JP4378927B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は４以上の原色を有するコンピュータディスプレイやテレビ放送を受信する映像表示装置での映像の表示方法及びそれを用いた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像機器のディジタル化とインターネットを中心としたネットワーク技術の進歩により、様々な映像機器がオープンシステム上で接続されるクロスメディアシステムが本格的に普及してきた。オープンシステムでは、個々の映像機器、アプリケーションが共通インターフェイスを持ち、汎用性、拡張性の高い構成を取る必要がある。色再現の観点から見ると、色情報を発信する映像機器、つまりカメラやスキャナは取り込んだ色情報を正確にオープンシステムへ配信する必要があり、一方、色情報を受信し表示する映像機器、つまりディスプレイやプリンタは受け取った色情報を正確に表示する必要がある。たとえばカメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。
【０００３】
このような課題を解決するために、IEC(International Electro−technical Commission)は標準ディスプレイの規格ｓＲＧＢを策定した。ＲＧＢの３つの原色の色度点をITU-R（International Telecommunication Union Radio communication）が推奨するRec.709の測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号ＲＧＢと測色値の関係を明確に定義した。したがって、この標準ディスプレイの規格に従うディスプレイは、同じビデオ信号ＲＧＢを与えれば、測色的に同じ色を表示できる。ディスプレイは映像を表示して鑑賞するのみでなく、映像編集の表示装置として広く用いられ、たとえばカタログ印刷用の原稿を作成する際などに活用されている。そこで、測色的に管理できる標準ディスプレイ「ｓＲＧＢディスプレイ」は、印刷などのハードコピー系を含めてカラーマネジメントの要となる。
【０００４】
しかしながら上記の従来の映像表示装置において以下のような課題を残す。
【０００５】
自然界に存在する代表的な反射物体の色分布をまとめたデータベースに「Ｐｏｉｎｔｅｒ色域」と「ＳＯＣＳ色域」がある。これらはカメラに入力される測色値のダイナミックレンジを表わすと同時に、ディスプレイ色域の設計基準になる。すなわち、自然反射物体の色を正確に表示するには、少なくとも「Ｐｏｉｎｔｅｒ色域」と「ＳＯＣＳ色域」の和（以下、「(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域」という。）を包含する色域が必要になる。
【０００６】
ところが、CIELAB空間に広がる色域立体の切断面を表す図３（ａ）は、Ｌ＊＝５０等輝度ａ＊−ｂ＊面におけるｓＲＧＢディスプレイの色域と自然反射物体の色分布データベース(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域の関係を示すが、ｓＲＧＢディスプレイの色域２００１が (Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域２００２よりも小さく、ｓＲＧＢディスプレイが自然反射物体の一部を表示できないことを表わしている。CIELAB空間で色域体積を計算すると、ｓＲＧＢディスプレイは(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域を約７６％包含し、(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域の２４％がｓＲＧＢディスプレイ上で表示できないことがわかる。従って、たとえカメラが自然反射物体の色分布をカバーできるように広いダイナミックレンジを確保して正確に撮影を行ったとしても、その約２４％はｓＲＧＢディスプレイで表示できない。
【０００７】
これを解決する映像装置として従来より、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図１０は、特許文献１に記載された従来の映像表示装置を示すものである。
【０００８】
図１０において、映像表示装置はマトリックス状に配列された複数の画素３６で構成されており、その画素は赤色光のサブ画素３６Ｒ、緑色光のサブ画素３６Ｇ、青色光のサブ画素３６Ｂと、シアン色光、マゼンタ色光、黄色光のいずれかの光を射出するサブ画素３６Ｃとから構成されている。そして、このサブ画素３６Ｃは、図１１に示す色度図上の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各点を結んで形成される三角形状の領域以外の、色度図上の点として規定されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３０６０２３号公報（第３−５頁、第１図、第３図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、輝度に関する制約を設けていないため、輝度が変わると色表示範囲も変わってしまうので、第4の原色を追加した場合、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保つことが難しいという課題があった。
【００１１】
すなわち、ディスプレイの色域形状と大きさは原色点の位置によって決まるが、色空間は３次元空間であるため、原色点は３次元座標を持つことになる。ｓＲＧＢディスプレイの場合、Ｒ原色（赤色原色）、Ｇ原色（緑色原色）、Ｂ原色（青色原色）のそれぞれが、２次元の色度座標（ｘ、ｙ）と１次元の輝度値Yを持つ。（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域も３次元立体であり、自然反射物体の色を正確に表示するには、ディスプレイの色域立体ができるだけ（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域立体を包含できるように、ディスプレイ原色の２次元の色度座標と１次元の輝度値を決める必要があるからである。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、現行のｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ広い色域を持つ映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決する本発明に係る映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色を生成するＢ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色を生成するＧ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつ前記Ｂ原色よりも高い輝度を持ち、前記Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色を生成するＲ原色生成部を具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の映像表示方法は、４以上の原色の光を有する映像表示方法において、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の各ｘｙ色度及び各輝度の比がｓＲＧＢディスプレイと同一の３原色の光と、ｘｙ色度図上の可視域内で、かつＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、Ｇ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光とを少なくとも混色して表示することを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１５】
また、本発明の映像表示方法は、４以上の原色の光を有する映像表示方法において、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色の光と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色の光と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつB原色よりも高い輝度を持ち、Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色の光と、ｘｙ色度図上の可視域内で、かつＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、Ｇ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光とを少なくとも混色して表示することを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１６】
また、本発明の映像表示方法の第４の原色は、可視域内でＲ原色からＧ原色へ延ばした半直線とＲ原色からＢ原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ３角形の領域外のｘｙ色度を有している。これによって、１原色のみを追加する場合において、最も有効に色域を広げることができる
また、本発明の映像表示方法の第４の原色のｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）を持ち、かつＲ原色、Ｇ原色、Ｂ原色、及び第４原色の輝度値を１００に正規化した場合において、Ｂ原色の輝度値が６．７８、Ｇ原色の輝度値が５６．２５、Ｒ原色の輝度値が２５．２５、第４の原色の輝度値が１１．７２であることを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ緑や青領域に色域を拡大することができる。
【００１７】
また、本発明の映像表示方法の混色は、並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかである。これによって、並置加法混色では、４以上の原色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成して混色することができ、重畳加法混色では、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成して混色することができ、時分割加法混色では４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成し、混色することができる。
【００１８】
本発明の映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の各ｘｙ色度及び各輝度の比がｓＲＧＢディスプレイと同一の３原色の光を生成するＲ原色生成部、Ｇ原色生成部、及びＢ原色生成部と、ｘｙ色度図上の可視域内でＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、かつＧ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光を生成する第４原色生成部と、これら生成部からの各原色光を、入力された各原色用ビデオ信号により変調する各原色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部とを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１９】
