JP2008197422A - 画像表示装置、及び画像表示装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色光ごとの複数の光源装置を用いる構成において、常時適切な色バランスの画像を表示することが可能な画像表示装置等を提供すること。
【解決手段】互いに異なる色光を供給する複数の光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂと、光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの色光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂと、光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ及び空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの少なくとも一方を制御することにより、空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂから射出される表示光を調整する制御部３０と、を有し、制御部３０は、光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂへの電力供給が開始されてから各色光の光量が色光ごとに設定された基準値となるまでの間に、画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いて表示光を調整する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像表示装置、及び画像表示装置の制御方法、特に、レーザ光を用いて画像を表示する画像表示装置の技術に関する。

近年、画像表示装置であるプロジェクタの光源装置において、レーザ光を供給するレーザ光源を用いる技術が提案されている。プロジェクタの光源装置として従来用いられている超高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）と比較すると、レーザ光源を用いる光源装置は、高い色再現性、瞬時点灯が可能、長寿命である等の利点がある。例えば、特許文献１には、赤色（Ｒ）用、緑色（Ｇ）用、青色（Ｂ）用の各レーザ光源を用いる技術が提案されている。

国際公開第０４／１０９３９０号パンフレット

レーザ光源を用いる光源装置としては、レーザ光源からの基本波レーザを直接供給するものと、基本波レーザの波長を変換して供給するものが知られている。基本波レーザの波長を変換する波長変換素子として、例えば第二高調波発生（Second−Harmonic Generation；ＳＨＧ）素子が知られている。明るい画像を表示するために、プロジェクタには、できるだけ高出力であるレーザ光源を用いることが望ましい。現在、Ｒ光についてはレーザ光源の直接発光によって高出力を得ることが可能であるのに対して、Ｇ光及びＢ光については、高出力を得るためにＳＨＧ素子が用いられている。ＳＨＧ素子を用いることで、容易に入手可能な汎用のレーザ光源を用いて、所望の波長のレーザ光を供給することが可能となる。また、十分な光量のレーザ光を供給可能な構成とすることもできる。

ＳＨＧ素子は、温度変化によって屈折率分布が変化する場合、位相整合条件が崩れ、波長を変換する効率が低下することが知られている。高い効率で安定した光量のレーザ光を供給するためには、ＳＨＧ素子の温度制御が必要である。直接発光を行うＲ光についてはＳＨＧ素子の温度調節のための時間は不要であるのに対して、ＳＨＧ素子を用いるＧ光、Ｂ光は、起動後温度調節に必要な時間が経過しなければ射出させることができない。所望の波長のレーザ光を射出させるのに必要な時間に差があると、プロジェクタの起動から一定時間が経過するまでにおいて、適切な色バランスの画像を得ることが困難となる。一定期間内であっても不適切な色バランスの画像が表示されることは、観察者に不快感を与える等の不具合を引き起こす場合があるため問題である。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、色光ごとの複数の光源装置を用いる構成において、常時適切な色バランスの画像を表示することが可能な画像表示装置、及びその画像表示装置の制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、互いに異なる色光を供給する複数の光源装置と、光源装置からの色光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、光源装置及び空間光変調装置の少なくとも一方を制御することにより、空間光変調装置から射出される表示光を調整する制御部と、を有し、制御部は、光源装置への電力供給が開始されてから各色光の光量が色光ごとに設定された基準値となるまでの間に、画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いて表示光を調整することを特徴とする。

各色光の光量が基準値となるまでの間は、画像信号に応じた変調をしたとしても不適切な色バランスで表示されることとなる。光量が基準値となるまでの間、起動時調整信号を用いて表示光を調整することで、不適切な色バランスの画像を表示させなくすることが可能になる。これにより、色光ごとの複数の光源装置を用いる構成において、常時適切な色バランスの画像を表示することが可能な画像表示装置を得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、制御部は、空間光変調装置の制御により表示光を調整することが望ましい。これにより、起動時調整信号を用いた表示光の調整を行うことができる。

また、本発明の好ましい態様としては、制御部は、光源装置の制御により表示光を調整することが望ましい。これにより、起動時調整信号を用いた表示光の調整を行うことができる。

