專利名稱：顯示裝置、顯示方法和投影機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置、顯示方法、以及投影機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，一種能夠進(jìn)行彩色顯示的投射型顯示裝置已投入實(shí)際應(yīng)用，其典型結(jié)構(gòu)使用諸如紅(R)、綠(G)、蘭(B)之類的三原色加法混色。例如，眾所周知具有諸如紅(R)、綠(G)、蘭(B)之類三原色的光源，將原色光成分投射到光調(diào)制裝置上，光調(diào)制裝置調(diào)制所投射的原色光成分，透過(guò)該光調(diào)制裝置的光成分相重疊，由此顯示圖像。具有相關(guān)結(jié)構(gòu)的彩色顯示裝置選擇三原色，以便使色域區(qū)最大。然而，三原色的色再現(xiàn)域有其局限，用戶能夠感知的色域比色域區(qū)寬。因此，為了通過(guò)擴(kuò)大色域來(lái)提高彩色顯示裝置的顯像性能，提出了一種具有多個(gè)原色的彩色顯示裝置，其中原色數(shù)目增加到四或更多(例如，專利文件1，非專利文件1和2)。
未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)No.2000-338950。
“Concept and Technology of Natural Vision System”，發(fā)表于InvitedAddress-2，IDW’02，11-14頁(yè)。
“122％-NTSC Color Gamut 15-in.TFT-LCD Using 4-Primary ColorLED Backlighting and Field Sequential”，發(fā)表于AMDI/FMC2-4，IDW’02，215-218頁(yè)。
使用上述文獻(xiàn)中記載的技術(shù)增加原色光，可以擴(kuò)大顯示裝置的色再現(xiàn)域。但是，為獲得具有四原色的照明光，色分離系統(tǒng)或照明系統(tǒng)(例如光源)的尺寸需要增大。因此，裝置的尺寸不可避免地會(huì)變大，其制造成本也不可避免地會(huì)增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是應(yīng)上述情況而產(chǎn)生。因此，其目的在于提供一種用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)改善顯像功能，而無(wú)需擴(kuò)大裝置體積的顯示裝置和投影機(jī)。
進(jìn)而，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于顯示裝置的顯示方法，從而提高相應(yīng)裝置的顯像性能。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的特征是，一種顯示裝置，包括能夠輸出具有不同發(fā)光顏色的多個(gè)原色光成分的照明裝置以及調(diào)制從該照明裝置輸出的原色光成分的光調(diào)制裝置，其中，該照明裝置能夠調(diào)整該原色光成分的發(fā)射光譜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)調(diào)整原色光成分的發(fā)射光譜來(lái)改變由入射至光調(diào)制裝置的原色光成分構(gòu)成的色再現(xiàn)域(色域)，可以在改變色域時(shí)進(jìn)行圖像顯示，從而能夠充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域，并在不增加原色數(shù)目的情況下獲得卓越的顯像性能。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該照明裝置包括多個(gè)具有不同發(fā)光顏色的光源，每個(gè)該光源包括多個(gè)能獨(dú)立調(diào)整其輸出(每個(gè)強(qiáng)度)的發(fā)光元件。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以自由地控制該多個(gè)發(fā)光元件的輸出狀態(tài)，從而自由地調(diào)整該光源輸出的原色光成分的發(fā)射光譜。因此，能夠獲得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及顯像性能卓越的顯示裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，在該照明裝置和該光調(diào)制裝置之間設(shè)置有濾色器，該濾色器具有與各個(gè)光源輸出的原色光成分對(duì)應(yīng)的多個(gè)透射光譜，而且每個(gè)該光源的發(fā)射光譜的調(diào)整范圍是在該濾色器的透射光譜范圍內(nèi)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行發(fā)射光譜調(diào)整時(shí)，在使光透過(guò)濾色器并使原色光有選擇地入射到該光調(diào)制裝置上的該顯示裝置中，即使發(fā)光元件的輸出狀態(tài)發(fā)生改變，超出濾色器透射光譜(透過(guò)波長(zhǎng)域)范圍的原色光也不會(huì)入射到濾色器。因此，通過(guò)調(diào)整輻射光譜使用色域擴(kuò)大效果能夠提高顯像性能。
在根據(jù)本發(fā)明顯示裝置中，優(yōu)選地，多個(gè)該光調(diào)制裝置被設(shè)置為與該多個(gè)光源的每一個(gè)對(duì)應(yīng)，而且該顯示裝置還包括用于合成該光調(diào)制裝置輸出的原色光成分的色合成裝置。每個(gè)該光源的發(fā)射光譜的調(diào)整范圍是在該色合成裝置的透射光譜范圍內(nèi)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行發(fā)射光譜調(diào)整時(shí)，在合成該光調(diào)制裝置輸出的原色光成分并生成顯示圖像的該顯示裝置中，即使發(fā)光元件的輸出狀態(tài)發(fā)生改變，超出該色合成裝置透射光譜(透過(guò)波長(zhǎng)域)范圍的原色光也不會(huì)入射到該色合成裝置。因此，通過(guò)調(diào)整發(fā)射光譜使用色域擴(kuò)大效果能夠提高視頻顯示性能。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該照明裝置具有光源和用于將來(lái)自該光源的輸出光分離成多個(gè)原色光成分的色分離裝置，與各原色光成分對(duì)應(yīng)地設(shè)置多個(gè)光調(diào)制裝置，并設(shè)置有用于將從該各個(gè)光調(diào)制裝置輸出的原色光成分合成的色合成裝置，該光源能夠在該色分離裝置和該色合成裝置的透射光譜范圍內(nèi)調(diào)整輸出光中包含的每個(gè)原色光成分的發(fā)射光譜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行發(fā)射光譜的調(diào)整時(shí)，在將自光源輸出的光分離成要入射到多個(gè)光調(diào)制裝置的多個(gè)原色光成分和將光調(diào)制裝置發(fā)射的原色光成分合成以生成顯示圖像的顯示裝置中，即使發(fā)光元件的輸出狀態(tài)發(fā)生改變，超出色分離裝置以及色合成裝置透射光譜(透過(guò)波長(zhǎng)域)范圍的原色光也不會(huì)入射到該色分離裝置和該色合成裝置。因此，通過(guò)調(diào)整發(fā)射光譜使用色域擴(kuò)大效果能夠提高視頻顯示性能。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該照明裝置包括光源和譜帶控制裝置，該譜帶控制裝置用于調(diào)整從該光源輸出并向該光調(diào)制裝置發(fā)射的光的發(fā)射光譜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)閺脑摴庠摧敵霾⑷肷涞皆摴庹{(diào)制裝置的原色光的發(fā)射光譜由該譜帶控制裝置控制，可以在色域改變時(shí)進(jìn)行圖像顯示，從而能夠充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域以及獲得具有卓越視頻顯示性能的顯示裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，該譜帶控制裝置可在預(yù)定范圍內(nèi)自由調(diào)整透射光譜。