[发明专利]激光图像显示装置以及彩色图像显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像显示装置以及图像显示方法。本发明特别涉及使用激光光源作为光源来形成图像的激光图像显示装置、以及利用该装置来显示彩色图像的方法。

背景技术

现在，各种方式的图像显示装置正在普及。采用这些各种图像显示装置的图像显示方式之一，有将调制过的光源光投射到屏幕上来显示图像的投影显示方式。以前，采用该方式的图像显示装置中所使用的光源是灯(lamp)光源。但灯光源存在寿命短、颜色可再现区域受限、以及光利用效率低等问题。

为了解决灯光源所具有的这些问题，近年来尝试着使用激光光源作为投影显示的光源。本申请中，将光源中使用激光光源的图像显示装置称作激光图像显示装置，同样，将光源中使用激光光源来显示图像的屏幕称作激光图像显示屏幕。激光图像显示装置的激光光源与灯光源相比，寿命较长，激光所具有的指向性较强，因此容易提高光利用效率。并且，激光光源所发出的激光的单色性优异，与灯光源相比，能够扩大可颜色再现的区域，显示出颜色鲜艳的图像。

图1是现有的激光图像显示装置的概要构成图。激光图像显示装置100为了能够显示彩色图像，具有红色(R)激光光源1R、绿色(G)激光光源1G、以及蓝色(B)激光光源1B所构成的3色激光光源。从激光光源1R、1G、1B出射的红、绿、蓝3色激光被导入到光积分器2，并透过光积分器(integrator)2。从光积分器2射出的激光是具有光强度分布几乎一样的长方形剖面的激光。进而，激光经过了照明光学系统3(中继透镜、反射镜3a、场透镜3b等)之后，入射到空间光调制元件4中。空间光调制元件4对激光进行调制以构成2维图像。接受了调制的红、绿、蓝3色激光被二向色棱镜33合波，通过投射透镜34投射到屏幕10上，在屏幕10上形成全彩色的二维图像。

以往，关于使用激光图像显示装置的二维图像的全彩色显示，有很多以扩大颜色可再现区域为目的的提案。例如，专利文献1(特开平10-293268号公报)中提出了下述方法：作为激光光源所发出的激光的波长，红色激光使用625～635纳米，蓝色激光使用455～465纳米，通过这样来扩大颜色可再现区域。

另外，在基于显示装置的颜色再生中，以往为了确保颜色可再现区域尽可能大，当显示R(红色)、G(绿色)、或B(蓝色)中任意一个原色时，在xy色度图中使用与形成显示装置所具有的颜色可再现区域的多边形(三角形)的顶点对应的颜色，进行原色显示。

同样，在激光图像显示装置中也考虑当显示R、G、或B中任意一个原色时，在xy色度图中使用与颜色可再现区域所构成的多边形(三角形)的顶点对应的颜色，进行原色显示，从而有效地利用较宽的颜色可再现区域。

这样，激光图像显示装置通过灵活地运用作为其光源的激光光源的特性，能够扩大颜色可再现区域。但是，在使用了具有扩大后的颜色可再现区域的激光图像显示装置的全彩色图像的显示中，至今几乎没有与提高所显示的图像的品质的方法相关的提案。

专利文献1：特开平10-293268号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种在使用发出频谱宽度窄的光的单色性光源(例如激光光源)的图像显示装置中的图像显示中，可确保比使用发出频谱宽度较宽的光的光源(例如灯光源)的图像显示装置的图像显示的颜色可再现区域大的颜色可再现区域，且所显示的图像是鉴赏者所喜好的实现了发色自然的图像显示装置(例如激光图像显示装置)、以及采用了该图像显示装置的彩色图像显示方法。

本发明的一个方案是一种激光图像显示装置，具有：可射出具有第1波长的第1激光的第1激光光源；可射出具有第2波长的第2激光的第2激光光源；以及能够根据输入信号，控制对构成图像的像素进行显示的第1及第2激光的功率的颜色输出变换控制器；光输出变换控制器能够在第1最小功率到第1最大功率之间控制显示像素的第1激光的功率，且能够在第2最小功率到第2最大功率之间控制显示像素的第2激光的功率；当输入信号在像素的显示中，表示通过实质上以第1最大功率表示第1激光、且实质上以第2最小功率表示第2激光从而能够进行显示的、激光图像显示装置的颜色可再现区域的端点时，光输出变换控制器控制第1及第2激光的功率，使得像素由第1最大功率以下的第1功率的第1激光、和大于第2最小功率的第2功率的第2激光显示，从而将包含在除了端点之外的颜色可再现区域中的颜色显示于像素。