JP2005134482A - 画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画像の色分布を崩さずに非常に明るい画像を投影表示すること。
【解決手段】入力されたカラー画像データに応じた画像を投影する画像投影装置は、駆動電流値及び駆動時間によって複数色の発光光量を色毎に調整可能なＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、これらＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが射出した照明光の色に対応する上記入力カラー画像データによって変調処理がなされるＤＭＤ（商標）１６と、上記ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが射出した照明光を上記ＤＭＤ（商標）１６によって変調することで表現可能な色空間内の表現領域を設定し、その設定した表現領域と上記カラー画像データに応じて適応的に上記ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの各色毎の発光光量をフレーム周期で制御する照明条件設定部２４と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像を表示する画像表示装置、特に、入力された画像データに応じて表示デバイス上に形成した画像を、観察者が観察可能なように、光源からの照明光によって被投影面に対し投影する画像投影装置に関する。

画像を表示する画像表示装置には、照明装置からの照明光を液晶やマイクロミラーなどの表示デバイスを使ってその透過量または反射量を制御して変調し、階調表現することによって画像を形成し表示する装置がある。液晶モニター、プロジェクタ等の画像投影装置などがそれである。カラー画像の表示では、原色毎に照明光を変調し、それらを空間的にまたは時間的に合成することによりカラー画像を生成する場合が多い。カラー画像を表示する場合、色の再現性を確保するために各原色の照明光量の合成比率のバランスを調整する必要がある。そのため、通常は各原色の入力画像データが同一である場合に、その合成色が白に見えるように所謂ホワイトバランスの調整を固定的に行う。

一般に原色の照明光は、白色ランプからダイクロイック・ミラーやカラーフィルタなどの色分離光学素子を使って固定的に原色光を分離して作り出すため、柔軟に各原色の照明光量を制御することはできない。従って、初期段階において原色照明光のバランスが所定の比になるよう光学的に設定したり、入力画像データに対する表示デバイスの変調量を所定の変換ルールに則って補正するようにしてホワイトバランスを調整する。

一方、照明光の明るさ或いは表示デバイスによる変調の結果得られる表示画像の明るさは、各原色の照明光の最大出力によって作り出す方が、表示可能な明るさを最大限にすることができる。但し、一般には、各原色の照明光の最大出力が偶然にもホワイトバランスがとれているような光源は見当たらないので、この場合は上述の説明のようにホワイトバランスが崩れ、表示画像の色再現性を劣化せざるを得なくなる。即ち、照明光を最大限明るくしようとすれば、色再現性が確保されず、色再現性を重視しようとすれば、光源が有する最大限の照明光量を引き出すことが困難となると言う解決しがたい課題が存在する。

このような課題を解決しようとして、例えば特許文献１に開示されている方法がある。この方法によれば、入力画像データを構成する各原色画像データの階調レベルが全て最大及び最小の場合に限って、各原色の照明光の最大出力によって表示するようにし、それ以外は所定のホワイトバランスを維持した表示になるように工夫されている。従って上記階調レベルが全て最大及び最小のときの表示画像の明るさは最大、最小を示すが色のバランスは崩れ、一般にホワイトバランスが取れた状態とはなっていないが、比較的色バランスを悪化させることなく、表示可能な明るさを高めることができるとされている。

また、特許文献２では、原色照明光を表示デバイスに順次照明して観察者の視覚上で画像合成し表示画像を生成する所謂カラー面順次方式の画像表示装置において、各原色の照明期間の間毎に白色の照明を行う実施の形態が開示されている。この方法は、入力画像データの白成分を強調することによって生成される画像の明るさを向上させようとするものである。従来のカラー面順次方式では、原色の照明光が切り替わる期間の混色状態が発生することによる画質劣化を防ぐために、原色の照明光及び対応する表示デバイスの変調画像の切り替わり期間は非表示としている場合が多い。しかし、非表示期間が存在している分、照明光の利用期間が短くなり、明るさの低下を招くと言う問題があるが、この点を特許文献２は解決しようとしている。但し、各原色の照明期間及び白色の照明を行う期間は所定の値に固定されている。

その他、画像表示装置に限らず、原色の照明光の光量バランスを種々の目的によって調整設定する実施の形態がある。例えば、特許文献３のようなカラー面順次照明方式の電子内視装置において、撮像センサの分光感度の偏りを相殺するために原色の照明光のバランスを調整し設定しているものなどがある。

これら開示されている実施の形態は、画像表示装置の表示画像において、色バランスを過度に悪化させることなく表示可能な明るさを高めたり、照明光の色バランスを調整することで撮像系の特性を補正し色再現性の良い画像を得ようとするものである。
特開２００２−５１３５３号公報 特開２００２−８２６５２号公報 特開２００２−１１２９６２号公報

しかしながら、上記実施の形態は全て照明光の色バランスを予め調整し、固定的に設定する形式を取るものである。表示しようとする画像の色成分は個々に特徴的な分布を有するものも多く、特にビジネス用途や文教用途でのプレゼンテーション用画像では特定の背景色が使われたり、染色した試料の顕微鏡画像、また医療用内視鏡画像のように赤色成分を多く含む画像など、色成分の偏りある画像は多い。

特徴的な色分布を有する画像に対し、従来のように固定的な般化性のあるホワイトバランスを適用するのでは、却って各原色の照明光の最大出力を有効に活用することを困難にしていると言う未だ解決されていない課題が残っている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ＬＥＤのような原色を電気的に容易に光量制御が可能な光源を照明光とし、表示しようとする画像の色分布に応じて基準の色ベクトルを算出し、その基準の色ベクトルから各原色の照明光量のバランスをその都度適応的に設定すると共に、光源の照明光の出力能力を必要にして十分なレベルまで引き上げて有効に活用することにより、表示画像の色分布を崩さずに、非常に明るい画像を投影表示する画像投影装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様による画像投影装置は、
入力されたカラー画像データに応じた画像を投影する画像投影装置において、
駆動電流値及び駆動時間によって複数色の発光光量を色毎に調整可能な照明手段と、
前記照明手段が射出した照明光の色に対応する前記カラー画像データによって変調処理がなされる表示デバイスと、
前記照明手段が射出した照明光を前記表示デバイスによって変調することで表現可能な色空間内の表現領域を設定する表現領域設定手段と、
前記表現領域設定手段で設定した表現領域と前記カラー画像データに応じて適応的に前記照明手段の各色毎の発光光量をフレーム周期で制御する照明光量制御手段と、
を具備することを特徴とする。

本発明によれば、表示画像の入力データより基準の色ベクトルを適応的に設定することにより表示のための照明光の色バランスを設定し、且つその色バランスを維持して照明光量を最大限に制御することができるため、表示画像の色再現性を大きく崩さずに非常に明るい表示画像を得ることが可能となる画像投影装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係る画像投影装置の電気的構成を示す図であり、図２は本実施形態に係る画像投影装置の光学的構成を示す図である。

本実施形態に係る画像投影装置は、入力された画像データに応じて表示デバイス上に形成した画像を、観察者が観察可能なように、光源からの照明光によって被投影面（スクリーン）に対し投影する画像投影装置であって、表示デバイスとして反射型の表示素子であるＤＭＤ（商標）を使用した単板方式の画像投影装置である。ここで、ＤＭＤ（商標）とは、２次元マイクロミラー偏向アレイであり、その詳細は、例えば、特開平１１−３２２７８号公報の段落［００２６］や国際公開第ＷＯ９８/２９７７３号公報の第５頁第２３行目乃至第６頁第６行目に開示されているので、説明は省略する。

ここで、本実施形態に係る画像投影装置は、図２に示すように、光源として、発光色が異なる複数のＬＥＤ、ここでは発光色が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを用いている。それらＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１ＢはＲ，Ｇ，Ｂ時分割で重ならないように順次点灯される。各ＬＥＤからの光は、対応するテーパーロッド１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入射される。ここで、テーパーロッドは、その入射端面の面積よりもその出射端面の面積の方が大きく構成され、ＬＥＤからの拡散光のＮＡを小さく変換する、即ち、ＬＥＤからの拡散光を略平行光に変換するものである。これらテーパーロッド１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの出射光は、ダイクロイック・クロス・プリズム１３によって所定方向に射出され、リレーレンズ１４を介して反射ミラー１５により反射し、ＤＭＤ（商標）１６に入射され変調された後、投影レンズ１７を介して投影光１８として被投影面（スクリーン１）に投影される。この場合、ダイクロイック・クロス・プリズム１３からの出射光とＤＭＤ（商標）１６受光面の入射光は結像関係をなすように設計された曲率形状をもった反射ミラー１５によりクリティカル照明系を構成する。ＤＭＤ（商標）１６受光面は矩形形状であり、その形状のアスペクト比に合わせてダイクロイック・クロス・プリズム１３からの矩形形状の出射形状は決められている。この構成によれば、照明光路を畳み込んでいるためコンパクトに納めることができる。なお、ＤＭＤ（商標）１６の変調動作によりＤＭＤ（商標）１６から投影レンズ１７に入射されないときの所謂オフ光が反射ミラー１５及びダイクロイック・クロス・プリズム１３の出射口に入射されないように光路設計がなされている。

