【手続補正書】
【提出日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】画像表示装置、画像表示装置の制御方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用それぞれ別々に設けられた複数の光源からの光でＲ用、Ｇ用、Ｂ用それぞれの画像表示素子を照明し、前記各画像表示素子で前記光源からの光を変調して画像を表示する画像表示装置であって、
前記光源が半導体レーザであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記光源からの光はアナモフィックな光学系を介して前記画像表示素子を照明することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する光束であって、前記アナモフィックな光学系が前記光源からの光束を等方的な強度分布に変換するように構成されていることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】前記アナモフィックな光学系が楔形のプリズムを有することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の画像表示装置。
【請求項５】前記アナモフィックな光学系がシリンダーレンズを含むことを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】前記光源からの光は、該光源からの拡散光束を略平行光束に変換するコリメータレンズを介して前記画像表示素子を照明する楕円形状の強度分布を有する光束であって、前記コリメータレンズが前記光源からの光を円形に切り出す手段を有することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する拡散光束であり、前記光源からの光を略平行光に変換するコリメータレンズと、該コリメータレンズからの楕円形状の強度分布を有する光を円形状の強度分布に変換するアナモフィックな光学系とを有することを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項８】前記複数の光源のうち、少なくとも２つが略同じ発振波長を有する半導体レーザであって、前記少なくとも２つの半導体レーザからの光を合成して画像表示素子を照明することを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項９】前記少なくとも２つの半導体レーザからの拡散光束が、前記複数の拡散光束の少なくとも一部が互いに重なった状態で、前記変換手段に入射することを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１０】請求項１乃至９いずれか１項記載の画像表示装置において、
前記画像表示装置により表示する画像の色のバランスを判断し、この判断結果に基づいて前記Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の光源の光量を個別に制御することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
【請求項１１】前記画像表示装置により表示する画像の色のバランスが特定の支配的な色成分に偏っている場合、前記支配的な色成分以外の色成分の光源の光量を下げることを特徴とする請求項１０記載の画像表示装置の制御方法。
【請求項１２】請求項１乃至９いずれか１項記載の画像表示装置と、前記画像表示装置に画像情報を供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像処理装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、画像表示装置、画像表示装置の制御方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、色再現性能が良好で、有効利用できる光量を減少させることがなく、構成の簡略化またはコストの低減化を図ることが可能な画像表示装置、画像表示装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するために、つぎのように構成した画像表示装置、画像表示装置の制御方法、画像処理システムを提供するものである。
（１）Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用それぞれ別々に設けられた複数の光源からの光でＲ用、Ｇ用、Ｂ用それぞれの画像表示素子を照明し、前記各画像表示素子で前記光源からの光を変調して画像を表示する画像表示装置であって、
前記光源が半導体レーザであることを特徴とする画像表示装置。
（２）前記光源からの光はアナモフィックな光学系を介して前記画像表示素子を照明することを特徴とする上記（１）記載の画像表示装置。
（３）前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する光束であって、前記アナモフィックな光学系が前記光源からの光束を等方的な強度分布に変換するように構成されていることを特徴とする上記（２）記載の画像表示装置。  
（４）前記アナモフィックな光学系が楔形のプリズムを有することを特徴とする上記（２）又は（３）記載の画像表示装置。
（５）前記アナモフィックな光学系がシリンダーレンズを含むことを特徴とする上記（２）乃至（４）いずれかに記載の画像表示装置。
（６）前記光源からの光は、該光源からの拡散光束を略平行光束に変換するコリメータレンズを介して前記画像表示素子を照明することを特徴とする上記（１）乃至（５）いずれかに記載の画像表示装置。
（７）前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する光束であって、前記コリメータレンズが前記光源からの光を円形に切り出す手段を有することを特徴とする上記（６）記載の画像表示装置。
（８）前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する拡散光束であり、前記光源からの光を略平行光に変換し、円形に切り出すコリメータレンズを有することを特徴とする上記（１）記載の画像表示装置。
（９）前記光源からの光が楕円形状の強度分布を有する拡散光束であり、前記光源からの光を略平行光に変換するコリメータレンズと、該コリメータレンズからの楕円形状の強度分布を有する光を円形状の強度分布に変換するアナモフィックな光学系とを有することを特徴とする上記（１）記載の画像表示装置。
（１０）前記複数の光源のうち、少なくとも２つが略同じ発振波長を有する半導体レーザであって、前記少なくとも２つの半導体レーザからの光を合成して画像表示素子を照明することを特徴とする上記（１）乃至（９）いずれかに記載の画像表示装置。
（１１）前記少なくとも２つの半導体レーザからの光を互いに略平行な光束に変換する変換手段を有することを特徴とする上記（１０）記載の画像表示装置。
（１２）前記変換手段がプリズムを有することを特徴とする上記（１１）記載の画像表示装置。
（１３）前記少なくとも２つの半導体レーザからの拡散光束が、前記複数の拡散光束の少なくとも一部が互いに重なった状態で、前記変換手段に入射することを特徴とする上記（１１）又は（１２）記載の画像表示装置。
（１４）前記Ｒ用の光源、Ｇ用の光源、Ｂ用の光源がそれぞれ発する光の波長帯域は、お互いに重ならないことを特徴とする上記（１）乃至（１３）いずれかに記載の画像表示装置。