また、本発明の映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色の光を生成するＢ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色の光を生成するＧ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつＢ原色よりも高い輝度を持ち、Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色の光を生成するＲ原色生成部と、ｘｙ色度図上の可視域内でＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、かつＧ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光を生成する第４原色生成部と、これら生成部からの各原色光を入力された原色用のビデオ信号により変調する各原色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部とを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００２０】
また、本発明の映像表示装置の第４原色生成部は、ｘｙ色度図の可視域内で、Ｒ原色からＧ原色へ延ばした半直線とＲ原色からＢ原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ３角形の領域外のｘｙ色度を有する光を生成する。これによって、１原色のみを追加する場合において、最も有効に色域を広げることができる また、本発明の映像表示装置の第４原色生成部で生成される光のｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）を持ち、かつＲ原色生成部、Ｇ原色生成部、Ｂ原色生成部、及び第４原色生成部で生成される光の輝度値を１００に正規化した場合において、Ｂ原色の輝度値が６．７８、Ｇ原色の輝度値が５６．２５、Ｒ原色の輝度値が２５．２５、第４の原色の輝度値が１１．７２である。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ緑や青領域に色域を拡大することができる。
【００２１】
本発明の映像表示装置の映像光混色部が、並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかを実行する。これによって、並置加法混色では、４以上の原色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成して混色することができ、重畳加法混色では、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成して混色することができ、時分割加法混色では４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成し、混色することができる。
【００２２】
また、本発明の映像表示装置の各原色の生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を反射し、残りの光を透過するダイクロイックミラーにより各原色の光を生成する。これによって、光源からの光をもとに複数の原色を生成することができる。
【００２３】
また、本発明の映像表示装置の各原色の生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を吸収し、残りの光を透過するフィルタにより各原色の光を生成する。これによって、光源からの光をもとに複数の原色を生成することができる。
【００２４】
また、本発明の映像表示装置は光が直接または間接的に発せられる光源と、入力されたビデオ信号で前記光源からの光を変調する液晶パネルと、Ｂ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、第４の原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）となるような分光透過率で変調された各原色の光を出力する色フィルタパネルとを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ちつつ、色域を拡大することができる。
【００２５】
また、本発明の映像表示装置は、ｓＲＧＢディスプレイ用の３原色のビデオ信号をスケーリングするスケーリング回路を更に有し、第４の原色用ビデオ信号が入力されない場合に、このスケーリング回路の出力信号を空間変調部へ出力する。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの変換をスケーリング操作のみで実行でき、４つの原色の色度と輝度を規定したディスプレイを容易に作成することできる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２７】
なお、実施の形態においては、第４の原色としてＣ原色（シアン原色）を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における映像表示システムの構成図を示すものである。
【００２９】
図１において、駆動回路１０１は映像入力信号を入力し、映像表示するための変調素子駆動信号を生成する回路であり、映像表示装置１０２は光源１０３の光から各ＲＧＢＣの原色光を生成し、空間変調素子にそれぞれ供給し、そして変調素子駆動信号により変調された各映像光を合成し出力表示するものである。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施の形態における４つの原色を持つ映像表示装置（以下「４原色ディスプレイ」という。）の構成例を示すものである。
【００３１】
光源１００１からの光１００２は、Ｂ原色生成部１０３６により第１ダイクロイックミラー１００３に入射して、短波長成分を反射してＢ原色光１００４を生成する。なお、Ｂ原色光１００４は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）となるように生成される。第１ダイクロイックミラー１００３の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｂ原色用調整フィルタ１０２０を用いて分光特性を調整する。
【００３２】
Ｂ原色光１００４は、Ｂ原色ビデオ信号１１０１で制御されたＢ原色用空間変調素子１００５に入射し、映像の階調情報を付加されてＢチャネル映像光１００６に変調される。
【００３３】
一方、第１ダイクロイックミラー１００３を透過した光１００７は、Ｒ原色生成部１０３７により第２ダイクロイックミラー１００８に入射して、長波長成分を反射してＲ原色光１００９を生成する。なお、Ｒ原色光１００９は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）となるように生成される。第２ダイクロイックミラー１００８の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｒ原色用調整フィルタ１０２１を用いて分光特性を調整する。
【００３４】
Ｒ原色光１００９はＲ原色ビデオ信号１１０２で制御されたＲ原色用空間変調素子１０１０に入射し、映像の階調情報を付加されてＲチャネル映像光１０１１に変調される。
【００３５】
さらに、第２ダイクロイックミラー１００８を透過した光１０１２は、Ｇ原色生成部１０３８により第３ダイクロイックミラー１０１３に入射して、長波長成分を反射してＧ原色光１０１４を生成する。なお、Ｇ原色光１０１４は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）となるように生成される。第３ダイクロイックミラー１０１３の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｇ原色用調整フィルタ１０２２を用いて分光特性を調整する。
【００３６】
Ｇ原色光１０１４は、Ｇ原色ビデオ信号１１０３で制御されたＧ原色用空間変調素子１０１５に入射し、映像の階調情報を付加されてＧチャネル映像光１０１６に変調される。
【００３７】
第３ダイクロイックミラー１０１３を透過した光は、Ｃ原色生成部１０３９によりＣ原色光１０１７を生成する。なお、Ｃ原色光１０１７は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）となるように生成される。第３ダイクロイックミラー１０１３の透過特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｃ原色用調整フィルタ１０２３を用いて分光特性を調整する。
【００３８】
Ｃ原色光１０１７は、Ｃ原色ビデオ信号１１０４で制御されたＣ原色用空間変調素子１０１８に入射し、映像の階調情報を付加されてＣチャネル映像光１０１９に変調される。
【００３９】
映像光混色部１０３５は、Ｂチャネル映像光１００６、Ｒチャネル映像光１０１１、Ｇチャネル映像光１０１６、Ｃチャネル映像光１０１９の各映像光を反射型ミラー１０３０及びハーフミラー１０３２乃至ハーフミラー１０３４を用いて混色し、混色された映像光は表示面１０４０（スクリーン）にて映像表示される。この混色の方式としては、並置加法混色と、重畳加法混色と、時分割加法混色とがあり、それぞれ、４以上の原色を空間的に互いに隣接して画素を構成したり、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせて画素を構成したり、あるいは４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成することで混色を実現できる。
【００４０】
また、Ｂ原色用調整フィルタ１０２０の出力光、Ｒ原色用調整フィルタ１０２１の出力光、Ｇ原色用調整フィルタ１０２２の出力光、Ｃ原色用調整フィルタ１０２３の出力光はそれぞれ、Ｂ原色用ＮＤフィルタ１０２４、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６、Ｃ原色用ＮＤフィルタ１０２７によって分光特性を変えずに光強度のみが調整される。その調整により、各ＮＤフィルタの出力光の輝度の和を１００としたとき、Ｂ原色用ＮＤフィルタ１０２４の出力光の輝度が６．７８、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５の出力光の輝度が２５．２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６の出力光の輝度が５６．２５、Ｃ原色用ＮＤフィルタ１０２７の出力光の輝度が１１．７２となる。
【００４１】
なお、Ｂ原色用空間変調素子１００５、Ｒ原色用空間変調素子１０１０、Ｇ原色用空間変調素子１０１５、およびＣ原色用空間変調素子１０１８が、空間変調部に相当する。
【００４２】
また、Ｂ原色ビデオ信号１１０１、Ｒ原色ビデオ信号１１０２、Ｇ原色ビデオ信号１１０３、およびＣ原色ビデオ信号１１０４は図１に示した変調素子駆動信号に相当する。
【００４３】
図３（ｂ）は、本実施の形態の４原色ディスプレイのCIELAB空間に広がる色域の切断図である。CIELAB空間でＬ＊＝５０の均等面で切断した場合であり、ｓＲＧＢディスプレイの色域２００１が４原色ディスプレイの色域３００１の一部となっていることがわかる。これはＢ原色光１００４、Ｒ原色光１００９、Ｂ原色光１０１４をｓＲＧＢディスプレイのＲＧＢ原色に一致させているためである。
【００４４】
一方、図２の４原色ディスプレイはさらに４番目の原色としてＣ原色光１０１７を有し、このｘｙ色度点を（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）とすることで、緑から青の領域へ大きく色域が広がっていることが理解できる。４原色ディスプレイの色域３００１を自然反射物体の色分布データベースである（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２と比較すると、ｓＲＧＢディスプレイでは包含できない緑と青の領域では（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域２００２を完全に包含し、一部オレンジから黄色の領域で（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２の方が広いことがわかる。以上より、４原色ディスプレイはほぼ（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２を包含し、かつｓＲＧＢディスプレイの色域２００１をも包含していることが理解できる。
【００４５】
次に色域全体が把握できるように明るさ情報を無視して色度図へ射影する。図４は本実施の形態の４原色ディスプレイのｘｙ色度図である。
