JP2004242136A

JP2004242136A - 投写型表示装置及び画像信号の変換方法

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Publication number: JP2004242136A
Application number: JP2003030425A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Hibi; 武利日比; Shinji Okamori; 伸二岡森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: JP4120414B2; US20040169774A1; CN1288917C; CN1520193A; US7256841B2

Abstract

【課題】投写画像の色や階調が入力画像に忠実で高画質であり、特に漏れ光が少なく高コントラストで表示することができる投写型表示装置を実現する。
【解決手段】信号処理回路１２及び信号変換回路１３により、画像信号を、第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２、及びこれらに乗じる係数Ｍに変換して表し、係数Ｍ、及び第２原色情報Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２に基づいて、光路に沿って相互に光学的に共役配置された第１及び第２のライトバルブ７，９を各々駆動して投写光を光変調する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクションテレビジョンなどに組み込まれて使用される投写型表示装置、及び画像信号の変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の投写型表示装置では、輝度を向上するために、原色信号を表す３枚のライトバルブに加えて輝度を表示する１枚のライトバルブを設け、これらの出力光を加え合わせることにより画像の輝度を向上している（例えば、特許文献１を参照）。また、他の従来の投写型表示装置では、コントラストを改善することを目的として、照明光線の光路にシャッターを具備しているものもある（例えば、特許文献２、特許文献３を参照）。更に、高解像度化に好適な装置としては、３枚の反射型液晶ライトバルブを用い、且つコントラストを改善した投写型表示装置があった（例えば、特許文献４を参照）。
【０００３】
一方、安価な装置を実現するためには、ライトバルブの枚数を１枚にすることが有効である。１枚の液晶ライトバルブを使用しつつ、高輝度の装置を実現する方法について種々の方法があった（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照）。また、非特許文献３においては、ホールドタイプのライトバルブにおける動画の画質の問題と改善策が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２９４１３８号公報（第５−６頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−２１９７７号公報（第３−４頁、第２図）
【特許文献３】
特開２００１−１００６９９号公報（第３−４頁、第１図）
【特許文献４】
特開２００２−６２５８３号公報（第４−５頁、第１図）
【非特許文献１】
ＳｅｒｇｅＢｉｅｒｈｕｉｚｅｎ、ＳｉｎｇｌｅＰａｎｅｌＣｏｌｏｒＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＰｒｏｊｅｃｔｏｒｓｗｉｔｈＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙ、ＳＩＤ’０２Ｄｉｇｅｓｔ−５５．５、
【非特許文献２】
Ｄ．ＳｃｏｔｔＤｅｗａｌｄ、ＳｔｅｖｅｎＭ．Ｐｅｎｎ、Ｍ．Ｄａｖｉｓ、ＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｌｏｒＲｅｃａｐｔｕｒｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＦｉｌｔｅｒｉｎｇ：ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＳｃｒｏｌｌｉｎｇＣｏｌｏｒ、ＳＩＤ ’０１Ｄｉｇｅｓｔ、ｐａｇｅ１０７６−１０７９（２００１）
【非特許文献３】
Ｔ．Ｋｕｒｉｔａ、ＳＩＤ２００１Ｄｉｇｅｓｔ、９８６、「ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＱｕａｌｉｔｙＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｆｏｒＨｏｌｄ−ｔｙｐｅＡＭ−ＬＣＤｓ」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
投写型表示装置は、大きな画面寸法で表示を行うのに好適であり、画像を生成すライトバルブとしては、自発光方式の投写用ＣＲＴ（ｃａｓｏｄｅｒａｙｔｕｂｅ、陰極線管）を用いる方式と、非自発光のライトバルブを使用する方式に大別され、特に後者は高輝度、高解像度を実現することに適している。非自発光のライトバルブを使用した投写型表示装置においては、ランプなどの光源の発する光を集光してライトバルブに照射し、ライトバルブは照明光線を受け入れて画像信号に応じて変調を加えてレンズなどの投写手段に向けて変調光を出力し、投写手段が変調光を対象物体であるスクリーンになどに投写する。
【０００６】
また光源は、発光部が小さいほど光の利用効率が高くできるので好ましく、例えば超高圧水銀ランプが利用される。ライトバルブとしては、透過型液晶、反射型液晶、マイクロミラー素子など種々の方式があり、その中で反射型液晶ライトバルブは半導体と類似の製法で製造可能なため、画素を微細化し高解像度化することが比較的容易といわれている。投写型表示装置の性能としては、輝度、コントラスト、解像度が重要な特性である。また、テレビジョン信号などの動画を表示する場合には、動いている画像を明瞭に表示できることも重要である。
【０００７】
コントラストは投写画像の印象に関わる画質上の重要な特性である。従来の非自発光のライトバルブを使用する投写型表示装置では、ライトバルブの非投写状態（以下、オフ状態）での光漏れがあるので、全白画面と全黒画面の輝度比によるコントラスト比（以下、全白全黒コントラスト）は数百対１程度であり、実際の画像中での高輝度領域と低輝度領域のコントラスト比（以下、画像コントラスト）は装置内部の迷光などによりさらに劣る。このため、例えば映画などの暗い場面で投写画像が白く浮き上がって見えることが問題であり、自発光であるＣＲＴを使用した投写型表示装置の全白全黒コントラストが数千対１以上であることに比較しても、十分に満足できるレベルではなかった。
【０００８】
照明光の光路にシャッターを備えた投写型表示装置においては、ライトバルブを照明する光の強度を制御することにより画像の平均輝度をコントロールすることは可能で、その効果として全白全黒コントラストは改善されるが、画像コントラストは改善されなかった。
【０００９】
赤、緑、青、白の各色照明光をライトバルブにより変調し、加え合わせる方式の装置においては、ピークの輝度は改善するが、画像のコントラストは改善されないことが問題であった。また、白色光を加えることから、色の再現範囲が制限されるので、入力画像を忠実に表示できない場合があることも問題であった。
【００１０】
ライトバルブを１枚だけ使用した装置では、コストが安価になるが、フルカラー画像を表示するために、例えば色順次で表示することが必要となって使用しない色光が廃棄されるため、光の利用効率が悪く、輝度が低くなることが問題であった。輝度を増すためにランプの電力を増すと、ランプが大型化して放熱構造も大掛かりとなり、装置全体が大型化して逆にコストが増加する。またライトバルブが液晶方式である場合、１つの偏光分離プリズムに広い波長範囲の光が通過するので、赤色や青色の光の漏れ光が増加し、その結果として画像のコントラストが低下することも問題であった。
【００１１】
非自発光のライトバルブの多くは、ホールドタイプの表示を行っているが、ホールドタイプの表示素子を使用した画像表示装置の動画表示における画質は、ＣＲＴ方式と比較すると劣ることが問題であった（例えば、非特許文献３を参照）。同文献に改善策として記載されているように、光源を点滅する、あるいはライトバルブが黒表示を行う期間を設けるという対策を行うことは、前者はランプ寿命が短くなる、後者は輝度が低下するといった問題を伴うことがあるので、投写型表示装置に適用することは難しかった。
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解消するためになされたもので、高解像度、且つ高コントラストで表示することができる投写型表示装置を実現することが第１の目的である。
【００１３】
また、本発明は、光の利用効率が高く、従って投写画像が明るい装置を安価に実現することも目的とする。
【００１４】
また、本発明は、入力画像に忠実な階調表示を行うことができる投写型表示装置を実現することを目的とする。
【００１５】
更に本発明は、ホールドタイプの表示を行うライトバルブを使用しながら、動画を明瞭に表示することが可能な投写型表示装置を実現することも目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の投写型表示装置は、スクリーンに画像を投写する投写型表示装置において、
