JP2004302254A - 投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】動画特性を向上させ、かつ投射する画像の光量を確保しつつ消費電力の脈動を低減させて電源回路を小型化できる投射型表示装置を提供する。
【解決手段】光源１１、１２、１３と、光源１１、１２、１３からの光を変調する光変調手段２１、２２、２３と、光変調手段２１、２２、２３によって変調され画像が合成された光を投射する投射手段３１とを備えた投射型表示装置１０であって、光源が異なる色の色光を射出可能な複数の光源１１、１２、１３であり、異なる色光を射出する光源１１、１２、１３ごとに１フレーム未満の時間幅で点灯時間を制御するとともに、点灯時間における光量を制御する光源駆動手段３５を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】光源１１、１２、１３と、光源１１、１２、１３からの光を変調する光変調手段２１、２２、２３と、光変調手段２１、２２、２３によって変調され画像が合成された光を投射する投射手段３１とを備えた投射型表示装置１０であって、光源が異なる色の色光を射出可能な複数の光源１１、１２、１３であり、異なる色光を射出する光源１１、１２、１３ごとに１フレーム未満の時間幅で点灯時間を制御するとともに、点灯時間における光量を制御する光源駆動手段３５を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ等の固体光源を用いた動画特性の向上、および消費ピーク電流低減を図った投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスプレイの画像切り換え方式の中のホールド型と呼ばれる形式のディスプレイは、インパルス型ディスプレイと比較して動画性能が悪くなることが知られていた。ここで、ホールド型ディスプレイというのは、あるフレームから次へのフレームへ画像が切り替わるまでの間は、同じ位置に画像が表示される、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のような駆動方式である。一方、インパルス型ディスプレイというのは、画像が切り替わる前に画像の表示を消してしまう、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）のような駆動方式である。
【０００３】
ホールド型ディスプレイの動画像の見え方を、図７を参照しながら説明する。ここでは、図７（ａ）に示すように、白い四角ＷＳが下から上へ移動する動画像を考える。目は動画像を連続的に追跡して視線Ｅを動かすが、白い四角ＷＳはフレームが切り替わるまで同じ位置に表示されるので、図７（ｂ）に示すように、白い四角ＷＳと視線Ｅとの間にズレＧが生じる。そして、図７（ｃ）に示すようにフレームが切り替わり、白い四角ＷＳと視線Ｅとの間のズレＧが解消される。
この白い四角ＷＳと視線Ｅとの間のズレＧにより白い四角ＷＳは移動方向にボケて見え、ディスプレイのカラー表示方法によってはボケた部分に色が付いて見えることがある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
上述した不具合を克服するために、例えばホールド型ディスプレイを用いた直視型表示装置においては、液晶パネルに背面から表示光を与えるバックライトを１フレーム周期内でオン、オフさせて画像のボケ等の改善が図られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ホールド型ディスプレイをライトバルブとして用いた投射型表示装置においては、例えば光源と液晶パネルとの間に、十分に大きな円盤の周囲に方形の孔が開かれたチョッパーを配置して、このチョッパーを高速に回転させることにより、１フレーム周期内で光を間欠投射させて画像のボケ防止が図られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
小間徳夫、他１名，「ディスプレイの動画性能評価技術」，液晶，２００２，第６巻，第４号，ｐ．３５９−３６０
【特許文献１】
特開２００２−２２９０２１号公報 （第３−４頁、表１）
【特許文献２】
特開２００１−２９６８４１号公報 （第１５−１６頁、第１４図および第１５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の投射型表示装置においては、動画特性を良くするためにバックライトを１フレーム周期内でオン、オフさせたり、チョッパーを高速に回転させて１フレーム周期内で光を間欠投射させたりしていた。しかしながら、同じ輝度の光を間欠照射させるだけでは、１フレームあたりの光量は、定常点灯させたときよりも少なくなり、画像が暗くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、ライトをオン、オフする方法では、ライトのオン、オフにより消費する電力が激しく上下して消費電力が脈動していた。これに対応するために、電力を供給する電源は、消費電力のピークにおいても電力を供給できるようにするため、電源回路の容量が大きくなり電源回路が大型化してしまうという問題があった。
【０００９】
また、チョッパーを高速回転させて１フレーム周期内で光を間欠投射させる方法では、チョッパーを透過できなかった光束が、回収されることなく無駄に捨てられ光の利用効率が悪いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、動画特性を向上させ、かつ投射する画像の光量を確保しつつ消費電力の脈動を低減させて電源回路を小型化できる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、光源からの光を変調する光変調手段と、光変調手段によって変調され画像が合成された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、光源が異なる色の色光を射出可能な複数の光源であり、異なる色光を射出する光源ごとに１フレーム未満の時間幅で点灯時間を制御するとともに、点灯時間における光量を制御する光源駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源駆動手段により、異なる色の色光を射出可能な複数の光源の点滅パターンが、異なる色光を射出する光源ごとに光量および点灯時間の２つのパラメータで制御され、点滅制御された光源から射出された各色光は、光変調手段により変調されて画像を合成し、投射手段によりスクリーン等へ投射される。
つまり、光源の点滅時間が１フレーム未満の時間幅で制御されているため、画像の切り換え方式がインパルス型に近くなり動画特性を向上させることができる。また、点灯時における光量を制御することにより、光源の点滅により低下した光量を補うことができ、投射する画像の光量を確保することができる。さらに、光源の点滅パターンを異なる色光を射出する光源ごとに制御することにより、光源の点滅による消費電力の脈動を低減させることができ、電源回路の最大容量を抑え電源回路を小型化することができる。また、従来のチョッパーを用いた投射型表示装置と異なり、光源から射出される光の中で画像の投射に利用されない光がほとんどなく消費電力を低減させて電源回路を小型化することができる。
【００１３】
上記本発明の投射型表示装置においては、前記複数の光源を常時点灯する静止画モードと、前記複数の光源を１フレーム未満の時間幅で点滅制御する動画モードとに前記複数の光源の点滅制御を切替える画像モード切替手段を備えることが望ましい。
画像モード切替手段を備えることにより、静止画モードにおいて光源を常時点灯させて、光源の点滅による画像のちらつきを抑えるとともに消費電力の脈動を抑えることができ、動画モードにおいて光源を点滅させて動画特性を向上させることができる。
【００１４】