【００４６】
図４において、馬蹄形４００７が可視域であり、Ｂ原色４００１は（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色４００２は（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色４００３は（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色４００４は（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）である。従ってＢ原色４００１、Ｇ原色４００２、Ｒ原色４００３はRec.709に一致し、これらで形成される三角形４００５はｓＲＧＢディスプレイの色域にあたる。Ｃ原色４００４、Ｂ原色４００１、Ｇ原色４００２で形成される三角形４００６は４つ目の原色Ｃの導入によって広がった色域に相当する。すなわち、青、青緑、緑などの色名が与えられる色に対して表示範囲が広がったことが理解できる。特に、Ｒ原色４００３からＧ原色４００２への半直線と馬蹄形４００７との交点４００８、及びＲ原色４００３からＢ原色４００１への半直線と馬蹄形４００７との交点４００９、Ｂ原色４００１、及びＧ原色４００２との４点で囲む領域に第４の原色を選択することは、最も効率よく色域を拡張できることがわかる。
Ｂ原色４００１、Ｇ原色４００２、Ｒ原色４００３、Ｃ原色４００４の４つの原色で形成される色域は、自然反射物体（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域を９５％カバーする。一方、ｓＲＧＢディスプレイの色域４００５の包含率は７６％であり、Ｃ原色４００４の導入で４原色ディスプレイの色域が飛躍的に拡大したことが理解できる。
【００４７】
以下、自然反射物体の色分布と４原色ディスプレイの色域の包含率について説明する。
【００４８】
自然反射物体の色分布には、Ｐｏｉｎｔｅｒガマットデータベース（Color Research and Application）とＳＯＣＳガマットデータベース（ISO）が有効である。前者は標準の光Ｃを基準白色としたCIELAB値、あるいはCIELUV値で与えられ、後者は分光反射率で与えられる。そこで、後者を前者に合わせて、CIELAB値に変換する。自然反射物体は無彩色軸を含む閉領域内に分布し、ディスプレイ色域がこの閉領域をカバーできれば、自然反射物体の色をすべてディスプレイ上で表示できることになる。
【００４９】
ディスプレイの色域は、４つの原色のＸＹＺ三刺激値をもとに定義できる。すなわち、ディスプレイの色域は、図５に示すように、１次色と呼ばれる４つの原色（Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｒ）と２次色と呼ばれる１次色の和の色（Ｂ＋Ｃ、Ｃ＋Ｇ、Ｇ＋Ｒ、Ｒ＋Ｂ）、３次色と呼ばれる２次色の和の色（Ｂ＋Ｃ＋Ｇ、Ｃ＋Ｇ＋Ｒ、Ｇ＋Ｒ＋Ｂ、Ｒ＋Ｂ＋Ｃ）、そして黒と白（Ｗ＝Ｂ＋Ｃ＋Ｇ＋Ｒ）の計１４点の頂点で張られる立体になる。このディスプレイ色域の立体を図３（ｂ）のようにＬ＊均等面で切断して自然反射物体の色分布と比較すれば、２つの包含関係が理解できる。
【００５０】
ｘｙ色度とＸＹＺ三刺激値の関係は（式1）で示される。
【００５１】
【数１】
【００５２】
４つの原色点の輝度Ｙは１００で正規化した相対値で、Ｂ原色が６．７８、Ｇ原色が５６．２５、Ｒ原色が２５．２５、Ｃ原色が１１．７２であるから、４つの原色のＸＹＺ三刺激値は、Ｂ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１６．９４，６．７８，８９．２４）、Ｇ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（２８．１３，５６．２５，９．３８）、Ｒ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（４８．９７，２５．２５，２．３０）、Ｃ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１．００，１１．７２，９．１７）となる。
【００５３】
次に、３原色システムと４原色システムの互換性について説明する。
４原色のうち、３つの原色、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させることで２つの利点が生まれる。
【００５４】
第一の利点は、ディスプレイの設計を簡素化できる点である。つまり、４つの原色のうち、３つは既存のＲＧＢ３原色ディスプレイの材料がそのまま流用できる。なぜならば、Ｂ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標は同一で、輝度Ｙのみが異なるため、４原色ディスプレイでは図２のＢ原色用ＮＤフィルタ１０２４、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６によるゲイン調整のみでＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色を設定できるからである。仮に、Ｂ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標をRec.709色度座標と別にすると、ディスプレイの材料を４原色分すべて再設計する必要があり、開発期間、開発コスト、信頼性などあらゆる点で既存のRec.709原色を用いる方の利点が多い。
【００５５】
第二の利点は、ビデオインターフェイスの互換性である。４原色ディスプレイの場合、Ｒd4、Ｇd4、Ｂd4、Ｃd4の４つのビデオ信号が入力されるが、このうちＲd4、Ｇd4、Ｂd4の３つのビデオ信号に対する原色のｘｙ色度座標がRec.709と同一であればスケーリング回路の導入で３原色ディスプレイ用のビデオ信号との互換性をとることができる。３原色ディスプレイの場合、ＣＲＴガンマ補正を行った輝度Ｙに線形なビデオ信号Ｒd3’、Ｇd3’、Ｂd3’は（式２）によってディスプレイの表示色［Ｘd3 Ｙd3 Ｚd3］tに変換できる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
ここで［ＸB3 ＹB3 ＺB3］tはＢ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸG3 ＹG3 ＺG3］tはＧ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸR3 ＹR3 ＺR3］tはＲ原色のＸＹＺ三刺激値である。
（式１）を利用して（式２）を書き換えると、（式３）となる。
【００５８】
【数３】
【００５９】
ここでｘB3、ｙB3、ｚB3はＢ原色のｘｙｚ色度座標、ｘG3、ｙG3、ｚG3はＧ原色のｘｙｚ色度座標、ｘR3、ｙR3、ｚR3はＲ原色のｘｙｚ色度座標を表わす。
【００６０】
一方、４原色ディスプレイの場合、ＣＲＴガンマ補正を行った輝度Ｙに線形なビデオ信号Ｒd4’、Ｇd4’、Ｂd4’、Ｃd4’は（式４）によってディスプレイの表示色［Ｘd4 Ｙd4 Ｚd4］tに変換できる。
【００６１】
【数４】
【００６２】
ここで［ＸB4 ＹB4 ＺB4］tはＢ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸG4 ＹG4 ＺG4］tはＧ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸR4 ＹR4 ＺR4］tはＲ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸC4 ＹC4 ＺC4］tはＣ原色のＸＹＺ三刺激値である。
（式１）を利用して（式４）を書き換えると、（式５）となる。
【００６３】
【数５】
【００６４】
ここでｘB4、ｙB4、ｚB4はＢ原色のｘｙｚ色度座標、ｘG4、ｙG4、ｚG4はＧ原色のｘｙｚ色度座標、ｘR4、ｙR4、ｚR4はＲ原色のｘｙｚ色度座標、ｘC4、ｙC4、ｚC4はＣ原色のｘｙｚ色度座標を表わす。
【００６５】
ここで、４原色ディスプレイのＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標が３原色ディスプレイのＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色と同一である場合、（式３）と（式５）は（式６）で同時に表現できる。
【００６６】
【数６】
【００６７】
つまり、３原色ディスプレイ用のビデオ信号Ｒd3’、Ｇd3’、Ｂd3’が入力した場合は、ｗc＝０によってＣ原色の表示色への関与を遮断し、さらにＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の輝度の違いをｗR，ｗG，ｗBで吸収することができる。
【００６８】
図６は（式６）に対応する映像表示装置の駆動回路１０１の構成を示すものである。
【００６９】
図６において、４原色ディスプレイはビデオインターフェイス６００１と処理回路６００２から構成されている。Ｒチャネル映像信号６００３、Ｇチャネル映像信号６００４、Ｂチャネル映像信号６００５、Ｃチャネル映像信号６００６はビデオインターフェイス６００１から処理回路６００２に入力され、各チャネルごとにデガンマ回路（６００７乃至６０１０）で輝度リニア信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’、Ｃ’に変換される。Ｃ’信号はＣ信号検出器６０１１に入力し、Ｃチャネル映像信号６００６の有無を検出する。もし、Ｃチャネル映像信号６００６を検出した場合（Ｃ＝０の場合も含む）、Ｃチャネル映像信号６００６は４原色ディスプレイ用の信号であるため、Ｃ信号検出器６０１１がＲチャネル、Ｇチャネル、Ｂチャネルのそれぞれに用意されたスケーリング回路（６０１２乃至６０１４）にスケーリング処理を行わず、Ｒ’信号、Ｇ’信号、Ｂ’信号をそのままそれぞれの空間変調素子駆動回路（６０１５乃至６０１７）に与えるように指示する。同時にＣ’信号もＣ原色用デガンマ回路からＣ原色用空間変調素子駆動回路６０１８に与えられて、４原色ディスプレイは４原色の混色で映像を表示する。
【００７０】
一方、ビデオインターフェイス６００１に３原色ディスプレイ用のＲＧＢ信号をＲチャネル映像信号６００３、Ｇチャネル映像信号６００４、Ｂチャネル映像信号６００５として入力し、Ｃチャネル映像信号６００６に入力がない場合、Ｃ信号検出器６０１１はこれを検出して、スケーリング回路（６０１２乃至６０１４）にスケーリング処理の実行を指示する。この指示に従って、Ｒ原色用スケーリング回路６０１２は（式６）のｗRに相当するスケーリングを実行する。同様にＧ原色用スケーリング回路６０１３は（式６）のｗGに相当するスケーリングを、Ｂ原色用スケーリング回路６０１４は（式６）のｗBに相当するスケーリングを実行して３原色ディスプレイ用の駆動信号に変換し、それらを空間変調素子駆動回路（６０１５乃至６０１７）へ供給する。
【００７１】
また、Ｃチャネル映像信号６００６の入力がないため、Ｃ原色用空間変調素子駆動回路６０１８への信号入力はない。このため、映像表示装置１０３のＣ原色の光はＣ原色用空間変調素子ですべて消光され、ＲＧＢ３つの原色の混色で映像を表示する。
【００７２】
一方、前述した従来例のようにCIELAB空間でＬ＊＝５０におけるＢ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）と規定せず、色度座標をRec.709と一致させない場合は、ｓＲＧＢ入力のｓＲＧＢ信号と測色的に等価な４原色ディスプレイ用のＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する必要がある。
【００７３】
まず入力信号であるｓＲＧＢ信号の表示色の測色値［Ｘd3 Ｙd3 Ｚd3］tは（式３）によって与えられ、Rec.709のＲＧＢ原色点の色度座標（Ｒ原色（ｘR3，ｙR3）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｇ原色（ｘG3，ｙG3）＝（０．３００，０．６００）、Ｂ原色（ｘB3，ｙB3）＝（０．１５０，０．０６０））と相対輝度（ＹR3，ＹG3，ＹB3）＝（２１．２５，７１．５４，７．２１）によって計算できる。
【００７４】
