(57)【要約】【課題】  色再現範囲の調整自由度を高め、且つ、表示する映像に適した色再現範囲を選択することが可能な表示装置を提供することにある。【解決手段】  光源からの光束を３原色以上の複数の光波長成分に分離する第１の分光部と、複数色の光束の各々を光波長成分に基づいて遮光する第２の分光部と複数色の光束の各々の透過量又は反射量を調整する開閉部とで形成される複数個の分光開閉部とを有し、色再現範囲の拡大が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光束を出射する光源と、
前記白色光束を複数色の光束に分光する第１の分光部と、
前記複数色の光束の色毎に配置され、且つ前記複数色の光束の色毎の光波長成分に分光する第２の分光部と前記複数色の光束の色毎の透過量又は反射量を調整する開閉部とで形成される分光開閉部と、
前記分光開閉部毎の光束から映像信号に応じた光学像を形成する表示素子と、
前記表示素子からの光束を投射する投射部とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示装置であって、
前記表示装置は、少なくとも、前記光波長成分を調整する制御部を有することを特徴とする表示装置。
【請求項３】
白色光束を出射する光源と、
前記白色光束を複数色の光束に分光する第１の分光部と、
前記複数色の光束の色毎に配置され、且つ前記複数色の光束の色毎の光波長成分に分光する第２の分光部と前記複数色の光束の色毎の透過量又は反射量を調整する開閉部とで形成される分光開閉部と、
前記白色光束の量と、前記光波長成分と、前記透過量又は反射量とを調整する制御部と、
前記分光開閉部毎の光束から映像信号に応じた光学像を形成する表示素子と、
前記表示素子からの光束を投射する投射部とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１から３記載の表示装置であって、
前記表示素子は、前記複数色の光束の色毎に配置されることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１から４記載の表示装置であって、
前記第２の分光部と前記開閉部との少なくとも何れか一方は、開閉体で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１から４記載の表示装置であって、
前記第２の分光部と前記開閉部との少なくとも何れか一方は、複数の領域を有する開閉体で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１から４記載の表示装置であって、
前記第２の分光部と前記開閉部との少なくとも何れか一方は、開閉領域が異なる複数の領域を有する開閉体で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１から４記載の表示装置であって、
前記第２の分光部と前記開閉部との少なくとも何れか一方は、複数個の電気回折素子で形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１から８記載の表示装置であって、
前記光源は、高圧水銀ランプであることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１から８記載の表示装置であって、
前記光源は、キセノンランプであることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１から８記載の表示装置であって、
前記光源は、プラズマ発光ランプであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光束を、透過型もしくは反射型の液晶パネルまたは微小な反射ミラー等の表示素子に照射して映像形成を行う表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、各偏光フィルタを回転させることにより、各入射側偏光板に入射される光量を制御し、これによりホワイトバランス調整を行うことが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６７７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
照明系の絞り機能に加え、色配分の調整を、自由で簡便、且つ低コストで実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一面は、白色光束を出射する光源と、前記白色光束を複数色の光束に分光する第１の分光部と、前記複数色の光束の色毎に配置され、且つ前記複数色の光束の色毎の光波長成分に分光し、且つ前記複数色の光束の色毎の透過量又は反射量を調整する分光開閉部と、前記分光開閉部毎の光束から映像信号に応じた光学像を形成する表示素子と、前記表示素子からの光束を投射する投射部とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、輝度の明暗を制御する絞り機能と共に、光波長成分の取捨選択をすることが可能となるため、色再現範囲が拡大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、実施例を添付の図面を用いて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１は、実施例１による表示装置を示すブロック図である。図２，３，４は、実施例１による表示装置の分光部と開閉部とを示す図である。図８は、一般的な超高圧水銀ランプの波長特性（図中実線）を昼日太陽光相当の波長特性（同点線）と対比して示す波形図である。
