JP4155963B2

JP4155963B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP4155963B2
Application number: JP2004317788A
Authority: JP
Inventors: 昌彦小澤; 周一香川; 英之金子; 博明杉浦
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-11-01
Filing date: 2004-11-01
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2024-11-01
Also published as: JP2006126705A

Description

この発明は、色再現域を拡大することが可能な画像表示装置に関し、特に多原色画像表示装置に関するものである。

従来の多原色画像表示装置として、拡散導光部材、例えば２つの楔形の導光体を積層しそれぞれの端部に２種類のＬＥＤアレイ光源を近接して配置し、光源からの光が拡散用の導光体を照明するようにしたものが知られている（例えば特許文献１）。

特開２００４−１１８１３３号公報（６頁２７〜３１行、図１）

このような従来の画像表示装置では、ＬＥＤの発光量は温度相関を持ち、又発光色によって発光量と温度の相関係数が相違するため、ＬＥＤに流れる電流による発熱や、周囲温度の変動で、さらには経時変化により、各色のＬＥＤからの発光量が変動し、あらかじめ設定されているホワイトのバランスが崩れ、色合いが変動すると言う問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、周囲温度の変化、発光手段の発光体の発熱、さらには、経時変化があっても、表示画像の輝度や色合いの変動を避けることができる画像表示装置を得ることを目的とする。

この発明は、
第１の分光特性を有する第１の照明光を発生する第１の光源と、
上記第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有する第２の照明光を発生する第２の光源と、
上記第１の光源と上記第２の光源を交互に発光させる駆動制御手段と、
上記光源からの光を拡散する拡散導光部材と、
それぞれ複数の副画素を含む複数の画素を有し、上記第１及び第２の光源からの交互発光に同期して、上記複数の副画素の、上記拡散導光部材からの照明光に対する透過率または反射率を、画像信号を構成する色信号に応じて制御するライトバルブと
を有し、
上記第１の光源は、
それぞれ異なる色の光を発する複数種類の発光体を有する第１の発光手段と、
上記第１の発光手段からの異なる色の光を混合し、上記拡散導光部材へと導く第１の混色導光部材とを備え、
上記第２の光源は、
それぞれ異なる色の光を発する複数種類の発光体を有する第２の発光手段と、
上記第２の発光手段からの異なる色の光を混合し、上記拡散導光部材へと導く第２の混色導光部材とを備え、
上記第１の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第１のカラーセンサと、
上記第２の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第２のカラーセンサと
をさらに備え、
上記駆動制御手段は、
上記第１のカラーセンサの出力に基いて上記第１の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御し、
上記第２のカラーセンサの出力に基いて上記第２の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御する
ことを特徴とする画像表示装置を提供する。

この発明によれば、カラーセンサで検出された輝度及び色度が所定値となるように、発光手段の発光体のそれぞれの発光強度を帰還制御するので、周囲温度の変化、発光手段の発光体の発熱、さらには経時変化があっても、表示画像の輝度や色合いの変化を防止することができる。また、複数種類の発光体のそれぞれ異なる色の光が混色導光部材内で混色されてから、拡散導光部材に入射するので、色むら、輝度むらが少ない。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である画像表示装置を示すものである。図示の画像表示装置は、第１及び第２の発光手段１１及び１３と、第１及び第２の混色導光部材１２及び１４と、拡散導光部材１５と、ライトバルブ１６と、反射部材１９と、第１及び第２のカラーセンサ２１及び２２と、色変換器３２と、第１及び第２のフィールドメモリ３３及び３４と、信号切替器３５と、光源駆動器３７と、照明光切替え器３８と、切替え制御器３９と、第１及び第２の発光色制御器４１及び４２とを有する。

