JP2008170768A - 画像表示装置及び方法並びにプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で色再現性を向上させることができる画像表示装置及び方法並びにプロジェクタを提供する。
【解決手段】画像表示装置は、複数の光源（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）と、これらから射出された光を変調する反射型光変調装置１３とを備え、光源からの光を反射型光変調装置１３で変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次表示する。この画像表示装置は、表示すべきフィールドの色に応じて光源の切り替えを制御するとともに、反射型光変調装置１３の最小応答時間の自然数分の一の周期で光源をパルス幅変調制御する光源制御部（表示デバイスコントローラ２１、ＰＷＭ制御回路２２、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ）を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置及び方法並びにプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタに代表される画像表示装置は、光源として高圧水銀ランプ等の放電ランプを備えるのが一般的であった。しかしながら、このような放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が困難である、色再現性範囲が狭い等の課題がある。そこで、近年においては、放電ランプに代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）、ＬＤ（Laser Diode：レーザダイオード）等の固体光源を備える画像表示装置が提案されている。

かかる画像表示装置において、カラー画像を表示するためには、光の三原色（赤、緑、青）の波長の光を射出する固体光源と、表示すべき画像に応じて各固体光源から射出される光を変調（光強度変調）する変調装置とを備える必要がある。ここで、各色（赤、緑、青）毎に変調装置を設けると画像表示装置のコストが上昇するため、近年においては全ての固体光源に共通する１つの変調装置を設け、フィールドシーケンシャル方式によりカラー画像を表示することでコスト低減を図った画像表示装置が提案されている。ここで、フィールドシーケンシャル方式とは、三色（赤、緑、青）の波長の光を射出する固体光源を順に高速に明滅させ、そのタイミングに合わせて各色に応じた変調を変調装置で行うことによりカラー画像を表現する方式である。

図１２は、従来のフィールドシーケンシャル方式を説明するための図である。図１２に示す通り、フィールドシーケンシャル方式においては、赤色表示期間Ｔｒ、緑色表示期間Ｔｇ、及び青色表示期間Ｔｂが順に設けられている。赤色表示期間Ｔｒにおいては、赤色の波長の光を射出する光源（赤光源）のみが点灯されて他の光源は消灯され、変調装置が赤光源から射出される光の変調（赤色変調）を行う。これにより、赤色の画像（赤フィールド）が表示される。

また、緑色表示期間Ｔｇにおいては、緑色の波長の光を射出する光源（緑光源）が点灯されて他の光源は消灯され、変調装置が緑光源から射出される光の変調（緑色変調）を行う。これにより、緑色の画像（緑フィールド）が表示される。更に、青色表示期間Ｔｂにおいては、青色の波長の光を射出する光源（青光源）が点灯されて他の光源は消灯され、変調装置が青光源から射出される光の変調（青色変調）を行う。これにより、青色の画像（青フィールド）が表示される。フィールドシーケンシャル方式においては、以上説明した赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドを順次且つ高速に表示することにより、カラー画像を表現している。

以下の特許文献１には、光源として設けられたＬＥＤの負荷に応じて、ＬＥＤに与える電圧及び電流を制御することで、光源から射出される光の輝度を調整する技術が開示されている。また、以下の特許文献２には、光源から射出される光を変調するために設けられたマイクロミラーの応答時間よりも短い時間でＬＥＤ等の固体光源の点灯及び消灯を制御することで露光量の制御を行う技術が開示されている。
特開２００４−３１１６３５号公報 特開平９−３１８８９２号公報

