JP4833203B2 - レーザ画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置および画像表示方法に関する。本発明は、特に、光源としてレーザ光源を使用して画像を形成するレーザ画像表示装置、および、これを用いてカラー画像を表示する方法に関する。

現在、様々な方式の画像表示装置が普及している。それら種々の画像表示装置の採用する画像表示方式のひとつに、変調された光源光をスクリーン上に投影し画像を表示するプロジェクションディスプレイ方式がある。従来、この方式を用いた画像表示装置に用いられる光源は、ランプ光源である。しかし、ランプ光源は、寿命の短さ、色再現可能領域の制限、および、光利用効率の低さ、といった問題を有する。

これらランプ光源の有する問題を解決するために、近年、プロジェクションディスプレイの光源としてレーザ光源を用いることが試みられている。本願においては、光源にレーザ光源を使用する画像表示装置をレーザ画像表示装置と称し、同様に、光源にレーザ光源を使用し、画像を表示するスクリーンをレーザ画像表示スクリーンと称することにする。レーザ画像表示装置のレーザ光源は、ランプ光源に比べて寿命が長く、レーザ光の備える指向性の強さゆえに光利用効率の向上が容易である。さらに、レーザ光源の発するレーザ光は単色性に優れており、ランプ光源に較べて色再現可能領域を拡大することができ、色鮮やかな画像表示を可能にする。

図１は、従来のレーザ画像表示装置の構成概略図である。レーザ画像表示装置１００は、カラー画像を表示可能とするため、赤色（Ｒ）レーザ光源１Ｒ、緑色（Ｇ）レーザ光源１Ｇ、および、青色（Ｂ）レーザ光源１Ｂなる３色のレーザ光源を備える。レーザ光源１Ｒ、１Ｇ、および１Ｂを出射した赤、緑、および、青の３色のレーザ光は、光インテグレータ２に導かれ、光インテグレータ２を透過する。光インテグレータ２を出射したレーザ光は、光強度分布がほぼ一様な長方形断面を有するレーザ光である。さらに、レーザ光は、照明光学系３（リレーレンズ、ミラー３ａ、フィールド・レンズ３ｂ等）を経由した後、空間光変調素子４に入射する。空間光変調素子４は、２次元画像を構成するようにレーザ光を変調する。変調を受けた赤、緑、および、青の３色のレーザ光は、ダイクロイック・プリズム３３により合波され、投射レンズ３４よりスクリーン１０上へ投射され、スクリーン上１０にフルカラー２次元画像が形成される。

従来、レーザ画像表示装置を用いた２次元画像のフルカラー表示に関し、色再現可能領域の拡大を目的とする提案が数多くなされている。例えば、特許文献１（特開平１０−２９３２６８号公報）は、レーザ光源の発するレーザ光の波長として赤色レーザ光は、６２５ないし６３５ナノメートル、青色レーザ光は、４５５ないし４６５ナノメートルを用いることにより、色再現可能領域を拡大させる方法を提案する。

一方、ディスプレイ装置による色の再生においては、従来、色再現可能領域をできるだけ広く確保することを目的として、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、または、Ｂ（青色）のいずれかの原色を表示する場合、ｘｙ色度図において、ディスプレイ装置の有する色再現可能領域の成す多角形（三角形）の頂点に対応する色を使用して原色表示する。

同様、レーザ画像表示装置においても、Ｒ、Ｇ、または、Ｂのいずれかの原色を表示する場合、ｘｙ色度図において色再現可能領域の成す多角形（三角形）の頂点に対応する色を使用して原色を表示し、広い色再現可能領域を有効に活用することが考えられている。

このように、レーザ画像表示装置は、その光源であるレーザ光源の特性を活用することによって、色再現可能領域を拡大することが可能である。しかし、拡大された色再現可能領域を有するレーザ画像表示装置を用いたフルカラー画像の表示において、表示された画像の品質を向上させる方法に関する提案は、これまでのところ、殆どなされていない。
特開平１０−２９３２６８号公報

そこで、本発明は、スペクトル幅の狭い光を発する単色性光源（例えば、レーザ光源）を用いた画像表示装置における画像表示において、スペクトル幅の比較的広い光を発する光源（例えば、ランプ光源）を用いた画像表示装置画像表示の色再現可能領域よりも広い色再現可能領域を確保し、かつ、表示される画像が、鑑賞者にとって好ましい、自然な発色を実現する画像表示装置（例えば、レーザ画像表示装置）、および、そのような画像表示装置を用いたカラー画像表示方法を提供する。

本発明は、その一態様において、第１の波長を有する第１レーザ光を出射可能な第１のレーザ光源と、第２の波長を有する第２レーザ光を出射可能な第２のレーザ光源と、入力信号に基づいて、画像を構成する画素を表示する第１および第２レーザ光のパワーを制御可能な色出力変換コントローラと、を有するレーザ画像表示装置であって、光出力変換コントローラは、画素を表示する第１レーザ光のパワーを第１最小パワーから第１最大パワーの間で制御可能であり、画素を表示する第２レーザ光のパワーを第２最小パワーから第２最大パワーの間で制御可能であり、入力信号が、画素の表示に関し、第１レーザ光を実質的に第１最大パワーで、かつ、第２レーザ光を実質的に第２最小パワーで表示することによって表示可能な、レーザ画像表示装置の色再現可能領域の端点を示唆する場合、光出力変換コントローラは、画素を、第１最大パワー以下の第１パワーの第１レーザ光、および、第２最小パワーよりも大きな第２パワーの第２レーザ光で表示するように、第１および第２レーザ光のパワーを制御し、端点を除いた色再現可能領域に含まれる色を画素に表示するレーザ画像表示装置である。

本発明の一態様においては、さらに、第３の波長を有する第３レーザ光を出射可能な第３のレーザ光源を有し、第１の波長は、６２０ないし７００ナノメートルの範囲に含まれ、第２の波長は、５００ないし５５０ナノメートルの範囲に含まれ、第３の波長は、４３０ないし４７０ナノメートルの範囲に含まれ、光出力変換コントローラは、画素を表示する第３レーザ光のパワーを、第３最小パワーから第３最大パワーの間で制御可能であり、入力信号が、画素の表示に関し、第１レーザ光を実質的に第１最大パワーで、かつ、第２および第３レーザ光を実質的に第２および第３最小パワーで表示することによって表示可能な、レーザ画像表示装置の色再現可能領域の端点を示唆する場合、光出力変換コントローラは、画素を、第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、第２パワーの第２レーザ光および第３最小パワーよりも大きな第３パワーの第３レーザ光のいずれかとで表示するように、第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御し、端点を除いた色再現可能領域に含まれる色を画素に表示することが好ましい。