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，透過(guò)該譜帶控制裝置的原色光的發(fā)射光譜可在預(yù)定譜帶內(nèi)自由地調(diào)整，可以在顯示裝置色域改變時(shí)進(jìn)行圖像顯示，從而能夠充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域以及獲得具有卓越視頻顯示性能的顯示裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該譜帶控制裝置可自由地轉(zhuǎn)換多個(gè)透射光譜。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，因?yàn)檗D(zhuǎn)換了該譜帶控制裝置的透射光譜并調(diào)整了入射到該光調(diào)制裝置上的原色光的發(fā)射光譜，在顯示裝置的色域改變時(shí)能夠進(jìn)行圖像顯示，從而能夠充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域以及獲得具有卓越視頻顯示性能的顯示裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該顯示裝置還包括圖像分析裝置，其根據(jù)提供給該光調(diào)制裝置的顯示圖像的圖像信號(hào)輸出用于調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜的光控制信號(hào)；以及光控制裝置，其根據(jù)該光控制信號(hào)調(diào)整該原色光成分的發(fā)射光譜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，使用該圖像分析裝置分析顯示圖像的圖像信號(hào)，根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果來(lái)控制該譜帶控制裝置的透射譜帶，由此調(diào)整上述原色光的發(fā)射光譜，從而得到具有卓越視頻顯示性能的顯示裝置，其色域根據(jù)顯示圖像自動(dòng)改變。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該圖像分析裝置根據(jù)提供給該光調(diào)制裝置的顯示圖像的圖像信號(hào)輸出用于調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜的譜帶控制信號(hào)，而且該譜帶控制裝置根據(jù)該譜帶控制信號(hào)來(lái)調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，使用該圖像分析裝置分析顯示圖像的圖像信號(hào)，根據(jù)相關(guān)分析結(jié)果來(lái)控制該譜帶控制裝置的透射譜帶，由此調(diào)整上述原色光的發(fā)射光譜，從而得到具有卓越視頻顯示性能的顯示裝置，其色域根據(jù)顯示圖像自動(dòng)改變。
根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置還包括色度校正裝置，在進(jìn)行上述原色光成分的發(fā)射光譜的調(diào)整時(shí)，校正該照明裝置輸出的光的白平衡。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于對(duì)上述原色光的發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整，以及對(duì)伴隨改變多個(gè)原色成分形成的色域時(shí)白平衡差異的自動(dòng)校正，能夠在擴(kuò)大色再現(xiàn)域的同時(shí)抑制顏色變化，從而得到高質(zhì)量的圖像顯示。
在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，優(yōu)選地，該色度校正裝置校正該照明裝置輸出的光在低飽和度區(qū)的白平衡。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于該色度校正裝置對(duì)顏色變化容易察覺(jué)的低飽和度區(qū)中的白平衡進(jìn)行校正，可以減少使用色度校正裝置進(jìn)行的處理，并能夠得到有效抑制顏色變化的顯示。
其次，在一種能夠應(yīng)用于顯示裝置的顯示方法中，該顯示裝置具有能夠輸出不同發(fā)光顏色的多個(gè)原色光成分的照明裝置和調(diào)制該照明裝置輸出的原色光的光調(diào)制裝置，根據(jù)提供給該光調(diào)制裝置的顯示圖像的內(nèi)容調(diào)整該照明裝置輸出的原色光成分的發(fā)射光譜。
根據(jù)此方法，由于通過(guò)調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜來(lái)修改入射到該光調(diào)制裝置的原色光成分構(gòu)成的色域，當(dāng)修改色域時(shí)能進(jìn)行圖像顯示，從而能夠在不增加原色數(shù)目的情況下充分?jǐn)U大色域并獲得顯像性能卓越的顯示。
其次，本發(fā)明提供了一種投影機(jī)，包括根據(jù)本發(fā)明上述任一項(xiàng)所述的顯示裝置和投射由光調(diào)制裝置調(diào)制的光的投射裝置。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以在變更色域時(shí)進(jìn)行圖像顯示，能夠在不增加原色數(shù)目的情況下充分?jǐn)U大色域并獲得顯像性能卓越的顯示。


圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的投射型顯示裝置的結(jié)構(gòu)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的投射型顯示裝置的功能。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的投射型顯示裝置的功能。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路的框圖。
圖5是詳細(xì)示出了圖像分析單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6示出了u信號(hào)和v信號(hào)的直方圖(histogram，頻率分布曲線)的一個(gè)實(shí)例。
圖7是詳細(xì)示出了圖像處理單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖8是詳細(xì)示出了圖7的擴(kuò)展處理單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖9是詳細(xì)示出了圖7的校正處理單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖10示出了uv色度圖上指明的色再現(xiàn)域。
圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖12是該投射型顯示裝置的時(shí)序圖。
圖13示意性示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置。
圖14示出了該液晶顯示裝置的功能。
圖15示出了該液晶顯示裝置的功能。
圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖18示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖19是驅(qū)動(dòng)電路的框圖。
圖20示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖21示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖22示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的投射型顯示裝置。
