JP2009145585A - 画像表示装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の変調部に入射する複数の色光の強度を精度良く調整する。
【解決手段】画像表示装置は、複数の色光を射出する複数の発光部と、変調用画像データに応じて、複数の色光を変調する複数の変調部と、複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、原画像データを解析する解析部と、解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、複数の発光部を制御する発光制御部と、解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、原画像データを補正して、変調用画像データを生成する補正部と、を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、画像を表示するための装置および方法に関する。

プロジェクタは、通常、高圧水銀ランプなどの光源と、該光源から射出される光を３つの色光（赤色光，緑色光，青色光）に分離する光学系と、該３つの色光を変調する３つの変調部と、を備えている。

近年、光源として、３つの色光を射出する３つの発光部の採用が試みられている。発光部としては、ＬＥＤや半導体レーザなどが利用される。なお、特許文献１では、３つのＬＥＤと、１つの光変調デバイスと、を備える投影表示装置が開示されている。

特開２００４−３４１２０６号公報

ところで、上記のように、３つの発光部と３つの変調部とを備えるプロジェクタにおいて、３つの変調部に入射する３つの色光の強度は、精度良く調整されることが好ましい。しかしながら、従来では、３つの変調部に入射する３つの色光の強度は、精度良く調整されていなかった。

この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、複数の変調部に入射する複数の色光の強度を精度良く調整することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］ 画像表示装置であって、
複数の色光を射出する複数の発光部と、
変調用画像データに応じて、前記複数の色光を変調する複数の変調部と、
前記複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、
原画像データを解析する解析部と、
前記解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、前記複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、前記複数の発光部を制御する発光制御部と、
前記解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、前記原画像データを補正して、前記変調用画像データを生成する補正部と、
を備える、画像表示装置。

この装置では、複数の検出部が設けられているため、複数の検出結果を用いて、複数の発光部から射出される複数の色光の強度を、換言すれば、複数の変調部に入射する複数の色光の強度を、精度良く調整することができる。

また、この装置では、原画像データの解析結果に応じた第１種のパラメータの値に応じて、複数の発光部が制御されると共に、原画像データの解析結果に応じた第２種のパラメータの値に応じて、原画像データが補正される。このため、複数の発光部から射出される複数の色光の強度が低減され、原画像データの各画素の階調値が増大される場合には、表示される画像の輝度を維持しつつ、表示される画像のコントラストを高めることができる。

［適用例２］ 適用例１記載の画像表示装置であって、
前記発光制御部は、前記第１種のパラメータの値に応じた前記複数の色光の目標の強度と、前記複数の検出結果によって示される前記複数の色光の実際の強度と、が等しくなるように、前記複数の発光部を制御する、画像表示装置。

［適用例３］ 適用例１または２記載の画像表示装置であって、
前記原画像データは、前記複数の色光に対応する複数の色画像データを含み、
前記第１種のパラメータは、前記複数の色画像データに対応する複数の第１種の部分パラメータを含み、
前記第２種のパラメータは、前記複数の色画像データに対応する複数の第２種の部分パラメータを含み、
前記各第１種の部分パラメータの値と前記各第２種の部分パラメータの値とは、対応する前記色画像データに含まれる最大の階調値を用いて求められる、画像表示装置。

こうすれば、複数の発光部から射出される複数の色光の強度を、色毎に、調整することができる。

［適用例４］ 適用例１または２記載の画像表示装置であって、
前記原画像データは、前記複数の色光に対応する複数の色画像データを含み、
前記第１種のパラメータの値と前記第２種のパラメータの値とは、前記複数の色画像データに含まれる最大の階調値を用いて求められる、画像表示装置。

こうすれば、複数の発光部から射出される複数の色光の強度を容易に調整することができると共に、原画像データを容易に補正することができる。

［適用例５］ 適用例１ないし４のいずれかに記載の画像表示装置であって、
前記原画像データは、１つのフレームの画像を表すデータである、画像表示装置。

［適用例６］ 適用例１ないし４のいずれかに記載の画像表示装置であって、
前記原画像データは、複数のフレームの画像を表すデータである、画像表示装置。

あるいは、原画像データは、１つのフレーム画像のうちの一部の画像を表すデータであってもよい。

［適用例７］ 複数の色光を射出する複数の発光部と、変調用画像データに応じて、前記複数の色光を変調する複数の変調部と、前記複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、を備える画像表示装置において画像を表示する方法であって、
原画像データを解析する工程と、
前記解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、前記複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、前記複数の発光部を制御する工程と、
前記解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、前記原画像データを補正して、前記変調用画像データを生成する工程と、
を備える、画像表示方法。

