JP2008134402A - 画像表示装置、プロジェクタ、および、画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色再現範囲の異なる複数種類の画像表示を実現するための画像表示装置の構成が過剰に複雑化することを抑制できる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって複数の半導体発光素子を点灯させる。ここで、第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行し、第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像表示装置、プロジェクタ、および、画像表示方法に関するものである。

画像表示装置の光源として半導体発光素子を利用する技術が知られている。また、同じ原色光を射出する光源としての互いに異なる発光スペクトルを有する複数の発光素子、あるいは、透過波長域を変更可能に構成された光学フィルタを利用して、表示画像に応じて色再現範囲を拡大する技術も知られている。

特開２００４−３３３７５８号公報

ところが、複数の発光素子あるいは光学フィルタの利用によって、画像表示装置の構成が複雑になる場合が多かった。

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り、色再現範囲の異なる複数種類の画像表示を実現するための画像表示装置の構成が過剰に複雑化することを抑制できる技術を提供することを目的とする。

上述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の画像表示装置は、半導体発光素子から発せられた光を利用して画像を表示する画像表示装置であって、互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって前記複数の半導体発光素子を点灯させる電力供給部と、を備え、前記電力供給部は、第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行する機能と、前記第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、前記複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が前記第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する機能と、を有する。

この画像表示装置によれば、複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行することによって、色再現範囲が第１供給モードでの第１色再現範囲とは異なる第２色再現範囲に設定されるので、色再現範囲の異なる複数種類の画像表示を実現するための画像表示装置の構成が過剰に複雑化することを抑制できる。

上記画像表示装置において、前記複数の半導体発光素子は、赤色光を発する赤色半導体発光素子と、緑色光を発する緑色半導体発光素子と、青色光を発する青色半導体発光素子と、を含み、前記電力供給部は、前記第２供給モードによる電力供給では、前記赤色半導体発光素子の電流のピーク値を前記第１供給モードとは異なる値に設定することによって、前記赤色光の波長分布を長波長側にシフトさせ、前記青色半導体発光素子の電流のピーク値を前記第１供給モードとは異なる値に設定することによって、前記青色光の波長分布を短波長側にシフトさせることとしてもよい。

この構成によれば、第２供給モードでは、赤色半導体発光素子の電流のピーク値、および、青色半導体発光素子の電流のピーク値を変えることによって、紫色の再現範囲を変更することができる。

上記画像表示装置において、前記電力供給部は、前記第２供給モードによる電力供給では、さらに、前記緑色半導体発光素子に供給される電力を前記第１供給モードと比べて低減することとしてもよい。

この構成によれば、第１供給モードおよび第２供給モードのそれぞれにおけるホワイトバランスを容易に維持することができる。

上記各画像表示装置において、さらに、前記複数の半導体発光素子から発せられた光を、画像を投写するための画像投写光に変換する投写光変換部と、画像データに基づいて前記投写光変換部を制御する画像処理部と、を備えることとしてもよい。

この構成によれば、複数の半導体発光素子から発せられた光を利用して、画像データに基づく画像を適切に表示することができる。

また、本発明の画像表示装置を、以下のようなプロジェクタとして実現してもよい。すなわち、そのプロジェクタは、半導体発光素子から発せられた光を利用して画像を投写して表示するプロジェクタであって、互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって前記複数の半導体発光素子を点灯させる電力供給部と、前記複数の半導体発光素子から発せられた光を、画像を投写するための画像投写光に変換する投写光変換部と、前記画像投写光を投写する投写光学系と、を備え、前記電力供給部は、第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行する機能と、前記第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、前記複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が前記第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する機能と、を有する。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像表示方法および装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。

次に、この発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．変形例：

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としてのプロジェクタ２００を示す説明図である。このプロジェクタ２００は、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３色の色光をそれぞれ発光する３つの発光ダイオード２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ（以下、「ＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ」とも呼ぶ）と、これらの３色の色光をそれぞれ変調する３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂと、変調された３色の色光を合成するクロスダイクロイックプリズム２５０と、合成された３色の色光をスクリーンＳＣに投写する投写レンズ系２６０と、プロジェクタ２００の全体を制御する制御部３００と、を備えている。

赤色用の液晶ライトバルブ２４０Ｒは、光源としての赤色ＬＥＤ２１０Ｒから入射した光を、画像を投写するための光（特許請求の範囲における「画像投写光」に相当する）に変換する。これらは、「緑色用の液晶ライトバルブ２４０Ｇ、緑色ＬＥＤ２１０Ｇ」および「青色用の液晶ライトバルブ２４０Ｂ、青色ＬＥＤ２１０Ｂ」についても同様である。すなわち、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂの全体は、特許請求の範囲における「投写光変換部」に相当する。なお、このような投写光変換部としては、液晶ライトバルブに限らず、投写される画像内の各画素位置における光の強度を変調することによって、発光ダイオードから発せられた光を、画像を投写するための画像投写光に変換する種々の装置を採用可能である。例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device，ＴＩ(Texas Instruments)社の商標）を用いてもよい。

また、投写レンズ系２６０は、画像を表す画像投写光を投射することによって画像を表示する。すなわち、投写レンズ系２６０は、特許請求の範囲における「投写光学系」に相当する。なお、投写光学系としては、レンズを利用した投写レンズ系２６０に限らず、画像投写光を投射する種々の装置を採用可能である。例えば、ミラーを利用して画像投写光を投写するシステムを採用してもよい。このようなミラーとしては、画像投写光を投写可能な種々のミラー（例えば、球面ミラーや非球面ミラー）を採用可能である。