本発明の一態様においては、入力信号の示唆する色再現可能領域の端点が、実質的に、赤色の原色に対応する場合、色出力変換コントローラは、第１、第２、および、第３パワーを、第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、第２パワーの第２レーザ光および第３パワーの第３レーザ光のいずれかとを加法混色してなる、画素の表示にかかる色が色度座標（Ｘｒ，Ｙｒ）に関して、Ｘｒ＞０．６７、かつ、Ｙｒ＜−１．５Ｘｒ＋１．３５、かつ、Ｙｒ＜０．３１、の範囲に含まれるように、画素を表示する第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御することが好ましい。

本発明の一態様においては、光出力変換コントローラは、画素を表示する第２パワーと第３パワーの合計パワーが第１パワーの１／２００以上になるように、第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御することが好ましい。

本発明の一態様においては、第２パワーは、第３パワーよりも小さいことが好ましい。

本発明の一態様においては、光出力変換コントローラは、第１、第２、および、第３のレーザ光源からのレーザ光出力パワーの少なくともいずれかを制御することによって、画素に表示される第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御することが好ましい。

本発明は、その一態様においては、さらに、第１、第２、および、第３レーザ光の少なくともいずれかを変調可能な光変調素子を有し、光出力変換コントローラは、光変調素子を制御することによって、画素に表示される第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御することが好ましい。

本発明は、その別の一態様において、６２０ないし７００ナノメートルの範囲に含まれる第１の波長を有する第１レーザ光を出射可能な第１のレーザ光源と、５００ないし５５０ナノメートルの範囲に含まれる第２の波長を有する第２レーザ光を出射可能な第２のレーザ光源と、４３０ないし４７０ナノメートルの範囲に含まれる第３の波長を有する第３レーザ光を出射可能な第３のレーザ光源と、入力信号に基づいて、画像を構成する画素を表示する第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御可能な色出力変換コントローラと、を有するレーザ画像表示装置においてカラー画像を表示する方法であって、入力信号が画素を赤色の原色で表示することを示唆するか否かを判定するステップと、判定ステップにおいて、入力信号が、画素を赤色の原色で表示することを示唆するものであると判定された場合に、画素を、第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、第２パワーの第２レーザ光および第３パワーの第３レーザ光のいずれかとで表示するステップとを有し、表示するステップにおいて画素を表示する、第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、第２パワーの第２レーザ光および第３パワーの第３レーザ光のいずれかとを加法混色してなる色が、色度座標（Ｘｒ，Ｙｒ）に関して、Ｘｒ＞０．６７、かつ、Ｙｒ＜−１．５Ｘｒ＋１．３５、かつ、Ｙｒ＜０．３１、の範囲に含まれるカラー画像を表示する方法である。

本発明の別の一態様においては、第２パワーと第３パワーの合計パワーは、第１パワーの１／２００以上であることが好ましい。

本発明の別の一態様においては、前記第２パワーは、前記第３パワーよりも小さいことが好ましい。

本発明にかかる画像表示装置およびカラー画像表示方法は、従来の画像表示装置よりも広い色再現可能領域を有し、鑑賞者にとって好ましい、自然な発色を有する画像を表示可能である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明にかかる実施形態によるレーザ画像表示装置２００のブロック図である。レーザ画像表示装置２００は、外部からの画像入力信号（入力信号）を受ける画像信号入力部２０５、画像入力信号（入力信号）に基づき出力信号を生成する色出力変換コントローラ２０７、出力信号に基づき空間光変調素子２０４を制御する空間光変調素子制御部２０４Ｃ、光源から出射したレーザ光を変調する空間光変調素子２０４、出力信号に基づきレーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂを制御するレーザ光源出力制御部２０３、赤色（Ｒｅｄ（Ｒ））レーザ光源２０１Ｒ、緑色（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ））レーザ光源２０１Ｇ、ならびに、青色（Ｂｌｕｅ（Ｂ））レーザ光源２０１Ｂを有する。

色出力変換コントローラ２０７は、原色近傍画像出力補正部２０８を含み、原色近傍画像出力補正部２０８は、画像入力信号（入力信号）を変換して出力信号を得るためのカラーマネージメント・テーブル２０８Ｔを備える。カラーマネージメント・テーブル２０８Ｔは、その一部に原色表現補正テーブル２０８ＴＣを含む。

レーザ光源出力制御部２０３は、赤色レーザ光源２０１Ｒを駆動制御する赤色レーザ光源駆動部２０３Ｒ、緑色レーザ光源２０１Ｇを駆動制御する緑色レーザ光源駆動部２０３Ｇ、および、青色レーザ光源２０１Ｂを駆動制御する青色レーザ光源駆動部２０３Ｂを備える。

このように、レーザ画像表示装置２００は、ＲＧＢに対応する３色のレーザ光源、および、空間光変調素子を備えることにより、カラー画像の表示が可能である。赤色レーザ光源２０１Ｒは、６２０ないし７００ナノメートル、緑色レーザ光源２０１Ｇは、５００ないし５５０ナノメートル、青色レーザ光源２０１Ｂは、４００ないし４７０ナノメートルの波長のレーザ光を出射可能であることが望ましい。このとき、レーザ画像表示装置２００は、広い色再現可能領域を得ることができる。

本実施形態においては、赤色レーザ光源２０１Ｒは、中心波長６３８ナノメートルを有する半導体レーザ光源であり、緑色レーザ光源２０１Ｇは、中心波長５２５ナノメートルを有するＳＨＧレーザ光源であり、青色レーザ光源２０１Ｂは、中心波長４５４ナノメートルを有する半導体レーザ光源である。

レーザ画像表示装置２００は、光源光で空間光変調素子を照明する照明光学系、空間光変調素子により変調された光をスクリーン（表示面）に投影する投影光学系に関し、レーザ画像表示装置１００（図１参照。）と同等の構成にすることができる。レーザ画像表示装置２００は、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの各色を空間変調させてスクリーン上（表示面上）で混色する積分的加法混色法によってカラー画像を表示する。レーザ画像表示装置２００は、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの各色について、５００：１の変調コントラスト能力を有し、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの３色を全て最大出力とした場合に、白色（Ｗｈｉｔｅ）がスクリーンに表示されるように設定されている。また、逆に、スクリーンに黒色（Ｂｌａｃｋ）を表示する場合は、レーザ画像表示装置２００は、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの３色を全て最小出力として黒色を表示する。このとき、レーザ画像表示装置２００は、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの３色それぞれについて、白色（Ｗｈｉｔｅ）表示の場合の１／５００の出力を行う。

レーザ画像表示装置２００のＲ、Ｇ、および、Ｂの三色のレーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂ、ならびに、空間光変調素子２０４によって、スクリーンの１画素を表示する際のパワーは、以下の通りである。
最大出力時（白色（Ｗｈｉｔｅ（Ｗ））表示時）の最大パワーは、それぞれ、
赤色（Ｒｅｄ（Ｒ）） ：８１５ｎＷ、
緑色（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ））：５４０ｎＷ、
青色（Ｂｌｕｅ（Ｂ）） ：３５５ｎＷ、であり、
最小出力時（黒色（Ｂｌａｃｋ（Ｂｋ））表示時）の最小パワーは、それぞれ、
赤色（Ｒｅｄ（Ｒ）） ：１．６ｎＷ、
緑色（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ））：１．１ｎＷ、
青色（Ｂｌｕｅ（Ｂ）） ：０．７ｎｗである。
なお、レーザ画像表示装置２００における色の表示にかかるパワーの変調は、レーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂの出力パワーを変化させて行う他、空間光変調素子２０４を制御し、当該色の表示にかかる各色レーザ光の量を変化させることにより行うこともできる。