ところで、上述した特許文献１においては、個々のＬＥＤ毎に負荷が異なるとともに、射出される光の輝度と電流との関係が線形ではないため、所望の輝度を得るための制御が極めて難しいという問題がある。また、上記の特許文献２は、マイクロミラーの応答時間よりも短い時間で光源の点灯・消灯を制御することで露光量の制御を行う技術を開示するものの、極めて短期間に限って光源の点灯・消灯を制御することで露光量を微調整しているだけであり、かかる技術を仮に画像表示装置に転用できたとしても画像表示装置の色再現性の向上は望めない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で色再現性を向上させることができる画像表示装置及び方法並びにプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、異なる色の光を射出する複数の固体光源と、前記固体光源に共通して設けられて前記固体光源の各々から射出された光を変調する変調装置とを備え、前記固体光源からの光を前記変調装置で変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次表示する画像表示装置において、表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源の切り替えを制御するとともに、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で前記固体光源をパルス幅変調制御する光源制御部を備えることを特徴としている。
この発明によると、表示すべきフィールドの色に応じて光を射出させる固体光源が切り替えられるとともに、変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で固体光源がパルス変調制御される。これにより、フィールドの各々における最小の階調が表現されなくなることはなく、色再現性を向上させることができる。
具体的には、本発明の画像表示装置は、前記固体光源が、供給される電流に応じた輝度の光を射出する固体光源であり、前記固体光源の各々に対応して設けられ、前記光源制御部の制御の下で前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調する電流変調装置を備えることを特徴としている。
また、本発明の画像表示装置は、前記固体光源の各々に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の検出結果を用いて、表示すべき前記フィールドの色に応じて切り替えられた前記固体光源に対応して設けられた前記電流変調装置に対して一定の電流を供給する電源装置とを備えることを特徴としている。
この発明によると、表示すべきフィールドの色に応じて切り替えられた固体光源に流れる電流が電流検出器で検出され、この検出結果を用いて電源装置からは切り替えられた固体光源に対応して設けられた電流変調装置に対して一定の電流が供給される。このため、複数の固体光源の各々に対して電流検出器及び電源装置を設ける必要はなく、１つの電流検出器及び電源装置のみを備えれば良く、構成を簡易にすることができる。
また、本発明の画像表示装置は、前記電源装置が、前記固体光源毎に異なる値の電流を切り替え可能であることを特徴としている。
この発明によると、電源装置から固体光源毎に異なる値の電流が切り替えて供給されるため、一定の電流を各固体光源に流した場合に固体光源の各々から射出される光の輝度が大きく異なる場合であっても、固体光源間の輝度差を縮小することができる。
また、本発明の画像表示装置は、前記固体光源から射出される光の輝度を検出する光検出器を備え、前記光源制御部は、前記光検出器の検出結果を用いて、表示すべき前記フィールドの色に応じて切り替えた前記固体光源から射出される光の輝度が目標輝度となるように、前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調することを特徴としている。
この発明によると、光源から射出される光が光検出器で検出され、この検出結果を用いて固体光源から射出される光の輝度が目標輝度となるように固体光源に供給される電流がパルス変調される。これにより、各固体光源から射出される光の輝度を目標輝度に設定することができる。
また、本発明の画像表示装置は、前記変調装置を制御して、前記フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドを、前記フィールドの各々の内部において均等に配置したフィールドを生成する表示制御部を備えることを特徴としている。
この発明によると、フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドがフィールドの各々の内部において均等に配置されたフィールドが生成されるため、ちらつきの低減を図ることができる。
更に、本発明の画像表示装置は、前記フィールドの変調度を規定する画像データの各ビットの論理和を、１フレームを単位として色毎に演算する論理和演算部を備えており、前記光源制御部は、前記論理和演算部の演算結果に応じて前記固体光源を強制的に消灯させる制御を行うことを特徴としている。
この発明によると、画像データの各ビットの論理和が論理和演算部で色毎に演算され、論理和演算部の演算結果に応じて光源制御部が固体光源を強制的に消灯させている。これにより、１フレーム内において赤色の画像、緑色の画像、又は青色の画像が全く表示されない期間に固体光源が消灯されるため、省電力化を図ることができる。
上記課題を解決するために、本発明の画像表示方法は、固体光源から順次射出される異なる色の光を変調装置で順次変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次表示する画像表示方法において、表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源から射出される光の色の切り替えを制御するステップと、前記固体光源に供給される電流を、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期でパルス幅変調制御する制御ステップとを有することを特徴としている。
この発明によると、表示すべきフィールドの色に応じて光を射出させる固体光源が切り替えられるとともに、変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で固体光源がパルス変調制御される。これにより、フィールドの各々における最小の階調が表現されなくなることはなく、色再現性を向上させることができる。
また、本発明の画像表示方法は、前記固体光源に流れる電流を検出するステップと、前記検出の結果を用いて、前記固体光源に一定の電流が流れるように制御するステップとを有することが望ましい。
或いは、本発明の画像表示方法は、前記固体光源から射出される光の輝度を検出するステップを含み、前記制御ステップは、前記検出の結果を用いて、前記固体光源から射出される光の輝度が目標輝度となるように、前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調するステップであることが好ましい。
また、本発明の画像表示方法は、前記変調装置を制御して、前記フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドを、前記フィールドの各々の内部において均等に配置したフィールドを生成するステップを有することを特徴としている。
この発明によると、フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドがフィールドの各々の内部において均等に配置されたフィールドが生成されるため、ちらつきの低減を図ることができる。
更に、本発明の画像表示方法は、前記フィールドの変調度を規定する画像データの各ビットの論理和を、１フレームを単位として色毎に演算するステップと、前記論理和の演算結果に応じて前記固体光源を強制的に消灯させる制御を行うステップとを有することを特徴としている。
この発明によると、画像データの各ビットの論理和が色毎に演算され、この演算結果に応じて固体光源が強制的に消灯される。これにより、１フレーム内において赤色の画像、緑色の画像、又は青色の画像が全く表示されない期間に固体光源が消灯されるため、省電力化を図ることができる。
上記課題を解決するために、本発明のプロジェクタは、異なる色の光を射出する複数の固体光源と、前記固体光源に共通して設けられて前記固体光源の各々から射出された光を変調する変調装置とを備え、前記固体光源からの光を前記変調装置で変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次投影表示する画像表示装置において、投影表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源の切り替えを制御するとともに、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で前記固体光源をパルス幅変調制御する光源制御部を備えることを特徴としている。
この発明によると、表示すべきフィールドの色に応じて光を射出させる固体光源が切り替えられるとともに、変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で固体光源がパルス変調制御される。これにより、フィールドの各々における最小の階調が表現されなくなることはなく、色再現性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による画像表示装置及び方法並びにプロジェクタについて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による画像表示装置の要部構成を示す図である。尚、図１においては、画像表示装置の一種であるプロジェクタを図示している。図１に示す通り、本実施形態の画像表示装置１は、光源１１、集光レンズ１２、反射型光変調装置１３、投写レンズ１４、及び駆動部２０を備えており、生成した画像を投写レンズ１４からスクリーンＳＣに投写してスクリーンＳＣ上に画像を表示する装置である。

光源１１は、異なる色の光を射出する複数の光源を備える。具体的には、赤色の波長領域の光を射出する赤光源１１ｒ、緑色の波長領域の光を射出する緑光源１１ｇ、及び青色の波長領域の光を射出する青光源１１ｂを備える。これら、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂとしては、例えばＬＥＤやＬＤ等の固体光源を用いることができる。尚、図１においては、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂをそれぞれ１つずつ図示しているが、光量が不足する場合等においては、これらを複数設けることが望ましい。

集光レンズ１２は、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの前方に配置され、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの各々から射出される光を集光する。反射型光変調装置１３は、集光レンズ１２を介して入射する光を画素（ドット）毎に変調（光強度変調）して各色に対応した色画像を生成する。この反射型光学変調装置１３としては、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（米国テキサスインスツルメンツ社の登録商標）を用いることができる。投写レンズ１４は、反射型光変調装置１３で反射・変調されて生成された色画像をスクリーンＳＣ上に投写する。

尚、本実施形態の画像表示装置１は、フロント投写型の画像表示装置、及びリア投写型の画像表示装置の何れであっても良い。スクリーンＳＣに投写される画像を見る視聴者は、フロント投写型の画像表示装置である場合にはスクリーンＳＣの前面に位置し、リア投写型の画像表示装置である場合にはスクリーンＳＣの背面に位置することになる。

駆動部２０は、入力される画像信号（画像データと同期信号とを含む信号）ＳＧに基づいて光源１１及び反射型光変調装置１３を駆動してスクリーンＳＣ上に投写すべき画像を形成する。ここで、画像信号ＳＧに含まれる画像データは、例えば、表示すべき画像の各画素（ドット）毎の各色（赤、緑、青）毎の階調を示すデータであり、複数のビットからなるデータである。