図２は、制御部３００の構成を示す説明図である。制御部３００は、３つの電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂと、モード設定モジュール３２０と、入力モジュール３３０と、操作ボタン３３２と、画像処理モジュール３６０と、を有している。

画像処理モジュール３６０は、図示しない外部の装置（例えば、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレイヤー）から入力された画像データに基づいて液晶ライトバルブ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂを制御する。これにより、スクリーンＳＣ（図１）には、画像データによって表される画像が表示される。

３つの電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂは、３つの発光ダイオード光源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂに、それぞれ、電力（駆動信号）を供給する。赤色用の電力供給モジュール３１０Ｒは、定電流電源３１４Ｒと、電流設定モジュール３１２Ｒと、を有している。定電流電源３１４Ｒは、電流設定モジュール３１２Ｒによって設定された電流設定値に従って、赤色ＬＥＤ２１０Ｒを流れる電流を電流設定値に維持する。電流設定モジュール３１２Ｒは、電流設定値を変動させる。これにより、赤色ＬＥＤ２１０Ｒには、電流が変動する変動電力（変動駆動信号）が供給される。他の色のための電力供給モジュール３１０Ｇ、３１０Ｂの構成および動作も、赤色用の電力供給モジュール３１０Ｒと、同じである。

図３は、変動駆動信号の概要を示すタイミングチャートである。横軸は時間Ｔを示し、縦軸はＬＥＤを流れる電流Ｉを示している。図示するように、各電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂ（図２）は、所定の入時間Ｔｏｎの間だけ電流Ｉをゼロより大きい所定の電流値Ｉｐに維持する処理と、所定の切時間Ｔｏｆｆの間だけ電流Ｉをゼロに維持する処理と、交互に繰り返し実行する。具体的には、電流設定モジュール３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂは、入時間Ｔｏｎの間だけ電流設定値を電流値Ｉｐに維持する処理と、切時間Ｔｏｆｆの間だけ電流設定値をゼロに維持する処理と、を交互に繰り返し実行する。定電流電源３１４Ｒ、３１４Ｇ、３１４Ｇは、電流Ｉが電流設定値に維持されるように、ＬＥＤに印加される電圧を調整する。なお、電流値Ｉｐは、電流Ｉの変動のピーク値を表している。そこで、電流値Ｉｐのことを「ピーク電流Ｉｐ」とも呼ぶ。

入時間Ｔｏｎ／切時間Ｔｏｆｆの比率はＤＵＴＹ比とも呼ばれる。このＤＵＴＹ比が高いほど、ＬＥＤに供給される平均的な電力が大きくなる。その結果、ＬＥＤの光量が大きくなる。このような制御は、ＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation Control）とも呼ばれる。なお、入時間Ｔｏｎと切時間Ｔｏｆｆとピーク電流Ｉｐとのそれぞれは、ＲＧＢの各色毎に設定される。

モード設定モジュール３２０（図２）は、３つの電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂのそれぞれの動作モード（「電力供給モード」とも呼ぶ）を設定する。設定された動作モードに応じて、各ＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂに供給される変動駆動信号の変動パターンが決まる。第１実施例では、第１動作モード（以下、単に「第１モード」とも呼ぶ）と第２動作モード（以下、単に「第２モード」とも呼ぶ）とが利用可能である。モード設定モジュール３２０の図示しないメモリには、パラメータテーブル３２０ｐが格納されている。このパラメータテーブル３２０ｐには、各動作モードにおけるＲＧＢ各色の変動パターンを定めるパターンパラメータが格納されている。第１実施例では、このようなパターンパラメータとして、ピーク電流Ｉｐと、入時間Ｔｏｎと、切時間Ｔｏｆｆとが採用されている。これらのパラメータは、動作モードおよび色成分毎に予め決定されている。なお、入時間Ｔｏｎと切時間Ｔｏｆｆとの代わりに、ＤＵＴＹ比を用いてもよい。このようなＤＵＴＹ比としては、例えば所定の１サイクル時間（図３の「Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ」に相当する時間）の間におけるＤＵＴＹ比を採用可能である。

図２に示すパラメータテーブル３２０ｐでは、各パラメータを表す符号の末尾に、色成分を表す文字と、動作モードを表す数字とが付加されている。例えば、第１モードにおける赤Ｒに関するパラメータには「Ｒ１」が付加され、第２モードにおける青Ｂに関するパラメータには「Ｂ２」が付加される。これらは、以下の説明における他の要素を示す符号についても同様である。また、本明細書中の説明において、個別の色成分や個別の動作モードを区別する必要のないときは、符号の末尾に付加した色成分と動作モードとを識別する符号を省略している。

実際に利用される動作モードは、ユーザの指示に応じて選択される。ユーザは、操作ボタン３３２を操作することによって動作モードを選択する。入力モジュール３３０は、操作ボタン３３２の状態を検出し、検出結果をモード設定モジュール３２０に供給する。この検出結果は、ユーザによって指定された動作モードを表す情報（以下、「モード指定情報」と呼ぶ）である。モード設定モジュール３２０は、モード指定情報で指定された動作モードに対応するパターンパラメータを、各電流設定モジュール３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂに供給する。各電流設定モジュール３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂは、受信したパターンパラメータに従って、電流設定値を変動させる。例えば、ユーザが操作ボタン３３２を操作して第１モードを選択した場合には、赤色用の電流設定モジュール３１２Ｒには、第１モードにおける赤色用のパターンパラメータＩｐＲ１、ＴｏｎＲ１、ＴｏｆｆＲ１が供給される。

