JP2007133129A - 画像表示装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消等の要請に応えつつ、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能な画像表示装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ、青色光Ｌ_Ｂの３色光のうち赤色光Ｌ_Ｒを変調する液晶ライトバルブを１つにしたことによって、すなわち、１変調にしたことによって、上記の３色光の全てを２変調とした場合に比べて光効率が向上するので、ランプ１１のワット数を大幅に上げる必要が無い。また、色光の性質に応じて１変調と２変調と使い分けることも可能となる。これにより、解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消を図りつつも、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置及びプロジェクタに関する。

近年、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３板の液晶パネルを用いた液晶プロジェクタにおいて、解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消等が求められている。

これに対して、例えば３板の液晶パネルのそれぞれの後段にもう一枚ずつ液晶パネルを介在させることによって、解像度の向上及び階調性の向上を図る技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、３板の液晶パネルの前段にもう一枚ずつ液晶パネルを追加することによって、コントラストの向上を図る技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、３板の液晶パネルにそれぞれ補正用の液晶パネルを貼り合わせることにより、輝度ムラの修正を図る技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平９−１１５８４０号公報 特開平４−８１７１４号公報 特開平６−１６７６９０号公報

しかしながら、上記特許文献１〜特許文献３のいずれの方法においても、ＲＧＢ全ての光路上にもう一枚ずつ液晶パネルを追加することになり、光源からの光は二枚の液晶パネルを透過する必要があるため、一枚の液晶パネルを透過する場合に比べて光の利用効率が低下してしまう。このため、実用的な明るさを確保するためには光源のワット数を大幅に上げる必要があり、その分消費電力が増加し、コストの増大を招くことになる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消を図りつつ、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能な画像表示装置及びプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る画像表示装置は、光源と、前記光源からの光を複数の色光に分離する色分離手段と、前記色分離手段によって分離された色光を変調する光変調部と、前記変調部によって変調された色光を合成する色合成手段と、を具備し、前記光変調部は、前記複数の色光のうち所定の色光を変調する第１光変調手段と、前記第１光変調手段からの光を変調する第２の光変調手段と、前記所定の色光以外の色光を変調する第３の光変調手段を備えることを特徴とする。

本発明では、複数の色光のうち所定の色光以外の色光を変調する光変調素子を第３光変調素子だけにした、すなわち１変調にしたことによって、複数の色光の全てを２変調とした場合に比べて光効率が大幅に向上するので、光源のワット数を大幅に上げる必要が無い。また、色光の性質に応じて１変調と２変調と使い分けることも可能となる。これにより、解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消を図りつつも、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能となる。

また、前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、前記所定の色光が、緑色光及び青色光であることが好ましい。
赤色光、緑色光及び青色光の３色による表示を行う画像表示装置において、最もコントラストの低下を招きやすい色光、すなわち、最も黒浮きの起こりやすい色光は緑色光であり、次に青色光である。赤色光は３色のうち最も黒浮きの起こりにくい色光である。その理由として、例えば、光源からの分光特性のうち緑色が最も強いこと、光変調素子では青色が抜けやすいこと、人間の視覚特性として、特に暗い環境では視感効率が短波長側にシフトしやすいこと、等が挙げられる。
本発明では、黒浮きの起こりやすい緑色光及び青色光を２変調にすることによって、黒浮きを十分抑えることができる。また、赤色光を１変調にすることによって、当該赤色光の光効率を向上させることができるので、十分な明るさを確保することができる。このように、コントラストの向上と明るさの確保とを両立させることができるという利点がある。

ここで、本発明においては、赤色光とは波長域が約５８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の光であり、緑色光とは波長域が約４８０ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲の光であり、青色光とは波長域が約４００ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の光であるものとする。

また、前記第１光変調手段は、緑色光を変調する緑色変調素子と、青色光を変調を変調する青色変調素子を備え、前記第２光変調手段は、前記緑色光と前記青色光との合成光を変調する合成光変調素子を備え、前記第３光変調手段は、前記赤色光を変調する赤色変調素子を備え、前記第１光変調手段と前記第２光変調手段との間に設けられ、前記緑色光と前記青色光を合成する緑青光合成部を備え、前記色合成部と前記合成光変調素子との間には、前記合成光を導光するリレー光学系が設けられていることが好ましい。
本発明では、緑色光と青色光とを合成する色合成部と第２光変調素子との間にリレー光学系が設けられているので、リレー光学系を設計する際には緑色光及び青色光の波長のみを考慮すれば良く、赤色光の波長を考慮する必要が無い。このため、リレー光学系の設計が容易になり、当該リレー光学系に要するコストを抑えることができる。また、リレー光学系によって当該緑色光と青色光との２色光の合成光を第２光変調素子上に結像させる際には、赤色光、緑色光及び青色光の３色光の合成光を一度に結像させる場合に比べて、第２光変調素子上での位置ズレが生じにくくなるため、当該位置ズレに起因する色ムラが発生しにくくなる。

また、前記緑色変調素子及び前記青色変調素子が前記緑青光合成部に固定されており、
前記合成変調素子が前記色合成手段に固定されていることが好ましい。
本発明によれば、合成変調素子が色合成手段に固定されているので、合成変調素子と色合成手段との位置合わせが容易になり、当該位置合わせの精度を高めることができる。

また、前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、前記所定の色光が、赤色光及び緑色光であることが好ましい。
近年、カラーの画像を視聴するユーザの間では、色温度の高い色が好まれる傾向にある。赤色に近づくほど色温度が低いとされ、青色に近づくほど色温度が高いとされている。また、光変調素子として例えば液晶装置を用いる場合、液晶装置を構成する近年のガラス基板の材質により、短波長側の光透過効率が低くなるという特性があるため、表示光のうち青色光が弱くなりやすい。本発明では、色温度が高く光透過効率の低い青色光を１変調にすることによって、青色光の光効率を向上させることができる。これにより、ユーザの要求を満たす色温度の高い表示が可能になると共に、表示光のうち青色光が弱くなるのを回避することができる。

また、前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、前記所定の色光が、緑色光であることが好ましい。
本発明では、黒浮きの起こりやすい緑色光を２変調にすることによって、黒浮きを十分抑えることができる。また、赤色光及び青色光を１変調にすることによって、当該赤色光及び青色光の光効率を向上させることができるので、十分な明るさを確保することができる。