圖23是示出了色輪的平面圖。
圖24是一個(gè)圖像分析單元的框圖。
符號(hào)說(shuō)明31圖像處理單元 34圖像分析單元(圖像解釋裝置) 35光控制驅(qū)動(dòng)器(光控制裝置)2R、2G、2B、36光源7R1、7R2、7G1、7G2、7B1、7B2發(fā)光元件具體實(shí)施方式

以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。為更好地理解附圖，以下所參考的各附圖中每個(gè)部分在尺寸和大小上存在適當(dāng)差異。
(第一實(shí)施例)圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的投射型顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖1的投射型顯示裝置包括具有光源2R、2G和2B的照明系統(tǒng)(照明裝置)，所述光源能夠發(fā)射具有不同發(fā)射顏色的原色光；液晶光閥(光調(diào)制裝置)22到24以及投射裝置26到28。標(biāo)號(hào)29表示其上投射圖像的屏幕。
發(fā)射紅光(原色光)LR的光源2R包括兩個(gè)發(fā)光元件7R1和7R2以及一個(gè)用于反射發(fā)光元件7R1和7R2的光的反射器8。發(fā)射綠光(原色光)LG的光源2G包括兩個(gè)發(fā)光元件7G1和7G2以及一個(gè)用于反射發(fā)光元件7G1和7G2的光的反射器8。發(fā)射藍(lán)光(原色光)LB的光源2B包括兩個(gè)發(fā)光元件7B1和7B2以及一個(gè)用于反射發(fā)光元件7B1和7B2的光的反射鏡8。發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2具有不同的發(fā)射光譜，并被設(shè)置為獨(dú)立控制其輸出。發(fā)光二極管(LED)或EL元件可以用作光源2R、2G和2B的發(fā)光元件。
光源2R、2G和2B被設(shè)置為對(duì)應(yīng)于液晶光閥(光調(diào)制裝置)22、23和24。
光源2R發(fā)射的紅光LR入射到用于紅光的液晶光閥22上，然后由用于紅光的液晶光閥22調(diào)制。光源2G發(fā)射的綠光LG入射到用于綠光的液晶光閥23上，然后由用于綠光的液晶光閥23調(diào)制。光源2B發(fā)射的藍(lán)光LB入射到用于藍(lán)光的液晶光閥24上，然后由用于藍(lán)光的液晶光閥24調(diào)制。此外，每個(gè)光源2R、2G和2B都連接了一個(gè)光控驅(qū)動(dòng)器(未示出)。光控驅(qū)動(dòng)器能夠適當(dāng)對(duì)每個(gè)光源2R、2G和2B發(fā)射的原色光發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整。
由液晶光閥22、23和24調(diào)制的三原色入射到每個(gè)投射裝置26到28，再被投射到屏幕29，在屏幕29上形成一個(gè)放大的圖像。
圖2和圖3分別示出了根據(jù)本實(shí)施例投射型顯示裝置的功能。橫軸表示發(fā)射波長(zhǎng)，縱軸概念性地表示發(fā)射強(qiáng)度。圖2示出了當(dāng)光源2R進(jìn)行從發(fā)光元件7R1到發(fā)光元件7R2的轉(zhuǎn)換時(shí)，發(fā)射光譜(發(fā)射波長(zhǎng)改變)的變化以及各個(gè)光源2R、2G和2B的發(fā)射光譜。圖3示出了當(dāng)光源2R調(diào)整兩個(gè)發(fā)光元件7R1和7R2的輸出時(shí)發(fā)射光譜的變化(使發(fā)射波長(zhǎng)域帶寬變寬)。
如圖2和3所示，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置控制置于各個(gè)光源2R、2G和2B中的兩個(gè)發(fā)光元件的發(fā)射狀態(tài)，從而調(diào)整每個(gè)光源輸出的原色光的發(fā)射光譜，由此調(diào)整投射型顯示裝置的色域。
對(duì)每個(gè)原色光進(jìn)行預(yù)定圖像處理的圖像處理單元(圖1中未示出)被連接到每個(gè)液晶光閥22至24，由該圖像處理單元進(jìn)行預(yù)定圖像處理的圖像信號(hào)經(jīng)由光閥驅(qū)動(dòng)器被提供給每個(gè)液晶光閥22至24。此外，一圖像分析單元(未示出)經(jīng)由光控驅(qū)動(dòng)器連接到各個(gè)光源2R、2G和2B。根據(jù)使用該圖像分析單元對(duì)該圖像信號(hào)的分析，可以控制各個(gè)光源2R、2G和2B輸出的原色光的發(fā)射光譜。即，根據(jù)本實(shí)施例投射型顯示裝置，根據(jù)由該圖像處理單元進(jìn)行的圖像處理和由該圖像分析單元及該光控驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行的光控制來(lái)自由調(diào)整該投射型顯示裝置的色再現(xiàn)域，由此進(jìn)行顯示圖像的調(diào)整。
圖4是示出了根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路的框圖。圖4的驅(qū)動(dòng)電路包括圖像處理單元31和圖像分析單元34。光閥33(圖1的液晶光閥22至24)經(jīng)由光閥驅(qū)動(dòng)器32連接到圖像處理單元31；而光源36(圖1的光源2R、2G和2B)經(jīng)由光控制驅(qū)動(dòng)器35連接到圖像分析單元34。此外，將圖像分析單元34和圖像處理單元31相互連接。
首先，將提供給驅(qū)動(dòng)電路的圖像信號(hào)輸入到圖像處理單元31和圖像分析單元34。圖像分析單元34對(duì)該圖像信號(hào)進(jìn)行分析，導(dǎo)出由圖像處理單元31進(jìn)行的圖像處理中使用的參數(shù)，并將該圖像處理參數(shù)作為圖像控制信號(hào)提供給圖像處理單元31。
此外，圖像分析單元34根據(jù)光控制信號(hào)控制光控驅(qū)動(dòng)器35。光控驅(qū)動(dòng)器35控制光源36。光控驅(qū)動(dòng)器35根據(jù)圖像分析單元34提供的光控制信號(hào)來(lái)控制光源36的運(yùn)行狀態(tài)(發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的發(fā)射狀態(tài))。這樣，例如，如圖2和圖3所示，調(diào)整了光源輸出的原色光的發(fā)射光譜，并且在不增加作為照明裝置的光源2R、2G和2B輸出的原色光數(shù)目的情況下，使色再現(xiàn)域變寬，從而得到具有高圖像再現(xiàn)性和高圖像質(zhì)量的顯示。
圖像分析單元34具有如圖5中所示的結(jié)構(gòu)。圖5是詳細(xì)示出了圖像分析單元34的結(jié)構(gòu)的框圖。該圖像分析單元34包括圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元41、直方圖生成單元42、直方圖分析單元43和顏色位移運(yùn)算單元44。
圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元41將輸入的RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以由亮度成分和顏色成分表示的顏色空間，例如，Yuv空間(RGB→Yuv)。此處，優(yōu)選地，該被轉(zhuǎn)換的顏色空間是均勻的顏色空間(Yuv空間或者La*b*空間)。轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)(色度信號(hào)被提供給直方圖生成單元。此信號(hào)轉(zhuǎn)換是根據(jù)以下變換公式(方程式1)進(jìn)行的)。在Yuv空間，Y表示亮度，ul和v表示色度。色相H和飽和度S可以使用變換矩陣(方程式1)由Y、u和v導(dǎo)出。
