JP2010066465A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができるとともに、経年変化などにより光源の発光特性が変化した場合にも画面の白色色度を正確に調整することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】発光色度の調整が可能な光源（３）からの光を伝達する照明手段（２）からの光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示手段（１）を備え、光源（３）の温度もしくは光源（３）の近傍の温度を検出する温度検出手段（５）と、照明手段（２）からの照射光の色度に関連する色検出値を検出するカラーセンサ（９）と、色検出値の基準値である色基準値を記憶する基準値記憶手段（６）と、温度検出手段の検出温度に応じて色基準値を補正して補正色基準値を生成する温度補正手段（７）と、色検出値と補正色基準値との差分が所定値以下となるように光源（３）の発光を制御する光源制御手段（８）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示装置に関する。

従来の画像表示装置が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の画像表示装置では、発光色度および発光輝度の調整が可能な光源と、光源の近傍の温度を検出する温度センサと、温度センサの検出温度に応じて光源の発光色度および発光輝度の制御量を補正し、補正された制御量をもとに光源の発光色度を調整して駆動することが開示されている。

特開２００５−３３１６４４号公報

特許文献１に開示されている通り、光源の近傍の温度を検出し、検出結果に応じて光源の制御量を補正することで、光源の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができる。しかしながら、経年変化などにより光源の発光特性（制御量に対する光源の発光色度の関係）が変化した場合、画面の白色色度を正確に調整できないという課題がある。例えば、光源が複数色の発光体から構成される場合に各色の発光体の経年変化が異なると、同一の制御量に対して光源の発光色度が変化することになり、画面の白色色度を正確に調整できないという課題がある。

本発明は上述の問題に鑑みて成されたものであり、光源の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができるとともに、経年変化などにより光源の発光特性が変化した場合にも画面の白色色度を正確に調整することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

この発明の第１の画像表示装置は、
発光色度の調整が可能な光源と、上記光源からの光を伝達する照明手段と、上記照明手段からの光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示手段を備える画像表示装置において、
上記光源の温度もしくは上記光源の近傍の温度を検出する温度検出手段と、
上記照明手段からの照射光の色度に関連する色検出値を検出するカラーセンサと、
上記色検出値の基準値である色基準値を記憶する基準値記憶手段と、
上記温度検出手段の検出温度に応じて上記色基準値を補正し、補正色基準値を生成する温度補正手段と、
上記色検出値と上記補正色基準値との差分が所定値以下となるように上記光源の発光を制御する光源制御手段と
を備えることを特徴とする。

この発明の第２の画像表示装置は、
発光色度の調整が可能な光源と、上記光源からの光を伝達する照明手段と、上記照明手段からの光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示手段を備える画像表示装置において、
上記光源の温度もしくは上記光源の近傍の温度を検出する温度検出手段と、
上記照明手段からの照射光の色度に関連する色検出値を検出するカラーセンサと、
上記色検出値の基準値である色基準値を記憶する基準値記憶手段と、
上記温度検出手段の検出温度に応じて上記色検出値を補正し、補正色検出値を生成する温度補正手段と、
上記補正色検出値と上記色基準値との差分が所定値以下となるように上記光源の発光を制御する光源制御手段と
を備えることを特徴とする。

この発明によれば、光源の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができるとともに、経年変化などにより光源の発光特性が変化した場合にも画面の白色色度を正確に調整することが可能となる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１に係る画像表示装置は、画像表示手段１、照明手段２、光源３、温度検出手段５、基準値記憶手段６、温度補正手段７、光源制御手段８、カラーセンサ９を備える。光源３は、光源制御手段８からの制御信号に従ってそれぞれ赤、緑、青色の光を発する発光体４ａ〜４ｃを備える。光源３からの光は照明手段２にて混色されて白色光となり、画像表示手段１を照明する。画像表示手段１は、外部から入力される画像データの内容にしたがって、照明手段２からの照明光を画素ごとに変調し、画像を表示する。

