JP2004317800A - 空間光変調装置、表示装置、プロジェクタ、及び表示装置の調光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光強度に温度依存性を有する光源等と組み合わせた場合にも、照明光量を適切に制御でき、かつ好ましくは色度の経時的変化も補償することができる空間光変調装置及びプロジェクタを提供する。
【解決手段】空間光変調装置は、表示領域１１に、ＴＦＴ素子２５により駆動される表示画素２３が形成されるとともに、前記ＴＦＴ素子２５と同一基板上の表示領域１１周端外側に近接して光電変換素子３０ａ〜３０ｄ（フォトダイオード３２）が設けられており、前記光電変換素子３０ａ〜３０ｄの能動層とＴＦＴ素子２５の能動層とが、同一基板上に形成された半導体層で構成されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調装置、表示装置、及びプロジェクタ、並びに表示装置の調光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いたプロジェクタが検討されており、例えば（特許文献１）では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３種類の発光色のＬＥＤをそれぞれ備え、各ＬＥＤからの色光をライトバルブに入射させる形態としている。光源としてＬＥＤを用いることで、小型、高効率、瞬時点灯可能などの幾つかの利点を得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３２６０８０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ＬＥＤには発光強度の温度依存性が大きいという問題がある。すなわち、点灯時間の経過に伴う素子温度の変化に対応して発光強度が変化するため、強度的に安定した照明光を得るのが困難になる。また、発光色によって素子構造や、構成材料が大きく異なるＬＥＤでは、３種類（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＬＥＤ毎に発光強度の温度依存性も異なるため、点灯時間の経過とともに照明光の分光特性が変化し、所望の色再現性を実現できなくなる。また、これらの現象は、ＬＥＤに限らず、同様の発光強度の温度依存性を有するＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子や、ＦＥＤ（電界効果ダイオード）素子にも起こり得る。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、発光強度に温度依存性を有する光源等と組み合わせた場合にも、照明光量を適切に制御することができ、好ましくは色度の経時的変化も適切に補償することができる空間光変調装置を提供することを目的としている。
また本発明は、光源の状態によらず表示輝度を適切に制御でき、好ましくは表示の色合いも安定に保持できる表示装置、並びにプロジェクタを提供することを目的としている。
また本発明は、光源の状態によらず所望の色合いの表示を得ることができる表示装置の調光方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の空間光変調装置は、上記課題を解決するために、表示領域に入射した光を空間的に変調して出力する空間光変調装置であって、前記表示領域に、スイッチング素子を有する表示画素が形成されるとともに、前記スイッチング素子と同一基板上の表示領域周端外側に近接して光検出素子が設けられており、前記光検出素子とスイッチング素子とが、同一基板上に形成された半導体層からなる能動層を有していることを特徴としている。
この構成によれば、表示領域の外側に光検出素子が設けられていることで、照明系等の光源から照射された光量を前記光検出素子により測定することが可能になり、自身に入射する光量を監視することができる空間光変調装置を構成できる。従って、本構成の空間光変調装置によれば、光源の温度特性や経時的な劣化等による光量の変化を検出でき、係る情報に基づき前記光源を制御できる。また、前記光検出素子の能動素子を構成する能動層と、スイッチング素子の能動層とは、同一の基板上に形成された半導体層を用いて作製されているので、表示画素と光検出素子とを同じ製造プロセスを用いて一体的に効率よく製造することができる。また、入出力端子等も表示領域と一体化（あるいは共通化）することができるため、外部の機器への取り付けや扱いが簡素化できるという利点もある。
【０００７】
本発明の空間光変調装置は、前記光検出素子と、前記表示画素を駆動制御するための駆動回路とが接続され、前記駆動回路により前記光検出素子が駆動制御されることを特徴とする。
この構成によれば、光検出素子を駆動制御するための回路を別途設ける必要がないため、基板上の回路数を削減することができ、光検出素子を実装することによる空間光変調装置のコストや消費電力の上昇を抑制することができる。
【０００８】
本発明の空間光変調装置は、前記駆動回路から前記スイッチング素子に対してスイッチング信号を供給する走査線に、前記光検出素子が接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記光検出素子をスイッチングするためのタイミング信号を別途駆動回路から出力する必要が無くなるので、空間光変調装置の各回路のタイミングチャートの変更が不要になり、製造及び制御の容易性が向上する。
【０００９】
本発明の空間光変調装置は、１本の前記走査線に複数の光検出素子が接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、複数の光検出素子を同時に動作させることができるため、特に複数の光検出素子による測定結果を演算して照明光の平均強度や強度分布を得る場合に好適である。
【００１０】
本発明の空間光変調装置は、前記光検出素子が、前記表示領域に対して略対称に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記光検出素子により、照明光の平均強度や強度分布の均一性を測定することができる。上記光検出素子の配置は、前記表示領域が仮に平面視矩形状であるとするならば、表示領域の辺端中央又は頂点部に配置するのがよい。特に照明系の収差を考慮するならば、辺端中央に各光検出素子を配置することが好ましい。
【００１１】
本発明の空間光変調装置は、前記光検出素子が、前記表示領域を取り囲んで形成された遮光領域内に形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、表示領域と前記遮光領域との間に前記光検出素子を配置するための平面領域を確保する必要が無くなるので、空間光変調装置の照明しろ（空間光変調装置の被照明領域のうち表示領域を除く領域）を最小にすることができ、照明系等の照明効率が低下するのを防止することができる。
【００１２】
本発明の空間光変調装置は、前記光検出素子が、特定波長域の光の強度を検出可能に構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、当該空間光変調装置に照射される光のうち、特定波長域の成分の光強度のみを光検出素子により計測することができる。従って、本空間光変調装置に対して異なる色の光を発する光源を用いて複数の色光を含む光を照射した場合にも、特定の色光の強度を上記光検出素子により計測できる。
【００１３】
本発明の空間光変調装置は、前記光検出素子の光入射側に、特定波長域の光を透過する光学部材が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、上記特定波長域の成分の光強度のみを計測することができる光検出素子を備えた空間光変調装置を容易に構成することができる。
【００１４】
本発明の空間光変調装置は、複数の前記光検出素子のそれぞれに対応して前記光学部材が設けられており、透過する波長域の異なる２種類以上の前記光学部材が、前記基板上に混在していることを特徴する。
この構成によれば、１台の空間光変調装置で、複数の色光の強度を独立に測定することが可能になる。
【００１５】
本発明の空間光変調装置は、前記表示領域を含む平面領域に、前記表示領域に入射した光を特定の色光に変換して出力する色材層が設けられており、前記光学部材が、前記色材層の一部を成していることを特徴とする。
