投写型映像表示装置
【課題】
色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】
投写型映像表示装置は、光源10R、光源10B、励起光源10X、偏光調整素子60、液晶パネル71G、液晶パネル71RBを有する。緑成分光Gが有する帯域幅は、赤成分光Rが有する帯域幅或いは青成分光Bが有する帯域幅よりも広い。偏光調整素子60は、緑成分光Gのうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。偏光調整素子60は、 液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の量を調整する。
色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】
投写型映像表示装置は、光源10R、光源10B、励起光源10X、偏光調整素子60、液晶パネル71G、液晶パネル71RBを有する。緑成分光Gが有する帯域幅は、赤成分光Rが有する帯域幅或いは青成分光Bが有する帯域幅よりも広い。偏光調整素子60は、緑成分光Gのうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。偏光調整素子60は、 液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の量を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットを備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、3つの色成分光(赤成分光R、緑成分光G及び青成分光B)をそれぞれ変調する3つの光変調素子とを有する投写型映像表示装置が知られている。
【0003】
一方で、コスト削減を目的として、2つの光変調素子を有する投写型映像表示装置も提案されている。具体的には、2つの光変調素子から出射される光は合成された上で投写レンズユニットから出射される(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−184398号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、3つの色成分光のうち、特定の色成分光(例えば、緑成分光G)が他の色成分光(例えば、赤成分光R及び青成分光B)に対して不足するケースが存在する。これに対して、特定の色成分光を発光する発光体を利用することによって、特定の色成分光の光量を増大する技術が知られている。
【0006】
しかしながら、発光体から発光される光の帯域は一般的に広いため、発光体を利用すると、色再現範囲が縮小してしまう。
【0007】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第1の特徴に係る投写型映像表示装置は、第1色成分光(例えば、緑成分光G)、第2色成分光(例えば、赤成分光R)及び第3色成分光(例えば、青成分光B)を出射する光源ユニット(例えば、光源10R、光源10B、励起光源10X、カラーホイール30など)と、前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子(液晶パネル71G)と、前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子(液晶パネル71RB)と、前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子(偏光調整素子60)とを備える。前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広い。前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整する。
【0009】
第1の特徴において、前記第1色成分光は、緑成分光Gであり、前記第2色成分光及び前記第3色成分光は、赤成分光R及び青成分光Bである。
【0010】
第1の特徴において、前記光源ユニットは、励起光を出射する励起光源(励起光源10X)と、前記励起光に応じて前記第1色成分光を出射する発光体(発光体G)とを有する。
【0011】
第1の特徴において、投写型映像表示装置は、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光の光量及び前記第2光変調素子から出射される前記第3色成分光の光量を制御する光量制御部(制御部220)をさらに備える。前記光量制御部は、サブフレームの切替えにおいて、 前記第2光変調素子から光が出射されない期間を設ける。
【0012】
第1の特徴において、前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量を増大する。
【0013】
第1の特徴において、前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光及び/又は前記第3色成分光の光量を増大する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100を示す図である。
【図2】図2は、第1実施形態に係るカラーホイール30を説明するための図である。
【図3】図3は、第1実施形態に係る偏光調整素子60を説明するための図である。
【図4】図4は、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【図5】図5は、第1実施形態に係る制御ユニット200を示すブロック図である。
【図6】図6は、第1実施形態に係る色再現範囲を説明するための図である。
【図7】図7は、変更例1に係る制御例1を示す図である。
【図8】図8は、変更例1に係る制御例2を示す図である。
【図9】図9は、変更例1に係る制御例3を示す図である。
【図10】図10は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図11】図11は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図12】図12は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図13】図13は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図14】図14は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図15】図15は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図16】図16は、変更例2に係る高輝度制御例1の色再現範囲を説明するための図である。
【図17】図17は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図18】図18は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図19】図19は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図20】図20は、変更例2に係る高輝度制御例2の色再現範囲を説明するための図である。
【図21】図21は、変更例3に係るγカーブの補正を説明するための図である。
【図22】図22は、変更例4に係る投写型映像表示装置100を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【0017】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0018】
[実施形態の概要]
実施形態に係る投写型映像表示装置は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットと、前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子と、前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子と、前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子とを備える。前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広い。前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整する。
【0019】
実施形態では、偏光調整素子は、 第1光変調素子に到達する周辺成分光の量を調整する。言い換えると、周辺成分光を第1光変調素子に到達させることによって、色再現範囲が縮小するが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光を第1光変調素子に到達させないことによって、映像の輝度が低下するが、色再現範囲が拡大する。
【0020】
このように、第1光変調素子に到達する周辺成分光の光量調整によって、映像の輝度を優先するモードと色再現範囲を優先するモードとを使い分けることができる。これによって、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することができる。
【0021】
[第1実施形態]
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
【0022】
図1に示すように、投写型映像表示装置100は、光源10と、ミラー20(ミラー20G、ミラー20RB)と、カラーホイール30と、フライアイレンズ40と、PBSアレイ50と、偏光調整素子60とを有する。投写型映像表示装置100は、1対の液晶パネル71(液晶パネル71G、液晶パネル71RB)と、1対の入射側偏光板72(入射側偏光板72G、入射側偏光板72RB)と、1対の出射側偏光板73(出射側偏光板73G、出射側偏光板73RB)とを有する。投写型映像表示装置100は、合成部80と、投写レンズユニット90とを有する。なお、投写型映像表示装置100は、必要なレンズ群(レンズ111、レンズ112、レンズ113、レンズ114)を有する。
【0023】
光源10は、例えば、LD(Laser Diode)やLED(Light Emitting Diode)などの固体光源である。第1実施形態では、光源10として、光源10B、光源10R、励起光源10Xが設けられる。
【0024】
光源10Bは、青成分光Bを出射する固体光源(ここでは、LED)である。光源10Rは、赤成分光Rを出射する固体光源(ここでは、LED)である。
【0025】
励起光源10Xは、励起光を出射する固体光源(ここでは、LD)である。第1実施形態では、励起光源10Xは、励起光として青成分光Bを出射する。励起光源10Xから出射される青成分光Bは、緑成分光Gの励起光として用いられる。
【0026】
なお、第1実施形態では、複数の励起光源10Xが設けられており、複数の励起光源10Xから出射される励起光は、複数のミラー12Xで反射されて、カラーホイール30に導かれる。なお、励起光源10Xから励起光が出射される方向において、複数のミラー12Xは、少しずつシフトして配置される。これによって、カラーホイール30側から見て、複数のミラー12Xで反射される励起光の密度が高まる。
【0027】
なお、第1実施形態において、緑成分光Gは、第1色成分光の一例であり、赤成分光Rは、第2色成分光の一例であり、青成分光Bは、第3色成分光の一例である。
【0028】
ミラー20Gは、励起光を透過して、緑成分光Gを反射するダイクロイックミラーである。ミラー20RBは、青成分光Bを反射して、赤成分光Rを透過するダイクロイックミラーである。
【0029】
カラーホイール30は、励起光(青成分光B)の光軸に沿って延びる回転軸Xを中心として回転するように構成される。カラーホイール30は、励起光(青成分光B)の光路上に設けられる。カラーホイール30は、緑成分光Gを反射する反射型カラーホイールである。
【0030】
詳細には、カラーホイール30は、図2に示すように、回転面31と、緑領域32Gとを有する。回転面31は、反射膜によって構成される。緑領域32Gは、光源10から出射される励起光(青成分光B)に応じて緑成分光Gを発光する発光体Gを有する。発光体Gは、蛍光体或いは燐光体である。
【0031】
第1実施形態では、発光体Gから発光される緑成分光Gが有する帯域幅は、光源10Rから出射される赤成分光Rが有する帯域幅或いは光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅よりも広いことに留意すべきである。
【0032】
フライアイレンズ40は、光源10が出射する光を均質化する素子である。詳細には、フライアイレンズ40は、複数の微小レンズを有しており、各レンズから出射される光は、液晶パネル71に照射される。ここでは、フライアイレンズ40として、緑成分光Gを均一化するフライアイレンズ40G及び赤成分光R及び青成分光Bを均一化するフライアイレンズ40RBが設けられる。
【0033】