【０００９】
ここで、本実施例で示す光源として、例えば、図８に示す波長分布と光強度で発光する超高圧水銀ランプの場合について示す。もちろん、キセノンランプやプラズマ発光ランプ等の図８に示す昼日太陽光の波長分布に近い発光特性を有する光源であっても、各ランプの発光特徴に応じたものであれば、何れであってもよい。また、本実施例では、説明を簡単にするために、光の３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）毎に分離する場合を示すが、光の３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各々の波長帯域を狭め、黄色、柴色、青緑色等の波長帯域に細分した場合であっても適用可能である。また、本実施例では、透過型の表示素子で示すが、反射型の表示素子であっても適用可能である。
【００１０】
図１で、１は映像信号、２は外部指示信号、３は制御部、４は光源駆動部、５は光源、６は第１の分光部、７はフィルタ駆動部、８，９，１０は第２の分光部、１１は開閉駆動部、１２，１３，１４は開閉部、２８，２９，３０は、第２の分光部と開閉部とで形成される分光開閉部、１５は表示素子駆動部、１６，１７，１８は表示素子、図２，３，４で１９はシャッタである。尚、図中の矢印図形により光束の流れる方向を示している。
【００１１】
外部指示信号２は、入力映像信号の輝度特徴・色特徴や、周囲環境の明暗特徴、視聴者の好み等から生成した表示映像の所望の輝度・色度点を示す指示信号である。制御部３では、外部指示信号２による表示する映像の所望の輝度・色度点を得る様に下述の各駆動部の制御量３ａ，３ｂ，３ｃを生成する。
【００１２】
光源駆動部４と光源５により、制御量３ａにより定める発光量となるよう、発光駆動して白色光束を得る。第１の分光部６は、光源５からの白色光束を３原色の光波長成分であるＲ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束に分離する。さらに、第２の分光部８，９，１０が図２で示す分光部で形成される場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束が透過するよう動作する。さらに、例えば、図３で示すウェッジコート（Wedge Coat）による分光部として、図中模様で区別するＡ領域、Ｂ領域、Ｃ領域に分け、各々の領域のフィルタ特性を異ならして形成する場合、各Ａ／Ｂ／Ｃ領域を透過して得られる波長成分が異なるように動作する。また、図４，５で形成する第２の分光部及び開閉部で形成する場合も、同様に動作する。ここで、例えば、図９に示す様に、Ａ領域は、タイプ２で示す波長領域を透過するフィルタ特性を有し、Ｂ領域とＣ領域とは、Ａ領域とは異なるタイプ３で示すフィルタ特性で形成する。もちろん、波長選択領域はこの限りではない。
【００１３】
さらに、第２の分光部８，９，１０として、例えば、図９で示すフィルタ特性を実現する複数の電気回折素子を有し、電気的駆動によりフィルタ特性を変え、分光成分を変えるようにした電子フィルタで形成する場合、フィルタ駆動部７により、制御量３ｂにより定める所望の波長成分となるよう駆動する。
【００１４】
開閉部１２，１３，１４は、例えば、図２，３に示す開閉部として上下左右方向に開閉する構成、図４の上下方向に開閉する構成、図示しない左右方向に開閉する構成、或いは、図５の複数の領域毎に開閉体を有する構成により選択波長成分と透過或いは反射量を電気的に制御する。例えば、図１０で示す様に、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束に光束量の大小を制御するものである。また、開閉部１２，１３，１４は、領域を異ならして配置した複数の電気回折素子で形成し、図２〜図５の構成による選択波長成分と透過或いは反射量を電気的に制御する。この場合、各々の電気回折素子は、予め電圧の印可量と選択波長成分と透過或いは反射量とが所望の関係となるように形成するものであり、前記関係を複数種類用意して形成する。開閉部１２，１３，１４の各々は、制御量３ｃによる開閉量に従い、開閉駆動部１１により開閉量、開閉位置を各々制御する。
【００１５】
第１の分光部で分光されたＲ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束は、上記した、第２の分光部８，９，１０と開閉部１２，１３，１４により、所望の光波長成分の抽出と光量となるよう動作する。本処理により得られたＲ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束１２ｂ，１３ｂ，１４ｂは、表示素子駆動部１５と表示素子１６，１７，１８により光の透過量を映像信号により駆動し、表示素子を通過した光により映像を形成する。ここで、透過量制御情報は、入力映像信号の輝度情報、表示装置の周囲の明るさ情報、外部選択指示情報等により決定する。
【００１６】