このような構成の単板方式の画像投影装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂ時分割で重ならないように各原色のＬＥＤを発光させるものであるが、本実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの内の少なくとも２つを発光させて所定の色の照明光を得る、例えば、図３に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂを全て発光させて白色の照明光を得るシーケンスも含めた４つのシーケンスで、発光強度と発光時間とをコントロールすることによって所望の照明光量が得られる。ここで、図３は、縦軸を発光強度（に比例するＬＥＤの駆動電流）、横軸を時間としたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれのタイミングチャートを示している。即ち、１フレームは、時分割照明期間（第１の期間）と同時照明期間（第２の期間）とからなり、時分割照明期間ではＲ，Ｇ，Ｂ時分割で重ならないように各ＬＥＤが発光され、同時照明期間ではＲ，Ｇ，Ｂ全てのＬＥＤが点灯されるものである。なお、照明光量は、発光強度と発光時間の積で表され、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの照明光量は、時分割照明期間での照明光量と同時照明期間での照明光量との和であるので、以下の数１のように書き表される。

なお、Ｒ，Ｇ，Ｂを同時発光する同時照明期間での照明光量（Ｉ_wr×T_w），（Ｉ_wg×T_w），（Ｉ_wb×T_w）は、以下に説明する色バランスベクトルの成分比と一致させるように発光強度Ｉ_wr，Ｉ_wg，Ｉ_wbが制御される。

これらＲ，Ｇ，Ｂの照明光量及びＤＭＤ（商標）１６の表示データは、入力される画像データに従って以下のようにして設定される。

即ち、図１に示すように、画像データ入力処理部１９により、パーソナルコンピュータやビデオ機器などの不図示の画像出力装置から出力された画像データを取得し、画像データ記憶部２０に一旦記憶させる。

そして、この画像データ記憶部２０に記憶された画像データは、演算対象画像フレーム設定部２１にて読み出され、次段の色バランスベクトル算出部２２で用いる画素の色分布をどの範囲の画像データにより求めるかを設定する。

例えば、入力画像データとして、画像ファイル単位で入力されるプレゼンテーション用の静止画像であったとすると、そのようなプレゼンテーション用静止画像は背景色に偏りのある色を使うケースが多いので、複数の画像フレームで構成される報告資料の単位を対象画像フレームとすれば良い。また、自然画の静止画像であれば、一枚単位を対象画像フレームとすれば効果的である。

一方、動画像が画像データとして入力される場合には、その入力された動画像データにおける一連のフレーム群毎、例えばシーンチェンジの単位を対象画像フレームとすれば良い。このシーンチェンジは、ＭＰＥＧなどの時系列に連続するフレーム間でデータ圧縮処理を行っている圧縮データを扱う場合は、圧縮データが急激に増加するフレーム位置によって特定する方法も考えられる。また、フレーム間の相関値を常に検出し、色や輝度の急激な変化により、特定していくことも他の方法として考えられる。さらには、既に動画像データにシーンチェンジ情報が付帯しているフォーマットでは、その情報を容易に利用でき便利である。

また、どのような範囲を演算対象画像フレームとして設定するかは、モード切替部２３によって操作者が任意に指定するようにしても良い。

色バランスベクトル算出部２２は、上記演算対象画像フレーム設定部２１から与えられる演算対象画像フレームの画像データから、後述するようにして色バランスベクトルを算出し、入力画像データが色空間内で分布する領域を認識する。

色バランスベクトル算出部２２により算出された色バランスベクトルは、照明条件設定部２４に入力される。この照明条件設定部２４では、その入力された色バランスベクトルに基づいて、各原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）照明光の光量を決定する。この照明条件設定部２４で設定されたＲＧＢ各色の照明光の光量は、上記数１に従って光源の発光時間及び発光強度によって制御される。而して、照明条件設定部２４は、その発光時間及び発光強度を表す信号若しくはデータを、Ｒ，Ｇ，Ｂ各原色毎に、Ｒ，Ｇ，Ｂ光源発光制御駆動部２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂに送り、そのような発光光量でＲ，Ｇ，Ｂ各光源としてのＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを発光させる。なお、発光光量は、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに印加する電流値を設定することで制御できるが、電圧値または電流値と電圧値の両方を設定することで制御しても勿論構わない。

また、照明条件設定部２４は、各光源の発光時間のパターン及び発光強度を表す信号若しくはデータを、画像シーケンス生成部２６及び表示画像データ生成部２７に送る。画像シーケンス生成部２６は、各原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の照明光の照明期間、ＤＭＤ（商標）１６の切替タイミング等を示す画像シーケンスを生成して、表示デバイス変調制御駆動部２８に送る。また、表示画像データ生成部２７は、上記画像データ記憶部２０に記憶された画像データに対応する画像をスクリーン１に対し投影可能なように、その画像データをＲ，Ｇ，Ｂ各原色毎に、上記時分割照明期間に投影する画像に対応する画像データと、上記同時照明期間に投影する画像に対応する画像データとの２つに分け、その画像データを表示デバイス変調制御駆動部２８に送る。表示デバイス変調制御駆動部２８は、送られてきた上記画像シーケンス及び画像データに従って、表示デバイスであるＤＭＤ（商標）１６を駆動制御する。

また、上記色バランスベクトル算出部２２で算出された色バランスベクトルは、色バランスベクトル記録部２９に記録しておき、同様の画像データが入力された時には、それを利用することで、色バランスベクトルの算出処理を省略することもできる。更には、この色バランスベクトル記録部２９には、予め想定される画像データ種毎に、色バランスベクトルを記録しておいても良い。例えば、体内を写した医療用画像や染色した試料の顕微鏡画像では特定の色の成分が多く含まれているので、そのような画像では逐次算出するのではなく、予め色バランスベクトルを求め、この色バランスベクトル記録部２９に記録しておいて設定値として選択して利用できるようにしておくことが合理的である。そのため、本実施形態に係る画像投影装置は、更に、使用者が所望のデータ種を指定入力するための画像データ種設定入力部３０と、該画像データ種設定入力部３０からの画像種ＩＤに従って色バランスベクトル記録部２９から対応する色バランスベクトルを選択する色バランスベクトル選択部３１とを備えている。

なお、色バランスベクトルを算出する「適応色バランスモード」と、記録されている色バランスベクトルを使用する「固定色バランスモード」とを、モード切替部２３により、使用者が任意に切り替えられるようにしても良い。ここで、「固定色バランスモード」は、目的別、例えば体内医療用画像用などカテゴライズ画像種毎に予め色バランスベクトルが設定されていて、それを操作者が選択するモードである。目的別の色バランスベクトルを選択するには、操作者が手動でスイッチ等を操作するのが最も単純な方法である。また、「適応色バランスモード」は、入力画像の内対象とする画像群に対して適応的に色バランスベクトルを算出し、適用するものである。

また更に、モード切替部２３に、そのような色バランスベクトルに基づく制御を行うモードと、そのような制御を行なわないモードとを切り替える機能も持たせても良い。

以下、本実施形態に係る画像投影装置の動作を詳細に説明する。
なお、説明を簡単にするため、原色が２つの照明光Ｘ，Ｙによる２次元色空間から成り立っているものとする。また、説明を簡単にするために、図４に示すように、各照明光Ｘ，Ｙの単独発光時（時分割照明期間）の発光強度Ｉ_x，Ｉ_yは同一とし、照明光量は発光時間に比例するとする。同時発光時（同時照明期間）の発光強度Ｉ_wx，Ｉ_wyは適宜加減される。即ち、この２原色照明光の出力シーケンスにおいては、光量は以下の数２で表される。

まず、上記色バランスベクトル算出部２２での色バランスベクトルＶの算出方法について説明する。

色バランスベクトル算出部２２では、上記色バランスベクトルを、例えば図５に示すようにして求める。即ち、図５の上側に示すように、横軸を原色Ｘのデータ値Ｄｘ、縦軸を原色Ｙのデータ値Ｄｙとして、演算対象画像フレーム設定部２１によって設定された対象とする演算対象画像フレームの画像データの各画素の色ベクトルをプロットすると、画像データのカラー分布１０１が得られる。ここで、このカラー分布１０１における原色Ｘの最大値をｄｘ、原色Ｙの最大値をｄｙとすると、色バランスベクトルＶは、以下の数３で定まる。

このような色バランスベクトルＶに対し、演算対象画像フレームの画像データの各画素の色ベクトルを、その色バランスベクトルＶに射影する（例えばａ→ａ’）と、図５の下側に示すような発生頻度の分布が得られる。これを、色バランスベクトルＶの傾きを変えながら、即ち、例えば原色Ｘについて値ｄｘを順次変えながら順次行い、射影分布の分散が最大になる色バランスベクトルＶを、求める色バランスベクトルとする。なお、この分散が最大になるベクトルの求め方は、画像処理、符号化処理等で通常利用されるＫＬ変換、ニューラルネットワーク等を活用すれば良い。

あるいは、入力された画像データにおける各輝度毎のヒストグラムを求め、輝度値として削除しても観察者に違和感を与えない輝度値の上限をそのヒストグラムを用いて設定し、この設定した各色毎の上限値を用いて画像データが分布する領域を認識して色バランスベクトルを算出するようにしても良い。

即ち、図６に示すように、まず、入力画像データのカラー分布から座標軸Ｄｘ，Ｄｙそれぞれに射影した発生頻度分布を求める。そして、座標軸Ｄｘに対する発生頻度分布からＤｘの最小値と最大値の間で所定の発生割合を示す設定値ｄｘを定める。同様に、座標軸Ｄｙに対する発生頻度分布からＤｙの最小値と最大値の間で所定の発生割合を示す設定値ｄｙを定める。こうして求めたｄｘ，ｄｙより上記数３によって色バランスベクトルＶが決定される。

これら設定値ｄｘ，ｄｙは、これらの値を超える座標値をもつ画素が、これらの値以下の範囲に何れかの画素に丸め込まれても視覚上違和感の無い程度に設定される。視覚上違和感の無い程度を見つけるには、いくつものサンプル画像データにより実際に表示画像を複数の被験者が観察して経験則として決定されるものである。なお、丸め込みの手法については、後述する。