PBSアレイ50は、光源10が出射する光の偏光方向を揃える素子(Polarized Beam Splitter)である。例えば、PBSアレイ50は、光源10が出射する光の偏光方向をY軸方向(或いは、Z軸方向)に揃える。ここでは、PBSアレイ50として、緑成分光Gの偏光方向を揃えるPBSアレイ50G及び赤成分光R及び青成分光Bの偏光方向を揃えるPBSアレイ50RBが設けられる。
【0034】
偏光調整素子60は、第1色成分光(緑成分光G)の光路上に設けられる。具体的には、偏光調整素子60は、偏光調整素子60に入射する光の偏光を波長帯毎に制御する。
【0035】
詳細には、偏光調整素子60は、第1色成分光(緑成分光G)のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。これによって、偏光調整素子60は、第1光変調素子(液晶パネル71G) に到達する周辺成分光の量を調整する。
【0036】
例えば、偏光調整素子60は、図2示すように、偏光調整素子60に印加される電圧に応じて、偏光調整素子60に入射する光の偏光を波長帯毎に制御する。偏光調整素子60は、偏光調整素子60に電圧が印加されている場合には、中心偏光成分を第1偏光成分に維持したまま、周辺成分光を第2偏光成分に調整する。従って、中心成分光は、入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるが、周辺成分光は、入射側偏光板72で遮光されて液晶パネル71に導かれない。一方で、偏光調整素子60に電圧が印加されている場合には、偏光調整素子60は、中心偏光成分及び周辺成分光を第1偏光成分に維持する。従って、中心成分光及び周辺成分光は、入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれる。
【0037】
液晶パネル71Gは、緑入力信号Gin(緑出力信号Gout)に基づいて緑成分光Gを変調する。液晶パネル71Gの光入射側には、第1偏光成分を有する光透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する入射側偏光板72Gが設けられる。一方で、液晶パネル71Gの光出射側には、第1偏光成分を有する透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する出射側偏光板73Gが設けられる。
【0038】
なお、第1実施形態において、液晶パネル71Gは、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光路上に設けられており、第1信号値(ここでは、緑入力信号Gin)に基づいて、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調する第1光変調素子の一例である。
【0039】
液晶パネル71RBは、赤入力信号Rin(赤出力信号Rout)に基づいて赤成分光Rを変調し、青入力信号Bin(青出力信号Bout)に基づいて青成分光Bを変調する。液晶パネル71RBの光入射側には、第1偏光成分を有する光を透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する入射側偏光板72RBが設けられる。一方で、液晶パネル71RBの光出射側には、第1偏光成分を有する光を透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する出射側偏光板73RBが設けられる。
【0040】
ここで、液晶パネル71RBは、赤成分光R及び青成分光Bを時分割で変調する。例えば、1つのフレームが2つのサブフレームによって構成される場合には、液晶パネル71RBは、一方のサブフレームにおいて赤成分光Rを変調し、他方のサブフレームにおいて青成分光Bを変調する。但し、液晶パネル71RBは、同一のサブフレームにおいて、赤成分光R及び青成分光Bを変調してもよい。
【0041】
なお、第1実施形態において、液晶パネル71RBは、第2色成分光(ここでは、赤成分光R)及び第3色成分光(ここでは、青成分光B)を含む合成光の光路上に設けられており、第2信号値(ここでは、赤入力信号Rin)に基づいて、第2色成分光(ここでは、赤成分光R)を変調するとともに、第3信号値(ここでは、青入力信号Bin)に基づいて、第3色成分光(ここでは、青成分光B)を変調する第2光変調素子の一例である。
【0042】
合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光及び液晶パネル71RBから出射される光を合成する。例えば、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するダイクロイックプリズムである。なお、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するダイクロイックミラーであってもよい。
【0043】
或いは、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するPBSプリズムやPBSミラーであってもよい。このようなケースでは、液晶パネル71Gから出射される光の偏光は、液晶パネル71RBから出射される光の偏光と異なることに留意すべきである。
【0044】
投写レンズユニット90は、合成部80から出射される光(映像光)を投写面(不図示)上などに投写する。
【0045】
なお、第1実施形態において、光源10B、光源10R、励起光源10X、ミラー12X、ミラー20G、ミラー20RB及びカラーホイール30は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットを構成する。
【0046】
また、光源10、偏光調整素子60、液晶パネル71は、照明装置を構成してもよい。照明装置は、これらの素子以外にも、カラーホイール30、フライアイレンズ40、PBSアレイ50や合成部80などを含んでもよい。
【0047】
(各色成分光の波長帯)
以下において、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯について説明する。図4は、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【0048】
ここで、R_LEDは、光源10Rから出射される赤成分光Rの波長帯を示している。B_LEDは、光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅を示している。G_LEDは、一般的なLEDから出射される緑成分光Gが有する波長帯を示している。G_Phospherは、発光体G(ここでは、蛍光体)から発光される緑成分光Gが有する帯域幅を示している。
【0049】
このように、発光体Gから発光される緑成分光Gが有する帯域幅は、一般的な固体光源から出射される光が有する波長帯よりも広い。言い換えると、G_Phospherは、R_LED、G_LED又はB_LEDよりも広い。
【0050】
ここで、上述した偏光調整素子60は、図4に示すように、偏光調整素子60に電圧が印加された状態(VON)において、G_LEDと略等しい波長帯を有する中心偏光成分が入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるように、周辺成分光の偏光を調整する。一方で、偏光調整素子60は、偏光調整素子60に電圧が印加された状態(VOFF)において、中心偏光成分及び周辺成分光(G_Phospher)が入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるように、周辺成分光の偏光を調整する。
【0051】
なお、図4に示す“VON”及び“VOFF”は、偏光調整素子60から出射される光のうち、入射側偏光板72を透過する第1偏光成分の量を示している。すなわち、“VON”及び“VOFF”については、図4の縦軸は、偏光調整素子60から出射される第1偏光成分の量を示している。
【0052】
(制御ユニットの構成)
以下において、第1実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る制御ユニット200を示すブロック図である。制御ユニット200は、投写型映像表示装置100に設けられており、投写型映像表示装置100を制御する。
【0053】
なお、制御ユニット200は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。映像入力信号は、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binによって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、1フレームを構成する画素毎に入力される信号である。
【0054】
図5に示すように、制御ユニット200は、映像信号受付部210と、制御部220とを有する。
【0055】
映像信号受付部210は、パーソナルコンピュータ、DVDなどの外部装置から映像入力信号を受付ける。
【0056】
制御部220は、光源10、偏光調整素子60及び液晶パネル71に接続されており、光源10、偏光調整素子60及び液晶パネル71を制御する。
【0057】
第1に、制御部220は、偏光調整素子60に印加する電圧を制御することによって、液晶パネル71Gに導かれる光を制御する。詳細には、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加することによって、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれないように、偏光調整素子60を制御する。すなわち、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加することによって、中心成分光のみが液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。一方で、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加しないことによって、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。すなわち、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加しないことによって、中心成分光及び周辺成分光(発光体Gから発光される緑成分光Gの全て)が液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。
【0058】
このように、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれるか否かを制御することによって、図6に示すように、色再現範囲を変更することができる。具体的には、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれる場合には、R−G1−Bによって色再現範囲が表される。色再現範囲が狭まるが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれない場合には、R−G2−Bによって色再現範囲が表される。映像の輝度が低下するが、色再現範囲が広がる。
【0059】
第2に、制御部220は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、液晶パネル71を制御する。具体的には、制御部220は、緑出力信号Goutに基づいて、液晶パネル71Gを制御する。一方で、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御し、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御する。
【0060】
なお、制御部220は、赤出力信号Rout及び青出力信号Boutに基づいて、液晶パネル71RBを時分割で制御する。例えば、1つのフレームが2つのサブフレームによって構成される場合には、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御し、他方のサブフレームにおいて、青出力信号Boutに基づいて、液晶パネル71RBを制御する。
【0061】
第3に、制御部220は、光源10の発光期間を制御する。具体的には、制御部220は、緑出力信号Goutに基づいて液晶パネル71Gを制御すべき期間において、励起光源10Xから励起光が出射されるように励起光源10Xを制御する。制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、光源10Rから赤成分光Rが出射されるように光源10Rを制御する。制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、光源10Bから青成分光Bが出射されるように光源10Bを制御する。
【0062】
なお、制御部220は、光源10から出射される光量を制御してもよい。例えば、制御部220は、基準光量よりも出射光量が増大するように、光源10から出射される光量を制御してもよい。
【0063】
(作用及び効果)