第１の発光手段１１は、例えば、図２に示すように、赤、緑、青の三色の発光体、例えばＬＥＤのアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ（発光ダイオード）を含むものであり、第２の発光手段１３も、例えば図３に示すように、赤、緑、青の三色の発光体、例えばＬＥＤのアレイ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂを含むものである。第１の発光手段１１のＬＥＤのアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、第２の発光手段１３のＬＥＤのアレイ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂは、図４に示すようにその分光特性（発光スペクトル）Ｃ１１ｒ、Ｃ１１ｇ、Ｃ１１ｂ、Ｃ１３ｒ、Ｃ１３ｇ、Ｃ１３ｂは、互いに異なり、そのピークが互いにずれ、その発光帯域が狭く（色純度が高く）、発光帯域の重なりが少ないことが、表示画像の色再現域を拡大する上で望ましい。

第１及び第２の発光手段１１及び１３は、それぞれ第１及び第２の発光色制御器４１及４２により駆動制御される。
第１の発光色制御器４１は、それぞれ色の発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの輝度を個別に制御し得るものであり、それにより、発光手段１１からの光の輝度及び分光特性（白バランス）を調整する。それぞれの色の発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが、上記のようにＬＥＤアレイで構成される場合、それぞれの発光体の輝度の調整は例えば、パルス幅制御により、単位時間内におけるＬＥＤの発光時間の割合を制御することにより行われる。
同様に、第２の発光色制御器４２は、それぞれ色の発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの輝度を個別に制御し得るものであり、それにより、発光手段１３からの光の輝度及び分光特性（白バランス）を調整する。それぞれの色の発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが、上記のようにＬＥＤアレイで構成される場合、それぞれの発光体の輝度の調整は例えば、パルス幅制御により、単位時間内におけるＬＥＤの発光時間の割合を制御することにより行われる。

発光色制御器４１、４２は、照明光切替え器３８により、交互に光源駆動器３７に接続され、光源駆動器３７により駆動される。
従って、発光色制御器４１、４２は、照明光切替え器３８によって選択されて光源駆動器３７に接続されている期間の内の、パルス幅制御によって許容される期間のみ、電圧を印加する（駆動電流を流す）ことにより、各色の発光体の発光輝度を調整する。

光源駆動器３７と照明光切替え器３８と、発光色制御器４１、４２とで、第１及び第２の発光手段１１、１３を交互に発光させ、かつ第１及び第２の発光手段１１、１３からの光の輝度及び色度を調整する駆動制御手段が構成されている。

第１の発光手段１１からの光は第１の混色導光部材１２で混色され均質化されて、出射される。第１の混色導光部材１２から出射される光の分光特性（発光スペクトル）は、第１の発光手段１１の三色のＬＥＤの分光特性Ｃ１１ｒ、Ｃ１１ｇ、Ｃ１１ｂを合成したものに対応し、それぞれＬＥＤアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの分光特性のピークに対応するピークを有する。同様に第２の発光手段１３からの光は第２の混色導光部材１４で混色され均質化されて、出射される。第２の混色導光部材１４から出射される光の分光特性は、第２の発光手段１３の三色のＬＥＤの分光特性Ｃ１３ｒ、Ｃ１３ｇ、Ｃ１３ｂを合成したものに対応し、それぞれＬＥＤアレイ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの分光特性のピークに対応するピークを有する。

このように、第１の発光手段１１と第１の混色導光部材１２の組合せは、第１の分光特性の第１の照明光ＬＡを発する第１の光源１７を構成し、第２の発光手段１３と第２の混色導光部材１４の組合せは、第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有する第２の照明光ＬＢを発する第２の光源１８を構成する。

第１及び第２の光源１７及び１８から出射された光は反射部材１９で反射されて拡散導光部材１５に入射される。この反射を効率良く行うため、反射部材１９は半円筒面状の内面を有する。なお、図示の反射部材１９は内面のみならず、外面も半円筒面状に形成されている。

拡散導光部材１５は、略矩形の板状に形成され、第１の短辺１５ａの側の端面（同じく符号１５ａで示す）が入射端面を構成する。
第１及び第２の混色導光部材１２及び１４も矩形の板状に形成され、拡散導光部材１５に重ねられている。即ち、拡散導光部材１５に第１の混色導光部材１２が積層され、その上に第２の混色導光部材１４が積層されている。
第１及び第２の混色導光部材１２及び１４の第１の辺の側に設けられた入射端面１２ａ及び１４ａの近傍に、第１及び第２の発光手段１１及び１３が位置し、第１及び第２の発光手段１１及び１３が発生した光が、これらの入射端面１２ａ及び１４ａから入射するように配置されている。
第１及び第２の混色導光部材１２及び１４の上記第１の辺と反対側に位置する第２の辺の側に設けられた出射端面１２ｂ及び１４ｂは、拡散導光部材１５の入射端面１５ａと略同じ位置に（図示の例では面一となるように）設けられている。