４原色ディスプレイでＣ原色を除いたＲＧＢ原色による表示色の測色値［Ｘd4Ｙd4 Ｚd4］tは（式７）で与えられる。
【００７５】
【数７】
【００７６】
入力のｓＲＧＢ信号と測色的に等価な４原色ディスプレイ用のＲ’Ｇ’Ｂ’信号は（式８）で与えられる。
【００７７】
【数８】
【００７８】
図７は、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させていない４原色ディスプレイの駆動回路の構成を示すものである。
【００７９】
図６に示したＲ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させた４原色ディスプレイの駆動回路とは、ＲＧＢ各原色用スケーリング回路の替わりにマトリクス演算回路７００１が必要になる点が異なる。このマトリックス演算回路は、（式８）に示した３行３列のマトリクス演算を行う。このため、このマトリクス演算回路はスケーリング演算回路に比べると規模が大きく、また、スケーリング回路に比べ高価になる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態の４原色ディスプレイは、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Yを特定するため、既存のＲＧＢ３原色ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い４原色ディスプレイが実現できる。
【００８１】
図２の構成はプロジェクタに適し、大画面に実物と同じ大きさで再現映像を表示する際に、より実物に近い映像を表示できる効果がある。
【００８２】
なお、本発明は原色の生成順に制限を与えるものでなく、原色の生成順は任意であることを特筆しておく。
【００８３】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における４原色の液晶ディスプレイの構成図を示すものである。
【００８４】
図８において、光源８００１から発せられた光は反射板８００２で反射されて液晶パネル８００３に入射する。液晶パネル８００３は、ビデオメモリ８００４から与えられるビデオ信号で駆動された液晶パネル駆動回路８００５の動作に従って変調され、映像の階調が光強度として表現される。液晶パネル８００３を透過した光は色フィルタパネル８００６へ入り、色材の分光吸収特性に基づいて光の分光エネルギー分布が変化して出力される。
【００８５】
色フィルタパネル８００６の構造を示すために一部を拡大して図示した色フィルタパネル８００７は、Ｂフィルタ８００８、Ｇフィルタ８００９、Ｒフィルタ８０１０、Ｃフィルタ８０１１の４種類の色フィルタからなる。これら４種類の色フィルタは２×２セル単位で配置され、ビデオ信号がこの２×２セルを１画素として与えられる。原色数が４つであるため、コンピュータディスプレイとして要望される「正方画素」を容易に実現できる。
【００８６】
４つの原色、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｃは第１の実施の形態と同様に図４に示すような色度座標（Ｂ原色（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５））を持つ。色フィルタ１つ１つの大きさが十分小さく、視覚的な解像限界を下回る場合、各色フィルタを透過した光は混色されて、三角形４００５と三角形４００６を合わせた色域を持つことができる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態の液晶ディスプレイも実施の形態１と同様に、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Yを特定するため、既存のＲＧＢ３原色の液晶ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い４原色ディスプレイが実現できる。
【００８８】
本実施の形態の構成は卓上型のディスプレイなどに適し、ＤＴＰ（Desk Top Publishing）における原稿の編集などで、より実物に近い映像を表示できる効果がある。
【００８９】
なお、本発明は色フィルタの空間的配置条件を拘束するものではなく、図８においてＢフィルタ８００８、Ｇフィルタ８００９、Ｒフィルタ８０１０、Ｃフィルタ８０１１の配置は任意であることを特筆しておく。
【００９０】
（実施の形態３）
図９は本発明の第３の実施の形態における５つの原色を持つ液晶ディスプレイの構成図を示すものである。
【００９１】
第２の実施の形態である図８とは、色フィルタパネル９００６が異なる。
色フィルタパネル９００６の一部を拡大して図示した色フィルタ９００７は、Ｂフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０、Ｃ１フィルタ９０１１、Ｃ２フィルタ９０１２の５種類の色フィルタを１画素としている。第２の実施の形態と同様にＢフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０を透過した光がRec.709のＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標を持つように分光透過率が設計されている。Ｃ１原色とＣ２原色は図４のＣ原色４００４と同じ機能を果たし、青、青緑、緑といった色名を持つ領域に配置されて、色域の拡大に貢献している。
【００９２】
このような構成をとることにより、５原色ディスプレイ用に新たに開発するディスプレイ材料は、Ｃ１原色とＣ２原色の２つだけになり、かつ３原色ビデオ信号との互換性も第１の実施の形態と同様に実現できる。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の液晶ディスプレイも実施の形態１と同様に、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Ｙを特定するため、既存のＲＧＢ３原色の液晶ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い５原色ディスプレイが実現できる。
【００９４】
なお、本発明は、色フィルタの空間的配置条件を拘束するものではなく、図９において、Ｂフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０、Ｃ１フィルタ９０１１、Ｃ２フィルタ９０１２の配置は任意であることを特筆しておく。
【００９５】
【発明の効果】
本発明により、現行のｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ４つ以上の原色を用いた、立体的により広い色域を持つ映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における映像表示システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における４原色の映像表示装置の構成図
【図３】（ａ）従来のｓＲＧＢディスプレイ等のCIELAB空間に広がる色域を示す切断図（ｂ）本発明の実施の形態１における４原色ディスプレイ等のCIELAB空間に広がる色域の切断図
【図４】本発明の実施の形態１におけるｓＲＧＢディスプレイの色域と４原色ディスプレイの色域を示す色度図
【図５】本発明の実施の形態１における１次色、２次色、３次色、黒、白の関係を説明する図
【図６】本発明の実施の形態１における映像表示システムの駆動回路の構成図
【図７】本発明の実施の形態１におけるマトリクス演算回路による駆動回路の構成図
【図８】本発明の実施の形態２における４原色の映像表示装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３における５原色の映像表示装置の構成図
【図１０】従来の映像表示装置の画素を示す図
【図１１】従来の映像表示装置の色度図
【符号の説明】
３６ 画素
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ、３６Ｃ サブ画素
１０１ 駆動回路
１０２ 映像表示装置
１０３ 光源
１００１ 光源
１００２ 光源からの光
１００３ 第１ダイクロイックミラー
１００４ Ｂ原色光
１００５ Ｂ原色用空間変調素子
１００６ Ｂチャネル映像光
１００７ 第１ダイクロイックミラー１００３を透過した光
１００８ 第２ダイクロイックミラー
１００９ Ｒ原色光
１０１０ Ｒ原色用空間変調素子
１０１１ Ｒチャネル映像光
１０１２ 第２ダイクロイックミラー１００８を透過した光
１０１３ 第３ダイクロイックミラー
１０１４ Ｇ原色光
１０１５ Ｇ原色用空間変調素子
１０１６ Ｇチャネル映像光
１０１７ 第３ダイクロイックミラー１０１３を透過した光
１０１８ Ｃ原色用空間変調素子
１０１９ Ｃチャネル映像光
１０２０ Ｂ原色用調整フィルタ
１０２１ Ｒ原色用調整フィルタ
１０２２ Ｇ原色用調整フィルタ
１０２３ Ｃ原色用調整フィルタ
１０２４ Ｂ原色用ＮＤフィルタ
１０２５ Ｒ原色用ＮＤフィルタ
１０２６ Ｇ原色用ＮＤフィルタ
１０２７ Ｃ原色用ＮＤフィルタ
１０３０、１０３１ 反射型ミラー
１０３２、１０３３、１０３４ ハーフミラー
１０３５ 映像光混色部
１０３６ Ｂ原色生成部
１０３７ Ｒ原色生成部
１０３８ Ｇ原色生成部
１０３９ Ｃ原色生成部
１０４０ 表示面
２００１ ｓＲＧＢディスプレイの色域
２００２ （Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域
２００３ 可視域
３００１ ４原色ディスプレイの色域
４００１ Ｂ原色
４００２ Ｇ原色
４００３ Ｒ原色
４００４ Ｃ原色
６００１ ４原色ディスプレイのビデオインターフェイス
６００２ ４原色ディスプレイの処理回路
６００３ Ｒチャネル映像信号
６００４ Ｇチャネル映像信号
６００５ Ｂチャネル映像信号
６００６ Ｃチャネル映像信号
７００１ マトリクス演算回路
７００２ ４原色ディスプレイのビデオインターフェイス
７００３ ４原色ディスプレイの処理回路
７００４ Ｒチャネル映像信号
７００５ Ｇチャネル映像信号
７００６ Ｂチャネル映像信号
７００７ Ｃチャネル映像信号
８００１ 光源
８００２ 反射板
８００３ 液晶パネル
８００４ ビデオメモリ
８００５ 液晶パネル駆動回路
８００６ 色フィルタパネル
８００７ 色フィルタパネル８００６の拡大図
８００８ Ｂフィルタ
８００９ Ｇフィルタ
８０１０ Ｒフィルタ
８０１１ Ｃフィルタ
９００６ 色フィルタパネル
９００７ 色フィルタパネル８００６の拡大図
９００８ Ｂフィルタ
９００９ Ｇフィルタ
９０１０ Ｒフィルタ
９０１１ Ｃ１フィルタ
９０１２ Ｃ２フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は４以上の原色を有するコンピュータディスプレイやテレビ放送を受信する映像表示装置での映像の表示方法及びそれを用いた映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像機器のディジタル化とインターネットを中心としたネットワーク技術の進歩により、様々な映像機器がオープンシステム上で接続されるクロスメディアシステムが本格的に普及してきた。オープンシステムでは、個々の映像機器、アプリケーションが共通インターフェイスを持ち、汎用性、拡張性の高い構成を取る必要がある。色再現の観点から見ると、色情報を発信する映像機器、つまりカメラやスキャナは取り込んだ色情報を正確にオープンシステムへ配信する必要があり、一方、色情報を受信し表示する映像機器、つまりディスプレイやプリンタは受け取った色情報を正確に表示する必要がある。たとえばカメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。
【０００３】