第1実施形態では、偏光調整素子60は、 液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の量を調整する。言い換えると、周辺成分光を液晶パネル71Gに到達させることによって、色再現範囲が縮小するが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光を液晶パネル71Gに到達させないことによって、映像の輝度が低下するが、色再現範囲が拡大する。
【0064】
このように、液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の光量調整によって、映像の輝度を優先するモードと色再現範囲を優先するモードとを使い分けることができる。これによって、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することができる。
【0065】
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0066】
変更例1では、各色成分光の光量の制御例について説明する。ここで、変更例1においては、光源10から出射される光量を制御部220が制御することによって、様々な制御が行われることに留意すべきである。
【0067】
(制御例1)
以下において、変更例1に係る制御例1について、図7を参照しながら説明する。図7は、変更例1に係る制御例1を説明するための図である。なお、図7では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0068】
図7の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0069】
これに対して、図7の下段に示すように、特定モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームのそれぞれにおいて異なる。
【0070】
詳細には、制御部220は、1つのフレームにおける総光量が変化しないように、2つのサブフレームのうち、いずれか一方のサブフレームに、緑成分光Gの光量が偏るように、液晶パネル71Gを制御する。なお、1つのフレームにおける総光量は、緑入力信号Ginに基づいて定まることに留意すべきである。
【0071】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、第1信号値(ここでは、緑入力信号Gin)に基づいて、2つのサブフレームのそれぞれにおいて投写型映像表示装置100から出射される第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量が変化するように、第1色成分光を変調する。
【0072】
例えば、緑入力信号Ginが“153/255≒60%”である場合には、1フレーム全体において、60%の緑成分光Gが出力されればよい。このようなケースにおいて、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、100%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、他方のサブフレームにおいて、20%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。
【0073】
このように、2つのサブフレームのうち、一方のサブフレームの輝度を低下させることによって、黒挿入のような動ボケ改善効果が得られる。
【0074】
(制御例2)
以下において、変更例1に係る制御例2について、図8を参照しながら説明する。図8は、変更例1に係る制御例2を説明するための図である。なお、図8では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0075】
図8の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0076】
これに対して、図8の下段に示すように、特定モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームのそれぞれにおいて異なる。
【0077】
詳細には、制御部220は、1つのフレームにおける総光量が変化しないように、赤入力信号Rinと青入力信号Binとの比率に基づいて、緑成分光Gの光量が2つのサブフレームに分配されるように、液晶パネル71Gを制御する。なお、1つのフレームにおける総光量は、緑入力信号Ginに基づいて定まることに留意すべきである。
【0078】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、第2信号値(ここでは、赤入力信号Rin)及び第3信号値(ここでは、青入力信号Bin)の比率に基づいて、2つのサブフレームのそれぞれにおいて投写型映像表示装置100から出射される第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量が変化するように、第1色成分光を変調する。
【0079】
例えば、緑入力信号Ginが“153/255≒60%”であり、赤入力信号Rinが“204/255≒80%”であり、青入力信号Binが“51/255≒20%”である場合には、1フレーム全体において、60%の緑成分光Gが出力されればよい。このようなケースにおいて、制御部220は、赤成分光Rが出力されるサブフレーム(すなわち、赤入力信号Rinに基づいて制御されるサブフレーム)において、96%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、青成分光Bが出力されるサブフレーム(すなわち、青入力信号Binに基づいて制御されるサブフレーム)において、24%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。
【0080】
これによって、1つのサブフレームにおいて、緑成分光Gが赤成分光R(或いは、青成分光B)よりも著しく大きいことに起因するカラーブレイクが抑制される。
【0081】
(制御例3)
以下において、変更例1に係る制御例3について、図9を参照しながら説明する。図9は、変更例1に係る制御例3を説明するための図である。なお、図9では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0082】
図9の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0083】
これに対して、図9の下段に示すように、特定モードにおいては、一方のサブフレームにおいて、オリジナル映像が出力され、他方のサブフレームにおいて、補間フレームが出力される。なお、オリジナル映像は、外部装置から入力されるオリジナル信号に基づいて表示される映像であり、補間映像は、オリジナル信号に基づいて生成される補間信号に基づいて表示される映像である。補間映像の生成方法は任意である。
【0084】
詳細には、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、オリジナル信号に基づいて液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、他方のサブフレームにおいて、補間信号に基づいて液晶パネル71Gを制御する。
【0085】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、一方のサブフレームにおいて、オリジナル信号値に基づいて第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調し、他方のサブフレームにおいて、補間信号値に基づいて第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調する。
【0086】
このように、2つのサブフレームのいずれかにおいて補間映像が出力されるため、動ボケ改善効果が得られる。
【0087】
[変更例2]
以下において、第1実施形態の変更例2について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0088】
以下においては、液晶パネル71の駆動周波数が120Hzであるケースを例示する。また、1つのフレームは、2つのサブフレームによって構成される。また、液晶パネル71は、サブフレーム間の混色を避けるために、上述した制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間(すなわち、サブフレームの切替え)において、液晶パネル71に光が照射されないように、光源10を制御する。或いは、制御部220は、サブフレームの切替えにおいて、液晶パネル71(特に、液晶パネル71RB)から光が出射されないように液晶パネル71を制御してもよい。
【0089】
なお、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されると、サブフレーム間の混色が生じる。同様に、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されると、サブフレーム間の混色が生じる。
【0090】
変更例2において、制御部220は、第1光変調素子(液晶パネル71G)から出射される第1色成分光(緑成分光G)の光量、第2光変調素子(液晶パネル71RB)から出射される第2色成分光(赤成分光R)の光量及び第2光変調素子(液晶パネル71RB)から出射される第3色成分光(青成分光B)の光量を制御する光量制御部を構成する。
【0091】
(通常制御例)
以下において、通常制御例について図10〜図12を参照しながら説明する。第1に、図10に示すように、制御部220は、サブフレームの切替えにおいて、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBから光が出射されない期間(黒表示期間)を設ける。言い換えると、制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間において、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBから光が出射されないように、光源10(光源10R、光源10B及び励起光源10X)を制御する。或いは、制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間において、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBに光が照射されないように、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBを制御してもよい。
【0092】
ここで、緑成分光Gについては、サブフレーム間の混色が生じないため、図11に示すように、液晶パネル71Gに緑成分光Gが常に出射されてもよい。しかしながら、赤成分光R及び青成分光Bの光量に比べて、緑成分光Gの光量が大き過ぎる。
【0093】
従って、図12に示すように、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間は、液晶パネル71RBから赤成分光R及び青成分光Bが出射される期間に応じて定められる。このように、通常制御例では、赤成分光R及び青成分光Bの光量が制約条件となってしまい、十分な高輝度化を図ることができない。
【0094】
(高輝度制御例1)
以下において、変更例2に係る高輝度制御例1について図13〜図15を参照しながら説明する。
【0095】
第1に、制御部220は、映像入力信号に基づいて、フレームで表示すべき映像の色度を算出する。続いて、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において色再現範囲を縮小可能であるか否かを判定する。例えば、制御部220は、フレームで表示すべき映像において、赤或いは青の彩度の代表値が閾値以下である場合に、赤及び青を結ぶライン上において色再現範囲を縮小可能であると判定する。彩度の代表値としては、フレームで表示すべき映像に含まれる彩度の最大値又は平均値を用いることが可能である。
【0096】
制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において赤側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図14に示すように、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに加えて青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに含まれる第1偏光成分(図14に示すB1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0097】
同様に、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において青側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図14に示すように、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに加えて赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに含まれる第1偏光成分(図14に示すR1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0098】