また、レーザ画像表示装置２００の色再現可能な、Ｒ、Ｇ、および、Ｂの各色のｘｙ色度座標は、
赤色（Ｒｅｄ（Ｒ）） ：（０．７１４，０．２８３）、
緑色（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ））：（０．１１６，０．８２３）、
青色（Ｂｌｕｅ（Ｂ）） ：（０．１５３，０．０２３）、である。上記各色の表示は、空間光変調素子２０４、ならびに、レーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂの少なくともいずれかの出力パワーを変化させ、１つの色の表示にかかる出力パワーを最大パワーとし、他の２つの色の表示にかかる出力パワーを最小パワーとすることで可能である。また、空間光変調素子２０４は、透過型に限定されず、反射型の変調素子でもよい。その場合も反射型の変調素子で反射され出射する光量を変化させることで上記光量の制御が可能である。

図３Ａは、本実施形態のレーザ画像表示装置２００の色再現可能領域をＣＩＥｘｙ色度図で示した図である。本図においてレーザ画像表示装置２００の色再現可能領域は、一点鎖線で囲む領域３０３である。レーザ光源は、一般に、単色性に優れた光源である。よって、レーザ画像表示装置においては、使用するレーザ光の波長を適切に選択することにより、従来のディスプレイとの比較において、広い色再現可能領域を得ることができる。領域３０３の形成する三角形の３つの頂点は、前段に記載の色度座標、（０．７１４，０．２８３）、（０．１１６，０．８２３）、および、（０．１５３，０．０２３）と一致する。

さらに、比較のため、従来のＣＲＴの色再現可能領域（ｓＲＧＢ規格）を、実線で囲む領域３０１として示す。本実施形態のレーザ画像表示装置２００の色再現可能領域３０３は、ｓＲＧＢ規格の色再現可能領域３０１を完全に包含し、かつ、色再現可能領域３０３のＣＩＥｘｙ色度図での面積に関してｓＲＧＢ規格の色再現可能領域３０１との比較では、２０５％の面積を有する。

先述のとおり、レーザディスプレイ装置における色の再生においては、色再現可能領域をできるだけ広く確保することに主眼を置いている。そのため、入力信号がＲ、Ｇ、または、Ｂのいずれかの原色を示す場合、色再現可能領域３０３の三角形の頂点に対応する色を使用して原色（Ｒ、Ｇ、または、Ｂ）を表示し、広い色再現可能領域の有効活用が図られている。

しかしながら、本願の発明者は、十分に広い色再現可能領域を有するレーザ画像表示装置においては、徒に広い色再現可能領域の全てを利用することに囚われずに、鑑賞者が自然な発色と認識するような色表現の実現を目指すことが重要と考える。鑑賞者にとって自然な色表現を実現するためには、色表現の方法を策定する上で人の色覚の特性を考慮することが重要である。本願発明者の抱くこの思想は、本発明として結実する。本発明は、人の色覚特性を考慮したレーザ画像表示装置およびカラー画像表示方法である。この、本発明により、レーザ画像表示装置における技術革新の歩みは、新たな段階へステップアップする。

そもそも、レーザ光源は、スペクトル幅が非常に狭い励起光源である。人は普段、このような非常に狭いスペクトル特性を有する光を目にすることがない。人は、単色性の光に対し、違和感を覚える傾向がある。そのため、人は、Ｒ、Ｇ、または、Ｂのいずれか１色のレーザ光源のみから発せられた光を見た場合に違和感を覚える場合がある。この、「Ｒ、Ｇ、または、Ｂのいずれか１色のレーザ光源のみから発せられた光」とはまさに、従来のレーザ画像表示装置において、入力信号がＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、または、Ｂ（青色）のいずれかの原色を示す場合において鑑賞者が目にする光である。本発明は、この点に着目し、鑑賞者に違和感を抱かせないような原色表現を実現するものである。ここで、「原色」とは、赤色、緑色、および、青色と、色度図におけるそれら３色近傍の色を指す。

特に、人は、波長６２０ナノメートルよりも長波長の光に対しては、主に１種類の視細胞のみが刺激され、色を認識する。そのため、人の瞳に入射する光に６２０ナノメートル以下の波長の光が存在しない場合、上記１種類の視細胞を除いて視細胞は刺激されず、異種の視細胞間で受けた刺激を比較することができないために、人は違和感を覚えやすい。実世界において人の視細胞が普段受ける刺激の態様に近づけるためには、入力信号が赤色、緑色、または、青色、といった原色を示す場合であっても、その他の色のレーザ光源出力を加えて表示することが好ましい。

本発明にかかる実施形態によるレーザ画像表示装置２００は、入力信号がＲ、Ｇ、または、Ｂいずれかの原色を示す場合であっても、入力信号の示す原色に対応するレーザ光源の出力に加え、他の色のレーザ光源の出力を少なくとも１色加えて入力信号の示す原色を表示する。入力信号の示す原色に対応するレーザ光源の光に、それとは異なる色のレーザ光源の光を混入させてなる光を鑑賞者に提供することにより、鑑賞者の感じる違和感が軽減される。

図３Ｂは、図３Ａの部分拡大図である。本図は、図３Ａから、０．６５≦Ｘｒ≦０．７５、０．２≦Ｙｒ≦０．３５の領域を抽出し拡大表示する図である。ここで図３Ｂに示されている領域は、赤色を含む。本図を参照し、レーザ画像表示装置２００における原色の表示方法を説明する。

ここでは、赤色に関し原色表示の方法を説明するが、他の原色（緑色および青色）の表示においても、本発明は有効である。赤色の原色表示は、本発明の効果が特に顕著であるため、例示目的で、赤色の原色表示の方法を説明する。

また、図４は、本発明にかかるカラー画像表示方法のフローチャートである。本図を図２および図３Ｂと併せて参照し、原色表示の方法を説明する。

レーザ画像表示装置２００において、スクリーン上の一画素に表示する色の情報を含む信号、すなわち画像入力信号は、画像信号入力部２０５に入力される。入力された画像入力信号は、入力信号として、色出力変換コントローラ２０７に送られる。

色出力コントローラ２０７は、入力信号を、空間光変調素子２０４ならびにレーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂの駆動制御に供される出力信号に変換する機能を有する。本発明にかかる作用は、色出力コントローラ２０７に含まれる原色近傍画像出力補正部２０８により実現される。色出力コントローラ２０７の行うこの変換は、原色近傍画像出力補正部２０８に備わったテーブルを参照することにより実施可能である。このテーブルは、本願においては、カラーマネージメント・テーブルと称され、図２においては、参照数字２０８Ｔで示される。