このような課題を解決するために、IEC(International Electro−technical Commission)は標準ディスプレイの規格ｓＲＧＢを策定した。ＲＧＢの３つの原色の色度点をITU-R（International Telecommunication Union Radio communication）が推奨するRec.709の測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号ＲＧＢと測色値の関係を明確に定義した。したがって、この標準ディスプレイの規格に従うディスプレイは、同じビデオ信号ＲＧＢを与えれば、測色的に同じ色を表示できる。ディスプレイは映像を表示して鑑賞するのみでなく、映像編集の表示装置として広く用いられ、たとえばカタログ印刷用の原稿を作成する際などに活用されている。そこで、測色的に管理できる標準ディスプレイ「ｓＲＧＢディスプレイ」は、印刷などのハードコピー系を含めてカラーマネジメントの要となる。
【０００４】
しかしながら上記の従来の映像表示装置において以下のような課題を残す。
【０００５】
自然界に存在する代表的な反射物体の色分布をまとめたデータベースに「Ｐｏｉｎｔｅｒ色域」と「ＳＯＣＳ色域」がある。これらはカメラに入力される測色値のダイナミックレンジを表わすと同時に、ディスプレイ色域の設計基準になる。すなわち、自然反射物体の色を正確に表示するには、少なくとも「Ｐｏｉｎｔｅｒ色域」と「ＳＯＣＳ色域」の和（以下、「(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域」という。）を包含する色域が必要になる。
【０００６】
ところが、CIELAB空間に広がる色域立体の切断面を表す図３（ａ）は、Ｌ＊＝５０等輝度ａ＊−ｂ＊面におけるｓＲＧＢディスプレイの色域と自然反射物体の色分布データベース(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域の関係を示すが、ｓＲＧＢディスプレイの色域２００１が (Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域２００２よりも小さく、ｓＲＧＢディスプレイが自然反射物体の一部を表示できないことを表わしている。CIELAB空間で色域体積を計算すると、ｓＲＧＢディスプレイは(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域を約７６％包含し、(Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ)色域の２４％がｓＲＧＢディスプレイ上で表示できないことがわかる。従って、たとえカメラが自然反射物体の色分布をカバーできるように広いダイナミックレンジを確保して正確に撮影を行ったとしても、その約２４％はｓＲＧＢディスプレイで表示できない。
【０００７】
これを解決する映像装置として従来より、例えば、特許文献１に記載されているようなものがあった。図１０は、特許文献１に記載された従来の映像表示装置を示すものである。
【０００８】
図１０において、映像表示装置はマトリックス状に配列された複数の画素３６で構成されており、その画素は赤色光のサブ画素３６Ｒ、緑色光のサブ画素３６Ｇ、青色光のサブ画素３６Ｂと、シアン色光、マゼンタ色光、黄色光のいずれかの光を射出するサブ画素３６Ｃとから構成されている。そして、このサブ画素３６Ｃは、図１１に示す色度図上の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各点を結んで形成される三角形状の領域以外の、色度図上の点として規定されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３０６０２３号公報（第３−５頁、第１図、第３図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、輝度に関する制約を設けていないため、輝度が変わると色表示範囲も変わってしまうので、第4の原色を追加した場合、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保つことが難しいという課題があった。
【００１１】
すなわち、ディスプレイの色域形状と大きさは原色点の位置によって決まるが、色空間は３次元空間であるため、原色点は３次元座標を持つことになる。ｓＲＧＢディスプレイの場合、Ｒ原色（赤色原色）、Ｇ原色（緑色原色）、Ｂ原色（青色原色）のそれぞれが、２次元の色度座標（ｘ、ｙ）と１次元の輝度値Yを持つ。（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域も３次元立体であり、自然反射物体の色を正確に表示するには、ディスプレイの色域立体ができるだけ（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域立体を包含できるように、ディスプレイ原色の２次元の色度座標と１次元の輝度値を決める必要があるからである。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、現行のｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ広い色域を持つ映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決する本発明に係る映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色を生成するＢ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色を生成するＧ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつ前記Ｂ原色よりも高い輝度を持ち、前記Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色を生成するＲ原色生成部を具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の映像表示方法は、４以上の原色の光を有する映像表示方法において、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の各ｘｙ色度及び各輝度の比がｓＲＧＢディスプレイと同一の３原色の光と、ｘｙ色度図上の可視域内で、かつＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、Ｇ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光とを少なくとも混色して表示することを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１５】
また、本発明の映像表示方法は、４以上の原色の光を有する映像表示方法において、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色の光と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色の光と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつB原色よりも高い輝度を持ち、Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色の光と、ｘｙ色度図上の可視域内で、かつＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、Ｇ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光とを少なくとも混色して表示することを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１６】
また、本発明の映像表示方法の第４の原色は、可視域内でＲ原色からＧ原色へ延ばした半直線とＲ原色からＢ原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ３角形の領域外のｘｙ色度を有している。これによって、１原色のみを追加する場合において、最も有効に色域を広げることができる
また、本発明の映像表示方法の第４の原色のｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）を持ち、かつＲ原色、Ｇ原色、Ｂ原色、及び第４原色の輝度値を１００に正規化した場合において、Ｂ原色の輝度値が６．７８、Ｇ原色の輝度値が５６．２５、Ｒ原色の輝度値が２５．２５、第４の原色の輝度値が１１．７２であることを特徴としている。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ緑や青領域に色域を拡大することができる。
【００１７】
また、本発明の映像表示方法の混色は、並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかである。これによって、並置加法混色では、４以上の原色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成して混色することができ、重畳加法混色では、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成して混色することができ、時分割加法混色では４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成し、混色することができる。
【００１８】
本発明の映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の各ｘｙ色度及び各輝度の比がｓＲＧＢディスプレイと同一の３原色の光を生成するＲ原色生成部、Ｇ原色生成部、及びＢ原色生成部と、ｘｙ色度図上の可視域内でＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、かつＧ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光を生成する第４原色生成部と、これら生成部からの各原色光を、入力された各原色用ビデオ信号により変調する各原色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部とを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００１９】
また、本発明の映像表示装置は、４以上の原色を生成するものであって、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色の光を生成するＢ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色の光を生成するＧ原色生成部と、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつＢ原色よりも高い輝度を持ち、Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色の光を生成するＲ原色生成部と、ｘｙ色度図上の可視域内でＲ原色とＧ原色とＢ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、かつＧ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光を生成する第４原色生成部と、これら生成部からの各原色光を入力された原色用のビデオ信号により変調する各原色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部とを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができる。
【００２０】
また、本発明の映像表示装置の第４原色生成部は、ｘｙ色度図の可視域内で、Ｒ原色からＧ原色へ延ばした半直線とＲ原色からＢ原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ３角形の領域外のｘｙ色度を有する光を生成する。これによって、１原色のみを追加する場合において、最も有効に色域を広げることができる また、本発明の映像表示装置の第４原色生成部で生成される光のｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）を持ち、かつＲ原色生成部、Ｇ原色生成部、Ｂ原色生成部、及び第４原色生成部で生成される光の輝度値を１００に正規化した場合において、Ｂ原色の輝度値が６．７８、Ｇ原色の輝度値が５６．２５、Ｒ原色の輝度値が２５．２５、第４の原色の輝度値が１１．７２である。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ緑や青領域に色域を拡大することができる。