図２は、駆動部２０の要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、駆動部２０は、表示デバイスコントローラ２１、ＰＷＭ制御回路２２、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ、スイッチング素子２４ｒ，２４ｇ，２４ｂ、電流検出抵抗２５、ＯＲ回路２６、及び定電流源２７を備えている。尚、図２においては、図示を省略しているが、上記の構成以外に、画像信号ＳＧに含まれる同期信号を抽出して画像表示装置１の動作タイミングを規定する同期信号を生成するタイミングジェネレータ、及び画像信号ＳＧに含まれる画像データを一時的に記憶するフレームメモリ等も設けられている。

表示デバイスコントローラ２１は、不図示のタイミングジェネレータから出力される同期信号に同期して不図示のフレームメモリから１フレーム分の画像データＤ１を読み込み、反射型光変調装置１３を駆動するための駆動信号ＤＳを生成するとともに、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂに与える光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂを生成する。また、表示デバイスコントローラ２１は、光源１１及び反射型光変調装置１３を同期して動作させるための基準クロックＣＫをＰＷＭ制御回路２２に出力する。

上記の基準クロックＣＫの周期は、例えば反射型光変調装置１３の最小応答時間の所定の自然数（１，２，３，…）分の一の時間に設定されている。ここで、反射型光変調装置１３の最小応答時間とは、反射型光変調装置１３がＤＭＤである場合には、１つのマイクロミラーが光源１１からの光を所定の方向に反射するか否かを切り替えるために必要な最短の時間をいう。尚、反射型光変調装置１３は、基準クロックＣＫを基準として動作するため、基準クロックＣＫの周期の所定の自然数倍が反射型光変調装置１３の最小応答時間ということもできる。例えば、基準クロックＣＫの１周期分の時間が反射型光変調装置１３の最小応答時間である。基準クロックＣＫの何倍が最小応答時間になるかは、反射型光変調装置１３の仕様や設定に応じて適宜設定される。

ＰＷＭ制御回路２２は、入力される輝度データＬ１に基づいて、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂを個別にＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御するための制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂを生成して出力する。図３は、ＰＷＭ制御回路２２の内部構成の一部を示すブロック図である。尚、図３においては、制御信号ｄｒを生成するためのＰＷＭ制御信号生成部３０のみを図示しているが、このＰＷＭ制御信号生成部３０と同様の構成であって制御信号ｄｇ，ｄｂを生成するためのＰＷＭ制御信号生成部がＰＷＭ制御回路２２に設けられている。

図３に示す通り、ＰＷＭ制御信号生成部３０は、デューティ値変換回路３１、制御クロック生成回路３２、及び制御信号生成回路３３を備える。デューティ値変換回路３１は、ＰＷＭ制御回路２２に入力される輝度データＬ１に含まれる赤色の輝度データＬ１１を、制御信号ｄｒのデューティ比を示すデューティ値に変換する。例えば、輝度データＬ１１が最大輝度を示すものである場合にはデューティ値１００（％）に変換し、輝度データＬ１１が最大輝度の半分の輝度を示すものである場合にはデューティ値５０（％）に変換する。尚、デューティ値への変換は、所定の演算式を用いて演算により行っても良く、予め輝度とデューティ値との関係が設定されたテーブルをデューティ値変換回路３１に設けておき、このテーブルを参照して変換するようにしても良い。

ここで、制御信号ｄｒの周期（周波数）は、表示デバイスコントローラ２１から出力される基準クロックＣＫによって規定される。例えば、基準クロックＣＫの周期を上述した反射型光変調装置１３の最小応答時間に設定すれば、制御信号ｄｒの周期も最小応答時間と同じ時間に設定される。また、例えば基準クロックＣＫの周期を最小応答時間の１／２の時間に設定すれば、制御信号ｄｒの周期も最小応答時間の１／２の時間に設定される。更に、例えば基準クロックＣＫの周期を最小応答時間の１／４の時間に設定すれば、制御信号ｄｒの周期も最小応答時間の１／４の時間に設定される。また、この基準クロックＣＫの周期の設定は、表示デバイスコントローラ２１の内部に分周回路がある場合には、それを用いて分周してもよいし、表示デバイスコントローラ２１から出力される基準クロックＣＫを所定の分周比で分周してＰＷＭ制御回路２２に入力するようにしてもよい。

制御クロック生成回路３２は、制御信号ｄｒの分解能を規定する制御クロックを生成する回路である。例えば、制御クロック生成回路３２からの制御クロックの周期が基準クロックＣＫの１／１０２４周期分の時間に設定される場合には、制御信号ｄｒのデューティ比（０〜１００％）は１０２４の分解能をもって設定されることになる。また、例えば制御クロック生成回路３２からの制御クロックの周期が基準クロックＣＫの１／５１２周期分の時間に設定される場合には、制御信号ｄｒのデューティ比は５１２の分解能をもって設定されることになる。更に、例えば制御クロック生成回路３２からの制御クロックの周期が基準クロックＣＫの１／２５６周期分の時間に設定される場合には、制御信号ｄｒのデューティ比は２５６の分解能をもって設定されることになる。

制御信号生成回路３３は、基準クロックＣＫ、デューティ値変換回路３１からのデューティ値、及び制御クロック生成回路３２からの制御クロックに基づいて制御信号ｄｒを生成する。具体的には、基準クロックＣＫの周期を有し、デューティ値変換回路３１からのデューティ値で指定されるデューティ比を有する制御信号ｄｒを生成する。ここで、生成される制御信号ｄｒのデューティ比の精度は制御クロック生成回路３２からの制御クロックの精度で定まり、制御信号ｄｒのデューティ比の分解能は、制御信号ｄｒの１周期内に含まれる制御クロックの数と等しくなる。

尚、図３に示した制御クロック生成回路３２は、基準クロックＣＫとは別個に制御クロックを生成するものであったが、ＰＬＬ回路（Phase Locked Loop回路：位相同期回路）等を備え、入力される基準クロックＣＫを所定の逓倍率で逓倍して制御クロックを生成するものであってもよい。かかる構成にすることで、構成を簡略化することができる。

ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂは、表示デバイスコントローラ２１から出力される光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに基づいて開状態又は閉状態となるものであり、光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに応じてＰＷＭ制御回路２２から出力される制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂを遮断又は通過させる回路である。詳細は後述するが、本実施形態の画像表示装置１は、フィールドシーケンシャル方式により赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドを順次表示するものであるため、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）を択一的に発光させるためにＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂが設けられている。

スイッチング素子２４ｒ，２４ｇ，２４ｂは、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）の一方の電極にそれぞれ接続されており、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂを介した制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂによりそれぞれ駆動されて、定電流源２７から供給される電流を通過させ又は遮断することによりパルス幅変調して光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）に供給する。このスイッチング素子２４ｒ，２４ｇ，２４ｂとしては、トランジスタ又はＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）等を用いることができる。

電流検出抵抗２５は、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）の他方の電極の各々に接続されており、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）に流れる電流を検出するために用いられる抵抗である。前述の通り、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）は択一的に発光させられるため、一時には光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）の何れか１つのみに電流が供給される。このため、電流検出抵抗２５には、電流が供給された光源に流れる電流と同一の電流が流れることになる。よって、電流検出抵抗２５の電圧降下を測定すれば光源に流れる電流を検出することができる。

ＯＲ回路２６は、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂを介した制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂの論理和を演算してフィードバック有効信号ＦＥを生成する回路である。このフィードバック有効信号ＦＥは、制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂによって光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）の少なくとも１つが発光しているか（有効である）否か（無効である）を示す信号である。定電流源２７は、スイッチング素子２４ｒ，２４ｇ，２４ｂに一定の電流を供給する。具体的には、フィードバック有効信号ＦＥが有効である場合に、電流検出抵抗２５の電圧降下を示すフィードバック信号ＦＢ１を参照して出力電圧値を制御することで一定の電流値を維持する。尚、フィードバック有効信号ＦＥが無効である場合にはフィードバック信号ＦＢ１を無視してフィードバック制御を中断する。

ここで、本実施形態の画像表示装置１は、前述した通り、フィールドシーケンシャル方式により赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドを順次表示するものであるが、具体的には、赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドからなるサブフレームを複数回（例えば３回）表示することにより、１つのフレームを表示する。よって、例えば画像表示装置１が１秒間に６０フレームの画像を表示するものであるとすると、フレームが３つのサブフレームからなる場合には、１つのサブフレームは１／１８０秒の時間に設定される。次に、サブフレームの構成について説明する。

図４は、本発明の第１実施形態による画像表示装置１で用いられるサブフレームの構成及び光源の点灯及び消灯のタイミングを示す図である。図４に示す通り、サブフレームＳＦは赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂからなる。尚、ここでは、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの各々の長さが、同一の長さに設定されているとしている。サブフレームＳＦが１／１８０秒の時間に設定されている場合には、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの各々の時間長さは１／５４０秒である。カラー画像を得るためには、反射型光変調装置１３を用いて、上記の赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの期間において赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂから射出される光をそれぞれ変調する必要がある。

表示デバイスコントローラ２１が画像データＤ１に応じて反射型光変調装置１３を駆動することにより上記の変調が行われる訳であるが、その変調度（反射型光変調装置１３が光源１１からの光を反射する時間）は画像データのビットにより規定される。いま、表示すべき画像の各画素についての各色の画像データ（赤データ、緑データ、青データ）がそれぞれ第０〜第４ビットの５ビットからなるとする。図４に示した赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの各々において、数値「０」〜「４」が付された期間が、画像データ（赤データ、緑データ、青データ）の対応するビットの値が「１」であるときの反射時間（反射型光変調装置１３が光源１１からの光を反射する時間）を示している。

例えば、表示すべき画像のある画素（ドット）についての赤データの第４ビットの値のみが「１」であったとすると、赤フィールドｆｒの約半分の期間において光源１１（赤光源１１ｒ）からの光が反射型光変調装置１３によって反射される。これに対し、上記赤データの第０ビットの値のみが「１」であったとすると、赤フィールドｆｒ内における僅かな時間だけ光源１１（赤光源１１ｒ）からの光が反射型光変調装置１３によって反射される。このように、光源１１からの光が反射型光変調装置１３によって反射される時間は、画像データの各ビットによって規定されている。

また、図４に示す通り、光源１１に設けられる赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの点灯及び消灯は、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂを基準として制御される。具体的には、赤光源１１ｒは赤フィールドｆｒ内においてのみ点灯されて他の期間は継続して消灯される。また、緑光源１１ｇは緑フィールドｆｇ内においてのみ点灯されて他の期間は継続して消灯される。同様に、青光源１１ｂは青フィールドｆｂ内においてのみ点灯されて他の期間は継続して消灯される。

更に、図４に示す通り、赤光源１１ｒは赤フィールドｆｒ内において細かく点灯・消灯が繰り返され、緑光源１１ｇは緑フィールドｆｇ内において細かく点灯・消灯が繰り返され、青光源１１ｂは青フィールドｆｂ内において細かく点灯・消灯が繰り返される。図４に示す例では、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの点灯・消灯の周期、即ち図２に示す制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂの周期は、最小の階調を表現するために用いられる赤データ、青データ、緑データの第０ビットによって規定される時間に設定されているとしている。

図２に示す輝度データに基づいて制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比が可変されることにより、赤フィールドｆｒ内において赤光源１１ｒから射出される光量、緑フィールドｆｇ内において緑光源１１ｇから射出される光量、及び青フィールドｆｂ内において青光源１１ｂから射出される光量が変化する。このため、赤色、緑色、及び青色の各々の輝度を容易に調整することが可能になる。

ここで、上記の赤データ、緑データ、及び青データの第０ビットは赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドの各々における最小の階調を表現するために用いられる。ここで、各フィールドにおける最小の階調を表現するためには、赤データ、緑データ、及び青データ全ての第０ビットの期間が反射型光変調装置１３の最小応答時間以上である必要がある。本実施形態では、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂが反射型光変調装置１３の最小応答時間の自然数分の一の周期でパルス幅変調制御されるため、デューティ比を可変して赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの輝度を変更しても赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドの各々における最小の階調が表現されなくなるといった不具合は生じない。