光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段と、入力する画像信号から、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの第１原色情報を伝える第１画像信号を生成する信号処理手段と、前記第１画像信号を入力し、Ｒ＝Ｍ×Ｒ２、Ｇ＝Ｍ×Ｇ２、及びＢ＝Ｍ×Ｂ２の各式を略満たす係数Ｍ、及び赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２の第２原色情報を伝える第２画像信号を生成する信号変換手段と、前記係数Ｍに基づいて前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なう第１ライトバルブ駆動手段と、前記第２原色情報に基づいて、前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なう第２ライトバルブ駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１７】
また別発明の投写型表示装置は、スクリーンに画像を投写する投写型表示装置において、
光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段と、入力する画像信号から、輝度情報を含む第１画像信号を生成する信号処理手段と、前記第１画像信号を入力し、輝度Ｙの信号レベルで各画素を表す前記画像信号をもとに、−１／２＜α＜１／２であるところの変数αを含む、式Ｙ２＝Ｙ^１ ^／ ^２−α、及び式Ｍ＝Ｙ^１ ^／ ^２＋αの各式を満たす係数Ｍ、及び第２輝度Ｙ２を伝える第２画像信号を生成する信号変換手段と、前記係数Ｍに基づいて前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なう第１ライトバルブ駆動手段と、前記第２輝度Ｙ２に基づいて、前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なう第２ライトバルブ駆動手段とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による画像信号の変換方法は、光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段とを有する照明光学系によって画像化される画像信号の変換方法であって、
前記画像信号から、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの第１原色情報を求め、該第１原色情報から、前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なうための係数Ｍ、及び前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なうための赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２の第２原色情報を、Ｒ＝Ｍ×Ｒ２、Ｇ＝Ｍ×Ｇ２、及びＢ＝Ｍ×Ｂ２の各式を満たす範囲で求めることを特徴とする。
【００１９】
更に、別の発明による画像信号の変換方法は、光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段とを有する照明光学系によって画像化される画像信号の変換方法であって、
輝度Ｙの信号レベルで各画素を表す前記画像信号をもとに、前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なうための係数Ｍ、及び前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なうための第２輝度Ｙ２を、−１／２＜α＜１／２であるところの変数αを含む、式Ｙ２＝Ｙ^１ ^／ ^２−α、及び式Ｍ＝Ｙ^１ ^／ ^２＋αの各式を満たす範囲で求めることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【００２１】
同図に示すように、この投写型表示装置１には、光源であるランプ２から発する光の光路を形成する位置に、ランプ２に近い方から順に、ランプ２の発する光を集光するランプ部反射鏡３、集光された光を受け入れて矩形断面の照明光に変換する柱状光学素子４、白色の照明光線を色順次に変化する原色光線にするカラーホイール５（例えば非特許文献２、図２参照）、照明光線をライトバルブに伝達するリレー光学器６、マイクロミラー素子で形成された第１ライトバルブ７、第１ライトバルブ７の像を再結像する光学器８、マイクロミラー素子で形成された第２ライトバルブ９、及び投写手段としての投写レンズ１０、がそれぞれ配設されている。尚、ランプ部反射鏡３、柱状光学素子４、及びリレー光学器６が導光手段に相当する。
【００２２】
更にこの投写型表示装置１は、テレビジョン信号などの画像信号を入力する信号入力部１１、この画像信号の信号処理を行う信号処理手段としての信号処理回路１２、信号処理回路１２から出力される第１画像信号Ｓ１を所定の手順で信号変換する信号変換手段としての信号変換回路１３、この信号変換回路１３で生成する第２画像信号Ｓ２に基づいて第１ライトバルブ７を駆動する第１ライトバルブ駆動手段としての第１ライトバルブ駆動回路１４、同じく信号変換回路１３で生成する第２画像信号Ｓ３に基づいて第２ライトバルブ９を駆動する第２ライトバルブ駆動手段としての第２ライトバルブ駆動回路１５、画像信号から同期信号を分離する同期分離回路１６、この画像同期信号に基づいて、カラーホール５の回転を制御すべく駆動モータ５ａを駆動するカラーホイール駆動回路１７を有する。
【００２３】
また同図中の、Ｌ１はランプ２が出力して反射鏡３により集光される光線、Ｌ２は第１ライトバルブ７を照明する光線、Ｌ３は第１ライトバルブ７が変調を加えて出力する光線、Ｌ４は第２ライトバルブ９を照明する光線、Ｌ５は第２ライトバルブ９が変調を加えて出力する光線、Ｌ６はスクリーンなどの対象物体（図示せず）に投写される光線、Ｓ１は第１画像信号、Ｓ２は後述する係数Ｍを伝える第２画像信号、Ｓ３は同じく後述する第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、及びＢ２を伝える第２画像信号、をそれぞれ示している。
【００２４】
以上の構成において、各部の動作について更に説明する。ランプ２が発生した白色の光は、ランプ部反射鏡３で反射されることより集光光線Ｌ１となり、柱状光学素子４の入力端面近傍に集光される。柱状光学素子４は、第１ライトバルブ７と相似形状の断面を有するガラス柱であり、入力端面から内部に進行した光を繰り返し反射することにより混ぜ合わせて均一な光強度の光線にして出力端面から出力する。柱状光学素子４から出力された光線は、カラーホイール５を通過することにより、時間順次に変化する原色光となって進行し、リレー光学器６により伝達されるとともにＦナンバーを修正されたうえで照明光線Ｌ２として第１ライトバルブ７に入力する。
【００２５】
第１ライトバルブ７は、照明光線Ｌ２を入力し、画像を形成するように変調を加え、光線Ｌ３を出力する。光学手段８は光線Ｌ３を受け入れて伝達することにより、第２ライトバルブ９を照明する光線Ｌ４を出力するが、その際、第１ライトバルブ７の像が第２ライトバルブ９の所定位置上に重なるように結像させることにより、両方のライトバルブを共役配置の関係にする。第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９は、投写する画像を表示するために十分な画素数を有するものとする。第２ライトバルブ９は、光線Ｌ４を受け入れて、再度画像を重ねて形成するように変調を加え、光線Ｌ５を出力する。投写レンズ１０が、光線Ｌ５を入力し、図示しないスクリーンに向けて進行する光線Ｌ６を出力する。
【００２６】
テレビジョン信号などの画像信号は、複合ビデオ信号や、輝度色差信号などの所定のフォーマットで伝達され、信号入力部１１から装置に入力される。信号処理回路１２は、これらの形式の画像信号を、カラーデコーダーおよびカラーマトリックスなどを用いることにより、原色である第１原色情報の赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂを伝える第１画像信号Ｓ１生成し、信号変換回路１３に出力する。第１画像信号Ｓ１が伝える第１原色情報のＲ、Ｇ、及びＢの各情報のレベルは、共に最小値が０、最大値が１であり、ＮＴＳＣ信号のガンマが無い投写画像光の特性に合わせた階調に規格化されているものとする。信号変換回路１３は、第１画像信号Ｓ１を入力して、所定の手順で変換することにより、新たに、第２画像信号であるＳ２、及びＳ３を生成する。
【００２７】
第２画像信号Ｓ２は、係数Ｍを第１ライトバルブ駆動回路１４に伝送し、第２画像信号Ｓ３は、後述する第２原色情報のＲ２、Ｇ２、及びＢ２を第２ライトバルブ駆動回路１５に伝送する。第１と第２のライトバルブ駆動回路１４及び１５は、それぞれ入力する上記信号をもとに第１ライトバルブ７及び第２ライトバルブ９を動作させる。第２原色信号Ｓ２が伝える係数Ｍ、及び第２画像信号Ｓ３が伝える第２原色情報Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は、第１画像信号Ｓ１が伝える第１原色情報のＲ、Ｇ、Ｂと同様に振幅と階調が規格化されているものとする。
