JP5442221B2 - 照明装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、白色光源が発する白色光を複数の色成分光に分離した上で、各色成分光を変調する照明装置及び投写型映像表示装置に関する。

従来、白色光源が発する白色光を複数の色成分光（赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂ）に分離する色分離部と、複数の色成分光をそれぞれ変調する複数の光変調素子とを有する投写型映像表示装置が知られている。

ＵＨＰランプのような白色光源が発する白色光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、黄成分光Ｙｅを含んでいる。黄成分光Ｙｅは、赤成分光Ｒの波長帯と緑成分光Ｇの波長帯とに挟まれた波長帯を有する。

一般的に、このような白色光源は、黄成分光Ｙｅの波長帯で比較的大きな光量を出力する。従って、投写型映像表示装置が投写する映像光の光量を向上させるために、黄成分光Ｙｅを積極的に利用する試みがある。但し、黄成分光Ｙｅの利用によって出射光量が増加するが、色純度は低下してしまう。

ここで、投写型映像表示装置としては、ホームシアターなどに用いられる投写型映像表示装置やデータ出力などに用いられる投写型映像表示装置が挙げられる。

ホームシアターなどに用いられる投写型映像表示装置では、出射光量よりも各色の色純度が優先されることが好ましい。一方で、データ出力などに用いられる投写型映像表示装置では、各色の色純度よりも出射光量が優先されることが好ましい。

このように、投写型映像表示装置の用途に応じて、各色の色純度を優先するモード（以下、色純度優先モード）と出射光量を優先するモード（以下、光量優先モード）とを切り替えたいというニーズが存在する。

これに対して、所定波長帯（例えば、黄成分光Ｙｅの波長帯）を除去可能なダイクロイックフィルタを用いる投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

具体的には、色純度優先モードでは、色成分光の光路上にダイクロイックフィルタが配置され、光量優先モードでは、色成分光の光路上からダイクロイックフィルタが外される。

これによって、色純度優先モードと光量優先モードとの切り替えが、１台の投写型映像表示装置によって実現される。
特開２０００−１３７２８９号公報（［００２８］、［００２９］、図１など）

しかしながら、上述した投写型映像表示装置では、ダイクロイックフィルタを機械的に動かす必要があるため、ダイクロイックフィルタを動かす機構の故障が発生しやすい。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、故障の発生を抑制しながら、色純度優先モードと光量優先モードとの切り替えを可能とする照明装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る照明装置は、白色光源が発する白色光を複数の色成分光に分離する色分離部と、前記色分離部によって分離された赤成分光、緑成分光及び青成分光をそれぞれ変調する赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子とを備えた照明装置であって、前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子の光入射側に設けられた偏光回旋素子を備え、前記偏光回旋素子は、前記光変調素子に導かれる色成分光の一部である回旋対象光を１度透過させることにより前記回旋対象光の偏光方向を回旋させるとともに、前記回旋対象光は、前記光変調素子に導かれる色成分光のうち、単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光である高色純度成分光の波長帯外の波長帯を有する。

かかる特徴によれば、偏光回旋素子は、一の光変調素子に入射する色成分光の一部である回旋対象光の偏光方向を回旋する。従って、偏光回旋素子が回旋対象光を回旋しない場合には、一の光変調素子を回旋対象光が透過するため、一の光変調素子から出射される色成分光の光量が増大する（光量優先モード）。一方で、偏光回旋素子が回旋対象光を回旋する場合には、回旋対象光は、一の光変調素子の偏光板（光入射側に設けられた偏光板）で遮光され、一の光変調素子を透過しないため、一の光変調素子から出射される色成分光の色純度が高まる（色純度優先モード）。

このように、偏光回旋素子を電気的に制御することによって、光量優先モードと色純度優先モードとを切り替えるため、ダイクロイックフィルタを機械的に動かす必要があった従来技術に比べて、照明装置の故障の発生が抑制される。

第１の特徴において、前記偏光回旋素子は、前記回旋対象光の偏光方向を９０°回旋する状態と前記回旋対象光の偏光方向を回旋しない状態とを切り替え可能に構成されている。

第１の特徴において、前記偏光回旋素子は、前記回旋対象光の偏光方向を０°〜９０°の範囲内で回旋する。

第１の特徴において、照明装置は、前記複数の光変調素子の変調量制御に用いる映像入力信号に応じて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する制御部（制御部３００）をさらに備える。

第１の特徴において、前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、画素の彩度を算出するとともに、前記彩度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。

第１の特徴において、前記偏光回旋素子は、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の偏光回旋素子である。前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の色相範囲毎に彩度を算出するとともに、前記複数の色相範囲毎に算出された彩度に基づいて、前記複数の色相範囲のそれぞれに対応する前記複数の偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。

第１の特徴において、前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の色相範囲毎に色相を算出し、前記複数の色相範囲毎に算出された色相に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を調整する。

第１の特徴において、前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、画素の輝度を算出するとともに、前記輝度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を調整する。

第１の特徴において、前記偏光回旋素子は、複数の領域によって構成される。前記制御部は、前記複数の領域のそれぞれに対応する前記映像入力信号に基づいて、前記複数の領域毎に彩度を算出し、前記複数の領域毎に算出された彩度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を前記複数の領域毎に制御する。

第１の特徴において、前記偏光回旋素子の解像度は、前記複数の光変調素子の解像度よりも低い。

第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、白色光源が発する白色光を複数の色成分光に分離する色分離部と、前記色分離部によって分離された赤成分光、緑成分光及び青成分光をそれぞれ変調する赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子と、前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子によって変調された各色成分光を投写する投写レンズユニットとを備えた投写型映像表示装置であって、前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子の光入射側に設けられた偏光回旋素子を備え、前記偏光回旋素子は、前記光変調素子に導かれる色成分光の一部である回旋対象光を１度透過させることにより前記回旋対象光の偏光方向を回旋させるとともに、前記回旋対象光は、前記光変調素子に導かれる色成分光のうち、単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光である高色純度成分光の波長帯外の波長帯を有する。

本発明によれば、故障の発生を抑制しながら、色純度優先モードと光量優先モードとの切り替えを可能とする照明装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、投写レンズユニット１１０と、照明装置１２０とを有する。

図１では、光源１０が発する光を均質化するフライアイレンズ、光源１０が発する光の偏光方向を揃えるＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）などが省略されていることに留意すべきである。

投写レンズユニット１１０は、照明装置１２０から出射された映像光をスクリーン（不図示）上などに投写する。

照明装置１２０は、光源１０と、複数の液晶パネル３０（液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ、液晶パネル３０Ｂ）と、複数の偏光回旋素子４０（偏光回旋素子４０Ｒ、偏光回旋素子４０Ｇ、偏光回旋素子４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０とを有する。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰランプなどである。すなわち、光源１０が発する光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを少なくとも含む。