［他の適用例］ 複数の色光を射出する複数の発光部と、変調用画像データに応じて、前記複数の色光を変調する複数の変調部と、前記複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、を備える画像表示装置に、画像表示処理を実行させるためのコンピュータプログラムであって、
原画像データを解析する機能と、
前記解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、前記複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、前記複数の発光部を制御する機能と、
前記解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、前記原画像データを補正して、前記変調用画像データを生成する機能と、
を前記コンピュータに実現させるコンピュータプログラム。

なお、この発明は、画像表示装置および方法、これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の種々の態様で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．プロジェクタの構成：
Ｂ．画像処理部および発光装置の構成：
Ｃ．発光装置の具体的な構成：

Ａ．プロジェクタの構成：
図１は、実施例におけるプロジェクタＰＪの概略構成を示す説明図である。このプロジェクタＰＪは、リア投写型のプロジェクタである。リア投写型のプロジェクタＰＪでは、スクリーンＳＣの背面側に画像を表す光が投写され、観察者は、スクリーンＳＣの表面側から画像を観察する。

プロジェクタＰＪは、３つの照明光学系１１０Ｒ，Ｇ，Ｂと、３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１３０と、投写光学系１４０と、プロジェクタ全体の動作を制御する制御回路１７０と、を備えている。なお、図１では、光学系の図示は、かなり簡略化されている。

第１の照明光学系１１０Ｒは、赤色光Ｒを射出する第１の発光装置１０２Ｒを含んでおり、赤色光Ｒを第１の液晶ライトバルブ１２０Ｒに導く。同様に、第２の照明光学系１１０Ｇは、緑色光Ｇを射出する第２の発光装置１０２Ｇを含んでおり、緑色光Ｇを第２の液晶ライトバルブ１２０Ｇに導く。第３の照明光学系１１０Ｂは、青色光Ｂを射出する第３の発光装置１０２Ｂを含んでおり、青色光Ｂを第３の液晶ライトバルブ１２０Ｂに導く。

各液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂは、対応する照明光学系１１０Ｒ，Ｇ，Ｂから射出された色光Ｒ，Ｇ，Ｂを変調する。これにより、各液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂからは、赤色，緑色，青色の画像を表す光（色画像光）が射出される。

クロスダイクロイックプリズム１３０は、３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂから射出された３つの色画像光を合成する。投写光学系１４０は、合成済みの画像光をスクリーンＳＣ上に投写して、スクリーンＳＣ上にカラー画像（合成済み画像）を形成する。

制御回路１７０は、ＣＰＵとメモリとを備えており、メモリには、画像処理部１８０として機能するコンピュータプログラムが格納されている。なお、画像処理部１８０の機能は、ＣＰＵがメモリ内のコンピュータプログラムを実行することによって実現される。

画像処理部１８０は、原画像を表す原画像データに対して画像処理を施し、処理済み画像を表す処理済み画像データを生成する。なお、原画像データは、赤色，緑色，青色の３つの色画像データを含んでおり、処理済み画像データも、赤色，緑色，青色の３つの処理済み色画像データを含んでいる。画像処理部１８０は、処理済み画像データを構成する３つの処理済み色画像データを、対応する３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂに供給する。また、画像処理部１８０は、３つの発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂの動作を制御する機能を有する。

Ｂ．画像処理部および発光装置の構成：
図２は、図１の画像処理部１８０と３つの発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂと３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂとを示す説明図である。

画像処理部１８０は、画像解析部１８２と、画像補正部１８４と、を備えている。

画像解析部１８２は、原画像データＤを解析する。具体的には、画像解析部１８２は、原画像データＤを構成する３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂを解析して、３つの値max[Yr(x,y)]，max[Yg(x,y)]，max[Yb(x,y)]を得る。

ここで、Yr(x,y)，Yg(x,y)，Yb(x,y)は、それぞれ、色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂに含まれる各画素の階調値の分布を示している。(x,y)は、色画像内における画素の位置を示している。max[ ]は、［ ］内の複数の値のうちの最大値を示す。例えば、値max[Yr(x,y)]は、第１の色画像データＤｒに含まれる複数の画素の階調値のうちの最大値を示している。

