JP2009098627A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、低コストでかつ高コントラスト化が図れる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＲＧＢ各色用の３つの光変調素子を有する投写型映像表示装置において、各光変調素子それぞれの光入射側に設けられ、かつその光変調素子に入射する光量を調整するための複数の光量調整素子、ならびにＲＧＢ入力信号に基づいて各光量調整素子を制御する制御手段を備えている。各光量調整素子による光量低下分を補うようにＲＧＢ入力信号を補正する信号補正手段を備えていてもよい。
【選択図】図１

Description

この発明は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置では、その投写映像は投写環境に大きく影響されるため、高コントラスト化を図る必要がある。

特開２００１−３４６２１９号公報には、カラースイッチを使用した単板式のプロジェクタにおいて、入力映像信号の平均輝度を算出し、得られた平均輝度によりカラースイッチの透過率を制御することにより、コントラストを向上化させることが開示されている。この従来技術では、入力映像信号の平均輝度に基づいてカラースイッチの透過率を制御しているので、丸めの影響で最高の輝度が得られないという問題がある。また、この従来技術は単板式プロジェクタに限定した技術である。

特開２００６−１２８１２５号公報には、複数の発光ダイオードを液晶のバックライトとして使用することが開示されている。この従来技術では、直視型ＬＥＤディスプレイにおいて、コントラストを向上させるための有効な手段である。しかしながら、プロジェクタにこの技術を適応させるためには、光源を複数用意する必要があるので、コストが高くなるとともに、機器が大型化してしまうので、現実的ではない。
特開２００１−３４６２１９号公報 特開２００６−１２８１２５号公報 特表２０００−５１０９６１号公報

この発明は、低コストでかつ高コントラスト化が図れる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、光を出射する光源（例えば、ランプ１）と、映像の入力信号に基づいて前記光を変調する複数の光変調素子（例えば、液晶ライトバルブ２１）とを有するものである。この投写型映像表示装置は、各光変調素子の光入射側に配置され、前記光変調素子に入射する光量を調整するための光量調整素子（例えば、香料調整素子１１）と、前記入力信号に基づいて前記光量調整素子を制御する制御手段（例えば、光量制御部１２２）と、を備える。

かかる発明によれば、光量調整素子を光変調素子の光入射側に挿入することにより、映像の入力信号に基づいて、光変調素子に入射する光量を個別に調整することができる。従って、投写型映像表示装置において、低コストで、高コントラスト化を図ることができる。

第１の特徴おいて、前記制御手段は、前記各光量調整素子によって低下した光量を補うように、前記光変調素子へ出力する信号を補正する信号補正部（映像信号補正部１１１）を備える。これにより、コントラスト感を向上させることができる。

第１の特徴おいて、前記各光量調整素子は、複数のブロックに分割されており、前記複数のブロックに対応する前記光変調素子の表示領域の毎に光量が調整される。これにより、映像表現をより豊かにすることができる。

第１の特徴おいて、前記光源は、少なくとも赤色、緑色および青色を出射するレーザ光源（レーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）を含む。これにより、色再現範囲を拡張することができる。

第１の特徴おいて、前記光変調素子は、前記光を反射して変調する反射型光変調素子（ＤＭＤ素子２１’、２２’、２３’）である。これにより、光の利用効率を向上させることができる。

第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、白色の光を出射する光源（ランプ１）と、第１色の入力信号に基づいて前記光を変調する第１色光変調素子(Ｒ用液晶ライトバルブ２１)と第２色の入力信号に基づいて前記光を変調する第２色光変調素子(Ｇ用液晶ライトバルブ２２)と第３色の入力信号に基づいて前記光を変調する第３色光変調素子(Ｂ用液晶ライトバルブ２３)とを有する。この投写型映像表示装置は、前記第１色光変調素子、前記第２色光変調素子および前記第３色光変調素子のうちいずれかの光変調素子に所定の第１色、第２色および第３色以外の第４色の光が重畳して入射する。第４色光が入射する重畳光変調素子(例えば、Ｇ用液晶ライトバルブ２２)の光入射側に配置され、前記第４色の光量を調整する光量調整素子（例えば、光量調整素子１２）と、前記光量調整素子を制御する制御手段（例えば、光量制御部１２２）と、を備える。前記制御手段は、前記重畳光変調素子に入射する前記第４色光の光量を制限していない場合に、フレーム毎に色再現範囲の範囲外となる画素の割合をエラー率として算出（例えば、エラー率算出部１３１に相当）し、前記エラー率に基づいて前記光量調整素子を制御（例えば、光量制御係数算出部１３２および光量制御部１３３に相当）する。