なお、入力モジュール３３０がユーザの指示を受信する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、入力モジュール３３０が、ユーザによって操作されるリモートコントロール装置（図示せず）から、動作モードを指定する指示を受信してもよい。いずれの場合も、モード設定モジュール３２０は、入力モジュール３３０から受信したモード指定情報に従って、各電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂ（すなわち、電流設定モジュール３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂ）のそれぞれの動作モードを決定すればよい。なお、第１実施例では、３つの電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂとモード設定モジュール３２０との全体が、特許請求の範囲における「電力供給部」に相当する。

なお、第１実施例では、制御部３００の各構成要素は、いずれも、各構成要素の機能を実現する電子回路によって構成されている。電子回路の構成としては、種々の構成を採用可能である。データ処理を行う電子回路（例えば、モード設定モジュール３２０）としては、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）のような専用の電子回路を採用してもよい。

図４は、動作モードと発光スペクトルとの関係の概略を示すグラフである。図４の上部グラフには、第１モードにおける３つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂのそれぞれの発光スペクトルＥｓＲ１、ＥｓＧ１、ＥｓＢ１の概略が示されている。図４の下部グラフには、第２モードにおける３つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂのそれぞれの発光スペクトルＥｓＲ２、ＥｓＧ２、ＥｓＢ２の概略が示されている。また、上部および下部のそれぞれのグラフには、明所視の比視感度ＬＥが示されている。よく知られているように、比視感度ＬＥは、緑色（波長＝５５５ｎｍ）で最も強くなる。

第２モードにおける赤色ＬＥＤ２１０Ｒの発光スペクトルＥｓＲ２は、第１モードにおけるスペクトルＥｓＲ１と比べて、長波長側にシフトしている。このようなスペクトルの波長シフトは、以下のように実現される。一般に、ＬＥＤの発光特性は、ＬＥＤの動作条件（例えば、電流の大きさや電圧の高さ）に応じて変化し得る。特に、ＬＥＤによって発せられる光の波長は、電流の大きさに応じて変化し得る。そこで、第１実施例では、第１モードでのピーク電流ＩｐＲ１と、第２モードでのピーク電流ＩｐＲ２とを、互いに異なる値に設定することによって、第２モードでの発光スペクトルＥｓＲ２を、第１モードでの発光スペクトルＥｓＲ１よりも、長波長側にシフトさせている。

第２モードにおける青色ＬＥＤ２１０Ｂの発光スペクトルＥｓＢ２は、第１モードにおけるスペクトルＥｓＢ１と比べて、短波長側にシフトしている。これは、第１モードでのピーク電流ＩｐＢ１と第２モードでのピーク電流ＩｐＢ２とを互いに異なる値に設定することによって、実現されている。

緑色ＬＥＤ２１０Ｇに関しては、第１モードにおけるスペクトルＥｓＧ１と、第２モードにおけるスペクトルＥｓＧ２との間で、波長のズレはほぼゼロである。これは、第１モードでのピーク電流ＩｐＧ１と、第２モードでのピーク電流ＩｐＧ２とを同じ値に設定することによって実現されている。

また、第２モードにおける緑ＧのスペクトルＥｓＧ２の強度は、第１モードにおけるスペクトルＥｓＧ１の強度と比べて小さい。このように、第２モードにおける緑Ｇの強度を小さくする理由は、適切なホワイトバランスを維持するためである。第２モードでは、赤ＲのスペクトルＥｓＲ２が長波長側にシフトする。その結果、第２モードにおける赤Ｒの色光に対する比視感度ＬＥは第１モードよりも小さくなるので、人間による見た目の赤Ｒの強度（明るさ）は小さくなる。同様に、第２モードでは、青Ｂの発光スペクトルＥｓＢ２が短波長側にシフトする。その結果、第２モードにおける青Ｂの色光に対する比視感度ＬＥは第１モードよりも小さくなるので、人間による見た目の青Ｂの強度（明るさ）は小さくなる。これらの結果、ＲＧＢの３色の内の赤Ｒと青Ｂの強度が小さくなる。ここで、第２モードにおける緑Ｇの強度（明るさ）を第１モードよりも小さくすることによって、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおいて適切なホワイトバランスを維持することが可能となる。その結果、画像処理モジュール３６０（図２）による画像データ処理（液晶ライトバルブ２４０Ｒ、２４０Ｇ、２４０Ｂを画像データに基づいて制御する処理）を変更せずに、各ＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂの駆動信号を変更するだけで、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおける適切なホワイトバランスを維持することが可能となる。すなわち、画像処理モジュール３６０は、電力供給モードに拘わらずに、同じ画像データ処理を実行する。これらの結果、画像処理モジュール３６０の構成（特に、画像処理モジュール３６０による画像データ処理）が複雑になることを抑制できる。

なお、緑Ｇの強度を小さくする方法としては、ＤＵＴＹ比を小さくする方法を採用すればよい。ＤＵＴＹ比を小さくすれば、緑色ＬＥＤ２１０Ｇに供給される電力（平均的な電力）が小さくなるので、緑Ｇの強度を小さくすることができる。この際、ピーク電流Ｉｐを変えずにＤＵＴＹ比を小さくすることが好ましい。こうすれば、色光の波長を変えずに強度を変えることができる。