方程式1Yuv=0.2990.5870.114-0.147-0.2890.4360.615-0.515-0.100RGB]]>RGB=101.141-0.394-0.58112.030Yuv]]>H＝tan-1(v/u)S=u2+v2/Y]]>直方圖生成單元42根據(jù)輸入的色度信號(hào)產(chǎn)生如圖6所示的直方圖(出現(xiàn)頻率分布)。換言之，直方圖生成單元42使用Yuv空間中轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)中包括的信號(hào)u和v來(lái)生成直方圖。該直方圖被提供給直方圖分析單元43。
接收該直方圖的直方圖分析單元43對(duì)該直方圖的u和vl進(jìn)行分析并將各顏色分布信息(最大值、最小值、平均值和最大頻率值等等)提供給顏色位移運(yùn)算單元44。例如，圖6中，每個(gè)直方圖橫軸上由三角標(biāo)記表示的每個(gè)信號(hào)的最小值被輸出到顏色位移運(yùn)算單元44。
根據(jù)上述顏色分布信息，顏色位移運(yùn)算單元44計(jì)算出圖像處理單元31的擴(kuò)展系數(shù)或校正系數(shù)，或?qū)С鲇?jì)算光控驅(qū)動(dòng)器35中用于光控制的參數(shù)中使用的顏色位移，并將該參數(shù)作為圖像處理信號(hào)和光控制信號(hào)輸出。
在本實(shí)施例中，接收光控制信號(hào)的光控驅(qū)動(dòng)器35，根據(jù)顏色位移計(jì)算用于控制置于光源36(光源2R、2G和2B)內(nèi)各個(gè)發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的輸出狀態(tài)的參數(shù)，當(dāng)顯示帶黃色的紅色圖像時(shí)，例如，如圖6的直方圖所示，光控驅(qū)動(dòng)器35根據(jù)用于發(fā)射紅光的光源2R來(lái)輸出指令到光源36以改變發(fā)光元件7R1和7R2的運(yùn)行狀態(tài)。
同時(shí)，如果作為圖像信號(hào)的RGB信號(hào)被輸入到圖像處理單元31，圖像處理單元31將該RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成Yuv空間(其為一顏色空間)。接著，在對(duì)轉(zhuǎn)換成顏色空間的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定圖像處理后，對(duì)該顏色空間進(jìn)行逆變換，圖像被逆變換成RGB信號(hào)。之后，由圖像處理單元31調(diào)制的圖像信號(hào)(RGB信號(hào))被輸入到用于原色光的光閥驅(qū)動(dòng)器32。光閥驅(qū)動(dòng)器32根據(jù)該RGB信號(hào)來(lái)控制用于原色光的光閥33(液晶光閥22至24)。
圖7是示出了圖像處理單元31的結(jié)構(gòu)的框圖。根據(jù)本實(shí)施例的圖像處理單元31包括圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元51、擴(kuò)展處理單元52、校正處理單元53、飽和度判定單元54、圖像信號(hào)逆變換單元55和擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56。
圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元51的功能與圖像分析單元34中包含的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元41的功能相同，并將輸入RGB信號(hào)轉(zhuǎn)換成Yuv空間(其為一顏色空間)。
擴(kuò)展處理單元52和校正處理單元(色度校正裝置)53分別根據(jù)擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56提供的擴(kuò)展和校正系數(shù)，對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展處理和校正處理。擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56根據(jù)圖像分析單元34提供的圖像控制信號(hào)來(lái)計(jì)算擴(kuò)展系數(shù)和校正系數(shù)。
飽和度判定單元54確定擴(kuò)展處理后的圖像信號(hào)在低飽和區(qū)(接近白色的區(qū)域)中的顏色平衡(白平衡)的差異，并且在需要校正白平衡的情況下，飽和度判斷單元54在該區(qū)域中更新上述圖像信號(hào)，將其作為校正處理單元53的校正結(jié)果，并輸出正確保持白平衡的圖像信號(hào)。
換言之，通過(guò)根據(jù)顯示圖像的分析結(jié)果調(diào)整光源36的發(fā)射光譜，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置基于伴隨發(fā)射光譜調(diào)整或色度擴(kuò)展的直方圖分析和白平衡差異校正(校正處理單元53)來(lái)進(jìn)行色度(飽和度)擴(kuò)展(擴(kuò)展處理單元52)。
圖像信號(hào)逆變換單元55對(duì)顏色空間進(jìn)行逆變換，將Yuv空間逆變換成RGB信號(hào)。
圖8是詳細(xì)示出了擴(kuò)展處理單元52的結(jié)構(gòu)的框圖，圖9是詳細(xì)示出了校正處理單元53的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖8所示，擴(kuò)展處理單元52包括u信號(hào)擴(kuò)展部分64和v信號(hào)擴(kuò)展部分65。u信號(hào)擴(kuò)展部分64根據(jù)來(lái)自擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56的擴(kuò)展系數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)換成Yuv空間并提供的圖像信號(hào)的u信號(hào)(色度信號(hào))進(jìn)行擴(kuò)展處理。此外，v信號(hào)擴(kuò)展部分65根據(jù)擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56的提供的擴(kuò)展系數(shù)，對(duì)v信號(hào)(色度信號(hào))進(jìn)行擴(kuò)展處理。
通過(guò)進(jìn)行擴(kuò)展處理，能夠獲得具有強(qiáng)調(diào)飽和度的清晰圖像，以及獲得高質(zhì)量的圖像顯示。此外，因?yàn)楦鶕?jù)對(duì)光源36的發(fā)射光譜調(diào)整來(lái)進(jìn)行圖像信號(hào)的調(diào)整，通過(guò)調(diào)整發(fā)射光譜能夠獲得具有更加強(qiáng)調(diào)擴(kuò)大色再現(xiàn)域效果的顯示圖像。
可以將基于擴(kuò)展系數(shù)的、使用編程公式的擴(kuò)展或基于擴(kuò)展系數(shù)的、通過(guò)參考查找表的擴(kuò)展用于對(duì)u信號(hào)擴(kuò)展部分64和v信號(hào)擴(kuò)展部分65進(jìn)行的擴(kuò)展處理。
圖9的校正處理單元53包括u信號(hào)校正擴(kuò)展部分66和v信號(hào)校正擴(kuò)展部分67。u信號(hào)校正擴(kuò)展部分66根據(jù)來(lái)自擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56的校正系數(shù)，對(duì)伴隨轉(zhuǎn)換成Yuv空間并提供的圖像信號(hào)的u信號(hào)(色度信號(hào))的擴(kuò)展產(chǎn)生的飽和度變化進(jìn)行校正處理。此外，v信號(hào)校正擴(kuò)展部分67根據(jù)擴(kuò)展/校正量運(yùn)算單元56提供的校正系數(shù)對(duì)伴隨v信號(hào)(色度信號(hào))的擴(kuò)展產(chǎn)生的飽和度變化進(jìn)行校正處理。通過(guò)進(jìn)行校正處理，如果需要，可以校正伴隨u信號(hào)和v信號(hào)擴(kuò)展產(chǎn)生的白平衡差異或由于調(diào)整光源36的發(fā)射光譜產(chǎn)生的白平衡差異。換言之，當(dāng)飽和度判定單元54確定從擴(kuò)展處理單元52輸出的圖像信號(hào)中出現(xiàn)了白平衡差異，將使用從校正處理單元53輸出的圖像信號(hào)來(lái)更新從擴(kuò)展處理單元52輸出的全部或部分圖像信號(hào)?？紤]到減少使用校正處理單元53的處理和是否需要信號(hào)校正，優(yōu)選地，校正處理單元53具有容易察覺(jué)其顏色變化的結(jié)構(gòu)，并且只對(duì)具有高校正概率的低飽和區(qū)(接近白色的區(qū)域)中的色調(diào)變化進(jìn)行校正，從而減少了處理。