かかる発明によれば、第４色光の重畳によって表現できなくなってしまった色再現範囲の画素の寡多を算出し、これに基づいて光量調整素子を制御する。従って、低コストで、高コントラストな投写型映像表示装置を提供できるほか、画面全体として、自然な映像を表現することができる。

第２の特徴おいて、前記制御手段は、前記エラー率が第１の閾値未満である場合、前記第４色光の光量を低下させないように、前記光量調整素子を制御する。第２の特徴おいて、前記制御手段は、前記エラー率が第１の閾値以上である場合、前記エラー率が大きいほど前記第４色光の光量が低下するように、前記光量調整素子を制御する。これにより、簡易なアルゴリズムで実現することができる。

この発明によれば、低コストでかつ高コントラスト化が図れるようになる。

以下、図面を参照して、この発明をプロジェクタに適用した場合の実施例について説明する。

〔液晶プロジェクタの概略構成〕
図１は、液晶プロジェクタの概略構成を示している。

光源のランプ１としては、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等が用いられている。液晶ライトバルブとして、赤（Ｒ）用の液晶ライトバルブ２１、緑（Ｇ）用の液晶ライトバルブ２２、青（Ｂ）用の液晶ライトバルブ２３を備えている。各液晶ライトバルブ２１、２２、２３は、液晶パネルと、液晶パネルの光入射側に設けられた入射側偏光板と、液晶パネルの光出射側に設けられた出射側偏光板とから構成されている。

各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の光入射側には、それぞれ光量調整素子１１、１２、１３が配置されている。各光量調整素子１１、１２、１３としては、波長選択性偏光変換素子が用いられている。波長選択性偏光変換素子とは、任意の波長領域のみの偏光を回転させることが可能な素子を意味している。

Ｒ用液晶ライトバルブ２１の入射側にあるＲ用の光量調整素子１１では、赤色波長領域のみの偏光を回転させることができ、Ｇ用液晶ライトバルブ２２の入射側にあるＧ用の光量調整素子１２では、緑色波長領域のみの偏光を回転させることができ、Ｂ用液晶ライトバルブ２３の入射側にあるＢ用の光量調整素子１３では、青色波長領域のみの偏光を回転させることができる。各光量調整素子１１、１２、１３と、対応する液晶ライトバルブ２１、２２、２３内の入射側偏光板とを組み合わせることにより、対応する色の波長領域の光量を変化させることが可能となる。光量調整素子として波長選択性偏光変換素子を用いると、特定波長領域のみの偏光を回転させることが可能となるので、光量制御と位相制御とを同時に行なうことが可能となる。また、色純度を向上させることが可能となる。

光量調整素子１１、１２、１３として用いられる波長選択性偏光変換素子としては、例えば、特表２０００−５１０９６１号公報の図２に開示されているフィルタを用いることができる。このフィルタは、第１のリターダスタックと、変調器（ＬＣＤ）と第２のリターダスタックとから構成されており、変調器に印加される電圧を変化させることにより、任意の波長領域の偏光を０〜９０°の範囲で回転させることが可能である。このようにして任意の波長領域の偏光が回転せしめられたに、後段の液晶ライトバルブ内の入射側偏光板に入射されることにより、光量が制御される。

ランプ１から出力された白色光は、図示しないインテグレータレンズ、偏光変換装置（偏光ビームスプリッタアレイ）および集光レンズを介して第１のダイクロイックミラー２に導かれる。第１のダイクロイックミラー２は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１のダイクロイックミラー２を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー３およびＲ用光量調整素子１１を介してＲ用液晶ライトバルブ２１に導かれる。

第１のダイクロイックミラー２によって反射されたシアンの波長帯域の光は、第２のダイクロイックミラー４に導かれる。第２のダイクロイックミラー４は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２のダイクロイックミラー４によって反射された緑色波長帯域の光は、Ｇ用光量調整素子１２を介してＧ用液晶ライトバルブ２２に導かれる。第２のダイクロイックミラー４を透過した青色波長帯域の光は、反射ミラー５、６およびＢ用光量調整素子１３を介してＢ用液晶ライトバルブ２３に導かれる。