上記本発明の投射型表示装置においては、光源駆動手段が、複数の光源から射出される光量を、常時点灯時に射出できる最大光量に対して１フレームにおける光源の点灯時間割合の逆数（１フレームの時間／点灯時間）倍の光量に制御することが望ましい。
複数の光源から射出される光量を、常時点灯時に射出できる最大光量の（１フレームの時間／点灯時間）倍の光量に制御することにより、点灯時間が短くなっても点灯時の光量を増加させることができる。そのため、点滅点灯時においても１フレーム当たりの光量は、常時点灯時と変化しないので投射する画像の光量を確保することができる。
【００１５】
上記本発明の投射型表示装置においては、より具体的に、光源駆動手段が、複数の光源の点灯時間を各フレームの時間の略１／４から略３／４の間とし、残りの時間は複数の光源を消灯することが望ましい。
複数の光源の点灯時間の最大値を各フレームの略３／４の割合までとしたので、視線の動きと画像の動きとの間のズレ、つまり画像のボケを抑える効果を確保することができ動画特性を向上させることができる。
また、複数の光源の点灯時間の最小値を各フレームの略１／４の割合までとしたので、光源から射出される光量は常時点灯時の最大値に対して略４倍となる。そのため、光源から瞬間的に発生する熱も常時点灯時の略４倍に収まり、光源が瞬間的に発生する熱により破壊されるのを防ぐことができる。
例えば、通電時間が１フレーム時間の略１／４倍より短くなり、光量が常時点灯時の最大値の略４倍より大きくなると、発生する熱量は増加し、熱が逃げる暇もなく光源が熱で破壊される恐れがある。
【００１６】
上記の構成を実現するために、より具体的には、前記光源が異なる色の色光をそれぞれ射出可能な複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと略記する）であることが望ましい。
現在、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光について高出力のＬＥＤが提供されており、ＬＥＤは供給される電流にほぼ比例して輝度、光量が増えるため本発明の投射型表示装置に好適な光源を得ることができる。
【００１７】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記光変調手段が、液晶ライトバルブからなり、各異なる色光に対して１枚の液晶ライトバルブの割合で配置されていることが望ましい。
それぞれ異なる色光に対して１枚の液晶ライトバルブの割合で配置されていることにより、複数の異なる色光を射出できる光源を同時に点灯して、液晶ライトバルブにより変調し、合成して投射することができる。そのため、例えばカラーブレイクが起こりにくく動画特性を向上させることができる。
【００１８】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が異なる色光を射出する光源の全てを同時に点滅させることができる。
異なる色光を射出する光源の全てを同時に点滅させることにより、全ての色光が同時に変調、合成、投射されるので、画像上で色が分離して見えにくくなる。つまり、カラーブレイクが起こりにくく動画特性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記光源駆動手段が、複数の光源から射出される異なる色光のうち、一つの色光を射出する光源のみを点滅させ、残りの光源は常時点灯させることができる。より望ましくは、上記一つの色光を緑色光とすることができる。
上記一つの色光を射出する光源を点滅させることにより、動画表示における画像のボケを抑えられるとともに、他の色光を射出する光源を常時点灯させることにより、消費電力の脈動を低減させることができ、電源回路の最大容量を抑えられ電源回路を小型化することができる。
また、人間の視覚は、緑色光の空間分解能が最も高いので、緑色光を上記上記一つの色光とすることにより、動画表示における画像のボケを抑える効果を最も上げることができる。
【００２０】
また、上記光源駆動手段が、複数の光源から射出される異なる色光のうち、異なる２つの色光をそれぞれ射出する光源を点滅させ、残りの光源は常時点灯させることができる。より望ましくは、上記異なる２つの色光を緑色光および赤色光とすることができる。
上記異なる２つの色光をそれぞれ射出する光源を点滅させることにより、動画表示における画像のボケをより抑えることができる。
また、人間の視覚は、緑色光および赤色光の空間分解能が高いので、緑色光および赤色光を上記異なる２つの色光とすることにより、動画表示における画像のボケを抑える効果を効果的に上げることができる。
【００２１】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が、異なる色光を射出する光源ごとに点滅タイミングをずらして、異なる色光を射出する光源が順次点滅するように点滅駆動することができる。
異なる色光を射出する光源が順次点滅するため、光源に消費される電力の脈動が平滑化され、電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００２２】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が、異なる色光を射出する光源ごとに点灯時間を変えて点滅駆動することができ、より望ましくは、緑色光を射出する光源の点灯時間を、他の色光を射出する光源の点灯時間よりも長くするように点滅駆動することができる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光について提供されているＬＥＤの輝度、光量は、各色光により異なるため、異なる色光を射出する光源ごとに点灯時間を変えて点滅駆動して合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
現在のところ、Ｇの色光を射出するＬＥＤの発光効率が最も低いので、Ｇの色光を射出する光源の点灯時間を、他の色光を射出する光源の点灯時間よりも長くすることで、Ｇの色光の光量を増やして合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態の第１実施例〕
以下、本発明の第１の実施の形態の第１実施例について図１から図３を参照して説明する。
第１図は、本実施の形態の投射型表示装置１０の概略構成図である。
投射型表示装置１０は、図１において、符号１１、１２、１３はＬＥＤ（光源）、１５はコンデンサレンズ、２１、２２、２３は液晶ライトバルブ（光変調手段）、２５はクロスダイクロイックプリズム、３１は投射レンズ（投射手段）、３５は光源制御部（光源駆動手段）である。
【００２４】
本実施の形態の投射型表示装置１０は、図１に示すように、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色光を射出可能な複数のＬＥＤ１１、１２、１３と、ＬＥＤ１１、１２、１３から射出された色光を平行光に変換するコンデンサレンズ１５と、平行光化された色光を変調するそれぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した液晶ライトバルブ２１、２２、２３と、変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム２５と、合成された光束をスクリーンＳに投射する投射レンズ３１と、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御を行う光源制御部３５とから概略構成されている。
【００２５】
ＬＥＤ１１、１２、１３は、クロスダイクロイックプリズム２５の各面に対向するように、かつクロスダイクロイックプリズム２５に向かって各色光を射出できるように配置されている。コンデンサレンズ１５は、ＬＥＤ１１、１２、１３およびクロスダイクロイックプリズム２５の間に配置され、液晶ライトバルブ２１、２２、２３がコンデンサレンズ１５およびクロスダイクロイックプリズム２５の間に配置されている。
