JP6028440B2 - Image display device and light source control method - Google Patents
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Description
この発明は、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。 The present invention relates to an image display device that generates an image by spatially modulating incident illumination light, and a control method for a light source included in the image display device.
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。 In recent years, liquid crystal display devices and projection display devices (projectors) have become widespread as image display devices that spatially modulate incident light to produce images. A general liquid crystal display device includes a backlight unit that emits planar illumination light, and a liquid crystal display panel that is a transmissive spatial light modulator that generates an image by spatially modulating the illumination light in units of pixels. And have. In recent backlight units, a light emitting diode (LED) light source or a semiconductor laser light source is used in place of a conventional white lamp light source such as a halogen lamp.
この種の画像表示装置において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方法として、3種類の異なる波長域(例えば、赤色、緑色及び青色)の光をそれぞれ出射する3つの光源を含む照明手段から放射された照明光について、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方法があった(例えば、特許文献1参照)。 As a method of adjusting the white chromaticity of the illumination light regardless of the temperature change in the vicinity of the light source in this type of image display device, light of three different wavelength ranges (for example, red, green, and blue) is emitted 3 For illumination light emitted from illumination means including two light sources, a color sensor for detecting a color detection value related to the chromaticity of the illumination light, a temperature detection means for detecting a temperature in the vicinity of the light source, and the detected temperature There is a method of controlling the light emission of each light source based on the color detection value (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のような方法は、3種類の異なる波長域に対して照明光の白色色度を調整する方法であって、同一の波長域を含む複数の光源を用いた場合に照明光の白色色度を調整する方法については開示されていない。従って、同一の波長域を含む複数の光源を用いた画像表示装置において、各光源の発光特性が変化した場合に対応して照明光の白色色度を正確に保つようにそれぞれの光源に対する制御を行うことが困難であった。
However, the method as in
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、同一の波長域を含む複数の光源を用いた画像表示装置において、各光源の発光特性が変化しても照明光の白色色度を正確に保つ画像表示装置を得るものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. In an image display apparatus using a plurality of light sources including the same wavelength region, the white color of the illumination light even if the light emission characteristics of each light source change. An image display device that maintains chromaticity accurately is obtained.
この発明に係る画像表示装置においては、照明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波長域の光を出射する第1光源と、前記第1波長域に含まれる波長域である第2波長域の光を出射するレーザ光源を構成要素とする第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前記照明光を生成し、前記空間光変調素子へ前記照明光を放射する光混合部と、前記照明光の一部を受光し、前記第2波長域とは異なる波長域の光成分を検出して第1の光量検出値を出力するとともに、前記第2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の光量検出値と前記第2の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御して前記照明光の色度を調整する光源制御部と、前記第2光源近傍の温度を検出する温度検出部と、前記第2光源近傍の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し、当該発光波長のシフト量を用いて前記第2光源の光源光量値を補正する補正部とを備え、前記光源制御部は、前記第1の光量検出値を用いて前記第1光源の発光強度を制御し、前記第1の光量検出値と前記第2の光量検出値の両方を用いて前記第2光源の発光強度を制御し、前記補正部で補正された前記第2光源の光源光量値を用いて前記第2光源の発光強度を制御することを特徴とするものである。 In the image display device according to the present invention, a spatial light modulation element that spatially modulates illumination light to generate a display image, a first light source that emits light in a first wavelength region, and the first wavelength region A second light source comprising a laser light source that emits light in a second wavelength range that is included, and two types of light emitted from the first light source and the second light source, respectively, A light mixing unit that generates illumination light, emits the illumination light to the spatial light modulator, and receives a part of the illumination light, and detects a light component in a wavelength region different from the second wavelength region; A light amount detection unit that outputs a first light amount detection value, detects a light component in the second wavelength range, and outputs a second light amount detection value, and individually drives the first light source and the second light source. Based on the light source driving unit, the first light quantity detection value, and the second light quantity detection value A light source controller for adjusting the chromaticity of the illumination light by controlling the light source driving unit, a temperature detector for detecting the temperature of the second light source near the second based on the temperature of the second light source near A correction unit that calculates a shift amount of the light emission wavelength of the light source and corrects a light source light amount value of the second light source using the shift amount of the light emission wavelength, and the light source control unit includes the first light amount detection value. Is used to control the emission intensity of the first light source, and the emission intensity of the second light source is controlled using both the first light quantity detection value and the second light quantity detection value, and the correction unit corrects the emission intensity. The emitted light intensity of the second light source is controlled using the light source light amount value of the second light source .