この構成によれば、カラー表示を実現するために設けられる色材層と、光検出素子の測定波長域をフィルタするための光学部材とを一体的に形成できるので、製造の効率性が向上する。
【００１６】
本発明の空間光変調装置は、複数の前記光検出素子に接続され、前記各光検出素子からの光検出信号を演算する演算回路が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、前記光検出素子から出力された光検出信号を直接又は演算処理して外部に出力することができるので、例えば外部の回路に照明光の強度分布等の演算結果を渡すことができ、空間光変調装置と外部との回路構成を簡素化することができる。
【００１７】
本発明の空間光変調装置は、前記演算回路が、前記光検出素子により検出された各波長域の光強度の差分値を算出する機能を有することを特徴とする。
この構成によれば、空間光変調装置に照射された複数の色光の強度の差分値を出力することができるので、例えば係る色光を発する光源の駆動回路に対して上記差分値を渡すことで、容易に照明光の色バランスを自動制御することも可能になる。また、外部の演算回路が不要になり、回路構成や装置の小型化が容易になるという利点もある。
【００１８】
次に、本発明の表示装置は、先に記載の本発明の空間光変調装置と、該空間光変調装置に光源の光を照射する照明系と、前記空間光変調装置の光検出素子から出力される光検出信号に基づき、前記光源の出力を制御する光源制御系を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、前記照明系から空間光変調装置に照射された光の強度を、空間光変調装置に実装された光検出素子により測定することができ、この光検出素子から出力される光検出信号に基づいて前記光源制御系によって光源の出力を制御することができるので、光源の温度変化や経年変化による発光特性の変化を適切に補正することが可能になる。従って、本表示装置によれば、長期に渡り安定した色再現性を得ることができる。また照明系を構成する光学部品の温度変化や経時劣化に伴う光学特性の変化についても、本表示装置では適切に補正することができる。
さらに、照明光の調光を行う場合にも、実際に空間光変調装置に照射される光強度に基づき調光を行うことができるため、照明系を構成する光学部品の光学特性の影響を受け難くなり、調光の確度が向上する。
【００１９】
本発明の表示装置は、前記光源制御系が、前記空間光変調装置の演算回路からの出力に基づき前記光源を制御するように構成されていることを特徴とする。
この構成によれば、空間光変調装置に備えられた演算回路によって、光検出素子から出力された光検出信号に所定の演算処理を施して出力することができるので、表示装置の回路構成を簡素化でき、装置の小型化や製造の容易性の点で有効である。
【００２０】
本発明の表示装置は、前記照明系に、前記光源から放射される光束の強度分布を均一化する均一照明系が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、空間光変調装置に照射される光が、予め輝度分布を均一化された光となるため、複数の光検出素子による測定結果を平均することなく照明光量を測定でき、空間光変調装置への光検出素子の実装数を削減し、製造コストの低減を図ることができる。
【００２１】
本発明の表示装置は、前記照明系に、発光色の異なる複数の光源が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、発光色の異なる複数の光源から発せられる色光を直接又は色合成して空間光変調装置に照射するので、表示画像を構成する各色光の強度を空間光変調装置により測定し、この測定結果を前記光源制御系に対して出力することで、前記各光源の出力を制御することが可能になる。従って、前記各光源の温度特性や経年変化に伴う光量の変化を補正して適切な色バランスで表示を行うことが可能になる。また、表示画像の特定色を強調する等の色調の制御も極めて容易に行うことが可能になる。
【００２２】
本発明の表示装置は、前記照明系に、複数の副光源を平面的に配列した光源が設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、光源から発せられる光の均一性が向上するので、表示画像の画質を向上させることができ、また各副光源の出力を制御することで光束の輝度分布を任意に制御できるため、表現の自由度が向上する。そして、本発明に係る表示装置では、空間光変調装置による測光結果に基づき光源の出力を制御できるため、例えば空間光変調装置の表示領域に照射された光の強度分布を測定し、その結果に基づき前記強度分布を調整することが容易に行える。
【００２３】
本発明の表示装置は、前記空間光変調装置の光検出素子が、該空間変調装置の表示領域に入射する光束の光軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、空間光変調装置に入射する光の平均強度や強度分布を容易かつ正確に測定できるようになるので、光源制御系によって正確に照明光の制御を行うことが可能になる。これにより、光量や色バランスが適切に制御された表示画像を得ることができる。
【００２４】
次に、本発明のプロジェクタは、先に記載の本発明の表示装置と、該表示装置により変調された光を投射する投射系とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、先の本発明の表示装置の表示画像を投射するので、光源の温度変化や経年変化による発光特性の変化を適切に補正することが可能であり、長期に渡り安定した色再現性を得ることができる。
また照明系を構成する光学部品の温度変化や経時劣化に伴う光学特性の変化についても、適切に補正することができる。
さらに、照明光の調光を行う場合にも、実際に空間光変調装置に照射される光強度に基づき調光を行うことができるため、照明系を構成する光学部品の光学特性の影響を受け難くなり、調光の確度が向上する。
【００２５】
本発明のプロジェクタは、前記表示装置の照明系が、発光色の異なる複数の光源と、該光源の光を合成する色合成光学系とを備えていることを特徴とする。
またこの構成において、前記表示装置が、前記照明系から照射された光を変調するとともに、表示画素毎に複数の色光に変換して出力する空間光変調装置を備えている構成も適用できる。
上記空間光変調装置の種類により異なる表示方式を採用できる。すなわち、照明光を色光に変換して出力可能なカラー空間光変調装置では、照明光として連続発光の白色光が用いられるが、モノクロの空間光変調装置を用いる場合には、前記複数色の光源を順次間欠的に点灯させる、いわゆるカラーシーケンシャル方式により表示を行う。
上記構成によれば、複数の光源からの色光を色合成して空間光変調装置に照射するので、照明光の色バランスを任意に設定することが可能になる。また、本発明の空間光変調装置では、波長域の異なる複数の色光の強度を独立に測定する構成も適用できるため、色合成後の照明光における各色光の光量比を容易に得ることができるとともに、その測定結果を光源にフィードバックして色バランスを容易かつ適切に調整することができる。従って、複数の光源の経時的な光学特性の変化も、容易かつ自動的に補正することが可能なプロジェクタを提供することができる。
【００２６】
本発明のプロジェクタは、前記表示装置が、発光色の異なる複数の光源を備えた照明系と、前記各光源から照射された各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする。
この構成によれば、各色光に対応して設けられた空間光変調装置により光の変調を行うので、色光毎に空間光変調装置に照射された光の強度を測定し、色バランス等の調整を行うことができる。
【００２７】
本発明のプロジェクタは、前記表示装置が、光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする。
この構成によれば、前記空間光変調装置に照射される光の強度に基づき前記光源の出力を制御することができるため、表示の調光を行う場合に、正確な光量の制御を行うことができる。
【００２８】