次に、画像表示装置１の動作について説明する。画像信号ＳＧが入力されると、図示しないサンプリング回路でサンプリングされて画像信号ＳＧに含まれる同期信号が不図示のタイミングジェネレータに送られる。これと同時に、画像信号ＳＧに含まれる画像データが、不図示のフレームメモリに書き込まれる。表示デバイスコントローラ２１は、タイミングジェネレータから出力される同期信号に基づいてフレームメモリから１フレーム分の画像データＤ１を読み出す。

次いで、表示デバイスコントローラ２１は、読み出した画像データＤ１に基づいて、光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂと駆動信号ＤＳとを生成し、光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，ＳｂをＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂにそれぞれ出力するとともに、駆動信号ＤＳを反射型光変調装置１３に出力する。ＰＷＭ制御回路２２は、表示デバイスコントローラ２１から出力される基準クロックＣＫと輝度データＬ１とを用いて制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂを生成する。

ここで、表示デバイスコントローラ２１から光源選択信号Ｓｒのみが出力されたとすると、ＡＮＤ回路２３ｒのみが開状態となり、ＡＮＤ回路２３ｇ，２３ｂは閉状態となる。すると、ＰＷＭ制御回路２２から出力される制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのうち制御信号ｄｒのみがＡＮＤ回路２３ｒを通過し、制御信号ｄｇ，ｄｂはＡＮＤ回路２３ｇ，２３ｂで遮断される。そして、ＡＮＤ回路２３ｒを通過した制御信号ｄｒによってスイッチング素子２４ｒが駆動されて、定電流源２７からの電流がＰＷＭ変調されて赤光源１１ｒに供給される。

これにより、赤光源１１ｒからはパルス状の赤色の光が射出される。尚、赤光源１１ｒから光が射出されている間はフィードバック有効信号ＦＥが有効となり、定電流源２７において、フィードバック信号ＦＢ１を参照して出力電圧値を制御することで一定の電流値を維持する制御（定電流制御）が行われる。また、赤光源１１ｒの発光と並行して反射型光変調装置１３が駆動信号ＤＳにより駆動され、赤光源１１ｒからの光が赤データに基づいて画素毎に変調され、赤フィールドｆｒにおける赤色の色画像が生成される。生成された赤毎の色画像は投写レンズ１４によってスクリーンＳＣ上に投写される。

次に、表示デバイスコントローラ２１から光源選択信号Ｓｇのみが出力されたとすると、ＰＷＭ制御回路２２から出力される制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのうち制御信号ｄｇのみがＡＮＤ回路２３ｇを通過する。そして、ＡＮＤ回路２３ｇを通過した制御信号ｄｇによってスイッチング素子２４ｇが駆動されて、定電流源２７からの電流がＰＷＭ変調されて緑光源１１ｇに供給され、緑光源１１ｇからはパルス状の緑色の光が射出される。尚、上述した光源選択信号Ｓｒが出力された場合と同様に、定電流源２７においては定電流制御が行われる。また、緑光源１１ｇの発光と並行して反射型光変調装置１３が駆動信号ＤＳにより駆動され、緑光源１１ｇからの光が緑データに基づいて画素毎に変調され、緑フィールドｆｇにおける緑色の色画像が生成される。生成された緑毎の色画像は投写レンズ１４によってスクリーンＳＣ上に投写される。

次いで、表示デバイスコントローラ２１から光源選択信号Ｓｂのみが出力されたとすると、ＰＷＭ制御回路２２から出力される制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのうち制御信号ｄｂのみがＡＮＤ回路２３ｂを通過する。そして、ＡＮＤ回路２３ｂを通過した制御信号ｄｂによってスイッチング素子２４ｂが駆動されて、定電流源２７からの電流がＰＷＭ変調されて青光源１１ｂに供給され、青光源１１ｂからはパルス状の青色の光が射出される。尚、上述した光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇが出力された場合と同様に、定電流源２７においては定電流制御が行われる。また、青光源１１ｂの発光と並行して反射型光変調装置１３が駆動信号ＤＳにより駆動され、青光源１１ｂからの光が青データに基づいて画素毎に変調され、青フィールドｆｂにおける青色の色画像が生成される。生成された青毎の色画像は投写レンズ１４によってスクリーンＳＣ上に投写される。

以上により１つのサブフレーム分の画像がスクリーンＳＣ上に投写される。以上の動作を例えば３回繰り返すと１フレーム分の画像がスクリーンＳＣ上に投写され、６０フレーム分の画像を投影すると、スクリーンＳＣ上には１秒分の画像が表示されることになる。スクリーンＳＣ上に画像が表示されている状態において、輝度データＬ１が可変されると、制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂの少なくとも１つのデューティ比が変化し、赤光源１１ｒ，緑光源１１ｇ，青光源１１ｂの少なくとも１つから射出される光の光量が変化する。これにより、赤色、緑色、青色の少なくとも１つの輝度が調整されることになる。よって、輝度データＬ１に含まれる赤色の輝度データ、緑色の輝度データ、青色の輝度データを個別に指定することで、赤色、緑色、青色の各々の輝度を容易に調整することができる。

尚、以上の説明においては、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの各々の長さが、同一に設定されている場合を例に挙げて説明したが、人間の視覚特性に合わせて赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの各々の長さを異ならせても良い。例えば、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂの時間比を１：２：１に設定することができる。そして、最終的には、輝度データＬ１を調整して制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比を変化させて赤色、緑色、青色の各々の輝度を調整すれば良い。

また、上記の実施形態では、制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比の可変範囲が０〜１００％の範囲に設定されている場合を例に挙げたが、赤光源１１ｒ，緑光源１１ｇ，青光源１１ｂがＬＥＤ等である場合には、一定の電流で使用するのが効率的であるため、制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比は極力１００％に近いのが望ましい。但し、赤光源１１ｒ，緑光源１１ｇ，青光源１１ｂの経時変化による輝度低下が著しい場合には、将来的に輝度を向上させる調整を可能とするために、予めデューティ比を低く設定しておくことも可能である。以上の通り、赤色、緑色、青色の各々の輝度を容易に調整することができるため、調光、色バランス調整も容易に行うことができる。