各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に導かれた光は、それを通過する際に変調される。各液晶ライトバルブ２１、２２、２３を通過した変調光（各色の映像光）は、ダイクロイックプリズム２４によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、図示しないと投写レンズによって拡大されて、スクリーン上に投写される。

〔駆動制御の第１実施形態〕
図２は、液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示している。ＲＧＢ入力映像信号は、液晶ライトバルブ駆動部１１２に送られるとともに光量制御係数算出部１２１に送られる。液晶ライトバルブ駆動部１１２は、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の駆動信号を生成して、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に出力する。

光量制御係数算出部１２１は、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて、光量制御係数ｋを算出する。光量制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋは、光量制御部１２２に送られる。光量制御部１２２は、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が入射光量のｋ倍となるように、各光量調整素子１１、１２、１３を制御する。

光量制御係数算出部１２１は、例えば、以下の第１方法または第２方法によって光量制御係数ｋを算出する。

（１）第１方法
第１方法では、光量制御係数算出部１２１は、まず、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて、１フレーム毎に、ＲＧＢ別に信号最大値Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘを検出する。そして、それらのうちの最大値ＭＡＸ｛Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ｝を、信号がとりうる最大値（信号上限値：例えば、２５５）で除算することにより、光量制御係数ｋを求める。

例えば、１フレームのＲＧＢ毎の信号値ヒストグラムが図３に示すようになった場合を想定する。図３では、信号上限値が“１．０”になるように、信号値を規格化している。この場合、ＭＡＸ｛Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ｝／信号上限値＝０．９となるので、光量制御係数ｋは０．９となる。

光量制御部１２２は、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が入射光量のｋ倍となるように、各光量調整素子１１、１２、１３を制御する。上記の例では、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が入射光量の０．９倍となるように、各光量調整素子１１、１２、１３が制御されるので、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が減少する。このようにすると、暗いシーンにおいて各液晶ライトバルブ２１、２２、２３への入射光量が低下せしめられるので、高コントラスト化が図れる。

（２）第２方法
第２方法では、光量制御係数算出部１２１は、まず、図３に示すように、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて、１フレーム毎に、ＲＧＢ別の信号値ヒストグラムを生成する。この際、図３に示すように、信号上限値が“１．０”になるように、各信号値を規格化する。

次に、ＲＧＢ別の信号値ヒストグラムに基づいて、ＲＧＢ毎に、信号値の小さい画素から数えて９５％目の画素に相当する信号値（規格化された信号値）を、Ｒ_９５，Ｇ_９５，Ｂ_９５として抽出する。そして、それらのうちの最大値ＭＡＸ｛Ｒ_９５，Ｇ_９５，Ｂ_９５｝を、光量制御係数ｋとして求める。このようにＲＧＢ毎に信号値の低い方から数えて９５％の数に相当する画素の信号値に基づいて光量制御係数ｋを求めている理由は、ＲＧＢ毎に信号値のうちの最大値（規格化された信号値の最大値）を光量制御係数ｋとした場合には、ＲＧＢ信号のうちの一部にでも規格化後の信号値で１．０が存在すると光量制御ができなくなるので、光量制御する機会が少なくなるおそれがあるからである。

〔駆動制御の第２実施形態〕
第２実施形態においては、第１実施形態に比べて、液晶ライトバルブの駆動回路が異なっている。図４は、液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示している。ＲＧＢ入力映像信号は、映像信号補正部１１１に送られるとともに光量制御係数算出部１２１に送られる。

光量制御係数算出部１２１は、上述した第１方法または第２方法によって光量制御係数ｋを算出する。光量制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋは、光量制御部１２２に送られる。光量制御部１２２は、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が入射光量のｋ倍となるように、各光量調整素子１１、１２、１３を制御する。

光量制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋは、映像信号補正部１１１にも送られる。映像信号補正部１１１は、ＲＧＢ入力映像信号それぞれに係数ｋの逆数１／ｋを乗算することにより、入力映像信号を補正する。映像信号補正部１１１によって補正されたＲＧＢ映像信号は、液晶ライトバルブ駆動部１１２に送られる。液晶ライトバルブ駆動部１１２は、映像信号補正部１１１によって補正されたＲＧＢ映像信号に基づいて各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の駆動信号を生成して、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に出力する。これにより、光量調整素子１１、１２、１３による光量低下分が、入力映像信号を補正することによって補われるので、投写映像を変化させることなく、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３への入射光量を低減させることができる。このため、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の寿命を伸ばすことが可能となる。

