JPWO2011111162A1 - 映像表示装置および映像表示方法 - Google Patents

Abstract

本発明は表示される画像の輝度を向上させることを目的とし、映像表示装置は、第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタ（２１〜２３）と、第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタ（２４〜２６）と、を備え、第１群および第２群のフィルタ（２１〜２６）の通過光を時分割で出射するカラーホイールと、映像信号に示される映像が第１の色空間内にあるか否かを検出する検出手段と、検出手段にて映像信号に示される映像が第１の色空間内にあることが検出された場合には、第１群および第２群のフィルタ（２１〜２６）の通過光を光変調素子に入射させ、検出手段にて映像信号に示される映像が第１の色空間内にないことが検出された場合には、第２群のフィルタ（２４〜２６）の通過光を光変調素子に入射させる制御手段と、を含む。

Description

本発明は、映像表示装置および映像表示方法に関する。

カラー画像を表示するプロジェクタは、例えば、赤色、緑色および青色の３色の光源を用いて画像の色を再現する。

特許文献１には、３色の光学フィルタを用いたプロジェクタが記載されている。特許文献１に記載のプロジェクタは、青色光透過領域、赤色光透過領域および緑色光透過領域の光学フィルタが配置されたカラーホイールと、投射パネルと、を備えている。

特許文献１に記載のプロジェクタでは、カラーホイールによって光源から出射された白色光が３色の光に分離され、投射パネルが、色分離された各色光を変調して映像を形成する。

特許文献１に記載のプロジェクタなどで表示される映像の大部分は、一般的に、特定の色域で再現されるが、一部の映像については特定の色域では再現されない場合がある。色域の広いプロジェクタを実現しようとする場合には、一般的に、色純度の高い３色の光源が必要となる。

特開２００４−１９１６８５号公報

特許文献１に記載のプロジェクタでは、色域を広めるために各色光の色純度を高くする場合には、各色の光学フィルタの通過帯域をより狭くする必要がある。光学フィルタの通過帯域を狭くすると、光源から出射される光の利用効率が低下するため、利用効率が低下した分だけ、投射画像が暗くなってしまう。

このため、特定の色域で再現されない画像の色を再現するために、色域を広めると、投射画像の輝度が全体的に抑制されてしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記した課題を解決する映像表示装置および映像表示方法を提供することにある。

本発明の映像表示装置は、順次入射する複数の色光を映像信号に基づいて変調し映像として表示する光変調素子を有する映像表示装置であって、第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタと、前記第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタと、を備え、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射するカラーホイールと、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあるか否かを検出する検出手段と、前記検出手段にて前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させ、前記検出手段にて前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にないことが検出された場合には、前記第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させる制御手段と、を含む。

本発明の映像表示方法は、第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタと、前記第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタと、を備えたカラーホイールと、順次入射する複数の色光を映像信号に基づいて変調し映像として表示する光変調素子と、を有する映像表示装置における映像表示方法であって、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射し、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあるか否かを検出し、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させ、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にないことが検出された場合には、前記第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させる。

本発明によれば、表示される画像の輝度を向上させることが可能になる。

本発明の実施形態における映像表示装置の構成例を示すブロック図である。 色空間ａと色空間ｂとの関係例を観念的に示すｘｙ色度図である。 カラーホイール２の一構成例を示す図である。 検出器４の構成例を示すブロック図である。 映像表示装置１０における映像表示方法の処理手順例を示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態における映像表示装置の構成例を示すブロック図である。

映像表示装置１０は、映像信号線５ｉから映像信号を受け付けて、スクリーン上に映像を投射する投写型表示装置である。

映像表示装置１０は、光源１と、カラーホイール２と、プロジェクションレンズ３と、検出器４と、信号インターフェース５と、信号処理回路６と、駆動回路７と、映像表示デバイス８と、同期回路９と、を備える。

光源１は、白色光を放射するランプである。光源１は、同期回路９の制御に従って、白色光をカラーホイール２に照射する。

カラーホイール２は、第１の色空間（以下「色空間ａ」と称する。）を表現するための第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタ（以下「広域フィルタ」と称する。）と、第１の色空間よりも広い第２の色空間（以下「色空間ｂ」と称する。）を表現するための第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタ（以下「狭域フィルタ」と称する。）と、を備え、第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射する。

本実施形態では、カラーホイール２は、色空間ａを表現するための赤、緑、青の原色光を通過させる第１ないし第３の狭域フィルタと、色空間ｂを表現するための赤、緑、青の原色光を通過させる第４ないし第６の広域フィルタと、を備え、これらのフィルタが、円周方向に沿って配列形成された円盤により構成される。