また、本実施形態の画像表示装置１は、米国特許第５９６９７１０号明細書、米国特許第６７７８１５５号明細書等に開示されているビット・スプリッティング（Bit splitting）といわれる手法により、輝度を平坦化することも可能である。ここで、ビット・スプリッティングとは、赤色表示期間Ｔｒ、緑色表示期間Ｔｇ、及び青色表示期間Ｔｂの各々の期間において、反射型光変調装置１３等の変調装置が光源からの光を反射する時間を各々の期間内で分散させて偏りを低減することで輝度を平坦化する技術である。

図５は、本発明の第１実施形態による画像表示装置１で用いられる他のサブフレームの構成及び光源の点灯及び消灯のタイミングを示す図である。図４に示すサブフレームＳＦと同様に、サブフレームＳＦは赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂからなる。しかしながら、図５を参照すると、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｇ、及び青フィールドｆｂは、それぞれ複数の分割フィールドに分割されており、分割された分割フィールドが各々のフィールドの内部において均等に配置されている点が異なる。

例えば、赤フィールドｆｒの数値「４」が付された期間を分割して得られた分割フィールド（斜線が付されておらず、且つ数値「４」が付された分割フィールド）に着目すると、サブフレームＳＦ内において等間隔に配置されているのが分かる。そして、この分割フィールドの間を埋めるように、他の数値が付された分割フィールドが配置されているのが分かる。以上の構成のサブフレームＳＦは、図２に示す表示デバイスコントローラ２１で生成される。尚、図５に示す構成のサブフレームＳＦを用いる場合であっても、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）は、上述した制御と同様の制御によって駆動される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態による画像表示装置について説明する。本実施形態の画像表示装置は、図２に示す駆動部２０とは異なる構成の駆動部を備えており、画像データＤ１に応じて光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）を強制的に消灯させる制御（強制消灯制御）を行って省電力化を図るものである。図６は、本発明の第２実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。

図６に示す通り、本実施形態の画像表示装置が備える駆動部４０は、論理和演算回路４１、ラッチ回路４２、及び図２のＰＷＭ制御回路２２に代えて設けられたＰＷＭ制御回路４３を備える。尚、駆動部４０は、これら以外に、図２に示す表示デバイスコントローラ２１、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ、スイッチング素子２４ｒ，２４ｇ，２４ｂ、電流検出抵抗２５、ＯＲ回路２６、及び定電流源２７、並びに不図示のタイミングジェネレータ及びフレームメモリ等を備えるが、図６においては表示デバイスコントローラ２１のみを図示している。

論理和演算回路４１は、不図示のフレームメモリから読み出される画像データＤ１の各ビットの論理和を色毎に演算する回路である。前述した通り、画像データＤ１は、各画素（ドット）毎の赤データ、緑データ、青データからなる。論理和演算回路４１は、各画素の赤データのビット毎の論理和を演算し、各画素の緑データのビット毎の論理和を演算し、各画素の青データのビット毎の論理和を演算する。ラッチ回路４２は、論理和演算回路４１の演算結果を各ビット毎に一時的に保持してＰＷＭ制御回路４３に出力する。

ＰＷＭ制御回路４３は、図２に示すＰＷＭ制御回路２２と同様に、輝度データＬ１及び基準クロックＣＫを用いて制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂを生成するものであるが、ラッチ回路４２から出力されるデータ（論理和演算回路４１の演算結果を反映したデータ）に応じて光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）を強制的に消灯させる制御を行う。

具体的に、ＰＷＭ制御回路４３は、ラッチ回路４２から出力されるデータのうち、値が「０」になっているビットについての期間は光源１１を強制的に消灯させる。図７は、本発明の第２実施形態による画像表示装置で行われる強制消灯制御を説明するための図である。強制消灯制御はフィールドを単位として行われ、図７においては赤フィールドｆｒを例に挙げて図示している。図７に示す通り、例えば各画素についての赤データのビット毎の論理和が論理和演算回路４１で演算された結果、第３ビット及び第１ビットの値が「０」であるとすると、ＰＷＭ制御回路４３は赤フィールドｆｒの数値「３」が付された期間及び数値「１」が付された期間の間は赤光源１１ｒを強制的に消灯させる制御を行う。この制御は緑フィールドｆｂ及び青フィールドｆｂにおいても同様に行われる。

論理和演算回路４１の演算結果が「０」になることは、１フレーム内において赤色の画像、緑色の画像、又は青色の画像が全く表示されない期間があることを意味する。かかる期間において光源１１を点灯させるのは電力を無駄に消費していることになる。このため、本実施形態では、省電力化を図るために、ラッチ回路４２から出力されるデータに応じて光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）を強制的に消灯させる制御を行っている。尚、以上の強制消灯制御は、赤フィールドｆｒ、緑フィールドｆｂ、及び青フィールドｆｂが図５に示す分割フィールドからなる場合には、分割フレームを単位とすれば強制消灯制御を同様に行うことができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態による画像表示装置について説明する。本実施形態の画像表示装置は、図２に示す表示デバイスコントローラ２１及びＰＷＭ制御回路２２の前段に図８に示す調光コントローラ５０を備え、画像データＤ１の最大輝度に応じて光源１１から射出される光の輝度を制御（調光制御）することで省電力化を図るものである。図８は、本発明の第３実施形態による画像表示装置が備える調光コントローラの構成を示すブロック図である。

図８に示す通り、調光コントローラ５０は、最大階調検出回路５１、目標輝度設定回路５２、階調変換回路５３、及び補正回路５４を備える。最大階調検出回路５１は、不図示のフレームメモリから読み出される画像データＤ１の各ビットの最大階調を色毎に検出する回路である。つまり、最大階調検出回路５１は、各画素の赤データの最大値（赤の最大階調）を検出し、各画素の緑データの最大値（緑の最大階調）を検出し、及び各画素の青データの最大値（青の最大階調）を検出する。最大階調検出回路５１は、検出した各色毎の最大階調を示す最大階調データＭＬを目標輝度設定回路５２に出力するとともに、入力された画像データＤ１を階調変換回路５３に出力する。