第１の混色導光部材１２の側面には、第１のカラーセンサ２１が設けられており、第１の混色導光部材１２で混色され、出射される光の輝度及び色度を検出し、検出結果を示す信号を第１の発光色制御器４１に供給する。同様に、第２の混色導光部材１４の側面には、第２のカラーセンサ２２が設けられており、第２の混色導光部材１４で混色され、出射される光の輝度及び色度を検出し、検出結果を示す信号を第２の発光色制御器４２に供給する。
第１の発光色制御器４１は、第１のカラーセンサ２１からの信号に基いて、第１の混色導光部材１２で混色され、出射される光の輝度及び色度が所定値となるように、第１の発光手段１１の発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの発光強度を調整する。同様に、第２の発光色制御器４２は、第２のカラーセンサ２２からの信号に基いて、第２の混色導光部材１４で混色され、出射される光の輝度及び色度が所定値となるように、第２の発光手段１３の発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの発光強度を調整する。このように、カラーセンサ２１、２２及び発光色制御器４１、４２を用いて、混色導光部材１２、１４から出射される光の輝度及び色度を所定値に維持するための帰還制御が行われる。

拡散導光部材１５は、入射された光を表示画面全面に拡散する。上記のように、第１の発光手段１１と第２の発光手段１３は、照明光切替え器３８で交互に切替えられので、拡散導光部材１５からは、第１及び第２の照明光ＬＡ及びＬＢが時分割的に順次出射される。即ち、第１及び第２の光源１７及び１８と、拡散導光部材１５の組合せにより、分光特性が互いに異なる第１及び第２の照明光を交互に即ち時分割的に拡散し、出射する照明手段が構成されている。

ライトバルブ１６は、それぞれ複数の副画素を含む複数の画素を有し、光源１７、１８の交互発光に同期して、複数の副画素の、光源１７、１８から拡散導光部材１５を介して供給される照明光に対する透過率または反射率を、画像信号を構成する色信号に応じて制御する。ライトバルブ１６は、例えば、図５（ａ）に示すようにマトリクス状に配列された複数の画素Ｐｘを有する液晶パネルで構成されている。各画素は、例えば図５（ｂ）に複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂを含む。各画素の複数の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂは互いに異なる色、例えば赤、緑、青のフィルタで覆われており、副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂはそれぞれ後述の画像信号の異なる色信号によって制御されて、拡散導光部材１５からの光を画像信号に対応した画像光に変換する。

一方、外部から供給される画像信号ＰＳは、色変換器３２に導かれる。色変換器３２は、画像信号ＰＳを、第１の照明光ＬＡに対応する第１の画像信号ＳＡと、第２の照明光ＬＢに対応する第２の画像信号ＳＢとに変換する。第１の画像信号ＳＡは、第１の発光手段１１のＬＥＤのアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの分光特性に対応した３つの色信号を含む。第２の画像信号ＳＢは、第２の発光手段１３のＬＥＤのアレイ１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの分光特性に対応した３つの色信号を含む。

第１の画像信号ＳＡと第２の画像信号ＳＢはそれぞれフィールドメモリ３３及び３４に蓄積される。フィールドメモリ３３及び３４に蓄積された画像信号は、所定のタイミングで読み出されて信号切替え器３５でフィールド毎に交互に選択されて、ライトバルブ１６に入力される。
ライトバルブ１６は、上記のように各画素につき複数の例えば３つの副画素を有し、それぞれの副画素が第１の画像信号ＳＡ又は第２の画像信号ＳＢの、対応する色信号により制御される。例えば各画素Ｐｘは赤、緑、青の副画素Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂを有し、信号切替え器３５により第１の画像信号が選択されているときは、赤、緑、青の副画素がそれぞれ第１の画像信号の赤、緑、青の色信号により駆動され、第２の画像信号が選択されているときは、赤、緑、青の副画素がそれぞれ第２の画像信号の赤、緑、青の色信号により駆動される。