カラーホイール２は、同期回路９の制御に従って、一定周期で回転するたびに、光源１から出射された白色光の光路に、各色の狭域フィルタおよび高域フィルタを順次挿入し、その白色光を時分割で各色光に分離する。

カラーホイール２は、時分割で色分離された各色光を映像表示デバイス８に照射する。すなわち、カラーホイール２は、分離された各色光を出射するタイミングを一定周期で切り替える。

同期回路９は、カラーホイール２による色分離のタイミングと、映像表示デバイス８による光変調のタイミングと、を互いに同期させる。同期回路９は、映像信号線５ｉからの映像信号に含まれる垂直同期信号を、信号インターフェース５から受け付けて、その垂直同期信号に同期して、カラーホイール２を回転させる。同期回路９は、カラーホイール２の回転周期に基づく同期信号を、駆動回路７に供給する。また、同期回路９は、光源１の制御を行う。

信号インターフェース５は、映像信号線５ｉからアナログの映像信号を受け付ける。信号インターフェース５は、映像信号線５ｉから映像信号を受け付けると、その映像信号をデジタル信号に変換する。信号インターフェース５は、その変換されたデジタル信号の映像信号を、検出器４と信号処理回路６と同期回路９とに供給する。

検出器４は、一般的に検出手段と呼ぶことができる。

検出器４は、映像信号に示される映像が第１の色空間内にあるか否かを検出する
本実施形態では、検出器４は、映像信号に示される映像が、色空間ａの色域（以下「基本領域」と称する。）内か、基本領域外の色域（以下「拡張領域」と称する。）か、を検出する。

基本領域は、カラーホイール２を構成する複数のフィルタのうち、３色の広域フィルタによって色分離される各色光を光源とする場合の映像表示装置１０の色空間ａである。基本領域は、３色の広域フィルタによって色分離された各色光を光源とした場合におけるＲＧＢの色度点を測定し、その測定結果から算出された三刺激値ＸＹＺに基づいて規定される。

一方、拡張領域は、３色の狭域フィルタによって色分離される各色光を光源とする場合の映像表示装置１０の色空間ｂに属する色域である。色空間ｂの拡張領域は、３色の狭域フィルタによって色分離された各色光を光源とした場合におけるＲＧＢの色度点を測定し、その測定結果から算出された三刺激値ＸＹＺに基づいて規定される。

図２は、色空間ａと色空間ｂとの関係例を観念的に示すｘｙ色度図である。

図２には、映像表示装置１０の色空間ａが、網掛け線により示され、映像表示装置１０の色空間ｂの境界線が、実線により示されている。また、映像信号線５ｉから入力される映像信号の色空間（以下「色空間ｃ」と称する。）の色域例として、色空間ｃ１の境界線が破線により示され、色空間ｃ２が実線により示されている。映像信号の色空間ｃとして、例えば、ｓＲＧＢ（standard RGB）により規定された色空間（第３の色空間）などがある。

図２に示すように、色空間ｃ１または色空間ｃ２のうち色空間ａに属する領域が基本領域であり、色空間ｃ１または色空間ｃ２のうち基本領域外の色域が、拡張領域となる。

図１に戻り、検出器４は、色空間ａから色空間ｃに変換するための基本情報と、色空間ｂから色空間ｃに変換するための拡張情報と、を保持する。

検出器４は、信号インターフェース５から映像信号を受け付けると、その映像信号を基本情報に基づいて第１映像データに変換する。

検出器４は、その変換された第１映像データが所定出力範囲内である場合には、映像信号に示される映像が基本領域内にあると検出する。検出器４は、映像信号に示される映像が基本領域内にあると検出した場合には、第１映像データを、信号処理回路６に供給する。

一方、検出器４は、その変換された第１映像データが所定出力範囲を超える場合には、映像信号に示される映像が基本領域外にあると検出する。検出器４は、映像信号が基本領域外にあると検出した場合には、第１映像データを破棄する。

また、検出器４は、信号インターフェース５から映像信号を受け付けると、その映像信号を拡張情報に基づいて第２映像データに変換する。検出器４は、その変換された第２映像データを、信号処理回路６に供給する。

信号処理回路６は、一般的に制御手段と呼ぶことができる。

信号処理回路６は、検出器４にて映像信号に示される映像が色空間ａ内にあることが検出された場合には、第１ないし第６のフィルタの通過光を映像表示デバイス８に入射させ、検出器４にて映像信号に示される映像が色空間ａ内にないことが検出された場合には、第４ないし第６の狭域フィルタの通過光を映像表示デバイス８に入射させる。