入力信号を受けた色出力変換コントローラ２０７の原色近傍画像出力補正部２０８は、入力信号の示す色が、「原色近傍色」であるか、否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、「原色近傍色」は、原色を含み、ｘｙ色度図において原色から所定の範囲に含まれる色を含むものである。「入力信号が、原色を示す」とは、入力信号に含まれるＲＧＢ３色の輝度信号が、Ｒ、Ｇ、および、Ｂのいずれか１色のみについて最大で、かつ、他の２色の輝度信号が最小の状態である場合を指す。例えば、入力信号が、各８ｂｉｔのＲＧＢ３成分によって表現される場合、赤色の原色は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）とされる。また、例えば、入力信号が原色近傍色であるか、否かは、ＲＧＢ３成分のうち、最大の大きさを有する成分と他の２成分との比が、共に所定値以上であるか、否かといった判定基準を設けることにより判定すればよい。

入力信号が、原色近傍色である場合（ステップＳ４０１における「ＹＥＳ」）、原色近傍画像出力補正部２０８は、カラーマネージメント・テーブル２０８Ｔに含まれる原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いて、入力信号を出力信号に変換する（ステップＳ４０３）。

原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いた信号変換については、後で詳述する。

入力信号が原色近傍色ではない場合（ステップＳ４０１における「ＮＯ」）、原色近傍画像出力補正部２０８は、カラーマネージメント・テーブル２０８Ｔに含まれる通常のテーブル（原色表現補正テーブル２０８ＴＣとは異なるテーブル）を用いて、入力信号を出力信号に変換する（ステップＳ４０３）。通常のテーブルは、従来的な手法による信号変換テーブルであってよい。

色出力変換コントローラ２０７は、原色近傍画像出力補正部２０８の生成した出力信号を、空間光変調素子制御部２０４Ｃおよびレーザ光源出力制御部２０３に送る。出力信号を受けた空間光変調素子制御部２０４Ｃは、出力信号に基づいて変調素子制御値を決定し（ステップＳ４０７）、この値に基づいて空間光変調素子２０４を駆動制御する（ステップＳ４０９）。出力信号を受けたレーザ光源出力制御部２０３は、出力信号に基づいて、赤色レーザ光源駆動部２０３Ｒ、緑色レーザ光源駆動部２０３Ｇ、および、青色レーザ光源駆動部２０３Ｂに制御信号を送り、各レーザ光源駆動部２０３Ｒ、２０３Ｇ、および、２０３Ｂは、各レーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂを駆動する（ステップＳ４１１）。

これより、図４のステップＳ４０３における、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いた信号変換について詳述する。

原色表現補正テーブル２０８ＴＣは、入力信号に対応した値を有する参照テーブルであり、特に、原色近傍の色を示す入力信号に対応した値を備えている。

原色表現補正テーブル２０８ＴＣは、入力信号が、原色近傍の色を示す場合に参照され、出力信号の導出に用いられる。

ここでは、入力信号が、赤色の原色を示す場合を例に、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いた信号変換を説明する。赤色の原色を示す入力信号は、各成分８ｂｉｔ階調のＲＧＢ３成分で表現した場合、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）である。一般に、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）といった信号を受けた場合、画像表示装置は、赤色光を最大出力パワーとし、緑色および青色光を最小出力パワーとして、赤色の原色を表現する。これに対し、本願においては、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いて入力信号の信号変換を行うことで、赤色レーザ光源２０１Ｒからの出力パワーを、その最大出力パワーまたは最大出力パワーよりも所定量だけ低い値で、そして、緑色レーザ光源２０１Ｇおよび青色レーザ光源２０１Ｂからの出力パワーの少なくともいずれかを、それらの最小出力パワーよりも所定量だけ高い値で、各光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、および、２０１Ｂからの光を表示させるような出力信号に変換する。ここで、最大出力パワーとは、白色を表示させる場合における光の出力パワーであり、最小出力パワーとは、黒色を表示させる場合における光の出力パワーである。

レーザ画像表示装置２００においては、仮に、赤色レーザ光を最大パワーで表示し、緑色および青色レーザ光を最小パワーで表示した場合、ｘｙ色度座標（０．７１４，０．２８３）を有する色がスクリーンに表示される。この色は、色再現可能領域３０３の赤色領域における頂点（色再現可能領域３０３赤色領域端点）に対応する。図３Ｂでは、このｘｙ色度座標（０．７１４，０．２８３）を座標点Ｃ１としている。しかし、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを利用することによって、レーザ画像表示装置２００が実際に、赤色の原色として表示するのは、座標点Ｃ２に対応する色である。座標点Ｃ２は、ｘｙ色度座標（０．７０６，０．２８１）を有する。因みに、このときの３つのレーザ光の、スクリーンの一画素の表示にかかるパワーは、
赤色（Ｒｅｄ（Ｒ））パワー：８００ｎＷ、
緑色（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ））パワー：２ｎＷ、
青色（Ｂｌｕｅ（Ｂ））パワー ：４．２ｎＷ、となる。
このように、原色表現補正テーブル２０８ＴＣは、色度図において、色再現可能領域３０３の成す多角形（三角形）の頂点（色再現可能領域の端点）、および、頂点（端点）近傍の辺、ならびに、色再現可能領域３０３内部の、頂点（端点）および辺の頂点（端点）近傍部分の範囲に含まれる色を色表現に使わないように、入力信号を信号変換することができる参照テーブルである。これによって、レーザ画像表示装置２００の実際の色表現領域は、色再現可能領域３０３の示す領域内に包含される、狭小化色再現可能領域３０７になる。しかし、レーザ画像表示装置２００の色再現可能領域３０３が、広大な領域を有し、狭小化色再現可能領域３０７の狭小化の程度も僅かであるため、画像表示装置としての機能を発揮する上で支障はない。

上記赤色原色の表示に際し、赤色レーザ光のパワーが、最大出力パワーよりも低く設定されるのは、入力信号が、赤色原色に近い中間色である場合において表示される色の輝度との調整を目的としている。鑑賞者に違和感を与えずに赤色原色を表示することのみを目的とした場合、赤色レーザ光のパワーは、最大出力パワーであってもよい。

また、原色表現補正テーブル２０８ＴＣは、赤色の原色近傍色を示す入力信号に対しても、同様に、青色および緑色レーザ光の少なくともいずれか一方のレーザ光出力が、最小パワーよりも大きくなるように、信号変換する。よって、レーザ画像表示装置２００においては、赤色の原色および原色近傍色を表示する場合、赤色レーザ光源２０１Ｒのレーザ光出力のみで色を表示することがなく、他の色のレーザ光出力の存在によって、鑑賞者は違和感を覚えなくなる。

入力信号が原色を示す場合のみならず、原色近傍色を示す場合も考慮した原色表現補正テーブル２０８ＴＣを用いることにより、画像表示に使用される色再現可能領域（狭小化色再現可能領域３０７）は、周縁部全域において滑らかに接続される。図３Ｂは、赤色原色近傍領域における狭小化色再現可能領域３０７を示すが、緑色原色および青色原色とその近傍領域における狭小化色再現可能領域３０７も同様に、滑らかな周縁部を有する。

