JP2014035386A - 画像表示装置及び光源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光源内部の温度変化に色度を正確且つ速やかに追従させることができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置１０は、照明光ＭＬの一部のうち第１の波長域の光成分を検出して光量検出値Ｂｄ，Ｇｄを出力し、第２の波長域の光成分を検出して光量検出値Ｒｄを出力する光量検出部３４と、光量検出値Ｂｄ，Ｇｄ，Ｒｄに基づいて照明光ＭＬの色度を調整する光源制御部２０と、演算部４０とを備える。演算部４０は、光量検出値Ｂｄ，Ｇｄに基づいて第２光源３２の内部温度Ｔｒを推定し、内部温度Ｔｒに基づいて第２光源３２の発光波長のシフト量ｄｗを算出する。演算部４０はさらにシフト量ｄｗを用いて光量検出値Ｒｄを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、入射された照明光を空間的に変調して画像を生成する画像表示装置と、この画像表示装置に含まれる光源に対する制御方法とに関する。

近年、入射光を空間的に変調して画像をつくりだす画像表示装置として、液晶表示装置や投写型表示装置（プロジェクタ）が普及している。一般的な液晶表示装置は、面状の照明光を放射するバックライトユニットと、その照明光を画素単位で空間的に変調して画像を生成する透過型の空間光変調器である液晶表示パネルとを有している。近年のバックライトユニットでは、従来のハロゲンランプなどの白色ランプ光源の代わりに、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源や半導体レーザ光源が使用されている。

この種の画像表示装置は、たとえば、特開２０１０−６６４６５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１に開示されている画像表示装置は、赤色，緑色及び青色の光をそれぞれ出射する３種類の光源を含む照明手段と、この照明手段から放射された照明光を画素ごとに変調して画像を表示する画像表示手段と、照明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、光源の近傍の温度を検出する温度検出手段と、当該検出された温度と当該色検出値とに基づいて各光源の発光を制御する光源制御手段とを備えている。

特開２０１０−６６４６５号公報（段落０００９〜００１６、図１など）

特許文献１に開示されている画像表示装置は、光源の近傍における温度変化に関わらず照明光の白色色度を調整することが可能である。しかしながら、光源の発光特性は、光源内部の温度に依存する。この光源内部の温度を直接検出することは難しく、光源内部で温度変化が生じてからその温度変化が光源の近傍に反映されるまでに時間差が生じる。このため、特許文献１に開示されている光源制御手段では、光源内部の温度変化に応じて照明光の色度を正確且つ速やかに追従させることができないという問題がある。

上記に鑑みて本発明の目的は、光源内部の温度変化に照明光の色度を正確且つ速やかに追従させることができる画像表示装置及び光源制御方法を提供することである。

本発明の一態様による画像表示装置は、入射光を空間的に変調して表示画像を生成する空間光変調素子と、第１の波長域で発光する第１光源と、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域で発光する第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源からそれぞれ出射された２種類の光を混合して照明光を生成し、前記照明光を前記空間光変調素子に放射する光混合部と、前記照明光の一部を受光して、当該一部の照明光のうち前記第１の波長域の光成分を検出して第１の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記第２の波長域の光成分を検出して第２の光量検出値を出力する光量検出部と、前記第１光源及び前記第２光源を個別に駆動する光源駆動部と、前記第１の光量検出値に基づいて前記第２光源の内部温度を推定し、当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の発光波長のシフト量を算出する波長シフト算出部と、前記シフト量を用いて前記第２の光量検出値を補正する補正部と、前記第１の光量検出値と当該補正された第２の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の色度を調整する光源制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の一態様による光源制御方法は、入射光を空間的に変調して表示画像を生成する空間光変調素子と、第１の波長域で発光する第１光源と、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域で発光する第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源からそれぞれ出射された２種類の光を混合して照明光を生成し、前記照明光を前記空間光変調素子に放射する光混合部と、前記照明光の一部を受光して、当該一部の照明光のうち前記第１の波長域の光成分を検出して第１の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記第２の波長域の光成分を検出して第２の光量検出値を出力する光量検出部と、前記第１光源及び前記第２光源を個別に駆動する光源駆動部とを備える画像表示装置における光源制御方法であって、前記第１の光量検出値に基づいて前記第２光源の内部温度を推定するステップと、当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の発光波長のシフト量を算出するステップと、前記シフト量を用いて前記第２の光量検出値を補正するステップと、前記第１の光量検出値と当該補正された第２の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の色度を調整するステップとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、第２光源の内部温度が変化しても、この温度変化に照明光の色度を正確且つ速やかに追従させることができる。

