(57)【要約】【課題】使用環境に応じて表示特性を変化させ、HDRディスプレイにおける実効的な輝度のダイナミックレンジを確保する光学表示装置及びプロジェクタを提供する。【解決手段】本願発明の光学表示装置は、照明光を変調する第1光学変調素子と、第1光学変調素子で変調された照明光をさらに変調する第2の光学変調素子とが直列に配列された2変調光学系を有し、第1又は第2の光学変調素子を光路から外す光学系切替機構を有し、2変調光学系と1変調光学系とのモード切替機能を有し、変調された照明光を投写表示するものであり、照明光を放射する光源と、光源を制御し、照明光の放射強度を調整する光源調整部と、光学系のモードの切替えを制御するモード切替制御部とを有し、モード切替制御部が、2変調光学系の場合、１変調光学系に比較し、光源の放射する照明光の放射強度を増加させるよう光源調整部を制御する。【選択図】図１
2007206343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を変調する第１光学変調素子と、該第１光学変調素子により変調された前記照明光をさらに変調する第２の光学変調素子とが直列に配列された２変調光学系を有し、前記第１または前記第２の光学変調素子を照明光路から外す光学系切替機構を有し、前記２変調光学系と、１つの光学変調素子からなる１変調光学系とのモード切り替え機能を有し、変調された照明光を表示する光学表示装置であり、
前記照明光を放射する光源と、
該光源を制御し、前記照明光の放射強度を調整する光源調整部と、
光学系の前記モードの切り替えを制御するモード切替制御部と
を有し、
前記モード切替制御部が、２変調光学系のモードの場合、１変調光学系のモード場合に比較し、前記光源の放射する照明光の放射強度を増加させるよう前記光源調整部を制御することを特徴とする光学表示装置。
【請求項２】
前記モード切替制御部が周囲の視環境の照度を測定する照度測定部を有し、
該照度測定部の周囲の照度の測定結果が予め設定された規定値よりも高い場合、１変調光学系のモードとし、一方、低い場合、２変調光学系とすることを特徴とする請求項１記載の光学表示装置。
【請求項３】
前記光源が、前記光源調整部から供給される電力量により、放射強度が変化する固体光源であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学表示装置。
【請求項４】
前記光源が複数のランプ光源から構成されており、
前記光源調整部が点灯させるランプ光源の数を制御し、放射強度を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学表示装置。
【請求項５】
照明光を変調する第１光学変調素子と、該第１光学変調素子により変調された前記照明光をさらに変調する第２の光学変調素子とが直列に配列された２変調光学系を有し、前記第１または前記第２の光学変調素子を光路から外す光学系切替機構を有し、前記２変調光学系と、１つの光学変調素子からなる１変調光学系とのモード切り替え機能を有し、変調された照明光を投写表示する光学表示装置における光学表示方法であり、
光源が前記照明光を放射する放射過程と、
光源調整部が該光源を制御し、前記照明光の放射強度を調整する放射調整過程と、
モード切替制御部が光学系の前記モードの切り替えを制御するモード切替過程と
を有し、
前記モード切替過程において、２変調光学系のモードの場合、１変調光学系のモード場合に比較し、前記光源の放射する照明光の放射強度を増加させるように、前記光源調整部が制御されることを特徴とする光学表示方法。
光学表示方法。
【請求項６】
前記請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学表示装置と、前記光学表示装置からの画像を投写する投写手段と、を有するプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２変調系を用いたＨＤＲ（High Dynamic Range）ディスプレイにおいて、所望の輝度ダイナミックレンジを実現するに好適な光学表示装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プロジェクタ等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は１〜１０２［nit］程度の範囲であり、また階調数は８ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が１０−２〜１０４［nit］程度あり、また輝度弁別能力は０．２［nit］でこれを階調数に換算すると１２ビット相当といわれている。このような視覚特性を経由して現在のディスプレイ装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。
【０００３】
また、映画やゲーム等で使用されるＣＧ（Computer Graphics）では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を表示データ（以下、ＨＤＲ（High Dynamic Range）表示データという。）に持たせて描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。しかしそれを表示するディスプレイ装置の性能が不足しているために、ＣＧコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。
【０００４】
さらに、次期ＯＳ（Operating System）、例えばWINDOWS（登録商標）-Vista（登録商標）に搭載されるWCS(Windows（登録商標） Color System)においては、１６ビット色空間の採用が予定されており、現在の８ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、１６ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ・高階調の電子ディスプレイ装置実現への要求が高まると予想される。
【０００５】
ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投写型表示装置（プロジェクタ）は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。
【０００６】
高ダイナミックレンジのディスプレイ装置として、光源と、光の全波長領域の輝度を変調する第２光変調素子と、光の波長領域のうちＲＧＢ３原色の各波長領域についてその波長領域の輝度を変調する第１光変調素子とを備えたＨＤＲ（High Dynamic Range）ディスプレイがある（例えば、特許文献１参照）。通常の表示装置に対して、上記ＨＤＲディスプレイは、上述したように、通過する投写光束の光路上に、２段直列に光変調素子を配置することにより、コントラスト比を向上させ、投写画像のダイナミックレンジの向上を図るものである。
【０００７】