照明条件設定部２４は、こうして算出された色バランスベクトルに基づいて各原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）照明光の光量を決定する。以下にその詳細を説明するが、ここでも上述のように、説明を簡単にするため、原色が２つの照明光Ｘ，Ｙによる２次元色空間から成り立っているものとして説明する。

図７は、照明光Ｘも照明光Ｙも表示デバイスＸ，Ｙによって変調されず、最大の階調表現がなされた場合の表示画像Ｘまたは表示画像Ｙの任意画素光量を示したものである。即ち、照明光Ｘと照明光Ｙの条件設定の考え方を示したものである。この場合、図４に示した同時照明期間Ｔ_wにおける照明光Ｘ及び照明光Ｙの設定光量は、以下の数４に示すｘ２_max及びｙ２_maxである。ｘ２_max及びｙ２_maxを成分とする最大色バランスベクトルｗ_mの成分比は、色バランスベクトル算出部２２で上述のようにして算出された色バランスベクトルＶの成分比と一致するように設定される。即ち、同一方向のベクトルとなる。

また、図４に示した時分割照明期間Ｔ_xまたはＴ_yにおける照明光Ｘ及び照明光Ｙの設定光量は、上記数４に示すｘ１_max及びｙ１_maxである。但し、座標（ｘ２_max，ｙ２_max）を原点とした値である。時分割照明期間における設定光量ｘ１_max及びｙ１_maxは、図４で示した１フレーム期間Ｔ_fが与えられ、同時照明期間Ｔ_wが決まると残りのＴ_f−Ｔ_wをどのように配分して光量設定するかによって決定される。

時分割照明期間において色の最大表示範囲を定義する最大色表示ベクトルｃ_mは、終点を図７に示す照明光Ｘ，Ｙの設定可能ライン１０２上の何れかで設定可能である。最大色表示ベクトルｃ_mは、時分割照明期間の照明光の組合せ光量を示しているとも言える。そして、その残りの期間Ｔ_f−Ｔ_wを全て照明光Ｘが使うとすれば、照明光Ｘは最大でＩ_x（Ｔ_f−Ｔ_w）の光量を出力することになり、ｘ１_maxは最大でＩ_x（Ｔ_f−Ｔ_w）の光量設定が可能である。この場合はＴ_yはゼロである。同様に、残りの期間Ｔ_f−Ｔ_wを全て照明光Ｙが使うとすれば、照明光Ｙは最大でＩ_y（Ｔ_f−Ｔ_w）の光量を出力することになり、ｙ１_maxは最大でＩ_y（Ｔ_f−Ｔ_w）の光量設定が可能である。この場合はＴ_xはゼロである。従って、ｘ１_max及びｙ１_maxの設定値は、上記照明光Ｘ，Ｙの設定可能ライン１０２上の点ｐの座標を満足するように設定が可能である。最大色表示ベクトルｃ_mは、時分割照明期間（Ｔ_f−Ｔ_w）に照明光Ｘ及び照明光Ｙによって表現可能な色成分ベクトルを示している。

なお、上記照明光Ｘ，Ｙの設定可能ライン１０２は、図８に示すように表すこともできる。即ち、図８は、横軸ｔｘを照明光Ｘの照明時間、縦軸ｔｙを照明光Ｙの照明時間として表す図で、図中のＬ_x1，Ｌ_y2，Ｌ_wはそれぞれ照明光Ｘ，Ｙ，Ｗ（ＸとＹの同時照明）を表し、大きさは照明期間を表している。照明光Ｘ，Ｙは、上記照明光Ｘ，Ｙの設定可能ライン１０２上を満たす光量設定が可能である。Ｔ_x＋Ｔ_y＝Ｔ_f−Ｔ_wである。即ち、照明光Ｘが期間Ｔ_xの間光り、次に照明光Ｙが期間Ｔ_yの間光った後、照明光ＸとＹが期間Ｔ_wの間同時に光り、この１サイクルの期間がＴ_fである。

次に、変調を考慮した表示画像の色表現範囲について説明する。ここで、照明期間Ｔ_xにおいて照明光Ｘを変調するのが表示デバイスＸ、照明期間Ｔ_yにおいて照明光Ｙを変調するのが表示デバイスＹとなる。照明期間Ｔ_wでは照明光Ｘと照明光Ｙをそれぞれ表示デバイスＸ，Ｙが同時且つ同一に変調する。

図９は、横軸が照明期間Ｔ_x及びＴ_wにおける照明光Ｘを変調して得られる表示画像Ｘの任意の画素光量を表し、縦軸が照明期間Ｔ_y及びＴ_wにおける照明光Ｙを変調して得られる表示画像Ｙの任意の画素光量を表す図である。

まず、このＸＹで定義される色空間において特定の色バランスが取れた色バランスベクトルＶが設定される。この色バランスベクトルＶは、白バランスを取ったものでも良いし、画像毎に特定の色バランスを設定しても良い。

同時照明期間Ｔ_wにおける表示デバイスＸ及び表示デバイスＹの変調後の表示画像の任意画素は、それぞれ光量ｘ２_max，ｙ２_maxを成分の最大値とし、且つそれらを固定的成分比としてもつベクトルｗ（＝ｘ２，ｙ２）として推移し、その推移範囲の色範囲を表現する。ベクトルｗは上記色バランスベクトルＶと方向を同じくする。即ち、成分比が等しい。

一方、時分割照明期間Ｔ_xまたはＴ_yにおける表示デバイスＸ，Ｙの変調後の表示画像の任意画素は、それぞれ光量ｘ１_max，ｙ１_maxを最大値とした色範囲の成分をもつベクトルｃ（＝ｘ１，ｙ１）として表される。光量ｘ１_maxとｙ１_maxの比は、上記色バランスベクトルＶと成分比が等しくなるよう設定しても良いし、異なっても良いが、ベクトルｗとベクトルｃによってカバーされる色範囲が入力画像データがもつ色範囲にマッチしていることが望ましい。

光量ｘ２_max，ｙ２_max、光量ｘ１_max，ｙ１_maxは、以下の数５を満足する。

表示画像の任意の画素は、ベクトルｗとベクトルｃを合成したベクトルｐ（画素ベクトル）で表される。即ち、本実施形態では、任意の色を表現する方法として、まず特定の色バランスをもった照明光を変調して第１の画像を生成し、その任意の色から第１の画像の色成分を差し引いた色の成分を、独立変調可能な照明光により変調して第２の画像を生成し、第１と第２の画像を人の残像現象を利用して合成することにより任意の色を表現することに特徴がある。

面順次方式の画像生成方式では、通常、時分割照明のみか同時照明による可変不可能な色バランスをもった照明を加えた照明しかできないが、本実施形態では、画像に応じて可変設定可能な特定の色バランスをもった照明光を利用するので、有効に色表現が可能で且つ効果的に表示画像の明るさを増すことができる。

なお、本実施形態では、例えば１枚の画像データ毎にベクトルｗとベクトルｃの適正な移動範囲が設定されるので、複数の画像群で捉えた場合、結局必要な色範囲は全てをカバーすることになる。

上記のようなベクトルｃとベクトルｗの色表示範囲の設定は、図１０に示すようにして行われる。

即ち、図１１に示すような画像データのカラー分布１０１が与えられた場合、演算対象画像フレーム設定部２１によって、その入力画像から色バランスベクトル算出の演算対象となる画像フレーム（群）を設定し（ステップＳ１１）、色バランスベクトル算出部２２にて、図５または図６を参照して説明したように、その演算対象とする画像フレームの画素データ（Ｄｘ，Ｄｙ）を使って、正規化された色バランスベクトルＶを求める（ステップＳ１２）。

次に、照明条件設定部２４にて、上記色バランスベクトルＶの長さをＶ_m＝（ｄｘ，ｄｙ）以下になる範囲で仮設定し、それをｗ_m＝（ｄｘ_w，ｄｙ_w）とおく（ステップＳ１３）。そして、最大色表示ベクトルｃ_m＝（ｄｘ_c，ｄｙ_c）を、以下の式より求める（ステップＳ１４）。

ｄｘ_c＝ｄｘ−ｄｘ_w，
ｄｙ_c＝ｄｙ−ｄｙ_w
その後、上記仮設定されたベクトルｗ_mとｃ_mとによって表示可能な色の範囲を確認する（ステップＳ１５）。ここで、表示可能な色の範囲が、演算対象となる画像フレーム（群）の色分布をカバーしているか否かを判別し（ステップＳ１６）、カバーしていない場合には上記ステップＳ１３に戻って、色バランスベクトルＶの長さを変えて上記の動作を繰り返す。

なおここで、表示可能な色の範囲と色分布の関係は、詳細は後述するようにベクトルｗ_mとｃ_mの設定によって異なってくるが、それが適当かどうかは視覚上許容されるかどうかを判断する所定の評価基準により行われる。さらに、色分布は比視感度によって見え方が異なってくるので、色に対して比視感度を考慮した重み付けがなされれば、尚一層良好な表示可能な色の範囲が設定されることになる。

而して、上記ステップＳ１６で表示可能な色の範囲が色分布をカバーしていると判別されたならば、次に、その仮設定されたベクトルｗ_mから同時照明期間Ｔ_wの照明光Ｘ，Ｙの光量設定値を求め、
ｄｘ_w：ｄｙ_w＝Ｉ_wx：Ｉ_wy …（１）
となるようにＩ_wx，Ｉ_wyを設定する（ステップＳ１７）。