ところで、電流の変化に対する光の波長の変化の傾向は、ＬＥＤの構成に応じて種々に変化し得る。例えば、ピーク電流Ｉｐが小さいほどスペクトルが長波長側にシフトするＬＥＤもある。逆に、ピーク電流Ｉｐが小さいほどスペクトルが短波長側にシフトするＬＥＤもある。従って、図４に示すように赤Ｒおよび青Ｂの発光スペクトルをシフトさせるようなピーク電流ＩｐＲ１、ＩｐＲ２、ＩｐＢ１、ＩｐＢ２は、実際に利用するＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂを用いた実験に基づいて、予め決定すればよい。

図５は、動作モードと色再現範囲との関係の概略を示す説明図である。図５には、ｕｖ色度図が示されている。横軸がｕ軸、縦軸がｖ軸である。馬蹄形状の曲線ＳＬは単色光の軌跡（スペクトル軌跡）を示している。この色度図中には、第１モードにおける３つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂのそれぞれの色光の色度点ＣｐＲ１、ＣｐＧ１、ＣｐＢ１と、第２モードにおける３つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂのそれぞれの色光の色度点ＣｐＲ２、ＣｐＧ２、ＣｐＢ２と、が示されている。第１モードの３つの色度点ＣｐＲ１、ＣｐＧ１、ＣｐＢ１を順番に結ぶ直線で囲まれた第１色再現範囲ＣＲ１は、第１モードでの色再現範囲を示している。第２モードの３つの色度点ＣｐＲ２、ＣｐＧ２、ＣｐＢ２を順番に結ぶ直線で囲まれた第２色再現範囲ＣＲ２は、第２モードでの色再現範囲を示している。

緑Ｇに関しては、第１モードと第２モードとの間の周波数シフトがほぼゼロであるので、第１モードでの色度点ＣｐＧ１と第２モードでの色度点ＣｐＧ２は、ほぼ同じである。赤Ｒに関しては、第２モードでの色度点ＣｐＲ２は、第１モードでの色度点ＣｐＲ１よりも長波長側（すなわち、緑Ｇの色度点ＣｐＧ１、ＣｐＧ２から離れる方向）にシフトしている。青Ｂに関しては、第２モードでの色度点ＣｐＢ２は、第１モードでの色度点ＣｐＢ１よりも短波長側（すなわち、緑Ｇの色度点ＣｐＧ１、ＣｐＧ２から離れる方向）にシフトしている。これらの結果、第２モードでの色再現範囲ＣＲ２では、第１モードでの色再現範囲ＣＲ１と比べて、赤から紫を経て青へ至る色の再現域が拡張されている。換言すれば、赤から紫を経て青へ至る色に関して、第２モードは、第１モードよりも彩度の高い色を再現可能である。なお、上述したように、第２モードではホワイトバランスを維持するために緑Ｇの強度が低減されている。その結果、第１モードは、第２モードよりも明るい色を再現可能である。

以上のように、第２モードは、第１モードと比べて、彩度の高い色を再現可能である。一方、第１モードは、第２モードと比べて、明るい色を再現可能である。ユーザは、好みに応じてこれらのモードから利用するモードを選択すればよい。例えば、映画を視聴する場合のように鮮やかな（彩度の高い）色再現を望む場合には、第２モードを選択すればよい。また、明るい場所で画像を表示する場合のようにコントラストが高く明るい色再現を望む場合には、第１モードを選択すればよい。

図６は、赤色ＬＥＤ２１０Ｒ、および、緑色ＬＥＤ２１０Ｇに供給される駆動信号の例を示すタイミングチャートである。図６（Ａ）は、第１モードを示し、図６（Ｂ）は第２モードを示している。横軸は、時間Ｔを示し、縦軸は、赤色ＬＥＤ２１０Ｒを流れる赤電流ＩＲと、緑色ＬＥＤ２１０Ｇを流れる緑電流ＩＧと、を示している。

第１モード（図６（Ａ））では、赤Ｒ用の電力供給モジュール３１０Ｒ（図２）は、第１モード用のパターンパラメータＩｐＲ１、ＴｏｎＲ１、ＴｏｆｆＲ１に従って、駆動信号ＩＲ１を変動させる。その結果、入時間ＴｏｎＲ１の間だけ赤電流ＩＲがゼロより大きなピーク電流ＩｐＲ１に維持され、切時間ＴｏｆｆＲ１の間だけ赤電流ＩＲがゼロに維持される。緑Ｇ用の電力供給モジュール３１０Ｇも、同様に、第１モード用のパターンパラメータＩｐＧ１、ＴｏｎＧ１、ＴｏｆｆＧ１に従って、駆動信号ＩＧ１を変動させる。図示は省略するが、青Ｂ用の電力供給モジュール３１０Ｂも、同様に、第１モード用のパターンパラメータＩｐＢ１、ＴｏｎＢ１、ＴｏｆｆＢ１に従って、駆動信号を変動させる。