（１５）前記画像表示素子が、液晶パネルであることを特徴とする上記（１）乃至（１４）いずれかに記載の画像表示装置。
（１６）前記複数の画像表示素子からの画像光を合成する手段を有することを特徴とする上記（１）乃至（１５）いずれかに記載の画像表示装置。
（１７）前記複数の画像表示素子からの画像光を被投射面に投射する投射手段を有することを特徴とする上記（１）乃至（１６）いずれかに記載の画像表示装置。
（１８）上記（１）乃至（１７）いずれかに記載の画像表示装置において、
前記画像表示装置により表示する画像の色のバランスを判断し、この判断結果に基づいて前記Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の光源の光量を個別に制御することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
（１９）前記画像表示装置により表示する画像の色のバランスが特定の支配的な色成分に偏っている場合、前記支配的な色成分以外の色成分の光源の光量を下げることを特徴とする上記（１８）記載の画像表示装置の制御方法。
（２０）前記画像表示装置により表示する画像の色のバランスが特定の支配的な色成分に偏っている場合、前記画像表示素子による色再現性の制御よりも、前記光源の光量を制御する調整によることを特徴とする上記（１８）又は上記（１９）記載の画像表示装置の制御方法。
（２１）前記各色の光源の光量を制御することにより、色再現性の強調あるいは改善を行っていることを特徴とする上記（１８）乃至（２０）いずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
（２２）上記（１）乃至（１７）いずれかに記載の画像表示装置において、
前記画像表示装置が表示する表示画像の明るさを判断し、この判断結果に基づいて前記Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の各色の光源の光量を略同等に制御することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
（２３）前記表示画像の明るさの判断結果に基づいて、前記各色の光源の光量を調整する場合、前記画像表示素子による調整よりも、前記光源の光量を制御する調整によることを特徴とする上記（２２）記載の画像表示装置の制御方法。
（２４）前記表示画像の明るさが明るい場合と暗い場合における明るさに応じて、前記各色の光源の光量を略等量に制御することを特徴とする上記（２２）又は上記（２３）記載の画像表示装置の制御方法。
（２５）前記表示画像の明るさの判断結果に基づいて、前記各色の光源の光量を略同等に制御することにより、前記表示画像が明るい場合と暗い場合のダイナミックレンジを強調、改善することを特徴とする上記（２１）乃至（２４）いずれかに記載の画像表示装置の制御方法。
（２６））上記（１）乃至（１７）いずれかに記載の画像表示装置と、前記画像表示装置に画像情報を供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像処理装置。
（２７）上記（１）乃至（１７）いずれかに記載の画像表示装置と、前記画像表示装置に画像情報を供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像処理システム。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【実施例】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
図１（ａ）に、本発明における実施例１の画像投影装置の構成を示す。
半導体レーザからの拡散光束をコリメータレンズによって略平行光束に変換し、液晶パネル（画像表示素子）に照射する。本実施例では、この構成をＲＧＢ３色分用意し、それぞれの液晶パネルを経た光束を通常のダイクロプリズムにより合成して、投射レンズによりスクリーン（被投射面）に投射すように構成した。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
これに対して、本実施例では、ＲＧＢ３色が別々なＲ用、Ｇ用、Ｂ用のそれぞれの光源であるためそれぞれ個別に強度変調することができる。また、光源が半導体レーザであるため駆動電流を変調するだけで、非常に高速な強度変調も可能である。画面全体の色の傾向が特定の方向に寄るような場合や、ある色と光のこない黒の部分が時間的に入れ替わるような画像表示をする場合、色に合わせてＲＧＢ３色のレーザのそれぞれ個別に強度を変化させることにより、画面上に表現される色のバランスを強調したりすることが可能である。
また、映像の時間軸方向の変化に於いて画面全体が明るい傾向の時刻と、暗い傾向の時刻が順次存在する場合、ＲＧＢの３色の光源を同時に暗くしたり明るくしたりするような強度変調をかけることで、明るいシーンと暗いシーンの時間的な変化のダイナミックレンジを拡大することが可能である。これもレーザの駆動電流を画像に合わせて変調することで、高速に簡単に実行可能である。
また、レーザ出力のモニタは、通常レーザパッケージ内に設置されているリヤモニタＰＤの出力を利用すれば、特に新たな構成を設ける必要はない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図３において、半導体レーザからの拡散光束をコリメータレンズにより平行光束化し、図３に示されるように、その一部である端部が互いに重なり合った状態で、これを楔型プリズムに斜めに屈折入射させる。これを複数個並列に並べて配置して波面結合のような形で大きな面積の光束を造る。必要に応じてこの合成された光束幅、光束径をシリンダーレンズや、凸レンズ、凹レンズ或いはプリズムなどを用いて再度縮小することでエネルギー密度を上げた光束を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
一方、本発明の場合においては、次のような制御を行なう。上記の例に於いて液晶のみの透過率制御の場合、赤色の光量を下げたい赤色レーザの発光光量はそのままで、赤色用の液晶パネルの透過率を十分に下げる。ところが液晶パネルのコントラスト比はそれほど高くないため、赤色成分が十分に遮光されきらないで画像光量の中に混入してくる。その結果、色再現される緑色の色純度が低下するので好ましくない。そこで、本実施例では、このような場合、上記支配的な緑色の色成分以外の赤色用の液晶パネルの透過率をそれ程下げずに、赤色半導体レーザの光出力を下げ、結果として赤色光量が同等になるように制御する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、逆に一面に夕日の空のように赤色が支配的であるような映像などは緑色用液晶パネルの透過率を全体として低く下げるのではなく、液晶と緑色半導体レーザの光出力を下げることを併用して制御することで色再現性を向上させることができる。
これらは、表示する画像の色信号を表示する直前に評価して特定の色の面積が支配的な場合かどうか等、ＲＧＢ３色のそれぞれの輝度信号と表示画素数などから判断し、この判断結果に基づいて半導体レーザの点灯電流に制御信号を送ることで実現する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、色再現性能が良好で、有効利用できる光量を減少させることがなく、構成の簡略化またはコストの低減化を図ることが可能な画像表示装置、画像表示装置の制御方法を実現することができる。