例えば、１フレームのＲＧＢ毎の信号値ヒストグラムが図５の上段に示すような場合を想定する。図５では、信号上限値が“１．０”になるように、信号値を規格化している。光量制御係数算出部１２１は、上述した第１方法によって光量制御係数ｋを算出するものとすると、この例では光量制御係数ｋは０．９となる。したがって、各光量調整素子１１、１２、１３を通過する光量が減少する。一方、入力映像信号補正部１１１は、ＲＧＢ入力映像信号それぞれに１／０．９＝１０／９を乗算するので、信号値が大きくなる。この結果、補正後のＲＧＢ映像信号の信号値ヒストグラムは、図５の下段に示すようになる。

〔駆動制御の第３実施形態〕
上記第１実施形態において、光学制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋを外光照度に基づいて補正し、補正後の光量制御係数ｋ’を光量制御部１２２に与えるようにしてもよい。また、上記第２実施形態において、光学制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋを外光照度に基づいて補正し、補正後の光量制御係数ｋ’を光量制御部１２２および映像信号補正部１１１に与えるようにしてもよい。

光量制御係数ｋの補正方法について説明する。図６に示すような外光照度と光量向上係数ａとの関係を示すデータを予め求めておく。そして、このデータと現在の外光照度とに基づいて光量向上係数ａを求める。図６の例では、外光照度がＴＨ１未満であれば光量向上係数ａは０となり、外光照度がＴＨ１以上でＴＨ２未満であれば光量向上係数ａは０から２．０までの範囲内で外光照度が大きくなるほど大きくなり、外光照度がＴＨ２以上であれば光量向上係数ａは２．０となる。光学制御係数算出部１２１によって算出された光量制御係数ｋに、上記のようにして求めた光量向上係数ａを乗算することにより、補正後の光量制御係数ｋ’（＝ａ＊ｋ）を得る。ただし、光量制御係数ｋに光量向上係数ａを乗算した値が１．０を超える場合には、補正された光量制御係数ｋ’を１．０とする。

このように、光量制御係数ｋを補正する理由は、外光照度が高いほど視認性が悪くなるので、外光照度が高い場合に光量調整素子１１、１２、１３による光量の低下量を少なくさせるためである。

〔その他の実施形態〕
上記各第１実施形態〜第３実施形態において、ＲＧＢの各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の液晶パネルの表示領域を、同数および同配置の複数のブロックに分割する。そして、各光量調整素子１１、１２、１３として、液晶パネルの表示領域の分割ブロックに対向する部分（以下、制御単位という）毎に、光量を調整できるものを用いるようにする。このような、光量調整素子１１、１２、１３は、例えば、複数の光量調整素子を組み合わせることにより作ることができる。そして、各光量調整素子１１、１２、１３における各制御単位を、それに対向する分割ブロック内の映像信号に基づいて、制御するようにする。

このようにすると、１画面を分割した複数のブロック単位毎に、光量制御が行なえるので、より豊かな映像表現が可能となる。

上記実施形態においては、光量調整素子１１、１２、１３として、任意の波長領域のみの偏光を回転させることが可能な波長選択性偏光変換素子が用いられているが、液晶シャッタのように単に透過率が可変な素子を用いることができる。

〔液晶プロジェクタの概略構成〕
図７は、液晶プロジェクタの概略構成を示している。図７において、図１と対応するものには、同じ符号を付してある。

この液晶プロジェクタの概略構成は、実施例１とほぼ同様であるが、高輝度化を図るため、第２のダイクロイックミラー４によって反射されてＧ用の光量調整素子１２に入射する光に、緑色（Ｇ）の波長帯域の光以外に、通常色純度低下のために使用されない黄色（Ｙｅ）の波長帯域の光が含まれるようにしている。ただし、色純度の低下が目立つような場合には、Ｙｅ光の光量を低下させるようにしている。

Ｇ用の光量調整素子１２は、図８の左上のグラフに示すように、緑色（Ｇ）の波長帯域の光および黄色（Ｙｅ）の波長帯域の光を透過させる特性を有しているが、図８の左下のグラフに示すように、黄色（Ｙｅ）の波長帯域付近のみの偏光を回転させることが可能となっている。したがって、図８の右側のグラフで示すように、入射光のうち黄色（Ｙｅ）の波長帯域付近のみの透過光量を印加電圧によって制御することが可能となる。