液晶パネル３０Ｒは、映像入力信号（赤入力信号Ｒｉｎ）に応じて、赤成分光Ｒを変調する。同様に、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂは、映像入力信号（緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎ）に応じて、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを変調する。

ここで、これらの液晶パネル３０は、光入射側及び光出射側に偏光板（不図示）が設けられている。

偏光回旋素子４０Ｒは、液晶パネル３０Ｒの光入射側に設けられている。偏光回旋素子４０Ｒは、液晶パネル３０Ｒに入射する赤成分光Ｒの一部である回旋対象光（以下、回旋対象光Ｒｒ）の偏光方向を回旋する。ここで、回旋対象光Ｒｒは、赤成分光Ｒの色純度が優先されるモードにおいて、赤単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光（以下、赤高色純度成分光Ｒｔ）の波長帯域外の波長帯を有する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｒは、赤高色純度成分光Ｒｔを回旋せずに回旋対象光Ｒｒを回旋可能に構成されている。

ここで、偏光回旋素子４０Ｒは、回旋対象光Ｒｒの偏光方向を回旋しない状態と回旋対象光Ｒｒの偏光方向を９０°回旋する状態とを選択的に切り替え可能に構成された光学素子である。なお、偏光回旋素子４０Ｒは、回旋対象光Ｒｒの偏光方向を０°〜９０°の範囲内で回旋する光学素子であってもよい。偏光回旋素子４０Ｒの詳細については後述する（図３を参照）。

同様に、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂは、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂの光入射側に設けられている。

偏光回旋素子４０Ｇは、液晶パネル３０Ｇに入射する緑成分光Ｇの一部である回旋対象光（以下、回旋対象光Ｇｒ）の偏光方向を回旋する。ここで、回旋対象光Ｇｒは、緑成分光Ｇの色純度が優先されるモードにおいて、緑単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光（以下、緑高色純度成分光Ｇｔ）の波長帯域外の波長帯を有する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｇは、緑高色純度成分光Ｇｔを回旋せずに回旋対象光Ｇｒを回旋可能に構成されている。

偏光回旋素子４０Ｂは、液晶パネル３０Ｂに入射する青成分光Ｂの一部である回旋対象光（以下、回旋対象光Ｂｒ）の偏光方向を回旋する。ここで、回旋対象光Ｂｒは、青成分光Ｂの色純度が優先されるモードにおいて、青単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光（以下、青高色純度成分光Ｂｔ）の波長帯域外の波長帯を有する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｂは、青高色純度成分光Ｂｔを回旋せずに回旋対象光Ｂｒを回旋可能に構成されている。

偏光回旋素子４０Ｇ（又は、偏光回旋素子４０Ｂ）は、偏光回旋素子４０Ｒと同様に、回旋対象光Ｇｒ（又は、回旋対象光Ｂｒ）の偏光方向を回旋しない状態と回旋対象光Ｇｒ（又は、回旋対象光Ｂｒ）の偏光方向を９０°回旋する状態とを選択的に切り替え可能に構成された光学素子である。なお、偏光回旋素子４０Ｇ（又は、偏光回旋素子４０Ｂ）は、回旋対象光Ｇｒ（又は、回旋対象光Ｂｒ）の偏光方向を０°〜９０°の範囲内で回旋する光学素子であってもよい。

ここで、偏光回旋素子４０によって回旋対象光の偏光方向が回旋されると、液晶パネル３０の光入射側に設けられた偏光板（入射側偏光板）は回旋対象光を遮光する。これによって、各色成分光の色純度が高まることに留意すべきである。

なお、入射側偏光板は、高色純度成分光を透過するように設計されていることは勿論である。

クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂから出射される光を合成する色合成部である。クロスダイクロイックプリズム５０で合成された合成光は、投写レンズユニット１１０に導かれる。

照明装置１２０は、複数のレンズ群（レンズ６０Ｒ、レンズ６０Ｇ、レンズ６０Ｂ、レンズ６１〜レンズ６３）と、複数のダイクロイックミラー群（ダイクロイックミラー７１及びダイクロイックミラー７２）と、複数の反射ミラー群（反射ミラー８１、反射ミラー８２及び反射ミラー８３）とを有する。

レンズ６０Ｒは、液晶パネル３０Ｒから出射された光が投写レンズユニット１１０に照射されるように、赤成分光Ｒを集光するレンズである。同様に、レンズ６０Ｇは、液晶パネル３０Ｇから出射された光が投写レンズユニット１１０に照射されるように、緑成分光Ｇを集光するレンズである。レンズ６０Ｂは、液晶パネル３０Ｂから出射された光が投写レンズユニット１１０に照射されるように、青成分光Ｂを集光するレンズである。レンズ６１〜レンズ６３は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇの光路長と青成分光Ｂの光路長との違いを調整するためのリレーレンズである。

ダイクロイックミラー７１は、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光と赤成分光Ｒとを分離する光学素子である。具体的には、ダイクロイックミラー７１は、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光を反射して、赤成分光Ｒを透過する。

ダイクロイックミラー７２は、ダイクロイックミラー７１で分離された合成光のうち、緑成分光Ｇと青成分光Ｂとを分離する光学素子である。具体的には、ダイクロイックミラー７２は、緑成分光Ｇを反射して、青成分光Ｂを透過する。

反射ミラー８１は、ダイクロイックミラー７１で分離された赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル３０Ｒ側に導くミラーである。

反射ミラー８２及び反射ミラー８３は、ダイクロイックミラー７２で分離された青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル３０Ｂ側に導くミラーである。

（各色成分光の波長帯）
以下において、第１実施形態に係る各色成分光の波長帯について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。

図２に示すように、赤成分光Ｒは、各色成分光のうち、最も長波長の波長帯を有する。一方で、青成分光Ｂは、各色成分光のうち、最も短波長の波長帯を有する。緑成分光Ｇは、青成分光Ｂの波長帯と赤成分光Ｒの波長帯とに挟まれる波長帯を有する。

ここで、各色分離部（ダイクロイックミラー７１及びダイクロイックミラー７２）に入射する色成分光の入射角に応じて、各色分離部のカットオフ波長を変化させているため、各色成分光の波長帯の境界（境界領域（１）及び境界領域（２））は、、各色分離部の中心カットオフ波長の近傍に設けられる。

一方で、図２に示すように、各色成分光の光量は、最大光量を有するピーク波長を境にして、長波長側（又は、短波長側）となるに従って減少する。

従って、色成分光の出射光量を優先するモード（光量優先モード）では、各色分離部によって分離された色成分光の全てを利用することが好ましい。一方で、色成分光の色純度を優先するモード（色純度優先モード）では、各色分離部によって分離された色成分光の全てを利用することは好ましくない。

第１実施形態では、色純度優先モードでは、偏光回旋素子４０が回旋対象光の偏光方向のみを回旋することによって、液晶パネル３０を透過する色成分光の波長帯を絞る。これによって、色成分光の色純度を高めている。