照明光切替え器３８と信号切替え器３５とはともに、切替え制御器３９によって、互いに同期して、切替え動作を行うように制御される。より具体的には、一つのサブフレーム期間においては、照明光切替え器３８は第１の発光手段１１を選択し、信号切替え器３５は、第１の画像信号ＳＡを選択し、次のサブフレーム期間においては、照明光切替え器３８は第２の発光手段１３を選択し、信号切替え器３５は、第２の画像信号ＳＢを選択するように制御される。以下、サブフレーム期間毎に第１の発光手段１１及び第２の発光手段１３が交互に選択されるとともに、これと同期して第１の画像信号ＳＡ及び第２の画像信号ＳＢが交互に選択される。

このような制御を行う結果、一つのサブフレーム期間においては、第１の画像信号ＳＡに対応する画像がライトバルブ１６の出力側に現われ、次のサブフレーム期間においては、第２の画像信号ＳＢに対応する画像がライトバルブ１６の出力側に現われる。これらは視聴者の目で時間的に合成されるので、第１の光源１７のみでライトバルブ１６を照射する場合や、第２の光源１８のみでライトバルブ１６を照射する場合と比べ色再現範囲の広い画像を得ることができる。

なお、上記の説明における「サブフレーム」の期間は、図１の構成のように２つの光源を面順次に選択する場合とは異なり、一つの光源のみで表示動作を行う場合の１フレームの期間の２分の１に対応する。

このような構成によれば、複数の画像信号と夫々に対応する照明光が一対となって、面順次に切り替わる。これらの照明光は、発光体から混色導光部材を介して均質化されるので、輝度むらや色むらが抑制される。
また、混色導光部材から出射される光の輝度、色度が、カラーセンサ２１、２２で検出され、検出結果に基き、発光色制御器４１、４２で発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの駆動電流（パルス幅）を制御することにより、帰還制御が行われる。
従って、周囲温度の変動や、発光体、例えばＬＥＤに流れる電流による発熱、さらには、経時変化があっても、表示される画像の輝度や色度を一定に保つことができる。

ここで、発光手段１１、１３は交互に選択され、かつ各発光手段の発光体、例えばＬＥＤの発光強度は、例えば、上記のように供給されるパルス幅により制御されるが、カラーセンサによる検出の精度を高くするには、カラーセンサに、パルス幅制御の周期に比して十分に長い時定数を持たせることが必要となる。また、雑音などの影響による瞬間的な変動に対して急激な変動を起こさないためにも、カラーセンサの検出は長い時定数を持たせることが望ましい。

一方、カラーセンサの検出の時定数を長くした場合、検出の対象となる光源１７、１８の点灯周期のみでなく、他の光源の点灯周期も検出期間の一部となり、仮にセンサの配置が本実施の形態のごとくでなければ、検出の対象でない光源からの光の影響をも受けることがある。例えば、発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの光を混色して照明光ＬＡを生成する光源１７と、発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの光を混色して照明光ＬＢを生成する光源１８が存在する場合、発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが点灯し、発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが消灯する照明光ＬＡの周期と、発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂが消灯し、発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂが点灯する照明光ＬＢの周期が存在する。検出の時定数を長くした場合、カラーセンサは照明光ＬＡの周期または照明光ＬＢの周期のみを検出せず、照明光ＬＡの周期、照明光ＬＢの周期の双方にまたがった検出期間となる。この場合、カラーセンサの設置場所によっては、６種類の発光体からの光を検出することとなり、この検出結果から６種類の発光体の駆動を制御することが必要となる。すなわち、６色のカラーセンサ出力から、６種類の発光体の制御量を求めることとなる。しかし、このような制御は複雑であって、実際的ではない。制御の容易化のためには、カラーセンサで検出される光を構成する発光体の種類、カラーセンサ出力から制御量を求められる発光体の種類は少ない方が望ましい。