光量調整素子１１、１２、１３としては、例えば、波長選択性偏光変換素子が用いられる。Ｇ用の光量調整素子１２として、例えば、特表２０００−５１０９６１号公報の図２に開示されているフィルタを用いた場合には、図２において、スペクトルＦが黄色（Ｙｅ）の光に相当し、スペクトルＦ（−）が緑色（Ｇ）の光に相当する。

〔駆動制御の実施形態〕
図９は、液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示している。ＲＧＢ入力映像信号は、液晶ライトバルブ駆動部１１２に送られるとともにエラー率算出部１３１に送られる。液晶ライトバルブ駆動部１１２は、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の駆動信号を生成して、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に出力する。

エラー率算出部１３１は、ＲＧＢ入力映像信号に基づいて、エラー率ｅを算出する。エラー率算出部１３１によって算出されたエラー率ｅは、光量制御係数算出部１３２に送られる。光量制御係数算出部１３２は、エラー率ｅに基づいて、各光量調整素子１１、１２、１３それぞれに対する光量制御係数ｋ１、ｋ２、ｋ３を算出する。光量制御係数算出部１３２によって算出された光量制御係数ｋ１、ｋ２、ｋ３は、光量制御部１３３に送られる。

光量制御部１３３は、係数ｋ１、ｋ２、ｋ３それぞれに基づいて、光量調整素子１１、１２、１３を制御する。具体的には、Ｒ用の光量調整素子１１の透過光量がその入射光量のｋ１倍となるように、Ｒ用の光量調整素子１１を制御する。また、Ｂ用の光量調整素子１３の透過光量がその入射光量のｋ３倍となるように、Ｂ用の光量調整素子１３を制御する。さらに、Ｇ用の光量調整素子１２の黄色（Ｙｅ）の波長帯域付近の光に対する透過光量が、黄色（Ｙｅ）の波長帯域付近の光の入射光量のｋ２倍となるように、Ｇ用の光量調整素子１２を制御する。

（１）エラー率の算出
エラー率算出部１３１によるエラー率ｅの算出方法について説明する。図１０の実線は、Ｇ用の液晶ライトバルブ２２に入射されるＧ光にＹｅ光が重畳されていない場合における液晶プロジェクタの色再現範囲を示している。Ｇ用の液晶ライトバルブ２２に入射されるＧ光にＹｅ光を重畳させると、図１０に破線で示すように色再現範囲が狭くなる。Ｙｅ光の重畳量を増加させるほど、色再現範囲は狭くなる。

このため、元の色再現範囲では表現できた色が、Ｙｅ光を重畳させることで、表現できなくなる場合もある。１画面内において、色度座標値がＹｅ光を重畳した場合の色再現範囲の範囲外となる画素の数を、全画素数で割った値をエラー率と定義する。Ｙｅ光を重畳した場合の色再現範囲とは、Ｇ用の光量調整素子１２によってＹｅ光の透過量を制限していない場合の色再現範囲をいい、図１０に破線で示す範囲をいう。

なお、図１０に実線で示す色再現範囲は、Ｙｅ光を重畳しない状態（Ｙｅ光を遮断した状態）で、ＲＧＢ各色を別々に表示させたときの色度（Ｒ，Ｇ，Ｂの色度座標）を測定することにより測定できる。また、図１０に破線で示す色再現範囲は、Ｙｅ光を重畳した状態（Ｙｅ光の透過量を制限していない状態）で、ＲＧＢ各色を別々に表示させたときの色度を測定することにより測定できる。具体的には、Ｙｅ光を重畳した状態で、Ｇ色のみを表示させたときの色度を測定することにより、図１０のＧ’の色度座標が得られる。

エラー率算出部１３１は、まず、１フレーム毎に、各画素毎に、その入力信号値に応じた色度座標値ｘ，ｙを算出する。そして、色度座標値（ｘ，ｙ）がＹｅ光を重畳した場合の色再現範囲の範囲外（図１０のＧ、Ｇ’、Ｂを頂点とする三角形の範囲内）にある画素の数を算出し、得られた画素数を全画素数で除算することによりエラー率ｅを算出する。

