JP2006189653A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 空間光変調素子に対する照明光の色温度を調整するために照明光の色温度を検出する光センサを備える画像表示装置において、装置構成を複雑化、大型化することなく、色温度の正確な検出が行えるようにし、また、光センサによる表示画像への影響や光センサの発熱を回避する。
【解決手段】 互いに発光スペクトルの異なる複数の光源１ａ，１ｂ，１ｃと、これら各光源１ａ，１ｂ，１ｃから発せられた光が入射され３原色の光をそれぞれ変調する空間光変調素子９ａ，９ｂ，９ｃと、これら各空間光変調素子９ａ，９ｂ，９ｃで変調された３原色の光を合成する色合成手段１０と、この色合成手段１０を経た光を投射する投射手段１１と、色合成手段１０を経た迷光の色温度を検出する光センサ１２と、この光センサ１２による検出結果に基づき光源１ａ，１ｂ，１ｃから発せられる光の色温度を制御する色温度制御手段とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶ライトバルブなどの空間光変調素子を用いて変調した画像を結像させて画像表示を行う画像表示装置に関する。

従来、液晶ライトバルブなどの空間光変調素子を用いた画像表示装置は、高解像度及び高コントラスト比の画像表示ができることから、種々の構成の装置が開発され、また、商品化されている。

このような画像表示装置の多くは、空間光変調素子を３枚備えて構成されるいわゆる「カラープロジェクタ」である。この「カラープロジェクタ」は、メタルハライドランプ等の強力な光源から得られる白色光を３原色に分解し、このように色分解された各色光を各色に対応する空間光変調素子に導き、各空間光変調素子を各色に対応する映像信号で駆動することにより変調し、さらに、各色の変調光を合成して投写することにより、画像表示を行うように構成されている。

このような画像表示装置における光源としては、一般的に、発光効率が高く高輝度であるメタルハライドランプ等が主流であったが、一方で、発熱や寿命などの点での欠点も指摘されていた。そこで、近年においては、ＬＥＤ（LightEmitting Diode：発光ダイオード）や有機ＥＬ（Electroluminescence）といった、ランプとは異なる発光技術が著しく進歩していることから、このような発光技術を画像表示装置に適用することが提案されている。

特にＬＥＤは、近年において、青色発光のものが普及して光の三原色が揃ったことや、蛍光体との組み合わせによる白色ＬＥＤの開発により、目覚しい普及を遂げている。その市場は、従来のインジケータ等のみならず、一般照明や車のヘッドライト等にも拡大しようとしている。また、ＬＥＤは、表示装置の光源としては、従来のランプに比較して、超寿命で、演色性が良く、瞬時に点灯する等の長所を備えていることから、画像表示装置の光源として使用する試みが盛んに行われている。

ＬＥＤを画像表示装置の光源として用いる場合においては、良好な演色性を実現し、かつ、十分な光量を確保するために、光の三原色に基づき、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の三種類の発光スペクトルを有するＬＥＤを各色について一個以上使用することが好ましい。

ところで、画像表示装置の光源として、各色について別個のＬＥＤを用いるようにした場合においては、表示画像の良好な演色性を得るためには、各色光源の出力を調整し、空間光変調素子に対する照明光を所定の色温度とすることが必要となる。通常、照明光の色温度調整は、例えば、フォトダイオードのような半導体からなる光センサを用いて、青緑赤の三色のそれぞれについての光強度を測定し、この測定結果に基づいて三色のＬＥＤの発光強度を制御し、各色の光出力のバランスをとることによって行う。

従来、このような照明光の色温度を検出するための光センサは、特許文献１に記載されているように、表示画像の投射面（スクリーン）上に設置され、あるいは、スクリーンに向けて設置され、この投射面への入射光、または、この投射面からの反射光を検出するようにしていた。また、特許文献２には、画像表示装置内における照明光の光路中に、照明光の色温度を検出するための光センサを設けた画像表示装置の構成が記載されている。
実公平７−４１２６９号公報 特許第３３６９２８８号公報

ところで、前述の従来の画像表示装置のように、照明光の色温度を検出するための光センサを表示画像の投射面上に配置すると、検出結果が画像表示装置外の外光の影響を受け易くなり、また、画像表示装置の装置構成が大型化、複雑化してしまうという問題がある。