この発明は、第1波長域の光を出射する第1光源と、第1波長域に含まれる波長域である第2波長域の光を出射する第2光源とを備え、第1光源及び第2光源からそれぞれ出射された2種類の光を混合して生成された照明光の一部を受光し、第2波長域とは異なる波長域の光成分を検出して第1の光量検出値を出力するとともに、第2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、第1の光量検出値を用いて光源制御部が駆動する第1光源の発光強度を制御し、第1の光量検出値と第2の光量検出値の両方を用いて光源制御部が駆動する第2光源の発光強度を制御する光源制御部とを備えることにより、同一の波長域を含む複数の光源を用いた画像表示装置において、各光源の発光特性が変化しても照明光の白色色度を正確に保つことが可能となる。 The present invention includes a first light source that emits light in a first wavelength range, and a second light source that emits light in a second wavelength range that is a wavelength range included in the first wavelength range. A part of illumination light generated by mixing two kinds of light respectively emitted from the two light sources is received, a light component in a wavelength region different from the second wavelength region is detected, and a first light amount detection value is obtained. A light amount detection unit that outputs a second light amount detection value by detecting a light component in the second wavelength range, and an emission intensity of the first light source driven by the light source control unit using the first light amount detection value And a light source control unit that controls the emission intensity of the second light source that is driven by the light source control unit using both the first light quantity detection value and the second light quantity detection value. In an image display device using a plurality of light sources including the white chromaticity of illumination light even if the light emission characteristics of each light source change It is possible to maintain accurately.
実施の形態1.
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における画像表示装置10の基本構成を概略的に示す機能ブロック図である。図1において、画像表示装置10は、第1波長域の光CLを出射する第1光源31と、第1波長域に含まれる波長域である第2波長域の光RLを出射する第2光源32と、第1光源31及び第2光源32からそれぞれ出射された2種類の光を混合して照明光MLを生成する光混合部33と、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空間光変調素子13と、照明光MLの一部を受光し第1の光量検出値及び第2の光量検出値を出力する光量検出部34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。ここで、例えば第1波長域の光CLはシアン色光であり、第2波長域の光RLは赤色光である。本実施の形態では、第1波長域の光をシアン色光CL、第2波長域の光を赤色光RLとして説明する。
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a basic configuration of an
第1光源31は、シアン色光CLを出射する青緑色LED光源35の群(青緑色発光ダイオード群)で構成される。ここで、シアン色光CLは、青色波長域と緑色波長域に加え、赤色波長域にもピーク強度を有するスペクトルを持つ光であり、青色波長域と緑色波長域のみにピーク強度を有する純粋なシアン色光と比較して色の薄い、白っぽいシアン色光である。
The
図2は、青緑色LED光源35の一例を示す図である。図2に示されるように、青緑色LED光源35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及び赤色の混合蛍光体37とを有する。青色LED光源36の出射光と混合蛍光体37の出射光とを混合することで色の薄い青緑色(シアン色)の光CLが生成される。なお、このシアン色光CLが色の薄いシアン色の光となり、第2光源からの赤色光と合わさって白色光となるように、混合蛍光体における緑色蛍光体及び赤色蛍光体の量は調整されている。また、青色LED光源36に代えて、青色レーザ光源を使用してもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the blue-green
一方、第2光源32は、赤色レーザ光源38の群で構成される。赤色レーザ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。
On the other hand, the
第1光源31に赤色蛍光体も用いた青緑色LED光源35を用いて、第1光源と31赤色レーザ光源群である第2光源32との2種類の光を混合して照明光MLを生成することで、赤色レーザ光源群である第2光源32から発する赤色光の光出力の総量を抑えることができ、個々の光源からの出力を抑える、または光源の個数を抑えることができる。レーザ光源はLED光源よりも高温での動作温度範囲が狭いものが一般的であるが、赤色蛍光体を併用した構成にすることで赤色レーザ光源38からの光出力を抑えることができ、これによって赤色レーザ光源38の発熱量を抑えられるので、画像表示装置が動作する環境温度範囲を広げることが可能となる。また、赤色レーザ光源38は高温になるにしたがって発光効率が低下し、発熱量が増加するため、冷却構造が大型となる傾向にあるが、赤色蛍光体を併用することで光源の冷却構造の小型化を図ることも可能となる。さらに、赤色レーザ光源38の高温での発光効率の低下は、高温での表示輝度の低下または消費電力の増大を招くことになるが、赤色蛍光体を併用することでこれらを低減することも可能となる。
Using a blue-green