本発明に係る実施の形態の画像表示装置の基本構成を概略的に示す機能ブロック図である。 第１光源を構成する青緑色ＬＥＤ光源の一例を示す図である。 透過型液晶表示装置として構成される画像表示装置の一例を示す概略図である。 透過型液晶表示装置の導光拡散板の概略構成を示す平面図である。 透過型液晶表示装置の他の導光拡散板の概略構成を示す平面図である。 本実施の形態に係る駆動電流の波形の一例を示す概略図である。 本実施の形態の演算部の概略構成を示す機能ブロック図である。 本実施の形態の演算部により実行される処理手順を概略的に示すフローチャートである。 光量比Ｇｄ／Ｂｄと内部温度Ｔｇとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。 内部温度Ｔｇ，Ｔｒ間の対応関係の一例を概略的に示すグラフである。 内部温度Ｔｒとシフト量ｄｗとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。 シフト量ｄｗと補正係数γとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。 本実施の形態に係る色度制御処理の手順を概略的に示すフローチャートである。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る実施の形態の画像表示装置１の基本構成を概略的に示す機能ブロック図である。図１に示されるように、この画像表示装置１０は、画像表示部を構成する空間光変調素子１３と、シアン色光ＣＬを出射する第１光源３１と、赤色光ＲＬを出射する第２光源３２と、これら第１光源３１及び第２光源３２から出射されたシアン色光ＣＬ及び赤色光ＲＬを混合して白色の照明光ＭＬを生成する光混合部３３と、第１光源３１及び第２光源３２を個別に駆動する光源駆動部２４と、この光源駆動部２４を制御する光源制御部２０と、空間光変調素子１３を駆動する素子駆動部１２と、この素子駆動部１２を制御する画像制御部１１とを備えている。

第１光源３１は、シアン色光ＣＬを出射する青緑色ＬＥＤ光源群（青緑色発光ダイオード群）で構成される。シアン色光ＣＬは、青色波長域と緑色波長域とでそれぞれピーク強度を有するスペクトルを持つ光である。図２に、第１光源３１を構成する青緑色ＬＥＤ光源３５の一例を示す。図２に示されるように、第１光源３１は、青色波長域の光を放射する半導体発光素子である青色ＬＥＤ光源３６と、青色ＬＥＤ光源３６の出射光の一部を励起光として吸収し発光する緑色蛍光体３７とを有する。青色ＬＥＤ光源３６の出射光と緑色蛍光体３７の出射光とが混合することで青緑色（シアン色）の光ＣＬが生成される。なお、青色ＬＥＤ光源３６に代えて、青色レーザダイオード光源を使用してもよい。一方、第２光源３２は、赤色レーザダイオード光源群（以下、赤色ＬＤ光源群と呼ぶ。）で構成される。赤色ＬＤ光源群を使用することで、表示画像において純度の高い赤色と広い色再現範囲とを実現することが可能となる。

光混合部３３から放射された照明光ＭＬの一部は、空間光変調素子１３で変調されずに光量検出部３４により受光される。光量検出部３４は、赤色カラーフィルタを有する光センサと、青色カラーフィルタを有する光センサと、緑色カラーフィルタを有する光センサと、これら光センサの３本の出力を３本のデジタル信号にそれぞれ変換するＡ／Ｄ変換器とを備えたカラーセンサである。図１に示されるように、光量検出部３４は、赤色波長域の光成分の検出結果である光量検出値Ｒｄを示すデジタル信号と、緑色波長域の光成分の検出結果である光量検出値Ｇｄを示すデジタル信号と、青色波長域の光成分の検出結果である光量検出値Ｂｄを示すデジタル信号とを並列に演算部４０に出力する。なお、光量検出部３４は、これら光量検出値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄの互いの比率を維持したまま光量検出値Ｒｄ，Ｇｄ，Ｂｄを正規化した値を演算部４０に出力してもよい。演算部４０については後述する。