また、このような光センサを表示画像の投射面に向けて配置した場合には、光センサが投射面の状態に過敏に反応してしまうために正確な検出が行えず、また、光センサにより受光される光量が小さいという問題がある。

さらに、照明光の色温度を検出するための光センサを画像表示装置内における照明光の光路中に設置した場合には、この光センサの影が表示画像に影響を与える虞れがあり、また、光センサが光吸収により発熱してしまうという問題がある。

本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、空間光変調素子に対する照明光の色温度を調整するために、この照明光の色温度を検出するための光センサを備える画像表示装置であって、装置構成を複雑化、大型化することなく、色温度の正確な検出が行えるようになされ、また、光センサによる表示画像への影響や光センサの発熱が回避された画像表示装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明に係る画像表示装置は、互いに発光スペクトルの異なる複数の光源と、これら各光源から発せられた光が入射され３原色の光をそれぞれ変調する空間光変調素子と、これら各空間光変調素子で変調された３原色の光を合成する色合成手段と、この色合成手段を経た光を投射する投射手段と、色合成手段の近傍であって該色合成手段から投射手段に入射される画像表示に有効な光束の光路から外れた位置に配置され色合成手段を経た迷光の色温度を検出する光センサと、この光センサによる検出結果に基づき光源から発せられる光の色温度を制御する色温度制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

この画像表示装置においては、複数の光源から発せられた互いにスペクトルの異なる光は、空間光変調素子で各色ごとに変調され、色合成手段により合成され、投射手段に入射されて投射されるとともに、この投射手段に入射されなかった成分は迷光となる。そして、この画像表示装置においては、色合成手段を経た迷光の色温度を光センサにより検出し、この検出結果に基づいて、色温度制御手段により、光源から発せられる光の色温度が制御される。

本発明に係る画像表示装置においては、色合成手段を経た迷光の色温度を光センサにより検出し、この検出結果に基づいて、色温度制御手段により、光源から発せられる光の色温度を制御することができる。

そのため、この画像表示装置においては、装置構成を複雑化、大型化することなく、正確に色温度の検出が行える。また、この画像表示装置においては、光センサが表示画像に影響することがなく、光センサが照明光の照射により発熱することもない。

なお、光源としてＬＥＤを用いることにより、この光源から発せられる光の色温度の制御を容易に行うことができる。

すなわち、本発明は、空間光変調素子に対する照明光の色温度を調整するために、この照明光の色温度を検出するための光センサを備える画像表示装置であって、装置構成を複雑化、大型化することなく、色温度の正確な検出が行えるようになされ、また、光センサによる表示画像への影響や光センサの発熱が回避された画像表示装置を提供することができるものである。

以下、本発明に係る画像表示装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明に係る画像表示装置の第１の実施の形態における構成を示す平面図である。

図２は、本発明に係る画像表示装置の第１の実施の形態における構成を示す側面図である。

この画像表示装置は、図１に示すように、互いに発光スペクトルの異なる複数の光源として、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を発光する第１乃至第３のＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃを備えている。第１のＬＥＤモジュール１ａは、青色の光を発する。第２のＬＥＤモジュール１ｂは、緑色の光を発する。そして、第３のＬＥＤモジュール１ｃは、赤色の光を発する。

これらＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられた光は、図２に示すように、それぞれ集光レンズ２により発散角を調整され、第１のレンズアレイ３を経て、ＰＢＳプリズム４に入射される。このＰＢＳプリズム４は、直角プリズムの斜面に平行平板ガラス５が接合されて構成されている。このＰＢＳプリズム４において、平行平板ガラス５との接合面には、ＰＢＳ膜４ａが形成されている。第１のレンズアレイ３からＰＢＳプリズム４に入射した光束のうち、Ｓ偏光成分の光束は、このＰＢＳ膜４ａで反射され、ＰＢＳプリズム４から出射する。そして、第１のレンズアレイ３からＰＢＳプリズム４に入射した光束のうち、Ｐ偏光成分の光束は、ＰＢＳ膜４ａを透過した後、平行平板ガラス５の裏面（空気層との界面）で全反射され、Ｓ偏光成分と同様の方向にＰＢＳプリズム４から出射する。平行平板ガラス５の厚さＴは、ＰＢＳプリズム４の斜面と入射光の主光線とのなす角が４５°である場合、第１のレンズアレイ３の偏光分離される方向のレンズセルピッチをＷとすると、〔Ｔ＝（Ｗ・sin４５°）／２〕となされている。したがって、ＰＢＳプリズム４の出射面におけるＰ，Ｓ両偏光成分の光束の主光線には、ピッチ〔Ｗ／２〕のずれが生じる。すなわち、ＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられたランダム偏光の光束は、Ｐ，Ｓの異なる直線偏光成分の光束に、空間的にピッチ〔Ｗ／２〕を隔てて分離されたことになる。