【００２６】
液晶ライトバルブ２１、２２、２３は液晶パネルと、入射側偏光板と、射出側偏光板とから構成され、クロスダイクロイックプリズム２５は４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。
【００２７】
また、光源制御部３５には、投射する画像が静止画であるか動画であるかを検知して、ＬＥＤ１１、１２、１３の駆動方法を静止画モードまたは動画モードに切替え指示を光源制御部３５に出す画像モード切替部（画像モード切替手段）３６が備えられている。
【００２８】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図２は本実施例における画像モード切替部３６による画像切替えを示すフローチャートである。
投射型表示装置１０に表示される画像信号は、図１および図２（ａ）に示すように、まず画像モード切替部３６に入力され（Ｓ１）、例えば前画像との差分により画像に動きがあるかないかを検知され（Ｓ２）、表示される画像が静止画であるか動画であるかを判定される（Ｓ３）。そして判定結果が静止画であれば、光源制御部３５に静止画モード（常時点灯）でＬＥＤ１１、１２、１３を駆動するように切替え信号が出力され（Ｓ４）、判定結果が動画であれば、動画モード（点滅駆動）でＬＥＤ１１、１２、１３を駆動するように切替え信号が出力される（Ｓ５）。
あるいは、図１および図２（ｂ）に示すように、投射型表示装置１０の使用者がボタン、スイッチ等を操作することにより（Ｓ１０）、光源制御部３５へ静止画モードの切替え信号が出力される（Ｓ１１）か、動画モードの切替え信号が出力されてもよい（Ｓ１２）。
【００２９】
例えば、判定結果が静止画であり、光源制御部３５に静止画モードへの切替え信号が入力されると、光源制御部３５はＬＥＤ１１、１２、１３に定格電流値の電流を流し常時点灯させる。ＬＥＤ１１、１２、１３から射出されたＲ、Ｇ、Ｂの色光は、コンデンサレンズ１５により平行光化され、それぞれ液晶ライトバルブ２１、２２、２３により変調されてクロスダイクロイックプリズム２５において合成され、投射レンズ３１によりスクリーンＳに投射される。
【００３０】
図３は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。図中の各ＬＥＤの光量を示したグラフの横軸は時間であり、縦軸は常時点灯時の定格電流を流した時の光量を１とした時の相対光量であり、消費電力を示したグラフの横軸は時間であり、縦軸は常時点灯時の定格電流を流した時の消費電力を１とした時の相対消費電力である。
また、判定結果が動画であると、光源制御部３５に動画モードへの切替え信号が入力される。光源制御部３５は、図１および図３に示すように、ＲおよびＢに対応するＬＥＤ１１、１３には、静止画モードと同じ定格電流値の電流を流して常時点灯させる。それに対してＧに対応するＬＥＤ１２には、１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流して定格電流を流したときの略２倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００３１】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、図３に示すように、ＬＥＤ１１、１３に一定消費された電力と、ＬＥＤ１２に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、ＬＥＤ１１、１３のみが常時点灯しているときは、静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力を１とすると、各ＬＥＤ１１、１３の消費電力が略１／３倍であるので、略２／３倍の消費電力となる。そこへＬＥＤ１２が点灯すると、ＬＥＤ１２単体の消費電力は、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流しているので、静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力に対して略２／３倍となり、全体としては略４／３倍となる。したがって、消費電力の脈動は静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力に対して略２／３倍となる。
【００３２】
上記の構成によれば、色光Ｇを射出するＬＥＤ１２に１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流して定格電流を流したときの略２倍の光量を射出させている。つまり、人間の視覚細胞が知覚できる３色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も敏感なＧを１フレームの時間のうち略１／２時間点灯させることで動画表示における画像のボケを抑え、動画特性を向上させることができる。また、ＬＥＤ１２から定格電流を流したときの略２倍の光量を射出させることで、１フレーム全体における光量の減少を防ぐことができる。
【００３３】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３のうち、ＬＥＤ１２のみを点滅させてＬＥＤ１１、１３を常時点灯させることにより、ＬＥＤ全体の消費電力の脈動はＬＥＤ１２の点滅分のみになるので消費電力の脈動がそれほど大きくならない。したがって、消費電力のピーク値により決められる電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００３４】
さらに、ＬＥＤ１２の点灯時の発熱量は、定格電流を流した時の略２倍であるが、点灯時間が１フレームの内の略１／２であり後の略１／２は消灯しているので、発生した熱は消灯中に伝熱などにより拡散してＬＥＤ１２から取り除かれる。そのため、ＬＥＤ１２中に熱が蓄積されることがなく、その寿命を悪化させることがない。
【００３５】
〔第２実施例〕
次に、本発明の第２実施例について図４を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図４を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００３６】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図４は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１２、１３に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ、かつ同時に電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００３７】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１２、１３の消費電力は、定格電流値の略３倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略１倍である。これらが同時に点滅するので、点灯時の消費電力は静止画モードにおける消費電力に対して略３倍となり、消灯時の消費電力は０倍となる。したがって、消費電力の脈動は静止画モードにおける消費電力に対して略３倍となる。
【００３８】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２、１３に同時に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させている。つまり、全てのＬＥＤ１１、１２、１３を同時に１フレームの時間のうち略１／３時間点灯させることで動画表示における画像のボケを効果的に抑え、動画特性をより向上させることができ、かつ色が分離して見えることを防ぐことができる。また、ＬＥＤ１１、１２、１３から定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させることで、１フレーム全体における光量の減少を防ぐことができる。