光混合部33は、第1光源31及び第2光源32からそれぞれ出射された2種類の光を混合して照明光MLを生成する。次に光混合部33について、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と透過型液晶表示装置として構成される場合とで分けて説明する。
The
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。
When the
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、赤色レーザ光源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に垂直なZ軸方向に沿って積層されている。
On the other hand, when the
導光拡散板53及び54は、ガラス材料や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及び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。また、導光拡散板53の底面には微細光学素子53dが形成されている。同様に導光拡散板54の底面には微細光学素子54dが形成されている。
The light
図4は、空間光変調素子13の画像表示面13f側からみ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の形状は矩形である。この導光拡散板53の側方端面53ea及び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及び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。
FIG. 4 is a plan view illustrating a schematic configuration of the light
導光拡散板53の他の側方端面53ec及び53edには、一部の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。
A light reflecting film is formed on the other side end faces 53ec and 53ed of the light
一方、導光拡散板54は、当該導光拡散板54の側方端面54ea及び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。
On the other hand, the light
図5は、空間光変調素子13の画像表示面13f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の形状は矩形である。この導光拡散板54の側方端面54ea及び54ebと対向するように多数の赤色レーザ光源38が配列されている。側方端面54ea及び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及び54edには、一部の領域を除いて光反射膜が形成されている。図5に示されるように、側方端面54ec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54ec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。
FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the light
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の方向に反射される。
Since the red light RL emitted from the surface of the light
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光源制御部20に備える演算部40に出力する。光量検出部34は、これら光量検出値Rd、Gd及びBdの互いの比率を維持したまま光量検出値Rd、Gd及び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。
A part of the illumination light ML radiated from the
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。
The image control unit 11 performs image processing on a digital or analog input image signal (video signal) to generate a control signal, and supplies the control signal to the
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の強度や位相を画素単位で変調することで実行され得る。
The spatial
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、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)型空間光変調器を使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る。一方、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できる。
As the transmissive spatial light modulator, for example, a liquid crystal display panel that operates in an active matrix system can be employed. On the other hand, as the reflective spatial light modulator, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) or LCOS (Liquid Crystal On Silicon) spatial light modulator can be used. When the
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の赤色レーザ光源群に駆動電流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。図6は、駆動電流IcまたはIrの波形の一例を示す概略図である。ここで横軸を時間tとし縦軸を電流量として示す。ここで、駆動電流はパルス波形で示しており、Wdは駆動電流の電流値が高い(H)状態でのパルス幅を示し、Adは振幅を示す。第1駆動回路25は、第1光源31用のパルス幅Wdに基づいてパルス幅変調するとともに振幅Adに基づいて振幅変調した駆動電流Icを供給する。同様に、第2駆動回路25は、第2光源32用のパルス幅Wdに基づいてパルス幅変調するとともに振幅Adに基づいて振幅変調した駆動電流Irを供給する。パルス波形のサイクル期間が所定の期間で決まっていれば、サイクル期間とパルス幅Wdによってパルス波形のデューティ比が決まる。光源が発光する光の明るさは、駆動電流の電流値が高い状態が長いほど明るくなる。つまり、第1光源31及び第2光源32それぞれは、駆動信号Ic及びIrのデューティ比及び振幅に応じた明るさで発光する。
The light