また、画像解析部１８２は、上記の解析結果を用いて、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを求め、３つの発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂに供給する。例えば、各色画像の各画素の階調値が２５６階調で表現される場合には、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、それぞれ、max[Yr(x,y)]/255，max[Yg(x,y)]/255，max[Yb(x,y)]/255で表される。なお、各調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、１以下の値である。

さらに、画像解析部１８２は、上記の解析結果を用いて、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂを求め、画像補正部１８４に供給する。例えば、各色画像の各画素の階調値が２５６階調で表現される場合には、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂは、それぞれ、255/max[Yr(x,y)]，255/max[Yg(x,y)]，255/max[Yb(x,y)]で表される。なお、各補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂは、１以上の値である。

なお、画像解析部１８２の処理は、フレーム期間毎に実行され、１フレーム分の画像毎に、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂと、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂと、が求められる。

画像補正部１８４は、画像解析部１８２から与えられた３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂを用いて、原画像データＤを構成する３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂに対して補正処理（伸張処理）を施す。例えば、画像補正部１８４は、第１の補正係数Ｋｒを用いて、第１の色画像データＤｒを補正（伸張）して、第１の補正済み色画像データＸＤｒを生成する。同様に、第２の補正係数Ｋｇを用いて、第２の補正済み色画像データＸＤｇが生成され、第３の補正係数Ｋｂを用いて、第３の補正済み色画像データＸＤｂが生成される。

本実施例では、各色画像データの補正（伸張）は、該色画像データ内で最大の階調値を有する特定の画素に対応する液晶ライトバルブ内の特定の液晶セルの透過率が１００％となるように、行われる。具体的には、第１の色画像データＤｒ内の各画素の階調値Yr(x,y)は、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率（％）がYr(x,y)／max[Yr(x,y)]×１００（％）、すなわち、Yr(x,y)/255×Ｋｒ×１００（％）となるように、増大される。例えば、第１の色画像データＤｒ内の各画素の階調値Yr(x,y)は、Ｋｒ倍に増大されればよい。他の色画像データＤｇ，Ｄｂについても同様である。

なお、画像補正部１８４の処理は、フレーム期間毎に行われ、１フレーム分の画像毎に、３つの補正済み色画像データＸＤｒ，ＸＤｇ，ＸＤｂが生成される。

各発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂ（図２）は、それぞれ、発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂと、半導体レーザ（ＬＤ）２０２Ｒ，Ｇ，Ｂと、フォトダイオード（ＰＤ）２０４Ｒ，Ｇ，Ｂと、を含んでいる。なお、以下では、第１の発光装置１０２Ｒに注目して説明するが、他の発光装置１０２Ｇ，Ｂについても同様である。

発光制御回路２００Ｒは、画像解析部１８２から与えられた調光係数Ｌｒを用いて、半導体レーザ２０２Ｒを制御する。また、発光制御回路２００Ｒは、フォトダイオード２０４Ｒからの検出結果を用いて、半導体レーザ２０２Ｒを制御する。

具体的には、発光制御回路２００Ｒは、与えられた調光係数Ｌｒに応じて、目標強度を設定する。なお、目標強度は、基準強度のＬｒ倍の強度を有する。そして、発光制御回路２００Ｒは、該目標強度の赤色光Ｒが射出されるように、半導体レーザ２０２Ｒに電力を供給する。また、発光制御回路２００Ｒは、フォトダイオード２０４Ｒによって検出される実際の強度（検出強度）を用いて、半導体レーザ２０２Ｒに供給される電力を調整する。検出強度が目標強度よりも低い場合には、発光制御回路２００Ｒは、半導体レーザ２０２Ｒに供給される電力を増大させる。逆に、検出強度が目標強度よりも高い場合には、発光制御回路２００Ｒは、半導体レーザ２０２Ｒに供給される電力を低減させる。すなわち、発光制御回路２００Ｒは、フォトダイオード２０４Ｒの検出結果を用いて、フィードバック制御を行う。これにより、半導体レーザ２０２Ｒは、調光係数Ｌｒに応じて設定される目標強度にほぼ等しい強度を有する赤色光Ｒを安定して射出することができる。

３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂ（図２）は、それぞれ、画像補正部１８４から供給される３つの補正済み色画像データＸＤｒ，ＸＤｇ，ＸＤｂに応じて、３つの発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂを変調する。