本実施形態では、信号処理回路６は、検出器４から第１または第２映像データを受け付けると、その映像データを保持する。信号処理回路６は、カラーホイール２によって色分離される色光の順番に従って、保持している映像データを、駆動回路７に供給する。

信号処理回路６は、第１映像データおよび第２映像データを保持した場合には、光源１からの白色光が、赤、緑、青の広域フィルタと、赤、緑、青の狭域フィルタとを通過する各期間に、赤、緑、青の第１映像データと、赤、緑、青の第２映像データとを駆動回路７にそれぞれ供給する。
信号処理回路６は、第２映像データのみを保持した場合には、光源１からの白色光が、赤色、緑色、青色の狭域フィルタを通過する各期間に、赤、緑、青の第２映像データを駆動回路７にそれぞれ供給する。

駆動回路７は、同期回路９から同期信号を受け付ける。また、駆動回路７は、信号処理回路６から第１または第２映像データを受け付ける。駆動回路７は、同期信号に従って、映像表示デバイス８を駆動させるための制御信号を、第１または第２映像データに基づいて生成する。駆動回路７は、その制御信号を、映像表示デバイス８に供給する。

映像表示デバイス８は、一般的に光変調素子と呼ぶことができる。

映像表示デバイス８は、順次入射する複数の色光を映像信号に基づいて変調し映像として表示する。

本実施形態では、映像表示デバイス８は、カラーホイール２によって色分離された各色光を、駆動回路７からの制御信号に基づいて変調する。映像表示デバイス８は、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）により実現される。映像表示デバイス８は、その変調した光を、映像としてプロジェクションレンズ３に出力する。

プロジェクションレンズ３は、映像表示デバイス８から出力された映像を、スクリーンに投射する。

図３は、カラーホイール２の一構成例を示す図である。

図３に示すように、カラーホイール２は、第１のフィルタとしての赤色広域フィルタ２１と、第２のフィルタとしての緑色広域フィルタ２２と、第３のフィルタとしての青色広域フィルタ２３と、第４のフィルタとしての赤色狭域フィルタ２４と、第５のフィルタとしての緑色狭域フィルタ２５と、第６のフィルタとしての青色狭域フィルタ２６と、を備える。

赤色広域フィルタ２１、緑色広域フィルタ２２および青色広域フィルタ２３は、色空間ａを表現するための広域フィルタである。赤色広域フィルタ２１、緑色広域フィルタ２２および青色広域フィルタ２３の各々は、赤色狭域フィルタ２４、緑色狭域フィルタ２５および青色狭域フィルタ２６の各々よりも広い通過帯域を有する。

また、赤色広域フィルタ２１、緑色広域フィルタ２２および青色広域フィルタ２３の各々は、赤色狭域フィルタ２４、緑色狭域フィルタ２５および青色狭域フィルタ２６の各々よりもフィルタの領域が広い。すなわち、赤色広域フィルタ２１、緑色広域フィルタ２２および青色広域フィルタ２３の各通過光の出射期間は、赤色狭域フィルタ２４、緑色狭域フィルタ２５および青色狭域フィルタ２６の各通過光の出射期間よりも長い。

赤色広域フィルタ２１は、波長帯域の広い赤色光を通過させ、その他の色光を反射または吸収する。緑色広域フィルタ２２は、波長帯域の広い緑色光のみを通過させ、その他の色光を反射または吸収する。青色広域フィルタ２３は、波長帯域の広い青色光のみを通過させ、その他の色光を反射または吸収する。

赤色狭域フィルタ２４、緑色狭域フィルタ２５および青色狭域フィルタ２６は、色空間ｂを表現するための狭域フィルタである。

赤色狭域フィルタ２４は、波長帯域の狭い赤色光のみを通過させ、その他の色光を反射または吸収する。緑色狭域フィルタ２５は、波長帯域の狭い緑色光のみを通過させ、その他の色光を反射または吸収する。青色狭域フィルタ２６は、波長帯域の狭い青色光のみを通過させ、その他の色光を反射または吸収する。

図３に示すように、カラーホイール２が、映像の垂直同期に同期して回転し、赤色広域フィルタ２１、緑色広域フィルタ２２、青色広域フィルタ２３、赤色狭域フィルタ２４、緑色狭域フィルタ２５、青色狭域フィルタ２６の各セグメントが順番に光路を通過する。