原色表現補正テーブル２０８ＴＣにより、赤色の原色を表示するときの色度座標値は、色再現可能領域３０３を最大限に活用する場合に利用される頂点の座標点Ｃ１から、色再現可能領域３０３の内部の座標点Ｃ２に移る。これに伴い、原色近傍色の表示に用いる色度座標値も、色再現可能領域３０３を最大限に活用する場合に利用される色の座標値から変化する。結果、レーザ画像表示装置２００は、例えば図３Ｂで示される狭小化色再現可能領域３０７に含まれる色のみを用いて画像表示を行う。そのため、原色または原色近傍色を表示する場合であっても、３原色（ＲＧＢ）のレーザ光源の少なくとも２つから、最小出力パワーよりも大きいパワーのレーザ光が出射され、複数のピークを有するスペクトル特性を示す光によって、画像に含まれる全ての画素を表示する。これにより、レーザ画像表示装置２００は、鑑賞者にとって違和感のない画像を提供することができる。さらにまた、狭小化色再現可能領域３０７は、例えばｓＲＧＢといった従来の色再現可能領域を全て包含し、従来の色再現可能領域よりも格段に拡大された領域を有するため、鑑賞者は、自然で、色鮮やかな画像を楽しむことができる。

また、本実施形態においては、赤色レーザ光源２０１Ｒとして、特に６２０ナノメートルよりも長い波長を発行可能なレーザ光源を用いることが望ましい。そうすることで、赤色原色の表示に使用する色の、色度図におけるｙ値（図３Ａおよび図３Ｂにおける縦軸Ｙｒ軸の座標値）を小さくすることができ、従来表示できなかったような彩度の高い赤色の表現が可能となる。具体的には、赤色の表面色（５Ｒ３）では、従来のディスプレイでは、彩度１１までの色しか表現できないが、実施の形態のレーザ画像表示装置は彩度１６（ＪＩＳ規定最高値）まで表現することができる。

原色表現補正テーブル２０８ＴＣは、入力信号が赤色の原色を示す場合に当該赤色原色表示にかかるスクリーン上一画素における緑色および青色レーザ光のパワーの合計、すなわち赤色レーザ光以外のパワーの合計が、赤色レーザ光のパワーの１／２００以上であるように、規定されることが好ましい。また、カラーマネージメント・テーブル２０８Ｔは、原色および原色近傍色に含まれない色を表示する場合においても、常に、当該色の表示にかかるスクリーン上一画素における赤色レーザ光以外のレーザ光、すなわち緑色および青色レーザ光の合計パワーが、赤色レーザ光のパワーの１／２００以上であるように、規定されることがより好ましい。常に、赤色レーザ光以外のレーザ光のパワーが、前記したパワー以上表示されて、各画素の色を表示することにより、赤色レーザ光のみが、鑑賞者の特定の１種類の視細胞のみを刺激することがなくなり、鑑賞者にとって違和感のない画像の表示が実現できる。また、中間色においても、前述したように、赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光源すなわちレーザ光源２０１Ｇおよび２０１Ｂからのレーザ光が含まれるため、色度調整を行うことで、鑑賞者に自然な画像を提供することができる。

本実施形態のレーザ画像表示装置２００においては、赤色の原色を表示する場合、赤色レーザ光源２０１Ｒからの赤色レーザ光のパワーを８００ｎＷとし、緑色レーザ光源２０１Ｇおよび青色レーザ光源２０１Ｂからの緑色および青色レーザ光のパワーの合計を６．２ｎＷとしている。つまり、（赤色レーザ光パワー／２００）≦（緑色レーザ光パワー＋青色レーザ光パワー）の関係を満足するパワーが、その表示にかかるスクリーン一画素で表示されるように原色表現補正テーブル２０８ＴＣを定めている。また、原色および原色近傍色以外の色を表示する場合も、（赤色レーザ光パワー／２００）≦（緑色レーザ光パワー＋青色レーザ光パワー）の関係を満足するパワーが、その表示にかかるスクリーン一画素で表示されるようにカラーマネージメント・テーブル２０８Ｔを定めている。３つの光源からのレーザ光のパワーが上記のような関係を満足することにより、６２０ｎｍよりも長波長のレーザ光源を用いた色表示においても、常に、鑑賞者の２つ以上の視細胞を刺激可能となり、鑑賞者に違和感のない画像を提供できる。上記関係において赤色レーザ光パワーにかかる係数「１／２００」は、発明者の実施した実験に基づく値である。この実験において、緑色レーザ光のパワーと青色レーザ光のパワーの合計パワーが、赤色レーザ光のパワーの１／２００に満たない場合、被験者が違和感を訴えることが多くあった。さらに好ましくは、赤色の原色を表示する場合、（１／３０）≧（緑色レーザ光パワー＋青色レーザ光パワー）／（赤色レーザ光パワー）≧（１／２００）、の関係を満足するように、各光源からのレーザ光が、その表示にかかるスクリーン一画素で表示されるように原色表現補正テーブル２０８ＴＣを定めることが望ましい。

さらには、例えば、入力信号が赤色の原色を示す場合、その画素に及ぶ緑色および青色レーザ光源２０１Ｇおよび２０１Ｂからのレーザ光のパワーは、青色レーザ光源２０１Ｂからの青色レーザ光のパワーが、緑色レーザ光源２０１Ｇからの緑色レーザ光のパワーを上回るように、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを定めることが望ましい。より好ましくは、青色レーザ光源２０１Ｂからの青色レーザ光のパワーは、緑色レーザ光源２０１Ｇからの緑色レーザ光のパワーの１．５倍を上回るように、さらにより好ましくは、青色レーザ光源２０１Ｂからの青色レーザ光のパワーは、緑色レーザ光源２０１Ｇからの緑色レーザ光のパワーの２倍を上回るように、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを定めることが望ましい。

これは、人の色覚で赤と感じる赤のユニーク色は赤―紫上の非スペクトル色であることに起因する。青色レーザ光源２０１Ｂの出力を、緑色レーザ光源２０１Ｇの出力よりも多く、赤色レーザ光源の出力に加えて表示することにより、実際に表示される赤色の原色の色度座標を、上記赤のユニーク色に近づけることができる。よって、赤色の原色を示す入力信号に基づいて実際に表示される色を、鑑賞者が彩度の高い赤であると認識できるようになる。このとき、赤色の原色に近い中間色も、赤色の原色の表示に用いる色度座標値とうまく適合するように、赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光源からの出力を加えて表示する。そのようにして上記赤のユニーク色に近い色を表示することで、実際に表示に用いている色再現可能領域（狭小化色再現可能領域３０７）が、色再現可能範囲３０３よりも狭くなっていることを鑑賞者に感じさせずに、鮮やかな画像を提供することができる。従来のディスプレイ装置では、その色再現可能領域の狭さ故、このような、赤のユニーク色の表現は、考慮することができなかった。このような試みは、レーザ画像表示装置において拡大された色再現可能領域を得た故に可能となった新しい試みである。