具体的には、液晶パネル３０Ｒの光入射側に設けられた偏光板は、偏光回旋素子４０Ｒによって偏光方向が回旋された回旋対象光Ｒｒを遮光する。ここで、回旋対象光Ｒｒは、赤高色純度成分光Ｒｔよりも短波長側の波長を有する光である。

また、液晶パネル３０Ｂの光入射側に設けられた偏光板は、偏光回旋素子４０Ｂによって偏光方向が回旋された回旋対象光Ｂｒを遮光する。ここで、回旋対象光Ｂｒは、青高色純度成分光Ｂｔよりも長波長側の波長を有する光である。

さらに、液晶パネル３０Ｇの光入射側に設けられた偏光板は、偏光回旋素子４０Ｇによって偏光方向が回旋された回旋対象光Ｇｒを遮光する。ここで、回旋対象光Ｇｒは、緑高色純度成分光Ｇｔよりも短波長側の波長を有する光及び緑高色純度成分光Ｇｔよりも長波長側の波長を有する光のいずれか一方又は両方である。

なお、各色分離部のカットオフ波長を調整することによって、特定の色成分光の色純度を高めることは可能であるが、特定の色成分光以外の色純度が低下してしまう。例えば、赤成分光Ｒの色純度を高めるために、ダイクロイックミラー７１のカットオフ波長を長波長側に調整した場合には、緑成分光Ｇの色純度が低下することに留意すべきである。

（カットオフ波長の一例）
３色の色成分光を利用する従来技術において、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを分離するダイクロイックミラーの中心カットオフ波長が、緑色の色純度を高めるために５７０ｎｍであると想定する。この場合には、ダイクロイックミラーで分離された赤成分光Ｒの光路上に、赤色の色純度を高めるために、５９０ｎｍ以下の波長を有する光をカットするカットフィルターが設けられる。すなわち、５７０ｎｍ〜５９０ｎｍの波長帯を有する色成分光（黄成分光Ｙｅ）がカットされる。

これに対して、４色の色成分光（すなわち、黄成分光Ｙｅ）を利用するケース（１）では、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを分離するダイクロイックミラーの中心カットオフ波長は、従来技術に係る中心カットオフ波長よりも長波長側に設けられる（例えば、５７５ｎｍ）。一方で、カットフィルターは、従来技術に係るカットフィルターよりも短波長側（例えば、５８５ｎｍ未満）の光をカットする。

すなわち、ケース（１）では、約５７０ｎｍ〜５７５ｎｍの波長帯を有する黄成分光Ｙｅが緑成分光Ｇに重畳され、約５８５ｎｍ〜５９０ｎｍの波長帯を有する黄成分光Ｙｅが赤成分光Ｒに重畳される。

また、４色の色成分光（すなわち、黄成分光Ｙｅ）を利用するケース（２）では、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを分離するダイクロイックミラーの中心カットオフ波長は、ケース（１）に係る中心カットオフ波長よりも長波長側に設けられる（例えば、５８０ｎｍ）。一方で、カットフィルターは設けられていない。

すなわち、ケース（２）では、約５７０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長帯を有する黄成分光Ｙｅが緑成分光Ｇに重畳され、約５８０ｎｍ〜５９０ｎｍの波長帯を有する黄成分光Ｙｅが赤成分光Ｒに重畳される。

第１実施形態では、緑色の色純度を高める必要がある場合に、偏光回旋素子４０Ｇが回旋対象光Ｇｒを回旋して、液晶パネル３０Ｇを透過する波長帯を絞る。同様に、赤色の色純度を高める必要がある場合に、偏光回旋素子４０Ｒが回旋対象光Ｒｒを回旋して、液晶パネル３０Ｒを透過する波長帯を絞る。

従って、第１実施形態では、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとを分離するダイクロイックミラー７２の中心カットオフ波長としては、上述したケース（１）及びケース（２）のいずれを採用してもよい。

（偏光回旋素子の構成）
以下において、第１実施形態に係る偏光回旋素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る偏光回旋素子４０を説明するための図である。なお、偏光回旋素子４０Ｒ、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂは同様の構成を有することに留意すべきである。

図３では、λ_１は、高色純度成分光であり、λ_２は、回旋対象光である。図３に示すように、偏光回旋素子４０に電圧が印加されていない状態（ＯＦＦ状態）では、λ_１の偏光方向及びλ_２の偏光方向は回旋されない。一方で、偏光回旋素子４０に電圧が印加された状態（ＯＮ状態）では、λ_１の偏光方向は回旋されずに、λ_２の偏光方向は選択的に９０°回旋される。

以下において、偏光回旋素子４０Ｒを例に挙げて、回旋対象光Ｒｒの回旋について説明する。図４は、第１実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｒを説明するための図である。図４では、縦軸は、偏光回旋素子４０Ｒに入射した際における赤成分光Ｒ（回旋対象光Ｒｒ）が回旋されずに偏光回旋素子４０Ｒを透過する比率（透過率）を示している。横軸は、赤成分光Ｒの波長を示している。従って、図４では、透過率が低ければ低いほど、赤成分光Ｒ（回旋対象光Ｒｒ）の偏光方向が回旋されていることに留意すべきである。

図４に示すように、偏光回旋素子４０Ｒに印加される電圧が増加するに従って、所定波長（例えば、６００ｎｍ）以下の赤成分光Ｒ（すなわち、回旋対象光Ｒｒ）の透過率が低下する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｒに印加される電圧が増加するに従って、回旋対象光Ｒｒの偏光方向が回旋される。

次に、偏光回旋素子４０Ｇを例に挙げて、回旋対象光Ｇｒの回旋について説明する。図５は、第１実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｇを説明するための図である。図５では、縦軸は、偏光回旋素子４０Ｇに入射した際における緑成分光Ｇ（回旋対象光Ｇｒ）が回旋されずに偏光回旋素子４０Ｇを透過する比率（透過率）を示している。横軸は、緑成分光Ｇの波長を示している。従って、図５では、透過率が低ければ低いほど、緑成分光Ｇ（回旋対象光Ｇｒ）の偏光方向が回旋されていることに留意すべきである。

図５に示すように、偏光回旋素子４０Ｇに印加される電圧が増加するに従って、所定波長（例えば、５７０ｎｍ）以上の緑成分光Ｇ（すなわち、回旋対象光Ｇｒ）の透過率が低下する。同様に、偏光回旋素子４０Ｇに印加される電圧が増加するに従って、所定波長（例えば、５２０ｎｍ）以下の緑成分光Ｇ（すなわち、回旋対象光Ｇｒ）の透過率が低下する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｇに印加される電圧が増加するに従って、回旋対象光Ｇｒの偏光方向が回旋される。

（色再現範囲）
以下において、第１実施形態に係る色再現範囲について、図面を参照しながら説明する。図６は、第１実施形態に係る色再現範囲について説明するための図である。