【００２１】
本発明の映像表示装置の映像光混色部が、並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかを実行する。これによって、並置加法混色では、４以上の原色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成して混色することができ、重畳加法混色では、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成して混色することができ、時分割加法混色では４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成し、混色することができる。
【００２２】
また、本発明の映像表示装置の各原色の生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を反射し、残りの光を透過するダイクロイックミラーにより各原色の光を生成する。これによって、光源からの光をもとに複数の原色を生成することができる。
【００２３】
また、本発明の映像表示装置の各原色の生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を吸収し、残りの光を透過するフィルタにより各原色の光を生成する。これによって、光源からの光をもとに複数の原色を生成することができる。
【００２４】
また、本発明の映像表示装置は光が直接または間接的に発せられる光源と、入力されたビデオ信号で前記光源からの光を変調する液晶パネルと、Ｂ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、第４の原色のｘｙ色度座標が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）となるような分光透過率で変調された各原色の光を出力する色フィルタパネルとを具備している。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ちつつ、色域を拡大することができる。
【００２５】
また、本発明の映像表示装置は、ｓＲＧＢディスプレイ用の３原色のビデオ信号をスケーリングするスケーリング回路を更に有し、第４の原色用ビデオ信号が入力されない場合に、このスケーリング回路の出力信号を空間変調部へ出力する。これによって、ｓＲＧＢディスプレイとの変換をスケーリング操作のみで実行でき、４つの原色の色度と輝度を規定したディスプレイを容易に作成することできる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２７】
なお、実施の形態においては、第４の原色としてＣ原色（シアン原色）を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における映像表示システムの構成図を示すものである。
【００２９】
図１において、駆動回路１０１は映像入力信号を入力し、映像表示するための変調素子駆動信号を生成する回路であり、映像表示装置１０２は光源１０３の光から各ＲＧＢＣの原色光を生成し、空間変調素子にそれぞれ供給し、そして変調素子駆動信号により変調された各映像光を合成し出力表示するものである。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施の形態における４つの原色を持つ映像表示装置（以下「４原色ディスプレイ」という。）の構成例を示すものである。
【００３１】
光源１００１からの光１００２は、Ｂ原色生成部１０３６により第１ダイクロイックミラー１００３に入射して、短波長成分を反射してＢ原色光１００４を生成する。なお、Ｂ原色光１００４は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）となるように生成される。第１ダイクロイックミラー１００３の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｂ原色用調整フィルタ１０２０を用いて分光特性を調整する。
【００３２】
Ｂ原色光１００４は、Ｂ原色ビデオ信号１１０１で制御されたＢ原色用空間変調素子１００５に入射し、映像の階調情報を付加されてＢチャネル映像光１００６に変調される。
【００３３】
一方、第１ダイクロイックミラー１００３を透過した光１００７は、Ｒ原色生成部１０３７により第２ダイクロイックミラー１００８に入射して、長波長成分を反射してＲ原色光１００９を生成する。なお、Ｒ原色光１００９は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）となるように生成される。第２ダイクロイックミラー１００８の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｒ原色用調整フィルタ１０２１を用いて分光特性を調整する。
【００３４】
Ｒ原色光１００９はＲ原色ビデオ信号１１０２で制御されたＲ原色用空間変調素子１０１０に入射し、映像の階調情報を付加されてＲチャネル映像光１０１１に変調される。
【００３５】
さらに、第２ダイクロイックミラー１００８を透過した光１０１２は、Ｇ原色生成部１０３８により第３ダイクロイックミラー１０１３に入射して、長波長成分を反射してＧ原色光１０１４を生成する。なお、Ｇ原色光１０１４は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）となるように生成される。第３ダイクロイックミラー１０１３の反射特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｇ原色用調整フィルタ１０２２を用いて分光特性を調整する。
【００３６】
Ｇ原色光１０１４は、Ｇ原色ビデオ信号１１０３で制御されたＧ原色用空間変調素子１０１５に入射し、映像の階調情報を付加されてＧチャネル映像光１０１６に変調される。
【００３７】
第３ダイクロイックミラー１０１３を透過した光は、Ｃ原色生成部１０３９によりＣ原色光１０１７を生成する。なお、Ｃ原色光１０１７は、ｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）となるように生成される。第３ダイクロイックミラー１０１３の透過特性のみでｘｙ色度の調整が困難である場合は、Ｃ原色用調整フィルタ１０２３を用いて分光特性を調整する。
【００３８】
Ｃ原色光１０１７は、Ｃ原色ビデオ信号１１０４で制御されたＣ原色用空間変調素子１０１８に入射し、映像の階調情報を付加されてＣチャネル映像光１０１９に変調される。
【００３９】
映像光混色部１０３５は、Ｂチャネル映像光１００６、Ｒチャネル映像光１０１１、Ｇチャネル映像光１０１６、Ｃチャネル映像光１０１９の各映像光を反射型ミラー１０３０及びハーフミラー１０３２乃至ハーフミラー１０３４を用いて混色し、混色された映像光は表示面１０４０（スクリーン）にて映像表示される。この混色の方式としては、並置加法混色と、重畳加法混色と、時分割加法混色とがあり、それぞれ、４以上の原色を空間的に互いに隣接して画素を構成したり、４以上の原色を空間的に同一位置に重ね合わせて画素を構成したり、あるいは４以上の原色を時間的に分割表示して画素を構成することで混色を実現できる。
【００４０】
また、Ｂ原色用調整フィルタ１０２０の出力光、Ｒ原色用調整フィルタ１０２１の出力光、Ｇ原色用調整フィルタ１０２２の出力光、Ｃ原色用調整フィルタ１０２３の出力光はそれぞれ、Ｂ原色用ＮＤフィルタ１０２４、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６、Ｃ原色用ＮＤフィルタ１０２７によって分光特性を変えずに光強度のみが調整される。その調整により、各ＮＤフィルタの出力光の輝度の和を１００としたとき、Ｂ原色用ＮＤフィルタ１０２４の出力光の輝度が６．７８、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５の出力光の輝度が２５．２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６の出力光の輝度が５６．２５、Ｃ原色用ＮＤフィルタ１０２７の出力光の輝度が１１．７２となる。
【００４１】
なお、Ｂ原色用空間変調素子１００５、Ｒ原色用空間変調素子１０１０、Ｇ原色用空間変調素子１０１５、およびＣ原色用空間変調素子１０１８が、空間変調部に相当する。
【００４２】
また、Ｂ原色ビデオ信号１１０１、Ｒ原色ビデオ信号１１０２、Ｇ原色ビデオ信号１１０３、およびＣ原色ビデオ信号１１０４は図１に示した変調素子駆動信号に相当する。
【００４３】
図３（ｂ）は、本実施の形態の４原色ディスプレイのCIELAB空間に広がる色域の切断図である。CIELAB空間でＬ＊＝５０の均等面で切断した場合であり、ｓＲＧＢディスプレイの色域２００１が４原色ディスプレイの色域３００１の一部となっていることがわかる。これはＢ原色光１００４、Ｒ原色光１００９、Ｂ原色光１０１４をｓＲＧＢディスプレイのＲＧＢ原色に一致させているためである。
【００４４】
一方、図２の４原色ディスプレイはさらに４番目の原色としてＣ原色光１０１７を有し、このｘｙ色度点を（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）とすることで、緑から青の領域へ大きく色域が広がっていることが理解できる。４原色ディスプレイの色域３００１を自然反射物体の色分布データベースである（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２と比較すると、ｓＲＧＢディスプレイでは包含できない緑と青の領域では（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域２００２を完全に包含し、一部オレンジから黄色の領域で（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２の方が広いことがわかる。以上より、４原色ディスプレイはほぼ（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域の色域２００２を包含し、かつｓＲＧＢディスプレイの色域２００１をも包含していることが理解できる。
【００４５】
次に色域全体が把握できるように明るさ情報を無視して色度図へ射影する。図４は本実施の形態の４原色ディスプレイのｘｙ色度図である。
【００４６】
図４において、馬蹄形４００７が可視域であり、Ｂ原色４００１は（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色４００２は（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色４００３は（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色４００４は（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）である。従ってＢ原色４００１、Ｇ原色４００２、Ｒ原色４００３はRec.709に一致し、これらで形成される三角形４００５はｓＲＧＢディスプレイの色域にあたる。Ｃ原色４００４、Ｂ原色４００１、Ｇ原色４００２で形成される三角形４００６は４つ目の原色Ｃの導入によって広がった色域に相当する。すなわち、青、青緑、緑などの色名が与えられる色に対して表示範囲が広がったことが理解できる。特に、Ｒ原色４００３からＧ原色４００２への半直線と馬蹄形４００７との交点４００８、及びＲ原色４００３からＢ原色４００１への半直線と馬蹄形４００７との交点４００９、Ｂ原色４００１、及びＧ原色４００２との４点で囲む領域に第４の原色を選択することは、最も効率よく色域を拡張できることがわかる。
Ｂ原色４００１、Ｇ原色４００２、Ｒ原色４００３、Ｃ原色４００４の４つの原色で形成される色域は、自然反射物体（Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域を９５％カバーする。一方、ｓＲＧＢディスプレイの色域４００５の包含率は７６％であり、Ｃ原色４００４の導入で４原色ディスプレイの色域が飛躍的に拡大したことが理解できる。
