JP2000347292A

JP2000347292A - 表示装置

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Publication number: JP2000347292A
Application number: JP2000091157A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kodama; 浩幸児玉; Atsushi Okuyama; 奥山　　敦; Makoto Matsuura; 誠松浦
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】使用目的に応じて最適の画像表示を可能にす
る投射型表示装置を提供すること。【解決手段】赤色画像用の画像表示素子８Ｒとダイク
ロイックミラーＤＭ２との間の光路中に６００ｎｍ以上
の波長を透過しそれ以外の波長領域を阻止する特性を有
するエッジフィルタＳＣ１を挿脱できるようにしてお
き、フィルタＳＣ１を光路中に置いて色純度を優先させ
た表示を行ない、フィルタＳＣ１を光路外に置いて画像
表示素子８Ｂ，８Ｇ，８Ｒの制御方式をフィルタＳＣ１
を光路中に置く時とは変えることにより自然な色合いの
明るさを優先させた表示を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置特に静止
画像や動画（ビデオ画像）の大画面表示等に使用される
投射型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータを用いたプレゼンテ
ーションにおいてコンピュータの画像を表示したり、あ
るいはテレビのビデオ画像を表示したりなど、投射型表
示装置の使用目的が多様化しており、このため使用目的
に合わせて、投射した画像に対して最適な色純度と色バ
ランスと照度等が得られる表示装置が求められている。

【０００３】図３７は従来の投射型表示装置の一例を示
す。

【０００４】同図において、光源１０１と光源からの光
を反射するリフレクター１０２を有するランプユニット
１００から射出された白色光は、フライアイレンズアレ
イ１０３及び１０４、偏光変換素子アレイ１０５、コン
デンサレンズ１０６、全反射ミラーＭ０等を通過した
後、ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２によって赤、
緑、青の各色の波長帯域の光に分離され、青色光は全反
射ミラーＭ１とコンデンサレンズ１０７Ｂを介して青色
画像用の画像表示素子１０８Ｂに入射し、緑色光はコン
デンサレンズ１０７Ｇを介して緑色画像用画像表示素子
１０８Ｇに入射し、赤色光はコンデンサレンズ１０９と
全反射ミラーＭ２とリレーレンズ１１０と全反射ミラー
Ｍ３とコンデンサレンズ１０７Ｒとを介して赤色画像用
画像表示素子１０８Ｒに入射し、各表示素子からのそれ
ぞれの色光（色画像）は色合成用光学系としてのダイク
ロイックプリズムＤＰに入射して一つに合成され、合成
された三色の光が投射レンズ１１１により不図示のスク
リーン等に拡大投射され、そこに画像表示素子１０８
Ｒ，１０８Ｇ，１０８Ｂに表示された画像の合成画像
（フルカラー画像）が拡大して形成される。

【０００５】図３７中の光源１０１としては、メタルハ
イライド、水銀ランプ等の放電ランプが使用されてい
る。

【０００６】図３８はこのような放電ランプの分光分布
を示すものであって、分光分布は一般に４００ｎｍ〜７
００ｎｍの可視光の波長領域において連続的な強度分布
を有している。

【０００７】そこで、前記従来例の投射型表示装置で
は、ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２を含む色分解
系においてこの白色光を赤、緑、青の各色光に分離する
際、このとき５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域を緑色
光の成分に取り込むと緑が黄色になってしまい、緑の純
色を表現しにくくなるし、また、そうではなくて５７０
ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域を赤色光の成分に取り込む
と赤がオレンジ色になってしまい、赤の純色を表現しに
くくなるので、ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２の
外に、ダイクロイックフィルタ等をいくつかの画像表示
素子の光入射側に設け、これらのフィルターによって、
５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の光を除去し、この
５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の光の成分は、緑色
用と赤色用の各画像表示素子に到達しないように構成し
ている。

【０００８】図３９は５７０ｎｍ〜６００ｎｍのの波長
領域の光を除去したときのダイクロイックプリズムＤＰ
で合成した白色光の分光分布を示す。

【０００９】前述従来例の投射型表示装置の構成におい
て、ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２の分光透過率
をそれぞれ図４０（ａ），（ｂ）に示し、緑色画像用画
像表示素子１０８Ｇの光入射側と赤色画像用画像表示素
子１０８Ｒの光入射側にそれぞれダイクロイックフィル
タＤＦ１及びＤＦ２を設けて５７０ｎｍ〜６００ｎｍの
波長領域の光を除去するのに必要な各ダイクロイックフ
ィルタＤＦ１，ＤＦ２の分光透過率をそれぞれ図４１
（ａ），（ｂ）に示す。