可以將基于擴(kuò)展系數(shù)的、使用編程公式的校正或基于校正系數(shù)的、通過(guò)參考查找表的校正用于對(duì)u信號(hào)校正擴(kuò)展部分66和v信號(hào)校正擴(kuò)展部分67進(jìn)行的校正處理。
根據(jù)本實(shí)施例具有上述結(jié)構(gòu)的投射型顯示裝置，使用圖像分析單元34分析輸入的圖像信號(hào)，根據(jù)分析結(jié)果，基于輸出的圖像控制信號(hào)對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行圖像處理；并根據(jù)該分析結(jié)果，基于輸出的光控制信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行控制，這樣，光源的發(fā)射光譜根據(jù)顯示圖像自動(dòng)調(diào)整，從而獲得充分?jǐn)U大色域的顯示并且通過(guò)圖像處理獲得強(qiáng)調(diào)飽和度的高質(zhì)量圖像。
圖10示出了uv色度圖上表示的根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置的色域。由虛線表示的三角形色域61和由實(shí)線表示的三角形色域62分別代表對(duì)發(fā)射紅光至發(fā)光元件7R1和7R2中的光源2R進(jìn)行轉(zhuǎn)換前后的色域。將色域61轉(zhuǎn)換成色域62，從而使處于色度圖邊緣的顏色(在這種情況下，黃色到橙色)重現(xiàn)。以這種方式，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置，不需增加照明裝置的原色光數(shù)目就能獲得充分?jǐn)U大的色再現(xiàn)域。
(第二實(shí)施例)第一實(shí)施例中示出并說(shuō)明了主要包括三個(gè)光源2R、2G和2B以及與每個(gè)光源2R、2G和2B對(duì)應(yīng)的液晶光閥22至24的三板式投射型顯示裝置，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于如圖11所示的單板式投射型顯示裝置。圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的投射型顯示裝置。根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置包括照明系統(tǒng)(照明裝置)120、液晶光閥(光調(diào)制裝置)125以及投射裝置126。標(biāo)號(hào)129表示其上投射圖像的屏幕。
照明系統(tǒng)120包括一對(duì)由發(fā)射紅光的發(fā)光元件7R1和7R2組成的發(fā)光元件17R、一對(duì)由發(fā)射綠光的發(fā)光元件7G1和7G2組成的發(fā)光元件17G、一對(duì)由發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件7B1和7B2組成的發(fā)光元件17B。每個(gè)發(fā)光元件都具有不同的發(fā)光顏色，并被設(shè)置為能夠獨(dú)立控制其輸出。此外，如圖12的時(shí)序圖所示，各個(gè)發(fā)光元件具有這樣的結(jié)構(gòu)在一幀的時(shí)間周期內(nèi)，使該對(duì)發(fā)光元件17R(7B1和7B2)、發(fā)光元件17G(7G1和7G2)和發(fā)光元件17B(7B1和7B2)時(shí)序地發(fā)光。
從照明系統(tǒng)120發(fā)射到液晶光閥125的原色光被液晶光閥125調(diào)制，然后通過(guò)投射裝置126投射到屏幕129，在屏幕129上形成彩色圖像。
根據(jù)本實(shí)施例投射型顯示裝置包括具有如圖4所示的，與根據(jù)上述第一實(shí)施例類似結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路。換言之，圖像處理單元31經(jīng)由光閥驅(qū)動(dòng)32連接至液晶光閥125，圖像分析單元34經(jīng)由光控驅(qū)動(dòng)器35連接至照明系統(tǒng)120。通過(guò)使用圖像分析單元34分析顯示圖像，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)各個(gè)發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換或調(diào)整，從而調(diào)整每對(duì)發(fā)光元件17R、17G和17B輸出的原色光的發(fā)射光譜，并在不增加原色數(shù)目的情況下獲得充分?jǐn)U大的色域。此外，通過(guò)圖像處理單元31進(jìn)行擴(kuò)展和校正處理，可以獲得具有強(qiáng)調(diào)飽和度和正確調(diào)整了白平衡的高質(zhì)量顯示圖像。
此外，在根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置中，顯示裝置的結(jié)構(gòu)主要包括照明系統(tǒng)120和液晶光閥125。因此，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置有利于簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)和縮小體積。
進(jìn)而，在具有如圖11所示結(jié)構(gòu)的投射型顯示裝置中，液晶光閥125內(nèi)可以放置一個(gè)濾色器。在這種情況下，照明系統(tǒng)120的發(fā)光元件并不時(shí)序地發(fā)光，而是連續(xù)地發(fā)光。盡管投射型顯示裝置具有這樣的結(jié)構(gòu)，但是通過(guò)進(jìn)行圖像處理和對(duì)光源進(jìn)行控制，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置可以使色域變寬并獲得高質(zhì)量的顯示圖像。
(第三實(shí)施例)圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的液晶顯示裝置。圖13的液晶顯示裝置包括具有多個(gè)發(fā)光元件的照明系統(tǒng)(照明裝置)130、導(dǎo)光板131、置于導(dǎo)光板131正面的濾色器133和置于濾色器133正面的液晶板135。
照明系統(tǒng)130包括一對(duì)由發(fā)射紅光的發(fā)光元件7R1和7R2組成的發(fā)光元件17R、一對(duì)由發(fā)射綠光的發(fā)光元件7G1和7G2組成的發(fā)光元件17G和一對(duì)由發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光元件7B1和7B2組成的發(fā)光元件17B。換言之，諸發(fā)光元件對(duì)17R、17G和17B被用作與第一實(shí)施例中諸光源對(duì)應(yīng)的元件，以便混合從諸發(fā)光元件對(duì)17R、17G和17B發(fā)射的原色光并將其投射到導(dǎo)光板131上。導(dǎo)光板131將光朝向上方向(光的進(jìn)行方向)引導(dǎo)，從而照亮液晶板135的背面。濾色器133具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中排列各紅色、綠色和藍(lán)色的色材層。