例えば、第１の色画像データＤｒの最大階調値max[Yr(x,y)]が１２８である場合を想定する。この場合には、画像解析部１８２は、第１の調光係数Ｌｒを約０．５（＝128/255）に設定し、第１の補正係数Ｋｒを約２（＝255/128）に設定する。このとき、第１の発光制御回路２００Ｒは、第１の半導体レーザ２０２Ｒから射出される赤色光Ｒの強度が、基準強度の約０．５倍（＝Ｌｒ倍）の目標強度に等しくなるように、第１の半導体レーザ２０２Ｒに電力を供給する。また、画像補正部１８４は、第１の補正済み色画像データＸＤｒに応じた第１の液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率が、第１の色画像データＤｒに応じた第１の液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率の約２倍（Ｋｒ倍）となるように、第１の色画像データＤｒを補正する。そして、液晶ライトバルブ１２０Ｒは、該第１の補正済み色画像データＸＤｒに応じて、第１の半導体レーザ２０２Ｒから射出される赤色光Ｒを変調する。

なお、本実施例における各半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂが本発明における発光部に相当し、各フォトダイオード２０４Ｒ，Ｇ，Ｂが本発明における検出部に相当する。また、本実施例における３つの発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂが本発明における発光制御部に相当する。そして、本実施例における３つの補正済み色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂが本発明における変調用画像データに相当し、各液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂが本発明における変調部に相当する。

また、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂが、本発明における第１種のパラメータに相当し、各調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂが、第１種の部分パラメータに相当する。さらに、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂが、本発明における第２種のパラメータに相当し、各補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂが、第２種の部分パラメータに相当する。

図３は、プロジェクタＰＪの動作の概要を示す説明図である。図３（Ａ−１）〜（Ａ−３）は、比較例における動作を示し、図３（Ｂ−１）〜（Ｂ−３）は、実施例における動作を示す。なお、図３では、第１の液晶ライトバルブ１２０Ｒに注目して説明する。

図３（Ａ−１），（Ｂ−１）は、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルに入射する赤色光Ｒの強度分布を示している。図３（Ａ−２），（Ｂ−２）は、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率分布を示している。図３（Ａ−３），（Ｂ−３）は、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルを透過した赤色光Ｒの強度分布を示している。なお、図中、横軸は、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの位置ｐを示している。また、図３（Ｂ−１），（Ｂ−２）には、図３（Ａ−１），（Ａ−２）に示す分布が破線で示されている。

比較例では、原画像データＤは解析されない。そして、３つの半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度は調整されず、３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂに対する補正処理も実行されない。

比較例では、半導体レーザ２０２Ｒは、１００％の強度で赤色光Ｒを射出する。このため、図３（Ａ−１）に示すように、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルには、１００％の強度を有する赤色光Ｒが入射する。図３（Ａ−２）に示す液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率は、色画像データＤｒ内の各画素の階調値に応じて設定される。例えば、特定の画素の階調値が１２８である場合には、対応する特定の液晶セルの透過率は約５０％に設定される。そして、図３（Ａ−３）に示すように、液晶ライトバルブ１２０Ｒを透過した光の強度分布は、液晶ライトバルブ１２０Ｒの透過率分布と同じとなる。

一方、実施例では、前述のように、原画像データＤが解析される。そして、３つの半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度は３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに応じて調整され、３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂは３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｂ，Ｋｇに応じて補正される。なお、実施例では、比較例と同じ原画像データＤが利用される。

実施例では、半導体レーザ２０２Ｒは、調光係数Ｌｒに応じた強度を有する赤色光Ｒを射出する。このため、図３（Ｂ−１）に示すように、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルには、図３（Ａ−１）に示す強度よりも小さな強度を有する赤色光Ｒが入射する。図３（Ｂ−２）に示す液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率は、補正済み色画像データＸＤｒ内の各画素の階調値に応じて設定される。前述したように、色画像データＤｒの補正（伸張）は、該色画像データＤｒ内で最大の階調値を有する特定の画素に対応する液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の特定の液晶セルの透過率が１００％となるように、行われる。このため、図３（Ｂ−２）では、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の複数の液晶セルの透過率の最大値は、１００％に設定されている。また、図３（Ｂ−２）では、液晶ライトバルブ１２０Ｒ内の各液晶セルの透過率は、図３（Ａ−２）に示す各液晶セルの透過率よりも大きい。そして、液晶ライトバルブ１２０Ｒを透過した赤色光Ｒの強度分布は、図３（Ｂ−３）に示すように設定される。なお、図３（Ｂ−３）に示す強度分布は、図３（Ａ−３）に示す強度分布と同じである。