本画像表示装置は液晶ディスプレイなどの直視型の画像表示装置として構成することができ、また、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）や反射型液晶などのマイクロディスプレイデバイスを用いた投射型の画像表示装置として構成することもできる。直視型の画像表示装置として構成する場合、例えば照明手段２は導光板、画像表示手段１は液晶パネルで実現することができる。また、投射型の画像表示装置として構成する場合、例えば照明手段２は光源３からの光でマイクロディスプレイデバイスを照明するための光学系、画像表示手段１はマイクロディスプレイデバイス、スクリーンおよびマイクロディスプレイデバイスにて変調された光をスクリーンに投射する光学系で実現することができる。

カラーセンサ９は照明手段２からの照明光の色を検出し、色検出値として出力する。カラーセンサ９は照明光の色を検出可能であり、かつ画像表示手段にて画像表示を行う際の障害とならない位置に設置されるのが通常である。色検出値は、照明光の色度に関連する値である。カラーセンサ９は例えば３色のカラーセンサの場合、赤、緑、青の３色の光の強度Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを検出する。このＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓを色検出値として使用することができる。照明光の色度が変化することで、Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓの比も変化するため、色検出値は照明光の色度に関連する量となる。なお、色検出量としては、Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓの値をそのまま用いるのではなく、何らかの変換を行った値を用いることもできる。例えばＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓからの線形変換で発光体４ａ〜４ｃのそれぞれの発光強度を推定することが可能であれば、これらを色検出量として用いることもできる。また、色検出値は互いの比を保ったまま大きさを正規化して出力してもよい。

温度検出手段５は、光源３の温度、もしくは近傍の温度を検出する。温度検出手段５は、例えば温度センサを光源３の近傍に備えることで実現できる。また、図２に示すように、外気温の温度を検出する温度センサ５ａと、検出された外気温から光源３の近傍の温度を推定する温度推定手段５ｂから構成することもできる。外気温からの光源３の近傍の温度の推定方法としては、予め実験により求められた対応関係をテーブルとして保持しておくことが考えられる。

基準値記憶手段６は、画面の色度を調整するための基準値である色基準値を記憶する。色基準値は色検出値と同一の形式のデータとして構成でき、カラーセンサ９で検出される赤、緑、青の３色の光の強度や、三刺激値で表される。色基準値は例えば画像表示装置の製造時において、分光放射輝度計などを用いて色調整を行った直後の色検出値を記憶して用いることができる。なお、当該色調整は所定の基準温度下にて行われる。

色基準値は温度補正手段７へと入力される。温度補正手段７では、温度検出手段５で検出された光源３の近傍の温度を用いて色基準値を補正し、補正色基準値を生成する。色基準値と補正色基準値との関係は、予め実験やシミュレーションなどの手法により求めることが考えられる。温度補正手段７における色基準値の補正は、予め求められた各温度における色基準値と補正色基準値との関係をテーブル化して使用することにより実現できる。また、色基準値と補正色基準値との関係を温度の関数としてモデル化し、演算により補正を行うことも考えられる。温度によって色基準値の補正が必要となる要因としては、照明光の分光分布が変化することが考えられる。

照明手段２からの照明光は光源３により生成される。光源３が備える発光体は、例えば赤、緑、青色の光を発するレーザやＬＥＤを用いることができるが、これらは温度により発光波長が変化する傾向がある。この場合、同一色度の照明光であっても、光源３の近傍の温度によって分光分布が異なる場合が発生する。一般的なカラーセンサの分光感度特性では、同一色度であっても分光分布が異なる照明光に対しては、検出される色検出値は必ずしも同一とならないため、色基準値の温度補正が必要となる。なお、本実施の形態においては、色基準値に対して温度による補正を行うように構成したが、後述の実施の形態２のように、色検出値に対して補正を行うように構成することも可能である。

ただし、色基準値は、基準温度下における照明光の基準色度と対応しており、基準色度が例えば１つに限定されれば、色基準値も限定されることになる。一方、色検出値は照明光の状態により様々に変化することが考えられる。このことから、色検出値に対して温度による補正を行うよりも、色基準値に対して温度による補正を行った方が効率的であると言える。補正色基準値は光源制御手段８へと入力される。光源制御手段８には色検出値も入力され、色検出値と補正色基準値の差分が所定のしきい値以下となるように光源３の発光強度を制御する。しきい値は、当該画像表示装置において必要とされる白色色度の精度を勘案して決定される。本実施の形態の画像表示装置は以上のように動作するので、光源３の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができるとともに、経年変化などにより光源３の発光特性が変化した場合にも画面の白色色度を正確に調整することが可能となる。