そして、それら設定されたＩ_wx，Ｉ_wyから
Ｉ_x・Ｔ_x：Ｉ_wx・Ｔ_w＝ｄｘ_c：ｄｘ_w …（２）
Ｉ_y・Ｔ_y：Ｉ_wy・Ｔ_w＝ｄｙ_c：ｄｙ_w …（３）
Ｔ_x＋Ｔ_y＋Ｔ_w＝Ｔ_f， ０≦Ｔ_x，Ｔ_y，Ｔ_w≦Ｔ_f …（４）
を満足するＩ_x，Ｔ_x，Ｉ_y，Ｔ_y，Ｔ_wを求める（ステップＳ１８）。但し、
Ｉ_x＝Ｉ_y …（５）
とする。それら（１）式乃至（５）式から、
Ｔ_x：Ｔ_y＝ｄｘ_c：ｄｙ_c …（６）
の関係を得る（ステップＳ１９）。

そして、同時照明期間Ｔ_wを上記（４）式の条件に基づき仮設定する（ステップＳ２０）。その後、時分割照明期間（Ｔ_f−Ｔ_w）を求め、上記（６）式の関係式を使って、Ｔ_xとＴ_yの割り当て時間を決定する（ステップＳ２１）。そして、その設定された照明光による色の表示可能範囲が、演算対象となる画像フレーム（群）の色分布をカバーしているか否かを判別し（ステップＳ２２）、カバーしていない場合には上記ステップＳ１３に戻って、色バランスベクトルＶの長さを変えて上記の動作を繰り返す。

而して、上記ステップＳ２２で、設定された照明光による色の表示可能範囲が色分布をカバーしていると判別されたならば、このフローチャートの動作を終了し、これによって設定されたＩ_x，Ｔ_x，Ｉ_y，Ｔ_y，Ｉ_wx，Ｉ_wy，Ｔ_wによって光源及び表示デバイスの制御を行っていくこととなる。

ここで、色バランスベクトルと表示画像の表示範囲との関係を説明する。図１２に示すように、任意の投影画素を表すベクトルｐの色成分は、ベクトルｗ＋ベクトルｃで表される。ベクトルｐは位置ベクトルである。このベクトルｐが表示できる範囲は、図示のように表示可能領域１０３である。ベクトルｗの表示範囲を大きくとると光量を大きくすることが可能であるが、ベクトルｃの表示範囲が狭まり、表示可能領域１０３が小さくなってしまう。

従って、この場合、同図のように画像データの中で表示不可能な表示不可領域１０４が存在してしまう。表示不可領域１０４の任意の投影画素の対応位置ベクトルをｑとする。ｑは表示可能領域１０３の何れかのベクトルで表示する必要がある。原点と点ｑを結ぶ直線上であって点ｑに最も距離が近い表示可能領域１０３の点をｑ’とし、点ｑをｑ’に割当て変換し、表示するものとすれば、表示光量は減るものの色のバランスを維持して表示が可能となる。このため、視感上大きな違和感を観察者に与えることなく表示が可能となる。

上記点ｑ’の決め方は他にも種々考えられる。例えば、同座標空間上での点ｑと最短ユークリッド距離になる点ｑ’にしても良い。また、予め視感上違和感のないことを確かめて得られる割り当てテーブルを作成し、それによって変換しても構わない。さらに、割り当て方は、ニューラルネットワークを構成し、視感上の教師データによる学習によって決定できるような仕組みにすることも有効な手段である。

上記色バランスベクトルＶは、通常モードでは白バランスがとれたベクトルにし且つベクトルｃの表示範囲を大きくとるようにし、入力画像のカラー分布に偏りがある場合には、上記演算により画像に適応して設定される適応モードに切り替えられるようにしておくことも機能的である。

通常モードは色再現優先、適応モードは明るさ優先として使い分けると便利である。例えば、色の再現性を重視するデザイン関連のプレゼンテーションでは通常モードにし、出先で照明を落とせないシーンでの業務プレゼンテーションでは適応モードにすると言った使い分けができる。

また、前述したように、表示可能な色の範囲と色分布の関係は、ベクトルｗ_mとｃ_mの設定によって異なってくる。これを、図１３（Ａ）乃至（Ｃ）を参照して説明する。即ち、図１３（Ａ）乃至（Ｃ）の３つの図は、色バランスベクトルＶの成分、即ち同時照明期間Ｔ_wの１フレーム期間Ｔ_fの比率の違いによって表示可能領域が異なる様子を示した概念図である。

図１３（Ａ）は、画像データに共通する色の成分（色バランスベクトルｗ）の表示範囲を小さくし、時分割照明成分の色表示ベクトルｃの表示範囲を大きくした場合を示している。この場合は、色の表示範囲は大きくなるが、同時照明期間Ｔ_wが少ないので必然的に明るさは大きく取れない。よって、色再現優先モードとして利用できる。

図１３（Ｂ）は、画像データに共通する色の成分（色バランスベクトルｗ）の表示範囲を中程度にした場合を示している。この場合は、表示可能領域は図１３（Ａ）の場合よりも小さくなるが、明るさはより多く確保できる。

図１３（Ｃ）は、画像データに共通する色の成分（色バランスベクトルｗ）の表示範囲を大きくし、時分割照明成分の色表示ベクトルｃの表示範囲を小さく設定した場合を示している。この場合は、表示可能領域は上記の場合より最も小さく、色の再現性は劣るが、明るさは最も大きく確保できる。よって、明るさを優先するモードとして利用できる。

なお、表示画像の効果的光量確保のため、表示画像データ生成部２７は、以下のようなデータ変換を行うことが好ましい。

図１１に示したように、入力画像データのカラー分布１０１は、０≦Ｄｘ≦ｄｘ，０≦Ｄｙ≦ｄｙの領域で与えられる。入力画像データの階調レベルを８ビット、０〜２５５で表現可能であるとすると、ｄｘ、ｄｙもその範囲内の所定の値をとる。スクリーン１に投影する画像の階調レベルは、照明光が表示デバイスを通過した後の出力と対応するため、ｄｘ＜２５５、ｄｙ＜２５５の場合には、入力画像データの値をそのままにして画像を投影すると、ベクトルｗ_mとｃ_mは対応する照明光の光量を表示デバイスで過度に抑制している状態となっている。例えば、ｄｘ＜１２８、ｄｙ＜１２８のように入力画像データのカラー分布が広くない場合、照明光の光量を約半分に抑制してしまう。更に、本実施形態においては、ベクトルｗ_mとベクトルｃ_mは別々の照明期間で投影するので、各ベクトルで表現する階調レベルとしてそれぞれ最大８ビットを設定することが可能である。しかし、例えばｄｘ＝２５５、ｄｙ＝２５５とした場合には、独立した照明光を利用できると言うこの利点を生かすことができない。

そこで、ベクトルｗ_mの成分値ｄｘ_w及びｄｙ_wを共に最大階調レベルのデータ（上記の例では２５５）に変換し、ベクトルｃ_mの成分値ｄｘ_c及びｄｙ_cを共に最大階調レベルのデータ（上記の例では２５５）に変換すれば、効率良く照明光を利用できることになる。即ち、ベクトルｗ_mは同時照明期間の照明光量をそのままストレートに表示画像の光量として、ベクトルｃ_mは時分割照明期間の照明光量をそのままストレートに表示画像の光量として反映することができる。

よって、前述しているベクトルｗ及びベクトルｃの成分データが、線形的に図１４（Ａ）に示す関係により変換されることは、効果的な表示画像の光量確保となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。上記第１実施形態では、ベクトルｃとベクトルｗの色表示範囲の設定方法として、まずベクトルｗを先に仮設定してベクトルｃを決めるものとして説明したが、本第２実施形態は、逆に、ベクトルｃを先に仮設定してベクトルｗを決めるというものである。

図１５は、本実施形態に係る画像投影装置の動作フローチャートを示している。

即ち、図１４（Ｂ）に示すような画像データのカラー分布１０１が与えられた場合、演算対象画像フレーム設定部２１によって、その入力画像から色バランスベクトル算出の演算対象となる画像フレーム（群）を設定し（ステップＳ１１）、色バランスベクトル算出部２２にて、図５または図６を参照して説明したように、その演算対象とする画像フレームの画素データ（Ｄｘ，Ｄｙ）を使って、正規化された色バランスベクトルＶを求める（ステップＳ１２）。

次に、照明条件設定部２４にて、最大色表示ベクトルｃ_m＝（ｄｘ_c，ｄｙ_c）を求める（ステップＳ３１）。これは、以下のようにして行う。

まず、図１４（Ｂ）に示すように、色バランスベクトルＶと直交する軸に対して、カラー分布の画素データを射影し、発生頻度を算出する。そして、発生頻度の最大，最小を示し、且つ色バランスベクトルＶと平行なカラー分布の境界線ｕ₁，ｕ₂を求める。

次に、同図のように色バランスベクトルＶ上を任意の点を始点としてＤｘ軸に平行で且つ終点がｕ₁と交わる点を終点とするベクトルｃ_xを求める。同様にして、色バランスベクトルＶ上を任意の点を始点としてＤｙ軸に平行で且つ終点がｕ₂と交わる点を終点とするベクトルｃ_yを求める。これらベクトルｃ_xとベクトルｃ_yは、それぞれ最大色表示ベクトルｃ_mのＤｘ及びＤｙ成分を示している。即ち、ｃ_m＝（ｄｘ_c，ｄｙ_c）である。

入力画像において、本実施形態の方法によって表示可能とする範囲は、ベクトルｃ_x、ベクトルｃ_yを辺とする矩形領域がベクトルｗ上をそれらベクトルの始点が移動して得られる軌跡の範囲である。ベクトルｃ_x、ベクトルｃ_yを辺とする矩形領域は、与えられた画像データのカラー分布１０１を無駄なく表示できる大きさ、形状に設定される方が望ましい。従って、同図のように画像データのカラー分布１０１の最大値ｄｘ，ｄｙと境界線ｕ₁，ｕ₂とがそれぞれ交わる点にベクトルｃ_x、ベクトルｃ_yの終点がくるように設定されると、より無駄を無くすことができる。