本実施の形態における画像表示装置においては、各光源に備える混色導光部材の近傍にカラーセンサを備える。よって、各カラーセンサは発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂからの光により構成される照明光ＬＡ、または発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂからの光により構成される照明光ＬＢのみを検出することとなり、検出結果から発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、または発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの制御量を求めることとなる。すなわち、３色のカラーセンサ出力から、３種類の発光体の制御量を求めることとなり、制御量を求める演算が容易となる。

また、混色導光部材の近傍にカラーセンサを設けるため、良く混色された発光体からの光を検出することができ、外光の影響を排除することができる。

さらに上記の構成によれば、ＬＥＤアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、１３ｒ、１３ｇ、１３ｂとしてそれぞれ色純度の高いものを用い、画像信号としてそれぞれのＬＥＤアレイ１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、１３ｒ、１３ｇ、１３ｂの色に対応したものを用いることができるので、色再現性域を拡大することができると言う効果が得られる。
また、発光手段１１、１３からの光をそれぞれ混色導光部材１２、１４で混色し、均質化した上で拡散導光部材１５に導いているので、色むらや、輝度むらを無くすことができる。

さらにまた、上記のように、混色導光部材１２、１４及び拡散導光部材１５を板状に形成し、これらを積み重ねているので、ライトバルブの面方向の寸法を小さくすることができる。例えば、ライトバルブが液晶パネルで構成される場合、液晶パネルの画面サイズの範囲内に混色導光部材、発光手段などを収めることができ、コンパクトな画像表示装置を得ることができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２の画像表示装置を示す。実施の形態２の画像表示装置は、実施の形態１の画像表示装置と概して同じである。但し、第１の光源１７が、第１の混色導光部材１２の出射端１２ｂ側（第１の混色導光部材１２と拡散導光部材１５の間）に設けられた第１の光スイッチ２３をさらに有し、第２の光源１８が、第２の混色導光部材１４の出射端１４ｂの側（第２の混色導光部材１４と拡散導光部材１５の間）に設けられた第２の光スイッチ２４をさらに有する点で異なる。
なお、図６には、図１の部材３１乃至３５、３７乃至３９、４１、及び４２の図示を省略している。

第１及び第２の光スイッチ２３及び２４は、照明光切替え器３８による第１及び第２の発光手段１１、１３の駆動に合わせて開閉するよう制御されている。即ち、第１の発光手段１１が選択されたときは、第１の光スイッチ２３も開状態とされ、第１の発光手段１１が選択されないときは、第１の光スイッチ２３は閉状態とされる。一方、第２の発光手段１３が選択されたときは、第２の光スイッチ２４も開状態とされ、第２の発光手段１３が選択されないときは、第２の光スイッチ２４は閉状態とされる。

このような動作により、発光手段１１の点灯時に混色導光部材１２で混色された光を拡散導光部材１５へ入射させる一方、発光手段１１の消灯時に、混色導光部材１２へ発光手段１１以外からまわりこんで来る光や、発光手段１１として残光のあるものを使用する場合に、これらの不要光を遮断することができる。同様に、発光手段１３の点灯時に混色導光部材１４で混色された光を拡散導光部材１５へ入射させる一方、発光手段１３の消灯時に、混色導光部材１４へ発光手段１３以外からまわりこんで来る光や、発光手段１３として残光のあるものを使用する場合に、これらの不要光を遮断することができる。
残光の生じる発光手段の例としては、蛍光物質励起型のＬＥＤや、冷陰極蛍光放電管がある。
光スイッチ２３、２４としては、電子開閉式で、高速液晶光スイッチのような、高速応答で、透過率の高い素子を用いることが望ましい。

このような構成とすることで、冷陰極放電管や、蛍光物質励起型ＬＥＤ等の残光特性のある発光体を使用する際の残光を、発光手段の消灯にあわせて、遮断することが可能であり、複数種類の照明光が同時に拡散導光部材１５に入射されることを防ぎ、色純度の高い光のみ使用することで、色再現域を拡大することができる。