また、本発明の好ましい態様としては、複数の光源装置は、第１色光を供給する第１光源装置と、第１色光とは異なる第２色光を供給する第２光源装置と、を備え、第１光源装置からの第１色光の光量が基準値となった後に、第２光源装置からの第２色光の光量が基準値となる場合において、制御部は、第２光源装置からの第２色光の光量が基準値となるまでの間に、全画面を同一階調とする調整を行うことが望ましい。これにより、不適切な色バランスの画像を表示させなくすることができる。

また、本発明の好ましい態様としては、制御部は、光源装置への電力供給が開始された後であって、第２光源装置からの第２色光の光量が基準値となる前に、画像信号に応じた画像の表示を開始させることが望ましい。画像信号に応じた画像の表示は、目視により確認される画像の色バランスに違和感が無い程度の光量の第２色光を射出可能なタイミングで開始させることができる。これにより、光源装置への電力供給から早い時期に、違和感の無い色バランスの画像を表示できる。

また、本発明の好ましい態様としては、複数の光源装置は、第１色光を供給する第１光源装置と、第１色光とは異なる第２色光を供給する第２光源装置と、を備え、第１光源装置からの第１色光の光量が基準値となった後に、第２光源装置からの第２色光の光量が基準値となる場合において、制御部は、第２光源装置からの第２色光の光量が基準値となるまでの間に、第２光源装置からの第２色光の光量に応じて第１光源装置からの第１色光の光量を調整することが望ましい。これにより、第２光源装置からの第２色光の光量が第２基準値となるまでの間において、適切な色バランスの画像を表示することができる。また、光源装置への電力供給が開始された直後から、適切な色バランスの画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、第１光源装置は、光を発生させる発光部を備え、発光部からの光を波長を変換させずに射出させ、第２光源装置は、光を発生させる発光部と、発光部からの光の波長を変換させる波長変換素子と、を備え、波長変換素子で波長が変換された光を射出させることが望ましい。第１光源装置と第２光源装置とでは、光量が基準値となるまでに必要な時間に差が生じる。波長変換素子の温度調節に必要な時間が経過するまでにおいて、起動時調整信号を用いた表示光の調整を行う。これにより、第１光源装置及び第２光源装置を用いて常時適切な色バランスの画像を表示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、光源装置からの色光の光量を計測する計測部を有し、制御部は、計測部による計測結果に応じて、起動時調整信号による表示光の調整を行うことが望ましい。これにより、起動時調整信号を用いた調整から、通常の画像信号に応じた駆動への切り換えを正確なタイミングで行うことができる。

さらに、本発明に係る画像表示装置の制御方法は、互いに異なる色光を供給する複数の光源装置と、光源装置からの色光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有する画像表示装置の制御方法であって、互いに異なる色光を供給する光供給工程と、色光を画像信号に応じて変調する変調工程と、光源装置及び空間光変調装置の少なくとも一方を制御することにより、空間光変調装置から射出される表示光を調整する制御工程と、を含み、制御工程において、光源装置への電力供給が開始されてから各色光の光量が色光ごとに設定された基準値となるまでの間に、画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いて表示光を調整することを特徴とする。これにより、色光ごとの複数の光源装置を用いる構成において、常時適切な色バランスの画像を表示することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る画像表示装置であるプロジェクタ１０の概略構成を示す。プロジェクタ１０は、スクリーン１９に光を供給し、スクリーン１９で反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクタである。プロジェクタ１０は、赤色（Ｒ）光用光源装置１１Ｒ、緑色（Ｇ）光用光源装置１１Ｇ、青色（Ｂ）光用光源装置１１Ｂを有する。Ｒ光用光源装置１１Ｒ、Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂは、互いに異なる色光を供給する。プロジェクタ１０は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの光を用いて画像を表示する。

Ｒ光用光源装置１１Ｒは、Ｒ光を供給する光源装置である。拡散素子１２は、照明領域の整形、拡大、照明領域におけるレーザ光の光量分布の均一化を行う。拡散素子１２としては、例えば、回折光学素子である計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram；ＣＧＨ）を用いることができる。フィールドレンズ１３は、拡散素子１２からのレーザ光を平行化させ、Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒへ入射させる。Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒは、Ｒ光用光源装置１１ＲからのＲ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用空間光変調装置１４Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１５へ入射する。