実施例１によれば、輝度の明暗を自在に制御する絞り機能を実現すると共に、光の３原色毎の輝度の明暗の制御、並びに、光波長成分の取捨選択機能を簡便且つ低コストで実現できる。これにより、様々な輝度情報、色情報等を有する入力映像信号や、周囲環境等の視聴者の好みを考慮して投射する映像の輝度レベル、色度点での表示、即ち色再現範囲の拡大が可能となる。さらに、可視光領域の３原色成分に限らず、黄色、青緑色、柴色等に細分するよう分光部と開閉部とを形成することで、色成分毎に細かな輝度と光波長成分を制御可能とする。また、ガンマ調整により映像信号の振幅量を犠牲にした輝度・色度点を最適化方式に対し、映像信号の振幅量を犠牲にすることなく、映像信号をダイナミックに表現でき、メリハリの効いた高画質・高品質な映像を得ることが可能となる。
【００１７】
また、光源５に超高圧水銀ランプを使用する場合、赤波長領域の光強度が不足する等、波長毎の光強度が均一でなく、且つ、ランプ個別の発光特性の輝度バラツキや、波長分布バラツキが発生する場合であっても、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束に調整することでバラツキ量を精度良く補正可能となる。また、昼日太陽光相当の均等な波長特性を持つキセノンランプやプラズマランプの場合、Ｒ、Ｇ、Ｂ成分毎の光束の調整自由度を大きくすることが可能となる。
【００１８】
さらに、第２の分光部と開閉部の少なくとも何れか一方を電子フィルタで形成する場合は、機械動作によらないため、動作音も無く、且つ波長特性切り替え時間の短縮により、映像信号の特徴変化への追従性が向上し、追従遅延による違和感発生を抑制可能となる。さらに、表示装置の光学部品の数を低減できるため、表示装置の簡略化・小型化が可能となる。
【００１９】
加えて、第２の分光部は、分光特性が異なる複数のフィルタを交換するように形成してもよい。実施例１では、第２の分光部と開閉部の形状の一例を示したが、これに限らず、別形状であっても領域で異なるフィルタ特性と領域を開閉するように形成すれば、同様の効果を得られる。また、第２の分光部と開閉部の順序を固定して示したが、順序は不問である。さらに、第２の分光部の配置として、平面上に配置した場合を示したが、光路の進行方向に分光特性の異なるフィルタを重ねるように配置し、光路上に重ねるフィルタの種類を選択するように配置することで、同様な効果を得られることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２０】
図６は、実施例２による表示装置を示すブロック図である。また、図１１は、光学部品の構成と配置の一例を示す表示装置を示す図である。図６で２１は投射レンズ、２２はスクリーンである。図中、同一符号は同一機能につき説明を省略する。
【００２１】
第１の分光部は、例えば、図１１に示す所望の波長成分を反射或いは透過するように形成したダイクロイックフィルタや反射鏡や、ＲＧＢ光束の各光路長の差を補正するリレーレンズで形成する。表示素子１６，１７，１８で映像信号により変調して得られる透過光束をクロスプリズムで合成し、投射レンズ２１により投射してスクリーン２２に映像を形成する。
【００２２】
実施例２の表示装置によれば、スクリーン上に表示した場合であっても、実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。また、光学部品の配置例で示した通り、第１の分光部後の各光路上に第２の分光部と開閉部を配置することが可能となり、配置の煩雑さを低減する。
【実施例３】
【００２３】
図７は、実施例３による表示装置を示すブロック図である。図７において、２３は輝度・色情報解析部である。図中、同一符号は同一機能につき説明を省略する。
【００２４】
輝度・色情報解析部２３により、図示しない照度検出部による表示装置の周囲明るさ情報等を得て、且つ輝度強調量や、色配分の好み等、視者の嗜好する映像再生情報と、映像信号１の輝度情報と色情報の統計的に解析し、最適な輝度、色再現点を定める。本結果を指示信号として制御部３を制御する。
【００２５】
実施例３によれば、様々な輝度情報、色情報等を有する入力映像信号や、周囲環境等の視聴者の好みを考慮して投射する映像の輝度レベル、色度点での表示、即ち色再現範囲の拡大が可能となる。
【００２６】
また、以上の実施例では、３枚の表示素子を使用した場合について説明したが、１枚の表示素子を用いた表示装置に適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１の表示装置を示す図。
【図２】実施例１に用いる分光部と開閉部とを示す図。
【図３】実施例１に用いる分光部と開閉部とを示す図。
【図４】実施例１に用いる分光部と開閉部とを示す図。
【図５】実施例１に用いる分光部と開閉部とを示す図。
【図６】実施例２の表示装置を示す図。
【図７】実施例３の表示装置を示す図。
【図８】実施例を補足する波形図。
【図９】実施例１に用いる分光部と開閉部とを示す図。
【図１０】実施例１に用いる分光部と開閉部の補足図。
【図１１】実施例３の表示装置を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１…映像信号、２…外部指示信号、３…制御部、４…光源駆動部、５…光源、６…第１の分光部、７…フィルタ駆動部、８，９，１０…第２の分光部、１１…開閉駆動部、１２，１３，１４…開閉部、１５…表示素子駆動部、１６，１７，１８…表示素子、１９，２０…シャッタ、２１…投射レンズ、２２…スクリーン、２３…輝度・色情報解析部、２８，２９，３０…分光開閉部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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