図６に示すように、光量優先モードでは、色分離部によって分離された色成分光のうち、各偏光回旋素子（偏光回旋素子４０Ｒ、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂ）に到達した光が利用されるため、各色成分光の色純度が低下する。従って、光量優先モードでは、色再現範囲は、Ｒ_１、Ｇ_１及びＢ_１によって示される範囲である。

一方で、色純度優先モードでは、色分離部によって分離された色成分光の一部（高色純度成分光）のみが利用されるため、各色成分光の色純度が向上する。従って、色純度優先モードでは、色再現範囲は、Ｒ_２、Ｇ_２及びＢ_２によって示される範囲である。

このように、色純度優先モードにおける色再現範囲（Ｒ_２、Ｇ_２及びＢ_２）は、光量優先モードにおける色再現範囲（Ｒ_１、Ｇ_１及びＢ_１）よりも広い。

（制御部の構成）
以下において、第１実施形態に係る制御部の構成について、図面を参照しながら説明する。図７は、第１実施形態に係る制御部３００の構成を示すブロック図である。

図７に示すように、制御部３００は、入力信号受付部３１０と、色純度算出部３２０と、変調量制御部３３０と、回旋量制御部３４０とを有する。

入力信号受付部３１０は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む映像入力信号を受け付ける。具体的には、入力信号受付部３１０は、ＤＶＤ再生装置やＴＶチューナなどの機器から映像入力信号を受け付ける。

色純度算出部３２０は、映像入力信号に基づいて、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎに対応する色純度を算出する。続いて、色純度算出部３２０は、各色成分光の光量及び色純度を調整しながら、各液晶パネル３０の変調量の制御を変調量制御部３３０に指示するとともに、各偏光回旋素子４０の回旋の制御を回旋量制御部３４０に指示する。

例えば、色純度優先モードでは、色純度算出部３２０は、回旋対象光の回旋させることを回旋量制御部３４０に指示する。また、色純度算出部３２０は、回旋対象光の回旋に起因する光量の低下を補う補正を映像入力信号に加えた上で変調量を制御することを変調量制御部３３０に指示する。

一方で、光量優先モードでは、色純度算出部３２０は、回旋対象光の回旋させないことを回旋量制御部３４０に指示する。また、色純度算出部３２０は、光量をさらに増大させる補正を映像入力信号に加えた上で変調量を制御することを変調量制御部３３０に指示する。

ここで、色純度優先モード及び光量優先モードは、従来技術のように、ユーザによって切り替えられてもよい。

また、色純度優先モード及び光量優先モードは、映像入力信号に対応する各色の色純度に応じて、各色毎に切り替えられてもよい。

例えば、赤入力信号Ｒｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｒ）以上である場合には、回旋対象光Ｒｒの偏光方向を回旋させてもよい（色純度優先モード）。一方で、赤入力信号Ｒｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｒ）未満である場合には、回旋対象光Ｒｒの偏光方向を回旋させなくてもよい（光量優先モード）。

同様に、緑入力信号Ｇｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｇ）以上である場合には、回旋対象光Ｇｒの偏光方向を回旋させてもよい（色純度優先モード）。一方で、緑入力信号Ｇｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｇ）未満である場合には、回旋対象光Ｇｒの偏光方向を回旋させなくてもよい（光量優先モード）。

青入力信号Ｂｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｂ）以上である場合には、回旋対象光Ｂｒの偏光方向を回旋させてもよい（色純度優先モード）。一方で、青入力信号Ｂｉｎに対応する色純度が所定色純度（Ｔ_Ｂ）未満である場合には、回旋対象光Ｂｒの偏光方向を回旋させなくてもよい（光量優先モード）。

なお、所定色純度（Ｔ_Ｒ）、所定色純度（Ｔ_Ｇ）及び所定色純度（Ｔ_Ｂ）は、投写型映像表示装置１００に要求される仕様や各色の特性などに応じて定められている。

また、偏光回旋素子４０が回旋対象光の偏光方向を０〜９０°の範囲内で回旋可能に構成されている場合には、色純度算出部３２０は、映像入力信号に基づいて算出された色純度に応じた回旋量で回旋対象光を回旋させることを回旋量制御部３４０に指示する。これに伴って、色純度算出部３２０は、回旋対象光の回旋量に応じた補正を映像入力信号に加えた上で変調量を制御することを変調量制御部３３０に指示する。

変調量制御部３３０は、色純度算出部３２０の指示に応じて、各液晶パネル３０の変調量を液晶パネル３０の画素単位で制御する。

回旋量制御部３４０は、色純度算出部３２０の指示に基づいて、各偏光回旋素子４０の回旋を制御する。

（作用及び効果）
第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、偏光回旋素子４０は、各液晶パネル３０に入射する色成分光の一部である回旋対象光（回旋対象光Ｒｒ、回旋対象光Ｇｒ及び回旋対象光Ｂｒ）の偏光方向を回旋する。

従って、偏光回旋素子４０が回旋対象光を回旋しない場合には、各液晶パネル３０を回旋対象光が透過するため、各液晶パネル３０から出射される色成分光の光量が増大する（光量優先モード）。一方で、偏光回旋素子４０が回旋対象光を回旋する場合には、回旋対象光は、各液晶パネル３０の偏光板（光入射側に設けられた偏光板）で遮光され、各液晶パネル３０を透過しないため、各液晶パネル３０から出射される色成分光の色純度が高まる（色純度優先モード）。

このように、偏光回旋素子４０を電気的に制御することによって、光量優先モードと色純度優先モードとを切り替えるため、ダイクロイックフィルタを機械的に動かす必要があった従来技術に比べて、照明装置１２０及び投写型映像表示装置１００の故障の発生が抑制される。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、回旋対象光（回旋対象光Ｒｒ、回旋対象光Ｇｒ及び回旋対象光Ｂｒ）は、色成分光の色純度を優先するモードにおいて、各液晶パネル３０が変調の対象とする高色純度成分光の波長帯外の波長帯を有する。

従って、色純度優先モードにおいて、投写型映像表示装置１００に要求される仕様に応じて、色成分光の色純度を高めることができる。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、制御部３００（回旋量制御部３４０）は、映像入力信号に基づいて算出された色純度に応じて、各偏光回旋素子４０の回旋量を制御する。従って、映像の種類に応じて適切なモードに切り替えることができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について図面を参照しながら説明する。以下においては、上述した第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、上述した第１実施形態では、偏光回旋素子４０Ｒ、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂは、液晶パネル３０Ｒ、液晶パネル３０Ｇ及び液晶パネル３０Ｂの光入射側にそれぞれ設けられている。これに対して、第２実施形態では、偏光回旋素子４０Ｒ及び偏光回旋素子４０Ｇに代えて、偏光回旋素子４０Ｘが設けられている。

ここで、偏光回旋素子４０Ｘは、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光の光路上に設けられており、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとの境界近傍の波長帯を有する回旋対象光の偏光方向を回旋可能に構成されている。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。