なお、上記の実施の形態では、第１及び第２の光スイッチ２３、２４が第１及び第２の混色導光部材１２、１４の出射側に設けられているが、光スイッチを第１及び第２の混色導光部材１２、１４のいずれか一方のみの出射側に設けることとしても良い。

実施の形態３．
図７及び図８は本発明の実施の形態３の画像表示装置を示す。実施の形態３の画像表示装置は、実施の形態１の画像表示装置と概して同じである。但し、図７に示すように、第１の光源１７が、第１の発光手段１１及び第１の混色導光部材１２に加えて、第３の発光手段５１及び第３の混色導光部材５２を有し、第２の光源１８が、第２の発光手段１３及び第２の混色導光部材１４に加えて第４の発光手段５３及び第４の混色導光部材５４を有し、第２の反射部材５５と、第３及び第４のカラーセンサ５７、５８と、案内部材６１、６２、６３、６４をさらに有し、さらに、図８に示すように、第３及び第４の発光色制御器４３及び４４を有する点で異なる。

第３の発光手段５１は、第１の発光手段１１と同様に図２の発光体１１ｒ、１１ｇ、１１ｂを有し、第１の発光手段１１と同様の分光特性を有し、第１の発光手段５１と同じタイミングで照明光切替え部３８によって選択され、但し第１の発光手段１１の駆動制御に用いられる発光色制御器４１とは異なる発光色制御器４３により駆動制御されて発光動作をする。
第４の発光手段５３は、第２の発光手段１３と同様に図３の発光体１３ｒ、１３ｇ、１３ｂを有し、第２の発光手段１３と同様の分光特性を有し、第２の発光手段１３と同じタイミングで照明光切替え部３８によって選択され、但し第２の発光手段１３の駆動制御に用いられる発光色制御器４２とは異なる発光色制御器４４により駆動制御されて発光動作をする。

以下に詳しく述べるように、第３の混色導光部材５２から出射される照明光ＬＡ’は、第１の混色導光部材１２から出射される照明光ＬＡと同じ分光特性を有し、第４の混色導光部材５４から出射される照明光ＬＢ’は、第２の混色導光部材１４から出射される照明光ＬＢと同じ分光特性を有するように制御される。

第３のカラーセンサ５７は、第３の混色導光部材５２の側面に設けられており、第３の混色導光部材５２で混色され、出射される光の輝度及び色度を検出し、検出結果を示す信号を第３の発光色制御器４３に供給する。同様に、第４のカラーセンサ５８は、第４の混色導光部材５４の側面に設けられており、第４の混色導光部材５４で混色され、出射される光の輝度及び色度を検出し、検出結果を示す信号を第４の発光色制御器４４に供給する。

第３の発光色制御器４３は、第３のカラーセンサ５７からの信号に基いて、第３の混色導光部材５２から出射される光の輝度及び色度が所定値となるように、第３の発光手段５１の発光体（１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ）の輝度を調整する。同様に、第４の発光色制御器４４は、第４のカラーセンサ５８からの信号に基いて、第４の混色導光部材５４から出射される光の輝度及び色度が所定値となるように、第４の発光手段５３の発光体（１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ）の輝度を調整する。このように、カラーセンサ５７、５８及び発光色制御器４３、４４を用いて、混色導光部材５２、５４から出射される光の輝度及び色度を所定値に維持するための帰還制御が行われる。

第１及び第２の混色導光部材１２及び１４、並びに拡散導光部材１５は、実施の形態１及び２と同様に、略矩形の板状に形成され、第３及び第４の混色導光部材５２及び５４は、第１及び第２の混色導光部材１２及び１４と同様に、矩形の板状に形成され、拡散導光部材１５に重ねられている。