【００１０】一方、特開平７−７２４５０号公報には、
図４２に示すような５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域
の光を反射して阻止し、且つそれ以外の可視光を透過す
させて画像表示素子に向けるダイクロイックフィルタ
を、光源とダイクロイックミラーＤＭ１の間の光路中に
設け、このダイクロイックフィルタをこの光路中から挿
脱することで、５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の光
を使用しない状態と使用する状態とに切り替え可能に
し、使用しないときは色の純度が良いので色再現性を優
先したカラー画像の表示を行い、使用したときは総光量
の増大によって明るさを優先したカラー画像の表示がで
きるようにした投射型表示装置が知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述特許公
開公報に示されている投射型表示装置では、ダイクロイ
ックフィルタの挿脱にかかわりなく一定の制御形式で画
像表示素子を制御しているので、明るさ優先の表示（ダ
イクロイックフィルタ無し）の場合、カラー画像におけ
る色再現が不自然でかなり画質が低下していた。

【００１２】本発明は、従来よりも画質の低下が小さい
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】本願の請求項１の発明
は、少なくとも１つの表示素子と、互いに色が異なる複
数の光を該少なくとも１つの表示素子に入射させる光学
系とを有し、該少なくとも１つの表示素子によって各色
の光を変調することで各色の画像を形成する表示装置に
おいて、該各色のうちの所定の色の純度が可変であり該
所定の色の純度を変更するのに応じて該表示素子の制御
形式を変えることを特徴としている。

【００１４】請求項２の発明は、該少なくとも１つの色
は赤色又は緑色であることを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、バンドカットフィルタ
又はエッジフィルタを前記少なくとも１つの色の光路に
出し入れすることにより前記少なくとも１つの色の純度
を変えることを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明は請求項３の発明におい
て、前記フィルターの位置を検出する検出手段を有し、
該検出手段からの信号に基づいて前記制御形式を変える
ことを特徴とする。

【００１７】請求項５の発明は、たとえば前記フィルタ
ーが挿入されていない時のように前記所定の色の純度を
低下させた場合には前記少なくとも１つの色の画像を前
記所定の色の光と該所定の色とは異なる色の光とを用い
て形成することを特徴とする。

【００１８】請求項６の発明は、前記少なくとも１つの
色が赤又は緑で、前記異なる色が青であることを特徴と
する。

【００１９】請求項７の発明は、一つの画像表示素子に
対して前記互いに色が異なる複数の光を同時又は順次照
射することを特徴とする。

【００２０】請求項８の発明は、前記複数の光のそれぞ
れの色に対応する画像表示素子を有することを特徴とす
る。

【００２１】請求項９の発明は、前記各請求項におい
て、前記色の純度が相対的に低い場合の色再現範囲が該
色の純度が相対的に高い場合の色再現範囲より狭くなる
ように、前記制御形式を変えることを特徴とする。

【００２２】請求項１０の発明は、カラー画像表示装置
において、三原色の光のうちの少なくとも１つの色の純
度が可変であり、この色の純度が低い時には、純度が高
い時の色再現範囲よりも狭い色再現範囲で画像表示素子
を制御することを特徴とする。

【００２３】前記各請求項において、前記少なくとも１
つの画像表示素子からの光を投射する光学系を有する投
射型表示装置であることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】〈実施例１〉図１に本発明による
投射型表示装置の第１の実施例の光学配置図を示す。図
１において、１は白色光源、２はリフレクター、３は第
１のフライアイレンズ、４は第２のフライアイレンズ、
５は複数の偏光分離膜５ａと複数の反射面５ｂと複数の
波長板５ｃからなる偏光変換素子アレイで、６は集光レ
ンズ、ＤＭ１，ＤＭ２はダイクロイックミラーで、ＳＣ
１は挿脱可能な色選択光学素子で、ＤＦ１はダイクロイ
ックフィルター、７Ｒ，７Ｇ，７Ｂはそれぞれフィール
ドレンズで、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂはぞれぞれ赤色（Ｒ）画
像用、緑色（Ｇ）画像用、青色（Ｂ）画像用の公知の画
像表示素子で、ＤＰはダイクロイックプリズムで、１１
は投射レンズである。

【００２５】ここで、光学素子ＳＣ１は赤色の光の光路
に対して挿脱可能に配置されているところの、ダイクロ
イックフィルタ（干渉膜）又は色フィルタ（光吸収膜）
を備える素子である。またフライアイレンズ３、４は２
次元的にレンズを並べたレンズアレイである。

【００２６】なお、ダイクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ
２の分光透過率（反射率）特性はそれぞれ図２の
（ａ），（ｂ）に示す特性であり、ダイクロイックフィ
ルターＤＦ１と色選択光学素子ＳＣ１の分光透過率（反
射率）特性はそれぞれ図３、図４に示す特性である。