さらに、制御部220は、図15に示すように、図13に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図15に示すR1(例えば、20%)及びB1(例えば、20%))に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図15に示すG1(例えば、20%+20%=40%))を増大する。これによって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量バランスが維持される。
【0099】
ここで、図13に対して追加された赤成分光Rの光量R1は、図13に対して追加された青成分光Bの光量B1と同様であることが好ましい。また、緑成分光Gの光量G1は、図13に対して追加された赤成分光Rの光量R1及び青成分光Bの光量B1に応じて決定されることが好ましい。
【0100】
なお、制御部220は、例えば、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間を増大する。すなわち、制御部220は、励起光源10Xから励起光が出射される期間を増大するように励起光源10Xを制御する。なお、図13は、上述した図12と同様であることに留意すべきである。
【0101】
このように、高輝度制御例1では、赤成分光R及び青成分光Bの光量(図15に示すR1及びB1)の追加によって、図16に示すように、色再現範囲がマゼンタ方向に縮小するが、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図15に示すR1、G1、及びB1)の追加によって、映像の高輝度化を図ることができる。
【0102】
(高輝度制御例2)
以下において、変更例2に係る高輝度制御例2について図17〜図19を参照しながら説明する。
【0103】
第1に、制御部220は、映像入力信号に基づいて、フレームで表示すべき映像の色度を算出する。続いて、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上の各色について緑側に色再現範囲を縮小可能であるか否かを判定する。例えば、制御部220は、フレームで表示すべき映像において、赤及び青を結ぶライン上の各色の彩度の代表値が閾値以下である場合に、色再現範囲を縮小可能であると判定する。彩度の代表値としては、フレームで表示すべき映像に含まれる彩度の最大値又は平均値を用いることが可能である。
【0104】
制御部220は、赤側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図18に示すように、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに加えて青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに含まれる第1偏光成分(図18に示すB1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0105】
同様に、制御部220は、青側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図18に示すように、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに加えて赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに含まれる第1偏光成分(図18に示すR1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0106】
高輝度制御例2では、制御部220は、図18に示すように、図17に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図18に示すR1及びB1)に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG2及びG3)を増大する。
【0107】
具体的には、制御部220は、赤側において緑側に縮小可能な色再現範囲に応じて、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG2(例えば、20%))を増大する。同様に、制御部220は、青側において緑側に縮小可能な色再現範囲に応じて、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG3(例えば、40%))を増大する。
【0108】
さらに、制御部220は、図19に示すように、図17に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図19に示すR1(例えば、20%)及びB1(例えば、20%))に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図19に示すG1(例えば、20%+20%=40%))を増大する。これによって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量バランスが維持される。
【0109】
ここで、図17に対して追加された赤成分光Rの光量R1は、図17に対して追加された青成分光Bの光量B1と同様であることが好ましい。また、緑成分光Gの光量G1は、図17に対して追加された赤成分光Rの光量R1及び青成分光Bの光量B1に応じて決定されることが好ましい。
【0110】
このように、高輝度制御例2では、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図19に示すR1、G2、G3及びB1)の追加によって、図20に示すように、色再現範囲がマゼンタ方向及び緑方向に縮小するが、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図19に示すR1、G1、G2、G3及びB1)の追加によって、映像の高輝度化を図ることができる。
【0111】
[変更例3]
以下において、第1実施形態の変更例3について、図面を参照しながら説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について主として説明する。
【0112】
変更例2では、制御部220は、光源10(光源10R及び光源10B)の制御によって、赤成分光R及び青成分光Bの光量(R1及びB1)を追加する。また、制御部220は、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間の増大によって、すなわち、励起光源10Xから励起光が出射される期間の増大によって、緑成分光Gの光量(G1、G1’及びG1’’)を追加する。
【0113】
これに対して、変更例3では、制御部220は、図21に示すように、γカーブの補正によって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量を追加する。なお、γカーブは、映像入力信号と映像出力信号との対応関係を示すカーブであり、映像入力信号を映像出力信号に変換するために用いられる。
【0114】
詳細には、赤成分光Rの追加光量(R1)が青成分光Bの追加光量(B1)と異なるケースが考えられる。このようなケースでは、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量が青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量と異なる。従って、このようなアンバランスを解消するために、γカーブの補正によって、サブフレーム間の光量のバランスをとることが可能である。
【0115】
例えば、青成分光Bの光量(B1)が20%であり、赤成分光Rの追加光量(R1)が0%であるケースでは、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量は増大するが、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量は増大しない。従って、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、制御部220は、γカーブを補正して、サブフレーム間の光量のバランスを取る。
【0116】
[変更例4]
以下において、第1実施形態の変更例4について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0117】
第1実施形態では、緑成分光Gは、発光体から発光される。これに対して、変更例4では、緑成分光Gは、固体光源から出射される。
【0118】
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、変更例4に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図22は、変更例4に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。なお、図22では、図1と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【0119】
図22に示すように、投写型映像表示装置100は、励起光源10X、ミラー12X、ミラー20G、カラーホイール30などに替えて、光源10Gを有する。
【0120】
光源10Gは、緑成分光Gを出射する固体光源(ここでは、LED)である。なお、光源10Gから出射される緑成分光Gが有する帯域幅は、第1実施形態と同様に、光源10Rから出射される赤成分光Rが有する帯域幅或いは光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅よりも広いことに留意すべきである。
【0121】
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0122】
実施形態では特に触れていないが、単色の色成分光を変調する液晶パネル71Gの駆動周波数(例えば、60Hz)は、複数色の色成分光を変調する液晶パネル71RBの駆動周波数(例えば、120Hz)よりも低くてもよい。
【0123】
実施形態では特に触れていないが、単色の色成分光を変調する液晶パネル71Gの解像度は、複数色の色成分光を変調する液晶パネル71RBの解像度よりも低くてもよい。なお、液晶パネル71Gは、2つのサブフレームにおいて緑成分光Gを変調するため、例えば、制御例3のように、補間映像の表示によって、低解像度を補うことが可能である。
【0124】
実施形態では特に触れていないが、制御例1〜制御例3は、映像入力信号に基づいて切り替えられてもよい。例えば、映像入力信号に基づいて特定される動きベクトルに基づいて、制御例1〜制御例3の中から適切な制御例が選択される。或いは、映像入力信号に基づいて特定される映像の色バランスに基づいて、制御例1〜制御例3の中から適切な制御例が選択される。
【符号の説明】
【0125】
10…光源、20…ミラー、30…カラーホイール、31…回転面、32G…緑領域、40…フライアイレンズ、50…PBSアレイ、60…偏光調整素子、71…液晶パネル、72…入射側偏光板、73…出射側偏光板、80…合成部、90…投写レンズユニット、100…投写型映像表示装置、111〜114…レンズ、200…制御ユニット、210…映像信号受付部、220…制御部
【技術分野】
【0001】
本発明は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットを備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、3つの色成分光(赤成分光R、緑成分光G及び青成分光B)をそれぞれ変調する3つの光変調素子とを有する投写型映像表示装置が知られている。
【0003】
一方で、コスト削減を目的として、2つの光変調素子を有する投写型映像表示装置も提案されている。具体的には、2つの光変調素子から出射される光は合成された上で投写レンズユニットから出射される(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−184398号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、3つの色成分光のうち、特定の色成分光(例えば、緑成分光G)が他の色成分光(例えば、赤成分光R及び青成分光B)に対して不足するケースが存在する。これに対して、特定の色成分光を発光する発光体を利用することによって、特定の色成分光の光量を増大する技術が知られている。
【0006】
しかしながら、発光体から発光される光の帯域は一般的に広いため、発光体を利用すると、色再現範囲が縮小してしまう。