拡散導光部材１５の、第１の短辺１５ａの側の端面（同じく符号１５ａで示す）と上記第１の短辺１５ａの反対側に位置する第２の短辺１５ｂの側の端面（同じく符号１５ｂで示す）とがそれぞれ第１及び第２の入射端面を構成する。
そして、第１の入射端面１５ａ寄りの位置に第１の発光手段１１及び第１の混色導光部材１２と第２の発光手段１３及び第２の混色導光部材１４が配置され、第２の端面１５ｂ寄りの位置に第３の発光手段５１及び第３の混色導光部材５２と、第４の発光手段５３及び第４の混色導光部材５４とが配置されており、第１の入射端面１５ａから第１及び第２の混色導光部材１２及び１４の出射光が入射され、第２の入射端面１５ｂの側から第３及び第４の混色導光部材５２及び５４の出射光が入射される。
即ち、拡散導光部材１５の、第１の入射端面１５ａ寄りの部分（第１の部分）１５ｃに第１の混色導光部材１２が積層され、その上に第２の混色導光部材１４が積層されている。
同様に、拡散導光部材１５の、第２の入射端面１５ｂ寄りの部分（第２の部分）１５ｄに第４の混色導光部材５４が積層され、その上に第３の混色導光部材５２が積層されている。

第１乃至第４の混色導光部材１２、１４、５２、及び５４の第１の辺の側に設けられた入射端面１２ａ、１４ａ、５２ａ及び５４ａは、拡散導光部材１５の中央寄りに位置し、第１乃至第４の発光手段１１、１３、５１及び５３は、これらの入射端面１２ａ、１４ａ、５２ａ及び５４ａの近傍に位置し、発生した光を、内面に反射面を有する案内部材６１、６２、６、及び６４を介して、これらの入射端面１２ａ、１４ａ、５２ａ、５４ａから光を入射させるように配置されている。
第１乃至第４の混色導光部材１２、１４、５２及び５４の出射端面１２ｂ、１４ｂ、５２ｂ及び５４ｂは、上記第１の辺とは反対側に位置する第２の辺の側に設けられている。
第１の混色導光部材１２の出射端面１２ｂ及び第２の混色導光部材１４の出射端面１４ｂは、拡散導光部材１５の第１の入射端面１５ａと略同じ位置に（図示の例では面一となるように）設けられており、第３の混色導光部材５２の出射端面５２ｂ及び第４の混色導光部材５４の出射端面５２ｂは、拡散導光部材１５の第２の入射端面１５ｂと略同じ位置に（図示の例では面一となるように）設けられている。

第１及び第２の発光手段１１及び１３から発して、第１及び第２の混色導光部材１２及び１４の入射端面１２ａ及び１４ａから入射した光は、出射端面１２ｂ及び１４ｂから出射され、第１の反射部材１９で反射されて（折り返されて）拡散導光部材１５の第１の入射端面１５ａから拡散導光部材１５に入射される。同様に、第３及び第４の発光手段５１及び５３から発して、混色導光部材５２及び５４の入射端面５２ａ及び５４ａから入射した光は、出射端面５２ｂ及び５４ｂから出射され、第２の反射部材５５で反射されて（折り返されて）拡散導光部材１５の第２の入射端面１５ｂから拡散導光部材１５に入射される。
このような反射を効率良く行うため、第１及び第２の反射部材１９及び５５は半円筒形の内面を有する。なお、図示の反射部材１９及び５５は内面のみならず、外面も半円筒形に形成されている。

このような構成であるので、第１の光源１７が選択されたときは第１及び第３の混色導光部材１２及び４２から照明光ＬＡ、ＬＡ’が第１及び第２の入射端面１５ａ、１５ｂから入射され、第２の光源１８が選択されたときは第２及び第４の混色導光部材１４及び４４から照明光ＬＢ、ＬＢ’が第１及び第２の入射端面１５ａ、１５ｂから入射される。即ち、いずれの光源が選択されたときも照明光が拡散導光部材１５の両側から入射される。実施の形態１では、第１及び第２の光源１７及び１８からの照明光が拡散導光部材１５の一方の端部のみから入射されるため、これによる色むら、輝度むらが発生するが、実施の形態３ではこのような色むら、輝度むらをなくすことができる。

本発明の実施の形態１による画像表示装置を示す構成図である。実施の形態１で用いられる第１の発光体の構成例を示す概略図である。実施の形態１で用いられる第２の発光体の構成例を示す概略図である。第１及び第２の発光体を構成するＬＥＤアレイの分光特性を示す図である。実施の形態１で用いられるライトバルブの構成例を示す概略図である。本発明の実施の形態２による画像表示装置を示す構成図である。本発明の実施の形態３による画像表示装置の一部分を示す構成図である。本発明の実施の形態３による画像表示装置を他の部分を示す構成図である。