また、前記所定の色光を変調する第１光変調手段と前記第２変調手段との間に、前記緑色光を導光するリレー光学系が設けられていることが好ましい。
本発明では、所定の色光である緑色光を変調する第１光変調素子と第２変調素子との間にリレー光学系が設けられているので、リレー光学系を設計する際には緑色光の波長のみを考慮すれば良く、赤色光及び青色光の波長を考慮する必要が無い。このため、リレー光学系の設計が容易になり、当該リレー光学系に要するコストを抑えることができる。また、リレー光学系によって緑色光を第２光変調素子上に結像させる際には、赤色光、緑色光及び青色光のうちの２色光以上の合成光に比べて、第２光変調素子上での位置ズレが生じにくくなるため、当該位置ズレに起因する色ムラが発生しにくくなる。

また、前記第２光変調手段と前記第３の光変調手段とが、前記色合成手段に固定れていることが好ましい。
本発明では、他の色光を変調する第２光変調素子と第３光変調素子とが色合成手段に固定されているので、当該色合成手段の構成が、赤色光、緑色光及び青色光の全てが２変調である画像表示装置の色合成手段の構成とほぼ同一になる。このため、各光変調手段と色合成手段との位置合わせをする必要がある場合などには、全ての色光が２変調である画像表示装置の構成をそのまま用いることが可能となる。これにより、新たに画像表示装置の構成を設計しなおす必要が少なく、その分のコストを削減することができる。

また、前記第１光変調手段および前記第３の光変調手段が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、前記第２光変調手段が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、前記緑色光を変調する前記画像変調素子に設けられた画素数が、前記輝度変調素子に設けられた画素数よりも少ないことが好ましい。
例えば３板型の画像表示装置のように複数の色光を別々に変調する場合、処理の複雑化及びこれに伴うコストの増大を避けるために、他と比べて解像度を落とした画像変調素子を用いることが考えられる。ただし、画像変調素子のみを作動させ、輝度変調素子を全く作動させない表示を行わなければならない場合には、表示の解像度が低下することになる。本発明では、所定の色光である緑色光の画像変調素子だけ画素数が少なくなっており、赤色光及び青色光の画像変調素子は画素数が少なくなっていないため、画像変調素子のみを作動させて表示を行う場合であっても、当該表示の解像度の低下はほとんど目立たない。このように、解像度を実質的には落とすことなく、低コスト化することができる。

また、前記他の色光の光路上に設けられ、当該他の色光の波長域を狭帯域化する狭帯域化部を更に具備することが好ましい。
本発明では、他の色光の波長域を狭くすることで、当該他の色光の輝度を抑えることができるので、例えば１変調とした他の色光の輝度が２変調とした所定の色光の輝度に比べて明るすぎる場合に、所定の色光と他の色光との間で輝度のバランスをとることができる。また、本発明では、他の色光の波長域を狭くすることが可能な狭帯域化部を有しているので、例えば他の色光の輝度を抑える際に、全波長域で均一に輝度を抑えた場合に比べて他の色光の色純度が向上し、色域が拡大するという利点もある。

また、前記色分離手段が、ダイクロイックミラーであり、前記狭帯域化部が、前記ダイクロイックミラーに設けられた光学フィルタからなることが好ましい。
本発明によれば、狭帯域化部が色分離手段としてのダイクロイックミラーに設けられているので、当該狭帯域化部を別部材として設ける必要が無い。これにより、狭帯域化部を設ける場合のコストを抑えることができ、また、画像表示装置内のスペースを節約することもできる。

また、前記色合成手段が、ダイクロイックプリズムであり、前記狭帯域化部が、前記ダイクロイックプリズムに設けられた光学フィルタからなることが好ましい。
本発明によれば、狭帯域化部が色分離手段としてのダイクロイックプリズムに設けられているので、当該狭帯域化部を別部材として設ける必要が無く、コスト低下・スペースの節約を図ることができる。

また、前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段が一体化されていることが好ましい。
本発明では、第１の光変調手段と第２の光変調手段とが一体化されているので、当該２つの光変調手段の位置合わせが容易になると共に、貼り合わせによって、画像表示装置内のスペースを節約することができる。

また、前記第１光変調素子及び前記第３の光変調素子が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、前記第２光変調素子が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光についての画像入力信号を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された各画像入力信号のうち前記緑色光及び前記青色光についての前記画像入力信号に基づいて、前記輝度変調素子を制御する輝度制御信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって決定された輝度制御信号に基づいて、前記輝度制御信号ごとに設定された複数の色変換マトリクスのうち一の色変換マトリクスを選択する選択手段と、前記各画像入力信号と前記選択手段によって選択された色変換マトリクスとに基づいて、前記画像変調素子を制御する画像制御信号を生成する画像信号生成手段とを更に具備することが好ましい。
本発明によれば、緑色光及び青色光の２色についての画像入力信号のみに基づいて輝度制御信号を決定するので、赤色光、緑色光及び青色光の３色についての画像入力信号に基づいて輝度制御信号を決定する場合と比べて、簡単な処理で済む。これにより、赤色光、緑色光及び青色光の輝度のバランスを取ることが容易になる。

また、前記第１光変調素子及び前記第３の光変調素子が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、前記第２光変調素子が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光についての画像入力信号を入力する入力手段と、前記入力手段によって入力された各画像入力信号のうち前記緑色光についての前記画像入力信号に基づいて、前記輝度変調素子を制御する輝度制御信号を生成する輝度信号生成手段と、前記輝度信号生成手段によって決定された前記輝度制御信号に基づいて、前記輝度制御信号ごとに設定された複数の色変換マトリクスのうち一の色変換マトリクスを選択する選択手段と、前記各画像入力信号と前記選択手段によって選択された色変換マトリクスとに基づいて、前記画像変調素子を制御する画像制御信号を生成する画像信号生成手段とを更に具備することが好ましい。
本発明によれば、緑色光１色についての画像入力信号のみに基づいて輝度制御信号を決定するので、赤色光、緑色光及び青色光の３色についての画像入力信号に基づいて輝度制御信号を決定する場合と比べて、簡単な処理で済む。これにより、赤色光、緑色光及び青色光の輝度のバランスを取ることが容易になる。

本発明に係るプロジェクタは、上記の画像表示装置を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能な画像表示装置を搭載したので、少ない消費電力でも表示の性能が高いプロジェクタを得ることができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、プロジェクタ１の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ１は、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタであり、画像表示装置２と、投射レンズ３とを主体として構成されている。