【００２７】図１の光学系の作用を説明する。光源１か
ら射出した白色光は、リフレクター２によって反射及び
集光されて平行光に成って、フライアイレンズ３、４、
偏光変換素子アレイ５、集光レンズ６を通過した後、ダ
イクロイックミラーＤＭ１，ＤＭ２によりＲ，Ｇ，Ｂの
三色光に分離され、フィールドレンス７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ
を通過し、画像表示素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを透過し、ダ
イクロイックプリズムＤＰによりＲ，Ｇ，Ｂの各色光が
ひとつに合成され、合成された三つの色光（画像）が投
射レンズ１１によりスクリーン（不図示）や壁（不図
示）に拡大に投射され、そこに拡大されたフルカラー画
像が形成される。

【００２８】ここで、光源１は従来例と同様に図５に示
す分光特性を有し、光源１からの白色光はダイクロイッ
クミラーＤＭ１により５０５ｎｍの波長を境に青（Ｂ）
の色光成分とそれ以外の色光成分に分離され、青色光は
フィールドレンズ７Ｂを経て画像表示素子８Ｂに導かれ
る。ダイクロイックミラーＤＭ１で反射された色光成分
はダイクロイックミラーＤＭ２により５７０ｎｍの波長
を境に緑の色光とそれ以外の色光に分離され、緑色光は
フィールドレンズ７Ｇ、ダイクロイックフィルターＤＦ
１を経て画像表示素子８Ｇに導かれる。ダイクロイック
フィルターＤＦ１は、ダイクロイックミラーＤＭ２の色
分離に係る入射角依存性による光強度ムラを補正して画
像表示素子８Ｇ上での光強度分布が均一になるように、
一部の波長成分を除去するように図３のような分光特性
をしている。ダイクロイックミラーＤＭ２を透過した色
光はコンデンサーレンズ９、ミラーＭ２、リレーレンズ
１０、ミラーＭ３を経て色選択光学系素子ＳＣ１に入射
する。この素子ＳＣ１の分光透過率は、図４に示すよう
に、６００ｎｍより長い波長を透過し、それより短い波
長を遮断する特性を有する。そのため色選択光学素子Ｓ
Ｃ１が光路中に存在して色純度が高い場合は、赤の波長
領域が６００ｎｍ以上となり、色選択光学素子ＳＣ１が
光路外に存在して色純度が低い場合には赤の波長領域は
５７０ｎｍ以上となる。図６（ａ）に色選択光学素子Ｓ
Ｃ１が光路中にある場合の、図６（ｂ）に色選択光学素
子ＳＣ１が光路外にある場合のダイクロイックプリズム
ＤＰで色合成した後の光の分光分布を示す。ここで色選
択光学素子ＳＣ１は、６００ｎｍ以上の波長を透過し６
００ｎｍ以下の波長を反射するダイクロイックフィルタ
ーでもいいし、６００ｎｍ以上の波長を透過し６００ｎ
ｍ以下の波長を吸収するカラーフィルターでもいいし、
ダイクロイックフィルターとカラーフィルターとを組み
合わせた構成でもよい。また、色選択光学素子ＳＣ１を
挿脱する位置は、ダイクロイックミラーＤＭ２から画像
表示素子８Ｒの間や素子８ＲとプリズムＤＰの間であれ
ば、同様な効果が得られる。

【００２９】ダイクロイックフィルターは、バンドパス
フィルターとエッジフィルターのどちらでも構わない。

【００３０】図７に、第１の実施例における色選択光学
素子ＳＣ１の保持構造の一例を示す。図７の例によると
色選択光学素子ＳＣ１はスライド可能なガイド１２に固
定されており、利用者が装置の外部からツマミ１３をス
ライドさせることにより、色選択光学素子ＳＣ１の光路
への挿脱を可能としている。さらにスイッチ１４を設け
色選択光学素子ＳＣ１が光路中にあるか否かを電気的に
検出できるようにしてある。別の構成として色選択光学
素子ＳＣ１はスライド可能なガイド１２に固定しており
アクチュエーター（不図示）により色選択光学素子ＳＣ
１をガイドと一緒に移動可能とし、利用者が電気的なス
イッチの切り替えにより色選択光学素子の光路への挿脱
を可能とし、電気的なスイッチの状態（ＯＮかＯＦＦ）
を検知することで色選択光学素子ＳＣ１が光路中にある
か否かを電気的に検出できるようにしてもよい。また、
図８のように色選択光学素子ＳＣ１を保持した部材１５
をその一端を回転中心として回転可能な構造とし、利用
者がツマミ１６などにより回転軸１７を回転させること
で色選択光学素子ＳＣ１を移動させて光路への挿脱を可
能とし、例えばツマミ１６の位置を検出する検出器を設
けることにより素子ＳＣ１の光路中の有無を検出するよ
うな構成でもよい。