なお、注目画素の入力信号値に対応する色度座標値ｘ，ｙは、次のようにして算出される。注目画素の入力信号値をＲｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎで表すことにする。各液晶ライトバルブ２１、２２、２３のγ特性に基づいて、ＲＧＢ毎に入力信号と輝度との関係が予め求められている。図１１は、ある色の入力信号と輝度との関係を示している。ＲＧＢ毎に予め求められている入力信号と輝度との関係に基づいて、注目画素の入力信号値Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎそれぞれに対応する輝度Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを求める。

図１０に示すＲの色度座標をｘｒ、ｙｒとし、Ｇの色度座標をｘｇ、ｙｇとし、Ｂの色度座標をｘｂ、ｙｂとすると、注目画素の入力信号値Ｒｉｎ，Ｇｉｎ，Ｂｉｎに対応する色度座標値ｘ，ｙは、次式（１）により求められる。

・・・（１）

（２）光量制御係数の算出
光量制御係数算出部１３２は、エラー率ｅに基づいて、各光量調整素子１１、１２、１３それぞれに対する光量制御係数ｋ１、ｋ２、ｋ３を算出する。

Ｇ用の光量制御係数ｋ２は、図１２に示すような、予め求められているエラー率ｅと係数ｋ２との関係を示すデータに基づいて、求められる。図１２の例では、エラー率ｅが所定値α未満である場合には係数Ｋ２は１．０となり、エラー率ｅが所定値α以上で所定値β未満である場合には、係数Ｋ２は０から１．０までの範囲内においてエラー率ｅが大きくなるほど小さくなり、エラー率ｅが所定値β以上である場合には係数Ｋ２は０となる。

エラー率ｅが小さい場合には、Ｙｅ光を重畳しても、Ｙｅ光を重畳した場合の色再現範囲の範囲外となる色が少ないので、Ｙｅ光を低減させる必要性が少ないために、Ｋ２＝１．０としている。そして、エラー率ｅが大きくなるにつれて、Ｙｅ光が低減するようにＫ２の値を小さくしている。

Ｒ用の光量制御係数ｋ１およびＢ用の光量制御係数ｋ３は、図１３に示すような、予め求められているエラー率ｅと係数ｋ１（またはｋ３）との関係を示すデータに基づいて、求められる。図１３の例では、エラー率ｅが所定値α未満である場合には係数Ｋ１（またはＫ３）は１．０となり、エラー率ｅが所定値α以上で所定値β未満である場合には、係数Ｋ１（またはｋ３）は０．７５から１．０までの範囲内においてエラー率ｅが大きくなるほど小さくなり、エラー率ｅが所定値β以上である場合には係数Ｋ１（またはｋ３）は０．７５となる。

Ｇ用の光量調整素子１２の機能は、それに入射される（Ｇ＋Ｙｅ）光のうちのＹｅ光を入力映像に応じて減少させることにある。したがって、Ｇ用の光量調整素子１２を通過する光量は、最大でＧの全入射光量とＹｅの全入射光量との和（Ｇ＋Ｙｅ）となり、最小でＧの全入射光量（Ｇ）となる。この例では、Ｇの全入射光量とＹｅの全入射光量との比が、３：１であるとしているので、Ｇ用の光量調整素子１２の出力光量の最大値を１．０とすると、最小値は０．７５となる。そこで、Ｇ用の光量調整素子１２による光量低下率に、Ｒ、Ｂ用の光量調整素子１２による光量低下率を合わせるために、エラー率ｅと係数ｋ１（またはｋ３）との関係を図１３に示すように設定している。

〔液晶プロジェクタの概略構成〕
図１４は、液晶プロジェクタの概略構成を示している。図１４において、図１と対応するものには、同じ符号を付してある。

この液晶プロジェクタの概略構成は、実施例１とほぼ同様であるが、色再現性の向上を図るため、ランプ１に代えて赤色レーザ光源１Ｒ、緑色レーザ光源１Ｇおよび青色レーザ光源１Ｂを備えている。ここで、各色のレーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、固体発光素子である複数の半導体レーザを２次元的（アレイ状）に配列し、偏光方向が揃った状態で光を出射するように構成されている。

本実施例では、可視光領域全体に渡って光量分布を有するランプ１に代えて、３原色の所定の波長に光量のピークを有するレーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを用いているため、実施例１にあるダイクロイックミラー２、４は不要となり、光量調整素子１１、１２、１３の全面に光が照射されるようにレーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを配置すれば良い。

光量調整素子１１、１２、１３は、特定の波長領域の光の偏光方向を回転させる特性を有している。具体的には、２枚のリターダスタックに挟持された変調器から構成されており、変調器に印加する電圧を変化させることにより、特定の波長領域の光の偏光方向を０°〜９０°の範囲で回転させることができる。