【００３９】
さらに、ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯時の発熱量は、定格電流を流した時の略３倍であるが、点灯時間が１フレームの内の略１／３であり後の略２／３は消灯しているので、発生した熱は消灯中に伝熱などにより拡散してＬＥＤ１１、１２、１３から取り除かれる。そのため、ＬＥＤ１１、１２、１３中に熱が蓄積されることがなく、その寿命を悪化させることがない。
【００４０】
〔第３実施例〕
次に、本発明の第３実施例について図５を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図５を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００４１】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図５は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１２、１３に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ、かつＬＥＤ１１、１２、１３の点灯が重ならないように順次に電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００４２】
ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１２、１３の消費電力は、定格電流値の略３倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略１倍である。各ＬＥＤ１１、１２、１３は順次に点灯するので、動画モード時の消費電力は常に静止画モードにおける消費電力に対して略１倍となり、消費電力の脈動は０となる。
【００４３】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯が重ならないように順次に、かつ１フレームの時間のうち略１／３時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させている。つまり、全てのＬＥＤ１１、１２、１３を順次に１フレームの時間のうち略１／３時間点灯させることで動画表示における画像のボケを効果的に抑え、動画特性をより向上させることができる。
【００４４】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３を順次に点滅させているので、ＬＥＤ１１、１２、１３全体の消費電力でみると、消費電力は脈動せず平準化されている。したがって、消費電力のピーク値により決められる電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００４５】
〔第４実施例〕
次に、本発明の第４実施例について図６を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図６を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００４６】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図６は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図６に示すように、Ｒ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１３には、１フレームの時間のうち略１／４時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略４倍の電流を流して定格電流を流したときの略４倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
ＬＥＤ１１、１２に対して発光効率の低い、Ｇに対応するＬＥＤ１２には、１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略４倍の電流を流して定格電流を流したときの略４倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
また、各ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯パターンは、図６に示すように、ＬＥＤ１１、１３の点灯が重ならないように順次に点灯されるとともに、ＬＥＤ１２の点灯はＬＥＤ１１、１３と重なるように点灯される。
【００４７】
ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１３の消費電力は、定格電流値の略４倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略４／３倍である。ＬＥＤ１２の消費電力は、定格電流値の略４倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略４／３倍である。各ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯パターンから消費電力のピークは、ＬＥＤ１１、１２が点灯した時、またはＬＥＤ１２、１３が点灯した時であり静止画モードにおける消費電力に対して略８／３倍である。最も消費電力が少ないのは全ＬＥＤが消灯した時の０倍である。
【００４８】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２に対して発光効率の低い、Ｇに対応するＬＥＤ１２には、他のＬＥＤ１１、１３を同じ電流を、より長い時間電流を流しているので、Ｇの色光の光量を増やして合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源としてＬＥＤを使用する構成に適応して説明したが、このＬＥＤを使用する構成に限られることなく、レーザーなど、その他各種の色光を射出できる光源に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の画像切替えを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図６】本発明の第４実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図７】ホールト型ディスプレイにおける動画像の見え方の概念図である。
【符号の説明】
１０ 投射型表示装置 １１、１２、１３ ＬＥＤ（光源） ２１、２２、２３ 液晶ライトバルブ（光変調手段） ３１ 投射レンズ（投射手段） ３５ 光源制御部（光源駆動手段） ３６ 画像モード切替部（画像モード切替手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ等の固体光源を用いた動画特性の向上、および消費ピーク電流低減を図った投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディスプレイの画像切り換え方式の中のホールド型と呼ばれる形式のディスプレイは、インパルス型ディスプレイと比較して動画性能が悪くなることが知られていた。ここで、ホールド型ディスプレイというのは、あるフレームから次へのフレームへ画像が切り替わるまでの間は、同じ位置に画像が表示される、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のような駆動方式である。一方、インパルス型ディスプレイというのは、画像が切り替わる前に画像の表示を消してしまう、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）のような駆動方式である。