根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置還包括一驅(qū)動(dòng)電路，其具有如圖4的、類似于根據(jù)第一實(shí)施例的投射型顯示裝置的結(jié)構(gòu)。即，圖像處理單元31經(jīng)由光閥驅(qū)動(dòng)器32連接至液晶光閥125，并且圖像分析單元34經(jīng)由光控驅(qū)動(dòng)器35連接至照明系統(tǒng)120。通過(guò)使用該圖像分析單元34分析顯示圖像，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)各發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的輸出進(jìn)行轉(zhuǎn)換或調(diào)整，從而調(diào)整每對(duì)發(fā)光元件17R、17G和17B輸出的原色光的發(fā)射光譜，在不增加原色數(shù)目的情況下獲得充分?jǐn)U大的色域。此外，通過(guò)在圖像處理單元31上進(jìn)行擴(kuò)展處理和校正處理，能獲得具有強(qiáng)調(diào)飽和度和正確調(diào)整了白平衡的高質(zhì)量顯示圖像。
此外，為了通過(guò)轉(zhuǎn)換或調(diào)整各個(gè)發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的輸出對(duì)發(fā)射光譜進(jìn)行有效調(diào)整，根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置分別與每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)射光譜和濾色器133的透射光譜之間具有如圖14和圖15所示的關(guān)系。圖14和圖15示出了根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的功能。圖14示出了通過(guò)轉(zhuǎn)換發(fā)光元件7R1和7R2對(duì)原色光的發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整的情況，圖15示出了通過(guò)調(diào)整發(fā)光元件7R1和7R2的輸出比率對(duì)原色光的發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整的情況。由133R、133G和133B表示的圖14和圖15中虛線圍繞的區(qū)域分別代表濾色器133的每種顏色(紅色、綠色和藍(lán)色)中設(shè)置的色材層的透射光譜。
如圖14和圖15所示，根據(jù)本實(shí)施例的液晶顯示裝置的各個(gè)發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的發(fā)射光譜都位于一個(gè)波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，該波長(zhǎng)區(qū)域不超出濾色器133的色材層的對(duì)應(yīng)透射光譜范圍。盡管根據(jù)上述結(jié)構(gòu)對(duì)諸發(fā)光元件對(duì)17R、17G和17B的發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)原色光都透射過(guò)濾色器133并被用作照明光，由此獲得有效地使用擴(kuò)大色域的顯示。
(第四實(shí)施例)圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的投射型顯示裝置的結(jié)構(gòu)。圖16的投射型顯示裝置包括具有光源2R、2G和2B的照明系統(tǒng)(照明裝置)、與每個(gè)光源對(duì)應(yīng)設(shè)置的液晶光閥22至24、用于合成液晶光閥22至24輸出的光并生成顯示圖像的分色棱鏡15和投射裝置16。此外，在圖16中，與圖1相同的部件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
除設(shè)置作為色合成裝置的分色棱鏡15以及從單一投射裝置16投射圖像外，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置與根據(jù)第一實(shí)施例的投射型顯示裝置具有相同的結(jié)構(gòu)。但是，根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置與根據(jù)第一實(shí)施例的投射型顯示裝置的不同之處在于前者的各發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的發(fā)射光譜位于分色棱鏡15的透射光譜(透射波長(zhǎng)域)范圍之內(nèi)。
除了產(chǎn)生與根據(jù)第一實(shí)施例的投射型顯示裝置相同的效果以外，當(dāng)調(diào)整各個(gè)光源2R、2G和2B發(fā)射的原色光的發(fā)射光譜時(shí)，使用分色棱鏡15避免了對(duì)光的吸收，由此獲得有效使用擴(kuò)大色域的顯示。
(第五實(shí)施例)圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的投射型顯示裝置。如圖17的投射型顯示裝置包括具有多個(gè)發(fā)光元件的照明系統(tǒng)120、用作色分離裝置以將照明系統(tǒng)120發(fā)射的光分離成三原色光成分的分色鏡141和142、與各分離的原色光對(duì)應(yīng)設(shè)置的液晶光閥22至24、將各分離的原色光成分引導(dǎo)到液晶光閥22至24的反光鏡144至146、合成液晶光閥22至24輸出的光并生成圖像的分色棱鏡(色合成裝置)15和投射裝置16。此外，在圖17中，與圖1或圖15相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
在圖17的投射型顯示裝置中，諸發(fā)光元件對(duì)17R、17G和17B發(fā)射的原色光成分被混合并用作照明光。其后，使用分色鏡141和142將該照明光分離成紅光LR、綠光GR和藍(lán)光BR并將其投射到液晶光閥22至24上。這樣，圖17的投射型顯示裝置包括色分離系統(tǒng)并使用發(fā)光元件的輸出轉(zhuǎn)換或輸出比率調(diào)整對(duì)每個(gè)原色光的發(fā)射光譜進(jìn)行調(diào)整。
此外，在根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置中，對(duì)照明系統(tǒng)120中設(shè)置的各發(fā)光元件7R1、7R2、7G1、7G2、7B1和7B2的發(fā)射光譜進(jìn)行選擇，以便使其處于分色棱鏡15的透射光譜(透射波長(zhǎng)域)范圍之內(nèi)，以及處于分色鏡141和142的透射光譜范圍之內(nèi)。
除了產(chǎn)生與根據(jù)第一實(shí)施例的投射型顯示裝置同樣的效果外，當(dāng)調(diào)整照明系統(tǒng)120發(fā)射的原色光的發(fā)射光譜時(shí)，使用分色棱鏡15和分色鏡141以及142避免了發(fā)生光吸收，由此獲得有效使用擴(kuò)大色域的顯示。
(第六實(shí)施例)在第一到第五實(shí)施例中，為了調(diào)整照明系統(tǒng)發(fā)射的原色光的發(fā)射光譜，對(duì)多個(gè)發(fā)光元件進(jìn)行輸出轉(zhuǎn)換或輸出比率調(diào)整。但是，在根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置中，可以使用光學(xué)元件進(jìn)行發(fā)射光譜調(diào)整。
圖18示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的投射型顯示裝置。如圖18的投射型顯示裝置包括三個(gè)光源12R、12G和12B；與各光源對(duì)應(yīng)設(shè)置的可變帶通濾波器(譜帶控制裝置)72至74；液晶光閥22至24以及投射裝置26至28。另外，在圖18中，與圖1相同的那些元件的標(biāo)號(hào)相同，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置，組成照明系統(tǒng)的光源12R、12G和12B可以被設(shè)置成單一發(fā)光元件。優(yōu)選地，使用具有寬譜帶(發(fā)射波長(zhǎng)范圍)的發(fā)光元件而不是具有窄譜帶的發(fā)光元件(例如單色LED)作為光源12R、12G和12B。在本實(shí)施例中，使用構(gòu)成譜帶控制裝置的可變帶通濾波器72至74，將各個(gè)光源12R、12G和12B發(fā)射的原色光轉(zhuǎn)換為要投射到液晶光閥22至24上的具有窄譜帶的原色光。