レーザ画像表示装置２００の表示する原色、特に、赤色の原色の特徴について、ｘｙ色度図を用いた説明を行う。レーザ画像表示装置２００の表示する赤色の原色は、実際にスクリーンに表示される赤色の原色が、色度座標（Ｘｒ，Ｙｒ）に関し、Ｘｒ＞０．６７、Ｙｒ＜−１．５Ｘｒ＋１．３５、Ｙｒ＜０．３１の範囲内に含まれる。図３Ｂは、上記範囲を示している。直線３０９は、Ｘｒ＝０．６７を示す直線であり、直線３１１は、Ｙｒ＝０．３１を示す直線であり、直線３１３は、Ｙｒ＝−１．５Ｘｒ＋１．３５の直線である。よって、上記範囲は、図３Ｂにおいて、直線３０９の右側、かつ、直線３１１の下側、かつ、直線３１３の下側の範囲である。

赤色の原色を示す入力信号に対応した実際の表示色をこの範囲に含めるようにすることで、広い色表示領域と、鑑賞者に違和感を与えない画像を鑑賞者に提供することができる。赤色の原色を示す入力信号に対応する表示色の色度座標が、Ｘｒ≦０．６７（直線３０９の左側）またはＹｒ≧０．３１（直線３１１の上側）に含まれる場合、従来と同様の彩度の低い色表現しかできなくなる。なぜなら、原色の表示に用いる色度座標を基点として、他の中間色の表示に用いる色度座標が順次定まるためである。また、赤色の原色を示す入力信号に対応した実際の表示色の色度座標が、Ｙｒ≧−１．５Ｘｒ＋１．３５（直線３１３の上側）に含まれる色度座標である場合、実際の表示色は６２０ｎｍ以上の長波長の光のみから構成されることになり、赤色の原色を表示したときに、鑑賞者の１つの視細胞のみを強く刺激するために、鑑賞者は、違和感を覚える。また、この、鑑賞者の抱く違和感は、赤色レーザ光源２０１Ｒに、より長波長のレーザ光を発する光源を使用することで、より顕著に表れる。そのため、使用する赤色レーザ光源２０１Ｒの発するレーザ光波長が長波長側に変更される場合、狭小化色再現可能領域３０７の周縁部を、さらに、内側に（図３Ｂにおいて左側へ）狭めるように、原色表現補正テーブル２０８ＴＣを定めることが望ましい。なお、赤色の原色および赤色原色近傍色以外の色を示す入力信号に対応する色を表示する場合であっても、Ｙｒ≧−１．５Ｘｒ＋１．３５の色を使用することは避けることが望ましい。Ｙｒ≧−１．５Ｘｒ＋１．３５の色は、鑑賞者に違和感を抱かせる傾向が強いためである。

入力信号がＲ、Ｇ、または、Ｂのいずれかの原色を示す場合において、（Ｒ、Ｇ、または、Ｂの）原色に相当する色で、その入力信号に対応した画素を表示するレーザ光源２０１Ｒ、２０１Ｇ、または、２０１Ｂからの出力パワーは、白色を表示するときの上記出力パワーよりも低い出力パワーを有することが好ましい。本実施形態では、赤色の原色に対応する色を表示する場合には、赤色レーザ光源２０１Ｒからの赤色レーザ光のパワーは、８００ｎＷとしており、白色（Ｗｈｉｔｅ）表示時の８１５ｎＷよりも低く出力される。レーザ光源を用いた彩度の高い色は、白色表示に対し明るく見える。それは特に彩度が最も高くなる色再現可能領域の頂点（端点）であるＲ、Ｇ、および、Ｂの原色を表示する時に最も生じやすい。このため、原色を示す入力信号に基づいて画素を表示するときに、その原色に相当するレーザ光源からのレーザ光を抑えることで、人が感じる自然な色合いを表現可能となる。また色再現可能領域の辺にあたる純色（黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）等）を表示する場合も、同様にレーザ光源からの出力を抑えるように表示することが好ましい。例えば、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）を示す（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，２５５）なる入力信号に基づいて色を表示するときには、赤色レーザ光源２０１Ｒおよび青色レーザ光源２０１Ｂからのレーザ光の少なくともいずれかのパワーを白色（Ｗｈｉｔｅ）表示の場合よりも小さくして表示することが好ましい。例えば、白色表示の際の３つの光源からの出力パワーを、（赤色レーザ光源出力パワー，緑色レーザ光源出力パワー，青色レーザ光源出力パワー）＝（１００％，１００％，１００％）と表わした場合、例えば、マゼンタの表示に使う３つの光源からの出力パワーを（９９％，０％，９９％）とすればよい。ここで、０％は、黒色表示の時の光源パワーを指す。このことは、特に、彩度が高く、明るいマゼンタ近傍の色が自然界に少ないため、効果的である。あるいは、マゼンタの表示に使用しない光源のパワーを加えてもよく、例えば、マゼンタの表示の際、３つの光源からの出力パワーを（１００％，１％，１００％）としても効果がある。さらには、両手法を兼ね併せて、大きな出力が必要なレーザ光は、白色表示の時よりも低いパワーに抑え、出力が必要でないレーザ光のパワーを黒色表示の時よりも高いパワーにしてもよい。例えば、マゼンタの表示の際、３つの光源から出力され画素を表示するレーザ光のパワーを（９９％，１％，９９％）としてもよい。

本発明は、レーザ画像表示装置以外にも利用可能である。本発明は、特に、入力信号の想定する色度領域（例えば、ｓＲＧＢ）との比較において、表示可能な色度領域が広い表示装置に有効である。

広い色再現可能領域を確保しつつ、赤のユニーク色に近い色や彩度の高い赤色や紫色を表現するために、赤色レーザ光源２０１Ｒおよび青色レーザ光源２０１Ｂの発するレーザ光の波長は、ｘｙ色度座標におけるｙ値が小さい波長であることが好ましい。このため、赤色レーザ光源２０１Ｒは、６２０ｎｍよりも長波長のレーザ光を出射可能であり、かつ、青色レーザ光源２０１Ｂは、４７０ｎｍより短波長のレーザ光を出射可能であることが好ましい。このことは、ｘｙ色度座標を用いれば、赤色レーザ光源２０１Ｒは、ｙ値が０．３１未満のレーザ光を出射可能であり、かつ、青色レーザ光源２０１Ｂは、ｙ値が０．０６未満のレーザ光を出射可能であることに対応する。また視感度を確保するために、赤色レーザ光源２０１Ｒは、６２０ないし７００ナノメートルの波長を有するレーザ光を出射可能であり、かつ、青色レーザ光源２０１Ｂは、４３０ないし４７０ナノメートルの波長を有することが好ましい。また、よりｙ値の小さい色度の色を表示するために、赤色レーザ光源２０１Ｒのレーザ光の波長は、６３０ｎｍないし７００ナノメートルに含まれ、かつ、青色レーザ光源２０１Ｂのレーザ光の波長は、４３０ないし４５５ナノメートルに含まれることが、より好ましい。このような波長を有するレーザ光源２０１Ｒおよび２０１Ｂと、緑色レーザ光源２０１Ｇを使用することで、従来表現することができなかった彩度の高い赤や紫を表現することができ、鑑賞者に色鮮やかで自然な画像を提供できる。