そして、ＰＢＳプリズム４からの出射光は、第２のレンズアレイ６に入射される。この第２のレンズアレイ６には、Ｐ偏光、Ｓ偏光それぞれの光束に対応したレンズセルが配置されている。ＰＢＳプリズム４から出射されたＰ，Ｓ両偏光成分の光束は、第２のレンズアレイ６上の対応するレンズセルに集光し、多数の２次光源像を形成する。この第２のレンズアレイ６のＰ偏光の光束に対応するレンズセルの入射面には、１／２波長板が貼り合わされており、Ｐ偏光の光束は、この１／２波長板を透過することにより、Ｓ偏光の光束に変換される。一方、Ｓ偏光の光束は、そのまま第２のレンズアレイ６に入射する。この結果、第２のレンズアレイ６上には、多数の２次光源像が形成され、これらは同一の偏光方向、すなわち、Ｓ偏光の光束として出射される。このように、これらＰＢＳプリズム４、平行平面板５及び第２のレンズアレイ６は、偏光変換インテグレータを構成している。

なお、この偏光変換インテグレータでは、ＰＢＳプリズム４に代えて、多数の微細化したマイクロプリズムを平行平板ガラス５の表面上に並ぺて配層した「マイクロプリズムアレイ」用いてもよい。この場合には、各マイクロプリズムと平行平板ガラス５との接合面にＰＢＳ膜が形成される。

第２のレンズアレイ６を経た光は、重ね合わせレンズ７及びコンデンサレンズ８を経て、空間光変調素子である透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃに入射する。透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃに入射した照明光は、各透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃにより、映像信号に応じて偏光変調される。各透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃを透過した照明光は、色合成手段となるダイクロイックプリズム１０に三方向から入射され、このダイクロイックプリズム１０により色合成されて出射される。そして、ダイクロイックプリズム１０から出射された光は、投射レンズ１１に入射され、この投射レンズ１１により、図示しないスクリーンに投射されて、画像を表示する。

そして、この画像表示装置は、照明光の色温度を検出するための光センサ１２を備えている。この光センサ１２は、例えば、Ｓｉフォトダイオードからなり、ダイクロイックプリズム１０の近傍であってこのダイクロイックプリズム１０から投射レンズ１１に入射される画像表示に有効な照明光の光路から外れた位置に配置されており、この画像表示装置の光学系における照明光の迷光を検出する。この迷光は、画像表示の有効領域から外れている光であり表示画像に寄与しない光であって、一般的な光学系において、レンズやプリズム等の光学部品で絞りきれない光や僅かな反射光が存在することにより発生する。また、空間光変調素子として黒表示のときに照明光を散乱させるものを用いた場合には、表示画像が黒表示の状態では、空間光変調素子からの散乱光が迷光となる。

これら迷光の光量は、通常、画像表示の有効領域内の照明光に比べて低い。しかし、投射型の画像表示装置の光学系においては、大面積の表示画像を得るために光源が発する光量を多くしているため、迷光であっても、光センサ１２により検出するに十分な光量となっている。したがって、ダイクロイックプリズム１０を経て各色光源の光強度比を反映した照明光を光センサ１２によって受光することにより、この照明光の色温度を検出することができる。

具体的には、光センサ１２は、画像表示装置の内部において、色合成された後に画像表示の有効領域より外れた迷光が受光できる位置に設置されている。例えば、図２に示すように、ダイクロイックプリズム１０と投射レンズ１１との間には、通常、レンズの寸法のばらつきを吸収し、また、放熱のための空気の流れを阻害しないように、隙間が形成されているので、このような隙間の付近に、空気の流れを遮らない程度の大きさの光センサ１２を設置すればよい。このような位置に取り付けられた光センサ１２には、ダイクロイックプリズム１０を経た迷光が入射する。

この光センサ１２は、バイアス電圧をコントロールすることにより、分光感度を変えることができる。したがって、この光センサ１２に対するバイアス電圧をコントロールすることにより、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色それぞれの光量を測定することができる。