【０００３】
ホールド型ディスプレイの動画像の見え方を、図７を参照しながら説明する。ここでは、図７（ａ）に示すように、白い四角ＷＳが下から上へ移動する動画像を考える。目は動画像を連続的に追跡して視線Ｅを動かすが、白い四角ＷＳはフレームが切り替わるまで同じ位置に表示されるので、図７（ｂ）に示すように、白い四角ＷＳと視線Ｅとの間にズレＧが生じる。そして、図７（ｃ）に示すようにフレームが切り替わり、白い四角ＷＳと視線Ｅとの間のズレＧが解消される。
この白い四角ＷＳと視線Ｅとの間のズレＧにより白い四角ＷＳは移動方向にボケて見え、ディスプレイのカラー表示方法によってはボケた部分に色が付いて見えることがある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
上述した不具合を克服するために、例えばホールド型ディスプレイを用いた直視型表示装置においては、液晶パネルに背面から表示光を与えるバックライトを１フレーム周期内でオン、オフさせて画像のボケ等の改善が図られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、ホールド型ディスプレイをライトバルブとして用いた投射型表示装置においては、例えば光源と液晶パネルとの間に、十分に大きな円盤の周囲に方形の孔が開かれたチョッパーを配置して、このチョッパーを高速に回転させることにより、１フレーム周期内で光を間欠投射させて画像のボケ防止が図られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【非特許文献１】
小間徳夫、他１名，「ディスプレイの動画性能評価技術」，液晶，２００２，第６巻，第４号，ｐ．３５９−３６０
【特許文献１】
特開２００２−２２９０２１号公報 （第３−４頁、表１）
【特許文献２】
特開２００１−２９６８４１号公報 （第１５−１６頁、第１４図および第１５図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の投射型表示装置においては、動画特性を良くするためにバックライトを１フレーム周期内でオン、オフさせたり、チョッパーを高速に回転させて１フレーム周期内で光を間欠投射させたりしていた。しかしながら、同じ輝度の光を間欠照射させるだけでは、１フレームあたりの光量は、定常点灯させたときよりも少なくなり、画像が暗くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、ライトをオン、オフする方法では、ライトのオン、オフにより消費する電力が激しく上下して消費電力が脈動していた。これに対応するために、電力を供給する電源は、消費電力のピークにおいても電力を供給できるようにするため、電源回路の容量が大きくなり電源回路が大型化してしまうという問題があった。
【０００９】
また、チョッパーを高速回転させて１フレーム周期内で光を間欠投射させる方法では、チョッパーを透過できなかった光束が、回収されることなく無駄に捨てられ光の利用効率が悪いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、動画特性を向上させ、かつ投射する画像の光量を確保しつつ消費電力の脈動を低減させて電源回路を小型化できる投射型表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光源と、光源からの光を変調する光変調手段と、光変調手段によって変調され画像が合成された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、光源が異なる色の色光を射出可能な複数の光源であり、異なる色光を射出する光源ごとに１フレーム未満の時間幅で点灯時間を制御するとともに、点灯時間における光量を制御する光源駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源駆動手段により、異なる色の色光を射出可能な複数の光源の点滅パターンが、異なる色光を射出する光源ごとに光量および点灯時間の２つのパラメータで制御され、点滅制御された光源から射出された各色光は、光変調手段により変調されて画像を合成し、投射手段によりスクリーン等へ投射される。
つまり、光源の点滅時間が１フレーム未満の時間幅で制御されているため、画像の切り換え方式がインパルス型に近くなり動画特性を向上させることができる。また、点灯時における光量を制御することにより、光源の点滅により低下した光量を補うことができ、投射する画像の光量を確保することができる。さらに、光源の点滅パターンを異なる色光を射出する光源ごとに制御することにより、光源の点滅による消費電力の脈動を低減させることができ、電源回路の最大容量を抑え電源回路を小型化することができる。また、従来のチョッパーを用いた投射型表示装置と異なり、光源から射出される光の中で画像の投射に利用されない光がほとんどなく消費電力を低減させて電源回路を小型化することができる。
【００１３】
上記本発明の投射型表示装置においては、前記複数の光源を常時点灯する静止画モードと、前記複数の光源を１フレーム未満の時間幅で点滅制御する動画モードとに前記複数の光源の点滅制御を切替える画像モード切替手段を備えることが望ましい。
画像モード切替手段を備えることにより、静止画モードにおいて光源を常時点灯させて、光源の点滅による画像のちらつきを抑えるとともに消費電力の脈動を抑えることができ、動画モードにおいて光源を点滅させて動画特性を向上させることができる。
【００１４】
上記本発明の投射型表示装置においては、光源駆動手段が、複数の光源から射出される光量を、常時点灯時に射出できる最大光量に対して１フレームにおける光源の点灯時間割合の逆数（１フレームの時間／点灯時間）倍の光量に制御することが望ましい。
複数の光源から射出される光量を、常時点灯時に射出できる最大光量の（１フレームの時間／点灯時間）倍の光量に制御することにより、点灯時間が短くなっても点灯時の光量を増加させることができる。そのため、点滅点灯時においても１フレーム当たりの光量は、常時点灯時と変化しないので投射する画像の光量を確保することができる。
【００１５】
上記本発明の投射型表示装置においては、より具体的に、光源駆動手段が、複数の光源の点灯時間を各フレームの時間の略１／４から略３／４の間とし、残りの時間は複数の光源を消灯することが望ましい。
複数の光源の点灯時間の最大値を各フレームの略３／４の割合までとしたので、視線の動きと画像の動きとの間のズレ、つまり画像のボケを抑える効果を確保することができ動画特性を向上させることができる。
また、複数の光源の点灯時間の最小値を各フレームの略１／４の割合までとしたので、光源から射出される光量は常時点灯時の最大値に対して略４倍となる。そのため、光源から瞬間的に発生する熱も常時点灯時の略４倍に収まり、光源が瞬間的に発生する熱により破壊されるのを防ぐことができる。
例えば、通電時間が１フレーム時間の略１／４倍より短くなり、光量が常時点灯時の最大値の略４倍より大きくなると、発生する熱量は増加し、熱が逃げる暇もなく光源が熱で破壊される恐れがある。
【００１６】
上記の構成を実現するために、より具体的には、前記光源が異なる色の色光をそれぞれ射出可能な複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤと略記する）であることが望ましい。
現在、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光について高出力のＬＥＤが提供されており、ＬＥＤは供給される電流にほぼ比例して輝度、光量が増えるため本発明の投射型表示装置に好適な光源を得ることができる。
【００１７】
上記の構成を実現するために、より具体的には、上記光変調手段が、液晶ライトバルブからなり、各異なる色光に対して１枚の液晶ライトバルブの割合で配置されていることが望ましい。
