(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各周期において順次して複数の所定の原色（αΦi、βΦi、γΦi）を帯びる順次連続するカラービーム（８）を周期的に発生させる手段と、所定の各期間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれか）の間、前記所定の原色（αΦi、βΦi、γΦi）で表示すべき画像を生成するカラービーム変調手段とを有する表示装置において、
前記画像は前記所定期間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれか）の間に前記カラービーム変調手段により生成されるものであり、
前記カラービームは結果として前記複数の所定の原色（αΦi、βΦi、γΦi）を得るために前記所定期間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の各々において順次少なくとも２つの異なる色（Ｇ及びＹ，Ｒ及びＭ，Ｂ及びＣのいずれか）を帯びることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記カラービームは、前記所定の原色を変えるために、可変の期間（ｔ１１；ｔ１２）の間、前記した異なる色（Ｇ及びＹ）の少なくとも１つを帯びる、請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
順次連続するカラービーム（８）を周期的に発生させる前記手段は、順次連続して光ビーム（６）が透過する第１のカラーホイール（１２）と第２のカラーホイール（１４）を有しており、前記各カラーホイール（１２，１４）は、複数のカラーフィルタリングセクタ（Ｙ，Ｃ，Ｍ）を有していて、回転駆動され、第２のカラーホイール（１４）と第１のカラーホイール（１２）との相対的な位置（φ）は前記所定の原色（αΦi、βΦi、γΦi）を変調／変更するために可変である、請求項１又は２記載の表示装置。
【請求項４】
ビデオ信号
0004487091.tif 000006
を受信する手段と、前記位置（φ）を、受信したビデオ信号
0004487091.tif 000007
の関数として決定するための手段を有しており、
前記カラービーム変調手段が前記受信したビデオ信号
0004487091.tif 000008
の関数として表示すべき画像を生成する、請求項３記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１のカラーホイール（１２）と前記第２のカラーホイール（１４）は同一であり、黄色、マゼンタ及びシアンの各色の少なくとも３つのカラーフィルタリングセクタを有しており、回転駆動されるものであり、
前記第２のカラーホイール（１４）の前記第１のカラーホイール（１２）に対する位相シフトは前記所定の原色（αΦi、βΦi、γΦi）を変調／変更するために可変である、請求項３記載の表示装置。
【請求項６】
ビデオ信号
0004487091.tif 000009
を受信する手段と、前記位相シフトを受信したビデオ信号
0004487091.tif 000010
の関数として決定するための手段を有しており、
前記カラービーム変調手段が前記受信したビデオ信号
0004487091.tif 000011
の関数として表示すべき画像を生成する、請求項５記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色イメージを表示するための装置に関する。
【０００２】
色イメージを表示するための装置では、各点で表示される色は、一般的に、幾つかの原色を加法混色することによって組み合わされて形成される。組合せの際の種々の色の重み付けによって、表示される色が決められる。
【０００３】
原色を加法混色する際の組合せは、種々の形式でおこなってよい。各々原色に相応する種々のビームの重畳によって、原色を混色してもよい。例えば、（全セットの原色を処理するのに、シングル・イメージャ又はモジュレータを使用する）モノ・イメージャ・プロジェクタ及びバックプロジェクタで使用される、他の手段によると、各原色の表示を非常に高速で連続して、統合された混色が眼に見えるように組合せることができる（シーケンシャルプロシージャー）。
【０００４】
通常、３つの原色が使用される。たいていの表示系では、これら３つの原色は、赤、緑、青である。可変の重み付けを持った、これら３つの色の組合せによって、各点で、広い範囲の色を得ることができ、この色は、通常の色表示（ＣＩＥタイプ）に従って、各頂点が原色を示す三角形の領域を記述する。