なお、境界線ｕ₁，ｕ₂は必ずしも発生頻度の最大，最小を示すものでなくても構わず、表示画像の品質に対する所定の基準によって決められれば良い。

こうして、最大色表示ベクトルｃ_m＝（ｄｘ_c，ｄｙ_c）が求められたならば、次に、最大色バランスベクトルｗ_m＝（ｄｘ_w，ｄｙ_w）を求める（ステップＳ３２）。これは、ベクトルｗ_mの成分であるｄｘ_w，ｄｙ_wを、
ｄｘ_w＝ｄｘ−ｄｘ_c，
ｄｙ_w＝ｄｙ−ｄｙ_c
によって算出する。

なお、ｄｘ，ｄｙはカラー分布の最大値であっても良いし、表示画像の品質に対する所定の基準によって決められても良い。但し、ｄｘ，ｄｙが最大値でない場合は、表示画像は入力画像データの色範囲をカバーできない場合があるので、範囲外のデータを範囲内の何れかのデータに丸め込む必要がある。その丸め込みのやり方については、例えば図１２を用いて説明した手法が利用できる。

そして、こうしてベクトルｃ_mとｗ_mが仮設定されたならば、それらによって表示可能な色の範囲を確認する（ステップＳ１５）。ここで、表示可能な色の範囲が、演算対象となる画像フレーム（群）の色分布をカバーしているか否かを判別し（ステップＳ１６）、カバーしていない場合には上記ステップＳ３１に戻って、最大色表示ベクトルｃ_m＝（ｄｘ_c，ｄｙ_c）を変えて上記の動作を繰り返す。

而して、上記ステップＳ１６で表示可能な色の範囲が色分布をカバーしていると判別されたならば、上記第１実施形態と同様のステップＳ１７乃至ステップＳ２２の動作を行う。但し、ステップＳ２２において、設定された照明光による色の表示可能範囲が演算対象となる画像フレーム（群）の色分布をカバーしていないと判断した場合には、上記ステップＳ３１に戻ることとなる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。

図１６は、本実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。本実施形態に係る画像投影装置は、入力される画像データにプロファイルデータが既にヘッダー情報として付されている場合に適用できるものである。

即ち、この画像投影装置は、上記第１実施形態に係る画像投影装置における入力画像毎に色バランスベクトルを算出する機能、つまり、演算対象画像フレーム設定部２１、色バランスベクトル算出部２２、モード切替部２３、色バランスベクトル記録部２９、画像データ種設定入力部３０、及び色バランスベクトル選択部３１を備えていない。その代わりに、画像データ記憶部２０に記憶された入力画像データから画像データプロファイルを分離する画像データプロファイル分離部３２を備えている。

図１４（Ｃ）は、画像データ入力処理部１９に入力され画像データ記憶部２０に記憶される入力画像データ１０５のフォーマットを示す図である。即ち、入力画像データ１０５は、画像データプロファイル１０５ａと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各原色画像データ１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄからなっている。ここで、画像データプロファイル１０５ａには、当該入力画像データ１０５に適用するための色バランスベクトルの情報１０５ａ１と各原色画像データの最大値１０５ａ２，１０５ａ３，１０５ａ４とを少なくとも有している。従って、画像データプロファイル分離部３２は、この画像データプロファイル１０５ａから必要な情報を分離して、照明条件設定部２４に対し与えることができる。即ち、上記第１または第２実施形態のように色バランスベクトルを算出するまでもなく、投影条件の設定プロセスに移行できる。

なお、これはフレーム画像のデータ単位での例であるが、所定の画像データ群として共通の画像データプロファイル１０５ａをもっても良い。その場合には、該画像データプロファイル１０５ａが適用されるフレームを特定するデータ（画像フレームＩＤ１０５ａ５及び帰属ファイル名１０５ａ６）が付加される。

このように、入力された画像データ１０５が、当該画像データが色空間内で分布する領域の情報が予め記憶された画像データプロファイル１０５ａを有し、画像データプロファイル分離部３２が、その画像データプロファイル１０５ａから上記領域の情報を読み出すことによって領域を認識することができる。

この場合、画像データは画像ファイル単位で入力され、画像データプロファイル１０５ａは、その画像ファイル単位に画像ファイル内の画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する。あるいは、画像データは動画像データとして入力され、画像データプロファイル１０５ａは、その動画像データにおける一連のフレーム群毎に各シーンを構成する画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する。この場合、フレーム群毎は入力された動画像データにおける一連のシーン毎である。

［第４実施形態］
図１７は、本発明の第４実施形態に係る画像投影装置に使用するライトエンジン３３の構成を示す図であり、図１８は、そのようなライトエンジンによる単板方式の本実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。

即ち、本実施形態に係る画像投影装置は、図２の構成において、光源としてのＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの代わりに、ライトエンジン３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂを使用するものである。

この場合、各ライトエンジン３３は、平行ロッド３４と反射プリズム３５が一体的に接合されて導光部材を形成し、該導光部材が回転モータ３６の回転軸３７と結合されたロッドホルダ３８により保持されて図中矢印のように高速回転するようになっている。そして、ドラム状に形成した発光体基板３９の内周に配列した複数の光源としてのＬＥＤ１１を、上記導光部材の回転に併せて順次点灯する。この場合、平行ロッド３４の端面である入射面にＬＥＤ１１からの拡散光を導くための導光手段として平行ロッド４０が各ＬＥＤ１１毎に固定設置されている。而して、このような構成の照明装置では、上記回転に伴って変化する平行ロッド３４の位置に対応するＬＥＤ１１が発光し、そのＬＥＤ１１からの拡散光が当該ＬＥＤ１１に対し設けられた平行ロッド４０によって導光され、この平行ロッド４０の出射面から、そのとき対向している平行ロッド３４の入射面に入射されて、反射プリズム３５で反射され、テーパーロッド１２の出射面から射出される。

なお、上記ドラム状の発光体基板３９の外周には放熱板４１が設けられており、ＬＥＤ１１の発光に伴って発生される熱を放熱することで、熱によるＬＥＤ１１の特性変化を防止し、該ライトエンジン３３を連続運転しても安定した照明が得られるようになっている。また更に、その放熱板４１に接する空気を排気するための放熱ファン４２を備えている。ここで、該放熱ファン４２は、上記導光部材即ちロッドホルダ３８を回転させるための回転モータ３６の軸に連結され、上記回転モータ３６によって上記導光部材が回転すると同時に上記放熱ファン４２が回転し、放熱板４１に接する空気を排気することが可能となる。このように、導光部材を可動させる回転モータ３６とＬＥＤ１１の放熱を行なうための放熱ファン４２のモータとを同一にしているため、単一の駆動力源で２つの機能を実現することができ、効果的にこの駆動力源を活用するため、使用スペースの削減、電力の有効利用が可能となる。

このような構成のライトエンジン３３では、複数のＬＥＤ１１を順次切り替えパルス発光させ、放射光を取込む導光部材との相対位置関係をＬＥＤ１１の発光切り替えに併せて選択しながら変移させることによって、実効的に高輝度のＬＥＤが得られ、大光量の平行度の向上した光が導光部材の出射端面から得られることになる。

また、導光部材にＬＥＤ拡散光を導く平行ロッド４０が個々のＬＥＤ１１毎に設けられるため、ＬＥＤ１１の配列ピッチが密に確保できなくとも平行ロッド４０によって導かれた光があたかも密に配列されたＬＥＤから発するような状態を作り出すことが可能となる。即ち、ＬＥＤ１１の配列間隔を確保でき設計を容易にすると共にＬＥＤ１１の密なる配置を実現し、導光部材が取り込む光量の欠如状態をなくすことができ、安定した照明光を得ることができるようになる。

従って、該ライトエンジン３３に搭載するＬＥＤ１１の発光色をＲ，Ｇ，Ｂの何れか一色にすることで、図１５のように、Ｒライトエンジン３３Ｒ，Ｇライトエンジン３３Ｇ，Ｂライトエンジン３３Ｂを構成することができる。

そして、各ライトエンジン３３の各ＬＥＤ１１の発光光量を、上記第１乃至第３実施形態で説明したように制御すれば良い。

また、反射プリズム３５からの出射光は、回転せず図示しない保持機構により固定的に設置されたテーパーロッド１２の入射口に、円形状の入射照明形状として入射される。このテーパーロッド１２の入射口は、上記入射照明形状が該入射口にほぼ内接するような大きさの矩形形状とされている。このテーパーロッド１２に入射された光は、矩形の出射口形状をしたテーパーロッド１２の出射口から図のようにほぼ矩形の出射照明形状をした照明光として射出される。このことにより照明光の形状が矩形で得られるため、その後に矩形の受光面を持つ表示デバイスであるＤＭＤ（商標）１６に照明光を入射するときに、形状が互いに一致しているため無駄なく効率良く照明光を利用することが可能となる。

［第５実施形態］
本実施形態は、上記第４実施形態で説明したようなライトエンジンによる３板方式の画像投影装置である。

図１９はその構成を示す図で、表示デバイスとして、スクリーン１面に対し投影する画像において用いる色毎に複数（Ｒ，Ｇ，Ｂ表示デバイス４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ）有し、それら複数の表示デバイスのうちの各表示デバイスは、時分割照明期間には互いに重ならないように、また同時照明期間には同時に、画像を形成するよう、表示デバイス変調制御駆動部２８によって制御される。これら表示デバイス４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂはそれぞれ、対応するライトエンジン３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂからの光を導光するテーパーロッド１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの出射口、即ちダイクロイック・クロス・プリズム１３の各入射口に配されている。そして、該ダイクロイック・クロス・プリズム１３の出射口側には、投影レンズ１７を配している。而して、表示デバイス４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに表示された画像に応じて光変調された光が、ダイクロイック・クロス・プリズム１３によって投影レンズ１７に導かれ、該投影レンズ１７によって投影光１８としてスクリーン１に投影される。