それぞれ異なる色光に対して１枚の液晶ライトバルブの割合で配置されていることにより、複数の異なる色光を射出できる光源を同時に点灯して、液晶ライトバルブにより変調し、合成して投射することができる。そのため、例えばカラーブレイクが起こりにくく動画特性を向上させることができる。
【００１８】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が異なる色光を射出する光源の全てを同時に点滅させることができる。
異なる色光を射出する光源の全てを同時に点滅させることにより、全ての色光が同時に変調、合成、投射されるので、画像上で色が分離して見えにくくなる。つまり、カラーブレイクが起こりにくく動画特性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記光源駆動手段が、複数の光源から射出される異なる色光のうち、一つの色光を射出する光源のみを点滅させ、残りの光源は常時点灯させることができる。より望ましくは、上記一つの色光を緑色光とすることができる。
上記一つの色光を射出する光源を点滅させることにより、動画表示における画像のボケを抑えられるとともに、他の色光を射出する光源を常時点灯させることにより、消費電力の脈動を低減させることができ、電源回路の最大容量を抑えられ電源回路を小型化することができる。
また、人間の視覚は、緑色光の空間分解能が最も高いので、緑色光を上記上記一つの色光とすることにより、動画表示における画像のボケを抑える効果を最も上げることができる。
【００２０】
また、上記光源駆動手段が、複数の光源から射出される異なる色光のうち、異なる２つの色光をそれぞれ射出する光源を点滅させ、残りの光源は常時点灯させることができる。より望ましくは、上記異なる２つの色光を緑色光および赤色光とすることができる。
上記異なる２つの色光をそれぞれ射出する光源を点滅させることにより、動画表示における画像のボケをより抑えることができる。
また、人間の視覚は、緑色光および赤色光の空間分解能が高いので、緑色光および赤色光を上記異なる２つの色光とすることにより、動画表示における画像のボケを抑える効果を効果的に上げることができる。
【００２１】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が、異なる色光を射出する光源ごとに点滅タイミングをずらして、異なる色光を射出する光源が順次点滅するように点滅駆動することができる。
異なる色光を射出する光源が順次点滅するため、光源に消費される電力の脈動が平滑化され、電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００２２】
上記本発明の投射型表示装置においては、上記光源駆動手段が、異なる色光を射出する光源ごとに点灯時間を変えて点滅駆動することができ、より望ましくは、緑色光を射出する光源の点灯時間を、他の色光を射出する光源の点灯時間よりも長くするように点滅駆動することができる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光について提供されているＬＥＤの輝度、光量は、各色光により異なるため、異なる色光を射出する光源ごとに点灯時間を変えて点滅駆動して合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
現在のところ、Ｇの色光を射出するＬＥＤの発光効率が最も低いので、Ｇの色光を射出する光源の点灯時間を、他の色光を射出する光源の点灯時間よりも長くすることで、Ｇの色光の光量を増やして合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態の第１実施例〕
以下、本発明の第１の実施の形態の第１実施例について図１から図３を参照して説明する。
第１図は、本実施の形態の投射型表示装置１０の概略構成図である。
投射型表示装置１０は、図１において、符号１１、１２、１３はＬＥＤ（光源）、１５はコンデンサレンズ、２１、２２、２３は液晶ライトバルブ（光変調手段）、２５はクロスダイクロイックプリズム、３１は投射レンズ（投射手段）、３５は光源制御部（光源駆動手段）である。
【００２４】
本実施の形態の投射型表示装置１０は、図１に示すように、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各色光を射出可能な複数のＬＥＤ１１、１２、１３と、ＬＥＤ１１、１２、１３から射出された色光を平行光に変換するコンデンサレンズ１５と、平行光化された色光を変調するそれぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応した液晶ライトバルブ２１、２２、２３と、変調された各色光を合成するクロスダイクロイックプリズム２５と、合成された光束をスクリーンＳに投射する投射レンズ３１と、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御を行う光源制御部３５とから概略構成されている。
【００２５】
ＬＥＤ１１、１２、１３は、クロスダイクロイックプリズム２５の各面に対向するように、かつクロスダイクロイックプリズム２５に向かって各色光を射出できるように配置されている。コンデンサレンズ１５は、ＬＥＤ１１、１２、１３およびクロスダイクロイックプリズム２５の間に配置され、液晶ライトバルブ２１、２２、２３がコンデンサレンズ１５およびクロスダイクロイックプリズム２５の間に配置されている。
【００２６】
液晶ライトバルブ２１、２２、２３は液晶パネルと、入射側偏光板と、射出側偏光板とから構成され、クロスダイクロイックプリズム２５は４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。
【００２７】
また、光源制御部３５には、投射する画像が静止画であるか動画であるかを検知して、ＬＥＤ１１、１２、１３の駆動方法を静止画モードまたは動画モードに切替え指示を光源制御部３５に出す画像モード切替部（画像モード切替手段）３６が備えられている。
【００２８】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図２は本実施例における画像モード切替部３６による画像切替えを示すフローチャートである。
投射型表示装置１０に表示される画像信号は、図１および図２（ａ）に示すように、まず画像モード切替部３６に入力され（Ｓ１）、例えば前画像との差分により画像に動きがあるかないかを検知され（Ｓ２）、表示される画像が静止画であるか動画であるかを判定される（Ｓ３）。そして判定結果が静止画であれば、光源制御部３５に静止画モード（常時点灯）でＬＥＤ１１、１２、１３を駆動するように切替え信号が出力され（Ｓ４）、判定結果が動画であれば、動画モード（点滅駆動）でＬＥＤ１１、１２、１３を駆動するように切替え信号が出力される（Ｓ５）。
あるいは、図１および図２（ｂ）に示すように、投射型表示装置１０の使用者がボタン、スイッチ等を操作することにより（Ｓ１０）、光源制御部３５へ静止画モードの切替え信号が出力される（Ｓ１１）か、動画モードの切替え信号が出力されてもよい（Ｓ１２）。
【００２９】
例えば、判定結果が静止画であり、光源制御部３５に静止画モードへの切替え信号が入力されると、光源制御部３５はＬＥＤ１１、１２、１３に定格電流値の電流を流し常時点灯させる。ＬＥＤ１１、１２、１３から射出されたＲ、Ｇ、Ｂの色光は、コンデンサレンズ１５により平行光化され、それぞれ液晶ライトバルブ２１、２２、２３により変調されてクロスダイクロイックプリズム２５において合成され、投射レンズ３１によりスクリーンＳに投射される。
【００３０】