【００３１】図９に第１の実施例における画像表示素子
で画像を表示する制御回路の構成図を示す。図９に示す
ようにこの制御回路は、外部から入力されるＲ，Ｇ，Ｂ
の画像信号に基づきＲ，Ｇ，Ｂの各画像表示素子を駆動
するための駆動信号を生成する駆動信号回路２１と、前
記色選択光学素子ＳＣ１が光路中にあるか否かを検出し
検出信号を生成する検出回路２２とからなり、検出回路
２２からの検出信号に基づき、回路２１は色選択光学素
子ＳＣ１が光路中にあるときは、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号
によりＲ，Ｇ，Ｂの画像表示素子をそれぞれ駆動するよ
うに通常の駆動信号を生成し、色選択光学素子ＳＣ１が
光路外にあるときは、通常の駆動信号とは異なっている
ところの、赤の単色を表示するときに青の光が所定の量
加わるような駆動信号を生成する。このときの色再現を
図１０，１１，１２を用いて説明する。色選択光学素子
ＳＣ１が光路内にあるときは図１０に示す三角形（Ｒ
１，Ｇ１，Ｂ１）の領域が色再現領域となりＲ，Ｇ，Ｂ
の各単色において純度の高い色再現が可能となり、色再
現性を優先させた画像表示を行える。画像表示で明るさ
を優先させるべく色選択光学系素子ＳＣ１を光路外にす
ると５７０ｎｍ〜６００ｎｍの光がＲの光路に付加され
るので、色再現領域は図１１中に矢印で示すように赤の
再現領域が緑の方向にずれた三角形（Ｒ２，Ｇ１，Ｂ
１）となるが、このとき赤の色の表示において赤の色光
に青の色光を加えるように赤と緑の各表示素子を駆動制
御すれば、図１１に示した赤の再現領域Ｒ２が青の方向
にずれ、図１２に示すような三角形（Ｒ３，Ｇ１，Ｂ
１）となる。このように色の再現領域を青側にずらすこ
とにより５７０ｎｍ〜６００ｎｍの光を加えて明るさを
優先させた画像表示においても従来より自然な色再現が
可能となる。本実施例では色選択光学素子ＳＣ１で選択
可能な波長範囲を５７０ｎｍ〜６００ｎｍとしている
が、純度を切換えるのに使う波長範囲はこれに限られる
ものではなく、純度を可変とする色が赤や緑であれば、
色再現性を優先させる画像表示におけるＲとＧの色再現
の設定状況により決定すればよく、短波長側は５５０ｎ
ｍから５８５ｎｍの範囲で、長波長側は５９０ｎｍから
６１０ｎｍの範囲で選択すればよい。

【００３２】〈実施例２〉図１３は本発明の第２実施例
を示すものである。簡単に説明するため、前述の第１実
施例と同一部材分には図１と同一符号を付して説明を省
略し、第１実施例と相違する点のみを説明する。

【００３３】第１実施例において、色選択光学素子ＳＣ
１は平行移動により光路上挿脱する構造としていたが、
図１３に示す第２実施例においては、色選択光学素子Ｓ
Ｃ２１は基板の表裏に形成した第１の反射面Ｍ２２と第
２の反射面Ｍ２３を持ち、第１の反射面Ｍ２２には、そ
れを色選択光学素子として使用するために図１４に示す
ような分光反射率特性を持たせ、第２の反射面Ｍ２３に
は入射する色光を全て反射するような反射特性を持た
せ、光軸に直交する回転軸回７で素子ＳＣ２１を回動さ
せて、入射光に対して前記第１の反射面Ｍ２２と前記第
２の反射面Ｍ２３を切り替えることにより、第１の反射
面Ｍ２２を色選択素子として光路から挿脱する。ここ
で、この光学素子ＳＣ２１の構成は、図１５（ａ），１
５（ｂ）に示すように、第１の反射面Ｍ２２を赤反射ダ
イクロイックミラーとし、第２の反射面Ｍ２３を白色反
射ミラーとし一つの平行平板の表裏にそれぞれ形成した
ようなものでもいいし、平行平板の表裏のそれぞれを白
色反射ミラーとして第１の反射面Ｍ２２とするべき面に
図４の特性を有する吸収タイプのフルカラーフィルター
を設ける一方、第２の反射面Ｍ２３とする面はそのまま
として構成にしてもよい。また、第１の反射面と第２の
反射面Ｍ２２、Ｍ２３を互いに異なる基板上に作成し、
それらを組み合わせて一つの光学素子として構成しても
よいし、別々の素子として交互に光路中に挿入してもい
い。

【００３４】〈実施例３〉図１６に本発明による投射型
表示装置の第３の実施例の光学配置を示す。前述第１，
第２実施例では赤色光の光路上に色選択光学素子を挿脱
していたのに対し、本実施例３ではこれをやめて、緑色
光の光路中にあったダイクロイックフィルタＤＦ１に代
えて挿脱可能な色選択光学素子ＳＣ３１を設けて緑色の
純度を可変としている。その他の構成は前述第１実施例
と同様である。