また、最近、適応調光技術が、ＬＣＤディスプレイやプロジェクタなどの表示装置に用いられている。この適応調光とは、表示装置の視環境が暗い場合、もしくは表示すべき映像信号が暗い映像の場合に、表示輝度を落とすことにより、「黒浮き」（液晶のシャッタ性能が低いために生じる黒表示時の光漏れにより、人が黒を明るいと感じる）と呼ばれる現象を抑制するものである（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。ここで、表示輝度を低下させる方法としては、光源の明るさを低下させたり、光学的な絞り等により光量を調整して輝度を低下する処理が行われる。
【特許文献１】特開２００５−２５０４４０号公報
【特許文献２】特開平０６−２７４４０号公報
【特許文献３】特開平１１−６５５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の高ダイナミックレンジのプロジェクタにおいては、直列配置された２つの光変調素子によって光を変調するため、この光変調素子として液晶ライトバルブを用いた場合、液晶ライトバルブの透過率により、最終的に投写手段から射出される光量が減少し、表示画像の輝度が低下し、投写画像の明るさに大きな影響を及ぼす。
すなわち、上記高ダイナミックレンジのプロジェクタは、直列配置された２つの光変調素子を透過させることにより、一つの光変調素子を用いる通常の投写型表示装置に比較して、単純にその輝度が１／２に制限されてしまい、投写画像の輝度低下が生じてしまう。
【０００９】
このように、従来の高ダイナミックレンジのプロジェクタは、２つの光変調素子を透過させることにより、コントラスト比及び黒の沈み込みを桁違いのレンジで表示できるが、ピーク輝度が低下してしまう。このため、上記従来のプロジェクタは、実効的な輝度のダイナミックレンジ（絶対値で表現した場合の輝度再現レンジ）という意味において、逆に輝度を表現するレンジの幅が狭くなってしまい、ピーク輝度が抑制されることにより、光輝くような部分の表現能力が低下してしまう欠点がある。
【００１０】
また、上述した従来の適応調光技術も、視環境が暗い場合や、映像信号が暗い場合に、光源からの光量を絞った処理を行うため、従来のプロジェクタと同様に、ピーク輝度を低下させてしまうため、実効的な輝度のダイナミックレンジの幅を狭くしてしまう欠点を有している。例えば、夜景などの背景が暗い映像シーンの中に、ネオンサインなどの光輝く部分が存在した場合、輝度ピークが低下するため、光輝くような部分の表現能力が低下してしまう欠点がある。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、使用環境に応じて表示特性を変化させ、ＨＤＲディスプレイにおける実効的な輝度のダイナミックレンジを確保することが可能な光学表示装置及びそれを用いたプロジェクタ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】
【００１１】
本発明の光学表示装置は、照明光を変調する第１光学変調素子と、該第１光学変調素子により変調された前記照明光をさらに変調する第２の光学変調素子とが直列に配列された２変調光学系（例えば、ＨＤＲモード）を有し、前記第１または第２の光学変調素子を照明光路から外す光学系切替機構を有し、前記２変調光学系と、１つの光学変調素子からなる１変調光学系（ＬＤＲ（Low Dynamic Range）モード）とのモード切り替え機能を有し、変調された照明光を表示する光学表示装置であり、前記照明光を放射する光源と、該光源を制御し、前記照明光の放射強度を調整する光源調整部と、光学系の前記モードの切り替えを制御するモード切替制御部とを有し、前記モード切替制御部が、２変調光学系のモードの場合、１変調光学系のモード場合に比較し、前記光源の放射する照明光の放射強度を増加させるよう前記光源調整部を制御することを特徴とする。
これにより、本発明の光学表示装置は、視環境及び利用者の好みに合わせて、任意にＨＤＲモードまたはＬＤＲモードのいずれかを選択することができ、また、ＨＤＲモードに設定された場合、光源の放射強度が増加するため、実効的な輝度のダイナミックレンジの幅が広がり、コントラスト比も大きくできることから、従来の２変調光学系のディスプレイに比較して、より高画質な画像表示を実現することができる。
【００１２】
本発明の光学表示装置は、前記モード切替制御部が周囲の視環境の照度を測定する照度測定部を有し、該照度測定部の周囲の照度の測定結果が予め設定された規定値よりも高い場合、１変調光学系のモードとし、一方、低い場合、２光学変調系とすることを特徴とする。
これにより、本発明の光学表示装置は、視環境の照度に応じて、２変調光学系のモードとするか、１変調光学系のモードとするかをモード切替制御部が制御するため、照度が規定値より明るい場合に、２変調光学モードとしても、環境光により実質的な輝度のダイナミックレンジが低下するため、１光学変調系としたほうが画質をあまり落とさずに低消費電力とし、一方、環境光が実質的な輝度のダイナミックレンジを低下させない程度の照度の場合、２変調光学系の広い輝度のダイナミックレンジを有効に活用して画質を向上させることができる。
【００１３】
本発明の光学表示装置は、前記光源が、前記光源調整部から供給される電力量により、放射強度が変化する固体光源であることを特徴とする。
これにより、本発明の光学表示装置は、上記固体光源として半導体レーザやＬＥＤ等が用いられ、電力量、例えば電流量を制御することにより、高速に放射強度を調整することができ、かつ半導体回路による調光を行うため、光源及び光源調整部の回路規模を小さく構成することができる。
【００１４】
本発明の光学表示装置は、前記光源が複数のランプ光源から構成されており、前記光源調整部が点灯させるランプ光源の数を制御し、放射強度を調整することを特徴とする。
これにより、本発明の光学表示装置は、２変調光学系モードと１変調光学系モードとに対応して、点灯させるランプ光源の数を制御するため、回路構成が容易であり、かつ１変調光学系モードの場合使用されないランプ光源が存在し、例えば、１変調光学系モードの際、順次使用するランプ光源を入れ替えれば、ランプ光源を使用時間が短縮されるため、ランプ光源の寿命を延ばすことが可能となる。
【００１５】
本発明の光学表示方法は、照明光を変調する第１光学変調素子と、該第１光学変調素子により変調された前記照明光をさらに変調する第２の光学変調素子とが直列に配列された２変調光学系を有し、前記第１または第２の光学変調素子を照明光路から外す光学系切替機構を有し、前記２変調光学系と、１つの光学変調素子からなる１変調光学系とのモード切り替え機能を有し、変調された照明光を表示する光学表示装置における光学表示方法であり、光源が前記照明光を放射する放射過程と、光源調整部が該光源を制御し、前記照明光の放射強度を調整する放射調整過程と、モード切替制御部が光学系の前記モードの切り替えを制御するモード切替過程とを有し、前記モード切替過程において、２変調光学系のモードの場合、１変調光学系のモード場合に比較し、前記光源の放射する照明光の放射強度を増加させるように、前記光源調整部が制御されることを特徴とする。
【００１６】
本発明のプロジェクタは、上述した光学表示装置のいずれかと、前記光学表示装置からの画像を投写する投写手段と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態による光学表示装置を図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の光学表示装置に対して、投写手段としての投写レンズを設けたプロジェクタの主たる光学構成を示す図である。