【０００５】
従って、そのような手段を用いる表示装置では、表示することができる色セットは、使用される原色の関数として形成されるように、限定及び決定される。例えば、1原色が白色光源の前のカラーフィルタを連続して透過させて得られるプロジェクタ又はバックプロジェクタでは、フィルタの色により、表面がプロジェクタ又はバックプロジェクタによって表示され得る色のセットに相応する三角形の頂点が決められる。
【０００６】
そのような表示装置の明るさを改善するために、ヨーロッパ特許出願公開第０７４９２５０号公報では、光ビームに関連する特定のカラーホイールを半径方向に位置を変えることによって原色の飽和状態を変化させることが提案されている。このカラーホイールは、中心で飽和された色を示し、周囲に行くに連れて徐々に非飽和状態となる。従って、ユーザは、思い通りに明るさを変えることができ、逆のやり方で、イメージの飽和状態を表示することができる。
【０００７】
しかし、この解決手段は、表示装置で形成することができる色の領域を極めて特殊なやり方で拡張するにすぎない。特に全原色セットに亘って効果が同じであるようにしなければならない。しかも、得られた結果は、通常の明るさ調整と比較可能な程度にすぎない。
【０００８】
フィルタの経年劣化を補償するために、世界知的所有権機関特許出願公開第９５／１１５７２号公報では、各フィルタ毎に独立して光源の強度を調整可能にするようにされている。従って、この調整により、前述の解決手段の場合と同様に、原色の飽和状態を変えることができるが、各色の色相は変えられず、従って、調整の可能性が制限される。しかも、フィルタの透過周波数での強度の変化により、ランプの電力給電系が複雑となる。
【０００９】
本発明の課題は、表示装置のカラーレンダリングを改善することにある。
【００１０】
この課題解決のために、点での色を、少なくとも１つの第１及び１つの第２の原色の組合せによって形成し、第１の原色の色相を変えるための手段を有する表示装置が提案されている。
【００１１】
有利には、装置は、ビデオ信号の繰り返し手段と、ビデオ信号の関数として、第１の原色の色相を決定する手段とを有している。
【００１２】
従って、表示すべきイメージに最良に適合した原色が使用される。
【００１３】
本発明は、カラービームが順次連続して各周期で複数の原色となるように周期的にカラービームを形成する手段、及び、受信ビデオ信号の関数として、カラービームを変更する手段、前記原色の少なくとも１つの色相を変更する手段を有する表示装置を提供することにある。
【００１４】
有利には、装置は、受信ビデオ信号の関数として、前記色相を決定する手段を有する。
【００１５】
本発明は、例えば、カラービームを形成する手段が、光ビームが順次連続して移動する第１及び第２のカラーホイールを有しており、各カラーホイールは、複数のカラーフィルタリングセクタを有しており、回転駆動され、第２のカラーホイールの位置は、第１のカラーホイールに対して相対的に変えることができるようにすることを提案する。
【００１６】
有利には、装置は、前記位置を、受信したビデオ信号の関数として決定する手段を有する。
【００１７】
イメージの初期の様相を保存するために、装置は、受信されたビデオ信号を前記色相の関数として処理する手段を有することができる。特に、形成データを処理する手段を変調手段用に形成するとよい。
【００１８】
また、本発明は、色のビームを形成する手段と、カラービームを変調する手段を有しており、変調手段は、所定の期間中、所定色で表示されるべきイメージを形成し、その際、カラービームは、連続的に少なくとも２つの別個の色を、所定期間中、所定の色が得られるように混色する表示装置を提案する。
【００１９】
有利には、カラービームは、前記所定の色を変えるように、可変の期間の間、少なくとも前記別個の色の１つとなる。
【００２０】
本発明の別の特徴及び利点について、図示の実施例を用いて以下詳細に説明する。その際：
図１は、本発明の技術思想により実施された表示装置の実施例を示し、
図２は、表示装置のカラーホイールを示し、
図３は、光ビームが時間の関数として伝送されるカラーフィルタを示し、
図４は、カラービームの色を時間の関数として示し、
図５は、カラーホイールの幾つかの構成形態の原色を示し、
図６は、カラーホイールの機構の変形実施例を示す。
【００２１】
