出面29の中心が備えられているとき全白表示時のR、G、Bの相対表示時間は11：11：14となり表示画像の色温度は8000Kとなる。円周28上にインテグレータロッドの光射出面29の中心が当てられているとき全白表示時のR、G、Bの相対表示時間は10：10：16となり表示画像の色温度は11000Kとなる。以下、前記実施例1と同様にカラーホイール20'の中心からインテグレータロッドの光射出面29の中心までの距離を順次変化させることにより表示画像における色温度を変化させることが出来る。したがってある色光に黒表示を挿入することで各色光の表示時間の比率を調節する必要が無いため、全体としての輝度を落とすことなく表示画像における色温度を調整することが出来る。
なお、実施例２ではSCR方式においてR、G、B３種類のカラー・セグメントを有するカラーホイールを用いた例を紹介したが、SCR方式において複数種のカラー・セグメントを有するカラーホイールを用いる場合に本発明は適用できる。
実施例１、実施例２において円板タイプの透過型カラーホイールを用いて本発明における実施例を説明したが、本発明における真の意味を理解するならば本発明における色温度調整方法は円板タイプの透過型カラーホイールだけでなく円筒タイプの透過型カラーホイールを備えるSLMを用いた画像表示装置にも適用可能であることが理解されるであろう。
[実施例３]
光源から出射された光から複数種の色光を生成する色光発生手段において、透過タイプのカラーホイールを用いたものだけでなく、反射タイプのカラーホイールを用いたものにおいても本発明で示される色温度調整方法は適用される。反射タイプのカラーホイールは光源から照射された光のなかで特定の波長のみを反射する複数種のカラー・セグメントを有することで光源から出射された光から複数の色光を生成する。
２種類以上のカラー・セグメントを有する反射タイプのカラー・ホイール及びSLMを備えた前記画像表示装置において、カラーホイールの反射面に備えられたカラー・セグメントにおける各カラーの円周に占める割合がカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイールを用いることにより、実施例１、実施例２に記載した透過型タイプのカラーホイールを用いた画像表示装置と同様に輝度を落とすことなく色温度調整を可能とした画像表示装置を得ることが出来る。このときのカラーホイールの形体としては図２で示した透過型カラーホイールと同様のもので各カラー・セグメントに反射特性をもたせたものであっても良いしその他の形体でもかまわない。色光発生後、画像を生成するまでの処理は実施例１、実施例２で記載したものと同様の方法が取られる。
本発明における逐次的なカラー表示用のカラーホイールを用いた画像表示装置の色温度調整方法の実施例において、画像変換装置として反射型画像変換装置であるDMDを用いた例を取り上げたが、SLMとして反射型液晶や透過型液晶等その他形式のSLMを備えたカラーホイールを用いた画像表示装置においても本発明は適用される。また、本発明における色温度調整方法は、SLMに基づく画像表示装置に限定されるものでは無く、光源から出射された光から複数種の色光を発生する色光発生装置を備えた画像表示装置において、回転を伴う色光発生装置を備える画像表示装置に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例を表す装置全体の概要を表す模式図
【図２】本発明の実施形態に関わるカラーホイールの一例
【図３】SCR方式において本発明の実施例を表す装置全体の概要を表す模式図
【図４】SCR方式において本発明の実施形態に関わるカラーホイールの一例
【符号の説明】
【００１６】
１・・・光源、２・・・カラーホイール、３・・・光スポット、４・・・レンズ、５・・・画像変換装置（DMD）、６・・・投射レンズ、７・・・スクリーン、８・・・光スポット、９・・・カラーホイールの中心、１０・・・信号インターフェース、１１・・・画素データ・プロセッサ、１２・・・ディスプレイ・メモリ、１３・・・色温度制御装置、１４・・・マスタ(タイミング装置)、１５・・・光スポット移動装置、１６・・・光源、１７・・・光入射面、１８・・・インテグレータロッド、１９・・・光射出面、２０・・・カラーホイール、２１・・・レンズ、２２・・・画像変換装置(DMD)、２３・・・投影レンズ、２４・・・スクリーン、２５・・・中心、２６・・・円周、２７・・・円周、２８・・・円周、２９・・・インテグレータロッド光射出面の位置、３０・・・信号インターフェース、３１・・・画素データ・プロセッサ、３２・・・ディスプレイ・メモリ、３３・・・色温度制御装置、３４・・・マスタ(タイミング装置)、３５・・・インテグレータロッド光射出面移動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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