画像制御部１１は、デジタルまたはアナログの入力画像信号（映像信号）に画像処理を施して制御信号を生成し、この制御信号を素子駆動部１２に与える。素子駆動部１２は、画像制御部１１から供給された制御信号に応じて素子駆動信号ＭＤを空間光変調素子１３に与える。空間光変調素子１３は、素子駆動信号ＭＤに応じて、照明光ＭＬを画素単位で空間的に（２次元的または３次元的に）変調して表示画像を生成することができる。

空間光変調素子１３は、入射された照明光ＭＬを空間的に変調した後に透過させる透過型空間光変調器、あるいは、入射された照明光ＭＬを空間的に変調した後に反射させる反射型空間変調器であればよい。照明光ＭＬの空間変調は、照明光ＭＬの強度または位相もしくはこれらの双方を画素単位で変調することで実行され得る。

透過型空間光変調器としては、たとえば、アクティブマトリクス方式で動作する公知の液晶表示パネルを採用することができる。一方、反射型空間光変調器としては、たとえば、公知のＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）若しくはＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）型空間光変調器を採用することができる。画像表示装置１０を直視型ディスプレイとして構成する場合には透過型空間光変調器を使用することができ、画像表示装置１０を投写型ディスプレイ（プロジェクタ）として構成する場合は反射型空間光変調器を使用することが可能である。

画像表示装置１０が投写型ディスプレイとして構成される場合、光混合部３３は、照明光ＭＬを空間光変調素子１３に導光する光学系を有する。また、画像表示装置１０は、空間光変調素子１３で変調された光をスクリーン（図示せず）に投写する投写光学系をさらに有する。

一方、画像表示装置１０が透過型液晶表示装置として構成される場合、光混合部３３は、シアン色光ＣＬ及び赤色光ＲＬを導光しつつ混合する導光板を有する。図３は、透過型液晶表示装置として構成される画像表示装置１０の一例を示す概略図である。図３の透過型液晶表示装置は、透過型液晶表示素子として構成された空間光変調素子１３と、第１光学シート５１と、第２光学シート５２と、青緑色ＬＥＤ光源３５から内部に入射されたシアン色光ＣＬを導光する導光拡散板５３と、赤色ＬＤ光源３８から内部に入射された赤色光ＲＬを導光する導光拡散板５４と、光反射シート６０とを有している。これら空間光変調素子１３，第１光学シート５１，第２光学シート５２，導光拡散板５３，導光拡散板５４及び光反射シート６０は、空間光変調素子１３の画像表示面１３ｆと垂直なＺ軸方向に沿って積層されている。

導光拡散板５３，５４は、ガラス材料または透光性樹脂材料などの光学材料で構成されている。導光拡散板５３は、当該導光拡散板５３の側方端面５３ｅａ，５３ｅｂから内部に入射した複数の光束を面状のシアン色光ＣＬに変換して空間光変調素子１３の方向に放射する機能を有する。図４は、空間光変調素子１３側から視たときの導光拡散板５３の概略構成を示す平面図である。図４に示されるように、導光拡散板５３は矩形状を有する。この導光拡散板５３の側方端面５３ｅａ，５３ｅｂと対向するように多数の青緑色ＬＥＤ光源３５が配列されている。側方端面５３ｅａ，５３ｅｂから内部に入射した複数の光束は、導光拡散板５３の内部を進行しつつ、導光拡散板５３の底面に形成された微細光学素子５３ｄで空間光変調素子１３の方向に内面全反射される。これにより、導光拡散板５３の前面（空間光変調素子１３側の表面）から面状のシアン色光ＣＬが放射される。

導光拡散板５３の他の側方端面５３ｅｃ，５３ｅｄには、一部領域を除いて光反射膜が形成されている。図４に示されるように、側方端面５３ｅｃと対向するように光量検出部３４を配置することができる。光量検出部３４は、この側方端面５３ｅｃのうち光反射膜が形成されていない領域から漏れ出る光を受光することができる。