符号の説明

１１、１３、５１、５３発光手段、１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ、１３ｒ、１３ｇ、１３ｂ発光体、１２、１４、５２、５４混色導光部材、１５拡散導光部材、１６ライトバルブ、１９、５５反射部材、２１、２２、５７、５８カラーセンサ、２３、２４光スイッチ、３２色変換器、３３、３４フィールドメモリ、３５信号切替え器、３７光源駆動器、３８照明光切替え器、３９切替え制御器、４１、４２、４３、４４発光色制御器。

Claims

第１の分光特性を有する第１の照明光を発生する第１の光源と、
上記第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有する第２の照明光を発生する第２の光源と、
上記第１の光源と上記第２の光源を交互に発光させる駆動制御手段と、
上記光源からの光を拡散する拡散導光部材と、
それぞれ複数の副画素を含む複数の画素を有し、上記第１及び第２の光源からの交互発光に同期して、上記複数の副画素の、上記拡散導光部材からの照明光に対する透過率または反射率を、画像信号を構成する色信号に応じて制御するライトバルブと
を有し、
上記第１の光源は、
それぞれ異なる色の光を発する複数種類の発光体を有する第１の発光手段と、
上記第１の発光手段からの異なる色の光を混合し、上記拡散導光部材へと導く第１の混色導光部材とを備え、
上記第２の光源は、
それぞれ異なる色の光を発する複数種類の発光体を有する第２の発光手段と、
上記第２の発光手段からの異なる色の光を混合し、上記拡散導光部材へと導く第２の混色導光部材とを備え、
上記第１の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第１のカラーセンサと、
上記第２の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第２のカラーセンサと
をさらに備え、
上記駆動制御手段は、
上記第１のカラーセンサの出力に基いて上記第１の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御し、
上記第２のカラーセンサの出力に基いて上記第２の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御する
ことを特徴とする画像表示装置。
上記第１及び第２の光源の少なくとも一つは、上記混色導光部材の出射側に設けられた光スイッチをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
上記光スイッチは、当該光源の発光手段の発光に同期して開となり、消灯に同期して閉となるように制御されることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
上記第１の光源が、
上記第１の発光手段と同じ複数種類の発光体を有する第３の発光手段と、
上記第３の発光手段からの光を混合する第３の混色導光部材とをさらに有し、
上記第２の光源が、
上記第２の発光手段と同じ複数種類の発光体を有する第４の発光手段と、
上記第４の発光手段からの光を混合する第４の混色導光部材とをさらに有し、
上記拡散導光部材が矩形の板状であって、互いに反対側に位置する第１の入射端面及び第２の入射端面を有し、
上記第１及び第２の混色導光部材の出射光が上記拡散導光部材の上記第１の入射端面から入射され、
上記第３及び第４の混色導光部材の出射光が上記拡散導光部材の上記第２の入射端面から入射され、
上記駆動制御手段は、上記第３の発光手段を上記第１の発光手段と同時に発光させ、上記第４の発光手段を上記第２の発光手段と同時に発光させ、
上記第３の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第３のカラーセンサと、
上記第４の混色導光部材から出射される光の輝度及び色度を検出する第４のカラーセンサと
をさらに備え、
上記駆動制御手段は、
上記第３のカラーセンサの出力に基いて上記第３の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御し、
上記第４のカラーセンサの出力に基いて上記第４の発光手段の上記発光体のそれぞれの発光強度を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
上記拡散導光部材及び上記混色導光部材が板状のものであって互いに重ねられ、上記混色導光部材から出射された光を上記拡散導光部材に入射させる反射部材をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像表示装置。
上記混色導光部材の出射端面と上記拡散導光部材の入射端面が互いに隣接して配置され、上記反射部材が、上記出射端面及び上記入射端面に対向するように設けられた半円筒状の内面を有するものであることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。