上述したレーザ画像表示装置の色表現の手法は、入力信号（画像入力信号）を出力信号（画像表示信号）に変換する一連のプログラムによって実行することができる。このプログラムは、レーザ画像表示装置内に備えることが望まれる。本実施形態のレーザ画像表示装置２００は、色出力変換コントローラ２０７にこのプログラムが備えられ、コントローラ２０７により実行される。このプログラムは、赤色の原色を示す画像入力信号のみならず、その近傍の色（原色近傍色）を示す画像入力信号を、本願発明に基づいて、出力信号に変換し、鑑賞者にとって好ましい色表現を実現する。この変換は、赤色の原色を示す入力信号に対し、赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光出力が加えられるように出力信号に変換する。またＲｅｄ原色に近い中間色の画像入力信号に対しても、赤色の原色を示す入力信号に対する変換と適合するように、赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光出力が加えられるように出力信号に変換する。このときも、入力信号が赤色の原色を示す入力信号により照明される画素に対する各光源の出力、および、それによって実現される照明の色の色度は前述した好ましい範囲に含まれる。

また、前述のプログラムは、鑑賞者にとって好ましい色表現が可能となるように、従来型の映像入力信号（具体的にはｓＲＧＢ規格に準ずる映像入力信号など）の色度の変換も同時に行い、出力信号（画像表示信号）に変換することもできる。ｓＲＧＢ規格に準ずる映像入力信号（従来型の映像信号）を出力信号に変換する場合、従来型の基準色度範囲（図３Ａに示すｓＲＧＢ規格の色再現可能領域３０１）の範囲内でのみ色を表示するように変換することもできるが、好ましくはレーザ画像表示装置２００の色表現能力を完全に活用するために、従来よりも広い色度範囲（例えば、狭小化色再現可能領域３０７）に含まれる色を用いて表示を行う。このとき、出力信号（画像表示信号）は、本発明の色表示領域の色度範囲すなわち狭小化色再現可能領域３０７をフルに活用するように変換される。先述のとおり、本発明の色表示領域の色度範囲とは、例えば、赤色の原色を入力信号が示す場合に、実際に表示される色の色度が、赤色レーザ光源２０１Ｒのみから出力される光の示す色度ではなく、他の色のレーザ光源（緑色および青色レーザ光源２０１Ｇおよび２０１Ｂ）からのレーザ光出力を加えて構成される光の示す色度となるように定められる色度の範囲である。赤色の原色を示す入力信号に基づいて実際に出力される各光源の出力パワー、および、各光源の光の混合によって構成される光の色度は、前述した範囲に含まれることが好ましい。また中間色を示す入力信号は、赤色等の原色を示す入力信号に基づいて照射される光の色度に適合するように、かつ、鑑賞者に好ましい表現となるように出力信号に変換される。

発明者は、図３Ａの色再現可能領域３０３を備えるレーザ画像表示装置２００を用いて、色の表示に関する評価を行った。図５はこの評価の結果をまとめた表である。この評価は、赤色の原色近傍色を示す入力信号を、各条件の定める所定量の青色および緑色レーザ光の出力を加えるように出力信号に変換し、原色近傍色の画像を表示し、被験者に違和感および色の鮮明度に対する評価をさせることにより行う。赤色の原色を示す入力信号を出力信号に変換する場合に、赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光源からの出力を最も多く加え、入力信号の示す色が、赤色の原色から離れるに従って、変換によって加える赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光源からの出力を単調に減少させた。また、中間色を示す入力信号を用いた評価も行った。黒色および白色を示す入力信号の表示には、上述した出力パワーを設定している。赤色の原色近傍色については、数種類の色を示すように、入力信号を複数用意した。このような複数の画像を、１０人の鑑賞者（被験者）が評価した。赤色の原色を示す入力信号に基づいて画像を表示する際に加える赤色レーザ光源２０１Ｒ以外の光源２０１Ｇおよび２０１Ｂからの出力パワー比と、赤色の原色に対応して実際に表示される色の色度と、鑑賞者の評価を図５に示す。

１０人の鑑賞者は、違和感について、０（違和感は無い）または１（違和感がある）のいずれかの評価を与え、色鮮やかさについて、０（従来と変わらない）、１（従来よりも少し色鮮やか）、２（従来よりもとても色鮮やか）のいずれかの評価を与える。赤色の原色を示す入力信号の表示を、実質的に赤色レーザ光源２０１Ｒのみからの出力で行った場合（条件６および７）、違和感を覚える反応が多いことがわかる。レーザ光源２０１Ｇおよび２０１Ｂの合計パワーが、赤色レーザ光源２０１Ｒからのレーザ光のパワーに対し、１／２００（０．００５）以上となるように、赤色レーザ光源２０１Ｒの光出力に緑色レーザ光および青色レーザ光を加えることにより、条件０、１、２、３、４、および５の結果からわかるように、違和感がなくなり、画像は鑑賞者にとって好ましい表現となる。表示される色の色度についても、Ｙｒ＜−１．５Ｘｒ＋１．３５の範囲とすることで、長波長の光（波長６２０ナノメートル以上の光）のみからなる色の表現がなくなり、違和感がなくなることがわかる。また条件２，３の比較からわかるように、青色レーザ光のパワーを緑色レーザ光のパワーよりも大きくすることで、色鮮やかな画像と感じやすく、鑑賞者にとって好ましいことがわかる。また、赤色レーザ光以外の色のレーザ光を加えすぎ、赤色の原色を示す入力信号に基づいて実際に表示される色の色度がＸｒ＞０．６７もしくはＹｒ＜０．３１の範囲を超えてしまうと（条件４および５）、色鮮やかな表現と感じにくくなる傾向があることから、Ｒｅｄ原色の表示色度は、Ｘｒ＞０．６７およびＹｒ＜０．３１であることが好ましいことがわかる。

本実施形態においては、レーザ画像表示装置２００は、光出力を加える方法として、各色の出力を画像表示面上で加える積分的加法混色法を用いているが、各画素を表示するために各色の光を急速に切り換えて継時的に混ぜる時間平均的加法混色法を用いてもよい、また、各色用の微小画素を複数個用いて１画素を構成する空間的加法混色法を用いても構わない。

レーザ画像表示装置２００は、３つの空間光変調素子を有する構成としたが、画像を形成する変調方法としては、空間光変調素子１つを用いてレーザ光源のパワーを変調させてもよく、また、レーザのパワー変調と走査によって画像を形成してもよい。また、一次元光変調素子や、色分離された光変調素子を用いてもよい。