本発明のプロジェクタは、前記表示装置が、主光源と、特定の色光を発する１つ又は複数の補助光源とを備えた光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする。
この構成によれば、前記補助光源により主光源の発光スペクトルを補正して表示画像の画質を向上させることができるとともに、本発明の空間光変調装置に備えられた光検出素子による測光結果を光源制御系にフィードバックして、前記主光源及び補助光源のそれぞれの出力を制御することができるので、色バランスや色調の調整を自在に行うことができる。
【００２９】
次に、本発明の表示装置の調光方法は、発光色の異なる複数の光源から放射される複数の色光を合成して放射する照明系と、該照明系から照射された光を変調する空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して特定波長域の光強度を検出可能な光検出素子が複数設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、前記空間光変調装置に照射された光に含まれる各色光の強度を、各色光に対応する前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により対応する色光を発する前記光源の出力を制御することを特徴とする。
この方法によれば、空間光変調装置の光検出素子により各色光の強度を独立に測定し、得られた測定結果を光源制御系にフィードバックして各光源の出力を制御するので、照明光として複数の色光を合成した光を用いる表示装置においても、容易に色バランスや色調の調整等を行うことができ、色再現性に優れ、高画質の表示が得られる。
【００３０】
本発明の表示装置の調光方法は、発光色の異なる複数の光源を備えた照明系と、前記各光源から照射された各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記各空間光変調装置に対応する各光源の出力を制御することを特徴とする。
この方法によれば、各空間光変調装置に設けられた光検出素子の測定結果を光源制御系にフィードバックして、対応する色光を発する光源の出力を制御するので、容易に色バランスや色調の調整を行うことができ、色再現性に優れ、高画質の表示が得られる。
【００３１】
本発明の表示装置の調光方法は、光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記光源の出力を制御することを特徴とする。
この方法によれば、空間光変調装置に設けられた光検出素子による測光結果を光源制御系にフィードバックすることにより、前記光源の出力を制御するので、実際に空間光変調装置に照射される光量を制御することができ、調光の確度を向上させることができる。
【００３２】
本発明の表示装置の調光方法は、主光源と、特定の色光を発する１つ又は複数の補助光源とを備えた光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記主光源又は補助光源の出力を制御することを特徴とする。
この方法によれば、前記補助光源により主光源の発光スペクトルを補正して表示画像の画質を向上させることができるとともに、空間光変調装置に備えられた光検出素子による測光結果を光源制御系にフィードバックして、前記主光源及び補助光源のそれぞれの出力を制御するので、色バランスや色調の調整を自在に行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［空間光変調装置］
図１（ａ）は、本発明に係る空間光変調装置の一実施の形態である液晶装置の平面構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＨ−Ｈ線に沿う断面構成図である。これらの図に示すように、本実施形態の液晶装置は、対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と、対向基板２０との間に、液晶層１２を挟持しており、液晶層１２は、平面視略矩形枠状のシール材１５と、このシール材１５の開口部に設けられた封止材１６とにより封止されている。図１（ａ）に示すように、シール材１５の内周に沿って設けられた矩形枠状の遮光膜２１により遮光領域が形成されており、この遮光膜２１により囲まれた平面領域が本実施形態の液晶装置の表示領域１１とされている。シール材１５の外側のＴＦＴアレイ基板１０上には、Ｘドライバ（駆動回路）１３と、Ｙドライバ（駆動回路）１４と、複数の端子２２が設けられており、端子２２，…と、Ｘドライバ１３、Ｙドライバ１４とは図示略の配線により電気的に接続されている。また、図１（ｂ）に示すように、表示領域１１のＴＦＴアレイ基板１０の液晶層１２側に、複数の画素電極１８が配列形成されており、対向基板２０の液晶層１２側面に共通電極１９が形成されている。
【００３４】
図２（ａ）は、図１に示すＴＦＴアレイ基板の回路構成図である。図２（ａ）に示すように、ＴＦＴアレイ基板１０上には、複数の表示画素２３がマトリクス状に配列された表示領域１１と、Ｘドライバ１３と、Ｙドライバ１４と、表示領域１１の四隅外側に配置された４個の光電変換素子（光検出素子）３０ａ〜３０ｄと、演算回路３７とが設けられている。表示領域１１を含む領域に、Ｘドライバ１３及び信号線Ｄａｔａにトランジスタ素子を介して接続された複数のデータ線１３ａと、Ｙドライバ１４から導出された複数の走査線１４ａとが互いに直交する向きに延在しており、データ線１３ａと、走査線１４ａとに囲まれた略矩形状の領域に各表示画素２３が形成されいている。
【００３５】
表示画素２３は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子２５と、蓄積容量２６と、液晶層１２とを備えて構成され、各ＴＦＴ素子２５の能動層はポリシリコン層により構成されている。ＴＦＴ素子２５のソース領域と先のデータ線１３ａとが電気的に接続され、ＴＦＴ素子２５のゲート電極と先の走査線１４ａとが電気的に接続されている。ＴＦＴ素子２５のドレイン領域は、画素電極１８と電気的に接続されるとともに、蓄積容量２６の一方の電極とも電気的に接続されている。そして、ＴＦＴ素子２５を一定期間だけオン状態とすることによりデータ線１３ａから供給される画像信号を所定のタイミングで書き込む。画素電極１８を介して液晶に書き込まれた画像信号は、共通電極１９との間で一定期間保持される。蓄積容量２６はこの液晶容量と並列の容量を形成して画像信号のリークを防止するようになっている。
【００３６】
光電変換素子３０ａ〜３０ｄは、照射光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオード３２と、このフォトダイオード３２に蓄積された電荷量の読み出し動作のスイッチングを行うＴＦＴ素子３５とを主体として構成されている。本実施形態に係る光電変換素子３０ａ〜３０ｄを構成する上記フォトダイオード３２は、その能動層が、先のＴＦＴ素子２５と同様のポリシリコン層により形成されている。この構成により、ＴＦＴ素子２５の作製工程とフォトダイオード３２の作製工程とを一部共通化することができ、製造の効率化を図ることができる。また上記ＴＦＴ素子３５の能動層も同様にポリシリコン層により形成することもでき、係る構成によれば、さらに製造の効率化を促進することができる。
【００３７】
さらに、上記のようにフォトダイオード３２とＴＦＴ素子２５とを一体的に製造できることから、光電変換素子３０ａ〜３０ｄの入出力端子を、表示領域１１から引き出される入出力端子と一体的に形成することも極めて容易であり、このようにして上記端子を形成することで、外部の機器への本液晶装置の取り付け等が容易になるという利点を得られる。
【００３８】
上記ＴＦＴ素子３５のゲート電極は、走査線１４ａと電気的に接続され、ソース領域は電源Ｖｅｅに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ素子３５のドレイン領域はフォトダイオード３２のカソード側、及び演算回路３７に電気的接続されている。フォトダイオード３２のアノード側は接地されている。従って、本実施形態に係る光電変換素子３０ａ〜３０ｄは、走査線１４ａを介して入力された信号によってＴＦＴ素子３５を動作させ、そのスイッチング動作により照射された光量に応じてフォトダイオード３２に蓄積された電荷を演算回路３７に対して出力できるようになっている。
【００３９】