一方、導光拡散板５４は、当該導光拡散板５４の側方端面５４ｅａ，５４ｅｂから内部に入射した複数の光束を面状の赤色光ＲＬに変換して導光拡散板５３に放射する機能を有する。図５は、空間光変調素子１３側から視たときの導光拡散板５４の概略構成を示す平面図である。図５に示されるように、導光拡散板５４は矩形状を有する。この導光拡散板５４の側方端面５４ｅａ，５４ｅｂと対向するように多数の赤色ＬＤ光源３８が配列されている。側方端面５４ｅａ，５４ｅｂから内部に入射した複数の光束は、導光拡散板５４の内部を進行しつつ、導光拡散板５４の底面に形成された微細光学素子５４ｄで導光拡散板５３の方向に内面全反射される。これにより、導光拡散板５４の前面（空間光変調素子１３側の表面）から面状の赤色光ＲＬが放射される。なお、導光拡散板５４の他の側方端面５４ｅｃ，５４ｅｄには光反射膜が形成されている。

導光拡散板５４の表面から放射された赤色光ＲＬは、導光拡散板５３を透過する際にシアン色光ＣＬと混合するので、導光拡散板５３からは照明光ＭＬが放射される。この照明光ＭＬは、第２光学シート５２及び第１光学シート５１を順に透過して空間光変調素子１３の裏面１３ｂを照射する。逆に、導光拡散板５４の裏面から放射された光は、光反射シート６０で空間光変調素子１３の方向に反射させられる。

次に、本実施の形態に係る光源制御方法について以下に説明する。

図１に示されるように、光源駆動部２４は、第１光源３１の青色ＬＥＤ光源群に駆動電流Ｉｃを供給して第１光源３１を駆動する第１駆動回路２５と、第２光源３２の赤色ＬＤ光源群に駆動電流Ｉｒを供給して第２光源３２を駆動する第２駆動回路２６とを有する。また、光源制御部２０は、これら駆動電流Ｉｃ，Ｉｒに対するパルス幅変調制御を実行する発光輝度制御部２１と、駆動電流Ｉｃ，Ｉｒに対する振幅変調制御を実行する色度制御部２２とを有する。図６は、駆動電流Ｉｃ，Ｉｒの波形の一例を示す概略図である。発光輝度制御部２１は、駆動電流Ｉｃ，Ｉｒのパルス幅Ｗｄを可変制御することができ、色度制御部２２は、駆動電流Ｉｃ，Ｉｒのパルス波形の振幅Ａｄを可変制御することができる。第１光源３１及び第２光源３２は、振幅変調され且つパルス幅変調された駆動信号Ｉｃ，Ｉｒのデューティ比及び振幅に応じた明るさで発光するため、光源制御部２０は、第１光源３１及び第２光源３２の明るさを個別に制御することができる。

発光輝度制御部２１は、画像制御部１１から供給された画像情報Ｌｕに基づいて照明光ＭＬの輝度を調整する機能を有する。たとえば、画像情報Ｌｕとして入力画像データの平均輝度あるいはピーク輝度が供給された場合、発光輝度制御部２１は、この平均輝度あるいはピーク輝度の大きさに応じて発光輝度を適宜調整することができる。これにより、表示画像のコントラストを向上させることが可能となる。

図１に示されるように、画像表示装置１０は、光量検出部３４及び演算部４０を備えている。図７は、本実施の形態の演算部４０の概略構成を示す機能ブロック図である。図７に示されるように、演算部４０は、波長シフト算出部４１、補正部４２及び色検出部４５を有している。

色検出部４５は、緑色及び青色の光量検出値Ｇｄ，Ｂｄから青緑色（シアン色）の光量検出値Ｃｓを算出する機能を有する。具体的には、たとえば、光量検出値Ｇｄ，Ｂｄの和あるいは平均値を光量検出値Ｃｓとして算出すればよい。

一方、波長シフト算出部４１は、青色及び緑色の光量検出値Ｂｄ，Ｇｄに基づいて第２光源３２の内部温度を推定し、当該推定された内部温度に基づいて第２光源３２の発光波長のシフト量（基準波長からのズレ）ｄｗを算出する機能を有する。補正部４２は、当該シフト量ｄｗを用いて赤色の光量検出値Ｒｄを補正し、その補正後の光量検出値Ｒｓを出力する。図７に示されるように、補正部４２は、補正係数算出部４３及び重み付け部４４を有する。