例えば、検出器４が、基本領域に属する映像信号を検出すると、信号処理回路６が、駆動回路７を介して、カラーホイール２の各フィルタ（セグメント）２１〜２６が光路を通過する各期間に、赤、緑、青の第１映像データ（ｓｅｑ１）と、赤、緑、青の第２映像データ（ｓｅｑ２）とを、映像表示デバイス８に出力する。そして、映像表示デバイス８が、基本となる色空間ａの赤映像、緑映像および青映像と、拡張された色空間ｂの赤映像、緑映像および青映像を順次表示する。

一方、検出器４が、拡張領域に属する映像信号を検出すると、信号処理回路６が、赤、緑、青の第２映像データ（ｓｅｑ２）を、狭域フィルタ２４〜２６が光路を通過する各期間に出力する。

よって、映像表示装置１０は、映像信号に示される映像に基づいて、基本となる色空間ａに基づく映像と、拡張された色空間ｂに基づく映像と、を時間的に重ね合わせることによって、映像を再現する。

次に、検出器４の構成について図面を参照して詳細に説明する。

図４は、検出器４の構成例を示すブロック図である。

図４では、信号線４ｉから供給される映像信号は、ｓＲＧＢの規定に準拠しており、ガンマ補正が施されているものと想定する。また、映像信号は、Ｒ（赤）信号、Ｇ（緑）信号およびＢ（青）信号により構成される。

検出器４は、ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂと、マトリックス回路４２、４３、４４、５３および５４と、リミット回路４５と、ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇ、４６ｂ、５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂと、データ生成部４７および５７と、を備える。

ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂは、ガンマ特性を有する映像信号をリニア特性に補正するデガンマ補正を行う。ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂは、ガンマ補正が施された映像信号をリニア特性に変換するためのルックアップテーブルＬＵＴ１ｒ、ＬＵＴ１ｇおよびＬＵＴ１ｂを、それぞれ保持する。

ガンマ逆補正部４１ｒは、信号線４ｉからＲ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ１ｒに基づいて、そのＲ信号にデガンマ補正を施す。ガンマ逆補正部４１ｇは、信号線４ｉからＧ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ１ｇに基づいて、そのＧ信号にデガンマ補正を施す。ガンマ逆補正部４１ｂは、信号線４ｉからＢ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ１ｂに基づいて、そのＢ信号にデガンマ補正を施す。

ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂは、そのデガンマ補正が施されたＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を、映像信号としてマトリックス回路４２に供給する。

マトリックス回路４２は、一般的に第１変換手段と呼ぶことができる。

マトリックス回路４２は、映像信号をＲＧＢ空間からＸＹＺ空間へ変換する。マトリックス回路４２は、ｓＲＧＢの色度点に基づいて算出された３×３の行列Ｍ１を保持する。

マトリックス回路４２は、ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂから映像信号を受け付けると、その映像信号を、行列Ｍ１を用いてＲＧＢ空間からＸＹＺ空間へ変換する。マトリックス回路４２は、次式により映像信号を変換する。

ここで、Ｒ、Ｂ、Ｇは、ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂから受け付ける映像信号である。Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉは、変換後の映像信号である。

また、マトリックス回路４２は、その変換された映像信号を、マトリックス回路４３とマトリックス回路５３とにそれぞれ供給する。

マトリックス回路４３は、一般的に第２変換手段と呼ぶことができる。

マトリックス回路４３は、映像表示装置１０の色空間ａからｓＲＧＢの色空間ｃ（第３の色空間）に映像信号を変換する。マトリックス回路４３は、映像表示装置１０の色空間ａから、ｓＲＧＢの色空間ｃに映像信号を変換するための基準情報（変換情報）として変換行列Ｋ１を保持する。変換係数Ｋ１は、式１により表現される。

ここで、Ｐ１は、ｓＲＧＢの色度点Ｒ（Ｘｒ，Ｙｒ,Ｚｒ）、Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ,Ｚｇ）、Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ,Ｚｂ）をそれぞれ縦に並べた行列である。なお、色度点Ｒ（Ｘｒ，Ｙｒ,Ｚｒ）、Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ,Ｚｇ）、Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ,Ｚｂ）は、ｓＲＧＢにて規定された値である。

また、Ｐ２は、映像表示装置１０の色空間ａの色度点Ｒ（Ｘｒ，Ｙｒ,Ｚｒ）、Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ,Ｚｇ）、Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ,Ｚｂ）をそれぞれ縦に並べた行列である。色空間ａの色度点は、例えば、色彩照度計等を用いてｘ，ｙ，Ｌ値を測定しておき、その測定結果をＸＹＺ値に変換することで求められる。