光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側と反対側には、迷光等が素子に入射して検出精度が低下するのを防止するための遮光層を設けておくことが好ましい。また本実施形態の液晶装置では、この光電変換素子３０ａ〜３０ｄに対して設けられる遮光層についても、表示画素２３のＴＦＴ素子２５に設けられる遮光層と同一層に形成することができる。このような構成とすることで、上記ＴＦＴ素子２５及びフォトダイオード３２の能動層を作製するためのポリシリコン層の形成工程のみらなず、遮光層の形成工程も共通化することができるので、製造工程の一層の効率化を実現することができる。
【００４０】
本実施形態に係る光検出素子としては、図２（ｂ）に示す光電変換素子４０も適用することができる。この光電変換素子４０は、フォトトランジスタ４２と、このフォトトランジスタ４２のドレイン領域に電気的に接続された抵抗素子４５とを主体として構成されている。フォトトランジスタ４２のゲート電極は、先のＴＦＴ素子３５と同様に走査線１４ａ、及びＹドライバ１４に接続され、フォトトランジスタ４２のソース領域は電源Ｖｅｅと電気的に接続されている。また抵抗素子４５の他端は接地電位とされている。そして、Ｙドライバ１４から走査線１４ａを介して入力されたゲート出力信号によりフォトトランジスタ４２を動作させることにより、照射光量に応じた電流を演算回路３７に対して出力できるようになっている。
【００４１】
Ｘドライバ１３及びＹドライバ１４は、図３に回路図の一例を示すシフトレジスタを主体として構成されている。図２（ａ）及び図３に示すように、Ｙドライバ１４では、入力された垂直スタート信号ＤＹを垂直クロックＣＬＹに同期して順次シフトし、端子Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２，…，Ｙｎからゲート出力信号として出力する。一方、Ｘドライバ１３に備えられた図３と同様のシフトレジスタでは、前記Ｙドライバ１４から出力されるタイミング信号に応じて、水平クロックＣＬＸに同期して水平スタート信号ＤＸを順次シフトし、データ出力信号を順次端子Ｘ０，Ｘ１，…，Ｘｎへ出力するようになっている。
【００４２】
次に、上記構成の本実施形態の液晶装置の動作を、図４及び図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。図４には、連続する２フレームのタイミングチャートが示されており、同図中、ＣＬＹはＹドライバ１４に入力される垂直クロック、ＤＹは垂直スタート信号、Ｙ０〜ＹｎはＹドライバ１４の端子から出力されるタイミング信号、ＤＯＵＴ１ａ，ＤＯＵＴ１ｂは走査線１４ａを介して端子Ｙ０に接続された光電変換素子３０ａ，３０ｂから演算回路３７へ出力される光検出信号、ＤＯＵＴｎａ，ＤＯＵＴｎｂは、走査線１４ａを介して端子Ｙｎに接続された光電変換素子３０ｃ，３０ｄから演算回路３７へ出力される光検出信号である。
図５は、図４に示す期間Ａに対応するＸドライバ１３のタイミングチャートであり、同図中、ＣＬＸはＸドライバ１３に入力される水平クロック、ＤＡＴＡは画像信号の出力である。
【００４３】
図４に示すように、Ｙドライバ１４は、垂直クロックＣＬＹに同期して垂直スタート信号ＤＹをシフトさせ、順次端子Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，…，Ｙｎへゲート出力信号（スイッチング信号）を供給し、各端子から導出されたゲート線１４ａに接続されたＴＦＴ素子２５を一定期間オン状態とする。一方、図４に示す期間Ａの間に、図２及び図５に示すように、水平クロックＣＬＸに同期して端子Ｘ０，Ｘ１，…，Ｘｎから出力されたデータ出力信号により、対応するデータ線１３ａに接続されたトランジスタ素子１３ｂをオン状態とし、それによって画像信号Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎをそれぞれのデータ線１３ａに書き込む。そして、上記ゲート出力信号によりオン状態とされたＴＦＴ素子２５に上記画像信号Ｄ０，Ｄ１，…，Ｄｎが書き込まれるようになっている。
【００４４】
また、上記Ｙドライバ１４の端子Ｙ０，Ｙｎに接続されたゲート線１４ａには、それぞれ２個ずつの光電変換素子３０が接続されており、端子Ｙ０，Ｙｎから出力されたゲート出力信号により、対応するゲート線１４ａに接続された各ＴＦＴ素子２５とともにオン状態とされる。これにより、図２に示すように、端子Ｙ０からゲート出力信号が出力された場合には、光電変換素子３０ａ，３０ｂからそれぞれ光検出信号ＤＯＵＴ１ａ，ＤＯＵＴ１ｂが演算回路３７に対して出力される。また同様に、端子Ｙｎからのゲート出力信号により光電変換素子３０ｃ，３０ｄからそれぞれ光検出信号ＤＯＵＴｎａ，ＤＯＵＴｎｂが出力される。すなわち、本実施形態に係る液晶装置では、Ｙドライバ１４からのゲート出力信号により光電変換素子３０ａ〜３０ｄがスイッチングされるので、ＴＦＴアレイ基板上に形成した光電変換素子を駆動するための駆動回路を別途設けることなく光電変換素子を動作させることができるようになっている。
【００４５】
図２（ａ）に示す演算回路３７は、４個の光電変換素子３０ａ〜３０ｄから照射光の強度に応じて出力される光検出信号ＤＯＵＴ１ａ、ＤＯＵＴ１ｂ、ＤＯＵＴｎａ、ＤＯＵＴｎｂに基づき、液晶装置に照射された光の平均強度や光強度分布等の情報を出力する機能を備えており、必要に応じて光電変換素子３０ａ〜３０ｄの分光特性を補正する回路等を備えることもできる。また、この演算回路３７はＴＦＴ回路基板１０上に形成されていてもよく、外付けの回路としてもよい。液晶装置に接続される制御回路等の一部として提供されるものであってもよい。
【００４６】
上記構成を備えた本実施形態の液晶装置は、バックライトやフロントライト等を備えた直視型の表示装置の画像表示手段や、投射型表示装置の光変調手段として好適に用いることができる。本実施形態の液晶装置を備えた上記表示装置では、照明系から照射された光の強度を光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより測定することができるとともに、上記演算回路３７により光強度分布を算出することが可能であるので、例えば演算回路３７からの出力に基づき照明系に備えられた光源の出力を調整するならば、表示画像の状態や光源の状態に応じて液晶装置に照射される光の強度を適切に制御することができ、表現力に優れ、かつ高画質の表示を提供することができる。
【００４７】
上記光電変換素子３０ａ〜３０ｄは、図６（ａ）〜図６（ｃ）の模式平面図に示すように、種々の形態でＴＦＴアレイ基板１０上に配置することができる。図６（ａ）は、矩形状の表示領域１１の辺端中央外側にそれぞれの光電変換素子３０ａ〜３０ｄを配置した例であり、図６（ｂ）は、矩形状の表示領域１１の各頂点部外側に光電変換素子３０ａ〜３０ｄを配置した例であり、図６（ｃ）は、図６（ｂ）と同様に表示領域１１の各頂点部外側であって、表示領域１１を取り囲んで設けられた矩形枠状の遮光膜２１の形成領域内に各光電変換素子３０ａ〜３０ｄを配置した例である。
【００４８】
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したいずれの配置においても、光電変換素子３０ａ〜３０ｄは表示領域１１の中心部に対して対称に配置されており、表示領域１１に対して照射された光の平均強度や強度分布を適切に測定することができるようになっている。特に、図６（ａ）に示す例のように表示領域１１の辺端中央部に光電変換素子３０ａ〜３０ｄを配置すれば、表示領域１１の中心からの距離を最も短くできるので、照明系の光学収差による強度分布の影響を小さくすることができ、高精度の光強度測定が可能になる。また、図６（ｃ）に示すように、遮光膜２１の形成領域内に光電変換素子３０ａ〜３０ｄを配置すれば、光電変換素子の実装に起因して液晶装置が大型化されることがなく都合がよい。さらに、表示領域１１の周囲に設ける照明しろを最小にすることができるため、光電変換素子３０ａ〜３０ｄを設けることに起因して照明系等の照明光率が低下しないようにすることができる。
【００４９】