【0007】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第1の特徴に係る投写型映像表示装置は、第1色成分光(例えば、緑成分光G)、第2色成分光(例えば、赤成分光R)及び第3色成分光(例えば、青成分光B)を出射する光源ユニット(例えば、光源10R、光源10B、励起光源10X、カラーホイール30など)と、前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子(液晶パネル71G)と、前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子(液晶パネル71RB)と、前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子(偏光調整素子60)とを備える。前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広い。前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整する。
【0009】
第1の特徴において、前記第1色成分光は、緑成分光Gであり、前記第2色成分光及び前記第3色成分光は、赤成分光R及び青成分光Bである。
【0010】
第1の特徴において、前記光源ユニットは、励起光を出射する励起光源(励起光源10X)と、前記励起光に応じて前記第1色成分光を出射する発光体(発光体G)とを有する。
【0011】
第1の特徴において、投写型映像表示装置は、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光の光量及び前記第2光変調素子から出射される前記第3色成分光の光量を制御する光量制御部(制御部220)をさらに備える。前記光量制御部は、サブフレームの切替えにおいて、 前記第2光変調素子から光が出射されない期間を設ける。
【0012】
第1の特徴において、前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量を増大する。
【0013】
第1の特徴において、前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光及び/又は前記第3色成分光の光量を増大する。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100を示す図である。
【図2】図2は、第1実施形態に係るカラーホイール30を説明するための図である。
【図3】図3は、第1実施形態に係る偏光調整素子60を説明するための図である。
【図4】図4は、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【図5】図5は、第1実施形態に係る制御ユニット200を示すブロック図である。
【図6】図6は、第1実施形態に係る色再現範囲を説明するための図である。
【図7】図7は、変更例1に係る制御例1を示す図である。
【図8】図8は、変更例1に係る制御例2を示す図である。
【図9】図9は、変更例1に係る制御例3を示す図である。
【図10】図10は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図11】図11は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図12】図12は、変更例2に係る通常制御例を説明するための図である。
【図13】図13は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図14】図14は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図15】図15は、変更例2に係る高輝度制御例1を説明するための図である。
【図16】図16は、変更例2に係る高輝度制御例1の色再現範囲を説明するための図である。
【図17】図17は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図18】図18は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図19】図19は、変更例2に係る高輝度制御例2を説明するための図である。
【図20】図20は、変更例2に係る高輝度制御例2の色再現範囲を説明するための図である。
【図21】図21は、変更例3に係るγカーブの補正を説明するための図である。
【図22】図22は、変更例4に係る投写型映像表示装置100を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【0017】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0018】
[実施形態の概要]
実施形態に係る投写型映像表示装置は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットと、前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子と、前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子と、前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子とを備える。前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広い。前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整する。
【0019】
実施形態では、偏光調整素子は、 第1光変調素子に到達する周辺成分光の量を調整する。言い換えると、周辺成分光を第1光変調素子に到達させることによって、色再現範囲が縮小するが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光を第1光変調素子に到達させないことによって、映像の輝度が低下するが、色再現範囲が拡大する。
【0020】
このように、第1光変調素子に到達する周辺成分光の光量調整によって、映像の輝度を優先するモードと色再現範囲を優先するモードとを使い分けることができる。これによって、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することができる。
【0021】
[第1実施形態]
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、第1実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。
【0022】
図1に示すように、投写型映像表示装置100は、光源10と、ミラー20(ミラー20G、ミラー20RB)と、カラーホイール30と、フライアイレンズ40と、PBSアレイ50と、偏光調整素子60とを有する。投写型映像表示装置100は、1対の液晶パネル71(液晶パネル71G、液晶パネル71RB)と、1対の入射側偏光板72(入射側偏光板72G、入射側偏光板72RB)と、1対の出射側偏光板73(出射側偏光板73G、出射側偏光板73RB)とを有する。投写型映像表示装置100は、合成部80と、投写レンズユニット90とを有する。なお、投写型映像表示装置100は、必要なレンズ群(レンズ111、レンズ112、レンズ113、レンズ114)を有する。
【0023】
光源10は、例えば、LD(Laser Diode)やLED(Light Emitting Diode)などの固体光源である。第1実施形態では、光源10として、光源10B、光源10R、励起光源10Xが設けられる。
【0024】
光源10Bは、青成分光Bを出射する固体光源(ここでは、LED)である。光源10Rは、赤成分光Rを出射する固体光源(ここでは、LED)である。
【0025】
励起光源10Xは、励起光を出射する固体光源(ここでは、LD)である。第1実施形態では、励起光源10Xは、励起光として青成分光Bを出射する。励起光源10Xから出射される青成分光Bは、緑成分光Gの励起光として用いられる。
【0026】
なお、第1実施形態では、複数の励起光源10Xが設けられており、複数の励起光源10Xから出射される励起光は、複数のミラー12Xで反射されて、カラーホイール30に導かれる。なお、励起光源10Xから励起光が出射される方向において、複数のミラー12Xは、少しずつシフトして配置される。これによって、カラーホイール30側から見て、複数のミラー12Xで反射される励起光の密度が高まる。
【0027】
なお、第1実施形態において、緑成分光Gは、第1色成分光の一例であり、赤成分光Rは、第2色成分光の一例であり、青成分光Bは、第3色成分光の一例である。
【0028】
ミラー20Gは、励起光を透過して、緑成分光Gを反射するダイクロイックミラーである。ミラー20RBは、青成分光Bを反射して、赤成分光Rを透過するダイクロイックミラーである。
【0029】
カラーホイール30は、励起光(青成分光B)の光軸に沿って延びる回転軸Xを中心として回転するように構成される。カラーホイール30は、励起光(青成分光B)の光路上に設けられる。カラーホイール30は、緑成分光Gを反射する反射型カラーホイールである。
【0030】
詳細には、カラーホイール30は、図2に示すように、回転面31と、緑領域32Gとを有する。回転面31は、反射膜によって構成される。緑領域32Gは、光源10から出射される励起光(青成分光B)に応じて緑成分光Gを発光する発光体Gを有する。発光体Gは、蛍光体或いは燐光体である。
【0031】
第1実施形態では、発光体Gから発光される緑成分光Gが有する帯域幅は、光源10Rから出射される赤成分光Rが有する帯域幅或いは光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅よりも広いことに留意すべきである。
【0032】
フライアイレンズ40は、光源10が出射する光を均質化する素子である。詳細には、フライアイレンズ40は、複数の微小レンズを有しており、各レンズから出射される光は、液晶パネル71に照射される。ここでは、フライアイレンズ40として、緑成分光Gを均一化するフライアイレンズ40G及び赤成分光R及び青成分光Bを均一化するフライアイレンズ40RBが設けられる。
【0033】
PBSアレイ50は、光源10が出射する光の偏光方向を揃える素子(Polarized Beam Splitter)である。例えば、PBSアレイ50は、光源10が出射する光の偏光方向をY軸方向(或いは、Z軸方向)に揃える。ここでは、PBSアレイ50として、緑成分光Gの偏光方向を揃えるPBSアレイ50G及び赤成分光R及び青成分光Bの偏光方向を揃えるPBSアレイ50RBが設けられる。
【0034】
偏光調整素子60は、第1色成分光(緑成分光G)の光路上に設けられる。具体的には、偏光調整素子60は、偏光調整素子60に入射する光の偏光を波長帯毎に制御する。
【0035】
詳細には、偏光調整素子60は、第1色成分光(緑成分光G)のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整する。これによって、偏光調整素子60は、第1光変調素子(液晶パネル71G) に到達する周辺成分光の量を調整する。
【0036】
例えば、偏光調整素子60は、図2示すように、偏光調整素子60に印加される電圧に応じて、偏光調整素子60に入射する光の偏光を波長帯毎に制御する。偏光調整素子60は、偏光調整素子60に電圧が印加されている場合には、中心偏光成分を第1偏光成分に維持したまま、周辺成分光を第2偏光成分に調整する。従って、中心成分光は、入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるが、周辺成分光は、入射側偏光板72で遮光されて液晶パネル71に導かれない。一方で、偏光調整素子60に電圧が印加されている場合には、偏光調整素子60は、中心偏光成分及び周辺成分光を第1偏光成分に維持する。従って、中心成分光及び周辺成分光は、入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれる。
【0037】
液晶パネル71Gは、緑入力信号Gin(緑出力信号Gout)に基づいて緑成分光Gを変調する。液晶パネル71Gの光入射側には、第1偏光成分を有する光透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する入射側偏光板72Gが設けられる。一方で、液晶パネル71Gの光出射側には、第1偏光成分を有する透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する出射側偏光板73Gが設けられる。
【0038】
なお、第1実施形態において、液晶パネル71Gは、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光路上に設けられており、第1信号値(ここでは、緑入力信号Gin)に基づいて、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調する第1光変調素子の一例である。
【0039】
液晶パネル71RBは、赤入力信号Rin(赤出力信号Rout)に基づいて赤成分光Rを変調し、青入力信号Bin(青出力信号Bout)に基づいて青成分光Bを変調する。液晶パネル71RBの光入射側には、第1偏光成分を有する光を透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する入射側偏光板72RBが設けられる。一方で、液晶パネル71RBの光出射側には、第1偏光成分を有する光を透過して、第2偏光成分を有する光を遮光する出射側偏光板73RBが設けられる。