図８は、波長シフト算出部４１及び補正部４２により実行される処理手順を概略的に示すフローチャートである。図８に示されるように、先ず、波長シフト算出部４１は、光量検出値Ｂｄ，Ｇｄをサンプリングし（ステップＳ１１）、青色の光量検出値Ｂｄに対する緑色の光量検出値Ｇｄの比率Ｇｄ／Ｂｄを光量比として算出する（ステップＳ１２）。この光量比Ｇｄ／Ｂｄは、第１光源３１における緑色蛍光体３７の青色光から緑色光への変換効率に依存する値である。当該変換効率は温度依存性を有する。このため、第１光源３１の内部温度の変化に応じて光量比Ｇｄ／Ｂｄも変化する。緑色蛍光体３７の内部変換効率（発光効率）は、温度が高いほど低くなる傾向にある。

次に、波長シフト算出部４１は、ステップＳ１２で推定された光量比Ｇｄ／Ｂｄに基づいて緑色蛍光体３７の内部温度Ｔｇを推定する（ステップＳ１３）。このとき、波長シフト算出部４１は、実測値を用いて予め用意された参照テーブルまたは補間式に従って、光量比Ｇｄ／Ｂｄに対応する内部温度Ｔｇを推定することができる。図９は、光量比Ｇｄ／Ｂｄと内部温度Ｔｇとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。このグラフに示されるように、緑色蛍光体３７の内部変換効率の温度依存性に従い、光量比Ｇｄ／Ｂｄが大きくなる程、内部温度Ｔｇは低くなる。

次に、波長シフト算出部４１は、ステップＳ１３で推定された内部温度Ｔｇに基づいて第２光源３２の内部温度Ｔｒを推定する（ステップＳ１４）。このとき、波長シフト算出部４１は、実測値を用いて予め用意された参照テーブルまたは補間式に従って、内部温度Ｔｇに対応する内部温度Ｔｒを推定することができる。図１０は、内部温度Ｔｇ，Ｔｒ間の対応関係の一例を概略的に示すグラフである。このグラフに示されるように、内部温度Ｔｇ，Ｔｒは互いに正の相関を持つことが分かる。

次に、波長シフト算出部４１は、ステップＳ１４で推定された内部温度Ｔｒに基づいて第２光源３２の発光波長のシフト量ｄｗを算出する（ステップＳ１５）。このとき、波長シフト算出部４１は、実測値を用いて予め用意された参照テーブルまたは補間式に従って、内部温度Ｔｒに対応するシフト量ｄｗを算出することができる。図１１は、内部温度Ｔｒとシフト量ｄｗとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。このグラフに示されるように、内部温度Ｔｒが基準温度Ｔ０から正の方向にずれるほど、シフト量ｄｗは零の値から大きくなり、逆に、内部温度Ｔｒが基準温度Ｔ０から負の方向にずれるほど、シフト量ｄｗは零の値から低くなる。

次に、補正係数算出部４３は、ステップＳ１５で算出されたシフト量ｄｗに基づいて補正係数γを算出する（ステップＳ１６）。次いで、重み付け部４４は、光量検出値Ｒｄに補正係数γを重み付けして補正後の光量検出値Ｒｓ（＝γ×Ｒｄ）を算出する（ステップＳ１７）。ここで、補正係数算出部４３は、実測値を用いて予め用意された参照テーブルまたは補間式に従って、シフト量ｄｗに対応する正の補正係数γを算出することができる。図１２は、シフト量ｄｗと補正係数γとの対応関係の一例を概略的に示すグラフである。このグラフに示されるように、シフト量ｄｗが零値から大きくなるほど、補正係数γは１．０の値から小さくなり、逆に、シフト量ｄｗが零値から小さくなるほど、補正係数γは１．０の値から大きくなる。

ステップＳ１６の実行後は、波長シフト算出部４１は、処理終了の場合（ステップＳ１８のＹＥＳ）を除いて、ステップＳ１１以後の手順を実行する（ステップＳ１８のＮＯ）。

色度制御部２２は、上記光量検出値Ｃｓ，Ｒｓに基づいて第１駆動回路２５及び第２駆動回路２６を個別に制御することにより照明光ＭＬの色度を調整する。図１３は、色度制御部２２による色度制御処理の手順を概略的に示すフローチャートである。