実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態における画像表示装置は、画像表示手段１、照明手段２、光源３、温度検出手段５、基準値記憶手段６、温度補正手段７ｂ、光源制御手段８ｂ、カラーセンサ９を備え、色基準値ではなく色検出値に対して温度補正を行うように構成されている。なお、温度補正手段７ｂ、光源制御手段８ｂ以外については上記実施の形態１の図１におけるものと同一であり、詳細な説明は省略する。光源３は、光源制御手段８からの制御信号に従ってそれぞれ赤、緑、青色の光を発する発光体４ａ〜４ｃを備える。光源３からの光は照明手段２にて混色されて白色光となり、画像表示手段１を照明する。画像表示手段１は、外部から入力される画像データの内容にしたがって、照明手段２からの照明光を画素ごとに変調し、画像を表示する。

カラーセンサ９は照明手段２からの照明光の色を検出し、色検出値として出力する。温度検出手段５は、光源３の近傍の温度を検出する。基準値記憶手段６は、画面の色度を調整するための基準値である色基準値を記憶する。色検出値は温度補正手段７ｂへと入力される。温度補正手段７ｂでは、温度検出手段５で検出された光源３の近傍の温度を用いて色検出値を補正し、補正色検出値を生成する。補正色検出値は光源制御手段８ｂへと入力される。光源制御手段８ｂには色基準値も入力され、補正色検出値と色基準値の差分が所定のしきい値以下となるように光源３の発光強度を制御する。本実施の形態の画像表示装置は以上のように動作するので、光源３の近傍の温度変化に関わらず画面の白色色度を調整することができるとともに、経年変化などにより光源３の発光特性が変化した場合にも画面の白色色度を正確に調整することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１で用いられる温度検出手段の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像表示手段、 ２ 照明手段、 ３ 光源、 ４ａ〜４ｃ 発光体、 ５ 温度検出手段、 ６ 基準値記憶手段、 ７、７ｂ 温度補正手段、 ８、８ｂ 光源制御手段、 ９ カラーセンサ。

Claims (7)

1. 発光色度の調整が可能な光源と、上記光源からの光を伝達する照明手段と、上記照明手段からの光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示手段を備える画像表示装置において、
   上記光源の温度もしくは上記光源の近傍の温度を検出する温度検出手段と、
   上記照明手段からの照射光の色度に関連する色検出値を検出するカラーセンサと、
   上記色検出値の基準値である色基準値を記憶する基準値記憶手段と、
   上記温度検出手段の検出温度に応じて上記色基準値を補正し、補正色基準値を生成する温度補正手段と、
   上記色検出値と上記補正色基準値との差分が所定値以下となるように上記光源の発光を制御する光源制御手段と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 発光色度の調整が可能な光源と、上記光源からの光を伝達する照明手段と、上記照明手段からの光を画素ごとに変調して画面上に画像を表示する画像表示手段を備える画像表示装置において、
   上記光源の温度もしくは上記光源の近傍の温度を検出する温度検出手段と、
   上記照明手段からの照射光の色度に関連する色検出値を検出するカラーセンサと、
   上記色検出値の基準値である色基準値を記憶する基準値記憶手段と、
   上記温度検出手段の検出温度に応じて上記色検出値を補正し、補正色検出値を生成する温度補正手段と、
   上記補正色検出値と上記色基準値との差分が所定値以下となるように上記光源の発光を制御する光源制御手段と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
3. 上記温度検出手段は、光源の温度もしくは光源の近傍の温度を検出する温度センサで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
4. 上記温度検出手段は、外気温の温度を検出する温度センサと、外気温から光源の温度もしくは光源の近傍の温度を推定する温度推定手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
5. 上記光源は、赤、緑、青を含む３色以上の固体光源を備えることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の画像表示装置。
6. プロジェクションタイプの画像表示装置であり、上記照明手段は照明光学系であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像表示装置。
7. 直視型の画像表示装置であり、上記照明手段は導光板であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の画像表示装置。

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