画像表示装置２は、大別すると、光源部４と、均一照明部５と、色変調部６と有している。
光源部４は、ランプ１１と、リフレクタ１２とを主体として構成されている。ランプ１１は、画像表示装置２、ひいてはプロジェクタ１の光源であり、例えば白色光を射出する高圧水銀ランプ等が用いられている。リフレクタ１２は、当該白色光を反射する反射部材であり、当該ランプ１１からの白色光がスクリーン７の投射面７ａに対してほぼ直交に入射する方向に進むよう、設けられている。

均一照明部５は、フライアイレンズ１３、１４と、偏光変換素子１５と、集光レンズ１６とを主体として構成されている。フライアイレンズ１３、１４は、複数の２次光源像を形成する。集光レンズ１６は、フライアイレンズで形成された２次光源像を重畳する。

色変調部６は、ダイクロイックミラー１７、１８と、反射ミラー１９、２０、２１と、液晶ライトバルブ２２、２３、２４と、ダイクロイックプリズム２５とを主体として構成されている。
ダイクロイックミラー１７は、ランプ１１から射出される白色光のうち、赤色光Ｌ_Ｒを透過させると共に、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂを反射する。ダイクロイックミラー１８は、緑色光Ｌ_Ｇを反射し、青色光Ｌ_Ｂを透過する。
反射ミラー１９は、赤色光Ｌ_Ｒをダイクロイックプリズム２５側へ反射する。反射ミラー２０、２１は、青色光Ｌ_Ｂをそれぞれ直角に反射し、ダイクロイックプリズム２５へ導光する。なお、ダイクロイックミラー１７が、透過した赤色光Ｌ_Ｒの波長域を狭くすることが可能な狭帯域化機能（狭帯域化部）を有しても良い。

液晶ライトバルブ２２は、画像信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒを画像光に変調する画像変調ライトバルブである。
液晶ライトバルブ２３は、画像信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調ライトバルブ２３ａと、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ２３ｂとを有している。
液晶ライトバルブ２４は、画像信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂを画像光に変調する画像変調ライトバルブ２４ａと、輝度信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ２４ｂとを有している。

各液晶ライトバルブ２２、２３、２４は、例えば４．６平方センチメートル（約０．７平方インチ）程度の寸法を有し、マトリクス状に画素が形成された液晶装置によって構成されている。また、画像変調ライトバルブ２２、２３ａ、２４ａと輝度変調ライトバルブ２３ｂ、２４ｂとでは、画素数は同一になっており、また、画素の配列やピッチも同一になっている。

また、画像変調ライトバルブ２３ａと輝度変調ライトバルブ２３ｂとは、ほぼ同一の寸法に形成されており、例えば両面テープなどの図示しない貼合部材によって一体的に貼り合わされている。画像変調ライトバルブ２４ａと輝度変調ライトバルブ２４ｂとについても同様に、ほぼ同一の寸法に形成されており、貼合部材によって一体的に貼り合わされている。なお、２つのライトバルブ間にマイクロレンズアレイ等の結像の光学的集光素子を挟んでも良い。さらに、別体のものを貼りあわせるのではなく、当初から一体的に製造されているライトバルブを用いても良い。

ダイクロイックプリズム２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされてなる。内面には、赤色光Ｌ_Ｒを反射する誘電体多層膜２５ａと青色光Ｌ_Ｂを反射する誘電体多層膜２５ｂとが十字状に形成されている。誘電体多層膜２５ａ、２５ｂは、共に緑色光Ｌ_Ｇを透過するようになっている。各誘電体多層膜２５ａ、２５ｂによって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光（映像光）が形成されるようになっている。

投射レンズ３は、映像光をスクリーン７に向けて投射する。
ランプ１１からの光は、平行光（直線偏光）に変換され、液晶ライトバルブ２２、２３、２４により変調され、変調された各色光は投射レンズ３によりスクリーン７上に投射される。

このように、本実施形態によれば、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ、青色光Ｌ_Ｂの３色光のうち赤色光Ｌ_Ｒを変調する液晶ライトバルブを１つにしたことによって、すなわち、１変調にしたことによって、上記の３色光の全てを２変調とした場合に比べて光効率が向上するので、ランプ１１のワット数を大幅に上げる必要が無い。また、色光の性質に応じて１変調と２変調と使い分けることも可能となる。これにより、解像度の向上や階調性の向上、コントラストの向上、輝度ムラの解消を図りつつも、消費電力が増大することが無く、コストを抑えることが可能となる。

また、本実施形態によれば、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの２色についての画像入力信号Ｇ、Ｂに基づいて輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔを決定するので、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの３色光についての画像入力信号に基づいて輝度制御信号を決定する場合と比べて、簡単な処理で済む。これにより、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの輝度のバランスを取ることが容易になる。また、これに伴って、ダイクロイックプリズム２５において各色光を合成する際の位置合わせを容易に行うことが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
図４は、プロジェクタ１０１の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ１０１は、第１実施形態と同様に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタであり、画像表示装置１０２と、投射レンズ１０３とを主体として構成されている。画像表示装置１０２は、大別すると、光源部１０４と、均一照明部１０５と、色変調部１０６と有している。均一照明部１０５については、第１実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。

光源部１０４は、ランプ１１１と、リフレクタ１１２とを主体として構成されている。ランプ１１１は、第１実施形態と同様、例えば白色光を射出する高圧水銀ランプ等が用いられている。リフレクタ１１２は、当該白色光を反射する反射部材であり、当該ランプ１１１からの白色光がスクリーン１０７の投射面１０７ａに対してほぼ平行になる方向に進むよう、設けられている。

色変調部１０６は、ダイクロイックミラー１１７、１１８と、反射ミラー１１９、１２０、１２１と、液晶ライトバルブ１２２、１２３、１２４、１２５と、ダイクロイックプリズム１２６、１２７と、Ｒ光路用リレー光学系１２８と、ＧＢ光路用リレー光学系１２９と、Ｂ光路用リレー光学系１３０とを主体として構成されている。