目標輝度設定回路５２は、最大階調検出回路５１からの最大階調データＭＬに基づいて、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂ）から射出されるべき光の輝度である目標輝度データＯＬを設定する。例えば、最大階調検出回路５１で検出された最大階調が画像データＤ１で規定し得る最も大きな階調（最高階調）のＸ％（０＜Ｘ≦１００）であった場合には、目標輝度設定回路５２は光源１１から射出されるべき光の輝度を（Ｘ／１００）倍にする目標輝度データＯＬを設定する。尚、目標輝度データＯＬは各色毎に求められる。目標輝度設定回路５２は、設定した目標輝度データＯＬを、輝度データＬ１としてＰＷＭ制御回路２２に出力するとともに、最大階調検出回路５１からの示す最大階調データＭＬを階調変換回路５３に出力する。

階調変換回路５３は、最大階調検出回路５１から出力される画像データＤ１を、目標輝度設定回路５２から出力される最大階調データＭＬに基づいて変換する。具体的には、最大階調データＭＬで示される階調が、上記の最高階調のＸ％であった場合には、画像データＤ１を（１００／Ｘ）倍して階調を変換する。尚、最大階調データＭＬは色毎に求められるため、階調変換回路５３は、各色毎に求められた最大階調データＭＬに基づいて画像データ（赤データ、緑データ、青データ）の階調をそれぞれ変換する。補正回路５４は、階調変換回路５３から出力される変換データＤ２を所定の規則で補正する。補正回路５４で補正されたデータは、図２の表示デバイスコントローラ２１に出力される。

以上の調光コントローラ５０を設けることにより、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂ）は、画像データ（赤データ、緑データ、青データ）で示される最大階調を表現し得る輝度を有する光を射出するよう制御される。このため、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂ）から、常に上記の最高階調を表現し得る輝度を有する光を射出させる必要が無く、省電力化を図ることができる。

尚、以上の説明では、調光コントローラ５０が図２に示す表示デバイスコントローラ２１及びＰＷＭ制御回路２２の前段に設けられた場合について説明したが、調光コントローラ５０を図６に示す表示デバイスコントローラ２１、論理和演算回路４１、及びＰＷＭ制御回路４３の前段に設けてもよい。かかる構成の場合には、図８に示す目標輝度データＯＬを図６に示す輝度データＬ１としてＰＷＭ制御回路４３に入力させ、補正回路５４から出力されるデータを図６に示す画像データＤ１として論理和演算回路４１及び表示デバイスコントローラ２１に入力させれば良い。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態による画像表示装置について説明する。本実施形態の画像表示装置は、図２に示す駆動部２０とは異なる構成の駆動部を備えており、光源１１（赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂ）から射出される光の輝度を検出し、この検出結果を用いて輝度のフィードバック制御を行うものである。図９は、本発明の第４実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。尚、図９においては、図２に示した構成と同一の構成については同一の符号を付してある。

図９に示す本実施形態の画像表示装置が備える駆動部６０は、図２に示す駆動部２０から電流検出抵抗２５、ＯＲ回路２６、及び定電流源２７を省略し、ＰＷＭ制御回路２２に代えてＰＷＭ制御回路６１を設け、更に光センサ６２を設けた構成である。尚、表示デバイスコントローラ２１から出力される光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂが、ＡＮＤ回路２３ｒ，２３ｇ，２３ｂのみならずＰＷＭ制御回路６１にも入力されている。

光センサ６２は、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂから射出される光の輝度を検出し、各色の光の輝度を示す信号をフィードバック信号ＦＢ２として出力する。光センサ６２からのフィードバック信号ＦＢ２はＰＷＭ制御回路６１に入力される。尚、光センサ６２は、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂの各々から射出される光を個別に受光する複数の受光素子からなるものであってもよく赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂから射出される光の全てを受光することができる１つの受光素子からなるものであっても良い。かかる１つの受光素子を用いる場合には、波長に応じた感度特性があるため、ＰＷＭ制御回路６１に受光素子の感度特性を補償しうるテーブルを設けて感度特性を補償することが望ましい。

ＰＷＭ制御回路６１は、図２に示すＰＷＭ制御回路２２と同様に、入力される輝度データＬ１に基づいて、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂを個別にＰＷＭ制御するための制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂを生成する。また、ＰＷＭ制御回路６１は、入力されるフィードバック信号ＦＢを参照し、光源１１から射出される光の輝度が輝度データＬ１で示される輝度となるよう制御する。尚、光センサ６２から出力されるフィードバック信号ＦＢが、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂの何れから射出された光の検出結果であるのかをＰＷＭ制御回路６１に知らせるために、表示デバイスコントローラ２１から出力される光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，ＳｂがＰＷＭ制御回路６１にも入力されている。

図１０は、ＰＷＭ制御回路６１の内部構成の一部を示すブロック図である。尚、図１０においては、制御信号ｄｒを生成するためのＰＷＭ制御信号生成部７０のみを図示しているが、このＰＷＭ制御信号生成部７０と同様の構成であって制御信号ｄｇ，ｄｂを生成するためのＰＷＭ制御信号生成部がＰＷＭ制御回路６１に設けられている。

図１０に示す通り、ＰＷＭ制御信号生成部７０は、目標輝度比較回路７１、Ａ／Ｄコンバータ７２、制御クロック生成回路７３、及び制御信号生成回路７４を備える。目標輝度比較回路７１は、ＰＷＭ制御回路６１に入力される輝度データＬ１に含まれる赤色の輝度データＬ１１で示される輝度と、Ａ／Ｄコンバータ７２から出力される輝度データとを比較し、これらの差分を示す誤差信号を出力する。尚、目標輝度比較回路７１は、表示デバイスコントローラ２１からの光源選択信号Ｓｒが入力された場合にのみ上記の誤差信号を求めて出力する。Ａ／Ｄコンバータ７２は、光センサ６２から出力されるフィードバック信号ＦＢ２をディジタル化して輝度データとして出力する。制御クロック生成回路７３及び制御信号生成回路７４は、図３に示す制御クロック生成回路３２及び制御信号生成回路３３と同様の回路である。