【0040】
ここで、液晶パネル71RBは、赤成分光R及び青成分光Bを時分割で変調する。例えば、1つのフレームが2つのサブフレームによって構成される場合には、液晶パネル71RBは、一方のサブフレームにおいて赤成分光Rを変調し、他方のサブフレームにおいて青成分光Bを変調する。但し、液晶パネル71RBは、同一のサブフレームにおいて、赤成分光R及び青成分光Bを変調してもよい。
【0041】
なお、第1実施形態において、液晶パネル71RBは、第2色成分光(ここでは、赤成分光R)及び第3色成分光(ここでは、青成分光B)を含む合成光の光路上に設けられており、第2信号値(ここでは、赤入力信号Rin)に基づいて、第2色成分光(ここでは、赤成分光R)を変調するとともに、第3信号値(ここでは、青入力信号Bin)に基づいて、第3色成分光(ここでは、青成分光B)を変調する第2光変調素子の一例である。
【0042】
合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光及び液晶パネル71RBから出射される光を合成する。例えば、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するダイクロイックプリズムである。なお、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するダイクロイックミラーであってもよい。
【0043】
或いは、合成部80は、液晶パネル71Gから出射される光を反射して、液晶パネル71RBから出射される光を透過するPBSプリズムやPBSミラーであってもよい。このようなケースでは、液晶パネル71Gから出射される光の偏光は、液晶パネル71RBから出射される光の偏光と異なることに留意すべきである。
【0044】
投写レンズユニット90は、合成部80から出射される光(映像光)を投写面(不図示)上などに投写する。
【0045】
なお、第1実施形態において、光源10B、光源10R、励起光源10X、ミラー12X、ミラー20G、ミラー20RB及びカラーホイール30は、第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットを構成する。
【0046】
また、光源10、偏光調整素子60、液晶パネル71は、照明装置を構成してもよい。照明装置は、これらの素子以外にも、カラーホイール30、フライアイレンズ40、PBSアレイ50や合成部80などを含んでもよい。
【0047】
(各色成分光の波長帯)
以下において、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯について説明する。図4は、第1実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。
【0048】
ここで、R_LEDは、光源10Rから出射される赤成分光Rの波長帯を示している。B_LEDは、光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅を示している。G_LEDは、一般的なLEDから出射される緑成分光Gが有する波長帯を示している。G_Phospherは、発光体G(ここでは、蛍光体)から発光される緑成分光Gが有する帯域幅を示している。
【0049】
このように、発光体Gから発光される緑成分光Gが有する帯域幅は、一般的な固体光源から出射される光が有する波長帯よりも広い。言い換えると、G_Phospherは、R_LED、G_LED又はB_LEDよりも広い。
【0050】
ここで、上述した偏光調整素子60は、図4に示すように、偏光調整素子60に電圧が印加された状態(VON)において、G_LEDと略等しい波長帯を有する中心偏光成分が入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるように、周辺成分光の偏光を調整する。一方で、偏光調整素子60は、偏光調整素子60に電圧が印加された状態(VOFF)において、中心偏光成分及び周辺成分光(G_Phospher)が入射側偏光板72を透過して液晶パネル71に導かれるように、周辺成分光の偏光を調整する。
【0051】
なお、図4に示す“VON”及び“VOFF”は、偏光調整素子60から出射される光のうち、入射側偏光板72を透過する第1偏光成分の量を示している。すなわち、“VON”及び“VOFF”については、図4の縦軸は、偏光調整素子60から出射される第1偏光成分の量を示している。
【0052】
(制御ユニットの構成)
以下において、第1実施形態に係る制御ユニットについて、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態に係る制御ユニット200を示すブロック図である。制御ユニット200は、投写型映像表示装置100に設けられており、投写型映像表示装置100を制御する。
【0053】
なお、制御ユニット200は、映像入力信号を映像出力信号に変換する。映像入力信号は、赤入力信号Rin、緑入力信号Gin及び青入力信号Binによって構成される。映像出力信号は、赤出力信号Rout、緑出力信号Gout及び青出力信号Boutによって構成される。映像入力信号及び映像出力信号は、1フレームを構成する画素毎に入力される信号である。
【0054】
図5に示すように、制御ユニット200は、映像信号受付部210と、制御部220とを有する。
【0055】
映像信号受付部210は、パーソナルコンピュータ、DVDなどの外部装置から映像入力信号を受付ける。
【0056】
制御部220は、光源10、偏光調整素子60及び液晶パネル71に接続されており、光源10、偏光調整素子60及び液晶パネル71を制御する。
【0057】
第1に、制御部220は、偏光調整素子60に印加する電圧を制御することによって、液晶パネル71Gに導かれる光を制御する。詳細には、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加することによって、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれないように、偏光調整素子60を制御する。すなわち、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加することによって、中心成分光のみが液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。一方で、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加しないことによって、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。すなわち、制御部220は、偏光調整素子60に電圧を印加しないことによって、中心成分光及び周辺成分光(発光体Gから発光される緑成分光Gの全て)が液晶パネル71Gに導かれるように、偏光調整素子60を制御する。
【0058】
このように、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれるか否かを制御することによって、図6に示すように、色再現範囲を変更することができる。具体的には、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれる場合には、R−G1−Bによって色再現範囲が表される。色再現範囲が狭まるが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光が液晶パネル71Gに導かれない場合には、R−G2−Bによって色再現範囲が表される。映像の輝度が低下するが、色再現範囲が広がる。
【0059】
第2に、制御部220は、映像入力信号を映像出力信号に変換して、映像出力信号に基づいて、液晶パネル71を制御する。具体的には、制御部220は、緑出力信号Goutに基づいて、液晶パネル71Gを制御する。一方で、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御し、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御する。
【0060】
なお、制御部220は、赤出力信号Rout及び青出力信号Boutに基づいて、液晶パネル71RBを時分割で制御する。例えば、1つのフレームが2つのサブフレームによって構成される場合には、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御し、他方のサブフレームにおいて、青出力信号Boutに基づいて、液晶パネル71RBを制御する。
【0061】
第3に、制御部220は、光源10の発光期間を制御する。具体的には、制御部220は、緑出力信号Goutに基づいて液晶パネル71Gを制御すべき期間において、励起光源10Xから励起光が出射されるように励起光源10Xを制御する。制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、光源10Rから赤成分光Rが出射されるように光源10Rを制御する。制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、光源10Bから青成分光Bが出射されるように光源10Bを制御する。
【0062】
なお、制御部220は、光源10から出射される光量を制御してもよい。例えば、制御部220は、基準光量よりも出射光量が増大するように、光源10から出射される光量を制御してもよい。
【0063】
(作用及び効果)
第1実施形態では、偏光調整素子60は、 液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の量を調整する。言い換えると、周辺成分光を液晶パネル71Gに到達させることによって、色再現範囲が縮小するが、映像の輝度を向上することができる。一方で、周辺成分光を液晶パネル71Gに到達させないことによって、映像の輝度が低下するが、色再現範囲が拡大する。
【0064】
このように、液晶パネル71Gに到達する周辺成分光の光量調整によって、映像の輝度を優先するモードと色再現範囲を優先するモードとを使い分けることができる。これによって、色再現範囲の縮小を抑制しながら、他の色成分光と比べて光量が小さい色成分光の光量を増大することができる。
【0065】
[変更例1]
以下において、第1実施形態の変更例1について説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0066】
変更例1では、各色成分光の光量の制御例について説明する。ここで、変更例1においては、光源10から出射される光量を制御部220が制御することによって、様々な制御が行われることに留意すべきである。
【0067】
(制御例1)
以下において、変更例1に係る制御例1について、図7を参照しながら説明する。図7は、変更例1に係る制御例1を説明するための図である。なお、図7では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0068】
図7の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0069】
これに対して、図7の下段に示すように、特定モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームのそれぞれにおいて異なる。
【0070】
詳細には、制御部220は、1つのフレームにおける総光量が変化しないように、2つのサブフレームのうち、いずれか一方のサブフレームに、緑成分光Gの光量が偏るように、液晶パネル71Gを制御する。なお、1つのフレームにおける総光量は、緑入力信号Ginに基づいて定まることに留意すべきである。
【0071】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、第1信号値(ここでは、緑入力信号Gin)に基づいて、2つのサブフレームのそれぞれにおいて投写型映像表示装置100から出射される第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量が変化するように、第1色成分光を変調する。
【0072】
例えば、緑入力信号Ginが“153/255≒60%”である場合には、1フレーム全体において、60%の緑成分光Gが出力されればよい。このようなケースにおいて、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、100%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、他方のサブフレームにおいて、20%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。
【0073】
このように、2つのサブフレームのうち、一方のサブフレームの輝度を低下させることによって、黒挿入のような動ボケ改善効果が得られる。
【0074】
(制御例2)
以下において、変更例1に係る制御例2について、図8を参照しながら説明する。図8は、変更例1に係る制御例2を説明するための図である。なお、図8では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0075】