【００２８】
尚、第１ライトバルブ７、及び第２ライトバルブ９は、素子に固有の階調特性を有するので、投写画像の階調特性が正しく表示されるためには、ライトバルブ素子の出力する画像光の階調特性が、ＣＲＴの入出力特性である２．２乗特性と近くなるように、補正されることが必要である。図１には、この補正を行なうための階調補正手段は図示していないが、参照テーブルを設けることにより補正を行うことが可能であり、例えば信号処理回路１２、信号変換回路１３、及び第１ライトバルブ駆動回路１４、第２ライトバルブ駆動回路１５の何れか、或いは複数にこの補正のための参照テーブルを設けているものとする。
【００２９】
一方、画像信号の持つ同期信号は、同期分離回路１６で分離されて垂直同期信号としてカラーホイール駆動回路１７に出力され、カラーホイール駆動回路１７は、この垂直同期信号に同期してカラーホイール５を回転させる。カラーホイール５を通過する赤色、緑色、及び青色の各原色光は、まず、第１ライトバルブ７により、係数Ｍをもとに画素ごとに変調を受け、次に、第２ライトバルブ９において、赤色、緑色、及び青色の原色光が照射されているライトバルブの画素領域ごとに、それぞれ第２原色情報Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の各情報をもとに変調が加えられることで、投写画像が形成される。また、各画素について、例えば、赤色はＲ＝Ｍ×Ｒ２の関係が保たれ、第１ライトバルブ７が係数Ｍをもとに変調を加えた光に、第２ライトバルブ９がＲ２をもとに変調を加えることにより、投写光としてＲが正確に表示される。
【００３０】
図２は、投写型表示装置１が画像を表示する手順、及び信号変換回路１３が画素ごとに第２画像信号を生成する手順を示すフローチャートである。
【００３１】
同図に示すように、投写型表示装置１の信号入力部１１に画像信号が入力されると（ステップ１）、信号処理回路１２が正規化した原色情報のＲ、Ｇ、Ｂを求め、これらの情報を含む第１画像信号Ｓ１を出力し（ステップ２）、信号変換回路１３が第１画像信号Ｓ１を入力して輝度Ｙ（＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ）を求め（ステップ３）、更に仮（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ）の係数Ｍｔ（＝Ｙ^１／２）を求める（ステップ４）。次に、仮の原色情報であるＲｔ（＝Ｒ／Ｍｔ）、Ｇｔ（＝Ｇ／Ｍｔ）、Ｂｔ（＝Ｂ／Ｍｔ）を求め（ステップ５）、これらの最大値を選択することにより、仮の係数Ｍｔｔ（＝ｍａｘ（Ｒｔ，Ｇｔ，Ｂｔ））を求める（ステップ６）。
【００３２】
そして仮の係数Ｍｔｔが１を超える場合には、係数Ｍの値を１に決定し、Ｍｔｔが１を超えない場合には、係数Ｍの値をＭｔｔに決定する（ステップ７）。画像信号の原色情報Ｒ、Ｇ、Ｂ及び係数Ｍをもとに、第２原色情報であるＲ２（＝Ｒ／Ｍ）、Ｇ２（＝Ｇ／Ｍ）、Ｂ２（＝Ｂ／Ｍ）を求めて出力し（ステップ８）、これ等の係数Ｍ、及び第２原色情報のＲ２，Ｇ２，Ｂ２をもとに、各々第１ライトバルブ７及び第２ライトバルブ９を動作させる（ステップ９）。上記（ステップ３）から（ステップ８）までを信号変換回路１３が行う。
【００３３】
図３は、第１ライトバルブ７と、第２ライトバルブ９が画像を形成すると共に、漏れ光を軽減する動作を示す説明図である。同図（ａ）は第１ライトバルブ７単独の光変調特性を、同図（ｂ）は第２ライトバルブ９単独の光変調特性を、同図（ｃ）は第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９を組み合わせた光変調特性をそれぞれ示す説明図で、何れも横軸が画像の位置又は画素に対応し、縦軸が光強度（輝度）に対応する。
【００３４】
例として、周期的な明暗の縞模様を呈し、その明るい位置に点Ｐ、暗い位置に点Ｑをそれぞれ検出点として設けた画像を表示する場合を想定する。線２１は第１ライトバルブ７の出力する光の強度であり、線２２はそのときの漏れ光の強度である。線２３は第１ライトバルブ７が全オン状態に固定した場合における、第２ライトバルブ９の出力する光の強度であり、線２４はそのときの漏れ光の強度である。更に、線２５は第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９の両方の変調を受けて出力される光の強度を示し、線２６はそのときの漏れ光の強度である。但し、各漏れ光のレベルは説明のために実際よりも大きく表示している。
【００３５】
画像によって線２５の形状は変化し、輝度の高い点Ｐは線２５の山にあり、輝度の低い点Ｑは線２５の谷にあり、この輝度変化が入力画像信号を忠実に表示するように、２つのライトバルブ７，９がドライブされる。
【００３６】
２つのライトバルブ７，９の各々が出力する漏れ光２２及び２４は、主としてライトバルブ自体の光学特性、及びライトバルブに近接配置された、入出力光の分離を行うためのプリズム（図示せず）やレンズ（図示せず）などの光学手段の特性により決まり、通常は照明光線の強度の数百分の１程度が発生する。図３（ａ）における線２１の最大値と線２２の値の比が第１ライトバルブ７の出力する光のコントラスト比を表し、この比は、例えば５００対１程度である。第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９は共役配置の関係にあるので、第１ライトバルブ７の出力する画像の点Ｑ位置の光は、第２ライトバルブ９の画像の点Ｑ位置を照明するので、２枚のライトバルブの変調効果が掛け合わせられ、線２５の点Ｑに示す光出力が画像の点Ｑ位置を表示するように投写される。
【００３７】
従って、漏れ光２６は、第１ライトバルブ７の変調度が低く、第２ライトバルブを照明する光が弱い場合には非常に小さくなり、例えば、点Ｑにおいて、照明光である線２１における谷での光強度が百分の１に暗くなれば、第２ライトバルブ９において照明光に起因する漏れ光レベルである線２６の谷のレベルが更に１００分の１に低減するので、画像のコントラストが改善される。
【００３８】
図４は、信号変換回路１３が、図２に示した手順により入力する第１画像信号Ｓ１を第２画像信号Ｓ２，Ｓ３に変換した結果を、数値とグラフで示した説明図である。同図（ａ）は第１画像信号Ｓ１の原色情報の赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各レベルを表し、同図（ｂ）は変換されて生成した第２画像信号Ｓ２の第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、Ｂ２、及び係数Ｍの各レベルを表す。赤Ｒが０．６、緑Ｇが０．８、青Ｂが０．４の画像は、それぞれＲ２が０．６２６、Ｇ２が０．８３４、Ｂ２が０．４１７、Ｍが０．９５９に変換される。
【００３９】
この時、第１ライトバルブ７は、係数Ｍによりドライブされるが、Ｍが１に近いので、最大強度に近い０．９５９のレベルで変調を加えた照明光を第２ライトバルブ９に伝達し、第２ライトバルブ９は、カラーホイール４を通過した色順次に変化する照明光が赤い場合に、０．６２６の変調度で投写するので、結果として０．９５９×０．６２６＝０．６の強度の光が投写され、忠実に画像の赤色を表示することができる。同様に、緑Ｇ＝０．８、青Ｂ＝０．４も、忠実に表示される。
【００４０】
図４（ｃ）は、信号変換回路１３が、赤Ｒが０．１５、緑Ｇが０．１、青Ｂが０．２である比較的暗い画像の、同図（ｅ）は赤Ｒが０．０５、緑Ｇが０．０５、青Ｂが０．０５であるかなり暗い画像の、そして同図（ｇ）は赤Ｒが１、緑Ｇが０．０５、青Ｂが０．０５である飽和度の高い画像の各第１画像信号Ｓ１を入力した場合を示し、これ等の各第１画像信号Ｓ１が信号変換回路１３で変換された際の換算結果を、各々同図（ｄ）、（ｆ）、そして（ｈ）の各図に示す。これ等の変換の何れの場合でも、同図（ａ）、（ｂ）の場合と同様の処理をすることによって、画像を忠実に表現することができる。
【００４１】
投写する画像は、その暗い領域において漏れ光が目立ち易く、コントラストが不足していると感じられることが多い。図４（ｅ），（ｆ）に示す暗い画像の場合、係数Ｍは０．２２４であるので、漏れ光のレベルも０．２２４倍に削減されるので、投写画像のコントラストが大きく改善される。図４（ｇ）、（ｈ）に示すように高い飽和度の画像については、係数Ｍは大きくなり、強い照明光線を第２ライトバルブ９に伝達する。
【００４２】
図４（ａ），（ｂ）乃至図４（ｇ），（ｈ）の何れの場合にも、第２画像信号Ｓ２、Ｓ３の各情報レベルは、第１画像信号の情報レベルと比較すると同等か大きい値を取る。従って、第１及び第２のライトバルブ７，９は、共に漏れ光の影響を受け易くコントラストが不利となる低変調度の動作を少なくすることができる。
【００４３】
尚、本発明は、上記実施の形態１の投写型表示装置１の構成に限定されるものではない。即ち、カラーホイール５は、第１ライトバルブ７の前に配置したが、他の位置でもよく、例えば第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９の光路間に配置しても良い。複数のライトバルブを動作させる信号については、図１に示した構成とは逆に、係数Ｍにより第２ライトバルブ９を動作させ、第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、及びＢ２により第１ライトバルブ７を動作させるようにしても良い。また、色生成手段であるカラーホイールの色セグメントの形状は扇形、渦巻き型など、効率良く所望の波長の原色光を生成できるものであり、且つライトバルブの各画素が各色光に同期してドライブ可能であれば何でも良い。また、色生成手段はカラーホイール以外の手段であっても良い。