上記の説明から分かるように、本実施例では、調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに応じて、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度が低減される。そして、補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂに応じて、色画像データＤｒ，Ｄｇ、Ｄｂが補正（伸張）され、この結果、液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂの透過率が増大する。このため、本実施例では、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂの消費電力を低減させつつ、スクリーンＳＣ上に表示される画像の輝度を維持することができる。

Ｃ．発光装置の具体的な構成：
図４は、第１の発光装置１０２Ｒ（図２）の内部構成の一例を示す説明図である。図４では、第１の発光装置１０２Ｒに電力を供給するＡＣ／ＤＣコンバータ９０も示されている。なお、他の発光装置１０２Ｇ，Ｂについても同様である。

図２で説明したように、発光装置１０２Ｒは、発光制御回路２００Ｒと、半導体レーザ２０２Ｒと、フォトダイオード２０４Ｒと、を備えている。また、発光装置１０２Ｒは、半導体レーザ２０２Ｒから射出された光の一部（モニタ光）をフォトダイオード２０４Ｒに導く検出用ミラー２０３を備えている。

発光制御回路２００Ｒは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０と、電圧制御回路２３０と、を備えている。図５は、図４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２０および電圧制御回路２３０の内部構成を示す説明図である。以下では、図４，図５を参照しつつ、発光制御回路２００Ｒについて説明する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ９０から第１の直流電圧を受け取り、該第１の直流電圧の電圧値を低減させて第２の直流電圧を出力する。第２の直流電圧は、半導体レーザ２０２Ｒに印加される。

具体的には、図５に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、２つのトランジスタ２２２，２２４と、インダクタ２２６と、コンデンサ２２８と、を備えている。第１のトランジスタ２２２とインダクタ２２６とコンデンサ２２８とは、この順序で直列に接続されている。また、第２のトランジスタ２２４と、インダクタ２２６およびコンデンサ２２８とは、並列に接続されている。

第１のトランジスタ２２２のゲート端子には、第１の電圧制御信号Ｃｖ１が供給される。また、第２のトランジスタ２２４のゲート端子には、第２の電圧制御信号Ｃｖ２が供給される。２つのトランジスタ２２２，２２４は、２つの電圧制御信号Ｃｖ１，Ｃｖ２に従って、交互にオン状態に設定されると共に、交互にオフ状態に設定される。インダクタ２２６とコンデンサ２２８とは、２つのトランジスタ２２２，２２４間の電圧を平滑化する。この構成により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ９０から受け取った第１の直流電圧を低減させて、第２の直流電圧を出力することができる。

電圧制御回路２３０は、２つの電圧制御信号Ｃｖ１，Ｃｖ２を生成して、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０に供給する。電圧制御回路２３０は、図５に示すように、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変換器２３１と、目標電圧発生器２３２と、比較器２３３と、電圧制御信号生成回路２３４と、を備えている。

フォトダイオード２０４Ｒには、モニタ光の強度に応じて電流Ｓが流れる。Ｉ−Ｖ変換器２３１は、フォトダイオード２０４Ｒを流れる電流Ｓを、電圧（検出電圧）Ｖｓに変換して出力する。なお、検出電圧Ｖｓは、アナログ値である。

目標電圧発生器２３２は、第１の調光係数Ｌｒを受け取り、目標強度に対応する目標電圧Ｖｒを出力する。具体的には、目標電圧発生器２３２は、複数組の調光係数Ｌｒと目標電圧値との対応関係を示すテーブルを備えている。なお、前述したように、目標電圧値は、目標強度が基準強度のＬｒ倍の強度を有するように、設定されている。そして、目標電圧発生器２３２は、該テーブルを参照して、第１の調光係数Ｌｒに対応する目標電圧値を読み出し、目標電圧Ｖｒを発生させる。なお、目標電圧Ｖｒは、アナログ値である。

比較器２３３は、Ｉ−Ｖ変換器２３１からの検出電圧Ｖｓと、目標電圧発生器２３２からの目標電圧Ｖｒと、を比較する。

電圧制御信号生成回路２３４は、比較器２３３の出力結果に応じて、第１の電圧制御信号Ｃｖ１のデューティ比と第２の電圧制御信号Ｃｖ２のデューティ比とを変更する。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２０は、２つの電圧制御信号Ｃｖ１，Ｃｖ２のデューティ比に応じた値を有する第２の直流電圧を出力して、半導体レーザ２０２Ｒに印加することができる。例えば、検出電圧Ｖｓが目標電圧Ｖｒよりも小さい場合には、すなわち、半導体レーザ２０２Ｒから射出された光の強度が目標強度よりも小さい場合には、電圧制御信号生成回路２３４は、第１の電圧制御信号Ｃｖ１のデューティ比を増大させると共に、第２の電圧制御信号Ｃｖ２のデューティ比を低減させる。この結果、半導体レーザ２０２Ｒに印加される第２の直流電圧の値が増大する。