ダイクロイックミラー１１７は、ランプ１１１から射出される白色光のうち、赤色光Ｌ_Ｒを反射させると共に、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂを透過する。第１実施形態と同様に、当該ダイクロイックミラー１１７が、透過した緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの波長域を狭くすることが可能な狭帯域化機能（狭帯域化部）を有しても良い。ダイクロイックミラー１１８は、緑色光Ｌ_Ｇを反射し、青色光Ｌ_Ｂを透過する。
反射ミラー１１９は、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとの合成光Ｌ_ＧＢをダイクロイックプリズム１２７側へ反射する。反射ミラー１２０、１２１は、青色光Ｌ_Ｂをそれぞれ直角に反射し、ダイクロイックプリズム１２６へ導光する。

画像変調ライトバルブ１２２は、画像信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒを画像光に変調する画像変調素子である。画像変調ライトバルブ１２３は、画像信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調素子である。画像変調ライトバルブ１２４は、画像信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂを画像光に変調する画像変調素子である。
輝度変調ライトバルブ１２５は、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとの合成光Ｌ_ＧＢの輝度を変調する輝度変調素子である。

第１実施形態と同様、各液晶ライトバルブ１２２、１２３、１２４及び輝度変調ライトバルブ１２５は、例えば４．６平方センチメートル程度の寸法を有し、マトリクス状に画素が形成された液晶装置によって構成されている。また、各画像変調ライトバルブ１２２、１２３、１２４の画素数と輝度変調ライトバルブ１２５の画素数とは同一になっており、また、画素の配列やピッチも同一になっている。

ダイクロイックプリズム１２６は、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとを合成する光学部材であり、２つの直角プリズムの斜辺同士が貼り合わされてなる。貼り合せ面には、緑色光Ｌ_Ｇを透過し青色光Ｌ_Ｂを反射する誘電体多層膜１２６ａが形成されている。当該ダイクロイックプリズム１２６によって緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとが合成され、合成光Ｌ_ＧＢとなる。

ダイクロイックプリズム１２７は、２つの直角プリズムの斜辺同士が貼り合わされてなる光学部材であり、貼り合せ面には、赤色光Ｌ_Ｒを透過し合成光Ｌ_ＧＢを反射する誘電体多層膜１２７ａが形成されている。当該ダイクロイックプリズム１２７によって赤色光Ｌ_Ｒと合成光Ｌ_ＧＢとが合成され、画像を表す画像光となる。

なお、ダイクロイックプリズム１２７の面１２７ｃには、画像変調ライトバルブ１２２が貼り付けられており、ダイクロイックプリズム１２６の面１２６ｃには、画像変調ライトバルブ１２３が貼り付けられており、ダイクロイックプリズム１２６の面１２６ｄには、画像変調ライトバルブ１２４が貼り付けられている。また、ダイクロイックプリズム１２７の面１２７ｄには、輝度変調ライトバルブ１２５が固定されている。

Ｒ光路用リレー光学系１２８は、赤色光Ｌ_Ｒを導光する光学系であり、ダイクロイックミラー１１７と画像変調ライトバルブ１２２との間に設けられている。ＧＢ光路用リレー光学系１２９は、合成光Ｌ_ＧＢを導光する光学系であり、ダイクロイックプリズム１２６と輝度変調ライトバルブ１２５との間に設けられている。また、このＧＢ光路用リレー光学系１２９は、両側テレセントリック性を持つことが好ましい。Ｂ光路用リレー光学系１３０は、青色光Ｌ_Ｂを導光する光学系であり、ダイクロイックミラー１１８と画像変調ライトバルブ１２４との間に反射ミラー１１９、１２０を介して設けられている。

次に、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１２２、１２３、１２４の画像処理について説明する。スクリーン１０７に投影される画像は、それぞれの液晶ライトバルブ１２２、１２３、１２４について画素単位で変調行うことで生成される。以下説明する画像処理装置３０は、当該画素単位の変調を制御するものである。

図３に示すように、画像処理装置３０は、入力部３１と、信号処理部３２と、画像制御信号出力部３３と、輝度制御信号出力部３４とを有している。本実施形態に係る画像処理装置３０では、入力部３１にｓＲＧＢ形式の画像入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂが入力され、信号処理部３２で当該入力信号の処理が行われ、画像制御信号出力部３３からは８ビットの画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔが出力され、輝度制御信号出力部３４からは８ビットの輝度制御信号（Ｔ_８ｂｉｔ）が出力される。画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔは画素変調ライトバルブ１２２、１２３、１２４を制御する信号であり、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔは輝度変調ライトバルブ１２５を制御する信号である。

信号処理部３２には、テーブル３５と、最大値算出・選択部３６と、逆γ補正部３７と、マトリクス記憶部３８と、マトリクス演算・選択部３９と、γ補正部４０とが設けられている。
テーブル３５には、入力されるＲ、Ｇ、ＢのうちＧ及びＢの信号について、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔに対応した値Ｇ−ＴＧ−１ＤＬＵＴ及びＢ−ＴＢ−１ＤＬＵＴが準備されている。ここでは、Ｇ−ＴＧ−１ＤＬＵＴが準備されているテーブルをテーブル３５Ｇとし、Ｂ−ＴＢ−１ＤＬＵＴが準備されているテーブルをテーブル３５Ｂとする。

最大値算出・選択部３６では、テーブル３５Ｇに準備されている値Ｇ−ＴＧ−１ＤＬＵＴを入力値Ｇから引いた値（Ｔ_Ｇ）と、テーブル３５Ｂに準備されている値Ｂ−ＴＢ−１ＤＬＵＴを入力値Ｂから引いた値（Ｔ_Ｂ）とをそれぞれを算出し、Ｔ_Ｇ及びＴ_Ｂのうち最大値を選択する。さらに、選択された最大値を輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔとして、輝度制御信号出力部３４へと出力する。この輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔの値は、輝度に応じて２５６段階に設定されており、輝度がゼロの場合はＴ_０であり、輝度が最大の場合はＴ_２５５である。

逆γ補正部３７は、入力されたＲ、Ｇ、Ｂを逆γ補正し、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に変換する。
マトリクス記憶部３８には、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’を出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”に変換するための３×３マトリクスが、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔの値ごとに、すなわち、Ｔ_０（輝度がゼロの場合）〜Ｔ_２５５（輝度が最大の場合）まで２５６段階のＴ_８ｂｉｔについて記憶されている。

マトリクス演算・選択部３９は、マトリクス記憶部３８から、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔに対応した３×３マトリクスを選択し、選択した３×３マトリクスを入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に乗じて、出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”を算出する。
γ補正部４０では、出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”をγ補正し出力８ビットＲ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔに変換して、当該出力８ビットＲ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔを画像制御信号として画像制御信号出力部３３に出力する。