可變帶通濾波器是一種能夠改變透射波長(zhǎng)范圍的光學(xué)濾波器，例如，能夠電控制液晶合成物的排列(間距等)并進(jìn)行透射波長(zhǎng)區(qū)域調(diào)整的光學(xué)濾波器，可以用作可變帶通濾波器。
圖19是根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置的驅(qū)動(dòng)電路框圖。圖19的驅(qū)動(dòng)電路主要包括圖像處理單元31、光閥驅(qū)動(dòng)器32、圖像分析單元84和濾波器控制驅(qū)動(dòng)器85。此外，在圖19中，與圖4至19相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
在上述驅(qū)動(dòng)電路中，圖像分析單元84具有與圖5的圖像分析單元34相同的結(jié)構(gòu)。該圖像分析單元84將輸入的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成Yuv空間，生成u信號(hào)和v信號(hào)的直方圖，通過(guò)分析該直方圖導(dǎo)出該圖像信號(hào)的顏色分布，并將顏色偏移(color displacement)輸出到圖像處理單元31作為圖像控制信號(hào)(顏色偏移)和將根據(jù)該顏色分布的濾波器控制信號(hào)輸出到濾波器控制驅(qū)動(dòng)器85。
濾波器控制驅(qū)動(dòng)器(譜帶控制裝置)85被連接到帶通濾波器86(可變帶通濾波器72至74)并根據(jù)從圖像分析單元84接收的濾波器控制信號(hào)來(lái)控制帶通濾波器86的透射譜帶。
圖像處理單元31根據(jù)上述圖像控制信號(hào)對(duì)輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行與第一實(shí)施例相同的圖像處理。對(duì)u信號(hào)和v信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展處理，并且如果需要，對(duì)白平衡進(jìn)行校正處理。
這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置中，使用置于光源12R、12G和12B與液晶光閥22至24之間的可變帶通濾波器72至74來(lái)調(diào)整發(fā)射到液晶光閥22至24的原色光的發(fā)射光譜，從而象第一實(shí)施例一樣充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域，由此獲得卓越的圖像再現(xiàn)以及顯示具有強(qiáng)調(diào)飽和度的清晰的高質(zhì)量圖像。
此外，由于根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置使用具有較寬發(fā)射波長(zhǎng)范圍的光源，選擇光源的靈活性較高，因此可以根據(jù)顯示亮度或成本，以及裝置的大小來(lái)選擇光源。
(第七實(shí)施例)圖20示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的投射型顯示裝置。圖20的投射型顯示裝置包括發(fā)射白光的光源150、用于將光源150發(fā)射的光分離成多個(gè)原色光成分(紅光LR、綠光LG和藍(lán)光LB)的分色鏡141和142、多個(gè)反射鏡144至146、可變帶通濾波器72至74、液晶光閥22至24、分色棱鏡15和投射裝置16。此外，在圖20中，與圖17和圖18相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
高壓水銀燈或金屬鹵化燈、白色LED或白色EL元件都可以用作白色光源150。
在根據(jù)本發(fā)明的投射型顯示裝置中，發(fā)射到每個(gè)液晶光閥22至24的原色光成分LR、LG和LB是從白色光源150發(fā)射的，繼而被分色鏡141和142順序分離，并通過(guò)可變帶通濾波器72至74被轉(zhuǎn)換成具有窄譜帶的原色光。
由于根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置還包含了圖19的驅(qū)動(dòng)電路，投射型顯示裝置可以控制可變帶通濾波器72至74的透射波長(zhǎng)范圍，由此調(diào)整發(fā)射到液晶光閥22至24的原色光的發(fā)射光譜，充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域，并獲得高質(zhì)量的圖像再現(xiàn)。
此外，由于根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置使用具有較寬發(fā)射波長(zhǎng)范圍的光源，選擇光源的靈活性高，因此可以根據(jù)亮度或成本，以及顯示裝置的體積來(lái)選擇光源。
(第八實(shí)施例)圖21示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的投射型顯示裝置。圖21的投射型顯示裝置包括光源12R、12G和12B、與每個(gè)光源對(duì)應(yīng)設(shè)置的可變帶通濾波器72至74、液晶光閥22至24、分色鏡15以及投射裝置16。此外，在圖21中，與圖16和18相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置使用可變帶通濾波器72至74，將三個(gè)光源12R、12G和12B發(fā)射的各原色光轉(zhuǎn)換為要投射到液晶光閥22至24上的具有窄譜帶的原色光。
由于根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置還包含了圖19的驅(qū)動(dòng)電路，投射型顯示裝置可以控制可變帶通濾波器72至74的透射波長(zhǎng)范圍，由此調(diào)整發(fā)射到液晶光閥22至24的原色光的發(fā)射光譜，從而充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域，并獲得高質(zhì)量的圖像再現(xiàn)。
此外，由于根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置使用具有較寬發(fā)射波長(zhǎng)范圍的光源，選擇光源的靈活性高，因此可以根據(jù)亮度或成本，以及顯示裝置的體積來(lái)選擇光源。
(第九實(shí)施例)圖22示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的投射型顯示裝置。圖22的投射型顯示裝置包括發(fā)射白光的光源150、雙色輪(順序?yàn)V色器)151和152、液晶光閥125和投射裝置126。此外，在圖22中，與圖11和20相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
圖23是圖22的色輪151和152的平面圖。第一色輪151包括按圓周方向排列的三色濾色器151a至151c，以及如圖23(a)所示的開(kāi)口部分151w。此外，第二色輪152包括按圓周方向排列的三色濾色器152a至152c，以及開(kāi)口部分152w。開(kāi)口部分151w和152w可以由其中未設(shè)置濾色器的區(qū)域形成，或由使用透明玻璃或樹(shù)脂的無(wú)色濾色器形成。
根據(jù)本實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的投射型顯示裝置，交替使用色輪151和152依次將光源150輸出的光轉(zhuǎn)換成要投射到液晶光閥125上的具有預(yù)定波長(zhǎng)范圍(預(yù)定顏色)的原色光，使用投射裝置126將由液晶光閥125調(diào)制的光投射到屏幕129上。因此，在本實(shí)施例中，色輪151和152用作譜帶控制裝置，用于調(diào)整投射到液晶光閥125上的原色光的發(fā)射光譜。