図８に示すように、照明装置１２０は、偏光回旋素子４０Ｒ及び偏光回旋素子４０Ｇに代えて、偏光回旋素子４０Ｘを有する。なお、照明装置１２０は、レンズ６１〜レンズ６３に代えて、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂの光路長と赤成分光Ｒの光路長との違いを調整するためのレンズ６４〜レンズ６６（リレーレンズ）を有する。

偏光回旋素子４０Ｘは、ダイクロイックミラー１７１とダイクロイックミラー１７２との間において、ダイクロイックミラー１７１によって分離された合成光（赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇ）の光路上に設けられている。偏光回旋素子４０Ｘは、ダイクロイックミラー１７１によって分離された合成光の一部である回旋対象光（以下、回旋対象光Ｙｅ）の偏光方向を回旋する。

ここで、回旋対象光Ｙｅは、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとの境界近傍の波長帯を有する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｘは、赤高色純度成分光Ｒｔ及び緑高色純度成分光Ｇｔの偏光方向を回転せずに回旋対象光Ｙｅを回旋可能に構成されている。

ここで、偏光回旋素子４０Ｘは、回旋対象光Ｙｅの偏光方向を回旋しない状態と回旋対象光Ｙｅの偏光方向を９０°回旋する状態とを選択的に切り替え可能に構成された光学素子である。なお、偏光回旋素子４０Ｘは、回旋対象光Ｙｅの偏光方向を０°〜９０°の範囲内で回旋する光学素子であってもよい。

（偏光回旋素子の構成）
以下において、第２実施形態に係る偏光回旋素子の構成について、図面を参照しながら説明する。図９は、第２実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｘを説明するための図である。図９では、縦軸は、偏光回旋素子４０Ｘに入射した際における合成光（回旋対象光Ｙｅ）が回旋されずに偏光回旋素子４０Ｘを透過する比率（透過率）を示している。横軸は、合成光の波長を示している。従って、図９では、透過率が低ければ低いほど、合成光（回旋対象光Ｙｅ）の偏光方向が回旋されていることに留意すべきである。

図９に示すように、偏光回旋素子４０Ｘに電圧が印加された状態（ＯＮ状態）では、所定波長（例えば、６００ｎｍ）以下の合成光（すなわち、回旋対象光Ｙｅ）の透過率が低下する。同様に、偏光回旋素子４０Ｘに電圧が印加された状態（ＯＮ状態）では、所定波長（例えば、５７０ｎｍ）以上の合成光（すなわち、回旋対象光Ｙｅ）の透過率が低下する。すなわち、偏光回旋素子４０Ｘに電圧が印加された状態（ＯＮ状態）では、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとの境界近傍の波長帯を有する回旋対象光Ｙｅ（すなわち、黄成分光Ｙｅ）の偏光方向が回旋される。

また、照明装置１２０は、ダイクロイックミラー７１、ダイクロイックミラー７２、反射ミラー８１、反射ミラー８２及び反射ミラー８３に代えて、ダイクロイックミラー１７１、ダイクロイックミラー１７２、反射ミラー１８１、反射ミラー１８２及び反射ミラー１８３を有する。

ダイクロイックミラー１７１は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光と青成分光Ｂとを分離する光学素子である。具体的には、ダイクロイックミラー１７１は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光を反射して、青成分光Ｂを透過する。

ダイクロイックミラー１７２は、ダイクロイックミラー１７１で分離された合成光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇとを分離する光学素子である。具体的には、ダイクロイックミラー１７２は、緑成分光Ｇを反射して、赤成分光Ｒを透過する。

反射ミラー１８１は、ダイクロイックミラー１７１で分離された青成分光Ｂを反射して、青成分光Ｂを液晶パネル３０Ｂ側に導くミラーである。

反射ミラー１８２及び反射ミラー１８３は、ダイクロイックミラー１７２で分離された赤成分光Ｒを反射して、赤成分光Ｒを液晶パネル３０Ｒ側に導くミラーである。

（作用及び効果）
第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光の光路上には、偏光回旋素子４０Ｘが設けられている。偏光回旋素子４０Ｘは、赤成分光Ｒと緑成分光Ｇとの境界近傍の波長帯を有する回旋対象光Ｙｅ（すなわち、黄成分光Ｙｅ）の偏光方向を回旋する。

すなわち、偏光回旋素子４０Ｒ及び偏光回旋素子４０Ｇが設けられていなくても、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇについて、光量優先モードと色純度優先モードとを偏光回旋素子４０Ｘによって切り替えることができる。

このように、第１実施形態と同様の効果を得ながら、照明装置１２０（又は、投写型映像表示装置１００）に設けられる光学素子数を第１実施形態よりも削減することができる。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。第３実施形態では、第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第３実施形態では、制御部３００は、偏光回旋素子４０による回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。

（回旋量の制御例１）
上述した制御部３００に設けられた色純度算出部３２０は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む映像入力信号に基づいて、フレーム全体を構成する複数の画素の彩度を算出する。続いて、色純度算出部３２０は、複数の画素の彩度に基づいて、彩度の平均値（以下、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ））を算出する。

色純度算出部３２０は、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）に基づいて、色再現範囲拡大率（ｒ）を決定する。色純度算出部３２０は、色再現範囲拡大率（ｒ）を回旋量制御部３４０に通知する。なお、色再現範囲拡大率（ｒ）は、光量優先モードの色再現範囲を基準として、色再現範囲を拡大する率である。

具体的には、図１０に示すように、色再現範囲拡大率（ｒ）の範囲は、“１”〜“ＭＡＸ”である。色純度算出部３２０は、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）が０〜閾値Ｔｈ_１の範囲である場合には、色再現範囲拡大率（ｒ）を“１”に決定する。色純度算出部３２０は、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）が閾値Ｔｈ_１〜閾値Ｔｈ_２の範囲である場合には、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）が大きい程、色再現範囲拡大率（ｒ）を“ＭＡＸ”に近づける。なお、色純度算出部３２０は、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）が閾値Ｔｈ_２を超える場合には、色再現範囲拡大率（ｒ）を“ＭＡＸ”に決定する。

以下において、上述した色再現範囲拡大率（ｒ）の定義について、図１１を参照しながら説明する。図１１では、色再現範囲がｘ軸及びｙ軸によって定義される。

Ｒ_１、Ｇ_１及びＢ_１によって囲まれる範囲は、光量優先モードの色再現範囲である。Ｒ_１、Ｇ_１及びＢ_１の座標は、それぞれ、（Ｒ_１ｘ，Ｒ_１ｙ）、（Ｇ_１ｘ，Ｇ_１ｙ）及び（Ｂ_１ｘ，Ｂ_１ｙ）である。Ｒ_２、Ｇ_２及びＢ_２によって囲まれる範囲は、色純度優先モードの色再現範囲である。Ｒ_２、Ｇ_２及びＢ_２の座標は、それぞれ、（Ｒ_２ｘ，Ｒ_２ｙ）、（Ｇ_２ｘ，Ｇ_２ｙ）及び（Ｂ_２ｘ，Ｂ_２ｙ）である。なお、Ｗは、色温度が最も低いホワイトポイントである。Ｗの座標は、（Ｗｘ，Ｗｙ）である。