本実施形態では、４個の光電変換素子３０ａ〜３０ｄのうち、光電変換素子３０ａ、３０ｂをＹドライバ１４の端子Ｙ０に接続された走査線１４ａに接続し、光電変換素子３０ｃ、３０ｄをＹドライバ１４の端子Ｙｎに接続された走査線１４ａに接続した構成について説明したが、本発明に係る光電変換素子の個数や、駆動回路への接続形態は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、Ｙドライバ１４から導出された全ての走査線１４ａのそれぞれに対して光電変換素子を設けた構成としてもよく、１本の走査線１４ａに、３個以上の光電変換素子が接続された構成とすることもできる。さらには、Ｘドライバ１３の端子Ｘ０，Ｘ１，…、Ｘｎから導出され、トランジスタ素子１３ｂに接続されている配線に光電変換素子を接続し、Ｘドライバ１４から出力されるデータ出力信号をスイッチング信号として光電変換素子のスイッチングを行うようにすることもできる。
【００５０】
上記光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側には、特定波長域の光のみを透過させる光学部材を設けることができ、光電変換素子３０ａ〜３０ｄ毎に透過波長域の異なる光学部材を設けることもできる。この種の光学部材としては、例えば特定色の色材層を有するカラーフィルタや誘電体多層膜によるダイクロイックフィルタを例示することができる。
このように光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側に光学部材を設けることで、各光電変換素子３０ａ〜３０ｄは光学部材の透過波長域の光の強度のみを検出するようになるため、液晶装置を照明する光源の分光特性等を容易に検出することができるようになる。特に、異なる発光色を有する複数の光源を用いて液晶装置を照明し、画像の表示を行う場合には、上記各光源の発光色に対応する色材層を光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側に設けておくことで、各光源の光強度を対応する光電変換素子で測定できるようになり、各光源の出力状態や、照明光の色バランス等の情報を光電変換素子を介して容易に取得することが可能になる。
従って、本構成の液晶装置を表示装置の画像表示手段や光変調手段として備えるならば、上記液晶装置により得られた情報に基づき光源を制御することが可能になり、例えば光学部品の経時変化等を補正して高画質の表示が得られる表示装置を提供することができる。
【００５１】
また、上記光電変換素子３０ａ〜３０ｄ用の色材層や誘電体多層膜は、本液晶装置をカラー表示対応とするために設けられるカラーフィルタやダイクロイックフィルタの一部として形成することもできる。すなわち、本実施形態の液晶装置は、各表示画素２３毎に特定の色光への変換を行う色材層とともに、光電変換素子３０ａ〜３０ｄ用の色材層が平面的に配置されたカラーフィルタを備えた構成とすることができる。このような構成とすることで、前記カラーフィルタの作製工程において、光電変換素子３０ａ〜３０ｄ用の色材層も同時に作製できるため、製造を効率化することができる。
【００５２】
以上の実施の形態では、本発明に係る空間光変調装置としてＴＦＴ素子を備えた液晶装置を例示して説明したが、本発明の技術範囲は液晶装置に限定されず、例えばＴＦＤ（薄膜ダイオード）素子を備えた形態やＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）等としての形態も含むものである。
【００５３】
［プロジェクタ］
次に、本発明に係るプロジェクタの実施の形態を図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図７は、プロジェクタの第１実施形態における平面構成図である。この図に示すプロジェクタは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色を発する３個の光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、これらの光源から放射される各色光を集光する集光レンズ１０２〜１０４と、前記各色光を重畳する色合成光学系を成すクロスダイクロイックプリズム１２５とを備えた照明系と、前記クロスダイクロイックプリズム１２５から射出された光を、画像情報に基づき空間的に変調する液晶ライトバルブ（空間光変調装置）１２０と、液晶ライトバルブ１２０により変調された光を投射する投射系１２６とを備えている。
【００５４】
各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ光源駆動回路（光源制御系）１３１〜１３３と接続され、各光源駆動回路１３１〜１３３は電源１３５と接続されている。光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、例えばＬＥＤ、ＥＬ、ＦＥＤ、レーザー等の特定色の色光を発する発光素子を備えており、各光源駆動回路１３１〜１３３によってその出力（発光強度）を調整可能に構成されている。
【００５５】
液晶ライトバルブ１２０は、図１及び図２に示した本発明の液晶装置を主体として構成されるとともに、表示領域１１にカラーフィルタが設けられてカラー表示が可能に構成されており、図７に示すように各光源駆動回路１３１〜１３３と電気的に接続されている。また図２に示す光電変換素子３０ａ〜３０ｄのうち、少なくとも３個の光電変換素子の光入射側に、上記光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの発する色光のみを透過する色材層がそれぞれ設けられており、クロスダイクロイックプリズム１２５を介して照射された光に含まれる各色光の強度を、光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより独立に測定することができるようになっている。そして、得られた光強度に対する演算を、必要に応じて演算回路３７により行い、得られた演算結果（色差データや色光毎の色バランスデータ）を各光源駆動回路１３１〜１３３に対して出力できるようになっている。
【００５６】
上記構成のプロジェクタは、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂから発せられた光を、集光レンズ１０２〜１０４を介してクロスダイクロイックプリズム１２５に入射させて色合成して照明光を生成する。次いで、得られた照明光を液晶ライトバルブ１２０に入射させ、この液晶ライトバルブ１２０において表示画像情報に基づき変調するとともに表示画素毎に所定の色強度に変換することでカラー表示画像を得る。そして、投射系１２６により前記カラー表示画像をスクリーン等の被投射体に投射するようになっている。
【００５７】
また本実施形態のプロジェクタでは、上記の表示動作に際して、液晶ライトバルブ１２０に備えられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄを用いて、クロスダイクロイックプリズム１２５から照射される照明光に含まれるそれぞれの色光成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光強度を測定するとともに演算し、上記光電変換素子３０ａ〜３０ｄで得られた各色光の光強度を光源駆動回路１３１〜１３３にフィードバックする。そして、各光源駆動回路１３１〜１３３は、液晶ライトバルブ１２０から得た演算結果に基づき、対応する光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの出力を制御し、もって表示の調光を行うようになっている。
【００５８】
このように、本実施形態のプロジェクタでは、液晶ライトバルブ１２０に対して照射される照明光の情報を、各駆動回路に対してフィードバックすることができるようになっているので、例えば、予め設定されている（あるいは観察者の嗜好によって設定される）色バランスを最適化して表示可能な色域を拡大したり、光学部品の経時変化（温度特性、経時劣化等）に伴う表示状態の変化を補正したり、観察者の好みの色調（例えば特定色が強調された色調等）を正確に表現することができる。
また、先の本発明に係る液晶装置を主体とする液晶ライトバルブ１２０には、演算回路３７が内蔵されているので、液晶ライトバルブ１２０から直接色光強度の差分データ等を光源駆動回路１３１〜１３３に対して出力することが可能になっており、液晶ライトバルブ１２０から光源駆動回路１３１〜１３３への回路を比較的簡素に構成できる。