此外，在顯示操作中排他地使用色輪151和152。換言之，當(dāng)使用色輪151的濾色器151a至151c時(shí)，將色輪152的開(kāi)口部分152w置于光路上，當(dāng)使用色輪152的濾色器152a至152c時(shí)，將色輪151的開(kāi)口部分151w置于光路上。
根據(jù)本實(shí)施例的投射型顯示裝置包括具有如圖9所示結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路，以及如圖24的框圖所示結(jié)構(gòu)的圖像分析單元。圖24的圖像分析單元包括圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換單元41、直方圖生成單元42、直方圖分析單元43和顏色偏移運(yùn)算單元94。此外，在圖24中，與圖5相同的那些元件使用相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略關(guān)于其的詳細(xì)說(shuō)明。
根據(jù)本實(shí)施例的顏色偏移運(yùn)算單元94包括一個(gè)查找表，其將上述直方圖分析單元43提供的顏色分布信息與色輪151和152中設(shè)置的濾色器151a至151c和152a至152c對(duì)應(yīng)，并能夠根據(jù)顯示圖像信息選擇適當(dāng)?shù)臑V色器。顏色偏移運(yùn)算單元94根據(jù)顏色偏移運(yùn)算單元94輸出的濾波器控制信號(hào)來(lái)控制濾波器控制驅(qū)動(dòng)器85并選擇將用于雙色輪151和152中的濾色器。由于在本實(shí)施例中，對(duì)發(fā)射光譜的調(diào)整是由濾色器切換作為譜帶控制裝置的色輪151和152進(jìn)行的，因此可以通過(guò)參考查找表導(dǎo)出顏色偏移，由此進(jìn)行高速分析處理。
這樣，在根據(jù)本實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的投射型顯示裝置中，切換色輪151和152的濾色器使用，由此根據(jù)顯示圖像調(diào)整發(fā)射到液晶光閥125的原色光的發(fā)射光譜，從而與第一實(shí)施例一樣充分?jǐn)U大色再現(xiàn)域，由此獲得卓越的圖像再現(xiàn)以及顯示具有強(qiáng)調(diào)飽和度的清晰的高質(zhì)量圖像。
根據(jù)本實(shí)施例的光閥并不限于液晶光閥，例如，即使在光閥使用了數(shù)字微鏡器件的情況下，也可以獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括能夠輸出具有不同發(fā)光顏色的多個(gè)原色光成分的照明裝置以及調(diào)制從該照明裝置輸出的原色光成分的光調(diào)制裝置，其中，該照明裝置能夠調(diào)整該原色光成分的發(fā)射光譜。
2.按照權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，該照明裝置包括多個(gè)具有不同發(fā)光顏色的光源，每個(gè)該光源包括多個(gè)能夠獨(dú)立調(diào)整其輸出的發(fā)光元件。
3.按照權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，在該照明裝置和該光調(diào)制裝置之間設(shè)置有濾色器，該濾色器具有與各個(gè)光源輸出的原色光成分對(duì)應(yīng)的多個(gè)透射光譜；以及其中，每個(gè)該光源的發(fā)射光譜的調(diào)整范圍是在該濾色器的透射光譜范圍內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，該光調(diào)制裝置被設(shè)置為與分別該多個(gè)光源的每一個(gè)對(duì)應(yīng)，而且該顯示裝置還包括用于合成該光調(diào)制裝置輸出的原色光成分的色合成裝置；以及其中，每個(gè)該光源的發(fā)射光譜的調(diào)整范圍是在該色合成裝置的透射光譜范圍內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，該照明裝置具有光源和用于將來(lái)自該光源的輸出光分離成多個(gè)原色光成分的色分離裝置，與各原色光成分對(duì)應(yīng)地設(shè)置多個(gè)光調(diào)制裝置，并設(shè)置有用于將從該各個(gè)光調(diào)制裝置輸出的各原色光成分合成的色合成裝置；其中，該光源能夠在該色分離裝置和該色合成裝置的透射光譜范圍內(nèi)調(diào)整輸出光中包含的每個(gè)原色光成分的發(fā)射光譜。
6.按照權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中，該照明裝置包括光源和譜帶控制裝置，該譜帶控制裝置用于調(diào)整從該光源輸出并向該光調(diào)制裝置發(fā)射的光的發(fā)射光譜。
7.按照權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，該譜帶控制裝置可在預(yù)定范圍內(nèi)自由調(diào)整透射光譜。
8.按照權(quán)利要求6所述的顯示裝置，其中，該譜帶控制裝置可自由意轉(zhuǎn)換多個(gè)透射光譜。
9.按照權(quán)利要求1至5的任意一項(xiàng)所述的顯示裝置，還包括圖像分析裝置，其根據(jù)提供給光調(diào)制裝置的顯示圖像的圖像信號(hào)輸出用于調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜的光控制信號(hào)；以及光控制裝置，其根據(jù)該光控制信號(hào)調(diào)整該原色光成分的發(fā)射光譜。
10.按照權(quán)利要求6至8的任意一項(xiàng)所述的顯示裝置，還包括圖像分析裝置，其根據(jù)提供給該光調(diào)制裝置的顯示圖像的圖像信號(hào)輸出用于調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜的譜帶控制信號(hào)；其中，該譜帶控制裝置，根據(jù)該譜帶控制信號(hào)調(diào)整上述原色光成分的發(fā)射光譜。
11.按照權(quán)利要求1至10的任意一項(xiàng)所述的顯示裝置，還包括色度校正裝置，在進(jìn)行上述原色光成分的發(fā)射光譜的調(diào)整時(shí)，校正該照明裝置輸出的光的白平衡。
12.按照權(quán)利要求11所述的顯示裝置，其中，該色度校正裝置校正該照明裝置輸出的光在低飽和度區(qū)的白平衡。
13.一種能夠應(yīng)用于顯示裝置的顯示方法，該顯示裝置具有能夠輸出不同發(fā)光顏色的多個(gè)原色光成分的照明裝置和調(diào)制該照明裝置輸出的原色光成分的光調(diào)制裝置，其中，根據(jù)提供給該光調(diào)制裝置的顯示圖像的內(nèi)容調(diào)整該照明裝置輸出的該原色光成分的發(fā)射光譜。
14.一種投影機(jī)，包括按照權(quán)利要求1至12的任意一項(xiàng)所述的顯示裝置和投射由該光調(diào)制裝置調(diào)制的投射光的投射裝置。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不增加裝置大小而能夠提高視頻顯示能力的顯示裝置和投影機(jī)。本發(fā)明的顯示裝置包括能夠輸出多個(gè)具有不同發(fā)光顏色的原色光成分的照明系統(tǒng)(光源2R、2G和2B)以及調(diào)制從該調(diào)制照明系統(tǒng)輸出原色光成分的液晶光閥(22至24)，該照明系統(tǒng)能夠調(diào)整該原色光成分的發(fā)射光譜。各種光的發(fā)光元件獨(dú)立控制其輸出。
文檔編號(hào)G09G5/00GK1550824SQ20041003729
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者吉田昇平, 飯坂英仁, 坂田秀文, 仁, 吉田 平, 文 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社