【００４４】
更に、図１に示す実施の形態１の投写型表示装置１において、第１ライトバルブ７、光学器８、第２ライトバルブ９は、直線的に配置する構成としたが、他の構成でも良く、例えば、光学器８を反射型の光学素子により構成することで光Ｌ３の光路を曲げるとともに、第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９を近接配置するように構成してもよく、その場合には装置を小型化することができる。
【００４５】
また、第１ライトバルブ７、及び第２ライトバルブ９は、個々あるいは両方ともマイクロミラー素子以外の他方式のライトバルブを用いても良く、例えば、反射型液晶方式ライトバルブ、透過型液晶方式ライトバルブ、回折格子方式ライトバルブ（ＧＬＶ，ＧｒａｔｉｎｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ）などを組み合わせるように構成しても良く、その場合には解像度や漏れ光レベルなどの光学特性について必要十分なものを選択することができる。
【００４６】
以上のように、実施の形態１の投写型表示装置１によれば、第２画像信号Ｓ２、Ｓ３の各情報レベルが、第１画像信号の情報レベルと比較すると同等か大きい値を取るので、第１及び第２のライトバルブ７，９は、共に漏れ光の影響を受け易くコントラストが不利となる低変調度の動作を少なくすることができ、２枚のライトバルブを使用する構成の中においても、一層コントラストの良好な投写型表示装置を実現することが可能となる。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、本発明の投写型表示装置における実施の形態２のライトバルブの画素の形状を示す構成図である。これ等のライトバルブは、前記した図１に示す実施の形態１の投写型表示装置１において、第１と第２のライトバルブ７，９の構成を特定するものであるため、以後、図１に示す実施の形態１の投写型表示装置１に本実施の形態のライトバルブの構成を適用したものとして、図１を参照しながら説明する。
【００４８】
図５において、同図（ａ）は第２ライトバルブ９の画素形状、同図（ｂ）は第１ライトバルブ７の画素形状をそれぞれ示す。また同図（ｃ）は、第２ライトバルブ９の画素形状を、第１ライトバルブ７と異なる六角形とした例である。同図（ａ）において、３１は第２ライトバルブ９の画素、３２は画素３１の中心、３３は光が変調されない画素間の隙間、をそれぞれ示し、同図（ｂ）において、３４は第１ライトバルブ７の画素、３５は画素３４の中心、３６は光が変調されない画素間の隙間、をそれぞれ示し、同図（ｃ）において、３７は第２ライトバルブ９´の画素、３８は画素中心、３９は画素の隙間、をそれぞれ示す。
【００４９】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、２つのライトバルブの画素形状は共に正方形で相似形であるが、画素周期が１．５倍異なり、その結果として、水平及び垂直方向の画素数の比が１対１．５となる。もし、第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９の画素数が同一である場合には、投写レンズ１０のＭＴＦ（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）、及びスクリーン（図示せず）の解像度が高いと、第２ライトバルブ９の画素の隙間３３と、第１ライトバルブ７の画素の隙間３６、及び投写する画像のパターンがモアレを発生することがあり、その場合には投写画像の画質が劣化する。
【００５０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、両ライトバルブの画素寸法を異なるようにすることで、モアレの発生を軽減することができる。モアレの発生を防止するためには、第１及び第２ライトバルブ７，９の少なくとも特定方向の画素数の比が、１対１．５を中心とし、例えば１対１．３乃至１対１．７の範囲にあることが望ましい。具体的数値の例としては、第１ライトバルブ７が水平１２８０画素、垂直７２０画素であり、第２ライトバルブ９が水平１９２０画素、垂直１０８０画素であれば、画素数の比は水平、垂直の両方とも１対１．５でありモアレの発生が軽減される。
【００５１】
また、２つのライトバルブに画素数が異なるものを用いると、第２ライトバルブ９の画素３１の中心点３２が、第１ライトバルブ７の画素３４の中心点３５に対して位置がずれる。この場合、各ライトバルブを適切にドライブするためには、入力画像信号を、２次元フィルタを通過させて内挿または外挿補間することにより、各ライトバルブの画素中心点に対応する補間信号を求め、求めた補間信号をもとに、各ライトバルブをドライブする。第１ライトバルブ７の画素３４は、第２ライトバルブ９の画素３１よりも寸法が大きいので、画像の２次元空間周波数は、水平、垂直方向とも高い周波数が表示できない。従って、第１ライトバルブ７が表示することができない高い周波数の画像信号は、第２ライトバルブ９をドライブする信号の２次元空間周波数の高域成分を強調することにより補う。
【００５２】
画素数の多い第２ライトバルブ９が投写レンズ１０により近く配置されているので、出力する投写光を直ちに投写レンズ１０に導くことができ、劣化が少ない画像投写を行うことができる。このように構成することにより、第１ライトバルブ７は画素をより大きく設定して、その画素数が第２ライトバルブ９と比較すると（１／１．５）^２＝０．４４倍と少なく出来るので、第１ライトバルブ７及び第１ライトバルブ駆動回路１４を安価なものとすることができる。
【００５３】
また、モアレの発生を軽減するためには、２つのライトバルブの画素数を異ならす以外に画素の形を変化してもよく、例えば第２のライトバルブ９の画素形状を、図５（ａ）に替えて、同図（ｃ）に示すように六角形としても良い。その場合には、画素の隙間３９は、第１ライトバルブ７の画素の隙間３６と平行になることがなく、モアレが発生し難い。同図（ｃ）に示した第２ライトバルブ９´は、同図（ａ）に示した第２ライトバルブ９と画素中心の間隔が同じであり、同数の画素を有するが、更に数を削減してもよく、例えば、水平１２８０画素、垂直７２０画素の六角形状画素を有するライトバルブとしても良い。その場合には一層確実にモアレの発生を軽減することができる。
【００５４】
第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９が同一のライトバルブでない場合には、双方のライトバルブを比較すると漏れ光の量や、光学特性、解像度の優劣が発生することがある。着目している特性が優れている側のライトバルブが投写画像に寄与する割合を増すことにより、投写型表示装置としての特性を改善することができる。前記した図２に示した、第２画像信号の係数Ｍを決定する手順（ステップ４）において、Ｍｔを輝度Ｙの相乗平均であるＭｔ＝Ｙ^１ ^／ ^２に替えて、−１／２＜α＜１／２である変数αを含む式、
Ｍｔ＝Ｙ^１ ^／ ^２＋α
を用い、例えばα＝＋０．１とすることにより、Ｍｔの寄与率を増加し、結果として、決定されるＭの寄与率を増加し、Ｍを表示する第１ライトバルブの寄与率を増加することができる。
【００５５】
以上のように、実施の形態２のライトバルブの構成によれば、投写する画像のパターンに生じるモアレの発生を抑制することができ、投写画像の画質が劣化するのを防止することができる。
【００５６】
実施の形態３．
図６は、本発明による実施の形態３の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【００５７】
同図に示すように、この投写型表示装置４１には、光源であるランプ２から発する光の光路を形成する位置に、ランプ２に近い方から順に、ランプ２の発する光を集光するランプ部反射鏡３、ランプ２の方向に戻る光を反射する反射鏡４２、集光された光を受け入れて矩形断面の照明光に変換する柱状光学素子４、１／４波長板４３、反射型偏光分離器４４、リレー光学器４５、偏光分離器４６、第１ライトバルブ４７、光学器４８、偏光分離器４９、色分離／合成プリズム５０，５１，５２、それぞれ赤色、緑色、及び青色の原色光を変調する色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ、及び投写レンズ５４、がそれぞれ配設されている。尚、１／４波長板４３、反射型偏光分離器４４は、導光手段であり、且つ反射鏡４２と共に光再利用手段にも相当する。
【００５８】
更にこの投写型表示装置４１は、テレビジョン信号などの画像信号を入力する信号入力部１１、この画像信号の信号処理を行う信号処理回路１２、信号処理回路１２から出力される第１画像信号Ｓ１を所定の手順で信号変換する信号変換回路１３、この信号変換回路１３で生成する第２画像信号Ｓ２に基づいて第１ライトバルブ４７を駆動する第１ライトバルブ駆動回路６４、同じく信号変換回路１３で生成する第２画像信号Ｓ３に基づいて色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂを各々駆動する色別ライトバルブ駆動回路６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂ、画像信号から同期信号を分離して第１ライトバルブ駆動回路６４に出力する同期分離回路１６を有する。尚、色別ライトバルブ駆動回路６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂは、第２ライトバルブ駆動手段に相当する。