【００３５】なお、光源１の分光特性は第１実施例の光
源１の分光特性と同じであり（図５参照。）、ダイクロ
イックミラーＤＭ１の分光透過率特性も前述第１実施例
のミラーＤＭ１と同じである。図１７は本第３実施例で
のダイクロイックミラーＤＭ２の分光透過率を示し、図
１８は本第３実施例での色選択光学素子ＳＣ３１の分光
透過率を示す。

【００３６】図１６の光学系の作用を説明する。光源１
から射出した白色光は、リフレクター２によって反射及
び集光させて平行光に成ってフライアイレンズアレイ
３、４、偏光変換素子アレイ５、集光レンズ６を通過し
た後、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２によりＲ，
Ｇ，Ｂの各色光に分離され、フィールドレンズ７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂを通過し、画像表示素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを透
過し、ダイクロイックプリズムＤＰによりＲ，Ｇ，Ｂの
各色光がひとるに合成されて、合成された三つの色光
（画像）が投射レンズ１１によりスクリーン（不図示）
や壁（不図示）に拡大投射され、そこに拡大されたフル
カラー画像が形成される。

【００３７】光源１からの白色光はダイクロイックミラ
ーＤＭ１により５０５ｎｍの波長を境に青（Ｂ）の色光
成分とそれ以外の色光成分に分離され、青色光はフィー
ルドレンズ７Ｂを経て画像表示素子８Ｂに導かれる。ダ
イクロイックミラーＤＭ１で反射された色光はダイクロ
イックミラーＤＭ２により６００ｎｍの波長を境に赤色
光とそれ以外の色光に分離され、赤色光はコンデンサー
レンズ９、ミラーＭ２、リレーレンズ１０、ミラーＭ３
を経て画像表示素子２８Ｒに導かれる。ダイクロイック
ミラーＤＭ２で反射した色光は色選択光学素子ＳＣ３１
に入射する。色選択光学素子ＳＣ３１の分光透過率は、
図１８に示すように、５７０ｎｍより短い波長は透過さ
せて且つ、それより長い波長を遮断する特性を有する。
そのため色選択光学素子ＳＣ３１が光路中に存在する場
合は、緑の波長領域が５０５ｎｍ〜５７０ｎｍとなり、
色選択光学素子ＳＣ３１が光路外に存在するときには緑
の波長領域は５０５ｎｍ〜６００ｎｍとなる。このとき
は色選択光学素子ＳＣ３１の挿脱は紙面に対して垂直な
方向に行うものとし、実施例１と同様に図７や図８の移
動機構を採用し検出器１４、１８によって色選択光学素
子ＳＣ３１が光路中にあるか否かを電気的に検出できる
ようにしてある。

【００３８】画像表示素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで画像を表
示させるときの制御回路の基本構成は実施例１で示した
図９の回路と同様であるが、ここでの駆動信号回路２１
は、検出回路２２からの検出信号に基づき、色選択光学
素子ＳＣ３１が光路中にあるときはＲ，Ｇ，Ｂの画像信
号によりＲ，Ｇ，Ｂの画像表示素子をそれぞれ駆動する
通常の駆動信号を生成し、色選択光学素子ＳＣ３１が光
路外にあるときは緑の単色を表示するときに青の光が所
定の量緑の色光に加わるように駆動信号が生成される。
このときの色再現を図１９，２０，２１を用いて説明す
る。色選択光学素子ＳＣ３１が光路内にあるときは図１
９に示す三角形（Ｒ１′，Ｇ１′，Ｂ１′）の領域が色
再現領域となりＲ，Ｇ，Ｂの各単色において純度の高い
色再現が可能となり、色再現性を優先した画像表示を行
える。明るさを優先した画像表示を行うべく色選択光学
素子ＳＣ３１を光路外にすると５７０ｎｍ〜６００ｎｍ
の光がＧの光に付加されるので色再現領域は図２０中に
矢印で示すように緑の再現領域が赤の方向にずれた三角
形（Ｒ１′，Ｇ２′，Ｂ１′）となるが、このとき緑の
色の表示において緑色の光に青色光を加えるように緑と
青の各表示素子を駆動すると、図２０に示した緑の再現
領域Ｇ２が青の方向にずれ図２１に示すような三角形
（Ｒ１′，Ｇ３′，Ｂ１′）となる。このように色の再
現領域を青側にずらすことにより５７０ｎｍ〜６００ｎ
ｍの光を加え明るさを優先させて画像表示においてもよ
り自然な色再現が可能となる。