Ｇ光用光源装置１１Ｇは、Ｇ光を供給する光源装置である。拡散素子１２及びフィールドレンズ１３を経たレーザ光は、Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇへ入射する。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇは、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用空間光変調装置１４Ｇで変調されたＧ光は、Ｒ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム１５へ入射する。

Ｂ光用光源装置１１Ｂは、Ｂ光を供給する光源装置である。拡散素子１２及びフィールドレンズ１３を経たレーザ光は、Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂへ入射する。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂは、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂで変調されたＢ光は、Ｒ光、Ｇ光とは異なる側からクロスダイクロイックプリズム１５へ入射する。透過型液晶表示装置としては、例えば高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（High Temperature Polysilicon；ＨＴＰＳ）を用いることができる。

クロスダイクロイックプリズム１５は、互いに略直交させて配置された２つのダイクロイック膜１６、１７を有する。第１ダイクロイック膜１６は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１７は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１５は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１８の方向へ射出させる。投写レンズ１８は、クロスダイクロイックプリズム１５で合成された光をスクリーン１９の方向へ投写する。

図２は、Ｇ光用光源装置１１Ｇの概略構成を示す。Ｇ光用光源装置１１Ｇは、半導体レーザ励起固体（Diode Pumped Solid State；ＤＰＳＳ）レーザ発振器である。励起用レーザ２１は、例えば、８０８ｎｍの波長を持つレーザ光を射出させる半導体レーザである。励起用レーザ２１は、端面発光型レーザ、面発光型レーザのいずれであっても良い。励起用レーザ２１の射出側には、第１共振ミラー２２が設けられている。励起用レーザ２１からのレーザ光は、第１共振ミラー２２を透過した後、レーザ結晶２３へ入射する。レーザ結晶２３は、励起されることによりレーザ発振し、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を供給する。レーザ結晶２３としては、例えばＮｄ：ＹＶＯ₄結晶やＮｄ：ＹＡＧ（Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂）結晶を用いることができる。励起用レーザ２１及びレーザ結晶２３は、基本波レーザを発生させる発光部である。

ＳＨＧ素子２４は、レーザ結晶２３からのレーザ光を、２分の１の波長のレーザ光に変換して射出させる。ＳＨＧ素子２４は、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を、５３２ｎｍのレーザ光に変換させる。ＳＨＧ素子２４としては、例えば、非線形光学結晶を用いることができる。非線形光学結晶としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）の分極反転結晶（Periodically Poled Lithium Niobate；ＰＰＬＮ）を用いることができる。

第２共振ミラー２５は、ＳＨＧ素子２４に対してレーザ結晶２３とは反対側に設けられている。第２共振ミラー２５は、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を選択的に反射させ、他の波長のレーザ光を透過させる機能を有する。ＳＨＧ素子２４で特定波長、例えば５３２ｎｍに変換されたレーザ光は、第２共振ミラー２５を透過し、Ｇ光用光源装置１１Ｇから射出する。

第１共振ミラー２２は、第２共振ミラー２５と同様に、例えば１０６４ｎｍのレーザ光を選択的に反射させ、他の波長のレーザ光を透過させる。第１共振ミラー２２及び第２共振ミラー２５により反射されたレーザ光は、レーザ結晶２３から新たに発振されるレーザ光と共振して増幅される。共振器構造により、特定波長のレーザ光を効率良く射出させることができる。Ｇ光用光源装置１１Ｇは、ＤＰＳＳレーザ発振器である場合に限られない。発光部である半導体レーザからのレーザ光を波長変換素子へ入射させる構成であっても良い。

図３は、ＳＨＧ素子２４の温度を調節するためのブロック構成を示す。サーミスタ２６は、温度の変化を抵抗値の変化として温度制御部２７へ出力する。温度制御部２７は、サーミスタ２６により計測された温度とＳＨＧ素子２４の設定温度との温度差からヒータ２８へ供給する電力量を計算し、計算された電力量に応じた電力をヒータ２８へ供給する。温度制御部２７は、サーミスタ２６による計測結果に基づいてヒータ２８のフィードバック制御を行う。