図１３に示されるように、色度制御部２２は、演算部４０から光量検出値Ｃｓ，Ｒｓを取得し（ステップＳ２１）、次いで、基準値記憶部（不揮発性メモリ）２３に記憶されている基準値Ｃｒ，Ｒｒを参照する（ステップＳ２２）。次に、色度制御部２２は、光量検出値Ｃｓ，Ｒｓの基準値Ｃｒ，Ｒｒからのズレを示す差分ΔＣ，ΔＲを算出する（ステップＳ２３）。差分ΔＣ，ΔＲは、次式（１）に従って算出される。
ΔＣ＝Ｃｓ−Ｃｒ，ΔＲ＝Ｒｓ−Ｒｒ ・・・（１）

次に、色度制御部２２は、差分ΔＣが次式（２）を満たす第１の許容範囲内に収まり、且つ、差分ΔＲが次式（３）を満たす第２の許容範囲内に収まるように制御する（ステップＳ２４〜Ｓ３１）。
ＴＬ１≦ΔＣ≦ＴＵ１ ・・・（２）
ＴＬ２≦ΔＲ≦ＴＵ２ ・・・（３）

基準値Ｃｒ，Ｒｒについては、たとえば、画像表示装置１０の製造段階において、所定の基準温度下で分光放射輝度計などを用いた色調整を実行し、その直後に実測された色検出値を基準値Ｃｒ，Ｒｒとして基準値記憶部２３に記憶することができる。

色度制御部２２は、差分ΔＣが第１の許容範囲の上限ＴＵ１を超えている場合には（ステップＳ２４のＹＥＳ）、駆動電流Ｉｃに対する振幅変調制御を実行して第１光源３１の発光強度を低下させ（ステップＳ２６）、差分ΔＣが第１の許容範囲の下限ＴＬ１を下回っている場合には（ステップＳ２４のＮＯ及びステップＳ２５のＹＥＳ）、駆動電流Ｉｃに対する振幅変調制御を実行して第１光源３１の発光強度を増加させる（ステップＳ２７）。一方、差分ΔＣが第１の許容範囲内にある場合には（ステップＳ２４のＮＯ及びステップＳ２５のＮＯ）、色度制御部２２は、次のステップＳ２８に処理を移行させる。

また、色度制御部２２は、差分ΔＲが第２の許容範囲の上限ＴＵ２を超えている場合には（ステップＳ２８のＹＥＳ）、駆動電流Ｉｒに対する振幅変調制御を実行して第２光源３２の発光強度を低下させ（ステップＳ３０）、差分ΔＲが第２の許容範囲の下限ＴＬ２を下回っている場合には（ステップＳ２８のＮＯ及びステップＳ２９のＹＥＳ）、駆動電流Ｉｒに対する振幅変調制御を実行して第２光源３２の発光強度を増加させる（ステップＳ３１）。一方、差分ΔＲが第２の許容範囲内にある場合（ステップＳ２８のＮＯ及びステップＳ２９のＮＯ）、色度制御部２２は、処理終了の場合（ステップＳ３２のＹＥＳ）を除いて、ステップＳ２１以後の手順を実行する（ステップＳ３２のＮＯ）。

以上に説明したように本実施の形態の色度制御部２２は、演算部４０で算出された光量検出値Ｃｓ，Ｒｓに基づいて、表示画像の色度が略一定となるように第１光源３１及び第２光源３２の発光強度を可変制御することができる（図１３のステップＳ２１〜Ｓ３１）。この可変制御は、第２光源３２の内部温度Ｔｒの推定値に基づいて行われるため、第２光源３２の内部温度の変化に照明光ＭＬの色度を正確且つ速やかに追従させることができる。よって、表示画像の品質を良好なものとすることが可能である。