この画像表示装置において、照明光の色温度を所定の色温度とするには、まず、白の映像信号を緑色用の透過型液晶パネル９ｂにのみ入力し、緑色光の光量を測定する。次に、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、赤色光の光量を測定し、この赤色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、色温度制御手段となるＬＥＤ制御回路により、第３のＬＥＤモジュール１ｃの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。さらに、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、青色光の光量を測定し、この青色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第１のＬＥＤモジュール１ａの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。このようにして、照明光の色温度を所望の色温度とすることができる。

〔第２の実施の形態〕
図３は、本発明に係る画像表示装置の第２の実施の形態における構成を示す平面図である。

この実施の形態における画像表示装置においては、図３に示すように、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を発光する第１乃至第３のＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃから発せられた光を色合成して白色光としてから、透過型液晶パネル９に入射させるように構成されている。

すなわち、この画像表示装置においては、各ＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられた光は、それぞれ集光レンズ２により発散角を調整され、色合成手段となるダイクロイックプリズム１０に三方向から入射され、このダイクロイックプリズム１０により色合成されて白色の照明光として出射される。

ダイクロイックプリズム１０から出射された照明光は、ガラスロッド１４、出射レンズ１５、リレーレンズ１６及びコンデンサレンズ１７からなるロッドインテグレータ光学系を通過する。そして、この照明光は、偏光板１８を透過することにより直線偏光となされて、透過型液晶パネル９に入射される。

この透過型液晶パネル９は、画素ごとに青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を透過させるカラーフィルタを備えている。この透過型液晶パネル９に入射した照明光は、透過型液晶パネル９によって画像信号に応じて偏光変調され、投射レンズ１１に入射され、この投射レンズ１１により、図示しないスクリーンに投射されて、画像を表示する。

そして、この画像表示装置は、照明光の色温度を検出するための光センサ１２を備えている。この光センサ１２は、この画像表示装置の光学系における照明光の迷光を検出する。この光センサ１２は、画像表示装置の内部において、色合成された後に画像表示の有効領域より外れた迷光が受光できる位置に設置されている。すなわち、この光センサ１２は、図３に示すように、リレーレンズ１６とコンデンサレンズ１７との間であって、画像表示の有効領域に到達する照明光の光路より外れた位置に設置されている。この光センサ１２は、バイアス電圧をコントロールすることにより、分光感度を変えることができ、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色それぞれの光量を測定することができる。

この画像表示装置において、照明光の色温度を所定の色温度とするには、まず、白の映像信号を緑色用の透過型液晶パネル９ｂにのみ入力し、緑色光の光量を測定する。次に、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、赤色光の光量を測定し、この赤色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第３のＬＥＤモジュール１ｃの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。さらに、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、青色光の光量を測定し、この青色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第１のＬＥＤモジュール１ａの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。このようにして、照明光の色温度を所望の色温度とすることができる。

〔第３の実施の形態〕
図４は、本発明に係る画像表示装置の第３の実施の形態における構成を示す平面図である。

この実施の形態における画像表示装置においては、図４に示すように、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を発光する第１乃至第３のＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃから発せられた光を色合成して白色光としてから、散乱型透過型液晶パネル２０に入射させるように構成されている。

すなわち、この画像表示装置においては、各ＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられた光は、それぞれ集光レンズ２により発散角を調整され、色合成手段となるダイクロイックプリズム１０に三方向から入射され、このダイクロイックプリズム１０により色合成されて白色の照明光として出射される。

ダイクロイックプリズム１０から出射された照明光は、ガラスロッド１４、出射レンズ１５、リレーレンズ１６及びコンデンサレンズ１７からなるロッドインテグレータ光学系を通過する。そして、この照明光は、偏光板１８を透過した後、散乱型液晶パネル２０に入射される。

この散乱型液晶パネル２０は、画素ごとに青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を透過させるカラーフィルタを備えている。また、この散乱型液晶パネル２０は、黒の表示画像を得るときには、光の散乱状態を作り出し、表示画像の有効領域外に出射する。散乱型液晶パネル２０により散乱された照明光は、絞り１９により遮断される。そして、この散乱型液晶パネル２０によって画像信号に応じて変調され散乱されなかった照明光は、投射レンズ１１に入射され、この投射レンズ１１により、図示しないスクリーンに投射されて、画像を表示する。