ヒータ２８は、温度制御部２７により制御された電力に応じて熱を供給することで、サーミスタ２６による計測結果に基づいてＳＨＧ素子２４の温度を調節する。ＳＨＧ素子２４は、温度変化によって屈折率分布が変化する場合、位相整合条件が崩れ、波長を変換する効率が低下することが知られている。ＳＨＧ素子２４の温度変化を低減させることで、高い効率で安定した光量のレーザ光を供給することが可能となる。ＳＨＧ素子２４の温度調整にはヒータ２８を用いる場合に限られず、他の構成、例えばペルチェ素子を用いることとしても良い。ペルチェ素子を用いる場合、熱を供給する他、熱を吸収することでＳＨＧ素子２４の温度を調節することとしても良い。

図１に示すＲ光用光源装置１１Ｒは、例えば、６４０ｎｍの波長を持つレーザ光を供給する半導体レーザを有する。Ｒ光用光源装置１１Ｒは、発光部である半導体レーザからのレーザ光を波長を変換させずに射出させる第１光源装置であって、第１色光であるＲ光を供給する。

Ｂ光用光源装置１１Ｂは、発光部である半導体レーザと、波長変換素子であるＳＨＧ素子とを有する。Ｂ光用光源装置１１Ｂの半導体レーザは、例えば、９３０ｎｍの波長を持つレーザ光を供給する。Ｂ光用光源装置１１ＢのＳＨＧ素子は、例えば９３０ｎｍのレーザ光を、４６５ｎｍのレーザ光に変換させる。Ｂ光用光源装置１１ＢのＳＨＧ素子は、図３に示す構成と同様の構成により温度調節がなされる。Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂは、いずれも、波長変換素子で波長が変換されたレーザ光を射出させる第２光源装置であって、それぞれ第２色光であるＧ光、Ｂ光を供給する。なお、Ｂ光用光源装置１１Ｂは、ＤＰＳＳレーザ発振器であっても良い。

図４は、各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂから射出される表示光を調整するためのブロック構成を示す。電源３１は、プロジェクタ１０の主電源である。マイクロコンピュータ等を備える制御部３０は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、及び各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの駆動を制御する。Ｒ光用光源駆動部３２Ｒは、制御部３０による制御に応じてＲ光用光源装置１１Ｒを駆動させる。Ｇ光用光源駆動部３２Ｇは、制御部３０による制御に応じてＧ光用光源装置１１Ｇを駆動させる。Ｂ光用光源駆動部３２Ｂは、制御部３０による制御に応じてＢ光用光源装置１１Ｂを駆動させる。Ｒ光用フォトダイオード（ＰＤ）３３Ｒは、Ｒ光用光源装置１１ＲからのＲ光の光量を計測する計測部である。Ｇ光用ＰＤ３３Ｇは、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量を計測する計測部である。Ｂ光用ＰＤ３３Ｂは、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量を計測する計測部である。

コンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ＴＶチューナ等の外部機器からの画像信号は、制御部３０の画像信号処理部（不図示）へ入力される。画像信号処理部は、画像信号の特性補正、増幅等により画像のリサイズ、ガンマ調整、色調整等を行う。また、画像信号処理部は、画像信号をＲ、Ｇ、Ｂの各映像データに分解する。制御部３０の空間光変調信号生成部（不図示）は、画像信号処理部からの映像データに基づいて、各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂを駆動するための空間光変調信号を生成する。Ｒ光用空間光変調駆動部３４Ｒは、Ｒ光用の空間光変調信号に応じてＲ光用空間光変調装置１４Ｒを駆動させる。Ｇ光用空間光変調駆動部３４Ｇは、Ｇ光用の空間光変調信号に応じてＧ光用空間光変調装置１４Ｇを駆動させる。Ｂ光用空間光変調駆動部３４Ｂは、Ｂ光用の空間光変調信号に応じてＢ光用空間光変調装置１４Ｂを駆動させる。

画像信号に応じた各色光の変調により適切な色バランスの画像を得るために、各色光が所定の光量比で供給される必要がある。ＳＨＧ素子２４（図３参照）の設定温度は、通常、環境温度より高い温度とされることから、ヒータ２８の駆動を開始してからＳＨＧ素子２４を設定温度にするまでには、少なくとも数秒の時間を要する。このため、Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂは、電源３１をＯＮにしてから、所定の光量比を満たすレーザ光を射出させるまでに数秒の時間を要することになる。これに対して、Ｒ光用光源装置１１Ｒは、ＳＨＧ素子２４を用いない直接発光を行うことから、数ナノ秒で所定の光量比を満たすレーザ光を射出させることができる。