図8の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0076】
これに対して、図8の下段に示すように、特定モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームのそれぞれにおいて異なる。
【0077】
詳細には、制御部220は、1つのフレームにおける総光量が変化しないように、赤入力信号Rinと青入力信号Binとの比率に基づいて、緑成分光Gの光量が2つのサブフレームに分配されるように、液晶パネル71Gを制御する。なお、1つのフレームにおける総光量は、緑入力信号Ginに基づいて定まることに留意すべきである。
【0078】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、第2信号値(ここでは、赤入力信号Rin)及び第3信号値(ここでは、青入力信号Bin)の比率に基づいて、2つのサブフレームのそれぞれにおいて投写型映像表示装置100から出射される第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量が変化するように、第1色成分光を変調する。
【0079】
例えば、緑入力信号Ginが“153/255≒60%”であり、赤入力信号Rinが“204/255≒80%”であり、青入力信号Binが“51/255≒20%”である場合には、1フレーム全体において、60%の緑成分光Gが出力されればよい。このようなケースにおいて、制御部220は、赤成分光Rが出力されるサブフレーム(すなわち、赤入力信号Rinに基づいて制御されるサブフレーム)において、96%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、青成分光Bが出力されるサブフレーム(すなわち、青入力信号Binに基づいて制御されるサブフレーム)において、24%の緑成分光Gが出力されるように液晶パネル71Gを制御する。
【0080】
これによって、1つのサブフレームにおいて、緑成分光Gが赤成分光R(或いは、青成分光B)よりも著しく大きいことに起因するカラーブレイクが抑制される。
【0081】
(制御例3)
以下において、変更例1に係る制御例3について、図9を参照しながら説明する。図9は、変更例1に係る制御例3を説明するための図である。なお、図9では、合成部80に導かれる光量(すなわち、投写型映像表示装置100から出射される映像光の光量)が示されていることに留意すべきである。
【0082】
図9の上段に示すように、通常モードにおいては、第1色成分光(ここでは、緑成分光G)の光量は、2つのサブフレームにおいて均等に分配される。
【0083】
これに対して、図9の下段に示すように、特定モードにおいては、一方のサブフレームにおいて、オリジナル映像が出力され、他方のサブフレームにおいて、補間フレームが出力される。なお、オリジナル映像は、外部装置から入力されるオリジナル信号に基づいて表示される映像であり、補間映像は、オリジナル信号に基づいて生成される補間信号に基づいて表示される映像である。補間映像の生成方法は任意である。
【0084】
詳細には、制御部220は、一方のサブフレームにおいて、オリジナル信号に基づいて液晶パネル71Gを制御する。また、制御部220は、他方のサブフレームにおいて、補間信号に基づいて液晶パネル71Gを制御する。
【0085】
すなわち、第1光変調素子(ここでは、液晶パネル71G)は、一方のサブフレームにおいて、オリジナル信号値に基づいて第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調し、他方のサブフレームにおいて、補間信号値に基づいて第1色成分光(ここでは、緑成分光G)を変調する。
【0086】
このように、2つのサブフレームのいずれかにおいて補間映像が出力されるため、動ボケ改善効果が得られる。
【0087】
[変更例2]
以下において、第1実施形態の変更例2について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0088】
以下においては、液晶パネル71の駆動周波数が120Hzであるケースを例示する。また、1つのフレームは、2つのサブフレームによって構成される。また、液晶パネル71は、サブフレーム間の混色を避けるために、上述した制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間(すなわち、サブフレームの切替え)において、液晶パネル71に光が照射されないように、光源10を制御する。或いは、制御部220は、サブフレームの切替えにおいて、液晶パネル71(特に、液晶パネル71RB)から光が出射されないように液晶パネル71を制御してもよい。
【0089】
なお、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されると、サブフレーム間の混色が生じる。同様に、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されると、サブフレーム間の混色が生じる。
【0090】
変更例2において、制御部220は、第1光変調素子(液晶パネル71G)から出射される第1色成分光(緑成分光G)の光量、第2光変調素子(液晶パネル71RB)から出射される第2色成分光(赤成分光R)の光量及び第2光変調素子(液晶パネル71RB)から出射される第3色成分光(青成分光B)の光量を制御する光量制御部を構成する。
【0091】
(通常制御例)
以下において、通常制御例について図10〜図12を参照しながら説明する。第1に、図10に示すように、制御部220は、サブフレームの切替えにおいて、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBから光が出射されない期間(黒表示期間)を設ける。言い換えると、制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間において、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBから光が出射されないように、光源10(光源10R、光源10B及び励起光源10X)を制御する。或いは、制御部220は、映像出力信号に応じて映像データをフレームバッファに書き込む期間において、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBに光が照射されないように、液晶パネル71G及び液晶パネル71RBを制御してもよい。
【0092】
ここで、緑成分光Gについては、サブフレーム間の混色が生じないため、図11に示すように、液晶パネル71Gに緑成分光Gが常に出射されてもよい。しかしながら、赤成分光R及び青成分光Bの光量に比べて、緑成分光Gの光量が大き過ぎる。
【0093】
従って、図12に示すように、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間は、液晶パネル71RBから赤成分光R及び青成分光Bが出射される期間に応じて定められる。このように、通常制御例では、赤成分光R及び青成分光Bの光量が制約条件となってしまい、十分な高輝度化を図ることができない。
【0094】
(高輝度制御例1)
以下において、変更例2に係る高輝度制御例1について図13〜図15を参照しながら説明する。
【0095】
第1に、制御部220は、映像入力信号に基づいて、フレームで表示すべき映像の色度を算出する。続いて、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において色再現範囲を縮小可能であるか否かを判定する。例えば、制御部220は、フレームで表示すべき映像において、赤或いは青の彩度の代表値が閾値以下である場合に、赤及び青を結ぶライン上において色再現範囲を縮小可能であると判定する。彩度の代表値としては、フレームで表示すべき映像に含まれる彩度の最大値又は平均値を用いることが可能である。
【0096】
制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において赤側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図14に示すように、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに加えて青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに含まれる第1偏光成分(図14に示すB1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0097】
同様に、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上において青側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図14に示すように、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに加えて赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに含まれる第1偏光成分(図14に示すR1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0098】
さらに、制御部220は、図15に示すように、図13に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図15に示すR1(例えば、20%)及びB1(例えば、20%))に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図15に示すG1(例えば、20%+20%=40%))を増大する。これによって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量バランスが維持される。
【0099】
ここで、図13に対して追加された赤成分光Rの光量R1は、図13に対して追加された青成分光Bの光量B1と同様であることが好ましい。また、緑成分光Gの光量G1は、図13に対して追加された赤成分光Rの光量R1及び青成分光Bの光量B1に応じて決定されることが好ましい。
【0100】
なお、制御部220は、例えば、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間を増大する。すなわち、制御部220は、励起光源10Xから励起光が出射される期間を増大するように励起光源10Xを制御する。なお、図13は、上述した図12と同様であることに留意すべきである。
【0101】
このように、高輝度制御例1では、赤成分光R及び青成分光Bの光量(図15に示すR1及びB1)の追加によって、図16に示すように、色再現範囲がマゼンタ方向に縮小するが、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図15に示すR1、G1、及びB1)の追加によって、映像の高輝度化を図ることができる。
【0102】
(高輝度制御例2)
以下において、変更例2に係る高輝度制御例2について図17〜図19を参照しながら説明する。
【0103】
第1に、制御部220は、映像入力信号に基づいて、フレームで表示すべき映像の色度を算出する。続いて、制御部220は、赤及び青を結ぶライン上の各色について緑側に色再現範囲を縮小可能であるか否かを判定する。例えば、制御部220は、フレームで表示すべき映像において、赤及び青を結ぶライン上の各色の彩度の代表値が閾値以下である場合に、色再現範囲を縮小可能であると判定する。彩度の代表値としては、フレームで表示すべき映像に含まれる彩度の最大値又は平均値を用いることが可能である。
【0104】
制御部220は、赤側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図18に示すように、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに加えて青成分光Bが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに含まれる第1偏光成分(図18に示すB1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0105】
同様に、制御部220は、青側の色再現範囲を縮小可能であると判定した場合には、図18に示すように、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、青成分光Bに加えて赤成分光Rが液晶パネル71RBから出射されるように、光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。すなわち、制御部220は、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、赤成分光Rに含まれる第1偏光成分(図18に示すR1(例えば、20%))が増大するように光源10(光源10R及び光源10B)を制御する。
【0106】