第２モード（図６（Ｂ））では、赤Ｒ用の電力供給モジュール３１０Ｒ（図２）は、第２モード用のパターンパラメータＩｐＲ２、ＴｏｎＲ２、ＴｏｆｆＲ２に従って、駆動信号（赤電流）ＩＲ２を変動させる。図６（Ｂ）の例では、第２モードでのピーク電流ＩｐＲ２は、第１モードでのピーク電流ＩｐＲ１よりも小さい値に設定されている。赤色ＬＥＤ２１０Ｒの発光スペクトルが、電流が小さいほど長波長側にシフトする場合には、図６（Ｂ）に示すように、第２モードでのピーク電流ＩｐＲ２が、第１モードでのピーク電流ＩｐＲ１よりも小さな値に設定される。なお、赤色ＬＥＤ２１０Ｒの発光スペクトルが、電流が大きいほど長波長側にシフトする場合には、第２モードでのピーク電流ＩｐＲ２は、第１モードでのピーク電流ＩｐＲ１よりも大きな値に設定される。

また、第２モード（図６（Ｂ））では、赤Ｒの駆動信号ＩＲ２のＤＵＴＹ比が、第１モードと比べて大きな値に設定されている。具体的には、第２モードの入時間ＴｏｎＲ２が、第１モードの入時間ＴｏｎＲ１よりも長い値に設定され、第２モードの切時間ＴｏｆｆＲ２が、第１モードの切時間ＴｏｆｆＲ１よりも短い値に設定されている。これにより、第２モードにおいて、ピーク電流ＩｐＲ２が小さくなることに起因して赤Ｒの色光の強度（明るさ）が過剰に小さくなることを抑制することができる。なお、第２モードでのピーク電流ＩｐＲ２が第１モードでのピーク電流ＩｐＲ１よりも大きな値に設定される場合には、第２モードにおけるＤＵＴＹ比を第１モードよりも小さな値に設定すればよい。いずれの場合も、第１モードと第２モードとの間で平均的な電力が同じとなるように各モードのＤＵＴＹ比を設定することが好ましい。こうすれば、一方のモードにおける明るさが過剰に小さくなることを抑制できる。また、一方のモードにおいてＬＥＤの温度が過剰に高くなることを抑制できる。ただし、第１モードと第２モードとの中のピーク電流の小さい一方のモードにおいて、電力が他方のモードよりも小さくてもよい。

青Ｂに関しては、図示を省略しているが、赤Ｒと同様に、第２モードでは、第２モード用のパターンパラメータＩｐＢ２、ＴｏｎＢ２、ＴｏｆｆＢ２に従って、駆動信号が変動する。なお、第１モードにおけるピーク電流ＩｐＢ１と第２モードにおけるピーク電流ＩｐＢ２との間の大小関係は、第２モードで発光スペクトルが短波長側にシフトするように、予め決定される。第１モードと第２モードの間のＤＵＴＹ比の大小関係についても、赤Ｒと同様に、第１モードと第２モードとの間で平均的な電力が同じとなるように、予め決定される。

緑Ｇに関しては、電力供給モジュール３１０Ｇ（図２）は、第２モード用のパターンパラメータＩｐＧ２、ＴｏｎＧ２、ＴｏｆｆＧ２に従って、駆動信号（緑電流）ＩＧ２を変動させる。図６（Ｂ）の例では、第２モードのピーク電流ＩｐＧ２は、第１モードのピーク電流ＩｐＧ１と同じである。これにより、緑Ｇの色光の波長（発光スペクトル）は、第１モードと第２モードとの間でほぼ同じとなる。

また、ＤＵＴＹ比に関しては、第２モードでのＤＵＴＹ比が、第１モードでのＤＵＴＹ比よりも小さな値に設定されている。具体的には、第２モードの入時間ＴｏｎＧ２が、第１モードの入時間ＴｏｎＧ１よりも短い値に設定され、第２モードの切時間ＴｏｆｆＧ２が、第１モードの切時間ＴｏｆｆＧ１よりも長い値に設定されている。第１モードでのＤＵＴＹ比と第２モードでのＤＵＴＹ比とは、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおいて適切なホワイトバランスが維持されるように、予め実験的に決定されている、

以上のように、第１実施例では、ピーク電流ＩｐによってＬＥＤの波長分布（色光の波長）が変化するＬＥＤの特性を利用することにより、色再現範囲が異なる第１モードと第２モードとを実現している。すなわち、ＬＥＤのピーク電流Ｉｐを第１モードと第２モードとの間で変えることによって、第２モードでの色再現範囲を、第１モードでの色再現範囲と異なる範囲に設定する。その結果、色再現範囲の異なる複数種類の画像表示を実現するための画像表示装置の構成が過剰に複雑化することを抑制できる。

また、第１実施例のプロジェクタ２００では、光源として、赤色ＬＥＤ２１０Ｒと緑色ＬＥＤ２１０Ｇと青色ＬＥＤ２１０Ｂとが利用されている。そして、第１モードから第２モードに変更することによって赤Ｒの色光のスペクトル（波長分布）が長波長側にシフトし青Ｂの色光のスペクトルが短波長側にシフトするように、各ＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂのピーク電流ＩｐＲ１、ＩｐＲ２、ＩｐＢ１、ＩｐＢ２が設定されている。その結果、第１モードと第２モードとの間で紫色の再現範囲を変更することができる。具体的には、第２モードでは、第１モードと比べて、彩度の高い紫色を表示することが可能となる。また、第１モードから第２モードに変更することによって緑色ＬＥＤ２１０Ｇに供給される電力（平均電力）が低減するように、緑ＧのＤＵＴＹ比が設定されている。その結果、第１モードから第２モードに変更することによって緑Ｇの強度（明るさ）が小さくなるので、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおいて適切なホワイトバランスが維持される。

Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

変形例１：
上述の各実施例において、互いに色相が異なる色光を発する複数のＬＥＤとしては、３種類（ＲＧＢ）のＬＥＤに限らず、任意の種類のＬＥＤを採用可能である。例えば、ＲＧＢの３色に加えて、エメラルド色の色光を発する第４のＬＥＤを利用してもよい。また、青色ＬＥＤと黄色ＬＥＤと、の２種類のＬＥＤを利用してもよい。

いずれの場合も、投写光変換部は、複数の色光のそれぞれのための光変換部（例えば、液晶ライトバルブ）を含むことによって、複数の色光のそれぞれを画像投写光に変換することが好ましい。そして、各色の画像投写光を合成するシステム（例えば、クロスダイクロイックプリズム、あるいは、ミラーを用いた合成システム）を用いて各色の画像投写光を合成し、投写光学系を用いて合成後の画像投写光を投写することが好ましい。また、画像処理モジュールは、画像データを複数の色光の各色成分に分解し、分解された各色成分の画像データを利用して各色成分の光変換部をそれぞれ制御することが好ましい。

変形例２：
上述の各実施例において、電力供給のモードとしては、図４、図５に示す２つのモードに限らず、種々のモードを採用可能である。例えば、第１モードと第２モードとの間で、緑Ｇと青Ｂとのピーク電流Ｉｐを変えずに、赤Ｒのピーク電流Ｉｐのみを変えてもよい。一般には、第１モードと第２モードとの間で、少なくとも１つのＬＥＤのピーク電流が異なっていればよい。こうすれば、色再現範囲が互いに異なる第１モードと第２モードとを利用することができる。なお、図６の例では、赤Ｒに関し、ピーク電流Ｉｐに加えてＤＵＴＹ比も変えているが、第１モードと第２モードとの間でＤＵＴＹ比が同じであってもよい。これは、緑Ｇおよび青Ｂについても同様である。また、一部のＬＥＤに関しては、電力供給モードに拘わらずに、駆動信号の変動パターン（例えば、ピーク電流Ｉｐと、入時間Ｔｏｎと、切時間Ｔｏｆｆ）が同じであってもよい。

また、電力供給のモードとしては、２つのモード（第１モードと第２モード）に限らず、第１および第２モードを含む３以上のモードを利用してもよい。利用可能なモードの総数が３以上である場合にも、各モードの間で少なくとも１つのＬＥＤの電流ピーク値が異なっていることが好ましい。こうすれば、各モードの間で色再現範囲を異ならせることが可能となる。

変形例３：
上述の各実施例において、ＬＥＤに供給される駆動信号の変動パターンとしては、図３や図６に示すパターンに限らず、種々のパターンを採用可能である。例えば、電流が３以上の複数の段階に変動してもよい。また、階段状ではなく滑らかに電流Ｉが変動してもよい。いずれの場合も、電流ピーク値（すなわち、電流の変動における最大値）を変えることによって、光量が最も大きい状態の光の波長（発光スペクトル）を変えることができる。その結果、色再現範囲を変えることが可能となる。

ただし、１つの動作モードにおいて、１つのＬＥＤを流れる電流Ｉがゼロよりも大きな範囲内で変動する場合には、そのＬＥＤから発せられる光の波長も変動する。その結果、表示される画像の色が不安定になる可能性が高くなる。従って、図３や図６に示すように、電流Ｉを、「ゼロ」と、ゼロよりも大きな所定の「ピーク電流Ｉｐ」と、の２段階に変化させることが好ましい。

いずれの場合も、ピーク電流Ｉｐは、ＬＥＤの最大定格電流よりも小さいことが好ましい。

変形例４：
上述の各実施例において、変動パターンを定めるデータ（パターンパラメータ）としては、図２のパラメータテーブル３２０ｐに示されたデータに限らず、任意の形式のデータを採用可能である。例えば、周期的な変動の１サイクル分の時間を均等に区切って得られるＮ個（Ｎは２以上の所定の整数）の区間のそれぞれにおける電流値を表すデータを採用してもよい。

また、ＬＥＤの特性には個体差があり得る。例えば、ＬＥＤを流れる電流Ｉと、発せられる光の波長との対応関係、あるいは、電流Ｉと光量との対応関係に、個体差が生じ得る。そこで、このような個体差に拘わらずに同じ画像データに基づいて同じ色が表示されるように、パターンパラメータをプロジェクタ２００毎に設定することが好ましい。例えば、プロジェクタ２００（図１）の製造時に、個体差を測定し、個体差を補正するようなパターンパラメータを測定結果に基づいて決定し、決定されたパターンパラメータをモード設定モジュール３２０（図２）のメモリ（図示せず）に格納することが好ましい。具体的には、所定の画像データと仮のパターンパラメータとを用いてプロジェクタ２００に画像を表示させ、表示された画像の色が所定の色となるようにパターンパラメータを修正すればよい。このようなパターンパラメータを格納するメモリとしては、書き換え可能な不揮発性メモリ（例えば、フラッシュメモリ）を採用することが好ましい。