【００５９】
また、上記光源駆動回路１３１〜１３３には、色バランス等の初期データを保持したメモリ等を設けることもでき、このような構成とすることで、光源駆動回路１３１〜１３３が、液晶ライトバルブ１２０から受け取ったデータと上記メモリに保持されたデータとを参照、比較して光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの制御を行うことができるようになり、さらに光源制御の精度を高め、高画質の表示を提供できるようになる。
【００６０】
上記第１の実施形態では、カラーフィルタを備えた液晶ライトバルブ１２０を用いてカラー表示を実現する場合について説明したが、図７に示す構成において、液晶ライトバルブ１２０としてカラーフィルタを備えないモノクロ液晶ライトバルブとし、各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを順次間欠的に点灯させて表示を行うカラーシーケンシャル方式のプロジェクタとして構成することもできる。
【００６１】
上記のカラーシーケンシャル方式のプロジェクタにおいても、液晶ライトバルブ１２０に備えられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより照明系から照射された色光の強度を測定することができ、係る光検出信号を演算回路３７により演算処理した後、演算結果を各光源駆動回路１３１〜１３３に出力することができる。そして、光源駆動回路１３１〜１３３により各光源の出力を制御することができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
図８は、プロジェクタの第２実施形態における平面構成図である。この図に示すプロジェクタは、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色を発する３個の光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂと、これらの光源から放射される各色光を集光する集光レンズ１０２〜１０４とを備えた照明系と、前記各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの光を画像情報に基づき変調する液晶ライトバルブ（空間光変調装置）１２２〜１２４と、各液晶ライトバルブ１２２〜１２４により変調された光を重畳して表示画像を生成するクロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）１２５と、このクロスダイクロイックプリズム１２５から出力された光を投射する投射系１２６とを備えて構成されている。前記各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ対応する光源駆動回路（光源制御系）１３１〜１３３と接続され、これらの光源駆動回路１３１〜１３３により出力を調整されるようになっている。
尚、図８に示す各構成要素のうち、図７と同一の構成要素には共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６３】
本実施形態の場合、液晶ライトバルブ１２２〜１２４は、図１及び図２に示した本発明の液晶装置を主体として構成されたモノクロ液晶ライトバルブであり、これらの液晶ライトバルブ１２２〜１２４と光量比演算回路１３４とが電気的に接続され、この光量比演算回路１３４と光源駆動回路１３１〜１３３とが電気的に接続されている。各液晶ライトバルブ１２２〜１２４は、そのＴＦＴアレイ基板１０上に設けられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより、入射光の光強度を測定することができるようになっている。前記光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側には色材層は設けられていないが、入射する色光を透過する色材層を設けてもよいのは勿論である。
尚、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１２２〜１２４において、前記光電変換素子は各液晶ライトバルブに少なくとも１個ずつ設けられていればよいが、複数の光電変換素子を液晶ライトバルブに設けることで、光強度測定を高精度、かつ多彩な方式で行うことが可能になる。例えば、複数の光電変換素子からのデータを基に平均値を算出すれば、光強度データの高精度化を実現できる。本実施形態及び第１の実施形態のプロジェクタにおいても、後述する第３の実施形態におけるプロジェクタのように、各光源１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂと各集光レンズ１０２〜１０４との間に均一照明系１１２を配置できるため、この様な形態の場合に複数の光電変換素子を用いて光強度データの平均値を算出するように構成すれば、光強度データの一層の高精度化を達成できる。
【００６４】
上記構成の本実施形態のプロジェクタは、その表示動作に際して、各液晶ライトバルブ１２２〜１２４に備えられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄを用いて、各光源から照射された色光の強度を測定し、光電変換素子３０ａ〜３０ｄから出力された光検出信号を、光量比演算回路１３４に入力するようになっている。光量比演算回路１３４は、前記光検出信号から色光間の光量比等を演算し、その演算結果を光源駆動回路１３１〜１３３に対して出力する。そして、光源駆動回路１３１〜１３３により各光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの出力が適宜調整されて表示の調光が行われるようになっている。
【００６５】
また、本実施形態のプロジェクタでは、光量比演算回路１３４により色差データや色光毎の色バランスデータ等の演算を行うことができるようになっているので、液晶ライトバルブ１２２〜１２４に実装されている演算回路３７の機能を部分的に光量比演算回路１３４に内蔵して演算回路３７を簡素化することや、演算回路３７では複数の光電変換素子３０ａ〜３０ｄからの出力に基づき、平均強度や光強度分布を算出することが可能になっている。さらに場合によっては、液晶ライトバルブ１２２〜１２４には演算回路３７を設けず、各光電変換素子３０ａ〜３０ｄから出力される光検出信号を直接演算回路１３４に入力し演算するように構成しても構わない。
【００６６】
上記光量比演算回路１３４は、例えば、予め設定され光量比演算回路１３４に保持されている光量比や、使用者の嗜好により設定された光量比と、液晶ライトバルブ１２２〜１２４から出力された光検出信号から算出した光量比との差分値を算出し、この差分データを光源駆動回路１３１〜１３３に対してフィードバックする機能を提供する。これにより、照明光の色バランスを最適化して表示可能な色域を拡大したり、光学部品の経時変化（温度特性、経時劣化等）に伴う表示状態の変化を補正したり、観察者の好みの色調を正確に表現することが可能になっている。
【００６７】
（第３の実施形態）
図９は、プロジェクタの第３実施形態における平面構成図である。本実施形態においても、図９に示す各構成要素のうち、図７及び図８と同一の構成要素には共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
図９に示すプロジェクタは、白色光を発する光源１０１と、この光源から放射される光を各色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に分離するダイクロイックミラー１１３，１１４と、集光レンズ１０２〜１０４とを主体とする照明系と、前記各色光を画像情報に基づき変調する液晶ライトバルブ（空間光変調装置）１２２〜１２４と、各液晶ライトバルブ１２２〜１２４により変調された光を重畳して表示画像を生成するクロスダイクロイックプリズム（色合成光学系）１２５と、クロスダイクロイックプリズム１２５から射出された光を投射する投射系１２６とを備えて構成されている。
【００６８】