高輝度制御例2では、制御部220は、図18に示すように、図17に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図18に示すR1及びB1)に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG2及びG3)を増大する。
【0107】
具体的には、制御部220は、赤側において緑側に縮小可能な色再現範囲に応じて、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG2(例えば、20%))を増大する。同様に、制御部220は、青側において緑側に縮小可能な色再現範囲に応じて、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図18に示すG3(例えば、40%))を増大する。
【0108】
さらに、制御部220は、図19に示すように、図17に対して追加された赤成分光R及び青成分光Bの光量(図19に示すR1(例えば、20%)及びB1(例えば、20%))に応じて、液晶パネル71Gから出射される緑成分光Gの光量(図19に示すG1(例えば、20%+20%=40%))を増大する。これによって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量バランスが維持される。
【0109】
ここで、図17に対して追加された赤成分光Rの光量R1は、図17に対して追加された青成分光Bの光量B1と同様であることが好ましい。また、緑成分光Gの光量G1は、図17に対して追加された赤成分光Rの光量R1及び青成分光Bの光量B1に応じて決定されることが好ましい。
【0110】
このように、高輝度制御例2では、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図19に示すR1、G2、G3及びB1)の追加によって、図20に示すように、色再現範囲がマゼンタ方向及び緑方向に縮小するが、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量(図19に示すR1、G1、G2、G3及びB1)の追加によって、映像の高輝度化を図ることができる。
【0111】
[変更例3]
以下において、第1実施形態の変更例3について、図面を参照しながら説明する。以下においては、変更例2に対する相違点について主として説明する。
【0112】
変更例2では、制御部220は、光源10(光源10R及び光源10B)の制御によって、赤成分光R及び青成分光Bの光量(R1及びB1)を追加する。また、制御部220は、液晶パネル71Gから緑成分光Gが出射される期間の増大によって、すなわち、励起光源10Xから励起光が出射される期間の増大によって、緑成分光Gの光量(G1、G1’及びG1’’)を追加する。
【0113】
これに対して、変更例3では、制御部220は、図21に示すように、γカーブの補正によって、赤成分光R、緑成分光G及び青成分光Bの光量を追加する。なお、γカーブは、映像入力信号と映像出力信号との対応関係を示すカーブであり、映像入力信号を映像出力信号に変換するために用いられる。
【0114】
詳細には、赤成分光Rの追加光量(R1)が青成分光Bの追加光量(B1)と異なるケースが考えられる。このようなケースでは、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量が青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量と異なる。従って、このようなアンバランスを解消するために、γカーブの補正によって、サブフレーム間の光量のバランスをとることが可能である。
【0115】
例えば、青成分光Bの光量(B1)が20%であり、赤成分光Rの追加光量(R1)が0%であるケースでは、赤出力信号Routに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量は増大するが、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において液晶パネル71RBから出射される光量は増大しない。従って、青出力信号Boutに基づいて液晶パネル71RBを制御すべき期間において、制御部220は、γカーブを補正して、サブフレーム間の光量のバランスを取る。
【0116】
[変更例4]
以下において、第1実施形態の変更例4について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第1実施形態に対する相違点について主として説明する。
【0117】
第1実施形態では、緑成分光Gは、発光体から発光される。これに対して、変更例4では、緑成分光Gは、固体光源から出射される。
【0118】
(投写型映像表示装置の構成)
以下において、変更例4に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図22は、変更例4に係る投写型映像表示装置100の構成を示す図である。なお、図22では、図1と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【0119】
図22に示すように、投写型映像表示装置100は、励起光源10X、ミラー12X、ミラー20G、カラーホイール30などに替えて、光源10Gを有する。
【0120】
光源10Gは、緑成分光Gを出射する固体光源(ここでは、LED)である。なお、光源10Gから出射される緑成分光Gが有する帯域幅は、第1実施形態と同様に、光源10Rから出射される赤成分光Rが有する帯域幅或いは光源10Bから出射される青成分光Bが有する帯域幅よりも広いことに留意すべきである。
【0121】
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【0122】
実施形態では特に触れていないが、単色の色成分光を変調する液晶パネル71Gの駆動周波数(例えば、60Hz)は、複数色の色成分光を変調する液晶パネル71RBの駆動周波数(例えば、120Hz)よりも低くてもよい。
【0123】
実施形態では特に触れていないが、単色の色成分光を変調する液晶パネル71Gの解像度は、複数色の色成分光を変調する液晶パネル71RBの解像度よりも低くてもよい。なお、液晶パネル71Gは、2つのサブフレームにおいて緑成分光Gを変調するため、例えば、制御例3のように、補間映像の表示によって、低解像度を補うことが可能である。
【0124】
実施形態では特に触れていないが、制御例1〜制御例3は、映像入力信号に基づいて切り替えられてもよい。例えば、映像入力信号に基づいて特定される動きベクトルに基づいて、制御例1〜制御例3の中から適切な制御例が選択される。或いは、映像入力信号に基づいて特定される映像の色バランスに基づいて、制御例1〜制御例3の中から適切な制御例が選択される。
【符号の説明】
【0125】
10…光源、20…ミラー、30…カラーホイール、31…回転面、32G…緑領域、40…フライアイレンズ、50…PBSアレイ、60…偏光調整素子、71…液晶パネル、72…入射側偏光板、73…出射側偏光板、80…合成部、90…投写レンズユニット、100…投写型映像表示装置、111〜114…レンズ、200…制御ユニット、210…映像信号受付部、220…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットと、
前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子と、
前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子と、
前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子とを備え、
前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広く、
前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整し、
前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項2】
前記第1色成分光は、緑成分光Gであり、
前記第2色成分光及び前記第3色成分光は、赤成分光R及び青成分光Bであることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項3】
前記光源ユニットは、励起光を出射する励起光源と、前記励起光に応じて前記第1色成分光を出射する発光体とを有することを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項4】
前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光の光量及び前記第2光変調素子から出射される前記第3色成分光の光量を制御する光量制御部をさらに備え、
前記光量制御部は、サブフレームの切替えにおいて、 前記第2光変調素子から光が出射されない期間を設けることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項5】
前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量を増大することを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
【請求項6】
前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光及び/又は前記第3色成分光の光量を増大することを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
【請求項1】
第1色成分光、第2色成分光及び第3色成分光を出射する光源ユニットと、
前記第1色成分光の光路上に設けられており、第1信号値に基づいて、前記第1色成分光を変調する第1光変調素子と、
前記第2色成分光及び前記第3色成分光を含む合成光の光路上に設けており、第2信号値に基づいて、前記第2色成分光を変調するとともに、第3信号値に基づいて、前記第3色成分光を変調する第2光変調素子と、
前記第1色成分光の光路上において、前記光源ユニットと前記第1光変調素子との間に設けられた偏光調整素子とを備え、
前記第1色成分光が有する帯域幅は、前記第2色成分光が有する帯域幅或いは前記第3色成分光が有する帯域幅よりも広く、
前記偏光調整素子は、前記第1色成分光のうち、中心成分光の波長帯よりも外側の波長帯を有する周辺成分光の偏光を調整し、
前記偏光調整素子は、 前記第1光変調素子に到達する前記周辺成分光の量を調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項2】
前記第1色成分光は、緑成分光Gであり、
前記第2色成分光及び前記第3色成分光は、赤成分光R及び青成分光Bであることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項3】
前記光源ユニットは、励起光を出射する励起光源と、前記励起光に応じて前記第1色成分光を出射する発光体とを有することを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項4】
前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光の光量及び前記第2光変調素子から出射される前記第3色成分光の光量を制御する光量制御部をさらに備え、
前記光量制御部は、サブフレームの切替えにおいて、 前記第2光変調素子から光が出射されない期間を設けることを特徴とする請求項1に記載の投写型映像表示装置。
【請求項5】
前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第1光変調素子から出射される前記第1色成分光の光量を増大することを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
【請求項6】
前記光量制御部は、前記第1信号値、前記第2信号値及び前記第3信号値に応じて、前記第2光変調素子から出射される前記第2色成分光及び/又は前記第3色成分光の光量を増大することを特徴とする請求項4に記載の投写型映像表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図2】
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【図4】
【図5】
【図6】
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【図11】
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【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【公開番号】特開2013−76870(P2013−76870A)
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−217019(P2011−217019)
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)
【Fターム(参考)】
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