【００５９】
また同図中の、Ｌ１ＢはＬ１と逆向きに進行する光線、Ｌ１ＣはＬ１Ｂが反射された光線、Ｌ２１は第１ライトバルブ４７を照明する光線、Ｌ２１ＢはＬ２１と逆向きに進行する光線、Ｌ３１は第１ライトバルブ４７のオン状態の画素が反射する光線、Ｌ４１は色分離／合成プリズム５０に入力される照明光線、Ｌ５１は原色光を変調する色別ライトバルブ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのオン状態の画素が反射した光線、Ｌ６１は投写光線、をそれぞれ示している。尚、図１に示す前記した実施の形態１の投写型表示装置１と同一の構成要素及び光については、同一の符号を付している。
【００６０】
以上の構成において、各部の動作について更に説明するが、前記した実施の形態１の投写型表示装置１と同一の構成要素部分については説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００６１】
柱状光学素子４の入力端面近傍には、ランプ２の方向に進行する光を反射する反射鏡４２が設けられる。反射鏡４２は凹面鏡であり、中央の小窓４２ａを通して光Ｌ１が柱状光学素子４の入力端面方向に進行する。尚、反射鏡４２は柱状光学素子４の入力端面に接合されている構成としてもよい（例えば、非特許文献における図９を参照）。反射型液晶である第１ライトバルブ４７を照明する光は、単一方向の直線偏光とすることが必要であるので、柱状光学素子４の出力端面に近接して、光路に垂直に位相板としての１／４波長板４３、及び反射型偏光分離器４４が設けられる。
【００６２】
１／４波長板４３は、光学軸を有し、通過する光について、光学軸と同一方向の偏光光と、光学軸と直交する方向の偏光光との位相差を４分の１波長とする素子であり、光学軸と４５度傾いた方向の直線偏光について、該素子を２回通過するときに偏光方向を９０度回転させる機能を有する。１／４波長板４３の光学軸の方向と、これに後続する反射型偏光分離器４４の通過光の偏光方向とを４５度の関係とすることにより、反射型偏光分離器４４において反射される光が、１／４波長板４３を通過して柱状光学素子４内部を逆向きに進行し、入力端面から外部に出て反射鏡４２において反射され、再度柱状光学素子４内部を進行し、１／４波長板４３を再度通過し、反射型偏光分離器４４に到達した時には、反射型偏光分離器４４を通過できる偏光方向の光に変換される。
【００６３】
このような動作により得られた単一方向の直線偏光光が、リレー光学器４５により伝達されて照明光線Ｌ２１となる。偏光分離器４６が照明光線Ｌ２１の方向を曲げることにより、第１ライトバルブ４７が照明される。第１ライトバルブ４７は係数Ｍをもとにドライブされる反射型液晶素子であり、照明光線の偏光方向を変化して反射することで、オン状態の画素においては偏光分離器４６を通過する光Ｌ３１を生成し、オフ状態の画素からは光源方向に反射される光Ｌ２１Ｂを生成する。光Ｌ３１は集光作用を有する光学器４８により集光され、偏光分離器４９を通過して照明光線Ｌ４１として進行し、色分離／合成プリズム５０，５１，５２により原色光に分離されたうえで、赤色光は色別ライトバルブ５３Ｒに、緑色光は色別ライトバルブ５３Ｇに、そして青色光は色別ライトバルブ５３Ｂにそれぞれ結像される。
【００６４】
色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５２Ｂは、それぞれ第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、及びＢ２をもとに、色別ライトバルブ駆動回路６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂによりドライブされる。色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂが反射したオン状態の光は、色分離／合成プリズム５０，５１，５２で合成されて光Ｌ５１となり、偏光分離器４９により進路を曲げられて投写レンズ５４に入力され、投写光Ｌ６１として出力される。
【００６５】
一般に、照明光線がライトバルブを通過すると、ライトバルブがオン状態でもある程度光の損失が発生するので、ライトバルブを２回通過させると光の損失が増加する。照明光線Ｌ２１にライトバルブ４７が変調を加えず、このため投写されないで反射される光Ｌ２１Ｂは、以下に説明する行程を経て、主として反射鏡４２が照明光線Ｌ２１として回収する。光Ｌ２１Ｂを回収することで、投写画像の輝度を高く保つことができる。
【００６６】
第１ライトバルブ４７において反射された反射光Ｌ２１Ｂは、照明光線Ｌ２１と偏光方向が同一の直線偏光であるので、光源の方向に向かって光路を逆進し、柱状光学素子４の出力端面から内部に入り、入力端面から出力されて光Ｌ１Ｂとなる。更に光Ｌ１Ｂはその大半が反射鏡４２により反射されることにより、光Ｌ１Ｃとなって柱状光学素子４の入力端面に入力する。光Ｌ１Ｂのうち、反射鏡４２の中央の小窓４２ａを通過した光は、ランプ部反射鏡３により反射され、多くはランプ２の電極（図示せず）などにより吸収又は拡散されるが、ランプ２を通過した一部の光はランプ部反射鏡３により反射され再度光Ｌ１となる。
【００６７】
図７は、図６中の反射鏡４２から第１ライトバルブ４７に至る光路において、進行および反射する光の偏光状態を表した説明図である。以下、同図を参照しながら、光路中に設けた各構成要素の動作について、光の偏光状態の変化を表すことにより説明する。
【００６８】
図７（ａ）は、図６における反射鏡４２から反射型の第１ライトバルブ４７に至る光路と構成要素を直線的に仮想配置して示した構成図であり、点ＬＰ１、点ＬＰ２、点ＬＰ３は構成要素間の光路中に位置する参照点であり、矢印Ｆは光が光源から遠ざかる進行方向を示し、矢印Ｒはその逆行方向を示す。
【００６９】
図７（ｂ）は、位相板としての１／４波長板４３、反射型偏光分離器４４、第１ライトバルブ４７の各偏光に関わる光学特性を示す図で、光路と垂直な面における各部での偏光方向を表している。同図中、１／４波長板４３の正面外形を表す四角形４３ａの内部に記載した破線は進相軸、実線は遅相軸であり、反射型偏光分離器４４、及び第１ライトバルブ４７の各正面外形を表す四角形４４ａ，４７ａの内部に記載した矢印は、それぞれ通過する光の偏光方向、及び照明光線Ｌ２１の偏光方向である。
【００７０】
図７（ｃ）は、参照点ＬＰ１、ＬＰ２、及びＬＰ３における光線の偏光の状態を、進行する光及び逆行する光について表した図である。同図において、矢印１０１はランプ２（図６）の発した光Ｌ１が初めて点ＬＰ２に到達したときの光の偏光方向を、同図（ｂ）に対応するように光路と直交する面内での矢印で表したものである（以下同様）。ランプ２の発する光は、様々な方向の直線偏光の集まりであり、光Ｌ１も同様である。１／４波長板４３は、ランダムな方向の直線偏光を入力した場合は、ランダムな方向の直線偏光のまま伝達すると考えてよく、この光は矢印１０１に示すように垂直方向と水平方向の偏光成分を有すると考えるこことができる。
【００７１】
反射型偏光分離器４４は、矢印１０２の方向の直線偏光の光を通過させ、矢印１０３の方向の直線偏光の光を反射する。矢印１０３で表す光は逆進し、１／４波長板４３を通過することにより、円１０４に示す逆時計回りに偏光方向が回転する円偏光Ｌ１Ｂになる。ここで、円偏光の回転方向は、光の進行方向に向かって定義するものである（以下同様）。光Ｌ１Ｂは、反射鏡４２において反射され、円１０５に示す左回り円偏光の進行する光Ｌ１Ｃとなり、１／４波長板４３を通過し、矢印１０６で示す方向の直線偏光の光となり、反射型偏光分離器４４を通過し、矢印１０７で示す方向の直線偏光の照明光Ｌ２１に加えられて第１ライトバルブ４７を照明する。
【００７２】
第１ライトバルブ４７において変調を受けなかった光は、偏光方向が回転しないので、矢印１０８に示す方向の直線偏光の逆進する光Ｌ２１Ｂとなり、反射型偏光分離器４４を通過して矢印１０９に示す光となり、更に、１／４波長板４３を通過することにより、円１１０に示す右回り円偏光の逆進する光Ｌ１Ｂとなる。更に反射鏡４２おいて反射され、円１１１に示す右回り円偏光の進行する光Ｌ１Ｃとなり、１／４波長板４３を通過して、矢印１１２で示す方向の直線偏光となり、反射型偏光分離素子４３において反射され、以下、矢印１０３方向の直線偏光の光と同様に進行し、やがて照明光Ｌ２１に加え合わされる。
【００７３】
以上、説明した動作により、反射鏡４２は、反射型偏光分離器４４、及び反射型の第１ライトバルブ４７の反射した光を回収し、再度照明光線として利用するように機能する。
【００７４】
図６において、第１ライトバルブ駆動回路６４は、信号変換回路１３が出力する第２画像信号Ｓ２が伝達する係数Ｍを入力するとともに、同期分離回路１６が出力する垂直同期信号を入力し、第１ライトバルブ４７が、係数Ｍをもとに光に変調を加えると同時に、垂直周波数に同期して、変調の強さが増減するようにドライブする。
【００７５】