本発明の実施の形態は、色変調素子（液晶色パネル）と輝度変調素子（輝度パネル）とを別系統で備えた２変調光学系の表示装置用の光学表示を行うための構成であって、例えばマイクロプロセッサシステムとして構成することができる。ただし、その一部または全部を汎用のコンピュータと本発明の処理を記述したプログラムとから構成することも可能である
【００１８】
図１に示すプロジェクタは、光源１０と、光源１０から入射した光（照明光）の輝度分布を均一化する均一照明系２０と、後に述べる移動機構部２０６Ａにて光軸に対して挿入自在な可動式反射ミラー１３０と、可動式反射ミラー１３０から入射した光をリレーするリレーレンズ２６及び２７と、反射ミラー１４０と、入射した光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調部１００と、輝度変調部１００から出射した光をリレーするリレーレンズ９０と、光反射ダイクロイック膜７３を有するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）７２と、後に述べる移動機構部２０６Ｂにて光軸に対して挿入自在な可動式の位相差を変更する可動式１／２波長板２８と、ＰＢＳ７２または可動式１／２波長板２８から入射した光の波長領域のうちのＲＧＢ３原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部２５と、色変調部２５から入射した光をスクリーン１２０に投写する投写レンズ１１０（投写手段）と、上記移動機構部２０６（移動機構部２０６Ａ及び２０６Ｂからなる）・輝度変調部１００及び色変調部２５を制御する表示制御装置１とを備えて構成されている。
【００１９】
また、光源１０は、発光源（複数個の超高圧水銀ランプやキセノンランプ等からなるランプ、または、レーザやＬＥＤ等の固体発光素子）１１からと、発光源１１からの射出光を反射・集光するリフレクタ１２とを備えている。
なお、以下の説明において、光学系全体のｘｙｚ直交座標系は、スクリーン１２０の表示面をｘｙ平面とし、後に述べるクロスダイクロイックプリズム８０（及びリレーレンズ９０）から射出され、投写レンズ１１０に向かう光の方向をｚ方向とする。
【００２０】
均一照明系２０は、フライアイレンズ等からなる第１，第２のレンズアレイ２１，２２と、偏光変換素子２３と、集光レンズ２４とを含んで構成されている。そして、光源１０から射出された光の輝度分布を第１，第２のレンズアレイ２１，２２により均一化し、第１，第２のレンズアレイ２１，２２を通過した光を偏光変換素子２３により所定の偏光方向に偏光（例えば、Ｓ偏光）し、偏光した光を集光レンズ２４により集光して色変調部２５に向けて射出する。なお、偏光変換素子２３は、例えば、ＰＢＳアレイと、１／２波長板とで構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。
【００２１】
そして、図１に示すように、本実施形態のプロジェクタにおいては、可動式反射ミラー１３０を移動するための移動機構２０６Ａ（光学素子移動手段）が連結されている。
図２は、移動機構２０６Ａの概略構成図である。この図に示すように移動機構２０６Ａは、モータ３と、外部からの信号（Ｍ．Ｓ）に応じてモータ３を駆動するモータ制御回路２と、可動式反射ミラー１３０に接続されかつモータ３によって図中ａ方向に移動されるスライドギア４とを備えている。そして、モータ制御回路２によってモータ３が駆動されることによって、スライドギア４がａ方向に移動され、これによって、スライドギア４に連結された可動式反射ミラー１３０が光の光路Ｌから外される（光軸に対して相対移動される）。また、モータ制御回路２によってモータ３が逆回転駆動されることによって、可動式反射ミラー１３０が再び光の光路Ｌに対して挿入されるように移動される。
ここで、可動式反射ミラー１３０を光路Ｌに対して挿入された場合、輝度変調部１００（図１）は光路Ｌから外れることとなる。
【００２２】
図１に戻り、輝度変調部１００は、液晶ライトバルブ１１３と、光反射ダイクロイック膜１１２を有するＰＢＳ１１１とから構成されている。
【００２３】
また、上記光反射ダイクロイック膜１１２は、Ｓ偏光の光を反射するものである。このため、可動式反射ミラ−１３０が光路Ｌから外された状態において、ＰＢＳ１１１は、入射するＳ偏光の光を、光反射ダイクロイック膜１１２により反射し、液晶ライトバルブ１１３に対して出射する。液晶ライトバルブ１１３は、入射する偏光光を輝度変調し、Ｓ偏光からＰ偏光へ偏光された光を出射する。これにより、光反射ダイクロイック膜１１２は、Ｐ偏光の光をリレーレンズ９０に対して出射する。
【００２４】
図３は、リレーレンズ９０の構成を示す図である。
リレーレンズ９０は、輝度変調部１００から出射される光を色変調部２５に伝達するものである。なお、図３に示すリレーレンズ９０は、説明を簡潔にするために、ＰＢＳ１１１等を省略して描いてあるが、光学的には図１に示すプロジェクタの構成と等価なものである。
【００２５】
リレーレンズ９０は、開口絞り９１に対してほぼ対称に配置された前段レンズ群９０ａ及び後段レンズ群９０ｂからなる等倍結像レンズである。また、液晶の視野角特性を考慮して両側テレセントリック特性を有することが望ましい。このようなリレーレンズ９０は、前段レンズ群９０ａの像側焦点位置と開口絞り９１と後段レンズ群９０ｂの物体側焦点位置とを一致させ、かつ、前段レンズ群９０ａの物体側焦点位置に液晶ライトバルブ１１３を配置し、後段レンズ群９０ｂの像側焦点位置に液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを配置する。前段レンズ群９０ａ及び後段レンズ群９０ｂは、複数の凸レンズ及び凹レンズを含んで構成されている。ただし、レンズの形状、大きさ、配置間隔及び枚数、テレセントリック性、倍率その他のレンズ特性は、要求される特性によって適宜変更され得るものであり、図３の例に限定されるものではない。
【００２６】
また、上記光反射ダイクロイック膜７３は、Ｓ偏光の光を反射するものである。このため、可動式反射ミラ−１３０が光路Ｌから外された状態において、ＰＢＳ７２は、リレーレンズ９０から入射するＰ偏光の光を、そのまま透過させ、色変調部２５に対して出射する。一方、ＰＢＳ７２は、可動式反射ミラ−１３０が光路Ｌに挿入された状態において、反射ミラー１４０から入射するＳ偏光の光を、光反射ダイクロイック膜７３により反射して色変調部２５に対して出射する。
【００２７】
そして、図１に示すように、本実施形態のプロジェクタにおいては、入射した光の位相を偏光して出射する（例えば本実施形態にてはＳ偏光をＰ偏光に偏光する）可動式１／２波長板２８を移動する移動機構部２０６Ｂ（光学素子移動手段）が連結されている。
この移動機構部２０６Ｂは、図２に示した移動機構２０６Ａと同様の構成であり、モータ３と、外部からの信号（Ｍ．Ｓ）に応じてモータ３を駆動するモータ制御回路２と、可動式１／２波長板２８に接続されかつモータ３によって図中ａ方向に移動されるスライドギア４とを備えている。そして、モータ制御回路２によってモータ３が駆動されることによって、スライドギア４がａ方向に移動され、これによって、スライドギア４に連結された可動式１／２波長板２８が光の光路Ｌから外される。また、モータ制御回路２によってモータ３が逆回転駆動されることによって、可動式１／２波長板２８が再び光の光路Ｌに対して挿入されるように移動される。