なお、本実施形態では、表示デバイス４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを、光透過型の液晶デバイスとしている。そのため、偏波方向を揃えるために、テーパーロッド１２Ｒ，１２Ｇ，１２ＢとＲ，Ｇ，Ｂ表示デバイス４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂの間にはそれぞれ光変換素子４４を配している。また、図では省略したが、この液晶デバイスの出力側（光が射出する側）には、偏光板が付設されている。

［第６実施形態］
本実施形態は、別の構成のライトエンジンによる単板方式の画像投影装置である。

即ち、図２０に示すように、本実施形態に係る画像投影装置におけるライトエンジン４５は、ドラム状に形成した３段の基板のそれぞれ内周にＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを実装している。ここで、各段をそれぞれ同色の発光色のＬＥＤ１１が配列されている。このようなドラムの内側には、一体可動部４６が収納されている。この一体可動部４６は、６個の平行ロッド４７と、２個の三角プリズム４８と、４個の導光パイプ４９と、４個のダイクロイックプリズム５０と、１個のテーパーロッド１２とから構成されている。

即ち、同図において、最も左の段には赤（Ｒ）色の発光色のＬＥＤ１１Ｒを配列し、対応する三角プリズム４８の対角面には、括弧書きで示すように、赤（Ｒ）色の波長帯域の光を反射するミラーコート５１を形成する。ＬＥＤ１１Ｒ側つまり平行ロッド４７側である入射面には何も設けない。また、中央の段には緑（Ｇ）色の発光色のＬＥＤ１１Ｇを配列し、対応するダイクロイックプリズム５０の、対角面には赤（Ｒ）色の波長帯域の光を透過し且つ緑（Ｇ）色の波長帯域の光を反射するダイクロイックコート５２を形成し、ＬＥＤ１１Ｇ側つまり平行ロッド４７側である入射面には緑（Ｇ）色の波長帯域の光を透過し且つ赤（Ｒ）色の波長帯域の光を反射するダイクロイックコート５３を形成する。そして、最も右の段には青（Ｂ）色の発光色のＬＥＤ１１Ｂを配列し、対応するダイクロイックプリズム５０の、対角面には赤（Ｒ）色及び緑（Ｇ）色の波長帯域の光を透過し且つ青（Ｂ）色の波長帯域の光を反射するダイクロイックコート５４を形成し、ＬＥＤ１１Ｂ側つまり平行ロッド４７側である入射面には青（Ｂ）色の波長帯域の光を透過し且つ赤（Ｒ）色及び緑（Ｇ）色の波長帯域の光を反射するダイクロイックコート５５を形成する。なお、三角プリズム４８を、ダイクロイックプリズムに置き換えても良い。

このような構成のライトエンジン４５では、図示しない回動可能な保持具に取り付けられた一体可動部４６を図示しない回転モータで矢印方向に回転し、ドラム状に形成した基板の内周に配列した複数の光源としてのＬＥＤ１１を、上記一体可動部４６の回転に併せて順次点灯する。即ち、複数のＬＥＤ１１を順次切り替えパルス発光させ、その放射光を取込む一体可動部４６の入射端面との相対位置関係をＬＥＤ１１の発光切り替えに併せて選択しながら変移させることによって、実効的に高輝度の３色のＬＥＤが得られ、大光量の平行度の向上した３色の光が一体可動部４６の出射端面であるテーパーロッド１２の出射端面から得られることになる。

［第７実施形態］
上記第１乃至第６実施形態は、スクリーン１に画像を投影表示する所謂プロジェクタに適用した場合の画像投影装置を説明したが、画像投影装置はプロジェクタ以外の装置にも種々適用可能である。

例えば、図２１に示すように、リライタブル電子ペーパー記録装置に適用できる。この例では、リライタブル電子ペーパーとして電荷を掛けて光書込みが可能な方式を想定している。

即ち、リライタブル電子ペーパー記録装置においては、既に画像、文字が書き込まれているリライタブル電子ペーパーを、搬送ローラーＡにより所定の位置に搬送し、消去制御部５６の信号によって消去する。消去方法は、リライタブル電子ペーパーの特性により異なるが、一面に同時に消去用電界を掛けることにより実行する例もある。

次に、書込みが可能な所定位置に、搬送ローラーＢを使って搬送する。ここでは、図示しないが電子ペーパーの位置設定を検知して、システム制御部５７より書込み命令が出力され、書込制御部５８に指示用信号が入力され書込み状態を作る。例えば、書込み用の電界がかけられる。その状態で、システム制御部５７から画像投影装置制御部５９に対して、画像データ入力部６０から入力された画像データを投影する命令を与えることで、上記第１乃至第６実施形態で説明したような画像投影装置、例えば第１実施形態のような画像投影装置でなる画像投影部６１を制御し画像投影を行って、電子ペーパーに光書込みを実行する。

そして、画像データが書き込まれた電子ペーパーは、搬送ローラーＣにより装置外に排出される。

このように、上記第１乃至第６実施形態で説明したような本発明の画像投影装置でなる画像投影部６１を用いることで、電子ペーパーに対し面での記録が可能となるため高速化が図られる。

また、本発明の画像投影装置を使うため、画像品質調整部６２により容易に照明光の色調整が可能となり、特にカラー画像を記録する際には、色彩の良い記録ができる。

なお、リライタブル電子ペーパー記録装置に限らず、本発明の画像投影装置を写真用露光装置、カラーコピー機、カラープリンタ、などにおける画像を投影する構成部分に応用すれば、カラー調整が容易であるが故に有効な画像形成手段となり得る。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

例えば、色バランスベクトル算出部２２では、入力画像データのうち、各色毎の最大値を求め、この各色毎の最大値を用いて上記画像データが分布する領域を認識するようにしても良い。

（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。

（１） 入力されたカラー画像データに応じた画像を投影する画像投影装置において、
駆動電流値及び駆動時間によって複数色の発光光量を色毎に調整可能な照明手段と、
前記照明手段が射出した照明光の色に対応する前記カラー画像データによって変調処理がなされる表示デバイスと、
前記照明手段が射出した照明光を前記表示デバイスによって変調することで表現可能な色空間内の表現領域を設定する表現領域設定手段と、
前記表現領域設定手段で設定した表現領域と前記カラー画像データに応じて適応的に前記照明手段の各色毎の発光光量をフレーム周期で制御する照明光量制御手段と、
を具備することを特徴とする画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。ここで、照明手段は、ＬＥＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに対応する。また、表現領域設定手段及び照明光量制御手段は、照明条件設定部２４に対応する。

即ち、この（１）に記載の画像投影装置によれば、表示画像の入力データより基準の色ベクトルを適応的に設定することにより表示のための照明光の色バランスを設定し、且つその色バランスを維持して照明光量を最大限に制御することができるため、表示画像の色再現性を大きく崩さずに非常に明るい表示画像を得ることが可能となる画像投影装置を提供することができる。

（２） 前記複数色の発光は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色の発光であって、
前記照明光量制御手段は、前記１フレーム期間中に、前記３つの色の発光光量を制御する、
ことを特徴とする（１）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（２）に記載の画像投影装置によれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色の光源を用いることでカラー画像を投影することが可能である。

（３） 前記照明手段は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の照明光を射出するＬＥＤを含むことを特徴とする（２）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（３）に記載の画像投影装置によれば、光源としてＬＥＤを使用することで、発光光量の調整が容易に行え、また、消費電力を抑えることができる。

（４） 前記表示デバイスは、前記複数色それぞれの色の画像データに対応した変調を前記１フレーム期間中に時系列に順次行う面順次表示デバイスであることを特徴とする（１）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図１８及び図２０に対応するものである。

即ち、この（４）に記載の画像投影装置によれば、複数色それぞれの色用に表示デバイスを用意する必要がない。

（５） 前記照明光量制御手段は、前記１フレーム期間中に、前記複数色それぞれの色の照明光を別々に順次射出する第１の期間（時分割照明期間）と、複数色のうち少なくとも２色を同時に射出する第２の期間（同時照明期間）と、によって、前記照明手段の各色毎の発光光量を制御することを特徴とする（１）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（５）に記載の画像投影装置によれば、第１の期間と第２の期間とで別々に発光光量を制御することで、各色毎の発光光量をより細かく制御できるようになる。

（６） 前記第２の期間で前記照明手段が射出する照明光を混色した色は白色であることを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図３に対応するものである。

即ち、この（６）に記載の画像投影装置によれば、投影画像の白色成分を強調することが可能となるため投影画像の色分布によって極端に適合しない照明光となる状態が無く明るい投影画像を作り出すことができる。

（７） 前記第２の期間で前記照明手段が射出する照明光を混色した色は所定の色であることを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図３に対応するものである。

即ち、この（７）に記載の画像投影装置によれば、投影画像の色分布に適応した照明光を作り出すことができるので、投影画像の色再現の崩れを最小限にして明るい画像を得ることができる。

（８） 前記照明手段で照明された前記表示デバイスの変調画像を観察者が観察可能なように投影する投影手段を更に具備し、
前記投影手段が投影する画像は、前記第１の期間に投影する画像で前記カラー画像データに関する任意の色情報を表現し、前記第１及び第２の期間に投影する画像で前記カラー画像データに関する特定の色の輝度情報を表現する、
ことを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。ここで、投影手段は投影レンズ１７に対応する。