図８は、第１ライトバルブ４７と、原色光を変調する３枚の色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂの変調動作を説明するための説明図である。同図（ａ）は、第１ライトバルブ４７の正面図であり、同図（ｂ）は色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂが、第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、及びＢ２を表示する方法について、点Ｐを含むライトバルブの縦線状領域について、時系列に示した図であり、同図（ｃ）は第１ライトバルブ４７が画像表示を行うタイミングを、時系列に示した図であり、同図（ｄ）は画像上の点Ｐの投写光強度の時間変化を表す図である。
【００７６】
図８（ａ）において、Ｐは表示する画像に対応する１画素を示し、時刻ｔ＝ｔ_１において、７１は係数Ｍを表示する領域、７２は光の変調を行わない領域、７３は領域７１と領域７２の境界、をそれぞれ示している。境界７３は画像の垂直周波数に同期して第１ライトバルブ４７の上端から下端まで２回移動する。
【００７７】
また同図（ｂ）において、横軸が時刻、縦軸がライトバルブ上下位置にそれぞれ対応し、Ａ１及びＡ２が画像Ａを表示する第１及び第２のタイミング、Ｂ１及びＢ２が画像Ｂを表示する第１及び第２のタイミングをそれぞれ示している。画像Ａ及び画像Ｂはフレーム信号又はフィールド信号である。画像表示を行う場合には、色別ライトバルブ駆動回路６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂが、画像信号を表すドライブ信号をライトバルブ画素の上端行からライトバルブに転送してホールド型表示を行い、順次下端へ向かって各行の表示を行う。上端と下端では時間差があるので、１つの画像について、Ａ１及びＡ２で示す２回のタイミングで画像表示を行うことにより、次の画像Ｂと混ざって表示されることを軽減する。
【００７８】
また同図（ｃ）において、ＡＭ及びＢＭはそれぞれ画像Ａ及び画像Ｂについての係数Ｍを表示するタイミングを示し、ＡＫ及びＢＫはそれぞれ画像Ａ及び画像Ｂについての係数Ｍを表示した後の無変調（オフ状態、または黒表示）タイミングを示し、破線は同図（ｂ）に示した所定のタイミングである。
【００７９】
更に、同図（ｄ）において、例えばＡに示す期間において、画像Ａにより生成した係数Ｍと第２原色情報であるＲ２、Ｇ２、及びＢ２が、それぞれ対応する第１ライトバルブ４７、及び原色光を変調する３枚の色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂにより表示される。画像Ａ、および画像Ｂを表示する期間の間に、第１ライトバルブ４７が画像を表示しない期間Ｋがあることで、画像Ａ及び画像Ｂが、インパルス表示により投写されることになり、動画の表示画質が改善される。
【００８０】
第１ライトバルブ４７を、タイミングＡＫ及びＢＫにおいてオフ状態とすることにより、画像全体として平均すると、反射光線Ｌ２１Ｂが増加する。この反射光線Ｌ２１Ｂは、前記したように反射鏡４２が反射することにより、再度、照明光Ｌ２１に加え合わされるので、投写画像の輝度低下を少なくすることができる。領域７２（図８（ａ））において反射された反射光線Ｌ２１Ｂは、照明光線Ｌ２１として領域７１に照射されたときに、投写光線の強さが増すのである。更に反射光線Ｌ２１Ｂを再利用することにより加えられた照明光線は、柱状光学素子４の内部において混ぜ合わされるので、領域７１を含め第１ライトバルブ４７全体をムラ無く照明することができる。
【００８１】
反射光を再利用することにより増加する輝度は、使用する構成要素の光学特性によって決まる。反射光の再利用を行わない場合の照明光線Ｌ２１の強さをＩ、再利用を行う場合の強さをＩＳとすると、例として、第１ライトバルブ４７における反射光Ｌ２１Ｂの平均的発生率をＲＴ１、反射鏡４２による平均的反射率がＲＴ２とし、他の構成要素による光の損失がないときには、光が再活用されるまでの一巡伝達率を平均的に求めることができる。前記したように第１ライトバルブ４７の反射が１回、反射鏡４２の反射が２回であるので、伝達率（公比）はＲＴ１×ＲＴ２×ＲＴ２、初項Ｉであるので、等比級数の公式により、
ＩＳ＝Ｉ／（１−ＲＴ１×ＲＴ２×ＲＴ２）
と表され、ＲＴ１が０．５、ＲＴ２が０．９の場合ＩＳ＝１．６８×Ｉとなる。
【００８２】
また、インパルス表示におけるオン率を０．５とすると、従来の照明方法によると、全白画面において輝度が５０％まで低下するが、本実施の形態においては、照明光線が１．６８倍に強くなることにより０．５×１．６８＝０．８４であることから、８４％の輝度レベルまで改善することができる。全白画面でない場合には、第１ライトバルブ４７の反射する光はさらに多くなり、例としてＲＴ１＝０．６の場合にはＩＳ＝１．９４×Ｉとなるので、一層明るい表示を行うことができる。使用する構成要素の光学特性、必要とする動画表示画質の改善度合い、必要な輝度を考慮に入れて、インパルス照明の最適なオン率を選択することができる。
【００８３】
尚、上記した本実施の形態３においては、第１ライトバルブ４７を反射型液晶ライトバルブとしたが、マイクロミラー素子であってもよく、その場合は位相板としての１／４波長板４３や反射型偏光分離器４４が不要になる利点がある。また、図８に示す例では、期間Ｋは照明光がないとしたが、期間Ａの例えば８分の１から１６分の１程度の弱い照明光線を期間Ｋに照射しても良く、その場合には、期間Ｋにおいて、原色光を変調する３枚の色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂにより、弱い照明光線を前提とした変調を行うことにより、ライトバルブの暗部階調表示性能を３ビットから４ビット相当だけ向上することができる。
【００８４】
以上のように、実施の形態３の投写型表示装置によれば、光源で発せられた照明光の利用率を大幅に改善することが可能となり、投写画像の明るい装置を安価に実現することができる。
【００８５】
実施の形態４．
図９は、本発明による実施の形態４の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【００８６】
この実施の形態４の投写型表示装置７１が、前記した図１の実施の形態１の投写型表示装置１対して異なる点は、カラーホイール５、カラーホイール駆動回路１７及び同期分離回路１６が除かれた点と、光学器８、第２ライトバルブ９、信号処理回路１２、信号変換回路１３、及び第２ライトバルブ駆動回路１５の各構成と動作が異なる点である。従って、共通する部分には同符号を付して説明を省略し、これ等の構成の異なる要素には、符号末尾に“Ｙ”を付して区別化し、この異なる点を重点的に説明する。
【００８７】
図９において、９Ｙは第２ライトバルブ、１２Ｙは信号処理回路、１３Ｙは信号変換回路、１５Ｙは第２ライトバルブ駆動回路、Ｓ１Ｙは入力した画像の輝度情報を含む第１画像信号、Ｓ３ＹはＳ１Ｙが変換されることで生成した第２輝度Ｙ２を伝達する第２画像信号である。画像信号が信号入力部１１により入力され、信号処理回路１２Ｙにより所定のレベルに規格化されテレビジョンガンマを伴ったままの輝度Ｙｉｎを伝達する第１画像信号Ｓ１Ｙを生成して信号変換回路１３Ｙに入力する。信号変換回路１３Ｙは、第１画像信号Ｓ１Ｙを受け入れて、テレビジョン信号の逆ガンマ変換を行うと共に、第２画像信号Ｓ２（係数Ｍを伝達する）、及び第２画像信号Ｓ３Ｙ（第２輝度Ｙ２を伝達する）を生成する。
【００８８】
逆ガンマ変換は、例えば参照テーブルを用いることで行うことができる。また、第１及び第２のライトバルブ７，９Ｙのドライブ信号レベルと光変調強度の関係は直線的であるものとするが、もし非線形性を有する場合には、逆ガンマ変換を行う際に、参照テーブルの値を修正することで同時に補正することができる
。
【００８９】
第１及び第２のライトバルブ７，９Ｙが、同一の変調特性を有するライトバルブであるときには、係数Ｍと第２輝度Ｙ２は、同一であっても良く、その場合には輝度Ｙｉｎの２．２乗の平方根となるように、参照テーブルを用意することで、第２画像信号Ｓ２である係数Ｍと第２画像信号Ｓ３Ｙの第２輝度Ｙ２を生成することができる。第１及び第２のライトバルブ７，９Ｙの光学特性が異なる場合には、例えば漏れ光が他方よりも少ないライトバルブについて、変調度の変化幅が広くなるように、重み付けを行う。
【００９０】
係数Ｍ及び第２輝度Ｙ２を、
Ｍ＝Ｙ２＝Ｙ^１／２＝（Ｙｉｎ^２．２）^１／２
に替えて、−１／２＜α＜１／２である変数αを含む式、
Ｍ＝（Ｙｉｎ^２．２）^１ ^／ ^２＋α、及びＹ２＝（Ｙｉｎ^２．２）^１ ^／ ^２−α
を用い、例えばα＝＋０．２とすることにより、係数Ｍの寄与率を第２の輝度Ｙ２と比較して多くし、結果として、第１ライトバルブ７の寄与率を増加することができる。αの値を変化しても、Ｍ×Ｙ２＝Ｙｉｎ^２．２であることに変化は無く、正確な階調表示を行うことができる。
【００９１】
図１０は、信号変換回路１３Ｙが用いる参照テーブルの例を示すグラフであり、横軸には輝度Ｙｉｎ、縦軸には係数Ｍ及び第２輝度Ｙ２がそれぞれ対応し、曲線８１、曲線８２及び曲線８３は、それぞれαを０、−０．２、＋０．２としたときの変換特性である。係数Ｍ及び第２輝度Ｙ２を同一とする時には曲線８１とし、係数Ｍの変化幅を大きく取る場合には、係数Ｍは曲線８３に基づいた参照テーブルで生成し、他方の第２輝度Ｙ２は曲線８２に基づいた参照テーブルにより生成する。何れの場合にも係数Ｍと第２輝度Ｙ２を乗算した結果が輝度Ｙｉｎの２．２乗となり、正しい階調により画像を投写することができる。なお、ここで用いた２．２乗の特性は、ＮＴＳＣ方式テレビジョンのＣＲＴの入力電圧、出力電流特性であるので、ＨＤＴＶ方式や他の画像については、それぞれ適切なものを設定する。