ここで、ＬＲ_１は、（Ｒ_１ｘ，Ｒ_１ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離である。ＬＲ_２は、（Ｒ_２ｘ，Ｒ_２ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離である。色再現範囲拡大率（ｒ）の最大値“ＭＡＸ”は、ＬＲ_２／ＬＲ_１で定義される。一方で、色再現範囲拡大率（ｒ）の最小値“ＭＩＮ”は、ＬＲ_１／ＬＲ_１＝“１”で定義される。すなわち、色再現範囲拡大率（ｒ）の範囲は、“１”〜“ＭＡＸ”である。

なお、以下の前提に従って、色再現範囲拡大率（ｒ）の最大値“ＭＡＸ”を定義してもよい。

ＬＧ_１：（Ｇ_１ｘ，Ｇ_１ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離
ＬＧ_２：（Ｇ_２ｘ，Ｇ_２ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離
ＬＢ_１：（Ｂ_１ｘ，Ｂ_１ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離
ＬＢ_２：（Ｂ_２ｘ，Ｂ_２ｙ）と（Ｗｘ，Ｗｙ）との間の距離
ここで、色再現範囲拡大率（ｒ）の最大値“ＭＡＸ”は、ＬＲ_２／ＬＲ_１、ＬＧ_２／ＬＧ_１及びＬＢ_２／ＬＢ_１の平均値で定義されてもよい。

なお、回旋量制御部３４０は、色再現範囲拡大率（ｒ）に基づいて、偏光回旋素子４０による回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。回旋量制御部３４０は、色再現範囲拡大率（ｒ）が“ＭＡＸ”に近い程、回旋対象光の偏光方向を回旋させる。一方で、回旋量制御部３４０は、色再現範囲拡大率（ｒ）が“１”に近い程、回旋対象光の偏光方向を回旋させない。

回旋量の制御例１では、回旋量制御部３４０は、偏光回旋素子４０Ｒ、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂを一律に制御する。すなわち、回旋量制御部３４０は、回旋対象光Ｒｒ、回旋対象光Ｇｒ及び回旋対象光Ｂｒの偏光方向の回旋量を一律に制御する。

（回旋量の制御例２）
上述した制御部３００に設けられた色純度算出部３２０は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む映像入力信号に基づいて、フレーム全体を構成する複数の画素の彩度を複数の色範囲毎に算出する。

ここで、液晶パネル３０Ｒに対応する色範囲は赤色範囲である。赤色範囲は、赤近傍の色相を有する範囲である。例えば、赤色範囲は、マゼンタから黄までの色相を有する範囲である。

液晶パネル３０Ｇに対応する色範囲は緑色範囲である。緑色範囲は、緑近傍の色相を有する範囲である。例えば、緑色範囲は、黄からシアンまでの色相を有する範囲である。

液晶パネル３０Ｂに対応する色範囲は青色範囲である。青色範囲は、青近傍の色相を有する範囲である。例えば、青色範囲は、シアンからマゼンタまでの色相を有する範囲である。

以下においては、赤色範囲に含まれる画素の彩度を赤彩度と称する。同様に、緑色範囲及び青色範囲に含まれる画素の彩度を緑彩度及び青彩度と称する。

色純度算出部３２０は、赤彩度の平均値（以下、平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ））を算出する。同様に、色純度算出部３２０は、緑彩度の平均値（以下、平均緑彩度（ＳＧ_ａｖｅ））及び青彩度の平均値（以下、平均青彩度（ＳＢ_ａｖｅ））を算出する。

色純度算出部３２０は、平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ）に基づいて、偏光回旋素子４０Ｒ用の色再現範囲拡大率（Ｒｒ）を決定する。同様に、色純度算出部３２０は、平均緑彩度（ＳＧ_ａｖｅ）及び平均青彩度（ＳＢ_ａｖｅ）に基づいて、偏光回旋素子４０Ｇ用の色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び偏光回旋素子４０Ｂ用の色再現範囲拡大率（Ｂｒ）を決定する。色純度算出部３２０は、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び色再現範囲拡大率（Ｂｒ）を回旋量制御部３４０に通知する。

ここで、色再現範囲拡大率の決定方法は、基本的には、回旋量の制御例１と同様である（図１０を参照）。但し、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び色再現範囲拡大率（Ｂｒ）の決定方法は互いに異なっていてもよい。

なお、回旋量制御部３４０は、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）に基づいて、偏光回旋素子４０Ｒによる回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。同様に、回旋量制御部３４０は、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び色再現範囲拡大率（Ｂｒ）に基づいて、偏光回旋素子４０Ｇ及び偏光回旋素子４０Ｂによる回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する。すなわち、回旋量制御部３４０は、回旋対象光Ｒｒ、回旋対象光Ｇｒ及び回旋対象光Ｂｒの偏光方向の回旋量を個別に制御する。

（回旋量の制御例３）
ここで、回旋量の制御例３は、回旋量の制御例２を前提としていることに留意すべきである。

上述した制御部３００に設けられた色純度算出部３２０は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む映像入力信号に基づいて、フレーム全体を構成する複数の画素の色相を複数の色範囲毎に算出する。

続いて、色純度算出部３２０は、赤色範囲に含まれる画素の彩度を調整するための調整係数（ＳＲ_ｃ）を画素毎に決定する。なお、調整係数（ＳＲ_ｃ）は、赤色範囲に含まれる画素に対応付けられることは勿論である。同様に、色純度算出部３２０は、緑色範囲及び青色範囲に含まれる画素の彩度を調整するための調整係数（ＳＧ_ｃ）及び調整係数（ＳＢ_ｃ）を画素毎に決定する。

色純度算出部３２０は、赤色範囲に含まれる画素の彩度に調整係数（ＳＲ_ｃ）を乗算した上で、乗算結果の平均値を平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ）として算出する。同様に、色純度算出部３２０は、緑色範囲及び青色範囲に含まれる画素の彩度に調整係数（ＳＧ_ｃ）及び調整係数（ＳＢ_ｃ）を乗算した上で、乗算結果の平均値を平均緑彩度（ＳＧ_ａｖｅ）及び平均青彩度（ＳＧ_ａｖｅ）として算出する。

ここでは、調整係数（ＳＲ_ｃ）の決定を例に挙げて、図１２を参照しながら説明する。図１２に示すように、調整係数（ＳＲ_ｃ）の範囲は、“０．５”〜“１”の範囲である。色純度算出部３２０は、赤色範囲に含まれる画素の色相が赤の色相（図１２では、Ｒ）に近い程、調整係数（ＳＲ_ｃ）を“１”に近ける。一方で、色純度算出部３２０は、赤色範囲に含まれる画素の色相がマゼンタの色相（図１２では、Ｍｇ）又は黄の色相（図１２では、Ｙｅ）に近い程、調整係数（ＳＲ_ｃ）が“０．５”に近ける。