前記光源１０１は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の白色光を発するランプにより構成されており、電源１３５を備えた光源駆動回路（光源制御系）１３６と接続され、この光源駆動回路１３６により出力の調整が可能になっている。また光源１０１とダイクロイックミラー１１３との間に、均一照明系１１２が設けられて光源１０１から発せられた光束の輝度分布を均一化するようになっている。ダイクロイックミラー１１４と反射ミラー１１５間、及び２つの反射ミラー１１５，１１７間には、レンズ１１８，１１９が設けられてリレーレンズ系を構成している。
【００６９】
本実施形態に係る液晶ライトバルブ１２２〜１２４は、図１及び図２に示した本発明の液晶装置を主体として構成されたモノクロ液晶ライトバルブであり、これらの液晶ライトバルブ１２２〜１２４と光源駆動回路１３６とが電気的に接続されている。各液晶ライトバルブ１２２〜１２４は、そのＴＦＴアレイ基板１０上に設けられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより、入射光の光強度を測定することができ、必要に応じて演算回路３７による演算処理を施して出力できるようになっている。前記光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側には色材層は設けられていないが、入射する色光を透過する色材層を設けてもよいのは勿論である。
尚、本実施形態に係る液晶ライトバルブ１２２〜１２４において、前記光電変換素子は液晶ライトバルブ１２２〜１２４のうち少なくとも１個の液晶ライトバルブに１個の光電変換素子が設けられていればよいが、各液晶ライトバルブに光電変換素子を備えていてもよい。また複数の光電変換素子を液晶ライトバルブに設けるならば、光強度測定を高精度、かつ多彩な方式で行うことが可能になる。
【００７０】
上記構成の本実施形態のプロジェクタは、その表示動作に際して、各液晶ライトバルブ１２２〜１２４に対して照射された各色光の強度を、それぞれの液晶ライトバルブ１２２〜１２４に設けられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより測定し、各光電変換素子から出力された光検出信号を光源駆動回路１３６に対して出力するようになっている。前記光検出信号を受け取った光源駆動回路１３６は、必要に応じて前記光検出信号を演算処理し、光源１０１の出力を制御するようになっている。
【００７１】
本実施形態の場合、光源１０１は、出力を変化させても分光特性にほとんど変化を生じない白色ランプで構成されているため、表示画像等に応じて色光の成分比を独立に制御する用途には不向きであるが、例えば、当該プロジェクタの使用環境や、表示画像の内容・種類（一般的にビデオ系は暗い絵作り、データ系は明るい絵作り）に応じて、照明光量を変化させて使用する場合に好適である。
勿論、先の実施形態と同様に、液晶ライトバルブ１２２〜１２４で検出される光強度の経時的変化から、光学部品の温度特性や経時劣化によって生じる光量変化を自動的に補正することもできる。
【００７２】
（第４の実施形態）
図１０は、図７ないし図９に示す各実施形態のプロジェクタに適用できる光源の他の構成例を示す図であり、同図には、図９に示すプロジェクタに本光源を適用した場合を示している。
図１０に示す光源は、主光源１０１Ａと、特定の色光を発する補助光源１０５と、これらの光源から発せられた光（Ｌ１，Ｌ２）を合成するダイクロイックミラー（色合成光学系）１１０とを備えて構成されている。係る構成の光源は、主光源１０１Ａの特定の色光の強度不足を補助光源１０５により補えるようになっている。図１０に示す構成では、主光源１０１Ａと、補助光源１０５とはいずれも光源駆動回路１３６に接続されている。この構成により、液晶ライトバルブ１２２〜１２４の光電変換素子３０ａ〜３０ｄから出力された光検出信号に基づき、光源駆動回路１３６により主光源１０１Ａあるいは補助光源１０５の出力を制御できるようになっている。
【００７３】
上記構成において、光源駆動回路１３６は、液晶ライトバルブ１２２〜１２４からフィードバックされた光情報に基づき、補助光源１０５の出力を制御するようにしてもよい。このように補助光源１０５の出力を調整することで、特定の色光の光量を主光源１０１Ａとは独立して変化させることができる。また、液晶ライトバルブ１２２〜１２４の光電変換素子３０ａ〜３０ｄの光入射側に、補助光源１０５から発せられる色光のみを透過させる光学部材を設ければ、補助光源１０５の出力を主光源１０１Ａとは独立して検出することが可能になる。
【００７４】
また、図１０に示す光源は、図７又は図８に示すプロジェクタにも容易に適用することができ、その場合には、主光源１０１Ａとして、特定の色光を発する光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂを用いる。この構成によれば、補助光源１０５から発せられる色光の選択や出力の制御によって色調や色域を容易に変化させることが可能なプロジェクタを提供することができる。
【００７５】
（第５の実施形態）
図１１は、図７ないし図９に示す各実施形態のプロジェクタに適用できる光源のさらに他の構成例を示す図であり、同図には、図９に示すプロジェクタの光源１０１及び均一照明系１１２に代えて本実施形態の光源を適用した場合を示している。
図１１に示す光源１０７は、複数の白色光を発する副光源１０６を平面状に配列して構成された、いわゆるアレイ光源（図１１では断面方向に沿って並ぶ４個のみが描かれている）であり、その前面側（発光側）には、集光レンズアレイ１２７が設けられている。係る構成の光源１０７は、複数の副光源１０６を平面的に配列することで、均一照明系を実現しており、液晶ライトバルブ１２２に対して均一な照明光を照射することができるようになっている。図１１に示す構成では、液晶ライトバルブ１２２と接続された光源駆動回路１３６と、各副光源１０６とが電気的に接続されており、液晶ライトバルブ１２２に設けられた光電変換素子３０ａ〜３０ｄにより測定された光強度の情報に基づき、光源駆動回路１３６が各副光源１０６の出力を独立に制御できるようになっている。
【００７６】
従って、本実施形態の光源１０７を備えたプロジェクタでは、光電変換素子３０ａ〜３０ｄからの光検出信号から、液晶ライトバルブ１２２に設けられた演算回路３７により照明光の強度分布を算出して光源駆動回路１３６に出力し、この強度分布に基づき光源駆動回路１３６により各副光源１０６の出力を調整することで、液晶ライトバルブ１２２に照射される照明光の強度分布を均一化することができ、もって高品質の画像表示を実現できるようになっている。
また、図１１に示す光源は、図７又は図８に示すプロジェクタにも容易に適用することができ、Ｒ，Ｇ，Ｂ等の特定の色光を発する副光源を用いて色毎に光源１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂを構成し、光源１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに代えて用いればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、空間光変調装置の一実施形態である液晶装置の平面構成図、図１（ｂ）は、同、断面構成図。
【図２】図２は、図１に示す液晶装置の回路構成図。
【図３】図３は、図２に示すＹドライバの一回路構成例。
【図４】図４は、実施形態に係る液晶装置のタイミングチャート。
【図５】図５は、図４に示すＡ部のタイミングチャート。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る光検出素子の配置例。
【図７】図７は、プロジェクタの第１実施形態における平面構成図。
【図８】図８は、プロジェクタの第２実施形態における平面構成図。
【図９】図９は、プロジェクタの第３実施形態における平面構成図。
【図１０】図１０は、図９に示す光源の他の構成例。
【図１１】図１１は、図９に示す光源の他の構成例。
【符号の説明】
１０ ＴＦＴアレイ基板（基板）、１１ 表示領域、２３ 表示画素、２５ ＴＦＴ（スイッチング素子）、３０ａ〜３０ｄ 光電変換素子（光検出素子）、３７ 演算回路、４０ 光検出素子、１２０，１２２〜１２４ 液晶装置（空間光変調装置）、１０１（ＲＧＢ） 光源、１０５ 補助光源、１０６ 副光源、１１２ 均一照明系、１２６ 投射系、１３１〜１３３，１３６ 光源駆動回路（光源制御系）