【００９２】
またライトバルブとしては様々なものが利用できる。第１ライトバルブ７及び第２ライトバルブ９Ｙが共に反射型ライトバルブである場合には、第２ライトバルブ９Ｙにおける非投写光Ｌ４Ｂ（図９）が第１ライトバルブ７に向かって反射され、２つのライトバルブの間で繰り返し反射する場合がある。
【００９３】
図１１は、第１ライトバルブ７及び第２ライトバルブ９Ｙと、これらに対して入力及び出力する光を示した光路の模式図である。第１ライトバルブ７に入力した光線Ｌ２は、係数Ｍをもとに変調され光線Ｌ４となる。光線Ｌ４は第２ライトバルブ９Ｙに入力し、第２輝度の係数Ｙ２をもとに変調されて光線Ｌ５となる。第２ライトバルブ９Ｙにおいて、入力光線Ｌ４の一部は反射されて光線Ｌ４Ｂとなり、第１ライトバルブ７に向う。第１ライトバルブ７に入力した光線Ｌ４Ｂは、一部が反射されて、再度第２ライトバルブ９Ｙに向かって進行する光Ｌ４に加えられる。
【００９４】
第２ライトバルブ９Ｙにおいて、（１−Ｙ２）の光が反射されＬ４Ｂとなり、第１ライトバルブ７に到達したＬ４Ｂのうち（１−Ｍ）の光が光Ｌ４に加えられると考えると、等比級数の和Ｌ５Ｓとして光Ｌ５の変化が求められる。初項は、Ｌ５＝Ｌ２×Ｍ×Ｙ２、公比は、（１−Ｙ２）×（１−Ｍ）であるので、その和Ｌ５Ｓは、
Ｌ５Ｓ＝Ｌ５／（１―（１−Ｙ２）×（１−Ｍ））
で表される。Ｙｉｎ＝０．１、Ｍ＝Ｙ２＝０．０７９とすると、
Ｌ５Ｓ／Ｌ５＝１／（１―（１−Ｙ２）×（１−Ｍ））＝６．５８
となり、暗部諧調において数倍もの輝度レベルの誤差が生じる。
【００９５】
画像の階調は暗部においても正確に表示されることが望ましいので、信号変換手段１２Ｙが用いる参照テーブルを補正することで正しい階調表示を行うことができる。以下、その方法について説明を行う。ただし、反射光が発生しない方式のライトバルブについては適用する必要がない。
【００９６】
光Ｌ５は、繰り返し反射がある場合にはより大きな等比級数の和Ｌ５Ｓとなるが、説明を簡単化するために、Ｙ２＝Ｍとおくと、
Ｌ５Ｓ＝Ｌ２×Ｍ^２／（１−（１−Ｍ）^２）
と表され、Ｌ５Ｓ／Ｌ２＝Ｍ^２／（１−（１−Ｍ）^２）が輝度信号Ｙｉｎの２．２乗と一致するように、係数Ｍの参照テーブルを決めれば良い。Ｙ＝Ｙｉｎ^２．２と置くと、Ｍ^２／（１−（１−Ｍ）^２）＝Ｙの解が、Ｍ＝２×Ｙ／（１＋Ｙ）であることから、容易に求めることが可能である。
【００９７】
この関係式を用いることにより、求めた係数Ｍを図示すると、図１２（ａ）に示す曲線８４となる。曲線８４に示す階調特性の係数Ｍに変換することにより、Ｌ２からＬ５Ｓに至る伝達特性が、曲線８５に示すＹ、つまり正確なＹｉｎの２．２乗特性となる。
【００９８】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の縦軸と横軸を対数表示したものである。輝度信号Ｙｉｎのレベルが例えば０．０１であるとき、（０．０１）^２．２＝３．９×１０^−５のレベルでＹが投写表示される必要がある。このレベルは同図において点９１に示され、従来の装置においては、一枚のライトバルブにより変調を加えることにより表示していた。本発明においては、２枚のライトバルブにより表示を行うので、各ライトバルブは、ライトバルブの間で光の繰り返し反射が無い場合には、点９２に示すレベルの変調を行い、ライトバルブの間で光の繰り返し反射がある場合においては、点９３に示すレベルの変調を行う。
【００９９】
ライトバルブの漏れ光が５００分の１であるとき、従来の装置では、点９４で示すレベル以下の画像は正確に階調表示できなかった。本発明によれば、ライトバルブを投写光線が２回通過する構成としたので、漏れ光のレベルはおよそ（１／５００）^２＝４×１０^−６となるので、点９５に示すレベル付近まで低減するのでコントラストが改善される。コントラストが改善されると、ライトバルブ自体の暗部諧調表示性能が正確に投写表示されるが、曲線８１による係数Ｍを用いることができる場合には、従来よりも光変調のダイナミックレンジが少ないライトバルブで良く、曲線８４による係数Ｍを用いる場合においても、従来のライトバルブと同程度のダイナミックレンジがあれば良い。
【０１００】
反射型ライトバルブの光の利用効率は１００％ではなく、実際には画素間の無効領域の影響、光の回折による損失、反射面での光損失などがあるので約３０％程度の損失があり、他の７０％について、投写と非投写を制御することができる。このため、二つのライトバルブの間で発生する繰り返し反射の影響は小さくなる。ライトバルブの特性に適合するように、係数Ｍは図１２において、曲線８１から曲線８４に挟まれた範囲の特性の参照テーブルを用意すれば良い。また２枚のライトバルブによりコントラストを高くすることができるので、従来より広い角度範囲の光を照明光線として用いることで、光源であるランプ２の発する光の利用効率を改善するようにしても良い。
【０１０１】
尚、本実施の形態４においては、単色の投写型表示装置の実施例としたが、第２の輝度Ｙ２と係数Ｍの少なくとも一方を、第２原色情報のＲ２、Ｇ２、Ｂ２に置き換えることによりフルカラーの投写型表示装置とすることもできる。その際、例としてＹ２＝０．３×Ｒ２＋０．５９×Ｇ２＋０．１１×Ｂ２の関係となるように、第２原色情報のＲ２、Ｇ２、およびＢ２を決めれば良い。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態の投写型表示装置によれば、第１及び第２のライトバルブ７，９Ｙの光学特性が異なる場合にも、例えば漏れ光が他方よりも少ないライトバルブについて、変調度の変化幅が広くなるように、重み付けを行うことができ、入力画像に忠実な階調表示を行うことができる投写型表示装置を実現することができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【０１０４】
投写型表示装置において、少なくとも２枚のライトバルブを光学的に共役配置することにより、各ライトバルブの光変調の効果を画素ごとに乗算する構成とするとともに、画像信号をもとに生成した第２の画像信号において２数の乗算により画像を表し、該２数の一方で１つのライトバルブを動作させ、他方で他のライトバルブを動作させるようにした。その結果、複数のライトバルブが同時動作するように画像信号が配分され、複数のライトバルブの両方をコントラストの良好な変調動作の範囲において使用することが可能となり、漏れ光の伝達量が減少し、コントラストが良好な投写型表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態１の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【図２】投写型表示装置１が画像を表示する手順、及び信号変換回路１３が画素ごとに第２画像信号を生成する手順を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は第１ライトバルブ７単独の光変調特性を、（ｂ）は第２ライトバルブ９単独の光変調特性を、（ｃ）は第１ライトバルブ７と第２ライトバルブ９を組み合わせた光変調特性をそれぞれ示す説明図である。
【図４】信号変換回路１３が、図２に示した手順により入力する第１画像信号Ｓ１を第２画像信号Ｓ２，Ｓ３に変換した結果を、数値とグラフで示した説明図である。
【図５】（ａ）は第２ライトバルブ９の画素形状、（ｂ）は第１ライトバルブ７の画素形状であり、（ｃ）は第２ライトバルブ９の画素形状を、第１ライトバルブ７と異なる六角形とした例である。
【図６】本発明による実施の形態３の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【図７】（ａ）は、図６における反射鏡４２から反射型の第１ライトバルブ４７に至る光路と構成要素を直線的に仮想配置して示した構成図であり、（ｂ）は、１／４波長板４３、反射型偏光分離器４４、第１ライトバルブ４７の各偏光に関わる光学特性を示す図で、（ｃ）は、参照点ＬＰ１、ＬＰ２、及びＬＰ３における光線の偏光の状態を表した図である。
【図８】（ａ）は、第１ライトバルブ４７の正面図であり、同図（ｂ）は色別ライトバルブ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂが表示する方法を時系列に示した図であり、同図（ｃ）は第１ライトバルブ４７が画像表示を行うタイミングを、時系列に示した図であり、同図（ｄ）は画像上の点Ｐの投写光強度の時間変化を表す図である。
【図９】本発明による実施の形態４の投写型表示装置の構成を示す構成図である。
【図１０】信号変換回路１３Ｙが用いる参照テーブルの例を示すグラフである。
【図１１】第１ライトバルブ７及び第２ライトバルブ９Ｙと、これらに対して入力及び出力する光を示した光路の模式図である。
【図１２】（ａ）は本発明による実施の形態４の投写型表示装置の説明に供するグラフであり、（ｂ）は（ａ）のグラフの縦軸と横軸を対数表示したものである。
【符号の説明】
１投写型表示装置、２ランプ、３ランプ部反射鏡、４柱状光学素子、５カラーホイール、５ａ駆動モータ、６リレー光学器、７第１ライトバルブ、８光学器、９，９´，９Ｙ第２ライトバルブ、１０投写レンズ、１１信号入力部、１２，１２Ｙ信号処理回路、１３，１３Ｙ信号変換回路、１４第１ライトバルブ駆動回路、１５，１５Ｙ第２ライトバルブ駆動回路、１６同期分離回路、１７カラーホイール駆動回路、３１，３４，３７画素、３２，３５，３８中心点、３３，３６，３９隙間、４１投写型表示装置、４２反射鏡、４２ａ小窓、４３１／４波長板、４４反射型偏光分離器、４５リレー光学器、４６偏光分離器、４７第１ライトバルブ、４８光学器、４９偏光分離器、５０，５１，５２色分離／合成プリズム、５３Ｒ，５３Ｇ，５３ｂ色別ライトバルブ、５４投写レンズ、６４第１ライトバルブ駆動回路