上述したように、発光輝度制御部２１は、表示画像のコントラスト向上を目的として、入力画像データの内容（画像情報Ｌｕ）に応じて光源制御を実行することができる。このため、入力画像データの内容に応じて駆動電流Ｉｃ，Ｉｒのデューティ比が変化し、第１光源３１及び第２光源３２の内部温度も頻繁に変化し得る。また、第１光源３１及び第２光源３２にヒートシンクなどの冷却構造が取り付けられている場合には、光源内部で温度変化が生じてからその温度変化が第１光源３１及び第２光源３２の近傍に反映されるまでに時間がかかる。このような場合でも、本実施の形態の画像表示装置１０は、第２光源３２の内部温度Ｔｒに応じた色度制御を実行して表示画像の白色色度を正確に且つ素早く調整することができる。

また、経年変化などにより第１光源３１及び第２光源３２の発光特性が変化した場合でも、表示画像の白色色度を一定に調整することが可能である。さらに、本実施の形態の画像表示装置１０では、温度センサが必要とされないので、その構成が簡略になるという利点もある。

ところで、光量検出部３４の分光感度は、照明光ＭＬの波長に対して一様ではなく、当該波長に応じてその分光感度が変動する。すなわち、光量検出部３４の分光感度は波長依存性を有する。このため、赤色光成分の光量検出値Ｒｄが変動しても、第２光源３２の発光強度が変動するとは限らない。第２光源３２における内部温度Ｔｒの変化による発光波長の変動の影響は、第２光源３２が発する光の色純度が高いほど、すなわち特定波長にエネルギーが集中しているほど大きくなる。本実施の形態では、第１光源３１の内部温度の推定値Ｔｇに基づいて、赤色光ＲＬを発する第２光源３２の内部温度Ｔｒが推定される。そして、この内部温度Ｔｒに基づいて光量検出値Ｒｄが補正されるので、光量検出値Ｒｄを適正な値Ｒｓに補正することができる。

また、赤色光を発する第２光源３２の発光波長は、第１光源３１よりも高い温度依存性を有し、第１光源３１の発光波長よりも大きく変動しやすい。本実施の形態では、特に、赤色の光量検出値Ｒｄが補正されるので、表示画像の色度を正確に調整することができる。

以上、図面を参照して本発明に係る好適な実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記実施の形態では、第１光源３１は、シアン色光ＣＬを発する青緑色ＬＥＤ光源であり、第２光源３２は、赤色光ＲＬを発する赤色レーザ光源であるが、これらに限定されるものではない。

１０ 画像表示装置、 １１ 画像制御部、 １２ 素子駆動部、 １３ 空間光変調素子、 ２０ 光源制御部、 ２１ 発光輝度制御部、 ２２ 色度制御部、 ２３ 基準値記憶部、 ２４ 光源駆動部、 ２５ 第１駆動回路、 ２６ 第２駆動回路、 ３１ 第１光源、 ３２ 第２光源、 ３３ 光混合部、 ３４ 光量検出部、 ３５ 青緑色ＬＥＤ光源、 ３６ 青色ＬＥＤ光源、 ３７ 緑色蛍光体、 ３８ 赤色ＬＤ光源、 ４０ 演算部、 ４１ 波長シフト算出部、 ４２ 補正部、 ４３ 補正係数算出部、 ４４ 重み付け部、 ４５ 色検出部、 ５１ 第１光学シート、 ５２ 第２光学シート、 ５３，５４ 導光拡散板、 ６０ 光反射シート。

Claims (11)