【００２８】
色変調部２５は、光分離手段としての２つのダイクロイックミラー３０，３５と、３つのミラー（反射ミラー３６，４５，４６）と、５つのフィールドレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）と、３つの液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒと、クロスダイクロイックプリズム８０と、を含んで構成されている。
【００２９】
ダイクロイックミラー３０，３５は、光（白色光）を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＲＧＢ３原色光に分離（分光）するものである。ダイクロイックミラー３０は、ガラス板等にＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、白色光に対して、当該白色光に含まれるＢ光及びＧ光を反射し、Ｒ光を透過する。ダイクロイックミラー３５は、ガラス板等にＧ光を反射し、Ｂ光を透過する性質のダイクロイック膜を形成したもので、ダイクロイックミラー３０を透過したＧ光及びＢ光のうち、Ｇ光を反射して平行化レンズ５０Ｇに伝達し、青色光を透過してレンズ４１に伝達する。
【００３０】
リレーレンズ４２はレンズ４１近傍の光を平行化レンズ５０Ｂ近傍に伝達するもので、レンズ４１はリレーレンズ４２に光を効率よく入射させる機能を有する。また、レンズ４１に入射したＢ光は、その強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく空間的に離れた液晶ライトバルブ６０Ｂに伝達される。
【００３１】
平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒは対応する液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する各色光を略平行化して、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを透過した光を効率よくリレーレンズ９０に入射させる機能を有している。そして、ダイクロイックミラー３０，３５で分光されたＲＧＢ３原色の光は、上述したミラー（反射ミラー３６，４５，４６）及びレンズ（レンズ４１、リレーレンズ４２、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ）を介して液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射する。
【００３２】
液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、画素電極及びこれを駆動するための薄膜トランジスタ素子や薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にＴＮ型液晶を挟み込むとともに、外面に偏光板を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。
【００３３】
また、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは、電圧非印加状態で白／明（透過）状態、電圧印加状態で黒／暗（非透過）状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。液晶ライトバルブ６０Ｂは、入射されたＢ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ６０Ｇは、入射されたＧ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ６０Ｒは、入射されたＲ光を表示画像データに基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。
【００３４】
クロスダイクロイックプリズム８０は、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、Ｂ光を反射する誘電体多層膜（Ｂ光反射ダイクロイック膜８１）及びＲ光を反射する誘電体多層膜（Ｒ光反射ダイクロイック膜８２）が断面Ｘ字状に形成されている。そして、液晶ライトバルブ６０ＧからのＧ光を透過し、液晶ライトバルブ６０ＲからのＲ光と液晶ライトバルブ６０ＢからのＢ光とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。すなわち、クロスダイクロイックプリズム８０は、合成した光の全波長領域の輝度を表示画像データに基づいて変調し、最終的な光学像を内包した変調光を投写レンズ１１０に射出する。
【００３５】
投写レンズ１１０は、クロスダイクロイックプリズム８０で合成された液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒからの光学像を、スクリーン１２０上に投写してカラー画像を表示する。
【００３６】
なお、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び液晶ライトバルブ１１３はいずれも透過光の強度を変調し、その変調度合いに応じた光学像を内包する点では同じであるが、後者の液晶ライトバルブ１１３は全波長域の光（白色光）を変調するのに対して、前者の液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒは光分離手段であるダイクロイックミラー３０，３５で分光された特定波長領域の光（Ｒ，Ｇ，Ｂなどの色光）を変調する点で両者は異なっている。したがって、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒで行われる光強度変調を色変調、液晶ライトバルブ１１３で行われる光強度変調を輝度変調と便宜的に呼称して区別する。
【００３７】
また、同様の観点から、以下の説明では液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒを色変調ライトバルブ、液晶ライトバルブ１１３を輝度変調ライトバルブと呼称して区別する場合がある。
【００３８】
次に、プロジェクタの全体的な光伝達の流れを説明する。ＨＤＲモードの場合、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８が光路から外れているため、光源１０からの白色光は均一照明系２０を介して輝度変調部１００に入射される。輝度変調部１００に入射した光は全波長域に応じた外部データに基づいて輝度変調され、リレーレンズ９０へ射出される。その後、ＰＢＳ７２を介して色変調部２５に入射された光は、ダイクロイックミラー３０，３５により赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の３原色光に分光されるとともに、平行化レンズ５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒを含むレンズ及びミラーを介して、液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射される。液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒに入射した各々の色光はそれぞれの波長領域に応じた外部データに基づいて色変調され、光学像を内包した変調光として射出される。液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒからの各変調光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム８０に入射し、そこで一つの光に合成される。