そして、この画像表示装置は、照明光の色温度を検出するための光センサ１２を備えている。この光センサ１２は、この画像表示装置の光学系における照明光の迷光を検出する。この光センサ１２は、画像表示装置の内部において、色合成された後に画像表示の有効領域より外れた迷光が受光できる位置に設置されている。すなわち、この光センサ１２は、図３に示すように、散乱型液晶パネル２０と絞り１９との間であって、画像表示の有効領域に到達する照明光の光路より外れた位置に設置されている。この光センサ１２は、バイアス電圧をコントロールすることにより、分光感度を変えることができ、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色それぞれの光量を測定することができる。

この画像表示装置において、照明光の色温度を所定の色温度とするには、まず、白の映像信号を緑色用の透過型液晶パネル９ｂにのみ入力し、緑色光の光量を測定する。次に、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、赤色光の光量を測定し、この赤色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第３のＬＥＤモジュール１ｃの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。さらに、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、青色光の光量を測定し、この青色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第１のＬＥＤモジュール１ａの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。このようにして、照明光の色温度を所望の色温度とすることができる。

〔第４の実施の形態〕
図５は、本発明に係る画像表示装置の第４の実施の形態における構成を示す平面図である。

図６は、本発明に係る画像表示装置の第４の実施の形態における構成を示す側面図である。

この画像表示装置は、図５に示すように、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の各色の光を発光する第１乃至第３のＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃを備えている。第１のＬＥＤモジュール１ａは、青色の光を発する。第２のＬＥＤモジュール１ｂは、緑色の光を発する。そして、第３のＬＥＤモジュール１ｃは、赤色の光を発する。

これらＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられた光は、図６に示すように、それぞれ集光レンズ２により発散角を調整され、第１のレンズアレイ３を経て、ＰＢＳプリズム４に入射される。このＰＢＳプリズム４は、直角プリズムの斜面に平行平板ガラス５が接合されて構成されている。このＰＢＳプリズム４において、平行平板ガラス５との接合面には、ＰＢＳ膜４ａが形成されている。第１のレンズアレイ３からＰＢＳプリズム４に入射した光束のうち、Ｓ偏光成分の光束は、このＰＢＳ膜４ａで反射され、ＰＢＳプリズム４から出射する。そして、第１のレンズアレイ３からＰＢＳプリズム４に入射した光束のうち、Ｐ偏光成分の光束は、ＰＢＳ膜４ａを透過した後、平行平板ガラス５の裏面（空気層との界面）で全反射され、Ｓ偏光成分と同様の方向にＰＢＳプリズム４から出射する。平行平板ガラス５の厚さＴは、ＰＢＳプリズム４の斜面と入射光の主光線とのなす角が４５°である場合、第１のレンズアレイ３の偏光分離される方向のレンズセルピッチをＷとすると、〔Ｔ＝（Ｗ・sin４５°）／２〕となされている。したがって、ＰＢＳプリズム４の出射面におけるＰ，Ｓ両偏光成分の光束の主光線には、ピッチ〔Ｗ／２〕のずれが生じる。すなわち、ＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃより発せられたランダム偏光の光束は、Ｐ，Ｓの異なる直線偏光成分の光束に、空間的にピッチ〔Ｗ／２〕を隔てて分離されたことになる。

そして、ＰＢＳプリズム４からの出射光は、第２のレンズアレイ６に入射される。この第２のレンズアレイ６には、Ｐ偏光、Ｓ偏光それぞれの光束に対応したレンズセルが配置されている。ＰＢＳプリズム４から出射されたＰ，Ｓ両偏光成分の光束は、第２のレンズアレイ６上の対応するレンズセルに集光し、多数の２次光源像を形成する。この第２のレンズアレイ６のＰ偏光の光束に対応するレンズセルの入射面には、１／２波長板が貼り合わされており、Ｐ偏光の光束は、この１／２波長板を透過することにより、Ｓ偏光の光束に変換される。一方、Ｓ偏光の光束は、そのまま第２のレンズアレイ６に入射する。この結果、第２のレンズアレイ６上には、多数の２次光源像が形成され、これらは同一の偏光方向、すなわち、Ｓ偏光の光束として出射される。このように、これらＰＢＳプリズム４、平行平面板５及び第２のレンズアレイ６は、偏光変換インテグレータを構成している。