電源３１をＯＮにした瞬間から画像信号に応じた表示光を射出させる場合、Ｇ、Ｂに比べてＲが強い、不適切な色バランスの画像が表示されることとなる。ＳＨＧ素子２４を設定温度にするまでの一定期間内であっても、不適切な色バランスの画像が表示されることは、観察者に不快感を与える等の不具合を引き起こす場合がある。

図５は、図４に示す構成により表示光を調整する制御工程について説明するフローチャートである。ステップＳ１では、電源３１をＯＮにすることで、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを点灯させる。また、電源３１をＯＮにすることで、Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂに設けられたヒータ２８（図３参照）の駆動を開始させる。さらに、制御部３０は、画面全体を黒表示するための表示光の調整を行う。かかる黒表示は、画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いた各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの制御により、全画面についてＲ、Ｇ、Ｂの各表示光を最低階調とすることで得られる。このように、制御部３０は、全画面を同一の階調である最低階調とする調整を行う。ステップＳ１では、各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの制御により、各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂから射出される表示光を調整する。

ステップＳ２では、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量が基準値に到達したか否かが判断される。基準値は、適切な色バランスの画像を得ることが可能な光量比を満たす光量の値であって、色光ごとに設定される。制御部３０は、Ｇ光用ＰＤ３３Ｇ、及びＢ光用ＰＤ３３Ｂによる計測結果に応じて、かかる判断を行う。制御部３０は、Ｇ光用ＰＤ３３Ｇ、及びＢ光用ＰＤ３３Ｂによる計測結果に応じて、起動時調整信号による表示光の調整を行う。

ステップＳ２においてＧ光、Ｂ光の光量が基準値に到達していないと判断された場合、ステップＳ１に戻って、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの点灯、及び黒表示が継続される。ステップＳ２においてＧ光、Ｂ光が基準値に到達したと判断された場合、ステップＳ３において、画像表示を開始させる。ステップＳ３は、互いに異なる色光を供給する光供給工程、及び色光を画像信号に応じて変調する変調工程である。画像表示は、起動時調整信号を用いた調整から、通常の画像信号に応じた各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの駆動への切り換えにより開始される。

図６は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光の光量と時間との関係、及び起動時調整信号、画像信号の出力期間を説明するものである。なお、ここでは各色光について同一の値Ｌを基準値としているが、基準値Ｌの絶対量は、色光ごとに異なるものとする。電源３１をＯＮにした時間ｔ０の直後に、Ｒ光用光源装置１１ＲからのＲ光の光量は、基準値Ｌに到達する。これに対して、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量は、時間ｔ０から時間が経過するに従って増加し、時間ｔ１において基準値Ｌに到達する。このように、第１色光であるＲ光の光量が基準値Ｌとなった後に、第２色光であるＧ光、Ｂ光の光量が基準値となる。

制御部３０は、時間ｔ０から時間ｔ１までの期間において、画像信号の出力を停止させ、起動時調整信号を出力する。制御部３０は、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量がいずれも基準値Ｌとなるまでの間において、全画面を最低階調とする調節を行う。このように、制御部３０は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂへの電力供給が開始されてから各色光の光量が基準値Ｌとなるまでの間において、起動時調整信号を用いて表示光を調整する。

さらに、制御部３０は、時間ｔ１において起動時調整信号の出力を停止するとともに、画像信号の出力を開始する。制御部３０は、Ｇ光、Ｂ光の光量がいずれも基準値Ｌに到達した以降において、画像信号に応じた画像を表示させる。計測部であるＧ光用ＰＤ３３Ｇ、Ｂ光用ＰＤ３３Ｂによる計測結果に基づいて表示光を調整することで、起動時調整信号を用いた調整から、通常の画像信号に応じた駆動への切り換えを正確なタイミングで行うことができる。なお、各色光用ＰＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、画像を表示する間は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂのフィードバック制御に用いることができる。

各色光の光量が基準値Ｌとなるまでの間は、画像信号に応じた変調をしたとしても不適切な色バランスで表示されることとなる。光量が基準値Ｌとなるまでの間、起動時調整信号を用いて表示光を調整することで、不適切な色バランスの画像を表示させなくすることが可能になる。これにより、色光ごとの複数の光源装置を用いる構成において、常時適切な色バランスの画像を表示することができるという効果を奏する。本発明は、波長変換素子を用いない第１光源装置からのレーザ光と、波長変換素子を用いる第２光源装置からのレーザ光とを用いて画像を表示する場合に適している。