６５Ｒ，６５Ｇ，６５Ｂ色別ライトバルブ駆動回路、７１投写型表示装置。

Claims

スクリーンに画像を投写する投写型表示装置において、
光源と、
該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、
光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、
該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段と、
入力する画像信号から、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの第１原色情報を伝える第１画像信号を生成する信号処理手段と、
前記第１画像信号を入力し、Ｒ＝Ｍ×Ｒ２、Ｇ＝Ｍ×Ｇ２、及びＢ＝Ｍ×Ｂ２の各式を略満たす係数Ｍ、及び赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２の第２原色情報を伝える第２画像信号を生成する信号変換手段と、
前記係数Ｍに基づいて前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なう第１ライトバルブ駆動手段と、
前記第２原色情報に基づいて、前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なう第２ライトバルブ駆動手段と
を有することを特徴とする投写型表示装置。
前記ライトバルブが、光を投写する状態をオン状態、光を投写しない状態をオフ状態というとき、各ライトバルブの全画素をみたとき、オフ状態が少なくなるように前記係数Ｍ、及び前記第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２を設定することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
前記第１原色情報Ｒ，Ｇ，Ｂ、前記第２原色情報Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２、及び係数Ｍが、共に０以上、１以下の数とし、一時変数としてＹ、Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ、Ｍｔ、Ｍｔｔを設けて、
Ｙ＝０．３×Ｒ＋０．５９×Ｇ＋０．１１×Ｂ、
Ｍｔ＝Ｙ^１／２、
Ｒｔ＝Ｒ／Ｍｔ、
Ｇｔ＝Ｇ／Ｍｔ、
Ｂｔ＝Ｂ／Ｍｔ、
Ｍｔｔ＝ｍａｘ（Ｒｔ、Ｇｔ、Ｂｔ）、
としたとき、
もし、Ｍｔｔ＞１ならＭ＝１、そうでなければＭ＝Ｍｔｔとし、
Ｒ２＝Ｒ／Ｍ、Ｇ２＝Ｇ／Ｍ、Ｂ２＝Ｇ／Ｍ、の各関係式により前記係数Ｍ、及び第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２を決定することを特徴とする請求項２記載の投写型表示装置。
駆動される前記ライトバルブの各特性に応じて、前記係数Ｍの変化幅を増加又は減少し、投写される画像のコントラスト又は解像度が最も高くなるように前記係数Ｍ、及び前記第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２を設定することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
前記光源から前記投写手段に至る光路において、前記投写手段に近い前記ライトバルブの画素数が、前記投写手段から遠い前記ライトバルブの画素数よりも多いことを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
相互に光学的に共役配置された一対の前記ライトバルブの、少なくとも特定方向の画素数の比が、Ｎを自然数として、１対（Ｎ＋０．５±０．２）に示される範囲内にあることを特徴とする請求項５記載の投写型表示装置。
相互に光学的に共役配置された各ライトバルブの画素の形状及び／又は配列が、相互に異なることを特徴とする、請求項１記載の投写型表示装置。
複数の前記ライトバルブの中で、ライトバルブから前記スクリーンまでの総合的な２次元ＭＴＦ（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）が、少なくとも特定周波数領域においてより良好な方のライトバルブに、前記画像信号の前記特定周波数領域の成分を多く配分して表示させることを特徴とする請求項５又は７記載の投写型表示装置。
前記ライトバルブの少なくとも１つが反射型ライトバルブであることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
更に、前記ライトバルブが反射する光線を、再度該ライトバルブを照明する光線に変換する光再利用手段を有することを特徴とする請求項９記載の投写型表示装置。
更に、前記画像信号から垂直同期信号を分離する同期分離手段を有し、前記垂直同期信号に基づいて、前記係数Ｍを、画像のフレーム又はフィールド期間において少なくとも１回、極大と極小に変化することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
前記ライトバルブの少なくとも１つにおいて、複数の領域ごとに複数の色の光を同時に照射する照明光学手段を有することを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
スクリーンに画像を投写する投写型表示装置において、
光源と、
該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、
光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、
該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段と、
入力する画像信号から、輝度情報を含む第１画像信号を生成する信号処理手段と、
前記第１画像信号を入力し、輝度Ｙの信号レベルで各画素を表す前記画像信号をもとに、−１／２＜α＜１／２であるところの変数αを含む、式Ｙ２＝Ｙ^１ ^／ ^２−α、及び式Ｍ＝Ｙ^１ ^／ ^２＋αの各式を満たす係数Ｍ、及び第２輝度Ｙ２を伝える第２画像信号を生成する信号変換手段と、
前記係数Ｍに基づいて前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なう第１ライトバルブ駆動手段と、
前記第２輝度Ｙ２に基づいて、前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なう第２ライトバルブ駆動手段と
を有することを特徴とする投写型表示装置。
前記第２画像信号の諧調特性が補正されていることを特徴とする請求項、請求項１又は１３記載の投写型表示装置。
光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段とを有する照明光学系によって画像化される画像信号の変換方法であって、
前記画像信号から、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂの第１原色情報を求め、
該第１原色情報から、前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なうための係数Ｍ、及び前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なうための赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２の第２原色情報を、Ｒ＝Ｍ×Ｒ２、Ｇ＝Ｍ×Ｇ２、及びＢ＝Ｍ×Ｂ２の各式を満たす範囲で求める
ことを特徴とする画像信号の変換方法。
前記ライトバルブが、光を投写する状態をオン状態、光を投写しない状態をオフ状態というとき、各ライトバルブ全画素をみたときに、オフ状態が少なくなるように前記係数Ｍ、及び前記第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２を求めることを特徴とする請求項１５記載の画像信号の変換方法。
駆動される前記ライトバルブの各特性に応じて、前記係数Ｍの変化幅を増加又は減少し、投写される画像のコントラスト又は解像度が最も高くなるように前記係数Ｍ、及び前記第２原色情報である赤色Ｒ２、緑色Ｇ２、青色Ｂ２を求めることを特徴とする請求項１５記載の画像信号の変換方法。
光源と、該光源が発する光をライトバルブに導く導光手段と、光路に沿って相互に光学的に共役配置された少なくとも２枚のライトバルブと、該ライトバルブが変調した光を前記スクリーンに投写する投写手段とを有する照明光学系によって画像化される画像信号の変換方法であって、
輝度Ｙの信号レベルで各画素を表す前記画像信号をもとに、前記ライトバルブの１つを駆動して光変調を行なうための係数Ｍ、及び前記ライトバルブの残余を駆動して光変調を行なうための第２輝度Ｙ２を、
−１／２＜α＜１／２であるところの変数αを含む、式Ｙ２＝Ｙ^１ ^／ ^２−α、及び式Ｍ＝Ｙ^１ ^／ ^２＋αの各式を満たす範囲で求める
ことを特徴とする画像信号の変換方法。