上述したように、調整係数（ＳＲ_ｃ）によって調整された彩度によって平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ）が算出されるため、赤色範囲において赤の色相に近い画素が多い程、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）が大きくなる。

なお、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び色再現範囲拡大率（Ｂｒ）についても、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）と同様である。すなわち、緑色範囲において緑の色相に近い画素が多い程、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）が大きくなる。同様に、青色範囲において青の色相に近い画素が多い程、色再現範囲拡大率（Ｂｒ）が大きくなる。

（回旋量の制御例４）
ここで、回旋量の制御例４は、回旋量の制御例１を前提としていることに留意すべきである。

上述した制御部３００に設けられた色純度算出部３２０は、赤入力信号Ｒｉｎ、緑入力信号Ｇｉｎ及び青入力信号Ｂｉｎを含む映像入力信号に基づいて、フレーム全体を構成する複数の画素の輝度を算出する。

続いて、色純度算出部３２０は、フレーム全体を構成する画素の彩度を調整するための調整係数（Ｓ_ｃ）を画素毎に決定する。なお、調整係数（Ｓ_ｃ）は、フレーム全体を構成する画素に対応付けられることは勿論である。

色純度算出部３２０は、フレーム全体を構成する画素の彩度に調整係数（Ｓ_ｃ）を乗算した上で、乗算結果の平均値を平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）として算出する。

具体的には、色純度算出部３２０は、図１３に示すように、フレーム全体を構成する画素の輝度（Ｌ）が０〜閾値Ｔｈ_３の範囲である場合には、調整係数（Ｓ_ｃ）を“０”に決定する。色純度算出部３２０は、フレーム全体を構成する画素の輝度（Ｌ）が閾値Ｔｈ_３を超える場合には、調整係数（Ｓ_ｃ）を“１”に近づける。なお、調整係数（Ｓ_ｃ）の範囲は、“０”〜“１”である。

上述したように、調整係数（Ｓ_ｃ）によって調整された彩度によって平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）が算出されるため、輝度（Ｌ）が高い画素が多い程、色再現範囲拡大率（ｒ）が大きくなる。

（その他の制御例）
回旋量の制御例２と回旋量の制御例４とを組み合わせてもよい。回旋量の制御例３と回旋量の制御例４とを組み合わせてもよい。

回旋量の制御例１では、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）によって色再現範囲拡大率（ｒ）が決定されるが、制御例はこれに限定されるものではない。例えば、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）に代えて、フレームを構成する複数の画素の最高輝度、最低輝度、分散値などの代表値が用いられてもよい。

回旋量の制御例２では、平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ）、平均緑彩度（ＳＧ_ａｖｅ）及び平均青彩度（ＳＢ_ａｖｅ）によって、色再現範囲拡大率（Ｒｒ）、色再現範囲拡大率（Ｇｒ）及び色再現範囲拡大率（Ｂｒ）が決定されるが、制御例はこれに限定されるものではない。平均赤彩度（ＳＲ_ａｖｅ）、平均緑彩度（ＳＧ_ａｖｅ）及び平均青彩度（ＳＢ_ａｖｅ）に代えて、赤色範囲、緑色範囲及び青色範囲に含まれる画素の最高輝度、最低輝度、分散値などの代表値が用いられてもよい。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。第３実施形態では、第１実施形態と第４実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第４実施形態では、偏光回旋素子４０は、複数の領域によって構成される。制御部３００は、偏光回旋素子４０による回旋対象光の偏光方向の回旋量を複数の領域毎に制御する。

例えば、図１４に示すように、液晶パネル３０は、複数の領域によって構成される。以下においては、液晶パネル３０を構成する領域を識別するために、各領域をＰ（ｘ，ｙ）で表す。同様に、偏光回旋素子４０は、複数の領域によって構成される。以下においては、偏光回旋素子４０を構成する領域を識別するために、各領域をＱ（ｘ，ｙ）で表す。

上述した制御部３００に設けられた色純度算出部３２０は、領域Ｑ（ｘ，ｙ）に対応する映像入力信号に基づいて、領域Ｑ（ｘ，ｙ）に対応する複数の画素の彩度を算出する。ここで、領域Ｑ（ｘ，ｙ）に対応する映像入力信号は、領域Ｐ（ｘ，ｙ）に対応する映像入力信号である。

色純度算出部３２０は、領域Ｑ（ｘ，ｙ）毎に平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）を算出する。続いて、色純度算出部３２０は、平均彩度（Ｓ_ａｖｅ）に基づいて、色再現範囲拡大率（ｒ）を決定する。色純度算出部３２０は、領域Ｑ（ｘ，ｙ）毎に決定された色再現範囲拡大率（ｒ）を回旋量制御部３４０に通知する。

なお、回旋量制御部３４０は、領域Ｑ（ｘ，ｙ）毎に決定された色再現範囲拡大率（ｒ）に基づいて、偏光回旋素子４０による回旋対象光の偏光方向の回旋量を領域Ｑ（ｘ，ｙ）毎に制御する。

ここで、第４実施形態、すなわち、領域Ｑ（ｘ，ｙ）毎に回旋量を制御する処理は、回旋量の制御例１〜４及びその他の制御例のいずれにも適用することができる。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態では、偏光回旋素子４０が解像度を有していないことを前提として説明したが、これに限定されるものではない。偏光回旋素子４０は、複数の領域に分割されており、複数の領域毎に回旋対象光の回旋量を制御可能に構成されていてもよい。すなわち、偏光回旋素子４０は、解像度を有していてもよい。

このように、偏光回旋素子４０が解像度を有している場合には、偏光回旋素子４０の解像度は、各液晶パネル３０の解像度よりも低いことが好ましい。これによって、偏光回旋素子４０に設けられた電極などによって、各色成分光の利用効率の低下を抑制することができる。

複数の領域毎に制御される回旋対象光の回旋量は、複数の領域のそれぞれに対応する映像入力信号に基づいて算出されることは勿論である。

上述した実施形態で示したように、光量優先モードと色純度優先モードとの切り替えをユーザが行ってもよい。この場合には、ユーザがモードを設定するためのモード設定部が設けられていてもよい。

例えば、データ出力の用途で投写型映像表示装置１００が用いられる場合には、光量優先モードが選択され、ホームシアターの用途で投写型映像表示装置１００が用いられる場合には、色純度優先モードが選択される。

なお、投写型映像表示装置１００が用いられる用途に応じて、モードが自動的に切り替えられてもよい。

また、映像入力信号の入力端子の種類に応じて、光量優先モードと色純度優先モードとの切り替えが行われてもよい。例えば、映像入力信号の入力端子がＤ端子やＨＤＭＩ端子である場合には、ホームシアターの用途で投写型映像表示装置１００が用いられる可能性が高いため、自動的に色純度優先モードが選択されてもよい。一方で、映像入力信号の入力端子がＤＶＩ端子やＶＧＡ端子である場合には、データ出力の用途で投写型映像表示装置１００が用いられる可能性が高いため、自動的に光量優先モードが選択されてもよい。