【００３９】
その後、クロスダイクロイックプリズム８０を射出した光線は、最終的な光学像を内包した変調光として投写レンズ１１０へ射出される。そして、投写レンズ１１０において、クロスダイクロイックプリズム８０からの最終的な合成光をスクリーン１２０上に投写し所望の画像を表示する。
一方、ＬＤＲモードの場合、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８が光路に挿入されているため、光源１０からの白色光は均一照明系２０を介して可動式反射ミラー１３０に入射する。可動式ミラー１３０及び反射ミラー１４０にて各々反射された光は、ＰＢＳ７２及び可動式１／４波長板２８を介して色変調部２５に入射される。以降、光はＨＤＲ系と同様の経路を伝達される。
また、上述した液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒ及び１１０は、それぞれＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）またはＨＴＰＳ（高温ポリシリコンＴＦＴ）を使用するが、変調素子として、これらの素子以外にもＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス），ＧＬＶ（グレーティング・ライト・バルブ）を含めて種々の組合せを用いることが可能である。
【００４０】
このように、本実施形態のプロジェクタでは、第１光変調素子としての液晶ライトバルブ１１３で形成した変調光を用いて、最終的な表示画像を第２光変調素子としての液晶ライトバルブ６０Ｂ，６０Ｇ，６０Ｒで光学像（画像）を形成する形態を採用しており、直列に配置された２つの光変調素子（輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブ）を介して、２段階の画像形成過程によって光源１０からの光を変調する。なお、画像形成過程については、例えば、「Helge Seetzen, Lorne A. Whitehead “A High Dynamic Range Display Using Low and High Resolution Modulators”, SID Symposium 2003, pp.1450-1453(2003)」に掲載されている。その結果、プロジェクタは、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現することができる。
【００４１】
上述した構成により、ＨＤＲモード時において、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８双方が光路Ｌから外れた位置に、移動機構部２０６Ａ及び２０６Ｂ各々により移動させられるため、均一照明系２０から出射された光はＰＢＳ１１１に入射される。ＰＢＳ１１１は入射される光がＳ偏光のため、光反射ダイクロイック膜１１２により光を反射し、液晶ライトバルブ１１３へ出射する。液晶ライトバルブ１１３は、全波長領域の輝度を、画像データの輝度値に対応して変調（反射率が変化することによる反射光が変調されている）及びＳ偏光からＰ偏光に偏光し、この反射光を出射光として、ＰＢＳ１１１に出射する。ＰＢＳ１１１は、入射される光がＰ偏光であるため、そのまま透過させ、リレーレンズ９０を介して、ＰＢＳ７２に対して出射する。ＰＢＳ７２は、Ｓ偏光の光を反射する光反射ダイクロイック膜７３を有しているため、入射されるＰ偏光の光をそのまま透過させ、ダイクロイックミラー３０へ出射する。
【００４２】
一方、ＬＤＲモード時において、移動機構部２０６Ａ及び２０６Ｂ各々により、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８双方が移動させられて光路Ｌに挿入されるため、均一照明系２０から出射された光は可動式反射ミラー１３０により反射され、ＰＢＳ１１１ではなく、リレーレンズ２６及び２７を介して、反射ミラー１４０へ入射される。反射ミラー１４０は、入射される光を反射し、ＰＢＳ７２へ出射する。ＰＢＳ７２は、Ｓ偏光の光を反射する光反射ダイクロイック膜７３を有しているため、入射されるＳ偏光の光を光反射ダイクロイック膜７３により反射し、光を可動式１／２波長板２８に対して出射する。可動式１／２波長板２８は、入射されるＳ偏光の光を、Ｐ偏光に偏光して、ダイクロイックミラー３０へ出射する。
【００４３】
更に、本実施形態のプロジェクタは、図１に示すように、各構成部（上記移動機構部２０６Ａ，移動機構部２０６Ｂ・輝度変調部１００及び色変調部２５等）を制御する表示制御装置１を有している。図４は、図１における本実施形態による表示制御装置１の構成例を示すブロック図である。
表示制御装置１は、照度測定部２０１，切換ＳＷ（スイッチ）部２０２，モード切替制御部２０３，２変調信号処理部２０４，信号処理用ＬＵＴ記憶部２０５，移動機構部２０６，光源調整部２０７，色変調ＬＶ（ライトバルブ）駆動部２０８及び輝度変調ＬＶ駆動部２０９を有している。
【００４４】
モード切替制御部２０３は、プロジェクタの光学系を２変調光学系モード（以下、ＨＤＲモード）とするか、１変調光学系モード（以下、ＬＤＲモード）とするかの切換制御を行う。すなわち、モード切替制御部２０３は、プロジェクタをＨＤＲモードとした場合、移動機構部２０６を制御し、移動機構２０６Ａ及び２０６Ｂを駆動させ、光路Ｌから外れた位置に可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８を移動させ、一方、モード切替部２０３は、プロジェクタをＬＤＲモードとした場合、移動機構部２０６を制御し、移動機構２０６Ａ及び２０６Ｂを駆動させ、光路Ｌに挿入（介挿）する位置に可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８を移動させる。
なお、光学系の設計によっては、ＨＤＲモードの際に、可動式反射ミラー１３０を光路Ｌから外し、可動式１／４波長板２８を光路Ｌに挿入し、一方、ＬＤＲモードの際に、可動式反射ミラー１３０を光路Ｌに挿入し、可動式１／４波長板２８を光路Ｌから外す構成とする場合もある。
【００４５】
ここで、切換ＳＷ部２０２は、利用者が任意にＨＤＲモードとするか、またはＬＤＲモードとするかの設定を行うことにより、いすれかのモードであるかを示すモード信号をモード切換制御部２０３に対して出力する。これにより、モード切換制御部２０３は、利用者の設定したモードとなるようプロジェクタの各部の制御を行う。
照度測定部２０１は、視環境であるプロジェクタ近傍の照度を測定するものであり、照度が利用者の予め設定した照度閾値を超えるか超えないかの判定を行い、判定結果として上記モード信号を、モード切換制御部２０３に対して出力する。ここで、照度測定部２０１は、視環境の照度が上記照度閾値を超えた場合、ＬＤＲモードとするモード信号を出力し、超えない場合、ＨＤＲモードとするモード信号を出力する。この照度閾値は、利用者が任意に設定するものであが、工場出荷時において、ＨＤＲモードが十分な性能を発揮する照度範囲である１０ルクス近傍に設定されている。