光源制御部20は、これら駆動電流Ic及びIrのそれぞれ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及び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。発光輝度制御部21は、駆動電流Ic及びIrそれぞれのパルス幅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及びIrのパルス波形それぞれの振幅Adを可変制御することができる。これにより、第1光源31及び第2光源32は、光源制御部20によって第1光源31及び第2光源32それぞれのために可変制御されたパルス幅Wd及び振幅Adに基づいた駆動信号Ic及びIrによって駆動される。つまり、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。光源制御部20は、パルス幅Wdではなくデューティー比の情報を光源駆動部24に供給するとしても構わない。
The light
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。
The light emission
光源制御部20は、光量検出部34からの光量検出値Rd、Gd及びBdから第1の光源光量値Cs及び第2の光源光量値Rsを算出する演算部40を有する。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、色検出部41、第1の光源光量演算部42及び第2の光源光量演算部43を有している。
The light
色検出部41は、緑色及び青色の光量検出値Gd及びBdから青緑色(シアン色)の光量検出値Cd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とBdとの和あるいは平均値を光量検出値Cdとして算出すればよい。また、光量検出値GdまたはBdのいずれかを代表値として光量検出値Cdとすることもできる。ここで算出される光量検出値Cdは第1の光源からの照明光のうち、赤色の波長域を含まない光成分の検出値となる。
The
第1の光源光量演算部42は、光量検出値Cdから第1光源31の発光強度を表す値である第1の光源光量値Csを算出する。第1の光源光量値Csは、光量検出値Cdに所定の係数を乗算することで算出される。前記所定の係数は、第1光源31から発せられるシアン色光CLに含まれる青色光と緑色光と赤色光との比率により決定され、測定などによりあらかじめ決定することができる。一方、第2の光源光量演算部43は、光量検出値Rd及びCdから第2光源32の発光強度を表す値である第2の光源光量値Rsを算出する。具体的には、光量検出値Cdに所定の係数を乗じた値を光量検出値Rdから減算することにより、第2の光源光量値Rsを算出する。前記所定の係数も、第1光源31から発せられるシアン色光CLに含まれる青色光と緑色光と赤色光との比率により決定され、測定などによりあらかじめ決定することができる。
The first light source light
第1の光源光量値Cs及び第2の光源光量値Rsと光量検出値Rd及びCdとの関係は下記式(1)にて表すことができる。 The relationship between the first light source light amount value Cs and the second light source light amount value Rs and the light amount detection values Rd and Cd can be expressed by the following equation (1).
式(1)から下記の式(2)が導かれる。 The following formula (2) is derived from the formula (1).
次に、具体的な光源制御方法について以下に説明する。図8は、この発明の実施の形態1に係る色度制御部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。まずは演算部40から第1の光源光量値Cs及び第2の光源光量値Rsを取得する(ステップS21)。次に基準値記憶部23に記憶されている第1の基準値Cr及び第2の基準値Rrを読み出して参照する(ステップS22)。次にステップS21で取得した第1の光源光量値Cs及び第2の光源光量値RsとステップS22で取得した第1の基準値Cr及び第2の基準値Rrとから式(4)に従って差分ΔC及びΔRを算出する(ステップS23)。
Next, a specific light source control method will be described below. FIG. 8 is a flowchart schematically showing a procedure of chromaticity control processing by the
ステップS23で、差分ΔC及びΔRを算出した後、算出した差分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。
After calculating the differences ΔC and ΔR in step S23, if the calculated difference ΔC exceeds the upper limit TU1 of the first allowable range (YES in step S24), amplitude control is performed on the drive current Ic. When the emission intensity of the
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)。
Further, when the difference ΔR exceeds the upper limit TU2 of the second allowable range (YES in Step S28), the
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で算出された光源光量値Cs及び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)。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も可能となる。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。
As described above, the
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、赤色成分も含むシアン色光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。
The preferred embodiments according to the present invention have been described above with reference to the drawings, but these are exemplifications of the present invention, and various forms other than the above can be adopted. For example, in the above embodiment, the
実施の形態2.