さらに、光量優先モードと色純度優先モードとの切り替えは、映像入力信号に対応する各色の色純度に応じて行われてもよい。すなわち、各色の色純度が一定期間に亘って所定色純度以上である場合に、モードが色純度優先モードに自動的に切り替えられてもよい。一方で、各色の色純度が一定期間に亘って所定色純度未満である場合に、モードが光量優先モードに自動的に切り替えられてもよい。

上述した第１実施形態では、全ての液晶パネル３０の入射側に偏光回旋素子４０が設けられているが、これに限定されるものではない。具体的には、投写型映像表示装置１００に要求される仕様に応じて、複数の液晶パネル３０のうち、いずれかの液晶パネル３０の入射側にのみ、偏光回旋素子４０が設けられていてもよい。

上述した第２実施形態では、偏光回旋素子４０Ｘは、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを含む合成光の光路上に設けられているが、これに限定されるものではない。具体的には、偏光回旋素子４０Ｘは、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む合成光の光路上に設けられていてもよい。この場合には、偏光回旋素子４０Ｘは、緑成分光Ｇと青成分光Ｂとの境界近傍の波長帯を有する回旋対象光（すなわち、シアン成分光Ｃｙ）の偏光方向を回旋するように構成される。

上述した実施形態では特に触れていないが、投写型映像表示装置１００の周辺照度を検出する照度センサを投写型映像表示装置１００が有していてもよい。回旋量制御部３４０は、照度センサによって検出された周辺照度に応じて、各偏光回旋素子４０の回旋を制御する。例えば、回旋量制御部３４０は、照度センサによって検出された周辺照度が所定照度以上である場合に、偏光対象光の偏光方向を回旋しないように各偏光回旋素子４０を制御する（光量優先モード）。一方で、回旋量制御部３４０は、照度センサによって検出された周辺照度が所定照度未満である場合に、偏光対象光の偏光方向を回旋するように各偏光回旋素子４０を制御する（色純度優先モード）。

上述した実施形態では特に触れていないが、光源１０が発する各色成分光の偏光方向は、Ｓ偏光に揃えられてもよく、Ｐ偏光に揃えられてもよい。

上述した実施形態では特に触れていないが、照明装置１２０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂに加えて、第４色光（黄成分光Ｙｅやシアン成分光Ｃｙ）を利用してもよい。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。 第１実施形態に係る各色成分光の波長帯を示す図である。 第１実施形態に係る偏光回旋素子４０を説明するための図である。 第１実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｒを説明するための図である。 第１実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｇを説明するための図である。 第１実施形態に係る色再現範囲の一例を示す図である。 第１実施形態に係る制御部３００の構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す図である。 第２実施形態に係る偏光回旋素子４０Ｘを説明するための図である。 第３実施形態に係る回旋量の制御例を説明するための図である。 第３実施形態に係る回旋量の制御例を説明するための図である。 第３実施形態に係る回旋量の制御例を説明するための図である。 第３実施形態に係る回旋量の制御例を説明するための図である。 第４実施形態に係る回旋量の制御例を説明するための図である。

符号の説明

１０・・・光源、３０・・・液晶パネル、４０・・・偏光回旋素子、５０・・・クロスダイクロイックプリズム、６０・・・レンズ、６１〜６６・・・レンズ、７１〜７２・・・ダイクロイックミラー、８１〜８３・・・反射ミラー、１００・・・投写型映像表示装置、１１０・・・投写レンズユニット、１２０・・・照明装置、１７１〜１７２・・・ダイクロイックミラー、１８１〜１８３・・・反射ミラー、３００・・・制御部、３１０・・・入力信号受付部、３２０・・・色純度算出部、３３０・・・変調量制御部、３４０・・・回旋量制御部

Claims (11)

1. 白色光源が発する白色光を複数の色成分光に分離する色分離部と、
   前記色分離部によって分離された赤成分光、緑成分光及び青成分光をそれぞれ変調する赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子とを備えた照明装置であって、
   前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子の光入射側に設けられた偏光回旋素子を備え、
   前記偏光回旋素子は、前記光変調素子に導かれる色成分光の一部である回旋対象光を１度透過させることにより前記回旋対象光の偏光方向を回旋させるとともに、
   前記回旋対象光は、前記光変調素子に導かれる色成分光のうち、単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光である高色純度成分光の波長帯外の波長帯を有することを特徴とする照明装置。
2. 前記偏光回旋素子は、前記回旋対象光の偏光方向を９０°回旋する状態と前記回旋対象光の偏光方向を回旋しない状態とを切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記偏光回旋素子は、前記回旋対象光の偏光方向を０°〜９０°の範囲内で回旋することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記複数の光変調素子の変調量制御に用いる映像入力信号に応じて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、画素の彩度を算出するとともに、前記彩度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記偏光回旋素子は、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の偏光回旋素子であり、
   前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の色相範囲毎に彩度を算出するとともに、前記複数の色相範囲毎に算出された彩度に基づいて、前記複数の色相範囲のそれぞれに対応する前記複数の偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を制御することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
7. 前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、前記複数の光変調素子のそれぞれに対応する複数の色相範囲毎に色相を算出し、前記複数の色相範囲毎に算出された色相に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を調整することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記制御部は、前記映像入力信号に基づいて、画素の輝度を算出するとともに、前記輝度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を調整することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
9. 前記偏光回旋素子は、複数の領域によって構成されており、
   前記制御部は、前記複数の領域のそれぞれに対応する前記映像入力信号に基づいて、前記複数の領域毎に彩度を算出し、前記複数の領域毎に算出された彩度に基づいて、前記偏光回旋素子による前記回旋対象光の偏光方向の回旋量を前記複数の領域毎に制御することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
10. 前記偏光回旋素子の解像度は、前記複数の光変調素子の解像度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
11. 白色光源が発する白色光を複数の色成分光に分離する色分離部と、
    前記色分離部によって分離された赤成分光、緑成分光及び青成分光をそれぞれ変調する赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子と、
    前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子によって変調された各色成分光を投写する投写レンズユニットとを備えた投写型映像表示装置であって、
    前記赤成分光、緑成分光及び青成分光用の光変調素子の光入射側に設けられた偏光回旋素子を備え、
    前記偏光回旋素子は、前記光変調素子に導かれる色成分光の一部である回旋対象光を１度透過させることにより前記回旋対象光の偏光方向を回旋させるとともに、
    前記回旋対象光は、前記光変調素子に導かれる色成分光のうち、単色の色純度が高くなる波長帯域を有する色成分光である高色純度成分光の波長帯外の波長帯を有することを特徴とする投写型映像表示装置。

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