図１の表示装置は、モノ・イメージャ・プロジェクタである。このモノ・イメージャ・プロジェクタは、この図ではダイアグラムによりレフレクタ２と光源４とによって示された光源を有しており、この光源は、多色光ビーム６を形成し、この多色光ビームのスペクトルは、可視周波数の領域全体に亘って延びており、従って、簡単にするために、実際には、光パワーが一般に周波数の関数として一定ではないけれども、カラーレスビームとして言及することができる。この実施例では、超高圧水銀蒸気ランプタイプの光源を使うことによって、光源から放射されるビームのスペクトルは、主に青の線、緑の線、弱い黄色パワーの線、及び、赤の部分を連続した形式で有している。
【００２２】
カラーレスビーム６は、連続してメインカラーホイール１２と第２のカラーホイール１４を透過し、従って、色の光ビーム８の形式で放射される。各カラーホイール１２，１４は、セクタの形式のカラーフィルタを有しており、以下詳細に説明する。メインカラーホイール１２は、第１のモータ２２によって回転され、第２のカラーホイール１４は、第２のモータ２４によって回転される。
【００２３】
制御ユニット２６は、第１のモータ２２と第２のモータ２４の回転を操作し、色相同期信号Ｓｙｎｃを、マトリックスイメージャー（又は変調器）１６の駆動部２８に供給して、イメージャー１６によって形成されたイメージを（謂わば、イメージャー１６の各点で変調が実行される）、カラービーム８の色と同期をとるようにされ、以下詳細に説明する。
【００２４】
メインカラーホイール１２及び第２のカラーホイール１４は、有利な実施例によると同一であり、つまり、どちらも、図２に示されているように、各々黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色を３つの１２０°の角度のセクタから形成されている。
【００２５】
メインカラーホイール１２と第２のカラーホイール１４は平行であり、同じ方向に（入射したカラーレスビームに関して）、安定作動中とほぼ同じ角速度で（以下説明するように起こり得る位相シフトは別にして）回転される。従って、図１に示した実施例では、相互に向き合った第１のモータ２２と第２のモータ２４は、ほぼ一定速度で反対方向に回転する。
【００２６】
従って、第１のモータ２２と第２のモータ２４を、制御ユニット２６により適切に制御することにより、メインカラーホイール１２に関して、第２のカラーホイール１４の位相シフトを制御することができる。
【００２７】
図３には、メインカラーホイール１２の回転周期に亘って光ビームが透過するカラーフィルタＹ，Ｍ又はＣが、第２のカラーホイール１４の位相シフトの幾つかの場合で示されている。
【００２８】
ここに示された例では、メインカラーホイール１２と第２のカラーホイール１４は、図２に示されているように、光源から見て時計回り方向に回転し、つまり、各ホイールに関して三角形をなすように相対的に回転し、従って、各ホイール毎に、配色Ｙ、それからＭ、それからＣとなる。
【００２９】
図３には、線Ｐで、ホイールの回転周期に亘って生じたカラーレスビーム６によって連続的に透過されるメインカラーホイール１２のカラーフィルタＹ，Ｍ，Ｃが示されている。
【００３０】
ラインＳφ０、Ｓφ１、Ｓφ２は、連続してビームが透過する第２のカラーホイール１４のカラーフィルタＹ，Ｍ，Ｃを示し、それぞれ、メインカラーホイール１２（φ０＝０°、φ１＝６０°、φ２＝１２０°）に関して第２のカラーホイール１４の位相シフトの決定値φ０、φ１、φ２用である。
【００３１】
黄カラーフィルタＹは、短い波長、従って、青ラインＢを遮断し、他方、中間および長い波長（スペクトルの緑ラインＧおよび赤部分Ｒ）を透過させる。マゼンタフィルタＭは、中間の波長（緑のラインＧ）を遮断し、青のラインＢと赤の連続部分Ｒを透過させる。最後に、シアンフィルタＣは、高い波長（赤の連続部分Ｒ）を遮断し、緑Ｖ及び青Ｂのラインを透過させる。
【００３２】
従って、異なった色の２つのフィルタを連続して透過させることによって、以下のルールに従って、３つの色（赤Ｒ、緑Ｇ、又は、青Ｂ）の１つだけが透過することができるようになる：
−黄色ＹのフィルタとマゼンタＭのフィルタにより、赤Ｒだけが透過することができ：
−黄色ＹのフィルタとシアンＣのフィルタにより、緑Ｇだけが透過することができ：
−マゼンタＭのフィルタとシアンＣのフィルタにより、青Ｂだけが透過することができる。
【００３３】
従って、これらの原理を適用することにより、メインカラーホイール１２と第２のカラーホイール１４とを透過することによって形成されたカラービーム８の色Ｃφ０、Ｃφ１，Ｃφ２が、図３同様に、図４に示されており、図４は、位相シフトＣφ０、Ｃφ１，Ｃφ２の３つの値用のメインカラーホイール１２の回転周期を示す。
【００３４】
メインカラーホイール１２に対する、第２のカラーホイール１４の位相シフトのために、カラービーム８を（１周期に亘って）連続的に色の色相を変えることができる。