次に、図４のフローチャートをもとにして、画像処理装置３０における処理の手順を説明する。
まず、入力部３１から入力された入力Ｒ、Ｇ、Ｂの信号を取得する（ステップ４０１）。続いて、最大値算出・選択部３６によって、この入力Ｒ、Ｇ、Ｂの信号のうち、Ｇ、ＢからＴ_Ｇ、Ｔ_Ｂを決定し（ステップ４０２）、このＴ_Ｇ、Ｔ_Ｂのうち最大値を輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔとする（ステップ４０３）。

次に、逆γ補正部３７によって入力Ｒ、Ｇ、Ｂを逆γ補正し、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’を取得する（ステップ４０４）。続いて、マトリクス演算・選択部３９によって輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔをもとにして３×３マトリクスを選択し（ステップ４０５）、選択した３×３マトリクスを入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に乗じて出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”を算出する（ステップ４０６）。そして、γ補正部４０によって出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”をγ補正し、画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔを算出する（ステップ４０７）。
このようにして、画像変調ライトバルブ１２２、１２３、１２４及び輝度変調ライトバルブ１２５を制御する。

本発明によれば、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとを合成するダイクロイックプリズム１２６と輝度変調ライトバルブ１２５との間にＧＢ光路用リレー光学系が設けられているので、当該ＧＢ光路用リレー光学系を設計する際には緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの波長を考慮すれば良く、赤色光Ｌ_Ｒの波長を考慮する必要が無い。このため、ＧＢ光路用リレー光学系の設計が容易になり、当該ＧＢ光路用リレー光学系に要するコストを抑えることができる。また、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとの２色光の合成光Ｌ_ＧＢをＧＢ光路用リレー光学系によって輝度変調ライトバルブ１２５上に結像させる際には、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの３色光の合成光を一度に結像させる場合に比べて、輝度変調ライトバルブ１２５上での位置ズレが生じにくくなるため、この位置ズレに起因する色ムラが発生しにくくなる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
図５は、プロジェクタ２０１の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ２０１は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタであり、画像表示装置２０２と、投射レンズ２０３とを主体として構成されている。画像表示装置２０２は、大別すると、光源部２０４と、均一照明部２０５と、色変調部２０６と有している。均一照明部２０５については、第１実施形態及び第２実施形態と同様の構成であるため、説明を省略する。

光源部２０４は、ランプ２１１と、リフレクタ２１２とを主体として構成されている。ランプ２１１は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、例えば白色光を射出する高圧水銀ランプ等が用いられている。リフレクタ２１２は、白色光を反射する反射部材であり、当該ランプ２１１からの白色光がスクリーン２０７の投射面２０７ａに対してほぼ直交に入射する方向に進むように設けられている。すなわち、光源部２０４は、第１実施形態と同様の配置であって、第２実施形態とは異なる配置になっている。

色変調部２０６は、ダイクロイックミラー２１７、２１８と、反射ミラー２１９、２２０、２２１と、液晶ライトバルブ２２２、２２３、２２４、２２５と、ダイクロイックプリズム２２６、２２７と、Ｒ光路用リレー光学系２２８と、ＧＢ光路用リレー光学系２２９とを主体として構成されている。

ダイクロイックミラー２１７は、ランプ２１１から射出される白色光のうち、緑色光Ｌ_Ｇを透過させると共に、赤色光Ｌ_Ｒ及び青色光Ｌ_Ｂを反射する。ダイクロイックミラー２１８は、青色光Ｌ_Ｂを反射し、赤色光Ｌ_Ｒを透過する。当該ダイクロイックミラー２１８が、透過した緑色光Ｌ_Ｇの波長域を狭くすることが可能な狭帯域化機能（狭帯域化部）を有しても良い。
反射ミラー２１９は、緑色光Ｌ_Ｇをダイクロイックプリズム２２６側へ反射する。反射ミラー２２０、２２１は、赤色光Ｌ_Ｒをそれぞれ直角に反射し、ダイクロイックプリズム２２７へ導光する。

画像変調ライトバルブ２２２は、画像信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒを画像光に変調する画像変調素子である。画像変調ライトバルブ２２３は、画像信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調素子である。画像変調ライトバルブ２２４は、画像信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂを画像光に変調する画像変調素子である。
輝度変調ライトバルブ２２５は、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとの合成光Ｌ_ＧＢの輝度を変調する輝度変調素子である。

第１実施形態と同様、各液晶ライトバルブ２２２、２２３、２２４及び輝度変調ライトバルブ２２５は、例えば４．６平方センチメートル程度の寸法を有し、マトリクス状に画素が形成された液晶装置によって構成されている。また、各画像変調ライトバルブ２２２、２２３、２２４の画素数と輝度変調ライトバルブ２２５の画素数とは同一になっており、また、画素の配列やピッチも同一になっている。

ダイクロイックプリズム２２６は、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとを合成する光学部材であり、２つの直角プリズムの斜辺同士が貼り合わされてなる。貼り合せ面には、青色光Ｌ_Ｂし緑色光Ｌ_Ｇを反射する誘電体多層膜２２６ａが形成されている。当該ダイクロイックプリズム２２６によって緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとが合成され、合成光Ｌ_ＧＢとなる。

ダイクロイックプリズム２２７は、２つの直角プリズムの斜辺同士が貼り合わされてなる光学部材であり、貼り合せ面には、赤色光Ｌ_Ｒを反射し合成光Ｌ_ＧＢを透過する誘電体多層膜２２７ａとが形成されている。当該ダイクロイックプリズム１２７によって赤色光Ｌ_Ｒと合成光Ｌ_ＧＢとが合成され、白色光となる。

なお、ダイクロイックプリズム２２７の面２２７ｃには、画像変調ライトバルブ２２２は貼り付けられており、ダイクロイックプリズム２２６の面２２６ｃには、画像変調ライトバルブ２２３が貼り付けられており、ダイクロイックプリズム２２６の面２２６ｄに画像変調ライトバルブ２２４が貼り付けられている。また、ダイクロイックプリズム２２７の面２２７ｄには、輝度変調ライトバルブ２２５が貼り付けられている。