また、マトリックス回路４３は、マトリックス回路４２から映像信号を受け付けると、その映像信号を、変換行列Ｋ１に基づいて映像表示装置１０の色空間ａからｓＲＧＢの色空間ｃに変換する。マトリックス回路４３は、次式により映像信号を変換する。

ここで、Ｘｏ１、Ｙｏ１、Ｚｏ１は、変換後の映像信号である。また、マトリックス回路４３は、その変換された映像信号を、第１映像信号としてマトリックス回路４４に供給する。

マトリックス回路４４は、一般的に第３変換手段と呼ぶことができる、
マトリックス回路４４は、映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に戻す。マトリックス回路４４は、映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換するための３×３の行列Ｍ４を保持する。

マトリックス回路４４は、マトリックス回路４３から第１映像信号を受け付けると、その映像信号を、行列Ｍ４を用いてＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換する。マトリックス回路４４は、次式により映像信号を変換する。

ここで、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、変換後の映像信号である。また、マトリックス回路４４は、その変換された第１映像信号を、リミット回路４５に供給する。なお、色空間ａは、ｓＲＧＢの色空間ｃよりも狭いため、計算上変換できても、全ての色を再現することができない。

リミット回路４５は、一般的に判断手段と呼ぶことができる。

リミット回路４５は、マトリックス回路４４にて変換された映像信号の各色値が所定出力範囲を超えるか否かを判断し、所定出力範囲を超えない場合には、映像信号が色空間ａ内にあると検出する。

本実施形態では、リミット回路４５は、マトリックス回路４４から第１映像信号を受け付けると、色空間ａに含まれない第１映像信号を破棄する。リミット回路４５は、第１映像信号を構成するＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号のうち、少なくとも１つの信号の信号（階調）レベルが所定出力範囲を超える場合には、第１映像信号を破棄する。

リミット回路４５は、例えば、第１映像信号が８ｂｉｔ階調で表わされている場合、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の階調レベルのいずれかが、「０」以下または「２５５」を超えるときは、Ｒ信号、Ｇ信号およびＢ信号の階調レベルを全て「０」にする。これにより、リミット回路４５は、色空間ａの基準領域に含まれない第１映像信号を無効にする。

一方、リミット回路４５は、第１映像信号が所定出力範囲に含まれる場合には、その第１映像信号によって構成されるＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を、ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂにそれぞれ供給する。

ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂは、映像表示装置１０の有するガンマ特性に基づいて映像信号を補正するガンマ補正を施す。ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂは、ガンマ補正を施すためのルックアップテーブルＬＵＴ２ｒ、ＬＵＴ２ｇおよびＬＵＴ２ｂをそれぞれ保持する。

ガンマ補正部４６ｒは、リミッタ回路４５からＲ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｒに基づいて、そのＲ信号にガンマ補正を施す。ガンマ補正部４６ｇは、リミッタ回路４５からＧ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｇに基づいて、そのＧ信号にガンマ補正を施す。ガンマ補正部４６ｂは、リミッタ回路４５からからＢ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｂに基づいて、そのＢ信号にガンマ補正を施す。

ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂは、そのガンマ補正が施された第１映像信号（Ｒｏｕｔ１、Ｇｏｕｔ１およびＢｏｕｔ１）を、データ生成部４７に供給する。

データ生成部４７は、ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂから第１映像信号を受け付けると、その第１映像信号を所定フォーマットに変換して、第１映像データ（ｓｅｑ１）として、信号処理部６に供給する。

マトリックス回路５３は、映像表示装置１０の色空間ｂからｓＲＧＢの色空間ｃに映像信号を変換する。マトリックス回路５３は、映像表示装置１０の色空間ｂからｓＲＧＢの色空間ｃに映像信号を変換するための拡張情報として変換行列Ｋ２を保持する。なお、変換係数Ｋ２は、式１と同様に表すことができる。

マトリックス回路５３は、マトリックス回路５２から映像信号を受け付けると、その映像信号を、変換行列Ｋ２を用いて映像表示装置１０の色空間ｂからｓＲＧＢの色空間ｃに変換する。マトリックス回路５３は、その変換された映像信号を、第２映像信号としてマトリックス回路５４に供給する。

マトリックス回路５４は、第２映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換する。マトリックス回路５４は、ＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換するための３×３の行列Ｍ５を保持する。マトリックス回路５４は、マトリックス回路５３から第２映像信号を受け付けると、その第２映像信号を、行列Ｍ５を用いてＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換する。