【００４７】
以下、自然反射物体の色分布と４原色ディスプレイの色域の包含率について説明する。
【００４８】
自然反射物体の色分布には、Ｐｏｉｎｔｅｒガマットデータベース（Color Research and Application）とＳＯＣＳガマットデータベース（ISO）が有効である。前者は標準の光Ｃを基準白色としたCIELAB値、あるいはCIELUV値で与えられ、後者は分光反射率で与えられる。そこで、後者を前者に合わせて、CIELAB値に変換する。自然反射物体は無彩色軸を含む閉領域内に分布し、ディスプレイ色域がこの閉領域をカバーできれば、自然反射物体の色をすべてディスプレイ上で表示できることになる。
【００４９】
ディスプレイの色域は、４つの原色のＸＹＺ三刺激値をもとに定義できる。すなわち、ディスプレイの色域は、図５に示すように、１次色と呼ばれる４つの原色（Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｒ）と２次色と呼ばれる１次色の和の色（Ｂ＋Ｃ、Ｃ＋Ｇ、Ｇ＋Ｒ、Ｒ＋Ｂ）、３次色と呼ばれる２次色の和の色（Ｂ＋Ｃ＋Ｇ、Ｃ＋Ｇ＋Ｒ、Ｇ＋Ｒ＋Ｂ、Ｒ＋Ｂ＋Ｃ）、そして黒と白（Ｗ＝Ｂ＋Ｃ＋Ｇ＋Ｒ）の計１４点の頂点で張られる立体になる。このディスプレイ色域の立体を図３（ｂ）のようにＬ＊均等面で切断して自然反射物体の色分布と比較すれば、２つの包含関係が理解できる。
【００５０】
ｘｙ色度とＸＹＺ三刺激値の関係は（式1）で示される。
【００５１】
【数１】
４つの原色点の輝度Ｙは１００で正規化した相対値で、Ｂ原色が６．７８、Ｇ原色が５６．２５、Ｒ原色が２５．２５、Ｃ原色が１１．７２であるから、４つの原色のＸＹＺ三刺激値は、Ｂ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１６．９４，６．７８，８９．２４）、Ｇ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（２８．１３，５６．２５，９．３８）、Ｒ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（４８．９７，２５．２５，２．３０）、Ｃ原色が（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１．００，１１．７２，９．１７）となる。
【００５３】
次に、３原色システムと４原色システムの互換性について説明する。
４原色のうち、３つの原色、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させることで２つの利点が生まれる。
【００５４】
第一の利点は、ディスプレイの設計を簡素化できる点である。つまり、４つの原色のうち、３つは既存のＲＧＢ３原色ディスプレイの材料がそのまま流用できる。なぜならば、Ｂ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標は同一で、輝度Ｙのみが異なるため、４原色ディスプレイでは図２のＢ原色用ＮＤフィルタ１０２４、Ｒ原色用ＮＤフィルタ１０２５、Ｇ原色用ＮＤフィルタ１０２６によるゲイン調整のみでＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色を設定できるからである。仮に、Ｂ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標をRec.709色度座標と別にすると、ディスプレイの材料を４原色分すべて再設計する必要があり、開発期間、開発コスト、信頼性などあらゆる点で既存のRec.709原色を用いる方の利点が多い。
【００５５】
第二の利点は、ビデオインターフェイスの互換性である。４原色ディスプレイの場合、Ｒd4、Ｇd4、Ｂd4、Ｃd4の４つのビデオ信号が入力されるが、このうちＲd4、Ｇd4、Ｂd4の３つのビデオ信号に対する原色のｘｙ色度座標がRec.709と同一であればスケーリング回路の導入で３原色ディスプレイ用のビデオ信号との互換性をとることができる。３原色ディスプレイの場合、ＣＲＴガンマ補正を行った輝度Ｙに線形なビデオ信号Ｒd3’、Ｇd3’、Ｂd3’は（式２）によってディスプレイの表示色［Ｘd3 Ｙd3 Ｚd3］tに変換できる。
【００５６】
【数２】
ここで［ＸB3 ＹB3 ＺB3］tはＢ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸG3 ＹG3 ＺG3］tはＧ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸR3 ＹR3 ＺR3］tはＲ原色のＸＹＺ三刺激値である。
（式１）を利用して（式２）を書き換えると、（式３）となる。
【００５８】
【数３】
ここでｘB3、ｙB3、ｚB3はＢ原色のｘｙｚ色度座標、ｘG3、ｙG3、ｚG3はＧ原色のｘｙｚ色度座標、ｘR3、ｙR3、ｚR3はＲ原色のｘｙｚ色度座標を表わす。
【００６０】
一方、４原色ディスプレイの場合、ＣＲＴガンマ補正を行った輝度Ｙに線形なビデオ信号Ｒd4’、Ｇd4’、Ｂd4’、Ｃd4’は（式４）によってディスプレイの表示色［Ｘd4 Ｙd4 Ｚd4］tに変換できる。
【００６１】
【数４】
ここで［ＸB4 ＹB4 ＺB4］tはＢ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸG4 ＹG4 ＺG4］tはＧ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸR4 ＹR4 ＺR4］tはＲ原色のＸＹＺ三刺激値、［ＸC4 ＹC4 ＺC4］tはＣ原色のＸＹＺ三刺激値である。
（式１）を利用して（式４）を書き換えると、（式５）となる。
【００６３】
【数５】
ここでｘB4、ｙB4、ｚB4はＢ原色のｘｙｚ色度座標、ｘG4、ｙG4、ｚG4はＧ原色のｘｙｚ色度座標、ｘR4、ｙR4、ｚR4はＲ原色のｘｙｚ色度座標、ｘC4、ｙC4、ｚC4はＣ原色のｘｙｚ色度座標を表わす。
【００６５】
ここで、４原色ディスプレイのＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標が３原色ディスプレイのＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色と同一である場合、（式３）と（式５）は（式６）で同時に表現できる。
【００６６】
【数６】
つまり、３原色ディスプレイ用のビデオ信号Ｒd3’、Ｇd3’、Ｂd3’が入力した場合は、ｗc＝０によってＣ原色の表示色への関与を遮断し、さらにＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の輝度の違いをｗR，ｗG，ｗBで吸収することができる。
【００６８】
図６は（式６）に対応する映像表示装置の駆動回路１０１の構成を示すものである。
【００６９】
図６において、４原色ディスプレイはビデオインターフェイス６００１と処理回路６００２から構成されている。Ｒチャネル映像信号６００３、Ｇチャネル映像信号６００４、Ｂチャネル映像信号６００５、Ｃチャネル映像信号６００６はビデオインターフェイス６００１から処理回路６００２に入力され、各チャネルごとにデガンマ回路（６００７乃至６０１０）で輝度リニア信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’、Ｃ’に変換される。Ｃ’信号はＣ信号検出器６０１１に入力し、Ｃチャネル映像信号６００６の有無を検出する。もし、Ｃチャネル映像信号６００６を検出した場合（Ｃ＝０の場合も含む）、Ｃチャネル映像信号６００６は４原色ディスプレイ用の信号であるため、Ｃ信号検出器６０１１がＲチャネル、Ｇチャネル、Ｂチャネルのそれぞれに用意されたスケーリング回路（６０１２乃至６０１４）にスケーリング処理を行わず、Ｒ’信号、Ｇ’信号、Ｂ’信号をそのままそれぞれの空間変調素子駆動回路（６０１５乃至６０１７）に与えるように指示する。同時にＣ’信号もＣ原色用デガンマ回路からＣ原色用空間変調素子駆動回路６０１８に与えられて、４原色ディスプレイは４原色の混色で映像を表示する。
【００７０】
一方、ビデオインターフェイス６００１に３原色ディスプレイ用のＲＧＢ信号をＲチャネル映像信号６００３、Ｇチャネル映像信号６００４、Ｂチャネル映像信号６００５として入力し、Ｃチャネル映像信号６００６に入力がない場合、Ｃ信号検出器６０１１はこれを検出して、スケーリング回路（６０１２乃至６０１４）にスケーリング処理の実行を指示する。この指示に従って、Ｒ原色用スケーリング回路６０１２は（式６）のｗRに相当するスケーリングを実行する。同様にＧ原色用スケーリング回路６０１３は（式６）のｗGに相当するスケーリングを、Ｂ原色用スケーリング回路６０１４は（式６）のｗBに相当するスケーリングを実行して３原色ディスプレイ用の駆動信号に変換し、それらを空間変調素子駆動回路（６０１５乃至６０１７）へ供給する。
【００７１】
また、Ｃチャネル映像信号６００６の入力がないため、Ｃ原色用空間変調素子駆動回路６０１８への信号入力はない。このため、映像表示装置１０３のＣ原色の光はＣ原色用空間変調素子ですべて消光され、ＲＧＢ３つの原色の混色で映像を表示する。
【００７２】
一方、前述した従来例のようにCIELAB空間でＬ＊＝５０におけるＢ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色の色度（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）と規定せず、色度座標をRec.709と一致させない場合は、ｓＲＧＢ入力のｓＲＧＢ信号と測色的に等価な４原色ディスプレイ用のＲ’Ｇ’Ｂ’信号に変換する必要がある。
【００７３】
まず入力信号であるｓＲＧＢ信号の表示色の測色値［Ｘd3 Ｙd3 Ｚd3］tは（式３）によって与えられ、Rec.709のＲＧＢ原色点の色度座標（Ｒ原色（ｘR3，ｙR3）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｇ原色（ｘG3，ｙG3）＝（０．３００，０．６００）、Ｂ原色（ｘB3，ｙB3）＝（０．１５０，０．０６０））と相対輝度（ＹR3，ＹG3，ＹB3）＝（２１．２５，７１．５４，７．２１）によって計算できる。
【００７４】
４原色ディスプレイでＣ原色を除いたＲＧＢ原色による表示色の測色値［Ｘd4Ｙd4 Ｚd4］tは（式７）で与えられる。
【００７５】
【数７】
入力のｓＲＧＢ信号と測色的に等価な４原色ディスプレイ用のＲ’Ｇ’Ｂ’信号は（式８）で与えられる。
【００７７】
【数８】
図７は、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させていない４原色ディスプレイの駆動回路の構成を示すものである。
【００７９】
図６に示したＲ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させた４原色ディスプレイの駆動回路とは、ＲＧＢ各原色用スケーリング回路の替わりにマトリクス演算回路７００１が必要になる点が異なる。このマトリックス演算回路は、（式８）に示した３行３列のマトリクス演算を行う。このため、このマトリクス演算回路はスケーリング演算回路に比べると規模が大きく、また、スケーリング回路に比べ高価になる。
【００８０】
以上のように、本実施の形態の４原色ディスプレイは、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Yを特定するため、既存のＲＧＢ３原色ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い４原色ディスプレイが実現できる。
【００８１】
図２の構成はプロジェクタに適し、大画面に実物と同じ大きさで再現映像を表示する際に、より実物に近い映像を表示できる効果がある。
【００８２】
なお、本発明は原色の生成順に制限を与えるものでなく、原色の生成順は任意であることを特筆しておく。
【００８３】
（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における４原色の液晶ディスプレイの構成図を示すものである。
【００８４】