電圧制御回路２３０は、さらに、スイッチ回路２３８を備えている。スイッチ回路２３８は、半導体レーザ２０２Ｒを発光状態または非発光状態に設定するためのトランジスタを備えている。

電圧制御回路２３０は、タイミング信号ＣＬをスイッチ回路２３８に供給する。なお、タイミング信号ＣＬは、１フレーム毎の発光期間を示す信号であり、画像処理部１８０から与えられる。タイミング信号ＣＬに応じてスイッチ回路２３８がオン状態またはオフ状態に設定されると、半導体レーザ２０２Ｒが発光状態または非発光状態に設定される。スイッチ回路２３８がオン状態に設定されると、半導体レーザ２０２Ｒは、第２の直流電圧の値に応じた強度を有する光を射出する。

上記のようにして、本実施例の発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂでは、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度が、順次与えられる調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに応じた目標強度に等しくなるように、制御される。

以上説明したように、本実施例では、３つのフォトダイオード２０４Ｒ，Ｇ，Ｂが設けられている。このため、３つの検出電圧を用いて、３つの半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，ｂから射出される３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度を、換言すれば、３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂに入射する３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度を、精度良く調整することができる。

また、本実施例では、原画像データＤの解析結果から得られる３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの値に応じて、３つの半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される３つの色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度が調整（低減）される。また、原画像データＤの解析結果から得られる３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂの値に応じて、原画像データＤを構成する３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂが補正（伸張）される。このため、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂの消費電力を低減させつつ、スクリーンＳＣ上に表示される画像の輝度を維持することができる。また、スクリーンＳＣ上に表示される画像のコントラストを高めることができる。

具体的には、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される色光Ｒ，Ｇ，Ｂの強度は、調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに応じて低減され、基準強度よりも小さく設定される。このため、３つの色光の強度が調整（低減）されず、基準強度で維持される場合と比較して、黒色の画像をより暗く表示することができ、この結果、スクリーンＳＣ上に表示される画像のコントラストを高めることができる。

さらに、本実施例では、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂが利用されているため、高圧水銀ランプなどが利用される場合と比較して、容易に発光強度を調整することができると共に、スクリーンＳＣ上に表示される画像の色の変化を抑制することができる。具体的には、高圧水銀ランプから射出される光の色（波長）は、その発光強度に応じて変化し易い。このため、高圧水銀ランプが利用される場合には、その発光強度を変化させると、表示される画像の色が変化してしまう。一方、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される光の色（波長）は、その発光強度に応じて変化し難い。このため、本実施例では、各半導体レーザの発光強度を変化させても、表示される画像の色の変化を抑制することができる。

なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記実施例では、調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂと補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂとは、画像解析部１８２によって算出されている。しかしながら、これに代えて、調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂによって算出されてもよい。また、補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂは、画像補正部１８４によって算出されてもよい。この場合には、画像解析部１８２の解析結果（max[Yr(x,y)]，max[Yg(x,y)]，max[Yb(x,y)]）が、発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂと画像補正部１８４とに供給されればよい。

（２）上記実施例では、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、それぞれ、max[Yr(x,y)]/255，max[Yg(x,y)]/255，max[Yb(x,y)]/255で表され、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂは、それぞれ、255/max[Yr(x,y)]，255/max[Yg(x,y)]，255/max[Yb(x,y)]で表される。しかしながら、これに代えて、３つの調光係数と３つの補正係数とは、他の式で表されてもよい。すなわち、第１種のパラメータの値と第２種のパラメータの値とは、それぞれ、解析結果に応じた値であればよい。

（３）上記実施例では、３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂに対応して、３つの調光係数Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂと、３つの補正係数Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂと、が算出されている。しかしながら、これに代えて、１つの調光係数と１つの補正係数とが算出されるようにしてもよい。例えば、３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂに対応する３つの最大階調値max[Yr(x,y)]，max[Yg(x,y)]，max[Yb(x,y)]の中の最大値を用いて、１つの調光係数と１つの補正係数とが算出されればよい。そして、該１つの調光係数に応じて、３つの半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される３つの色光の強度が調整され、該１つの補正係数に応じて、３つの色画像データＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂが補正されて３つの補正済み色画像データが生成されればよい。