また、マトリックス回路５４は、その変換された第２映像信号によって構成されるＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号を、ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂにそれぞれ供給する。

ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂは、映像表示装置１０の有するガンマ特性に基づいて映像信号を補正するガンマ補正を施す。ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂは、ガンマ補正を施すためのルックアップテーブルＬＵＴ２ｒ、ＬＵＴ２ｇおよびＬＵＴ２ｂをそれぞれ保持する。

ガンマ補正部５６ｒは、マトリックス回路５４からＲ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｒに基づいて、そのＲ信号にガンマ補正を施す。ガンマ補正部５６ｇは、マトリックス回路５４からＧ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｇに基づいて、そのＧ信号にガンマ補正を施す。ガンマ補正部５６ｂは、マトリックス回路５４からからＢ信号を受け付けると、ルックアップテーブルＬＵＴ２ｂに基づいて、そのＢ信号にガンマ補正を施す。

ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂは、そのガンマ補正が施された第２映像信号（Ｒｏｕｔ２、Ｇｏｕｔ２およびＢｏｕｔ２）を、データ生成部５７に供給する。

データ生成部５７は、ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂから第２映像信号を受け付けると、その第２映像信号を所定フォーマットに変換して、第２映像データ（ｓｅｑ２）として、信号処理部６に供給する。

次に、映像表示装置１０の動作について説明する。

図５は、映像表示装置１０の映像表示方法の処理手順例を示すフローチャートである。

まず、ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂは、信号インターフェース５にて受け付けられた映像信号にデガンマ補正を施す（ステップＳ９１１）。
ガンマ逆補正部４１ｒ、４１ｇおよび４１ｂが、映像信号にデガンマ補正を施すと、マトリックス回路４２が、その映像信号をＲＧＢ空間からＸＹＺ空間に変換する（ステップＳ９１２）。

マトリックス回路４２が、映像信号をＲＧＢ空間からＸＹＺ空間に変換すると、マトリックス回路４３が、変換後の映像信号を、変換行列Ｋ１に基づいて第１映像信号に変換する（ステップＳ９１３）。

また、マトリックス回路４２が、映像信号をＲＧＢ空間からＸＹＺ空間に変換すると、マトリックス回路５３が、変換後の映像信号を、変換行列Ｋ２に基づいて第２映像信号に変換する（ステップＳ９１４）。

マトリックス回路４３および５３が、変換後の映像信号を、第１および第２映像信号にそれぞれ変換すると、マトリックス回路４４および５４が、第１および第２映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間にそれぞれ変換する（ステップＳ９１５）。

マトリックス回路４４が、第１映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換すると、リミット回路４５が、その第１映像信号が所定出力範囲を超えるか否かを判断する（ステップＳ９１６）。

リミット回路４５は、第１映像信号が所定出力範囲を超えた場合には、その第１映像信号を破棄する（ステップＳ９１７）。また、マトリックス回路５４が、第２映像信号を、ＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換すると、ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂが、第２映像信号にガンマ補正を施し、データ生成部５７を介して、第２映像データを信号処理回路６に供給する（ステップＳ９１８）。

また、駆動回路７は、信号処理回路６からの第２映像データに基づいて、狭域フィルタによって分離された各色光を変調するように映像表示デバイス８を制御する（ステップＳ９１９）。

一方、リミット回路４５が、第１映像信号が所定出力範囲を超えないと判断した後、ガンマ補正部４６ｒ、４６ｇおよび４６ｂと、ガンマ補正部５６ｒ、５６ｇおよび５６ｂとが、第１および第２映像信号にガンマ補正をそれぞれ施し、データ生成部４７および５７を介して、第１および第２映像データを、信号処理回路６に供給する（ステップＳ９２１）。

また、駆動回路７は、信号処理回路６からの第１映像データに基づいて、広域フィルタによって分離された各色光を変調するように映像表示デバイス８を制御する（ステップＳ９２２）。

続いて、駆動回路７は、信号処理回路６からの第２映像データに基づいて、狭域フィルタによって分離された各色光を変調するように映像表示デバイス８を制御する（ステップＳ９２３）。ステップＳ９１９または９２３の処理後、映像表示方法の一連の処理手順が終了する。

本実施形態によれば、カラーホイール２が、第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタと、第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタと、を備え、第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射する。このため、映像表示装置１０は、互いに異なる第１および第２の色空間を有する。