【００４６】
また、モード切換制御部２０３は、光源調整部２０７に対して、光源１０の放射（出射）する光の放射強度を、プロジェクタをＨＤＲモードとした場合、光源１０の放射強度をＬＤＲモードの場合に比較して増加させる制御を行う。
光源調整部２０７は、光源１０の放射強度の調整を行うが、例えば、光源１０の発光源１１が超高圧水銀ランプやキセノンランプ等から構成されている場合、ＬＤＲモードにおいて、７０％程度の放射強度（発光強度）となる駆動電力を供給し、ＨＤＲモードにおいて、１００％程度の放射強度となる駆動電力を供給する。
【００４７】
また、光源調整部２０７は、光源１０の発光源１１が複数の超高圧水銀ランプやキセノンランプ等から構成されている場合、ＬＤＲモードにおいてそれらの半数から７０％程度を点灯させ、ＨＤＲモードにおいてそれらの全てを点灯させ、発光源１１の放射強度のモードに対応した制御を行う。また、光源調整部２０７は、発光源１１がレーザ（特に半導体レーザ）や白色ＬＥＤ等の固体素子で構成されている場合、ＬＤＲモードにおいて、７０％程度の放射強度（発光強度）となる駆動電力を供給し、ＨＤＲモードにおいて、１００％程度の放射強度となる駆動電力を供給する。
【００４８】
２変調信号処理部２０４は、入力される画像データに対し、信号処理用ＬＵＴ部２０５に格納された、ＲＧＢ各色成分に対応した各色変調用ルックアップテーブルを参照して、色成分の階調度に対応した制御値を読み出すことにより、色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ及び６０Ｂ各々を制御する制御信号（色変調ＬＶ制御信号）を生成し、色変調ＬＶ駆動部２０８に対して出力する。また、２変調信号処理部２０４は、信号処理用ＬＵＴ部２０５に格納された輝度変調用ルックアップテーブルを参照して、画像データの輝度値に対応した制御値を読み出すことにより、輝度変調ライトバルブ１１３を制御する制御信号（輝度変調ＬＶ制御信号）を生成し、色変調ＬＶ駆動部２０８に対して出力する。
ここで、信号処理用ＬＵＴ記憶部２０５には、入力される画像データに基づいて、ＨＤＲモード時に利用する輝度変調に用いる制御信号を生成するＨＤＲ輝度変調用ルックアップテーブル，色変調に用いる制御信号を生成するＨＤＲ色変調用ルックアップテーブルと、ＬＤＲモード時に利用する色変調も用いる制御信号を生成するＬＤＲ色変調用ルックアップテーブルとが格納されている。
【００４９】
ここで、本実施形態に後いられるＨＤＲ画像データは、従来のｓＲＧＢ等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することができる画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。本実施の形態では、ＨＤＲ表示データとして、１つの画素についてＲＧＢ３原色ごとに輝度レベルを示す画素値を浮動小数点値として格納した形式を用いる。例えば、１つの画素の画素値として（１．２，５．４，２．３）という値が格納されている。
【００５０】
また、ＨＤＲ画像データは、高い輝度ダイナミックレンジのＨＤＲ画像を撮影し、撮影したＨＤＲ画像に基づいて生成する。
なお、ＨＤＲ画像データの生成方法の詳細については、例えば公知文献「P.E.Debevec, J.Malik, "Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs", Proceedings of ACM SIGGRAPH97 , p.367-378 , 1997」」に掲載されている。
【００５１】
ここで、２変調信号処理部２０４は、ＬＤＲモード時において、輝度変調を行う液晶ライトバルブ１１３が使用されないため、色変調ＬＶ駆動部２０８のみの制御を行う。すなわち、２変調信号処理部２０４は、ＨＤＲモード時において、ＨＤＲ輝度変調用ルックアップテーブル及びＨＤＲ色変調用ルックアップテーブルを、画像データに対応して参照し、ＨＤＲモード用の駆動信号を生成し、ＬＤＲ時において、ＬＤＲ色変調用ルックアップテーブルを、画像データに対応して参照し、ＬＤＲモード用の駆動信号を生成する。
【００５２】
また、色変調ＬＶ駆動部２０８は、ＨＤＲ及びＬＤＲモード時において、上記制御信号により、色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ及び６０Ｂ各々における色変調処理の駆動制御を行う。
輝度変調ＬＶ駆動部２０９は、ＨＤＲモード時において、上記制御信号により、輝度変調ＬＶ（液晶ライトバルブ）１１３における輝度変調（輝度制御）処理の駆動制御を行う。
【００５３】
すなわち、上述したように、ＨＤＲモード時に輝度値が低下してしまう問題を解決するための一つの方法として、本実施形態ににおいては、光源１０の出射する光の出射強度をＨＤＲ時において明るくする方法を用いている。すなわち、ＨＤＲモードにおいて、光が２つの光学変調素子（輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブ）を透過する際、透過率が１／２に制限されるのであれば、例えば、上述したように、光の出射強度を１．３〜２倍の明るさに偏光することにより、ピーク輝度の低下を抑制することができ、実効的な輝度のダイナミックレンジを幅が狭くなることを防止することができる。すなわち、黒表示の場合、光を２つの光学変調素子を透過させることにより非常に暗い黒を表現でき、光源１０の光の出射強度を増加させているためピーク輝度が高い状態のため、非常に広い実効的な輝度のダイナミックレンジを再現できる。
【００５４】
ただし、この場合には光源１０の光の出射強度を増加させて明るくすることにより、消費電力が増加するという問題があり、また、いくら表示性能として黒の暗さ（表示された場合の輝度）を落としたとしても、プロジェクタ近傍の視環境により、その黒表示が生かすことが出来ない場合が出てくる。具体的には、視環境が所定の照度（ほぼ、７ルクス以上）より明るい場合、スクリーン１２０の表示面自体(投写型であればスクリーン面)が、環境光の反射により明るくなることにより、スクリーン１２０の表示面自体の輝度値以下には黒の輝度値を落とせないこととなる。したがって、ＨＤＲモードを使用しても実質的に画質が向上せず、２変調光学系を用いる意味がないことになってしまう。そのため、視環境が所定の照度を超える場合に、ＨＤＲモードを使用せず、１変調光学系のＬＤＲモードとして光源１０の出射輝度を低下させ、消費電力を低下させる処理を行っている。
【００５５】
上述したように、従来の適応調光技術の場合に視環境の照度が低下すると、黒浮きの現象を抑制するため、光源の出射強度も対応させて低下させていたのに対し、本実施形態においては、逆の操作を行うことが最大の特徴である。すなわち、本実施形態のプロジェクタにおいては、視環境の照度が低下した場合、ＨＤＲモードの高コントラスト特性を有効に活用した実効的に広い輝度ダイナミックレンジが有効であるため、２変調光学系の輝度ピークを高くするように、光源１０の出射強度を増加させている。
【００５６】