図８において、光源８００１から発せられた光は反射板８００２で反射されて液晶パネル８００３に入射する。液晶パネル８００３は、ビデオメモリ８００４から与えられるビデオ信号で駆動された液晶パネル駆動回路８００５の動作に従って変調され、映像の階調が光強度として表現される。液晶パネル８００３を透過した光は色フィルタパネル８００６へ入り、色材の分光吸収特性に基づいて光の分光エネルギー分布が変化して出力される。
【００８５】
色フィルタパネル８００６の構造を示すために一部を拡大して図示した色フィルタパネル８００７は、Ｂフィルタ８００８、Ｇフィルタ８００９、Ｒフィルタ８０１０、Ｃフィルタ８０１１の４種類の色フィルタからなる。これら４種類の色フィルタは２×２セル単位で配置され、ビデオ信号がこの２×２セルを１画素として与えられる。原色数が４つであるため、コンピュータディスプレイとして要望される「正方画素」を容易に実現できる。
【００８６】
４つの原色、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｃは第１の実施の形態と同様に図４に示すような色度座標（Ｂ原色（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）、Ｇ原色（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）、Ｒ原色（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）、Ｃ原色（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５））を持つ。色フィルタ１つ１つの大きさが十分小さく、視覚的な解像限界を下回る場合、各色フィルタを透過した光は混色されて、三角形４００５と三角形４００６を合わせた色域を持つことができる。
【００８７】
以上のように、本実施の形態の液晶ディスプレイも実施の形態１と同様に、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Yを特定するため、既存のＲＧＢ３原色の液晶ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い４原色ディスプレイが実現できる。
【００８８】
本実施の形態の構成は卓上型のディスプレイなどに適し、ＤＴＰ（Desk Top Publishing）における原稿の編集などで、より実物に近い映像を表示できる効果がある。
【００８９】
なお、本発明は色フィルタの空間的配置条件を拘束するものではなく、図８においてＢフィルタ８００８、Ｇフィルタ８００９、Ｒフィルタ８０１０、Ｃフィルタ８０１１の配置は任意であることを特筆しておく。
【００９０】
（実施の形態３）
図９は本発明の第３の実施の形態における５つの原色を持つ液晶ディスプレイの構成図を示すものである。
【００９１】
第２の実施の形態である図８とは、色フィルタパネル９００６が異なる。
色フィルタパネル９００６の一部を拡大して図示した色フィルタ９００７は、Ｂフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０、Ｃ１フィルタ９０１１、Ｃ２フィルタ９０１２の５種類の色フィルタを１画素としている。第２の実施の形態と同様にＢフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０を透過した光がRec.709のＢ原色、Ｇ原色、Ｒ原色の色度座標を持つように分光透過率が設計されている。Ｃ１原色とＣ２原色は図４のＣ原色４００４と同じ機能を果たし、青、青緑、緑といった色名を持つ領域に配置されて、色域の拡大に貢献している。
【００９２】
このような構成をとることにより、５原色ディスプレイ用に新たに開発するディスプレイ材料は、Ｃ１原色とＣ２原色の２つだけになり、かつ３原色ビデオ信号との互換性も第１の実施の形態と同様に実現できる。
【００９３】
以上のように、本実施の形態の液晶ディスプレイも実施の形態１と同様に、Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の色度座標をRec.709と一致させ、１次元の輝度値Ｙを特定するため、既存のＲＧＢ３原色の液晶ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング演算で３原色ビデオ信号との互換性を確保することができる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる色域の広い５原色ディスプレイが実現できる。
【００９４】
なお、本発明は、色フィルタの空間的配置条件を拘束するものではなく、図９において、Ｂフィルタ９００８、Ｇフィルタ９００９、Ｒフィルタ９０１０、Ｃ１フィルタ９０１１、Ｃ２フィルタ９０１２の配置は任意であることを特筆しておく。
【００９５】
【発明の効果】
本発明により、現行のｓＲＧＢディスプレイとの互換性を保ち、かつ４つ以上の原色を用いた、立体的により広い色域を持つ映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における映像表示システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における４原色の映像表示装置の構成図
【図３】（ａ）従来のｓＲＧＢディスプレイ等のCIELAB空間に広がる色域を示す切断図（ｂ）本発明の実施の形態１における４原色ディスプレイ等のCIELAB空間に広がる色域の切断図
【図４】本発明の実施の形態１におけるｓＲＧＢディスプレイの色域と４原色ディスプレイの色域を示す色度図
【図５】本発明の実施の形態１における１次色、２次色、３次色、黒、白の関係を説明する図
【図６】本発明の実施の形態１における映像表示システムの駆動回路の構成図
【図７】本発明の実施の形態１におけるマトリクス演算回路による駆動回路の構成図
【図８】本発明の実施の形態２における４原色の映像表示装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態３における５原色の映像表示装置の構成図
【図１０】従来の映像表示装置の画素を示す図
【図１１】従来の映像表示装置の色度図
【符号の説明】
３６ 画素
３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂ、３６Ｃ サブ画素
１０１ 駆動回路
１０２ 映像表示装置
１０３ 光源
１００１ 光源
１００２ 光源からの光
１００３ 第１ダイクロイックミラー
１００４ Ｂ原色光
１００５ Ｂ原色用空間変調素子
１００６ Ｂチャネル映像光
１００７ 第１ダイクロイックミラー１００３を透過した光
１００８ 第２ダイクロイックミラー
１００９ Ｒ原色光
１０１０ Ｒ原色用空間変調素子
１０１１ Ｒチャネル映像光
１０１２ 第２ダイクロイックミラー１００８を透過した光
１０１３ 第３ダイクロイックミラー
１０１４ Ｇ原色光
１０１５ Ｇ原色用空間変調素子
１０１６ Ｇチャネル映像光
１０１７ 第３ダイクロイックミラー１０１３を透過した光
１０１８ Ｃ原色用空間変調素子
１０１９ Ｃチャネル映像光
１０２０ Ｂ原色用調整フィルタ
１０２１ Ｒ原色用調整フィルタ
１０２２ Ｇ原色用調整フィルタ
１０２３ Ｃ原色用調整フィルタ
１０２４ Ｂ原色用ＮＤフィルタ
１０２５ Ｒ原色用ＮＤフィルタ
１０２６ Ｇ原色用ＮＤフィルタ
１０２７ Ｃ原色用ＮＤフィルタ
１０３０、１０３１ 反射型ミラー
１０３２、１０３３、１０３４ ハーフミラー
１０３５ 映像光混色部
１０３６ Ｂ原色生成部
１０３７ Ｒ原色生成部
１０３８ Ｇ原色生成部
１０３９ Ｃ原色生成部
１０４０ 表示面
２００１ ｓＲＧＢディスプレイの色域
２００２ （Ｐｏｉｎｔｅｒ+ＳＯＣＳ）色域
２００３ 可視域
３００１ ４原色ディスプレイの色域
４００１ Ｂ原色
４００２ Ｇ原色
４００３ Ｒ原色
４００４ Ｃ原色
６００１ ４原色ディスプレイのビデオインターフェイス
６００２ ４原色ディスプレイの処理回路
６００３ Ｒチャネル映像信号
６００４ Ｇチャネル映像信号
６００５ Ｂチャネル映像信号
６００６ Ｃチャネル映像信号
７００１ マトリクス演算回路
７００２ ４原色ディスプレイのビデオインターフェイス
７００３ ４原色ディスプレイの処理回路
７００４ Ｒチャネル映像信号
７００５ Ｇチャネル映像信号
７００６ Ｂチャネル映像信号
７００７ Ｃチャネル映像信号
８００１ 光源
８００２ 反射板
８００３ 液晶パネル
８００４ ビデオメモリ
８００５ 液晶パネル駆動回路
８００６ 色フィルタパネル
８００７ 色フィルタパネル８００６の拡大図
８００８ Ｂフィルタ
８００９ Ｇフィルタ
８０１０ Ｒフィルタ
８０１１ Ｃフィルタ
９００６ 色フィルタパネル
９００７ 色フィルタパネル８００６の拡大図
９００８ Ｂフィルタ
９００９ Ｇフィルタ
９０１０ Ｒフィルタ
９０１１ Ｃ１フィルタ
９０１２ Ｃ２フィルタ
Claims (8)
- ４以上の原色を生成する映像表示装置において、
Ｒ原色、Ｇ原色、Ｂ原色の各ｘｙ色度及び各輝度の比がｓＲＧＢディスプレイと同一の３原色の光を生成するＲ原色生成部と、Ｇ原色生成部と、及びＢ原色生成部と、
ｘｙ色度図上の可視域内で前記Ｒ原色と前記Ｇ原色と前記Ｂ原色とで形成される３角形の領域外にｘｙ色度を有し、かつ前記Ｇ原色より低い輝度を持つ第４の原色の光を生成する第４原色生成部と、
前記Ｒ原色生成部と、前記Ｇ原色生成部と、前記Ｂ原色生成部と、前記第４原色生成部と、のそれぞれからの各原色光を、入力された各原色用ビデオ信号により変調する原色毎に設けた空間変調部と、
前記第４の原色用ビデオ信号が入力されないときに、ｓＲＧＢディスプレイ用の３原色のビデオ信号をスケーリングした出力信号を前記空間変調部へ出力するスケーリング回路と、
前記空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部と、
を具備する、映像表示装置。 - 前記Ｂ原色生成部は、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．１５０，０．０６０）を持ち、かつ最も輝度の低いＢ原色の光を生成し、
前記Ｇ原色生成部は、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．３００，０．６００）を持ち、かつ最も輝度の高いＧ原色の光を生成し、
前記Ｒ原色生成部は、ｘｙ色度として（ｘ，ｙ）＝（０．６４０，０．３３０）を持ち、かつ前記Ｂ原色よりも高い輝度を持ち、前記Ｇ原色より低い輝度を持つＲ原色の光を生成する、請求項１記載の映像表示装置。 - 前記第４原色生成部が前記可視域内で、前記Ｒ原色から前記Ｇ原色へ延ばした半直線と前記Ｒ原色から前記Ｂ原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ前記３角形の領域外のｘｙ色度を有する光を生成する、請求項１記載の映像表示装置。
- 前記第４原色生成部で生成される光のｘｙ色度が（ｘ，ｙ）＝（０．０４６，０．５３５）を持ち、
かつ前記Ｒ原色生成部、前記Ｇ原色生成部、前記Ｂ原色生成部、及び前記第４原色生成部で生成される光の輝度値を１００に正規化した場合において、前記Ｂ原色の輝度値が６．７８、前記Ｇ原色の輝度値が５６．２５、前記Ｒ原色の輝度値が２５．２５、前記第４の原色の輝度値が１１．７２である、請求項１に記載の映像表示装置。 - 前記映像光混色部が、並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかを実行する、請求項１記載の映像表示装置。
- 各原色の前記生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を反射し、残りの光を透過するダイクロイックミラーにより各原色の光を生成する、請求項１記載の映像表示装置。
- 各原色の前記生成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を吸収し、残りの光を透過するフィルタにより各原色の光を生成する、請求項１記載の映像表示装置。
- 光が発せられる光源と、
入力されたビデオ信号で前記光源からの光を変調する液晶パネルと、
前記ｘｙ色度となる分光透過率で変調された各原色の光を出力する色フィルタパネルと
を具備する、請求項２記載の映像表示装置。
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