図７は、起動時調整信号、画像信号の出力期間の他の態様について説明するものである。所定値Ｌ’は、目視により確認される画像の色バランスに違和感が無い程度の光量であって、基準値Ｌの例えば８０％に相当する値である。Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量は、時間ｔ１以前の時間ｔ１’において所定値Ｌ’に到達する。

制御部３０は、時間ｔ０から時間ｔ１’までの期間において、画像信号の出力を停止させ、起動時調整信号を出力する。制御部３０は、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量が、いずれも所定値Ｌ’となるまでの間において、全画面を最低階調とする調節を行う。さらに、制御部３０は、時間ｔ１’において起動時調整信号の出力を停止するとともに、画像信号の出力を開始する。このように、制御部３０は、Ｇ光、Ｂ光の光量がいずれも基準値Ｌに到達する以前に、画像信号に応じた画像表示を開始させる。これにより、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂへの電力供給から早い時期に、違和感の無い色バランスの画像を表示できる。なお、画像表示を開始させるときのＧ光、Ｂ光の光量の所定値Ｌ’は、基準値Ｌの８０％相当である場合に限られず、適宜設定することができる。目視により確認される画像の色バランスに違和感が無ければ良い。

本実施例において、制御部３０は、計測部である各色光用ＰＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂによる計測結果に応じて、起動時調整信号による表示光の調整を行う場合に限られない。例えば、電源をＯＮにしてから光量が基準値Ｌに到達するまでの期間を予め求めておき、かかる期間が経過するまでの間、起動時調整信号による表示光の調整を行うこととしても良い。また、サーミスタ２６（図３参照）による計測結果に応じて表示光の調整を行うこととしても良い。この場合、ＳＨＧ素子２４が設定温度に到達するまでの間、起動時調整信号により表示光を調整することができる。

各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、半導体レーザを用いる構成に限られない。固体レーザ、液体レーザ、ガスレーザ等を用いる構成であっても良い。また、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、レーザ光源以外の他の光源であって、色光ごとの光源を適用可能なもの、例えばＬＥＤや有機ＥＬ等を用いる構成であっても良い。

図８は、本実施例の変形例１について説明するフローチャートである。本変形例は、起動時調整信号を用いて空間光変調装置及び光源装置を制御することにより表示光を調整することを特徴とする。ステップＳ１１では、Ｇ光用光源装置１１Ｇ及びＢ光用光源装置１１Ｂのみを点灯させる。制御部３０は、起動時調整信号を用いた制御により、Ｇ光用光源装置１１Ｇ及びＢ光用光源装置１１Ｂのみを点灯させる。また、起動時調整信号を用いたＧ光用空間光変調装置１４Ｇ、Ｂ光用空間光変調装置１４Ｂの制御により、画面全体を黒表示するための表示光の調整を行う。

ステップＳ１２では、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量が上述の所定値に到達したか否かが判断される。ステップＳ１２においてＧ光、Ｂ光が基準値に到達していないと判断された場合、ステップＳ１１に戻って、Ｇ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂの点灯、及び黒表示が継続される。ステップＳ１２においてＧ光、Ｂ光の光量が基準値に到達したと判断された場合、ステップＳ１３において、Ｒ光用光源装置１１Ｒを点灯させるとともに、画像表示を開始させる。Ｒ光用光源装置１１Ｒの点灯及び画像表示は、起動時調整信号を用いた調整から、通常の画像信号に応じた各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、各色光用空間光変調装置１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの駆動への切り換えにより開始される。

図９は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光の光量と時間との関係、及び起動時調整信号、画像信号の出力期間を説明するものである。Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量は、時間ｔ１’において所定値Ｌ’、時間ｔ１において基準値Ｌにそれぞれ到達する。時間ｔ０〜ｔ１’において、制御部３０は、起動時調整信号によりＧ光用光源装置１１Ｇ、Ｂ光用光源装置１１Ｂのみを点灯させるとともに、黒表示を行う。