【００３５】
前述のように、駆動部２８は、色相同期信号Ｓｙｎｃのために、カラーホイール１２，１４の回転と同期するようにイメージャー１６を制御する。可能な実施例によると、イメージャー１６は、表示画像がメインカラーホイール１２の色セグメントと相応するように駆動される。従って、イメージャー１６は、メインカラーホイール１２の１つ及び同一カラーフィルタをカラーレスビーム６が透過している間、各１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に亘って固定のイメージに従って、カラービーム８を変える。
【００３６】
位相シフトφ１の場合、図３から明らかに分かるように、ビームは、他方では、順次連続して、第２のカラーフィルタ１４上の、１つ及び同じ１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に亘って、異なった色のカラーフィルタを透過する。この場合に、図４に示されているように、カラービーム８の色は、１つ及び同じ１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に亘って変化し、通常の色表示で、表示装置用の原色を構成する１／３周期に亘ってのカラービーム８の色は、１／３周期に亘る持続期間により重み付けされたカラービーム８の種々の色点の共通重心である。
【００３７】
従って、図５には、プロジェクタの原色αφｉ、βφｉ、γφｉが示されており、謂わば、イメージャーが固定のイメージを形成する間、各第３の周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に亘るカラービーム８の各色が、メインカラーホイール１２に対する第２のカラーホイール１４の位相シフトの種々の値φｉに対して示されている。
【００３８】
従って、原色αφｉ、βφｉ、γφｉは、メインカラーホイール１２に対する第２のカラーホイール１４の位相シフトがφｉに等しい場合、表示装置によって表示可能な色セット全体を表面が示す三角形の頂点である。
【００３９】
注目に値するやり方では、各１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に亘って、カラーレスビーム６が透過するメインカラーホイール１２のフィルタによって、スペクトルの各部分の１つが遮断され（青ライン、緑ライン又は赤ライン）、相応の原色αφｉ，βφｉ、γφｉは、他の２つのライン（ＲＢ又はＲＧ又はＧＢ）によって境界を決められたセグメントに必ず配置される。従って、原色αφｉ，βφｉ、γφｉは、各々ＲＧＢ三角形の１つの辺に配置される。
【００４０】
従って、図４及び５から明らかに分かるように、位相シフトがφ２＝１２０°である場合には、原色は緑Ｇ、赤Ｒ、青Ｂである。この場合、通常のフォーマット（例えば、ＣＶＢＳ又はＲＧＢ）ビデオ入力側３６のレベルで受信された、表示すべきビデオデータは、原色Ｒ，Ｇ，Ｂがビデオで一般的に使用されているので、通常の処理しか必要としない。
【００４１】
逆に、位相シフトの他の値では、例えば、φ０又はφ１では、原色α、β、γ（例えば、αΦ０、βΦ０、γΦ０又はαΦ１、βΦ１、γΦ１）は、通常の３値Ｒ，Ｇ，Ｂとは異なっており、従って、各ピクセルで、原色基準系にて表示すべき色の座標は、処理ユニット３２内で計算される。
【００４２】
ビデオ入力側３６のレベルで受信されたビデオデータに基づいて（これらは、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの色基準系でのビデオベクトル
【００４３】
【数１】
0004487091.tif 000002
の形式で、通常のように表示される）、処理ユニット３２は、原色系α、β、γ（ベクトル
【００４４】
【数２】
0004487091.tif 000003
）でのデータを、Ｒ、Ｇ、Ｂ基準系での原色α、β、γの座標に基づいて得られるマトリックス（Ｍ）ＲＧＢ→αβγによって乗算することによって算出する。
【００４５】
【数３】
0004487091.tif 000004
【００４６】
従って、原色基準系α、β、γでの各ピクセルの座標
【００４７】
【数４】
0004487091.tif 000005
は、軸（Ｏα）、（Ｏβ）、（Ｏγ）上のピクセルの色の投映に相応する（Ｏは黒に相応する）。
【００４８】
このようにして、表示すべき各ピクセル毎に、各１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の間、駆動部２８によって制御されるイメージャー１６を用いて、このピクセルに配属された値が得られ、各１／３周期Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、原色α、β、γの１つに相応する。