こうすれば、３つの半導体レーザから射出される３つの色光の強度を容易に調整することができると共に、原画像データを容易に補正することができる。ただし、上記実施例のようにすれば、３つの半導体レーザから射出される３つの色光の強度を、色毎に、調整することができる。また、３つの半導体レーザの消費電力をより低減することができる。

（４）上記実施例では、画像解析部１８２による原画像データの解析は、１フレームの画像（フレーム画像）毎に実行されているが、これに代えて、複数のフレーム画像毎に実行されてもよい。

この場合には、例えば、予め、複数のフレーム画像データに含まれる複数の赤色フレーム画像データを用いて、１つの解析結果が求められ、該解析結果に基づいて、１つの調光係数Ｌｒと１つの補正係数Ｋｒとが求められればよい。そして、発光制御回路２００Ｒは、複数のフレーム期間で、該調光係数Ｌｒを用いて半導体レーザ２０２Ｒを制御し、画像補正部１８４は、複数のフレーム期間で、該補正係数Ｋｒを用いて、複数の赤色フレーム画像データを補正すればよい。

あるいは、画像解析部１８２による原画像データの解析は、フレーム画像内の一部の画像（部分画像）毎に実行されてもよい。

この場合には、フレーム画像は、複数の部分画像に区分される。そして、１フレーム画像毎に、複数の部分画像データに含まれる複数の赤色部分画像データを用いて、複数の解析結果が求められ、該複数の解析結果に基づいて、複数の調光係数Ｌｒと複数の補正係数Ｋｒとが求められればよい。そして、発光制御回路２００Ｒは、１フレーム期間に含まれる複数のサブ期間で、該複数の調光係数Ｌｒを用いて半導体レーザ２０２Ｒを順次制御し、画像補正部１８４は、複数のサブ期間で、該複数の補正係数Ｋｒを用いて、複数の赤色部分画像データを順次補正すればよい。なお、この場合には、液晶ライトバルブ１２０Ｒは、複数の部分画像に対応する複数の部分領域に区分され、半導体レーザ２０２Ｒから射出される赤色光Ｒは、サブ期間毎に、複数の部分領域に順次導かれることが好ましい。なお、フレーム画像は、例えば、上部画像と下部画像とに区分されてもよいし、液晶ライトバルブの複数の走査線に対応する複数のライン画像に区分されてもよい。

このように、原画像データは、１つのフレームの画像を表すデータであってもよいし、複数のフレームの画像を表すデータであってもよいし、１つのフレームの画像のうちの一部の画像を表すデータであってもよい。

（５）上記実施例では、各フォトダイオード２０４Ｒ，Ｇ，Ｂは、対応する発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂの内部に設けられているが、これに代えて、発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂの外部に設けられていてもよい。例えば、各フォトダイオード２０４Ｒ，Ｇ，Ｂは、対応する液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂの近傍に設けられていてもよい。

上記実施例では、各発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂは、対応する発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂの内部に設けられているが、これに代えて、発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂの外部に設けられていてもよい。

また、上記実施例では、３つの発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂが利用されているが、１つの発光制御回路が利用されてもよい。

さらに、上記実施例では、発光制御回路２００Ｒ，Ｇ，Ｂは、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂから射出される光の強度を調整するために、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂに印加される電圧を変更しているが、これに代えて、半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂに供給される電流を変更するようにしてもよい。

一般には、発光制御部は、解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、複数の発光部を制御すればよい。

（６）上記実施例では、各発光装置１０２Ｒ，Ｇ，ｂは、色光Ｒ，Ｇ，Ｂを射出する半導体レーザ２０２Ｒ，Ｇ，Ｂを備えているが、これに代えて、各発光装置は、基本波（赤外光）を射出する半導体レーザと、第２高調波発生（ＳＨＧ）現象を利用して２次高調波を発生させる波長変換素子と、外部共振器を構成するミラーと、を備えていてもよい。この場合にも、各発光装置は、対応する色光Ｒ，Ｇ，Ｂを射出することができる。

また、上記実施例では、発光部として、半導体レーザが利用されているが、これに代えて、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの他の半導体発光素子が利用されてもよい。

（７）上記実施例では、プロジェクタは、液晶ライトバルブを備えているが、これに代えて、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）（ＴＩ社の商標）などのマイクロミラー型光変調装置を備えていてもよい。