時間ｔ１’において、制御部３０は、画像信号によりＲ光用光源装置１１Ｒの駆動、及び通常の画像の表示を開始させる。時間ｔ１’の直後に、Ｒ光用光源装置１１ＲからのＲ光の光量は、基準値Ｌに到達する。本変形例においても、常時適切な色バランスの画像を表示することができる。また、時間ｔ０〜ｔ１’の期間においてＲ光用光源装置１１Ｒの駆動を停止させることで、消費電力を低減させることができる。なお、本変形例の場合も、Ｇ光、Ｂ光の光量が基準値Ｌに到達した時間ｔ１において起動時調整信号を画像信号に切り換えることとしても良い。

図１０は、本実施例の変形例２について説明するフローチャートである。本変形例は、起動時調整信号を用いて光源装置を制御することにより表示光を調整することを特徴とする。ステップＳ２１では、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを点灯させる。また、制御部３０は、起動時調整信号により、第２色光であるＧ光、Ｂ光の光量に応じて第１色光であるＲ光の光量を調整する。Ｇ光、Ｂ光の光量に応じたＲ光の光量の調整は、各色光用ＰＤ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂによる計測結果に基づいてＲ光用光源装置１１Ｒを制御することにより行うことができる。さらに、制御部３０は、画像信号に応じた画像を表示させる。

ステップＳ２２では、Ｇ光用光源装置１１ＧからのＧ光の光量、Ｂ光用光源装置１１ＢからのＢ光の光量が基準値に到達したか否かが判断される。ステップＳ２２においてＧ光、Ｂ光の光量が基準値に到達していないと判断された場合、ステップＳ２１に戻って、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの点灯、Ｒ光の光量の調整及び画像表示が継続される。ステップＳ２２においてＧ光、Ｂ光が基準値に到達したと判断された場合、ステップＳ２３において、Ｒ光の光量の調整が停止される。Ｒ光の光量の調整の停止は、起動時調整信号の出力を停止させることにより行う。

図１１は、各色光用光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂからの各色光の光量と時間との関係、及び起動時調整信号、画像信号の出力期間を説明するものである。Ｒ光用光源装置１１ＲからのＲ光の光量は、Ｇ光、Ｂ光と同様に、時間ｔ０から時間が経過するに従って増加し、時間ｔ１において基準値Ｌに到達する。制御部３０は、時間ｔ０において画像信号の出力を開始させる。また、制御部３０は、時間ｔ０〜ｔ１の期間において、起動時調整信号によりＲ光用光源装置１１ＲからのＲ光の光量を調整する。このように、制御部３０は、第２色光であるＧ光、Ｂ光の光量が基準値Ｌとなるまでの間、Ｇ光、Ｂ光の光量に応じて第１色光であるＲ光の光量を調整する。Ｒ光の光量の調整により、時間ｔ０〜ｔ１の期間における画像は、時間ｔ１以降の画像と比較すると低い輝度であるものの、適切な色バランスで表示される。

Ｒ光の光量を調整することで、時間ｔ０〜ｔ１においても、適切な色バランスの画像を表示することができる。これにより、本変形例においても、常時適切な色バランスの画像を表示することができる。また、電源３１をＯＮにした直後から、適切な色バランスの画像を表示することができる。

本発明の画像表示装置であるプロジェクタ１０は、空間光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。空間光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いても良い。プロジェクタ１０は、色光ごとに空間光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクタ１０は、一の空間光変調装置により２つ又は３つ以上の色光を変調する構成としても良い。

プロジェクタ１０は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの光源装置１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂを用いる構成に限られない。プロジェクタ１０は、４つ以上の光源装置を用いる構成であっても良い。さらに、本発明の画像表示装置は、スクリーンの一方の面に光を供給し、スクリーンの他方の面から射出される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタであっても良い。

以上のように、本発明に係る光源装置は、プロジェクタに用いる場合に適している。

本発明の実施例に係るプロジェクタの概略構成を示す図。 Ｇ光用光源装置の概略構成を示す図。 ＳＨＧ素子の温度を調節するためのブロック構成を示す図。 表示光を調整するためのブロック構成を示す図。 表示光を調整する制御工程について説明するフローチャート。 各色光の光量と時間との関係等を説明する図。 起動時調整信号、画像信号の出力期間の他の態様について説明する図。 実施例の変形例１について説明するフローチャート。 各色光の光量と時間との関係等を説明する図。 実施例の変形例２について説明するフローチャート。 各色光の光量と時間との関係等を説明する図。