図9は、本発明に係る実施の形態の画像表示装置10の別の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図9に示す画像表示装置10は、温度検出部39を備え、光源制御部20に補正部70を備える他は上記実施の形態1の図1と同様の構成である。同様の構成の部分については動作の説明を省略する。
FIG. 9 is a functional block diagram schematically showing another configuration of the
本実施の形態の画像表示装置10では、第2光源32の近傍に温度検出手段39を備える。温度検出手段39は第2光源32の温度またはその近傍の温度を検出し、検出温度値Trを出力する。検出温度値Trは光源制御部20に備える補正部70へと入力される。補正部70には、演算部40から出力される第2の光源光量値Rsも入力される。
In the
図10は、本実施の形態の補正部70の概略構成を示す機能ブロック図である。図10に示されるように、補正部70は、波長シフト検出部71及び補正演算部72を有している。
FIG. 10 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the
波長シフト検出部71は、検出温度値Tr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。補正演算部72は、当該シフト量dwを用いて赤色の光源光量値Rsを補正し、その補正後の光源光量値Rsを出力する。図10に示されるように、補正演算部72は、補正係数算出部73及び重み付け部74を有する。
The wavelength
波長シフト検出部71は、検出温度値Trをサンプリングし、サンプリングされた検出温度値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。このとき、波長シフト検出部71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を用いて、検出温度値Trに対応するシフト量dwを推定することができる。図11は、検出温度値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、検出温度値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、検出温度値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。このように、実測値から得られた検出温度値Trとシフト量dwとの対応関係を参照テーブルまたは補間式で表したものを予め用意することでサンプリングされた検出温度値Trに基づいて第2光源32の発光波長のシフト量dwを算出することができる。
The
次に、補正係数算出部73は、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。次いで、重み付け部74は、光源光量値Rsに補正係数γを乗算して補正後の光源光量値Rs2(=γ×Rd)を算出する。ここで、補正係数算出部73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を用いて、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。補正された光源光量値Rs2は、光源光量値Csとともに色度制御部22に入力される。以降の動作は上記実施の形態1におけるものと同様である。このように、実測値から得られたシフト量dwと補正係数γとの対応関係を参照テーブルまたは補間式で表したものを予め用意することでシフト量dwに対応する正の補正係数γを算出することができる。
Next, the correction
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及びこれから算出される光源光量値Rsが変動しても、第2光源32の発光強度が変動しているとは限らない。第2光源32における温度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の検出温度値Trに基づいて光源光量値Rsが補正されるので、光源光量値Rsを適正な値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、赤色の光源光量値Rs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。
Incidentally, the spectral sensitivity of the
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 混合蛍光体、 38 赤色レーザ光源、 39 温度検出部、 40 演算部、 41 色検出部、 42 第1の光源光量演算部、 43 第2の光源光量演算部、 51 第1光学シート、 52 第2光学シート、 53 導光拡散板、54 導光拡散板、 60 光反射シート、 70 補正部、 71 波長シフト検出部、 72 補正演算部、 73 補正係数算出部、 74 重み付け部。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1波長域の光を出射する第1光源と、
前記第1波長域に含まれる波長域である第2波長域の光を出射するレーザ光源を構成要素とする第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前記照明光を生成し、前記空間光変調素子へ前記照明光を放射する光混合部と、
前記照明光の一部を受光し、前記第2波長域とは異なる波長域の光成分を検出して第1の光量検出値を出力するとともに、前記第2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の光量検出値と前記第2の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御して前記照明光の色度を調整する光源制御部と、
前記第2光源近傍の温度を検出する温度検出部と、
前記第2光源近傍の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し、当該発光波長のシフト量を用いて前記第2光源の光源光量値を補正する補正部と
を備え、
前記光源制御部は、前記第1の光量検出値を用いて前記第1光源の発光強度を制御し、前記第1の光量検出値と前記第2の光量検出値の両方を用いて前記第2光源の発光強度を制御し、前記補正部で補正された前記第2光源の光源光量値を用いて前記第2光源の発光強度を制御することを特徴とする画像表示装置。 A spatial light modulation element that spatially modulates illumination light to generate a display image;
A first light source that emits light in a first wavelength region;
A second light source comprising a laser light source that emits light in a second wavelength range that is a wavelength range included in the first wavelength range; and
A light mixing section that mixes two kinds of light respectively emitted from the first light source and the second light source to generate the illumination light, and radiates the illumination light to the spatial light modulator;
A part of the illumination light is received, a light component in a wavelength region different from the second wavelength region is detected, a first light quantity detection value is output, and a light component in the second wavelength region is detected. A light amount detection unit for outputting a second light amount detection value;
A light source driving unit for individually driving the first light source and the second light source;
A light source control unit that controls the light source driving unit based on the first light amount detection value and the second light amount detection value to adjust the chromaticity of the illumination light;