即ち、この（８）に記載の画像投影装置によれば、第１の期間と第２の期間との長さの比を変えることで、投影画像における色再現を優先したり、明るさを優先したりすることができるようになる。

（９） 前記入力された画像データに対応する画像を前記投影手段で投影可能なように、前記入力された画像データを、前記第１の期間に投影する画像に対応する画像データと、前記第２の期間に投影する画像に対応する画像データと、の２つに分ける画像データ変換手段を更に具備することを特徴とする（８）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。ここで、画像データ変換手段は表示画像データ生成部２７に対応する。

即ち、この（９）に記載の画像投影装置によれば、第１、第２それぞれの期間に最適な画像を投影できるようになる。

（１０） 前記カラー画像データが色空間内で分布する分布領域を認識する分布領域認識手段を更に具備し、
前記画像データ変換手段は、前記表現領域設定手段で設定した表現領域よりも、前記分布領域認識手段が認識した分布領域の方が広い場合、表現可能領域を越えた部分は表現可能な領域の最大値に置き換えるように前記カラー画像データを変換する、
ことを特徴とする（９）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０、特には図１４（Ａ）に対応するものである。ここで、分布領域認識手段は、色バランスベクトル算出部２２に対応する。

即ち、この（１０）に記載の画像投影装置によれば、効率良く照明光を利用でき、表示画像の光量を効果的に確保できる。

（１１） 前記画像データ変換手段は、前記表現可領域を越えた部分を色空間における最もユークリッド距離が短い表現領域内の値に置き換えるように前記カラー画像データを変換することを特徴とする（１０）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１１）に記載の画像投影装置によれば、カラー画像データの変換が容易に行える。

（１２） 前記画像データ変換手段は、前記表現領域を越えた部分を色空間の原点と越えた部分とを結んだ直線上における表現領域内の値に置き換えるように前記カラー画像データを変換することを特徴とする（１０）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０、特には図１２に対応するものである。

即ち、この（１２）に記載の画像投影装置によれば、色のバランスを維持したカラー画像データの変換が行われるため、視感上大きな違和感を観察者に与えることなく表示が可能となる。

（１３） 前記照明光量制御手段は、前記第１の期間では、前記照明手段を駆動する駆動時間を色毎に制御することを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１３）に記載の画像投影装置によれば、駆動時間のみを色毎に制御するので、制御が簡単である。

（１４） 前記照明光量制御手段は、前記第２の期間では、前記照明手段を駆動する駆動電流を色毎に制御することを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１４）に記載の画像投影装置によれば、第２の期間では、少なくとも２色を同時に射出するので、それら同時射出する色については同一の駆動時間として、駆動電流で光量を制御することで、制御が簡単になる。

（１５） 前記カラー画像データが色空間内で分布する分布領域を認識する分布領域認識手段を更に具備し、
前記照明光量制御手段は、前記表現領域設定手段で設定した表現領域と前記分布領域認識手段が認識した分布領域とに基づいて前記照明手段の各色毎の発光光量を前記フレーム周期で制御する、
ことを特徴とする（５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。ここで、分布領域認識手段は、色バランスベクトル算出部２２に対応する。

即ち、この（１５）に記載の画像投影装置によれば、カラー画像データの色分布をフレーム毎に認識し、それに基づいて照明手段の各色の発光光量を制御することにより色の表現領域を設定することができるため、投影しようとするカラー画像データの色分布をフレーム単位できめ細かく無駄なく最適に表現することが可能となる。

（１６） 前記表現領域設定手段は、前記分布領域を最大限含むように前記表現領域を設定することを特徴とする（１５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１６）に記載の画像投影装置によれば、入力されたカラー画像データの色範囲を最大限カバーした投影画像を得ることができる。

（１７） 前記表現領域設定手段は、設定する前記表現領域に含まれる前記分布領域内の画像データ数が最大となるように前記表現領域を設定することを特徴とする（１６）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１７）に記載の画像投影装置によれば、設定する表現領域に画像データが最大限含まれるようになるため画像データに対してほぼ忠実な色再現により投影画像を得ることができる。

（１８） 前記分布領域内の画像データは、前記色空間内での位置に応じて重み付けされ、
前記表現領域設定手段は、前記重みを加味し前記表現領域に含まれる前記分布領域内の画像データ数が最大となるように前記表現領域を設定する、
ことを特徴とする（１７）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０に対応するものである。

即ち、この（１８）に記載の画像投影装置によれば、重みを加味した表現領域の設定を行うことで、より一層良好な表示可能な色の範囲が設定される。

（１９） 前記分布領域認識手段は、色空間内での前記カラー画像データの各色ベクトルを任意のベクトルに射影した際に、分散が最大となるような任意のベクトルを色バランスベクトルとして用いて前記カラー画像データが分布する分布領域を認識し特定することを特徴とする（１５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図２０、特には図５に対応するものである。

即ち、この（１９）に記載の画像投影装置によれば、分布領域として適切な領域を認識できる。

（２０） 前記分布領域認識手段は、前記カラー画像データのうち、各色毎の最大値を求め、この各色毎の最大値を用いて前記カラー画像データが分布する分布領域を認識することを特徴とする（１５）に記載の画像投影装置。

即ち、この（２０）に記載の画像投影装置によれば、容易に画像データが分布する領域を認識することができる。

（２１） 前記カラー画像データが色空間内で存在する領域を求めて前記分布領域認識手段が認識する領域とする第１のモード（適応色バランスモード）と、
予め記憶した所定の領域を読み出して前記分布領域認識手段が認識する領域とする第２のモード（固定色バランスモード）と、
を有し、
更に、前記２つのモードのうち、何れか一方のモードを観察者が選択し切り替えるモード切替手段を具備する、
ことを特徴とする（１５）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図１４（Ｂ）、図１５、及び図１７乃至図２０に対応するものである。ここで、モード切替手段はモード切替部２３に対応する。

即ち、この（２１）に記載の画像投影装置によれば、使用状況、入力カラー画像データの種類、等に応じて最適な画像投影が行える。

（２２） 前記第２のモードが選択された際に読み出される領域の情報を予め記憶した分布領域記憶手段を更に具備することを特徴とする（２１）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図１４（Ｂ）、図１５、及び図１７乃至図２０に対応するものである。ここで、分布領域記憶手段は色バランスベクトル記録部２９に対応する。

即ち、この（２２）に記載の画像投影装置によれば、予め記憶しておいた領域の情報を使用するため、入力カラー画像データから分布領域を認識する処理が不要となり、高速動作が可能となる。

（２３） 前記カラー画像データは画像ファイル単位で該画像投影装置に入力され、
前記分布領域記憶手段は、画像ファイル単位に画像ファイル内の画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する、
ことを特徴とする（２２）に記載の画像投影装置。

即ち、この（２３）に記載の画像投影装置によれば、画像ファイル単位の分布領域の情報を記憶しているので、画像ファイル毎に容易に発光光量を制御することができる。

（２４） 前記カラー画像データは動画像データとして該画像投影装置に入力され、
前記分布領域記憶手段は、動画像データにおける一連のフレーム群毎に各フレームを構成する画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する、
ことを特徴とする（２２）に記載の画像投影装置。

即ち、この（２４）に記載の画像投影装置によれば、動画像データにおける一連のフレーム群毎に分布領域の情報を記憶しているので、一連のフレーム群毎に容易に発光光量を制御することができる。

（２５） 前記フレーム群毎は、前記入力された動画像データにおける一連のシーン毎であることを特徴とする（２４）に記載の画像投影装置。

即ち、この（２５）に記載の画像投影装置によれば、フレーム群を一連のシーンとしているので、シーン毎に制御することができる。

（２６） 前記分布領域記憶手段は、前記領域の情報を複数種類記憶しており、
前記第２のモードが選択された際に読み出される情報として、前記分布領域記憶手段が記憶する複数の領域の情報から一つの情報を観察者が選択可能な領域選択手段を更に具備する、
ことを特徴とする（２２）に記載の画像投影装置。

この構成は、図１乃至図１４（Ｂ）、図１５、及び図１７乃至図２０に対応するものである。ここで、領域選択手段は、色バランスベクトル選択部３１に対応する。

即ち、この（２６）に記載の画像投影装置によれば、予め記憶しておいた領域の情報を選択使用するため、入力カラー画像データから分布領域を認識する処理が不要となり、高速動作が可能となる。

本発明の第１実施形態に係る画像投影装置の電気的構成を示す図である。 第１実施形態に係る画像投影装置の光学的構成を示す図である。 照明光の出力シーケンスを説明するための波形図である。 ２原色照明光の出力シーケンスを説明するための波形図である。 色バランスベクトルの算出方法を説明するための図である。 色バランスベクトルの別の算出方法を説明するための図である。 照明光のみによる画像表示範囲（表示デバイスは変調せず最大階調値とした場合）の表示画像Ｘまたは表示画像Ｙの任意画素光量を示した図である。 照明時間の観点での照明光Ｘ，Ｙの設定可能ラインを説明するための図である。 表示デバイスによる変調を考慮した表示画像の色表現範囲を説明するための図である。 ベクトルｃとベクトルｗの色表示範囲の設定動作のフローチャートを示す図である。 入力カラー画像データのカラー分布を示す図である。 色バランスベクトルと表示画像の表示範囲との関係を説明するための図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は色バランスベクトルＶの成分即ち同時照明期間Ｔwの１フレーム期間Ｔfの比率の違いによって表示可能領域が異なる様子を示した概念図であって、特に、（Ａ）は画像データに共通する色の成分（色バランスベクトルｗ）の表示範囲を小さくし、時分割照明成分の色表示ベクトルｃの表示範囲を大きくした場合を示し、（Ｂ）は色バランスベクトルｗの表示範囲を中程度にした場合を示し、（Ｃ）は色バランスベクトルｗの表示範囲を大きくし、時分割照明成分の色表示ベクトルｃの表示範囲を小さく設定した場合を示している。 （Ａ）はベクトルｗ及びベクトルｃの成分データの変換方法を説明するための図、（Ｂ）は本発明の第２実施形態に係る画像投影装置におけるベクトルｃとベクトルｗの色表示範囲の設定方法を説明するための図であり、（Ｃ）は本発明の第３実施形態に係る画像投影装置における入力画像データのフォーマットを示す図である。 第２実施形態に係る画像投影装置におけるベクトルｃとベクトルｗの色表示範囲の設定動作のフローチャートを示す図である。 第３実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る画像投影装置に使用するライトエンジンの構成を示す図である。 第４実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。 本発明の第６実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。 本発明の第７実施形態としての、画像投影装置を適用したリライタブル電子ペーパー記録装置の構成を示す図である。