図３は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。図中の各ＬＥＤの光量を示したグラフの横軸は時間であり、縦軸は常時点灯時の定格電流を流した時の光量を１とした時の相対光量であり、消費電力を示したグラフの横軸は時間であり、縦軸は常時点灯時の定格電流を流した時の消費電力を１とした時の相対消費電力である。
また、判定結果が動画であると、光源制御部３５に動画モードへの切替え信号が入力される。光源制御部３５は、図１および図３に示すように、ＲおよびＢに対応するＬＥＤ１１、１３には、静止画モードと同じ定格電流値の電流を流して常時点灯させる。それに対してＧに対応するＬＥＤ１２には、１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流して定格電流を流したときの略２倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００３１】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、図３に示すように、ＬＥＤ１１、１３に一定消費された電力と、ＬＥＤ１２に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、ＬＥＤ１１、１３のみが常時点灯しているときは、静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力を１とすると、各ＬＥＤ１１、１３の消費電力が略１／３倍であるので、略２／３倍の消費電力となる。そこへＬＥＤ１２が点灯すると、ＬＥＤ１２単体の消費電力は、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流しているので、静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力に対して略２／３倍となり、全体としては略４／３倍となる。したがって、消費電力の脈動は静止画モードにおける全ＬＥＤの消費電力に対して略２／３倍となる。
【００３２】
上記の構成によれば、色光Ｇを射出するＬＥＤ１２に１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略２倍の電流を流して定格電流を流したときの略２倍の光量を射出させている。つまり、人間の視覚細胞が知覚できる３色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のうち、最も敏感なＧを１フレームの時間のうち略１／２時間点灯させることで動画表示における画像のボケを抑え、動画特性を向上させることができる。また、ＬＥＤ１２から定格電流を流したときの略２倍の光量を射出させることで、１フレーム全体における光量の減少を防ぐことができる。
【００３３】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３のうち、ＬＥＤ１２のみを点滅させてＬＥＤ１１、１３を常時点灯させることにより、ＬＥＤ全体の消費電力の脈動はＬＥＤ１２の点滅分のみになるので消費電力の脈動がそれほど大きくならない。したがって、消費電力のピーク値により決められる電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００３４】
さらに、ＬＥＤ１２の点灯時の発熱量は、定格電流を流した時の略２倍であるが、点灯時間が１フレームの内の略１／２であり後の略１／２は消灯しているので、発生した熱は消灯中に伝熱などにより拡散してＬＥＤ１２から取り除かれる。そのため、ＬＥＤ１２中に熱が蓄積されることがなく、その寿命を悪化させることがない。
【００３５】
〔第２実施例〕
次に、本発明の第２実施例について図４を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図４を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００３６】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図４は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１２、１３に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ、かつ同時に電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００３７】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１２、１３の消費電力は、定格電流値の略３倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略１倍である。これらが同時に点滅するので、点灯時の消費電力は静止画モードにおける消費電力に対して略３倍となり、消灯時の消費電力は０倍となる。したがって、消費電力の脈動は静止画モードにおける消費電力に対して略３倍となる。
【００３８】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２、１３に同時に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させている。つまり、全てのＬＥＤ１１、１２、１３を同時に１フレームの時間のうち略１／３時間点灯させることで動画表示における画像のボケを効果的に抑え、動画特性をより向上させることができ、かつ色が分離して見えることを防ぐことができる。また、ＬＥＤ１１、１２、１３から定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させることで、１フレーム全体における光量の減少を防ぐことができる。
【００３９】
さらに、ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯時の発熱量は、定格電流を流した時の略３倍であるが、点灯時間が１フレームの内の略１／３であり後の略２／３は消灯しているので、発生した熱は消灯中に伝熱などにより拡散してＬＥＤ１１、１２、１３から取り除かれる。そのため、ＬＥＤ１１、１２、１３中に熱が蓄積されることがなく、その寿命を悪化させることがない。
【００４０】
〔第３実施例〕
次に、本発明の第３実施例について図５を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図５を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００４１】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図５は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１２、１３に１フレームの時間のうち略１／３時間のみ、かつＬＥＤ１１、１２、１３の点灯が重ならないように順次に電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
【００４２】
ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１２、１３の消費電力は、定格電流値の略３倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略１倍である。各ＬＥＤ１１、１２、１３は順次に点灯するので、動画モード時の消費電力は常に静止画モードにおける消費電力に対して略１倍となり、消費電力の脈動は０となる。
【００４３】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯が重ならないように順次に、かつ１フレームの時間のうち略１／３時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の３倍の電流を流して定格電流を流したときの略３倍の光量を射出させている。つまり、全てのＬＥＤ１１、１２、１３を順次に１フレームの時間のうち略１／３時間点灯させることで動画表示における画像のボケを効果的に抑え、動画特性をより向上させることができる。