レーザ画像表示装置２００は、３つ相異なるレーザ光源を有する構成としたが、互いに異なる波長を出射可能なレーザ光源を少なくとも２つ備えるレーザ画像表示装置であれば、本発明を利用することができる。また、相異なる４波長以上を出射可能なレーザ光源を有するレーザ画像表示装置においても、本発明を利用することができる。

本発明のレーザ光源は、レーザ発振を用いた光源であればよい。半導体レーザのみならず、気体レーザ、固体レーザなどを波長変換したＳＨＧレーザを用いることがきる。

なお、本発明のレーザ画像表示装置のインテグレータ、照明光学系、変調素子、投射光学系等は、実施形態に示した構成に限定されない。画像表示のために必要な光学素子を適宜使用することができる。

なお、本発明のスクリーン（表示面）は、プロジェクション方式の画像表示装置で使用されるスクリーンに限定されない。スクリーン（表示面）は、あらゆる画像表示装置における、画像表示面を含む。

本発明のレーザ画像表示装置およびカラー画像表示方法は、レーザ光を用いた動画や静止画といった画像の表示装置、例えば液晶ディスプレイ等、およびそれに使用する色表示の方法として使用することができる。

従来のレーザ画像表示装置の構成概略図 本発明によるレーザ画像表示装置のブロック図 本発明によるレーザ画像表示装置の色再現可能領域を示すＣＩＥｘｙ色度図 図３Ａの部分拡大図 本発明によるカラー画像表示のフローチャート カラー画像表示の評価結果を示す図

符号の説明

１Ｒ・・・赤色レーザ光源 １Ｇ・・・緑色レーザ光源
１Ｂ・・・青色レーザ光源 ２・・・・光インテグレータ
３・・・・照明光学系 ３ａ・・・ミラー
３ｂ・・・フィールド・レンズ ４・・・・空間光変調素子
１０・・・・レーザ画像表示スクリーン
３３・・・・ダイクロイック・プリズム
３４・・・・投射レンズ １００・・・・レーザ画像表示装置
２００・・・・レーザ画像表示装置 ２０１Ｒ・・・赤色レーザ光源
２０１Ｇ・・・緑色レーザ光源 ２０１Ｂ・・・青色レーザ光源
２０３・・・・レーザ光源出力制御部 ２０３Ｒ・・・赤色レーザ光源駆動部
２０３Ｇ・・・緑色レーザ光源駆動部 ２０３Ｂ・・・青色レーザ光源駆動部
２０４・・・・空間光変調素子 ２０４Ｃ・・・空間光変調素子制御部
２０５・・・・画像信号入力部 ２０７・・・・色出力変換コントローラ
２０８・・・・原色近傍画像出力補正部
２０８Ｔ・・・カラーマネージメント・テーブル
２０８ＴＣ・・原色表現補正テーブル

Claims (7)

1. 第１の波長を有する第１レーザ光を出射可能な第１のレーザ光源と、
   第２の波長を有する第２レーザ光を出射可能な第２のレーザ光源と、
   入力信号に基づいて、画像を構成する画素を表示する前記第１および第２レーザ光のパワーを制御可能な色出力変換コントローラと、を有するレーザ画像表示装置であって、
   前記光出力変換コントローラは、前記画素を表示する前記第１レーザ光のパワーを第１最小パワーから第１最大パワーの間で制御可能であり、前記画素を表示する前記第２レーザ光のパワーを第２最小パワーから第２最大パワーの間で制御可能であり、
   前記入力信号が、前記画素の表示に関し、前記第１レーザ光を実質的に前記第１最大パワーで、かつ、前記第２レーザ光を実質的に前記第２最小パワーで表示することによって表示可能な、前記レーザ画像表示装置の色再現可能領域の端点を示唆する場合、
   前記光出力変換コントローラは、前記画素を、前記第１最大パワー以下の第１パワーの前記第１レーザ光、および、前記第２最小パワーよりも大きな第２パワーの前記第２レーザ光で表示するように、前記第１および第２レーザ光のパワーを制御し、前記端点を除いた前記色再現可能領域に含まれる色を前記画素に表示するレーザ画像表示装置。
2. さらに、第３の波長を有する第３レーザ光を出射可能な第３のレーザ光源を有し、
   前記第１の波長は、６２０ないし７００ナノメートルの範囲に含まれ、
   前記第２の波長は、５００ないし５５０ナノメートルの範囲に含まれ、
   前記第３の波長は、４３０ないし４７０ナノメートルの範囲に含まれ、
   前記光出力変換コントローラは、前記画素を表示する前記第３レーザ光のパワーを、第３最小パワーから第３最大パワーの間で制御可能であり、
   前記入力信号が、前記画素の表示に関し、前記第１レーザ光を実質的に前記第１最大パワーで、かつ、前記第２および第３レーザ光を実質的に前記第２および第３最小パワーで表示することによって表示可能な、前記レーザ画像表示装置の色再現可能領域の端点を示唆する場合、
   前記光出力変換コントローラは、前記画素を、前記第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、前記第２パワーの第２レーザ光および前記第３最小パワーよりも大きな第３パワーの第３レーザ光のいずれかとで表示するように、前記第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御し、前記端点を除いた前記色再現可能領域に含まれる色を前記画素に表示する請求項１に記載のレーザ画像表示装置。
3. 前記入力信号の示唆する前記色再現可能領域の端点が、実質的に、赤色の原色に対応する場合、
   前記色出力変換コントローラは、
   前記第１、第２、および、第３パワーを、前記第１パワーの第１レーザ光と、少なくとも、前記第２パワーの第２レーザ光および前記第３パワーの第３レーザ光のいずれかとを加法混色してなる、前記画素の表示にかかる色が色度座標（Ｘｒ，Ｙｒ）に関して、
   Ｘｒ＞０．６７、かつ、
   Ｙｒ＜−１．５Ｘｒ＋１．３５、かつ、
   Ｙｒ＜０．３１、の範囲に含まれるように、前記画素を表示する前記第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御する請求項２に記載のレーザ画像表示装置。
4. 前記光出力変換コントローラは、前記画素を表示する前記第２パワーと前記第３パワーの合計パワーが前記第１パワーの１／２００以上になるように、前記第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御する請求項２または３に記載のレーザ画像表示装置。
5. 前記第２パワーは、前記第３パワーよりも小さい請求項３に記載のレーザ画像表示装置。
6. 前記光出力変換コントローラは、前記第１、第２、および、第３のレーザ光源からのレーザ光出力パワーの少なくともいずれかを制御することによって、前記画素に表示される前記第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御する請求項２に記載のレーザ画像表示装置。
7. さらに、前記第１、第２、および、第３レーザ光の少なくともいずれかを変調可能な光変調素子を有し、
   前記光出力変換コントローラは、前記光変調素子を制御することによって、前記画素に表示される前記第１、第２、および、第３レーザ光のパワーを制御する請求項２に記載のレーザ画像表示装置。

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