したがって、レーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから出射した光は、光量調整素子１１、１２、１３によって偏光方向が回転した状態で各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に入射する。各液晶ライトバルブ２１、２２、２３には、図示しない入射側偏光板および出射側偏光板が備えられている。光量調整素子１１、１２、１３によって偏光方向が回転した光は、この各液晶ライトバルブ２１、２２、２３の入射側偏光板に入射したときに、その偏光方向によって透過率が変化する。これにより、各液晶ライトバルブ２１、２２、２３に入射する光量を制御することが可能となる。

〔駆動制御の実施形態〕
本実施例の駆動制御については、実施例１と同様な方法で行えばよい。

赤色を例にとると、図１５の上のグラフに示すように、波長の異なる赤色レーザ光源１Ｒ’と１Ｒ”とを組み合わせて赤色レーザ光源１Ｒを構成する場合、Ｒ用の光量調整素子１１は、図１５の下のグラフに示すように、長波長側の赤色のみ、偏光を回転させることが可能となっている。したがって、光量調整素子１１の入射光のうち長波長側の赤色のみ、透過光量を印加電圧によって制御することが可能となる。

〔ＤＭＤプロジェクタの概略構成〕
図１６は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）プロジェクタの概略構成を示している。図１６において、図１と対応するものには、同じ符号を付してある。

このＤＭＤプロジェクタの概略構成は、実施例３と同様に色再現性の向上を図るため、ランプ１に代えて赤色レーザ光源１Ｒ、緑色レーザ光源１Ｇおよび青色レーザ光源１Ｂを備えている。各レーザ光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを出射した光はダイクロイックプリズム３０によって合成されて白色光となる。この白色光は、レンズ３１を介して内部全反射（ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ：ＴＩＲ）プリズム３２に導かれる。この内部全反射プリズム３２にて反射した白色光は、３つのプリズム（プリズムＡ、プリズムＢ、プリズムＣ）から成る色分解プリズム３３に導かれる。

プリズムＡに入射した白色光のうちＢ光は、プリズムＡの出射面に設けられたＢ用ダイクロイックフィルタ面（Ｂ−ＤＦ）にて反射され、Ｒ光及びＧ光はプリズムＢに入射する。プリズムＢに入射したＲ光及びＧ光のうちＲ光は、プリズムＢの出射面に設けられたＲ用ダイクロイックフィルタ面（Ｒ−ＤＦ）にて反射され、Ｇ光はプリズムＣに入射する。

Ｂ−ＤＦ面で反射されたＢ光は、内部全反射プリズム３２との境界面であるエアギャップ面で全反射され、Ｂ光の光変調素子である青色ＤＭＤ素子２３’に入射し、Ｂ用映像信号に応じて変調される。Ｒ−ＤＦ面で反射されたＲ光は、プリズムＡとの境界面であるエアギャップ面で全反射され、Ｒ光の光変調素子である赤色ＤＭＤ素子２１’に入射し、Ｒ用映像信号に応じて変調される。プリズムＣに入射したＧ光は、Ｇ光の光変調素子である緑色ＤＭＤ素子２２’に入射し、Ｇ用映像信号に応じて変調される。

本実施例では、上記赤色ＤＭＤ素子２１’、緑色ＤＭＤ素子２２’および青色ＤＭＤ素子２３’と、プリズムＢ、プリズムＣおよびプリズムＡとの間に、特定波長帯の光量を調製する光量調整素子１１、１２、１３を備える。駆動制御の方法は、実施例１と同様でよい。

緑色ＤＭＤ素子２２’で変調されたＧ変調光は、プリズムＣ、Ｂ、Ａおよび内部全反射プリズム３２を透過して投写レンズ４０へ導かれる。赤色ＤＭＤ素子２１’で変調されたＲ変調光は、プリズムＡとプリズムＢとの境界面であるエアギャップ面で全反射し、Ｒ−ＤＦ面で反射された後、プリズムＢ、Ａおよび内部全反射プリズム３２を透過して投写レンズ４０へ導かれる。青色ＤＭＤ素子２３’で変調されたＢ変調光は、内部全反射プリズム３２とプリズムＡとの境界面であるエアギャップ面で全反射し、Ｂ−ＤＦ面で反射された後、プリズムＡおよび内部全反射プリズム３２を透過して投写レンズ４０へ導かれる。