Ｒ光路用リレー光学系２２８は、赤色光Ｌ_Ｒを導光する光学系であり、ダイクロイックミラー２１８と画像変調ライトバルブ２２２との間に、反射ミラー２２０、２２１を介して設けられている。ＧＢ光路用リレー光学系２２９は、合成光Ｌ_ＧＢを導光する光学系であり、ダイクロイックプリズム２２６と輝度変調ライトバルブ２２５との間に設けられている。

本実施形態では、光源部２０４を第２実施形態の光源部１０４とは異なるように配置することによって、色変調部２０６の構成が第２実施形態の色変調部１０６の構成と異なるようになっている。具体的には、第２実施形態の色変調部１０６においては、赤色光Ｌ_Ｒを投射レンズ１０７の光軸に重ねるように光学系を配置する構成であり、本実施形態の色変調部２０６においては、緑色光Ｌ_Ｇと青色光Ｌ_Ｂとの合成光Ｌ_ＧＢを投射レンズ２０７の光軸に重ねるように光学系を配置する構成である。いずれの構成であっても、第２実施形態と同様の効果を得ることができ、画像形成装置としての設計の幅が広がるものである。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。本実施形態では、青色光のみを１変調とし、赤色光及び緑色光を２変調とするプロジェクタの構成について説明する。

図６は、プロジェクタ３０１の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ３０１は、第１実施形態〜第３実施形態と同様に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタであり、画像表示装置３０２と、投射レンズ３０３とを主体として構成されている。画像表示装置３０２は、大別すると、光源部３０４と、均一照明部３０５と、色変調部３０６と有している。なお、光源部３０４及び均一照明部３０５については、第１実施形態と同様の構成であるため、本実施形態では説明を省略する。

色変調部３０６は、ダイクロイックミラー３１７、３１８と、反射ミラー３１９、３２０、３２１と、液晶ライトバルブ３２２、３２３、３２４と、ダイクロイックプリズム３２５とを主体として構成されている。
ダイクロイックミラー３１７は、ランプ１１から射出される白色光のうち、青色光Ｌ_Ｂを透過させると共に、赤色光Ｌ_Ｒ及び緑色光Ｌ_Ｇを反射する。当該ダイクロイックミラー３１７が、透過した青色光Ｌ_Ｂの波長域を狭くすることが可能な狭帯域化機能（狭帯域化部）を有しても良い。ダイクロイックミラー３１８は、緑色光Ｌ_Ｇを反射し、赤色光Ｌ_Ｒを透過する。
反射ミラー３１９は、青色光Ｌ_Ｂをダイクロイックプリズム３２５側へ反射する。反射ミラー３２０、３２１は、赤色光Ｌ_Ｒをそれぞれ直角に反射し、ダイクロイックプリズム３２５へ導光する。

液晶ライトバルブ３２２は、画像信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒを画像光に変調する画像変調ライトバルブ３２２ａと、輝度信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ３２２ｂとを有している。
液晶ライトバルブ３２３は、画像信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調ライトバルブ３２３ａと、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ３２３ｂとを有している。
液晶ライトバルブ３２４は、画像信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂを画像光に変調する画像変調ライトバルブ３２４である。

第１実施形態と同様に、各液晶ライトバルブ３２２、３２３、３２４は、例えば４．６平方センチメートル程度の寸法を有し、マトリクス状に画素が形成された液晶装置によって構成されている。また、画像変調ライトバルブ３２２ａ、３２３ａ、３２４と輝度変調ライトバルブ３２２ｂ、３２３ｂとでは、画素数は同一になっており、また、画素の配列やピッチも同一になっている。

また、画像変調ライトバルブ３２２ａと輝度変調ライトバルブ３２２ｂとは、ほぼ同一の寸法に形成されており、例えば両面テープなどの図示しない貼合部材によって一体的に貼り合わされている。画像変調ライトバルブ３２３ａと輝度変調ライトバルブ３２３ｂとについても同様に、ほぼ同一の寸法に形成されており、貼合部材によって一体的に貼り合わされている。

ダイクロイックプリズム３２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされてなる。内面には、青色光Ｌ_Ｂを反射する誘電体多層膜３２５ａと赤色光Ｌ_Ｒを反射する誘電体多層膜３２５ｂとが十字状に形成されている。誘電体多層膜３２５ａ、３２５ｂは、共に緑色光Ｌ_Ｇを透過するようになっている。各誘電体多層膜３２５ａ、３２５ｂによって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光（映像光）が形成されるようになっている。

近年、カラーの画像を視聴するユーザの間では、色温度の高い色が好まれる傾向にある。赤色に近づくほど色温度が低いとされ、青色に近づくほど色温度が高いとされている。本実施形態によれば、色温度の高い青色光Ｌ_Ｂを１変調にすることによって、青色光Ｌ_Ｂの光効率を向上させることができるので、ユーザの要求を満たす色温度の高い表示が可能となる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態を説明する。第１実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。本実施形態では、赤色光及び青色光の２色光を１変調とし、緑色光のみを２変調とするプロジェクタの構成について説明する。

図７は、プロジェクタ４０１の内部の構成を概略的に示す図である。
プロジェクタ４０１は、第１実施形態〜第４実施形態と同様に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色毎に透過型液晶ライトバルブを備えた３板式の液晶プロジェクタであり、画像表示装置４０２と、投射レンズ４０３とを主体として構成されている。画像表示装置４０２は、大別すると、光源部４０４と、均一照明部４０５と、色変調部４０６と有している。なお、光源部４０４及び均一照明部４０５については、第１実施形態と同様の構成であるため、本実施形態では説明を省略する。

色変調部４０６は、ダイクロイックミラー４１７、４１８と、反射ミラー４１９、４２０、４２１と、液晶ライトバルブ４２２、４２３、４２４と、ダイクロイックプリズム４２５と、リレー光学系４２６とを主体として構成されている。
ダイクロイックミラー４１７は、ランプ１１から射出される白色光のうち、赤色光Ｌ_Ｒを透過させると共に、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂを反射する。ダイクロイックミラー４１８は、緑色光Ｌ_Ｇを反射し、青色光Ｌ_Ｂを透過する。
反射ミラー４１９は、赤色光Ｌ_Ｒをダイクロイックプリズム４２５側へ反射する。反射ミラー４２０、４２１は、青色光Ｌ_Ｂをそれぞれ直角に反射し、ダイクロイックプリズム４２５へ導光する。