【００４４】
また、ＬＥＤ１１、１２、１３を順次に点滅させているので、ＬＥＤ１１、１２、１３全体の消費電力でみると、消費電力は脈動せず平準化されている。したがって、消費電力のピーク値により決められる電源回路の最大容量を抑えることができ、電源回路を小型化することができる。
【００４５】
〔第４実施例〕
次に、本発明の第４実施例について図６を参照して説明する。
本実施例の投射型表示装置の基本構成は第１実施例と同様であるが、ＬＥＤ１１、１２、１３の点滅パターンが異なっているため、本実施例においては、図６を用いてＬＥＤ１１、１２、１３の点滅制御のみを説明し、光源等の説明を省略する。
【００４６】
上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
図６は、本実施例における動画モードにおけるＬＥＤの点滅パターンを示す図である。
光源制御部３５は、図１および図６に示すように、Ｒ、Ｂに対応するＬＥＤ１１、１３には、１フレームの時間のうち略１／４時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略４倍の電流を流して定格電流を流したときの略４倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
ＬＥＤ１１、１２に対して発光効率の低い、Ｇに対応するＬＥＤ１２には、１フレームの時間のうち略１／２時間のみ電流を流すとともに、常時点灯時の定格電流値の略４倍の電流を流して定格電流を流したときの略４倍の光量を射出するように点滅駆動させる。
また、各ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯パターンは、図６に示すように、ＬＥＤ１１、１３の点灯が重ならないように順次に点灯されるとともに、ＬＥＤ１２の点灯はＬＥＤ１１、１３と重なるように点灯される。
【００４７】
ＬＥＤ１１、１２、１３に消費される電力は、ＬＥＤ１１、１２、１３に間欠消費された電力との合計となる。
つまり、各ＬＥＤ１１、１３の消費電力は、定格電流値の略４倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略４／３倍である。ＬＥＤ１２の消費電力は、定格電流値の略４倍の電流を流しているので、静止画モードにおける消費電力に対して略４／３倍である。各ＬＥＤ１１、１２、１３の点灯パターンから消費電力のピークは、ＬＥＤ１１、１２が点灯した時、またはＬＥＤ１２、１３が点灯した時であり静止画モードにおける消費電力に対して略８／３倍である。最も消費電力が少ないのは全ＬＥＤが消灯した時の０倍である。
【００４８】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１１、１２に対して発光効率の低い、Ｇに対応するＬＥＤ１２には、他のＬＥＤ１１、１３を同じ電流を、より長い時間電流を流しているので、Ｇの色光の光量を増やして合成投射される画像のカラーバランスを調整することができる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源としてＬＥＤを使用する構成に適応して説明したが、このＬＥＤを使用する構成に限られることなく、レーザーなど、その他各種の色光を射出できる光源に適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投射型表示装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の画像切替えを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図６】本発明の第４実施例における各ＬＥＤの点滅等を示す図である。
【図７】ホールト型ディスプレイにおける動画像の見え方の概念図である。
【符号の説明】
１０ 投射型表示装置 １１、１２、１３ ＬＥＤ（光源） ２１、２２、２３ 液晶ライトバルブ（光変調手段） ３１ 投射レンズ（投射手段） ３５ 光源制御部（光源駆動手段） ３６ 画像モード切替部（画像モード切替手段）
Claims (14)
- 光源と、該光源からの光を変調する光変調手段と、該光変調手段によって変調され画像が合成された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記光源が異なる色の色光を射出可能な複数の光源であり、
異なる色光を射出する光源ごとに１フレーム未満の時間幅で点灯時間を制御するとともに、前記点灯時間における光量を制御する光源駆動手段を備えることを特徴とする投射型表示装置。 - 前記複数の光源を常時点灯する静止画モードと、前記複数の光源を１フレーム未満の時間幅で点滅制御する動画モードとに前記複数の光源の点滅制御を切替える画像モード切替手段を備えることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記複数の光源から射出される光量を、常時点灯時に射出できる最大光量に対して１フレームにおける光源の点灯時間割合の逆数（１フレームの時間／点灯時間）倍の光量に制御することを特徴とする請求項１または２記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記複数の光源の点灯時間を各フレームの時間の略１／４から略３／４の間とし、残りの時間は前記複数の光源を消灯することを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
- 前記光源が異なる色の色光をそれぞれ射出可能な複数の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記光変調手段が液晶ライトバルブからなり、それぞれ異なる色光に対して１枚の液晶ライトバルブの割合で配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記異なる色光を射出する光源の全てを同時に点滅させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記複数の光源から射出される異なる色光のうち、一つの色光を射出する光源のみを点滅させ、残りの光源は常時点灯させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記一つの色光が緑色光であることを特徴とする請求項８記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記複数の光源から射出される異なる色光のうち、異なる２つの色光をそれぞれ射出する光源を点滅させ、残りの光源は常時点灯させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記異なる２つの色光が緑色光および赤色光であることを特徴とする請求項１０記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記異なる色光を射出する光源ごとに点滅タイミングをずらして、前記異なる色光を射出する光源が順次点滅するように点滅駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、前記異なる色光を射出する光源ごとに点灯時間を変えて点滅駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投射型表示装置。
- 前記光源駆動手段が、緑色光を射出する光源の点灯時間を、他の色光を射出する光源の点灯時間よりも長くするように点滅駆動することを特徴とする請求項１３記載の投射型表示装置。
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