【００４９】
可能な実施例によると、位相シフトφの角度は、色チャートで、相応の原色αΦ、βΦ、γΦを頂点として有する三角形Ｔφは、連続イメージのグループの色点の所定部分（例えば、９５％）を有している。当然、９５％とは異なる値を使ってもよく、有利には、９０％よりも大きい。
【００５０】
このために、例えば、イメージグループの色点のパーセンテージｐφが、種々異なるφの値で（−１２０°〜１２０°の領域に亘って、又は、１２０°〜２４０°の変数として）計算され、それから、ｐφができる限り９５％に近くなるようにφの値が選択される。幾つかの値が適切である場合、最小領域の三角形Ｔφに相応する値φを採用することができ、これは、プロジェクタの最大輝度に相応する。
【００５１】
このようにして決められた位相シフトφ及び相応の原色α、β、γ（上述、及び、図５参照）は、各々制御ユニット２６に伝送され（メインカラーホイール１２に対する第２のカラーホイール１４の位相シフトの実際の形成のために）、処理ユニット３２に伝送される（原色基準系α、β、γでのビデオデータを得るのに使われるマトリックス（Ｍ）ＲＧＢ→αβγを決定するために）。
【００５２】
有利には、位相シフトは、周期的に、例えば、１Ｈｚの周波数で決定される。
【００５３】
上述の装置構成のために、プロジェクタは、特に、その色相に関して、表示するのに必要なイメージの関数として、最適化された原色を用いる。
【００５４】
図６は、カラーホイールとその制御装置の種々の機械的な実施例を示す。
【００５５】
この変形実施例によると、メインカラーホイール１１２は、そのスピンドル１２３（図１に示されているような）のレベルで、モータ１２２によって回転される。更に、弾性ベルト１２９は、メインカラーホイール１１２のスピンドル１２３の回転運動を、第２のカラーホイール１１４のスピンドル１２５に伝達する。従って、通常の再始動の際（固定位相シフト）、第２のカラーホイール１１４は、当然、メインカラーホイール１１２に等しい角速度を有している。
【００５６】
弾性ベルト１２９は、調整可能なアイドラ１２７を用いてテンションを印加した状態で保持される。ｘ方向に沿って、調整可能なアイドラ１２７を並進することによって、第２のカラーホイール１１４を（メインカラーホイール１１２に対して）短時間加速又は減速するようにすることができる。従って、メインカラーホイール１１２に対する第２のカラーホイール１１４の位相シフトφを変えることができる。
【００５７】
図６の実施例では、メインカラーホイール１１２及び第２のカラーホイール１１４は、ほぼ平行であるが同軸ではない。従って、カラーレスビーム１０６は、２つのカラーホイール１１２，１１４の、重なり合った領域内を透過する。
【００５８】
これは、考察すべき位相シフトφが、メインカラーホイール１１２の同一セクタ（例では、Ｙ１）に対しての、第２のカラーホイール１１４のセクタ（例ではＹ２）の角度差ではない、図２に示されているようなカラーホイール上の、光ビーム１０６を受光する第２のカラーホイール１１４の角度と、光ビーム１０６を受光する第１のカラーホイール１１２の角度との差である場合に特に明らかである。
【００５９】
従って、図６では、メインカラーホイール１１２に対する第２のカラーホイール１１４の位相シフトは、−６０°のオーダーである。
【００６０】
本発明は、上述の実施例に限定されない。特に、一方のカラーホイールと他方のカラーホイールとの位相シフトを調整するために必要な運動を限定するために、各カラーホイールは、小さなサイズのたくさんの数のセクタを、種々異なるセクタ色を繰り返すように有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の技術思想により実施された表示装置の実施例を示す図
【図２】表示装置のカラーホイールを示す図
【図３】光ビームが時間の関数として伝送されるカラーフィルタを示す図
【図４】カラービームの色を時間の関数として示す図
【図５】カラーホイールの幾つかの構成形態の原色を示す図
【図６】カラーホイールの機構の変形実施例を示す図
【図１】
0004487091.tif 000012
【図２】
0004487091.tif 000013
【図３】
0004487091.tif 000014
【図４】
0004487091.tif 000015
【図５】
0004487091.tif 000016
【図６】
0004487091.tif 000017