また、本実施形態では、検出器４が、映像信号に示される映像が、第１の色空間内であるか否かを検出する。このため、映像表示装置１０は、映像信号に示される映像が、スクリーンに投射される頻度の高い映像の色か否かを判断することができる。

さらに、本実施形態では、信号処理回路６が、検出器４にて映像信号に示される映像が第１の色空間内にあることが検出された場合には、第１群および第２群のフィルタの通過光を映像表示デバイス８に入射させる。

映像表示装置１０は、映像信号に示される映像が、投射される頻度の高い映像の色である場合には、第１群および第２群のフィルタの全ての通過光を用いるため、光源１から出射される光の利用効率を高めことができる。よって、映像表示装置１０は、表示される映像の輝度を向上させることができる。

また、本実施形態では、信号処理回路６が、検出器４にて映像信号に示される映像が、第１の色空間内にないことが検出された場合には、第２群のフィルタの通過光を映像表示デバイス８に入射させる。

よって、映像表示装置１０は、映像信号に示される映像が、第１の色空間内にない場合には、色純度の高い第２群のフィルタの通過光を用いるため、第１の色空間で表現できない映像を再現することができる。このため、映像表示装置１０は、高い色再現性を維持することができる。

したがって、映像表示装置１０は、映像信号に応じて、第１の色空間と、第２の色空間と、を組み合わせることによって、高い色再現性を維持しつつ、表示画像の輝度低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１群のフィルタの各々は、第２群のフィルタの各々よりも広い通過帯域を有する。このため、映像表示装置１０は、第１の色空間よりも広い第２の色空間を有することになるため、第１の色空間より広い色域の映像を再現することができる。

また、本実施形態では、マトリックス回路４２が、赤、青、緑の各色値を示す映像信号を、ＲＧＢ空間からＸＹＺ空間に変換し、マトリックス回路４３が、その映像信号を、第１の色空間から当該第１の色空間よりも広い映像信号の第３の色空間に変換する。そして、マトリックス回路４４が、その変換された映像信号をＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換し、リミット回路４５が、その変換された映像信号の各色値が所定出力範囲を超えない場合には、映像信号に示される映像が第１の色空間内にあると検出する。

このため、映像表示装置１０は、赤、青、緑の各色値を示す映像信号が、第１の色空間内にあるか否かを検出することができる。

また、映像表示装置１０では、第１群のフィルタの通過光により構成される光源と、第２群のフィルタの通過光により構成される光源と、について、光特性を示す色空間がそれぞれ測定され、その色空間に基づいて各光源に割り当てる色域が規定される。各光源の色域の境界は、各光源の個体差を考慮して規定され、その規定された色域に基づいて基本情報が生成される。映像表示装置１０は、その基準情報を用いて光源の切替えを行うため、光源１から出射される光を、効率良く色特性に変換することができる。

また、一般的には、広い色空間の光源を用いて狭い色空間の映像信号を再現する場合には、色空間の補正量が大きくなり、輝度が低下してしまう。これに対し、映像表示装置１０では、映像信号の第３の色空間ｃよりも狭い第１の色空間ａによって、主に映像が再現される。このため、映像表示装置１０は、色空間の補正に起因する輝度低下を低減することができる。

また、本実施形態では、色空間を表現する光として、赤、緑、青の３色の原色光を用いる例について説明したが、シアン、マゼンダ、イエローの３色が用いられてもよく、４つの色が用いられてもよい。

なお、本実施形態は、ｘｖＹＣＣ規格の表示システムに適用するようにしてもよい。この表示システムは、従来の映像信号と互換性があり、拡張された映像信号を検出した場合には拡大された色域で映像を表示し、従来の映像信号が入力された場合には従来の色域で映像を表示するシステムである。このシステムでは、映像信号の信号形式に基づいて基本領域と拡張領域とが検出されるため、本実施形態を適用する場合には、検出器４の構成を簡素化することができる。

また、本実施形態では、カラーホイール２を用いて、色域の狭い色空間を有する光源と、色域の広い色空間を有する光源と、を切り換える例について説明したが、複数の光源に切換えが可能な固体光源などが用いられてもよい。

切換え可能な固体光源が用いられる映像表示装置では、映像信号に拡張領域が含まれないときは、色域の狭い色空間の光源のみを使用し、1画像の表示期間の全期間を色域の狭い色空間の光源の使用時間に割り当てる。一方、映像信号に拡張領域が含まれるときは、色域の広い色空間の光源と、色域の狭い色空間の光源と、を使用し、色域の広い色空間の光源の使用時間と、色域の狭い色空間の光源の使用時間と、を一定の比率に設定する。なお、色域の広い色空間の光源と、色域の狭い色空間の光源と、のそれぞれの使用時間の比率を調整することによって、投射される映像の明るさを調整することができる。