Claims (28)

1. 表示領域に入射した光を空間的に変調して出力する空間光変調装置であって、
   前記表示領域に、スイッチング素子を有する表示画素が形成されるとともに、前記スイッチング素子と同一基板上の表示領域周端外側に近接して光検出素子が設けられており、
   前記光検出素子とスイッチング素子とが、同一基板上に形成された半導体層からなる能動層を有していることを特徴とする空間光変調装置。
2. 前記光検出素子と、前記表示画素を駆動制御するための駆動回路とが接続され、前記駆動回路により前記光検出素子が駆動制御されることを特徴とする請求項１に記載の空間光変調装置。
3. 前記駆動回路から前記スイッチング素子に対してスイッチング信号を供給する走査線に、前記光検出素子が接続されていることを特徴とする請求項２に記載の空間光変調装置。
4. １本の前記走査線に複数の光検出素子が接続されていることを特徴とする請求項３に記載の空間光変調装置。
5. 前記光検出素子が、前記表示領域に対して略対称に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空間光変調装置。
6. 前記光検出素子が、前記表示領域を取り囲んで形成された遮光領域内に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空間光変調装置。
7. 前記光検出素子が、特定波長域の光の強度を検出可能に構成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の空間光変調装置。
8. 前記光検出素子の光入射側に、特定波長域の光を透過する光学部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の空間光変調装置。
9. 複数の前記光検出素子のそれぞれに対応して前記光学部材が設けられており、
   透過する波長域の異なる２種類以上の前記光学部材が、前記基板上に混在していることを特徴する請求項８に記載の空間光変調装置。
10. 前記表示領域を含む平面領域に、前記表示領域に入射した光を特定の色光に変換して出力する色材層が設けられており、
    前記光学部材が、前記色材層の一部を成していることを特徴とする請求項８又は９に記載の空間光変調装置。
11. 複数の前記光検出素子に接続され、前記各光検出素子からの光検出信号を演算する演算回路が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の空間光変調装置。
12. 前記演算回路が、前記光検出素子により検出された各波長域の光強度の差分値を算出する機能を有することを特徴とする請求項１１に記載の空間光変調装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の空間光変調装置と、該空間光変調装置に光源の光を照射する照明系と、前記空間光変調装置の光検出素子から出力される光検出信号に基づき、前記光源の出力を制御する光源制御系を備えていることを特徴とする表示装置。
14. 前記光源制御系が、前記空間光変調装置の演算回路からの出力に基づき前記光源を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
15. 前記照明系に、前記光源から放射される光束の強度分布を均一化する均一照明系が設けられていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の表示装置。
16. 前記照明系に、発光色の異なる複数の光源が設けられていることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の表示装置。
17. 前記照明系に、複数の副光源を平面的に配列した光源が設けられていることを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の表示装置。
18. 前記空間光変調装置の光検出素子が、該空間変調装置の表示領域に入射する光束の光軸に対して略対称に配置されていることを特徴とする請求項１３ないし１７のいずれか１項に記載の表示装置。
19. 請求項１３ないし１８のいずれか１項に記載の表示装置と、該表示装置により変調された光を投射する投射系とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
20. 前記表示装置の照明系が、発光色の異なる複数の光源と、該光源の光を合成する色合成光学系とを備えていることを特徴とする請求項１９に記載のプロジェクタ。
21. 前記表示装置が、前記照明系から照射された光を変調するとともに、表示画素毎に複数の色光に変換して出力する空間光変調装置を備えていることを特徴とする請求項２０に記載のプロジェクタ。
22. 前記表示装置が、発光色の異なる複数の光源を備えた照明系と、前記各光源から照射された各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする請求項１９に記載のプロジェクタ。
23. 前記表示装置が、光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする請求項１９に記載のプロジェクタ。
24. 前記表示装置が、主光源と、特定の色光を発する１つ又は複数の補助光源とを備えた光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えていることを特徴とする請求項１９に記載のプロジェクタ。
25. 発光色の異なる複数の光源から放射される複数の色光を合成して放射する照明系と、該照明系から照射された光を変調する空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、
    前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して特定波長域の光強度を検出可能な光検出素子が複数設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、
    前記空間光変調装置に照射された光に含まれる各色光の強度を、各色光に対応する前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により対応する色光を発する前記光源の出力を制御することを特徴とする表示装置の調光方法。
26. 発光色の異なる複数の光源を備えた照明系と、前記各光源から照射された各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、
    前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、
    前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記各空間光変調装置に対応する各光源の出力を制御することを特徴とする表示装置の調光方法。
27. 光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、
    前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、
    前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記光源の出力を制御することを特徴とする表示装置の調光方法。
28. 主光源と、特定の色光を発する１つ又は複数の補助光源とを備えた光源の光を複数の色光に分離して放射する照明系と、該照明系から照射された前記各色光を変調する複数の空間光変調装置とを備えた表示装置の調光方法であって、
    前記空間光変調装置の表示領域周端外側に近接して複数の光検出素子が設けられ、前記光検出素子の光検出信号に基づき前記光源の出力を制御する光源制御系が設けられている表示装置を用い、
    前記各空間光変調装置に照射された色光の強度を前記光検出素子により検出し、得られた色光強度に基づき、前記光源制御系により、前記主光源又は補助光源の出力を制御することを特徴とする表示装置の調光方法。

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