【００３９】ここで本実施例において、色選択光学素子
を光路外にしたときの駆動信号回路２１の具体的な信号
処理方法について説明する。図２２にこの回路の詳細を
示す。入力部（ＩＮＰＵＴ）から入力されるＲ，Ｇ，Ｂ
の画像信号は、Ａ／Ｄ部３１によりアナログ信号からデ
ジタル信号に変換され、信号処理部３２によりガンマ補
正やコントラスト強調などの信号処理、画像処理をう
け、Ｄ／Ａ部３３により再びアナログ信号に変換され、
アンプ３４によりＤ／Ａ変換された信号を画像表示素子
に適した電圧に増幅した後それぞれの画像表示素子に入
力して画像表示素子８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの各画素を駆動す
る。これらの一連の処理はタイミング発生部で発生する
同期信号に基づいて制御される。このとき信号処理部に
おいて、検出回路２２から色選択光学素子ＳＣ３１が光
路外にあることを示す信号を受け取ったときのみ、Ｒ，
Ｇ，Ｂの入力信号により指定される色情報に基づきあら
かじめ設定しておいた変換表によってＢの信号を変換す
る処理を付加することにより、前述した色再現領域の変
換を実現することができる。例えば、信号処理部のデジ
タル信号が８ビットの信号で表されているとき、赤の色
再現領域を青側に変換する場合は、色の座標を（Ｒ，
Ｇ，Ｂ）の座標系で表すとすると、赤（２５５、０、０）→（２５５、０、２５）黄（２５５、２５５、０）→（２５５、２５５、１２）青（０、０、２５５）→（０、０、２５５）などと変換されるように変換表を作っておけばよい。

【００４０】これとは別に色選択光学素子ＳＣ３１が光
路内にあるとき光路外にあるときで入力信号と出力信号
の変換を行うガンマ変換において２つ用意しておいた互
いに内容が異なるＢ用のガンマ変換のテーブルを切り替
えることによっても同様な効果が期待できる。図２３に
このガンマテーブルの例を示す。ここで、実線が色選択
光学素子３１が光路内になるときのテーブルで破線が色
選択光学素子３１が光路外にあるときのテーブルとな
る。これによると光路外にあるときはＢの出力信号に常
に所定量（Ｂｃ）の出力が存在し赤の色再現領域を変換
する。ただし、このときは緑の色再現領域も変換される
こととなる。

【００４１】また、信号処理部に入る前にこの変換を行
う方法として、図２４に示すように入力信号に対しまず
信号合成部により再現領域の変換を行った後Ａ／Ｄ変換
し信号処理を行うようにしてもよい。信号合成部の詳細
図を図２５に示す。図２５に示すようにＲの信号がＢの
信号にスイッチＳＷを経て流れるようになっており、色
選択素子が光路外にあるときはスイッチが接続され、Ｂ
の入力信号（Ｂ_IN）はＲの入力信号（Ｒ_IN）により、（Ｂ_IN）′＝（Ｂ_IN）＋ｋ（Ｒ_IN）というように入力信号が合成され色再現領域が変換され
る。ｋは適当な定数である。

【００４２】〈実施例４〉画像表示素子を複数枚使用し
た例をこれまであげてきたが、本発明は、表示素子が複
数枚の場合に限定されるものでなく、一枚の画像表示素
子でフルカラーの表示を行う場合にも適用可能である。
この場合を本発明の第４実施例として説明する。図２６
に第４実施例による投射型表示装置の構成を示し、図２
７に図２６中のダイクロイックミラーＤＭ３〜ＤＭ５の
分光反射率を示し、図２８に色選択光学素子ＳＣ４１の
分光反射率を示す。

【００４３】図２９、図３０はそれぞれ、実施例４の各
色光の光路の概略図、画像表示素子８の内部構成と各色
光の光路を示している。図２７（ａ），（ｂ），（ｃ）
に示すような分光反射率を示す三枚のダイクロイックミ
ラーで白色光を青、緑、赤色光に分割し、これら青、
緑、赤色光を画像表示素子８の光源１側に設けられたマ
イクロレンズアレイに互いに異なる入射角で照射する
と、上記画像表示素子８の液晶層は図３１に示すように
一つの画素（絵素）が青、緑、赤色光に対応する３つの
色画素に別れ、それぞれ独立して駆動されるようになっ
ていて、青、緑、赤色光はマイクロレンズアレイを通過
した後、上記の色画素に色毎に分配照射される。

【００４４】図２８の分光反射率特性を持った色選択光
学素子ＳＣ４１を矢印方向に動かして光路に対して挿脱
させることで、色再現性を優先させた表示状態と明るさ
を優先させた表示状態を１台の装置で切り換えることが
できる。

【００４５】なお、ダイクロイックミラーＤＭ５と色選
択光学素子ＳＣ４１は互いに位置が異なるがお互い平行
であるため、純度が可変な赤色光がＤＭ５で反射して画
像表示素子８の内部にあるマイクロレンズアレイに入射
する角度とＳＣ４１で反射してマイクロレンズアレイに
入射する角度は互いに同一になり、どちらの場合も赤色
光に対応する色画素に入射する。