また、カラーホイール２に代えて、高圧水銀ランプと固体光源とが用いられてもよい。この場合、高圧水銀ランプを、色域の狭い色空間の光源とし、固体光源を、色域の広い色空間の光源とする。また、ＲＧＢの各フィルタの通過帯域を広くしておき、他の１つのフィルタによって各色光の通過帯域を狭くすることによって光源が切り替えられてもよい。

なお、本実施形態では、カラーホイールに２つの色空間を表現するための２つのフィルタ群が用いられる例について説明したが、３つ以上の色空間を表現するために３つ以上のフィルタ群が用いられてもよい。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１０ 映像表示装置
１ 光源
２ カラーホイール
３ プロジェクションレンズ
４ 検出器
５ 信号インターフェース
６ 信号処理回路
７ 駆動回路
８ 映像表示デバイス
９ 同期回路
２１〜２６ フィルタ
４１ｒ、４１ｇ、４１ｂ ガンマ逆補正部
４２〜４４、５３、５４ マトリックス回路
４５ リミット回路
４６ｒ、４６ｇ、４６ｂ、５６ｒ、５６ｇ、５６ｂ ガンマ補正部
４７、５７ データ生成部

Claims (6)

1. 順次入射する複数の色光を映像信号に基づいて変調し映像として表示する光変調素子を有する映像表示装置であって、
   第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタと、前記第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタと、を備え、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射するカラーホイールと、
   前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあるか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段にて前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させ、前記検出手段にて前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にないことが検出された場合には、前記第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させる制御手段と、を含む映像表示装置。
2. 請求項１に記載の映像表示装置において、
   前記第１のフィルタ群は、第１ないし第３の原色光を通過させる第１ないし第３のフィルタにより構成され、
   前記第２のフィルタ群は、第４ないし第６の原色光を通過させる第４ないし第６のフィルタにより構成される、映像表示装置。
3. 請求項１または２に記載の映像表示装置において、
   前記第１群のフィルタの各々は、前記第２群のフィルタの各々よりも広い通過帯域を有する、映像表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の映像表示装置において、
   前記検出手段は、
   赤、青、緑の各色値を示す前記映像信号を、ＲＧＢ空間からＸＹＺ空間に変換する第１変換手段と、
   前記第１の色空間から前記映像信号の第３の色空間に変換するための変換情報を保持し、前記第１変換手段にて変換された映像信号を前記変換情報に基づいて変換する第２変換手段と、
   前記第２変換手段にて変換された映像信号を、ＸＹＺ空間からＲＧＢ空間に変換する第３変換手段と、
   前記第３変換手段にて変換された映像信号の各色値が所定出力範囲を超えるか否かを判断し、前記所定出力範囲を超えない場合には、前記映像信号が前記第１の色空間内にあると検出する判断手段と、を含み、
   前記光変調素子は、前記判断手段にて前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１群のフィルタの通過光を、前記第３変換手段にて変換された映像信号に基づいて変調する、映像表示装置。
5. 第１の色空間を表現するための複数の第１群の光をそれぞれ通過させる複数の第１群のフィルタと、前記第１の色空間よりも広い第２の色空間を表現するための複数の第２群の光をそれぞれ通過させる複数の第２群のフィルタと、を備えたカラーホイールと、順次入射する複数の色光を映像信号に基づいて変調し映像として表示する光変調素子と、を有する映像表示装置における映像表示方法であって、
   前記第１群および第２群のフィルタの通過光を時分割で出射し、
   前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあるか否かを検出し、
   前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１群および第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させ、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にないことが検出された場合には、前記第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させる、映像表示方法。
6. 請求項５に記載の映像表示方法において、
   前記映像表示装置は、第１ないし第３の原色光を通過させる第１ないし第３のフィルタにより構成される前記第１群のフィルタと、第４ないし第６の原色光を通過させる第４ないし第６のフィルタにより構成される前記第２群のフィルタと、を有し、
   前記第２群のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させることは、
   前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にあることが検出された場合には、前記第１ないし第６のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させ、前記映像信号に示される映像が前記第１の色空間内にないことが検出された場合には、前記第４ないし第６のフィルタの通過光を前記光変調素子に入射させる、映像表示方法。

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