液晶ライトバルブ４２２は、画像信号に基づいて赤色光Ｌ_Ｒを画像光に変調する画像変調ライトバルブである。
液晶ライトバルブ４２３は、画像信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調ライトバルブ４２３ａと、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ４２３ｂとを有している。
液晶ライトバルブ４２４は、画像信号に基づいて青色光Ｌ_Ｂを画像光に変調する画像変調ライトバルブである。

また、図８に示すように、画像変調ライトバルブ４２３ａの画素４２７の数（図８（ａ））に比べて、輝度変調ライトバルブ４２３ｂの画素４２８の数（図８（ｂ））の方が多くなっており、前者よりも後者のほうが一つ一つの画素が小さくなっている。このため、画像変調ライトバルブ４２３ａよりも、輝度変調ライトバルブ４２３ｂの方が、解像度が高くなっている。また、画像変調ライトバルブ４２２、４２４と、輝度変調ライトバルブ４２３ｂとでは、画素数は同一になっており、また、画素の配列も同一になっている。

ダイクロイックプリズム４２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされてなる。内面には、赤色光Ｌ_Ｒを反射する誘電体多層膜４２５ａと青色光Ｌ_Ｂを反射する誘電体多層膜４２５ｂとが十字状に形成されている。誘電体多層膜４２５ａ、４２５ｂは、共に緑色光Ｌ_Ｇを透過するようになっている。各誘電体多層膜４２５ａ、４２５ｂによって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光（映像光）が形成されるようになっている。

なお、ダイクロイックプリズム４２５の面４２５ｃには、画像変調ライトバルブ４２２が貼り付けられており、ダイクロイックプリズム４２５の面４２５ｄには、画像変調ライトバルブ４２４が貼り付けられており、ダイクロイックプリズム４２５の面４２５ｅには、輝度変調ライトバルブ４２３ｂが貼り付けられている。
また、リレー光学系４２６は、緑色光Ｌ_Ｇを導光する光学部材であり、画像変調ライトバルブ４２３ａと輝度変調ライトバルブ４２３ｂとの間に設けられている。

次に、本実施形態に係る液晶ライトバルブ４２２、４２３、４２４の画像処理について説明する。
図９に示すように、画像処理装置４３０は、入力部４３１と、信号処理部４３２と、画像制御信号出力部４３３と、輝度制御信号出力部４３４とを有している。本実施形態に係る画像処理装置４３０では、入力部４３１にｓＲＧＢ形式の画像入力信号Ｒ、Ｇ、Ｂが入力され、信号処理部４３２で当該入力信号の処理が行われ、画像制御信号出力部４３３からは８ビットの画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔが出力され、輝度制御信号出力部４３４からは８ビットの輝度制御信号（Ｔ_８ｂｉｔ）が出力される点、画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔは画素変調ライトバルブ４２２、４２３ａ、４２４を制御する信号であり、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔは輝度変調ライトバルブ４２３ｂを制御する信号である。

信号処理部４３２には、テーブル４３５と、最大値算出部４３６と、逆γ補正部４３７と、マトリクス記憶部４３８と、マトリクス演算・選択部４３９と、γ補正部４４０とが設けられている。
テーブル４３５には、入力されるＲ、Ｇ、ＢのうちＧのみの信号について、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔに対応した値Ｇ−ＴＧ−１ＤＬＵＴが準備されている。
最大値算出部４３６では、テーブル４３５に準備されている値Ｇ−ＴＧ−１ＤＬＵＴを入力値Ｇから引いた値（Ｔ_Ｇ）を算出する。さらに、算出されたＴ_Ｇを輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔとして、輝度制御信号出力部４３４へと出力する。

逆γ補正部４３７は、入力されたＲ、Ｇ、Ｂを逆γ補正し、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に変換する。
マトリクス記憶部４３８には、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’を出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”に変換するための３×３マトリクスが、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔの値ごとに、すなわち、Ｔ_０（輝度がゼロの場合）〜Ｔ_２５５（輝度が最大の場合）まで２５６段階のＴ_８ｂｉｔについて記憶されている。

マトリクス演算・選択部４３９は、マトリクス記憶部４３８から、輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔに対応した３×３マトリクスを選択し、選択した３×３マトリクスを入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に乗じて、出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”を算出する。
γ補正部４４０では、出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”をγ補正し出力８ビットＲ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔに変換して、当該出力８ビットＲ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔを画像制御信号として画像制御信号出力部４３３に出力する。

次に、図１０のフローチャートをもとにして、画像処理装置４３０における処理の手順を説明する。
まず、入力部４３１から入力された入力Ｒ、Ｇ、Ｂの信号を取得する（ステップ１００１）。続いて、最大値算出部４３６によって、この入力Ｒ、Ｇ、Ｂの信号のうち、ＧをもとにしてＴ_Ｇを算出し、このＴ_Ｇを輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔとする（ステップ１００２）。

次に、逆γ補正部４３７によって入力Ｒ、Ｇ、Ｂを逆γ補正し、入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’を取得する（ステップ１００３）。続いて、マトリクス演算・選択部４３９によって輝度制御信号Ｔ_Ｇをもとにして３×３マトリクスを選択し（ステップ１００４）、選択した３×３マトリクスを入力リニアＲ’、Ｇ’、Ｂ’に乗じて出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”を算出する（ステップ１００５）。そして、γ補正部４４０によって出力リニアＲ”、Ｇ”、Ｂ”をγ補正し、画像制御信号Ｒ_８ｂｉｔ、Ｇ_８ｂｉｔ、Ｂ_８ｂｉｔを算出する（ステップ１００６）。
このようにして、画像変調ライトバルブ４２２、４２３ａ、４２４及び輝度変調ライトバルブ４２３ｂを制御する。

本実施形態によれば、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ、青色光Ｌ_Ｂの３色光うち黒浮きの起こりやすい緑色光Ｌ_Ｇのみを２変調にすることによって、黒浮きを十分抑えることができる。また、赤色光Ｌ_Ｒ及び青色光Ｌ_Ｂを１変調にすることによって、当該赤色光Ｌ_Ｒ及び青色光Ｌ_Ｂの光効率を向上させることができるので、十分な明るさを確保することができる。