（８）上記実施例では、リア投写型のプロジェクタに本発明が適用されているが、これに代えて、フロント投写型のプロジェクタに本発明が適用されてもよい。なお、フロント投写型のプロジェクタでは、スクリーンＳＣの表面側に画像を表す光が投写され、観察者は、スクリーンＳＣの表面側から画像を観察する。

（９）上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。

実施例におけるプロジェクタＰＪの概略構成を示す説明図である。 図１の画像処理部１８０と３つの発光装置１０２Ｒ，Ｇ，Ｂと３つの液晶ライトバルブ１２０Ｒ，Ｇ，Ｂとを示す説明図である。 プロジェクタＰＪの動作の概要を示す説明図である。 発光装置１０２Ｒ（図２）の内部構成の一例を示す説明図である。 図４のＤＣ／ＤＣコンバータ２２０および電圧制御回路２３０の内部構成を示す説明図である。

符号の説明

９０…ＡＣ／ＤＣコンバータ
１０２Ｒ，Ｇ，Ｂ…発光装置
１１０Ｒ，Ｇ，Ｂ…照明光学系
１２０Ｒ，Ｇ，Ｂ…液晶ライトバルブ
１３０…クロスダイクロイックプリズム
１４０…投写光学系
１７０…制御回路
１８０…画像処理部
１８２…画像解析部
１８４…画像補正部
２００Ｒ，Ｇ，Ｂ…発光制御回路
２０２Ｒ，Ｇ，Ｂ…半導体レーザ
２０３…検出用ミラー
２０４Ｒ，Ｇ，Ｂ…フォトダイオード
２２０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２２，２２４…トランジスタ
２２６…インダクタ
２２８…コンデンサ
２３０…電圧制御回路
２３１…電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変換器
２３２…目標電圧発生器
２３３…比較器
２３４…電圧制御信号生成回路
２３８…スイッチ回路
Ｄ…原画像データ
Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂ…色画像データ
ＸＤｒ，ＸＤｇ，ＸＤｂ…補正済み色画像データ
Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂ…調光係数
Ｋｒ，Ｋｇ，Ｋｂ…補正係数
ＰＪ…プロジェクタ
ＳＣ…スクリーン

Claims (7)

1. 画像表示装置であって、
   複数の色光を射出する複数の発光部と、
   変調用画像データに応じて、前記複数の色光を変調する複数の変調部と、
   前記複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、
   原画像データを解析する解析部と、
   前記解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、前記複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、前記複数の発光部を制御する発光制御部と、
   前記解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、前記原画像データを補正して、前記変調用画像データを生成する補正部と、
   を備える、画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置であって、
   前記発光制御部は、前記第１種のパラメータの値に応じた前記複数の色光の目標の強度と、前記複数の検出結果によって示される前記複数の色光の実際の強度と、が等しくなるように、前記複数の発光部を制御する、画像表示装置。
3. 請求項１または２記載の画像表示装置であって、
   前記原画像データは、前記複数の色光に対応する複数の色画像データを含み、
   前記第１種のパラメータは、前記複数の色画像データに対応する複数の第１種の部分パラメータを含み、
   前記第２種のパラメータは、前記複数の色画像データに対応する複数の第２種の部分パラメータを含み、
   前記各第１種の部分パラメータの値と前記各第２種の部分パラメータの値とは、対応する前記色画像データに含まれる最大の階調値を用いて求められる、画像表示装置。
4. 請求項１または２記載の画像表示装置であって、
   前記原画像データは、前記複数の色光に対応する複数の色画像データを含み、
   前記第１種のパラメータの値と前記第２種のパラメータの値とは、前記複数の色画像データに含まれる最大の階調値を用いて求められる、画像表示装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像表示装置であって、
   前記原画像データは、１つのフレームの画像を表すデータである、画像表示装置。
6. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像表示装置であって、
   前記原画像データは、複数のフレームの画像を表すデータである、画像表示装置。
7. 複数の色光を射出する複数の発光部と、変調用画像データに応じて、前記複数の色光を変調する複数の変調部と、前記複数の色光の強度を検出する複数の検出部と、を備える画像表示装置において画像を表示する方法であって、
   原画像データを解析する工程と、
   前記解析結果に応じた第１種のパラメータの値と、前記複数の検出部からの複数の検出結果と、を用いて、前記複数の発光部を制御する工程と、
   前記解析結果に応じた第２種のパラメータの値を用いて、前記原画像データを補正して、前記変調用画像データを生成する工程と、
   を備える、画像表示方法。

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