変形例５：
上述の実施例において、赤Ｒの色光の波長を長波長側にシフトさせ、かつ、青Ｂの色光の波長を短波長側にシフトさせるモード（上述の第２モード）において、緑色ＬＥＤ２１０Ｇの電力（平均電力）を、第１モードと比べて低減しなくてもよい。この場合も、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおいて適切なホワイトバランスを維持することが好ましい。

例えば、緑色ＬＥＤ２１０Ｇの電力を、第１モードと第２モードとの間で同じに設定してもよい。ここで、画像処理モジュール３６０（図２）は、第２モードにおける緑Ｇ用の液晶ライトバルブ２４０Ｇの透過率を、第１モードよりも低い値に設定してもよい。こうすれば、表示画像において、緑Ｇの強度が第２モードで過剰に強くなること、および、緑Ｇの強度が第１モードで過剰に弱くなることを、抑制することができる。この代わりに、赤色ＬＥＤ２１０Ｒと青色ＬＥＤ２１０Ｂとのそれぞれの第２モードにおける電力（平均電力）を、第１モードと比べて増大させてもよい。こうすれば、第２モードにおける赤Ｒおよび青Ｂの見た目の強度が第１モードと比べて小さくなることが抑制される。その結果、画像処理モジュール３６０（図２）による画像データ処理を変更せずに、各ＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂの駆動信号を変更するだけで、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおける適切なホワイトバランスを維持することが可能となる。

なお、赤Ｒの色光の波長を長波長側にシフトさせ、青Ｂの色光の波長を短波長側にシフトさせた場合には、これらの色光に対する比視感度が小さくなる（図４）。従って、赤色ＬＥＤ２１０Ｒおよび青色ＬＥＤ２１０Ｂのそれぞれの第２モードにおける電力に拘わらずに、第２モードにおける緑色ＬＥＤ２１０Ｇの電力を第１モードと比べて低減することが好ましい。こうすれば、第１モードおよび第２モードのそれぞれにおける適切なホワイトバランスを維持することが容易となる。例えば、赤色ＬＥＤ２１０Ｒおよび青色ＬＥＤ２１０Ｂのそれぞれの第２モードにおける電力を過剰に増大させずに済む。また、画像処理モジュール３６０（図２）による画像データ処理が、第１モードと第２モードとの間で過剰に異なることを抑制できる。

なお、第２モードにおける緑色ＬＥＤ２１０Ｇの電力を第１モードと比べて低減する場合に、第２モードにおける赤色ＬＥＤ２１０Ｒの電力を第１モードと比べて増大させてもよい。同様に、第２モードにおける青色ＬＥＤ２１０Ｂの電力を第１モードと比べて増大させてもよい。これらによれば、第２モードにおける緑色ＬＥＤ２１０Ｇの電力（明るさ）を過剰に小さくせずに、第２モードにおける適切なホワイトバランスを実現することができる。

ところで、第２モードにおいて２つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂの電力（平均電力）を増大させる場合には、第２モードにおける２つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂの温度が第１モードよりも高くなり得る。一方、上述の第１実施例のように、第２モードにおいて、２つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂの電力を増大させずに緑ＧのＬＥＤ２１０Ｇの電力を低減させれば、２つのＬＥＤ２１０Ｒ、２１０Ｂとして最大定格温度の低いＬＥＤを利用することができる。

変形例６：
上述の各実施例において、ＬＥＤに供給する電力を低減する処理としては、図６に示した緑電流ＩＧのように入時間（ＴｏｎＧ１、ＴｏｎＧ２）を短縮して切時間（ＴｏｆｆＧ１、ＴｏｆｆＧ２）を延長する処理に限らず、種々の処理を採用可能である。例えば、図３に示す例において、切時間Ｔｏｆｆを変えずに入時間Ｔｏｎを短縮してもよい。また、入時間Ｔｏｎを変えずに切時間Ｔｏｆｆを延長してもよい。また、ピーク電流Ｉｐを小さな値に変更してもよい。ただし、ピーク電流Ｉｐを変えると色光の波長が変化するので、ピーク電流Ｉｐを変えずにＤＵＴＹ比を下げることが好ましい。これらは、ＬＥＤに供給する電力を増大させる処理についても、同様である。

また、以上の説明は、電流Ｉが３以上の段階に変化する場合についても同様である。具体的には、電流Ｉが比較的低い値に維持される時間に対する、電流Ｉが比較的高い時間に維持される時間の比率を調整することによって、電力（平均電力）を調整することができる。ここで、電流Ｉが比較的低い値に維持される時間とは、電流Ｉが、変動の中間値（（最大値＋最小値）／２）よりも小さい値に維持される時間を意味している。電流Ｉが比較的高い値に維持される時間は、電流Ｉが、変動の中間値よりも大きい値に維持される時間を意味している。

変形例７：
上述の各実施例において、プロジェクタの構成としては、図１、図２に示す構成に限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、電力供給モジュール３１０Ｒ、３１０Ｇ、３１０Ｂが、定電流電源の代わりに定電圧電源を有していても良い。