【００４６】図２８の分光反射率特性をもつ色選択光学
素子ＳＣ４１が光路中に存在している場合が赤（Ｒ）の
色光に５７０ｎｍから６００ｎｍの波長帯を付加した明
るさを優先した状態、この素子ＳＣ４１が光路外に存在
している場合は赤色光に５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長
帯を使用しない色再現性を優先した状態である。

【００４７】本実施例４の場合、色選択光学素子ＳＣ４
１は、ダイクロイックミラーを用いることに限定される
ことなく、可視光全領域を反射するミラーを素子ＳＣ４
１として用いても構わない。

【００４８】色選択光学素子ＳＣ４１の挿脱は、図７や
図８に示した機構によって、図中の矢印の方向に行うも
のとし且つ、実施例１と同様に検出器１４、１８により
色選択光学素子ＳＣ４１が光路中にあるか否かを電気的
に検出できるようにしてある。

【００４９】画像表示素子により各色画の画像を表示す
るための制御回路の構成と駆動方法とは実施例１と同様
であるので、本実施例４も実施例１と同じ効果が得られ
る。

【００５０】ただし、実施例１で用いた図９の制御回路
の制御対象が３つのＬＣＤ（液晶表示素子）ではなく、
１つのＬＣＤ（液晶表示素子）のＲ，Ｇ，Ｂ，３つの色
画素群となることは言うまでもない。

【００５１】又、本実施例４の説明において、説明を省
略した図２６と図２８中の各部材１、２、３、４、５、
６、７、８、９、１０は図１中の同一数字の部材と同一
部材である。

【００５２】〈実施例５〉前述第４実施例では赤の色光
についての波長帯を色選択光学素子ＳＣ４１を光路に対
し挿脱することで変化させて赤色の純度を可変にしてい
たが、第４実施例でのダイクロイックミラーの配置と色
選択光学素子の分光特性を変えることで、緑の色光の波
長帯を変化させることもできる。これを本発明の第５実
施例として説明する。図３２に第５実施例による投射型
表示装置の構成を示す図、図３３に色選択光学素子ＳＣ
５１の分光反射率特性を示す。

【００５３】図３４、図３５、図３６はそれぞれ本実施
例５の各色光の光路の概略、画像表示素子８の内部構成
と各色光の光路、画素の配置図を示している。

【００５４】本実施例５は、上記実施例４と比較する
と、実施例４とは赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の光路、対応する
画素が逆になっていること以外は上記実施例４と同様で
あるので実施例４と重複する部分の説明は省略する。

【００５５】図３３の分光反射率特性をもった色選択光
学素子ＳＣ５１が光路中に存在している場合は緑（Ｇ）
の色光に５７０ｎｍから６００ｎｍの波長帯が付加され
た明るさを優先した状態、素子ＳＣ５１が光路外存在し
ている場合は緑色光５７０ｎｍから６００ｎｍの波長帯
を使用しない色再現性を優先した状態である。

【００５６】本実施例の場合も、素子ＳＣ５１は、ダイ
クロイックミラーを用いることに限定されることなく、
可視光全領域を反射するミラーを用いても構わない。

【００５７】色選択光学素子ＳＣ５１の挿脱は図７や図
８に示した機構によって図中の矢印の方向に行うものと
し、実施例４と同様に素子ＳＣ５１が光路中にあるか否
かを電気的に検出できるようにしてある。画像表示素子
に各色の画像を表示する制御回路の構成と駆動方法とは
実施例３と同じであるので、本実施例５も実施例３と同
じ効果を得ることができる。

【００５８】これまで透過型の画像表示素子を用いた例
を挙げてきたが、本発明においては、反射型の画像表示
素子を使用しても良い。

【００５９】これまでＲ，Ｇ，Ｂの三色の光を同時に少
なくとも１つの画像表示素子に入射させる例を挙げてき
たが、この三色の光を順次同じ方向から一つの画像表示
素子に入射させる公知の表示装置に対しても、本発明は
適用できる。このときに用いる素子としては、反射面を
揺動させたり変位させたりして、入射光を反射偏向又は
反射回析せしめて光変調を行うような反射型の表示素子
が知られている（特開平８−２１４２４３号公報参
照）。

【００６０】尚、波長選択光学素子としては、従来例の
図４２でその分光特性を示したバンドカットフィルタも
用いることができることを付記しておく。

【００６１】

【発明の効果】以上、本発明によれば、明るさ優先の表
示において従来よりも画面の低下が小さい表示装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の光学配置を示す図。