A temperature detector for detecting a temperature in the vicinity of the second light source;
A correction unit that calculates a shift amount of the light emission wavelength of the second light source based on a temperature in the vicinity of the second light source, and corrects a light source light amount value of the second light source using the shift amount of the light emission wavelength; >
The light source control unit controls light emission intensity of the first light source using the first light quantity detection value, and uses the first light quantity detection value and the second light quantity detection value to perform the second. An image display device that controls light emission intensity of the second light source by controlling light emission intensity of the light source and using a light source light amount value of the second light source corrected by the correction unit.
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緑色および赤色の光を発光する蛍光体とを含み、
前記第2光源は、赤色の光を出射する半導体発光素子を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。 The first light source includes a semiconductor light emitting element that emits blue light;
A phosphor that absorbs part of the emitted light of the semiconductor light emitting element as excitation light and emits green and red light, and
The second light source, the image display apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a semiconductor light emitting element that emits red light.
第1波長域の光を出射する第1光源と、
前記第1波長域に含まれる波長域である第2波長域の光を出射するレーザ光源を構成要素とする第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前記照明光を生成し、前記空間光変調素子へ前記照明光を放射する光混合部と、
前記照明光の一部を受光し、前記第2波長域とは異なる波長域の光成分を検出して第1の光量検出値を出力するとともに、前記第2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の光量検出値と前記第2の光量検出値とに基づいて前記光源駆動部を制御して前記照明光の色度を調整する光源制御部と、
前記第2光源近傍の温度を検出する温度検出部と、
前記第2光源近傍の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し、当該発光波長のシフト量を用いて前記第2光源の光源光量値を補正する補正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の光量検出値を用いて前記第1光源の発光強度を制御するステップと、
前記第1の光量検出値と前記第2の光量検出値の両方を用いて前記第2光源の発光強度を制御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。 A spatial light modulation element that spatially modulates illumination light to generate a display image;
A first light source that emits light in a first wavelength region;
A second light source comprising a laser light source that emits light in a second wavelength range that is a wavelength range included in the first wavelength range; and
A light mixing section that mixes two kinds of light respectively emitted from the first light source and the second light source to generate the illumination light, and radiates the illumination light to the spatial light modulator;
A part of the illumination light is received, a light component in a wavelength region different from the second wavelength region is detected, a first light quantity detection value is output, and a light component in the second wavelength region is detected. A light amount detection unit for outputting a second light amount detection value;
A light source driving unit for individually driving the first light source and the second light source ;
A light source controller for adjusting the chromaticity of the illumination light by controlling the light source driving section based on the first light quantity detecting value before Symbol and said second light amount detection value,
A temperature detector for detecting a temperature in the vicinity of the second light source;
An image including a correction unit that calculates a shift amount of the emission wavelength of the second light source based on a temperature in the vicinity of the second light source and corrects a light source light amount value of the second light source using the shift amount of the emission wavelength. A light source control method for a display device, comprising:
Controlling the light emission intensity of the first light source using the first light quantity detection value;
And a step of controlling a light emission intensity of the second light source by using both the first light quantity detection value and the second light quantity detection value.
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