1. 入射光を空間的に変調して表示画像を生成する空間光変調素子と、
   第１の波長域で発光する第１光源と、
   前記第１の波長域とは異なる第２の波長域で発光する第２光源と、
   前記第１光源及び前記第２光源からそれぞれ出射された２種類の光を混合して照明光を生成し、前記照明光を前記空間光変調素子に放射する光混合部と、
   前記照明光の一部を受光して、当該一部の照明光のうち前記第１の波長域の光成分を検出して第１の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記第２の波長域の光成分を検出して第２の光量検出値を出力する光量検出部と、
   前記第１光源及び前記第２光源を個別に駆動する光源駆動部と、
   前記第１の光量検出値に基づいて前記第２光源の内部温度を推定し、当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の発光波長のシフト量を算出する波長シフト算出部と、
   前記シフト量を用いて前記第２の光量検出値を補正する補正部と、
   前記第１の光量検出値と当該補正された第２の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の色度を調整する光源制御部と
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記第１光源は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の出射光の一部を励起光として吸収し発光する蛍光体とを含み、
   前記第１の波長域は、前記半導体発光素子の発光波長域と、前記蛍光体の発光波長域とを含み、
   前記光量検出部は、当該一部の照明光のうち前記半導体発光素子の発光波長域の光成分を検出して第３の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記蛍光体の発光波長域の光成分を検出して第４の光量検出値を出力するものであり、
   前記第１の光量検出値は、前記第３の光量検出値と前記第４の光量検出値とからなる
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置であって、前記波長シフト算出部は、前記第３の光量検出値に対する前記第４の光量検出値の比率を算出し、前記比率に基づいて前記蛍光体の内部温度を推定し、当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の内部温度を推定することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項２または３に記載の画像表示装置であって、前記半導体発光素子は青色波長域の光を出射し、前記蛍光体は緑色波長域の光を出射することを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項４に記載の画像表示装置であって、前記第２光源は、赤色波長域の光を出射するレーザ光源であることを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の画像表示装置であって、
   前記画像表示部は、入力信号に応じて前記照明光を画素単位で空間的に変調し、
   前記光源制御部は、前記入力信号で表される画像情報に基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の輝度を調整する
   ことを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項６に記載の画像表示装置であって、
   前記第１光源及び前記第２光源の各々は、振幅変調され且つパルス幅変調された駆動信号のデューティ比及び振幅に応じた明るさで発光し、
   前記光源制御部は、
   前記第１の光量検出値と前記第２の光量検出値とに基づいて前記駆動信号に対する振幅変調を制御する色度制御部と、
   前記画像情報に基づいて前記駆動信号に対するパルス幅変調を制御する発光輝度制御部と
   を含むことを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の画像表示装置であって、前記補正部は、前記シフト量に対応する補正係数を算出し、前記補正係数を前記第２の光量検出値に重み付けすることにより前記第２の光量検出値を補正することを特徴とする画像表示装置。
9. 入射光を空間的に変調して表示画像を生成する空間光変調素子と、第１の波長域で発光する第１光源と、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域で発光する第２光源と、前記第１光源及び前記第２光源からそれぞれ出射された２種類の光を混合して照明光を生成し、前記照明光を前記空間光変調素子に放射する光混合部と、前記照明光の一部を受光して、当該一部の照明光のうち前記第１の波長域の光成分を検出して第１の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記第２の波長域の光成分を検出して第２の光量検出値を出力する光量検出部と、前記第１光源及び前記第２光源を個別に駆動する光源駆動部とを備える画像表示装置における光源制御方法であって、
   前記第１の光量検出値に基づいて前記第２光源の内部温度を推定するステップと、
   当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の発光波長のシフト量を算出するステップと、
   前記シフト量を用いて前記第２の光量検出値を補正するステップと、
   前記第１の光量検出値と当該補正された第２の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の色度を調整するステップと
   を備えることを特徴とする光源制御方法。
10. 請求項９に記載の光源制御方法であって、
    前記第１光源は、半導体発光素子と、前記半導体発光素子の出射光の一部を励起光として吸収し発光する蛍光体とを含み、
    前記第１の波長域は、前記半導体発光素子の発光波長域と、前記蛍光体の発光波長域とを含み、
    前記光量検出部は、当該一部の照明光のうち前記半導体発光素子の発光波長域の光成分を検出して第３の光量検出値を出力し、当該一部の照明光のうち前記蛍光体の発光波長域の光成分を検出して第４の光量検出値を出力するものであり、
    前記第１の光量検出値は、前記第３の光量検出値と前記第４の光量検出値とからなり、
    前記発光波長のシフト量を算出する当該ステップは、
    前記第３の光量検出値に対する前記第４の光量検出値の比率を算出するステップと、
    前記比率に基づいて前記蛍光体の内部温度を推定するステップと、
    当該推定された内部温度に基づいて前記第２光源の内部温度を推定するステップと
    を含むことを特徴とする光源制御方法。
11. 請求項９または１０に記載の画像表示装置であって、入力信号で表される画像情報に基づいて前記光源駆動部を制御することにより前記照明光の輝度を調整するステップをさらに備えることを特徴とする画像表示装置。

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