また、本発明は、上述の各実施例のようなプロジェクタ２００（図１）に限らず、種々の形態に適用可能である。例えば、スクリーンＳＣと、スクリーンＳＣの背面側に画像を投影するプロジェクタ２００と、を備えるプロジェクションテレビに本発明を適用してもよい。また、互いに色相が異なる色光を発する複数のＬＥＤをバックライトとして利用する液晶ディスプレイ装置に本発明を適用してもよい。また、互いに色相が異なる色光を発する複数のＬＥＤが画面内の各画素毎に設けられたディスプレイ装置に本発明を適用してもよい。このように各画素毎に複数のＬＥＤが設けられたディスプレイ装置では、各色のＬＥＤの強度（明るさ）を調整することによって、入力画像データに応じた色が表示される。この際、ＤＵＴＹ比を調整することによって各色のＬＥＤの強度を調整すればよい。そして、複数の電力供給モードが利用可能であり、各モードの間で、少なくとも１つのＬＥＤ（１色成分のＬＥＤ）のピーク電流Ｉｐが異なっていれば、各モード間で色再現範囲を異ならせることが可能となる。

また、半導体発光素子としては、ＬＥＤに限らず、半導体を用いた種々の発光素子を採用可能である。例えば、半導体レーザーを採用してもよい。

変形例８：
上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、図２のモード設定モジュール３２０の機能を、ＣＰＵとメモリとを有するコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してもよい。

また、本発明の機能の一部または全部がソフトウェアで実現される場合には、そのソフトウェア（コンピュータプログラム）は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された形で提供することができる。この発明において、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭのような携帯型の記録媒体に限らず、各種のＲＡＭやＲＯＭ等のコンピュータ内の内部記憶装置や、ハードディスク等のコンピュータに固定されている外部記憶装置も含んでいる。

本発明の一実施例としてのプロジェクタ２００を示す説明図である。 制御部３００の構成を示す説明図である。 変動駆動信号の概要を示すタイミングチャートである。 動作モードと発光スペクトルとの関係の概略を示すグラフである。 動作モードと色再現範囲との関係の概略を示す説明図である。 赤色ＬＥＤ２１０Ｒおよび緑色ＬＥＤ２１０Ｇに供給される駆動信号の例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

２００...プロジェクタ
２１０Ｒ...赤色ＬＥＤ
２１０Ｇ...緑色ＬＥＤ
２１０Ｂ...青色ＬＥＤ
２４０Ｒ...赤色用の液晶ライトバルブ
２４０Ｇ...緑色用の液晶ライトバルブ
２４０Ｂ...青色用の液晶ライトバルブ
２５０...クロスダイクロイックプリズム
２６０...投写レンズ系
３００...制御部
３１０Ｒ...赤色用の電力供給モジュール
３１０Ｇ...緑色用の電力供給モジュール
３１０Ｂ...青色用の電力供給モジュール
３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂ...電流設定モジュール
３１４Ｒ、３１４Ｇ、３１４Ｂ...定電流電源
３２０...モード設定モジュール
３２０ｐ...パラメータテーブル
３３０...入力モジュール
３３２...操作ボタン
３６０...画像処理モジュール
ＳＣ...スクリーン

Claims (6)

1. 半導体発光素子から発せられた光を利用して画像を表示する画像表示装置であって、
   互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子と、
   前記複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって前記複数の半導体発光素子を点灯させる電力供給部と、
   を備え、
   前記電力供給部は、
   第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行する機能と、
   前記第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、前記複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が前記第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する機能と、
   を有する、画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置であって、
   前記複数の半導体発光素子は、
   赤色光を発する赤色半導体発光素子と、
   緑色光を発する緑色半導体発光素子と、
   青色光を発する青色半導体発光素子と、
   を含み、
   前記電力供給部は、前記第２供給モードによる電力供給では、
   前記赤色半導体発光素子の電流のピーク値を前記第１供給モードとは異なる値に設定することによって、前記赤色光の波長分布を長波長側にシフトさせ、
   前記青色半導体発光素子の電流のピーク値を前記第１供給モードとは異なる値に設定することによって、前記青色光の波長分布を短波長側にシフトさせる、
   画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置であって、
   前記電力供給部は、前記第２供給モードによる電力供給では、さらに、前記緑色半導体発光素子に供給される電力を前記第１供給モードと比べて低減する、
   画像表示装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像表示装置であって、さらに、
   前記複数の半導体発光素子から発せられた光を、画像を投写するための画像投写光に変換する投写光変換部と、
   画像データに基づいて前記投写光変換部を制御する画像処理部と、
   を備える、画像表示装置。
5. 半導体発光素子から発せられた光を利用して画像を表示する画像表示方法であって、
   互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって前記複数の半導体発光素子を点灯させる電力供給工程を備え、
   前記電力供給工程は、
   第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行する工程と、
   前記第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、前記複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が前記第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する工程と、
   を備える、方法。
6. 半導体発光素子から発せられた光を利用して画像を投写するプロジェクタであって、
   互いに色相が異なる色光を発する複数の半導体発光素子と、
   前記複数の半導体発光素子のそれぞれに電流が変動する変動電力を供給することによって前記複数の半導体発光素子を点灯させる電力供給部と、
   前記複数の半導体発光素子から発せられた光を、画像を投写するための画像投写光に変換する投写光変換部と、
   前記画像投写光を投写する投写光学系と、
   を備え、
   前記電力供給部は、
   第１の色再現範囲内の色を再現するために第１供給モードによる電力供給を実行する機能と、
   前記第１の色再現範囲とは異なる第２の色再現範囲内の色を再現するために、前記複数の半導体発光素子の内の少なくとも１つの電流のピーク値が前記第１供給モードとは異なる第２供給モードによる電力供給を実行する機能と、
   を有する、プロジェクタ。

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