符号の説明

１…スクリーン、 １１，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…ＬＥＤ、 １２，１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…テーパーロッド、 １３…ダイクロイック・クロス・プリズム、 １４…リレーレンズ、 １５…反射ミラー、 １６…ＤＭＤ（商標）、 １７…投影レンズ、 １８…投影光、 １９…画像データ入力処理部、 ２０…画像データ記憶部、 ２１…演算対象画像フレーム設定部、 ２２…色バランスベクトル算出部、 ２３…モード切替部、 ２４…照明条件設定部、 ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ…光源発光制御駆動部、 ２６…画像シーケンス生成部、 ２７…表示画像データ生成部、 ２８…表示デバイス変調制御駆動部、 ２９…色バランスベクトル記録部、 ３０…画像データ種設定入力部、 ３１…色バランスベクトル選択部、 ３２…画像データプロファイル分離部、 ３３，３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，４５…ライトエンジン、 ３４，４０，４７…平行ロッド、 ３５…反射プリズム、 ３６…回転モータ、 ３７…回転軸、 ３８…ロッドホルダ、 ３９…発光体基板、 ４１…放熱板、 ４２…放熱ファン、 ４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ…表示デバイス、 ４４…光変換素子、 ４６…一体可動部、 ４８…三角プリズム、 ４９…導光パイプ、 ５０…ダイクロイックプリズム、 ５１…ミラーコート、 ５２，５３，５４，５５…ダイクロイックコート、 ５６…消去制御部、 ５７…システム制御部、 ５８…書込制御部、 ５９…画像投影装置制御部、 ６０…画像データ入力部、 ６１…画像投影部、 ６２…画像品質調整部、 １０１…画像データのカラー分布、 １０２…照明光Ｘ，Ｙの設定可能ライン、 １０３…表示可能領域、 １０４…表示不可領域、 １０５…入力画像データ、 １０５ａ…画像データプロファイル、 １０５ａ１…色バランスベクトルの情報、 １０５ａ２，１０５ａ３，１０５ａ４…原色画像データの最大値、 １０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ…原色画像データ、 １０５ａ５…画像フレームＩＤ、 １０５ａ６…帰属ファイル名。

Claims (26)

1. 入力されたカラー画像データに応じた画像を投影する画像投影装置において、
   駆動電流値及び駆動時間によって複数色の発光光量を色毎に調整可能な照明手段と、
   前記照明手段が射出した照明光の色に対応する前記カラー画像データによって変調処理がなされる表示デバイスと、
   前記照明手段が射出した照明光を前記表示デバイスによって変調することで表現可能な色空間内の表現領域を設定する表現領域設定手段と、
   前記表現領域設定手段で設定した表現領域と前記カラー画像データに応じて適応的に前記照明手段の各色毎の発光光量をフレーム周期で制御する照明光量制御手段と、
   を具備することを特徴とする画像投影装置。
2. 前記複数色の発光は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色の発光であって、
   前記照明光量制御手段は、前記１フレーム期間中に、前記３つの色の発光光量を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
3. 前記照明手段は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の照明光を射出するＬＥＤを含むことを特徴とする請求項２に記載の画像投影装置。
4. 前記表示デバイスは、前記複数色それぞれの色の画像データに対応した変調を前記１フレーム期間中に時系列に順次行う面順次表示デバイスであることを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
5. 前記照明光量制御手段は、前記１フレーム期間中に、前記複数色それぞれの色の照明光を別々に順次射出する第１の期間と、複数色のうち少なくとも２色を同時に射出する第２の期間と、によって、前記照明手段の各色毎の発光光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投影装置。
6. 前記第２の期間で前記照明手段が射出する照明光を混色した色は白色であることを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
7. 前記第２の期間で前記照明手段が射出する照明光を混色した色は所定の色であることを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
8. 前記照明手段で照明された前記表示デバイスの変調画像を観察者が観察可能なように投影する投影手段を更に具備し、
   前記投影手段が投影する画像は、前記第１の期間に投影する画像で前記カラー画像データに関する任意の色情報を表現し、前記第１及び第２の期間に投影する画像で前記カラー画像データに関する特定の色の輝度情報を表現する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
9. 前記入力された画像データに対応する画像を前記投影手段で投影可能なように、前記入力された画像データを、前記第１の期間に投影する画像に対応する画像データと、前記第２の期間に投影する画像に対応する画像データと、の２つに分ける画像データ変換手段を更に具備することを特徴とする請求項８に記載の画像投影装置。
10. 前記カラー画像データが色空間内で分布する分布領域を認識する分布領域認識手段を更に具備し、
    前記画像データ変換手段は、前記表現領域設定手段で設定した表現領域よりも、前記分布領域認識手段が認識した分布領域の方が広い場合、表現可能領域を越えた部分は表現可能な領域の最大値に置き換えるように前記カラー画像データを変換する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像投影装置。
11. 前記画像データ変換手段は、前記表現可領域を越えた部分を色空間における最もユークリッド距離が短い表現領域内の値に置き換えるように前記カラー画像データを変換することを特徴とする請求項１０に記載の画像投影装置。
12. 前記画像データ変換手段は、前記表現領域を越えた部分を色空間の原点と越えた部分とを結んだ直線上における表現領域内の値に置き換えるように前記カラー画像データを変換することを特徴とする請求項１０に記載の画像投影装置。
13. 前記照明光量制御手段は、前記第１の期間では、前記照明手段を駆動する駆動時間を色毎に制御することを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
14. 前記照明光量制御手段は、前記第２の期間では、前記照明手段を駆動する駆動電流を色毎に制御することを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
15. 前記カラー画像データが色空間内で分布する分布領域を認識する分布領域認識手段を更に具備し、
    前記照明光量制御手段は、前記表現領域設定手段で設定した表現領域と前記分布領域認識手段が認識した分布領域とに基づいて前記照明手段の各色毎の発光光量を前記フレーム周期で制御する、
    ことを特徴とする請求項５に記載の画像投影装置。
16. 前記表現領域設定手段は、前記分布領域を最大限含むように前記表現領域を設定することを特徴とする請求項１５に記載の画像投影装置。
17. 前記表現領域設定手段は、設定する前記表現領域に含まれる前記分布領域内の画像データ数が最大となるように前記表現領域を設定することを特徴とする請求項１６に記載の画像投影装置。
18. 前記分布領域内の画像データは、前記色空間内での位置に応じて重み付けされ、
    前記表現領域設定手段は、前記重みを加味し前記表現領域に含まれる前記分布領域内の画像データ数が最大となるように前記表現領域を設定する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載の画像投影装置。
19. 前記分布領域認識手段は、色空間内での前記カラー画像データの各色ベクトルを任意のベクトルに射影した際に、分散が最大となるような任意のベクトルを色バランスベクトルとして用いて前記カラー画像データが分布する分布領域を認識し特定することを特徴とする請求項１５に記載の画像投影装置。
20. 前記分布領域認識手段は、前記カラー画像データのうち、各色毎の最大値を求め、この各色毎の最大値を用いて前記カラー画像データが分布する分布領域を認識することを特徴とする請求項１５に記載の画像投影装置。
21. 前記カラー画像データが色空間内で存在する領域を求めて前記分布領域認識手段が認識する領域とする第１のモードと、
    予め記憶した所定の領域を読み出して前記分布領域認識手段が認識する領域とする第２のモードと、
    を有し、
    更に、前記２つのモードのうち、何れか一方のモードを観察者が選択し切り替えるモード切替手段を具備する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の画像投影装置。
22. 前記第２のモードが選択された際に読み出される領域の情報を予め記憶した分布領域記憶手段を更に具備することを特徴とする請求項２１に記載の画像投影装置。
23. 前記カラー画像データは画像ファイル単位で該画像投影装置に入力され、
    前記分布領域記憶手段は、画像ファイル単位に画像ファイル内の画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の画像投影装置。
24. 前記カラー画像データは動画像データとして該画像投影装置に入力され、
    前記分布領域記憶手段は、動画像データにおける一連のフレーム群毎に各フレームを構成する画像データが色空間内で分布する領域の情報を記憶する、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の画像投影装置。
25. 前記フレーム群毎は、前記入力された動画像データにおける一連のシーン毎であることを特徴とする請求項２４に記載の画像投影装置。
26. 前記分布領域記憶手段は、前記領域の情報を複数種類記憶しており、
    前記第２のモードが選択された際に読み出される情報として、前記分布領域記憶手段が記憶する複数の領域の情報から一つの情報を観察者が選択可能な領域選択手段を更に具備する、
    ことを特徴とする請求項２２に記載の画像投影装置。

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