【図２】第１の実施例における光学素子の分光透過率を
表す図。

【図３】第１の実施例における光学素子の分光透過率を
表す図。

【図４】第１の実施例における光学素子の分光透過率を
表す図。

【図５】光源の分光分布を示す図。

【図６】色合成された分光分布図を表わす図。

【図７】保持構造を説明する図。

【図８】保持構造を説明する図。

【図９】第１の実施例における制御系の構成を表す図。

【図１０】第１の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図１１】第１の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図１２】第１の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図１３】第２の実施例を表す図。

【図１４】第２の実施例における光学素子の分光反射率
を示す図。

【図１５】第２の実施例を表す図。

【図１６】本発明による第３の実施例を表す図。

【図１７】第３の実施例における光学素子の分光透過率
を表す図。

【図１８】第３の実施例における光学素子の分光透過率
を表す図。

【図１９】第３の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図２０】第３の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図２１】第３の実施例における色再現領域を説明する
図。

【図２２】本発明の制御系を説明する図。

【図２３】本発明の制御系を説明する図。

【図２４】本発明の制御系を説明する図。

【図２５】本発明の制御系を説明する図。

【図２６】第４実施例の構成図。

【図２７】第４実施例のダイクロイックミラーの分光反
射率特性を表す図。

【図２８】第４実施例のダイクロイックミラーの分光反
射率特性を示す図。

【図２９】第４実施例の光路概略図を表す図。

【図３０】第４実施例の画像表示素子の内部構成図と光
路図。

【図３１】第４実施例の画像表示素子の各色光と画像の
位置関係を示す図。

【図３２】第５実施例の構成図。

【図３３】第５実施例のダイクロミラーの波長分光特性
を表す図。

【図３４】第５実施例の光路概略を表す図。

【図３５】第５実施例の画像表示素子の内部構成図と光
路図。

【図３６】第５実施例の画像表示素子の各色光と画素の
位置関係を示す図。

【図３７】従来例の構成図。

【図３８】従来例の光源の分光分布を示す図。

【図３９】従来例の色合成された分光分布を表す図。

【図４０】従来例におけるダイクロイックミラーの分光
透過率を表す図。

【図４１】従来例におけるダイクロイックミラーの分光
透過率を示す図。

【図４２】特開平０７−０７２４５０号公報の挿脱可能
なダイクロイックフィルターの分光分布図。

【符号の説明】

１白色光源２反射鏡３、４フライアイレンズアレイ５偏光変換素子６コンデンサレンズＭ０，Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３全反射ミラーＤＭ１，ＤＭ２ダイクロイックミラー７Ｂ，７Ｇ，７Ｒコンデンサレンズ８Ｂ，８Ｇ，８Ｒ画像表示素子ＳＣ１，ＳＣ１１，ＳＣ２１色選択光学素子ＤＰ合成用ダイクロイックプリズム１１投射レンズＭ２１第１の反射面Ｍ２２第２の反射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに色が異なる複数の光を少なくとも
１つの表示素子に入射させ、該少なくとも１つの表示素
子によって各色の光を変調することにより各色の画像を
形成する表示装置において、該各色のうちの少なくとも
１つの色の純度が変更可能であり、該所定の色の純度を
変更するのに応じて該画像表示素子の制御形式を変える
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】該少なくとも１つの色は赤色又は緑色で
あることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】バンドカットフィルタ又はエッジフィル
タを前記少なくとも一つの色の光路に出し入れすること
により前記少なくとも１つの色の純度を変えることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】前記フィルターの位置を検出する検出手
段を有し、該検出手段からの信号に基づいて前記制御形
式を変えることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【請求項５】たとえば前記フィルターが挿入されてい
ない時のように前記所定の色の純度を低下させた場合に
は前記少なくとも１つの色の画像を前記所定の色の光と
該所定の色とは異なる色の光とを用いて形成することを
特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装
置。
【請求項６】前記少なくとも１つの色が赤又は緑で、
前記異なる色が青であることを特徴とする請求項５に記
載の表示装置。
【請求項７】一つの画像表示素子に対して前記互いに
色が異なる複数の光を同時又は順次照射することを特徴
とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】前記複数の光のそれぞれの色に対応する
画像表示素子を有することを特徴とする請求項１に記載
の表示装置。
【請求項９】前記色の純度が相対的に低い場合の色再
現範囲が該色の純度が相対的に高い場合の色再現範囲よ
り狭くなるように、前記制御形式を変えることを特徴と
する請求項１〜５の表示装置。
【請求項１０】カラー画像表示装置において、三原色
の光のうちの少なくとも１つの色の純度が可変であり、
この色の純度が低い時には、純度が高い時の色再現範囲
よりも狭い色再現範囲で画像表示素子を制御することを
特徴とするカラー画像表示装置。
【請求項１１】前記少なくとも１つの画像表示素子か
らの光を投射する光学系を有する投射型表示装置である
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載
の表示装置。