また、本実施形態によれば、緑色光Ｌ_Ｇ１色についての入力信号に基づいて輝度制御信号Ｔ_８ｂｉｔを決定するので、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの３色光についての画像入力信号に基づいて輝度制御信号を決定する場合と比べて、簡単な処理で済む。これにより、赤色光Ｌ_Ｒ、緑色光Ｌ_Ｇ及び青色光Ｌ_Ｂの輝度のバランスを取ることが容易になる。また、２変調に関わるのは、緑色光Ｌ_Ｇを画像光に変調する画像変調ライトバルブ４２３ａと、輝度信号に基づいて緑色光Ｌ_Ｇの輝度を変調する輝度変調ライトバルブ４２３ｂと、リレー光学系４２６のみであるため、位置合わせを容易に行うことが可能となる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記各実施形態、例えば第１実施形態においては、ダイクロイックミラー１７に狭帯域化の機能を持たせた構成になっているが、これに限られることは無く、例えば、ダイクロイックプリズム２５の面１７ｃに狭帯域化機能を持たせても良い。更に、狭帯域化部を狭帯域化フィルタとして、該当する色光の光路中に独立して配置させても勿論構わない。

また、上記各実施形態では、光変調素子として透過型の液晶ライトバルブを用いた例を示したが、反射型の液晶ライトバルブを用いても良い。さらには、微小ミラーアレイデバイスを用いても良い。
また、上記各実施形態では、プロジェクタとして、別途設けられたスクリーン１０７に投射するフロントプロジェクタの例を示したが、スクリーンと筐体を備えたリアプロジェクタにも用いることもできる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図。 本実施形態に係るプロジェクタの液晶ライトバルブの構成を示す図。 本実施形態に係るプロジェクタの画像処理装置の構成を示す図。 本実施形態に係る画像処理装置の処理の流れを示すフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。 本発明の第５実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図である。 本実施形態に係るプロジェクタの画像処理装置の構成を示す図。 本実施形態に係る画像処理装置の処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１、１０１、２０１、３０１、４０１…プロジェクタ ２、１０２、２０２、３０２、４０２…画像表示装置 ６、１０６、２０６、３０６、４０６…色変調部 ２２〜２４、１２２〜１２４、２２２〜２２４、３２２〜３２４、４２２〜４２４…液晶ライトバルブ ３０、１３０、２３０、３３０、４３０…画像処理装置

Claims (16)

1. 光源と、
   前記光源からの光を複数の色光に分離する色分離手段と、
   前記色分離手段によって分離された色光を変調する光変調部と、
   前記変調部によって変調された色光を合成する色合成手段と、
   を具備し、
   前記光変調部は、
   前記複数の色光のうち所定の色光を変調する第１光変調手段と、前記第１光変調手段からの光を変調する第２の光変調手段と、
   前記所定の色光以外の色光を変調する第３の光変調手段を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、
   前記所定の色光が、緑色光及び青色光であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第１光変調手段は、緑色光を変調する緑色変調素子と、青色光を変調を変調する青色変調素子を備え、
   前記第２光変調手段は、前記緑色光と前記青色光との合成光を変調する合成光変調素子を備え、
   前記第３光変調手段は、前記赤色光を変調する赤色変調素子を備え、
   前記第１光変調手段と前記第２光変調手段との間に設けられ、前記緑色光と前記青色光を合成する緑青光合成部を備え、
   前記色合成部と前記合成光変調素子との間には、前記合成光を導光するリレー光学系が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記緑色変調素子及び前記青色変調素子が前記緑青光合成部に固定されており、
   前記合成変調素子が前記色合成手段に固定されていることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、
   前記所定の色光が、赤色光及び緑色光であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記複数の色光が、赤色光、緑色光及び青色光を含んでおり、
   前記所定の色光が、緑色光であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記所定の色光を変調する第１光変調手段と前記第２変調手段との間に、前記緑色光を導光するリレー光学系が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
8. 前記第２光変調手段と前記第３の光変調手段とが、前記色合成手段に固定れていることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
9. 前記第１光変調手段および前記第３の光変調手段が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、
   前記第２光変調手段が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、
   前記緑色光を変調する前記画像変調素子に設けられた画素数が、前記輝度変調素子に設けられた画素数よりも少ないことを特徴とする請求項６乃至請求項８のうちいずれか一項に記載の画像表示装置。
10. 前記他の色光の光路上に設けられ、当該他の色光の波長域を狭帯域化する狭帯域化部を更に具備することを特徴とする請求項２乃至請求項９のうちいずれか一項に記載の画像表示装置。
11. 前記色分離手段が、ダイクロイックミラーであり、
    前記狭帯域化部が、前記ダイクロイックミラーに設けられた光学フィルタからなることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記色合成手段が、ダイクロイックプリズムであり、
    前記狭帯域化部が、前記ダイクロイックプリズムに設けられた光学フィルタからなることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
13. 前記第１の光変調手段と前記第２の光変調手段が一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
14. 前記第１光変調素子及び前記第３の光変調素子が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、
    前記第２光変調素子が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、
    前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光についての画像入力信号を入力する入力手段と、
    前記入力手段によって入力された各画像入力信号のうち前記緑色光及び前記青色光についての前記画像入力信号に基づいて、前記輝度変調素子を制御する輝度制御信号を生成する輝度信号生成手段と、
    前記輝度信号生成手段によって決定された輝度制御信号に基づいて、前記輝度制御信号ごとに設定された複数の色変換マトリクスのうち一の色変換マトリクスを選択する選択手段と、
    前記各画像入力信号と前記選択手段によって選択された色変換マトリクスとに基づいて、前記画像変調素子を制御する画像制御信号を生成する画像信号生成手段と
    を更に具備することを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
15. 前記第１光変調素子及び前記第３の光変調素子が、前記所定の色光を画像光に変調する画像変調素子であり、
    前記第２光変調素子が、前記所定の色光の輝度を調節する輝度変調素子であり、
    前記赤色光、前記緑色光及び前記青色光についての画像入力信号を入力する入力手段と、
    前記入力手段によって入力された各画像入力信号のうち前記緑色光についての前記画像入力信号に基づいて、前記輝度変調素子を制御する輝度制御信号を生成する輝度信号生成手段と、
    前記輝度信号生成手段によって決定された前記輝度制御信号に基づいて、前記輝度制御信号ごとに設定された複数の色変換マトリクスのうち一の色変換マトリクスを選択する選択手段と、
    前記各画像入力信号と前記選択手段によって選択された色変換マトリクスとに基づいて、前記画像変調素子を制御する画像制御信号を生成する画像信号生成手段と
    を更に具備することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像表示装置。
16. 請求項１乃至請求項１５のうちいずれか一項に記載の画像表示装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
    

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