本発明の実施例１に係る液晶プロジェクタの概略構成を示す構成図である。 本発明の一の実施形態に係る液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示すブロック図である。 １フレームのＲＧＢ毎の信号値ヒストグラムの一例を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示すブロック図である。 １フレームのＲＧＢ毎の信号値ヒストグラムの一例と、映像信号補正部によって補正された後の信号値ヒストグラムとを示すグラフである。 外光照度と光量向上係数ａとの関係を示すグラフである。 本発明の実施２に係る液晶プロジェクタの概略構成を示す構成図である。 Ｇ用の光量調整素子の特性を説明するためのグラフである。 本発明の他の実施形態に係る液晶ライトバルブの駆動回路および光量調整素子の制御回路を示すブロック図である。 本発明に係る液晶プロジェクタの色再現範囲を示すｘｙ色度図である。 ある色の入力信号と輝度との関係を示すグラフである。 エラー率ｅと係数ｋ２との関係を示すグラフである。 エラー率ｅと係数ｋ１（またはｋ３）との関係を示すグラフである。 本発明の実施例３に係る液晶プロジェクタの概略構成を示す構成図である。 Ｒ用の光量調整素子の特性を説明するためのグラフである。 本発明の実施例４に係る液晶プロジェクタの概略構成を示す構成図である。

符号の説明

１ ランプ（光源）
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ レーザ光源
１１、１２、１３ 光量調整素子
２１、２２、２３ 液晶ライトバルブ（光変調素子）
２１’、２２’、２３’ ＤＭＤ素子（光変調素子）
３０ ダイクロイックプリズム
３１ レンズ
３２ 内部全反射プリズム
３３ 色分解プリズム
４０ 投写レンズ
１１１ 映像信号補正部
１１２ 液晶ライトバルブ駆動部
１２１ 光量制御係数算出部
１２２ 光量制御部
１３１ エラー率算出部
１３２ 光量制御係数算出部
１３３ 光量制御部

Claims (8)

1. 光を出射する光源と、映像の入力信号に基づいて前記光を変調する複数の光変調素子とを有する投写型映像表示装置において、
   各光変調素子の光入射側に配置され、前記光変調素子に入射する光量を調整するための光量調整素子と、
   前記入力信号に基づいて前記光量調整素子を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１記載の投写型映像表示装置において、
   前記制御手段は、前記各光量調整素子によって低下した光量を補うように、前記光変調素子へ出力する信号を補正する信号補正部を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項１記載の投写型映像表示装置において、
   前記各光量調整素子は、
   複数のブロックに分割されており、
   前記複数のブロックに対応する前記光変調素子の表示領域の毎に光量が調整されることを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項１記載の投写型映像表示装置において、
   前記光源は、少なくとも赤色、緑色および青色を出射するレーザ光源を含むことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項１記載の投写型映像表示装置において、
   前記光変調素子は、前記光を反射して変調する反射型光変調素子であることを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 白色の光を出射する光源と、第１色の入力信号に基づいて前記光を変調する第１色光変調素子と第２色の入力信号に基づいて前記光を変調する第２色光変調素子と第３色の入力信号に基づいて前記光を変調する第３色光変調素子とを有し、前記第１色光変調素子、前記第２色光変調素子および前記第３色光変調素子のうちいずれかの光変調素子に所定の第１色、第２色および第３色以外の第４色の光が重畳して入射する投写型映像表示装置において、
   第４色光が入射する重畳光変調素子の光入射側に配置され、前記第４色の光量を調整する光量調整素子と、
   前記光量調整素子を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記重畳光変調素子に入射する前記第４色光の光量を制限していない場合に、
   フレーム毎に色再現範囲の範囲外となる画素の割合をエラー率として算出し、前記エラー率に基づいて前記光量調整素子を制御することを特徴とする投写型映像表示装置。
7. 請求項６記載の投写型映像表示装置において、
   前記制御手段は、
   前記エラー率が第１の閾値未満である場合、
   前記第４色光の光量を低下させないように、前記光量調整素子を制御することを特徴とする投写型映像表示装置。
8. 請求項６記載の投写型映像表示装置において、
   前記制御手段は、
   前記エラー率が第１の閾値以上である場合、
   前記エラー率が大きいほど前記第４色光の光量が低下するように、前記光量調整素子を制御することを特徴とする投写型映像表示装置。