次に、図５のフローチャートを用いて、本実施形態における光学表示の処理の流れを説明する。図５はＨＤＲモード及びＬＤＲモード各々におけるプロジェクタの動作例を示すフローチャートである。以下の説明においては、照度測定部２０１の出力するモード信号により、モード切替制御部２０３がＨＤＲモード及びＬＤＲモード間のモード切替を行うとして説明する。
照度測定部２０１は、プロジェクタ近傍の視環境の照度の測定を行い、測定結果の照度の値を示す照度データを測定する（ステップＳ１）。
【００５７】
そして、照度測定部２０１は、測定された照度データと、予め設定されている照度閾値とを比較し、照度データが照度閾値（例えば、１０ルクスまたは７ルクス）を超えているか否かの検出を行い、照度データが照度閾値を超えていることを検出した場合、ＬＤＲモードとするモード信号を、モード切替制御部２０３へ出力し、一方、照度データが照度閾値を超えていないことを検出した場合、ＨＤＲモードとするモード信号をモード切替制御部２０３へ出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
次に、モード切替制御部２０３は、照度測定部２０１から入力するモード信号がＨＤＲモードを示す場合、以下に示すステップＳ３からステップＳ５におけるＨＤＲモードの画像表示の処理を行う。
モード切替制御部２０３は、移動機構部２０６Ａ及び２０６Ｂにおいて、可動式反射ミラー１３０，可動式１／２波長板２８の位置を、それぞれの位置を検出する位置センサの出力から、ＨＤＲモード状態の位置にて保持されているか、あるいはＬＤＲモード状態の位置にて保持されているかの検出を行う。ここで、ＬＤＲモード状態においては可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８が光路Ｌに挿入された位置にあり、一方、ＨＤＲモード状態においては可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８が光路Ｌから外された位置にある。
【００５９】
このとき、モード切替制御部２０３は、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８がＨＤＲモード状態の位置にあることを検出した場合、移動機構部２０６の制御を行わず、一方、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８がＬＤＲモード状態の位置にあることを検出した場合、移動機構部２０６Ａ及び２０６Ｂに対して、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８を光路Ｌから外れた位置に移動するよう制御（信号（Ｍ．Ｓ）により制御）する（ステップＳ３）。
【００６０】
次に、モード切替制御部２０３は、光源調整部２０７に対して、ＨＤＲモードにおける出射強度とするよう、制御信号を出力して指示する。
これにより、光源調整部２０７は、光源１０における発光源１１が駆動電力によって制御されている場合、発光源１１に対して最大の駆動電力を供給し、発光源１１に１００％の出射強度による光の放射を行わせる。
また、光源調整部２０７は、光源１０における発光源が複数のランプから構成されている場合、全数のランプを点灯させ、発光源１１に１００％の出射強度による光の放射を行わせる（ステップＳ４）。
【００６１】
次に、モード切替制御部２０３は、２変調信号処理部２０４に対して、光学系のモードがＨＤＲモードであることを示す制御信号を出力を行う。
これにより、２変調信号処理部２０４は、モード切替制御回路２０３からの制御信号により、ＨＤＲモードでの信号処理を行う。すなわち、２変調信号処理部２０４は、入力される画像データの輝度値及びＲＧＢの各色成分のデータから、輝度変調ライトバルブ１１３の輝度変調処理を制御する制御値、及び色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの色変調処理を制御する制御値を生成する際、信号処理用ＬＵＴ記憶部２０５に記憶されているＨＤＲ輝度変調用ルックアップテーブル及びＨＤＲ色変調用ルックアップテーブルを選択し、処理をステップＳ６へ進める（ステップＳ５）。
【００６２】
一方、モード切替制御部２０３は、照度測定部２０１から入力するモード信号がＬＤＲモードを示す場合、以下に示すステップＳ８からステップＳ１０におけるＬＤＲモードの画像表示の処理を行う。
モード切替制御部２０３は、移動機構部２０６Ａ及び２０６において、可動式反射ミラー１３０，可動式１／２波長板２８の位置を、それぞれの位置を検出する位置センサの出力から、ＨＤＲモード状態の位置にて保持されているか、あるいはＬＤＲモード状態の位置にて保持されているかの検出を行う。
【００６３】
このとき、モード切替制御部２０３は、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８がＬＤＲモード状態の位置にあることを検出した場合、移動機構部２０６の制御を行わず、一方、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８がＨＤＲモード状態の位置にあることを検出した場合、移動機構部２０６に対して、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２８を光路Ｌに挿入された位置に移動するよう制御する（ステップＳ８）。
【００６４】
次に、モード切替制御部２０３は、光源調整部２０７に対して、ＬＤＲモードにおける出射強度とするよう、制御信号を出力して指示する。
これにより、光源調整部２０７は、光源１０における発光源１１が駆動電力によって制御されている場合、発光源１１の最大駆動電力に対して５０％〜７０％程度の駆動電力を供給し、発光源１１に対し、ＨＤＲモード時に比較して、低い出射強度による光の放射を行わせる。
また、光源調整部２０７は、光源１０における発光源が複数のランプから構成されている場合、全数の５０％〜７０％の数のランプを点灯させ、発光源１１に対し、ＨＤＲモード時に比較して、低い出射強度による光の放射を行わせる。（ステップＳ９）。
【００６５】
次に、モード切替制御部２０３は、２変調信号処理部２０４に対して、光学系のモードがＬＤＲモードであることを示す制御信号を出力を行う。
これにより、２変調信号処理部２０４は、モード切替制御回路２０３からの制御信号により、ＬＤＲモードでの信号処理を行う。すなわち、２変調信号処理部２０４は、入力される画像データのＲＧＢの各色成分のデータから、色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの色変調処理を制御する制御値を生成する際、信号処理用ＬＵＴ記憶部２０５に記憶されているＬＤＲ色変調用ルックアップテーブルを選択し、処理をステップＳ６へ進める（ステップＳ１０）。
【００６６】
次に、２変調信号処理部２０４は、ＨＤＲモード時の場合、ステップＳ５にて選択されたＨＤＲ輝度変調用ルックアップテーブル及びＨＤＲ色変調用ルックアップテーブルを用い、ＨＤＲ輝度変調用ルックアップテーブルを画像データの輝度値により検索して、この輝度値に対応する輝度変調ライトバルブ１１３の制御値を検出し、ＨＤＲ色変調用ルックアップテーブルを画像データのＲＧＢ各々のデータ毎により検索して、この各々のデータに対応した色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ各々の制御値を検出し、これらを制御信号として、それぞれ輝度変調ＬＶ駆動部２０９及び色変調ＬＶ駆動部２０８へ出力する。