符号の説明

１０ プロジェクタ、１１Ｒ Ｒ光用光源装置、１１Ｇ Ｇ光用光源装置、１１Ｂ Ｂ光用光源装置、１２ 拡散素子、１３ フィールドレンズ、１４Ｒ Ｒ光用空間光変調装置、１４Ｇ Ｇ光用空間光変調装置、１４Ｂ Ｂ光用空間光変調装置、１５ クロスダイクロイックプリズム、１６ 第１ダイクロイック膜、１７ 第２ダイクロイック膜、１８ 投写レンズ、１９ スクリーン、２１ 励起用レーザ、２２ 第１共振ミラー、２３ レーザ結晶、２４ ＳＨＧ素子、２５ 第２共振ミラー、２６ サーミスタ、２７ 温度制御部、２８ ヒータ、３０ 制御部、３１ 電源、３２Ｒ Ｒ光用光源駆動部、３２Ｇ Ｇ光用光源駆動部、３２Ｂ Ｂ光用光源駆動部、３３Ｒ Ｒ光用ＰＤ、３３Ｇ Ｇ光用ＰＤ、３３Ｂ Ｂ光用ＰＤ、３４Ｒ Ｒ光用空間光変調駆動部、３４Ｇ Ｇ光用空間光変調駆動部、３４Ｂ Ｂ光用空間光変調駆動部

Claims (9)

1. 互いに異なる色光を供給する複数の光源装置と、
   前記光源装置からの前記色光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
   前記光源装置及び前記空間光変調装置の少なくとも一方を制御することにより、前記空間光変調装置から射出される表示光を調整する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記光源装置への電力供給が開始されてから各色光の光量が前記色光ごとに設定された基準値となるまでの間に、前記画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いて前記表示光を調整することを特徴とする画像表示装置。
2. 前記制御部は、前記空間光変調装置の制御により前記表示光を調整することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記制御部は、前記光源装置の制御により前記表示光を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
4. 複数の前記光源装置は、第１色光を供給する第１光源装置と、前記第１色光とは異なる第２色光を供給する第２光源装置と、を備え、
   前記第１光源装置からの前記第１色光の光量が前記基準値となった後に、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量が前記基準値となる場合において、
   前記制御部は、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量が前記基準値となるまでの間に、全画面を同一階調とする調整を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
5. 前記制御部は、前記光源装置への電力供給が開始された後であって、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量が前記基準値となる前に、前記画像信号に応じた画像の表示を開始させることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
6. 複数の前記光源装置は、第１色光を供給する第１光源装置と、前記第１色光とは異なる第２色光を供給する第２光源装置と、を備え、
   前記第１光源装置からの前記第１色光の光量が前記基準値となった後に、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量が前記基準値となる場合において、
   前記制御部は、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量が前記基準値となるまでの間に、前記第２光源装置からの前記第２色光の光量に応じて前記第１光源装置からの前記第１色光の光量を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記第１光源装置は、光を発生させる発光部を備え、前記発光部からの光を波長を変換させずに射出させ、
   前記第２光源装置は、光を発生させる発光部と、前記発光部からの光の波長を変換させる波長変換素子と、を備え、前記波長変換素子で波長が変換された光を射出させることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の画像表示装置。
8. 前記光源装置からの前記色光の光量を計測する計測部を有し、
   前記制御部は、前記計測部による計測結果に応じて、前記起動時調整信号による前記表示光の調整を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像表示装置。
9. 互いに異なる色光を供給する複数の光源装置と、前記光源装置からの前記色光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、を有する画像表示装置の制御方法であって、
   互いに異なる色光を供給する光供給工程と、
   前記色光を画像信号に応じて変調する変調工程と、
   前記光源装置及び前記空間光変調装置の少なくとも一方を制御することにより、前記空間光変調装置から射出される表示光を調整する制御工程と、を含み、
   前記制御工程において、前記光源装置への電力供給が開始されてから各色光の光量が前記色光ごとに設定された基準値となるまでの間に、前記画像信号以外の信号である起動時調整信号を用いて前記表示光を調整することを特徴とする画像表示装置の制御方法。

Images