なお、この偏光変換インテグレータでは、ＰＢＳプリズム４に代えて、多数の微細化したマイクロプリズムを平行平板ガラス５の表面上に並ぺて配層した「マイクロプリズムアレイ」用いてもよい。この場合には、各マイクロプリズムと平行平板ガラス５との接合面にＰＢＳ膜が形成される。

第２のレンズアレイ６を経た光は、重ね合わせレンズ７及びコンデンサレンズ８を経て、空間光変調素子である透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃに入射する。

透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃに入射した照明光は、各透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃにより、映像信号に応じて偏光変調される。各透過型液晶パネル９ａ，９ｂ，９ｃを透過した照明光は、色合成手段となるダイクロイックプリズム１０に三方向から入射され、このダイクロイックプリズム１０により色合成されて出射される。そして、ダイクロイックプリズム１０から出射された光は、投射レンズ１１に入射され、この投射レンズ１１により、図示しないスクリーンに投射されて、画像を表示する。

ところで、ＬＥＤのような面発光源から発せられた光は、その全てが集光レンズ２によって第１のレンズアレイ３以降の光学系に集光されるわけではない。一般に、一定の広がり角以上の角度成分を持つ光の一部は、集光しきれない迷光２１となり、表示画像に何ら寄与しない。この画像表示装置においては、このような迷光２１を、各ＬＥＤモジュール１ａ，１ｂ，１ｃに対応された光センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって検出することにより、照明光の色温度を検出するようにしている。

具体的には、各光センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、図６に示すように、各集光レンズ２と各第１のレンズアレイ３との間であって、画像表示の有効領域に到達する照明光の光路より外れた位置に設置されている。

この画像表示装置において、照明光の色温度を所定の色温度とするには、まず、白の映像信号を緑色用の透過型液晶パネル９ｂにのみ入力し、光センサ１２ｂにより、緑色光の光量を測定する。次に、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、光センサ１２ｃにより、赤色光の光量を測定し、この赤色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第３のＬＥＤモジュール１ｃの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。さらに、測定された緑色光の光量を基準として、同様にして、光センサ１２ａにより、青色光の光量を測定し、この青色光の光量が緑色光の光量に対して所定の比率となるように、ＬＥＤ制御回路により、第１のＬＥＤモジュール１ａの駆動電流、または、パルス発光の場合にはデューティ比を変化させる。このようにして、照明光の色温度を所望の色温度とすることができる。

本発明に係る画像表示装置の第１の実施の形態における構成を示す平面図である。 前記画像表示装置の第１の実施の形態における構成を示す側面図である。 前記画像表示装置の第２の実施の形態における構成を示す平面図である。 前記画像表示装置の第３の実施の形態における構成を示す平面図である。 前記画像表示装置の第４の実施の形態における構成を示す平面図である。 前記画像表示装置の第４の実施の形態における構成を示す側面図である。

符号の説明

１ａ 第１のＬＥＤモジュール
１ｂ 第２のＬＥＤモジュール
１ｃ 第３のＬＥＤモジュール
２ 集光レンズ
３ 第１のレンズアレイ
４ ＰＢＳプリズム
４ａ ＰＢＳ膜
５ 平行平面板
６ 第２のレンズアレイ
７ 重ね合わせレンズ
８ コンデンサレンズ
９ 透過型液晶パネル
９ａ 透過型液晶パネル
９ｂ 透過型液晶パネル
９ｃ 透過型液晶パネル
１０ ダイクロイックプリズム
１１ 投射レンズ
１２ 光センサ
１２ａ 光センサ
１２ｂ 光センサ
１２ｃ 光センサ
１４ ガラスロッド
１５ 出射レンズ
１６ リレーレンズ
１７ コンデンサレンズ
１８ 偏光板
１９ 絞り
２０ 散乱型液晶パネル
２１ 迷光

Claims (1)

1. 互いに発光スペクトルの異なる複数の光源と、
   前記各光源から発せられた光が入射され、３原色の光をそれぞれ変調する空間光変調素子と、
   前記各空間光変調素子で変調された３原色の光を合成する色合成手段と、
   前記色合成手段を経た光を投射する投射手段と、
   前記色合成手段の近傍であって該色合成手段から前記投射手段に入射される画像表示に有効な光束の光路から外れた位置に配置され、前記色合成手段を経た迷光の色温度を検出する光センサと、
   前記光センサによる検出結果に基づき、前記光源から発せられる光の色温度を制御する色温度制御手段と
   を備えたことを特徴とする画像表示装置。

Images