【００６７】
一方、２変調信号処理部２０４は、ＬＤＲモード時の場合、ステップＳ１０にて選択されたＬＤＲ色変調用ルックアップテーブルを用い、このＬＤＲ色変調用ルックアップテーブルを画像データのＲＧＢ各々のデータ毎により検索して、この各々のデータに対応した色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ各々の制御値を検出し、これらを制御信号として、色変調ＬＶ駆動部２０８へ出力する（ステップＳ７）。
【００６８】
次に、ＨＤＲモード時及びＬＤＲモード時の双方において、色変調ＬＶ駆動部２０８は、２変調信号処理部２０４から入力される制御信号（色変調を行う色変調ライトバルブ毎の制御値）により、この制御値に対応して色変調ライトバルブ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ各々の透過率（または反射率）の制御を行うことで、入射される光の色変調制御する。
また、ＨＤＲモード時の場合には、上述した色変調ＬＶ駆動部２０８における色変調の制御に加え、輝度変調ＬＶ制御部２０９が、２変調信号処理部２０４から入力される制御信号（輝度変調を行う制御値）により、この制御値に対応して輝度変調ライトバルブ１１３の反射率（または透過率）の制御を行うことで、入射される光の輝度変調制御する。
【００６９】
上述した構成により、ＨＤＲモード時に、光損失の大きな光学素子である液晶ライトバルブ１１３およびリレーレンズ９０が光路Ｌ上から移動されて外されるため、プロジェクタの表示特性を明るいものとすることができる。したがって、本実施形態のプロジェクタによれば、使用環境に応じて表示特性を変化させることが可能となる。
すなわち、本実施形態においては、ＨＤＲモードとＬＤＲモードとを切り替えることが出来る光学系の構成となっており、ユーザの表示モードの指定、もしくは表示制御装置に設けられた照度測定部２０１にて周囲の明るさ（照度）を検出することにより、ＨＤＲまたはＬＤＲモードのいずれかに切り替える。
【００７０】
特に、本実施形態の表示制御装置がプロジェクションテレビ（リアプロジェクタ）の構成になっている場合、周囲が明るい、すなわち照度の高い視環境で見る場合が存在し、その場合にはＨＤＲモードとして、非常に暗い黒を再現したとしても、スクリーン面が光ってしまい、黒の輝度値が大きくなり、ＨＤＲモードを使用する意味が薄れてしまう。
上述した理由のため、周囲の環境光の照度が高く視環境が明るい場合、ＨＤＲモードの特性が画質に与える影響が少ないため、ＬＤＲモードとして低消費電力化し、一方、周囲の環境光の照度が低く視環境が暗い場合、ＨＤＲモードにおける高コントラストが有効となるため、ＨＤＲモードに変更する。このＨＤＲモード時においては、輝度変調ライトバルブ及び色変調バルブの双方を用いた２変調光学系とし、光源１０の出射強度をＬＤＲモードに比較して高輝度とし、高コントラストと高ピーク輝度を実現する。このれにより、２つのモードを必要に応じて切り替えることにより、本実施形態による光学表示装置は高画質と低消費電力を両立できる。
【００７１】
また、図２において、可動式反射ミラー１３０を移動させる移動制御機構２０６Ａ、及び可動式１／２波長板２０６Ｂを移動させる移動制御機構２０７Ｂとをスライド機構とした構成例を示したが、ドアスイング機構や電気的に駆動される固体素子を用いたシャッタ機構等の一般的な機構を用いることが可能である。
ここで、可動式反射ミラー１３０及び可動式１／２波長板２０６Ｂは、各ライトバルブや光の光路ほど、精密に配置される必要がないため、移動機構部により移動させて外した後、元の挿入された位置に戻す場合にも簡易な機構でよい。
また、図１の構成においては、可動式反射ミラー１３０を光路Ｌに挿入することにより、輝度変調部１００を経由する光路ではなく、リレーレンズ２６及び２７を通る異なる光路を照明光が伝達される例を示したが、輝度変調部１００自体を可動として、ＬＤＲモード時に、輝度変調部１００自体を移動させることで光路から外す構成としても良い。
さらに、図１の構成においては、前段（第１光学変調素子）にて輝度変調を行い、後段（第２光学変調素子）にて色変調を行う構成としたが、前段（第１光学変調素子）にて色変調を行い、後段（第２光学変調素子）にて輝度変調を行う構成としてもよい。この前段にて色変調を行う構成の場合、後段に配置される輝度変調部１００自体を、上述したように照明光路から外すように制御しても良い。
また、上述した実施形態は、光学表示装置としてプロジェクタを例として説明したが、当然に、投写手段が設けられていない直視の画像表示装置にも適用することができる。
【００７２】
なお、図４におけるモード切替制御部２０３，２変調信号処理部２０４，信号処理用ＬＵＴ記憶部２０５，移動機構部２０６，光源調整部２０７，色変調ＬＶ（ライトバルブ）駆動部２０８及び輝度変調ＬＶ駆動部２０９の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより画像の表示制御の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００７３】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の光学表示装置を用いたプロジェクタの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の移動機構部２０６Ａ及び２０６の構成例を説明する概念図である。
【図３】リレーレンズ９０の構成例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態による光学制御装置１の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４の表示制御装置１の動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１…表示制御装置、  ２…モータ制御回路、  ３…モータ、  ４…スライドギヤ、  １０…光源、  ２０…均一照明系、  ２５…色変調部、  ２６，２７，９０…リレーレンズ、  ２８…可動式１／２波長板  ６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ，  ７２…ＰＢＳ、  １１３…液晶ライトバルブ、  １００…輝度変調部、  １１０…投写レンズ、  １２０…スクリーン、  １３０…可動式反射ミラー、  １４０…反射ミラー、  ２０１…照度測定部、  ２０２…切換ＳＷ部、  ２０３…モード切替制御部、  ２０４…２変調信号処理部、  ２０５…信号処理用ＬＵＴ記憶部、  ２０６…移動機構部、  ２０７…光源調整部、  ２０８…色変調ＬＶ駆動部、  ２０９…輝度変調ＬＶ駆動部
【図１】
2007206343.tif 000003
【図２】
2007206343.tif 000004
【図３】
2007206343.tif 000005
【図４】
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【図５】
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