以上の構成のＰＷＭ制御信号制７０にデバイスコントローラ２１から光源選択信号Ｓｒが入力されると、目標輝度比較回路７１は、入力される赤色の輝度データＬ１１と、フィードバック信号ＦＢ２がＡ／Ｄコンバータ７２でディジタル化された輝度データとを比較して誤差信号を出力する。この誤差信号は、制御信号生成回路７４に入力される。制御信号生成回路７４は、基準クロックＣＫ、目標輝度比較回路７１からの誤差信号、及び制御クロック生成回路７３からの制御クロックに基づいて制御信号ｄｒを生成する。具体的には、表示デバイスコントローラ２１からの基準クロックＣＫの周期を有し、目標輝度比較回路７１からの誤差信号で指定されるデューティ比を有する制御信号ｄｒを生成する。尚、制御信号ｄｇ，ｄｂを生成するために設けられたＰＷＭ制御信号生成部に光源選択信号Ｓｇ，Ｓｂがそれぞれ入力された場合にも同様の動作が行われる。

このように、本実施形態では、光センサ６２で検出された輝度を示す輝度データと赤色の輝度データL１１との誤差を求め、この誤差に基づいて制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比を制御することにより、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂから射出される光のフィードバック制御を行っている。このため、実際に赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂから射出される光の輝度を輝度データＬ１で示される輝度に設定することができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態による画像表示装置について説明する。本実施形態の画像表示装置は、図２に示す駆動部２０とは異なる構成の駆動部を備えており、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、青光源１１ｂに応じて異なる電流を供給するものである。図１１は、本発明の第５実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。尚、図１１においては、図２に示した構成と同一の構成については同一の符号を付してある。

図１１に示す本実施形態の画像表示装置が備える駆動部８０は、図２に示す駆動部２０が備える定電流源２７に代えて定電流源８１を備え、表示デバイスコントローラ２１から出力される光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂが定電流源８１にも入力される構成である。定電流源８１は、一定の電流を供給するという点においては図２に示す定電流源２７と同じであるが、光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに応じて複数の電流値を切り替え可能に構成されている点が異なる。

以上の構成の駆動部８０は、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの各々から射出される光の輝度が大きく異なる場合に有効である。つまり、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂに対して一定の電流を供給するだけでは各々から射出される光の輝度の相違を制御信号ｄｒ，ｄｇ，ｄｂのデューティ比を可変するだけでは補償しえない場合において、光源選択信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂによって出力される電流値を切り替えれば、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂの各々から射出される光の輝度の差を小さくすることができる。

以上説明した通り、本発明の第１〜第５実施形態においては、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂに供給する電流を反射型光変調装置１３の最小応答時間の自然数分の一の周期でパルス幅変調しているため、赤フィールド、緑フィールド、及び青フィールドの各々における最小の階調が表現されなくなるといった不具合は生じず、色再現性を向上させることができる。また、赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂを流れる電流を検出するセンサ（電流検出抵抗２５）や輝度を検出するセンサ（光センサ６２）、及び電源（定電流源２７，８１）を赤光源１１ｒ、緑光源１１ｇ、及び青光源１１ｂで共通化することができるため構成を簡易にすることができる。更に、強制消灯制御や調光制御を行うことで省電力化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態による画像表示装置及び方法並びにプロジェクタについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、前述した反射型光変調装置１３としては、ＤＭＤ以外に、反射型液晶ライトバルブとしての、強誘電液晶パネル、反強誘電液晶パネル、πセルモードの液晶パネル、ＴＮ液晶セルのセルキャップを狭く設定した液晶パネル、ＯＣＢモードの液晶パネル等を用いることができる。

また、前述した実施形態では、反射型光変調装置１３を備える画像表示装置（プロジェクタ）について説明した。しかしながら、本発明は、反射型光変調装置１３に代えて透過型光変調装置を備える場合にも適用することができる。透過型光変調装置としては、例えば透過型のライトバルブを用いることができる。

更に、ＰＷＭ制御回路２２，４３，６１は、論理回路を組み合わせたハードウェアとして実現することも可能であるし、ＣＰＵ（中央処理装置）上で表示デバイスコントローラ１５の機能を実現するソフトウェアを実行させることによっても実現可能である。

本発明の第１実施形態による画像表示装置の要部構成を示す図である。 駆動部２０の要部構成を示すブロック図である。 ＰＷＭ制御回路２２の内部構成の一部を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による画像表示装置１で用いられるサブフレームの構成及び光源の点灯及び消灯のタイミングを示す図である。 本発明の第１実施形態による画像表示装置１で用いられる他のサブフレームの構成及び光源の点灯及び消灯のタイミングを示す図である。 本発明の第２実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による画像表示装置で行われる強制消灯制御を説明するための図である。 本発明の第３実施形態による画像表示装置が備える調光コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。 ＰＷＭ制御回路６１の内部構成の一部を示すブロック図である。 本発明の第５実施形態による画像表示装置が備える駆動部の要部構成を示すブロック図である。 従来のフィールドシーケンシャル方式を説明するための図である。

符号の説明

１…画像表示装置、１１…光源、１１ｂ…青光源、１１ｇ…緑光源、１１ｒ…赤光源、１３…反射型光変調装置、２１…表示デバイスコントローラ、２２…ＰＷＭ制御回路、２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ…ＡＮＤ回路、２４ｒ，２４ｇ，２４ｂ…スイッチング素子、２５…電流検出抵抗、２７…定電流源、４１…論理和演算部、４３，６１…ＰＷＭ制御回路、６２…光センサ、８１…定電流源、ｆｂ…青フィールド、ｆｇ…緑フィールド、ｆｒ…赤フィールド

Claims (13)

1. 異なる色の光を射出する複数の固体光源と、前記固体光源に共通して設けられて前記固体光源の各々から射出された光を変調する変調装置とを備え、前記固体光源からの光を前記変調装置で変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次表示する画像表示装置において、
   表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源の切り替えを制御するとともに、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で前記固体光源をパルス幅変調制御する光源制御部を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 前記固体光源は、供給される電流に応じた輝度の光を射出する固体光源であり、
   前記固体光源の各々に対応して設けられ、前記光源制御部の制御の下で前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調する電流変調装置を備えることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記固体光源の各々に流れる電流を検出する電流検出器と、
   前記電流検出器の検出結果を用いて、表示すべき前記フィールドの色に応じて切り替えられた前記固体光源に対応して設けられた前記電流変調装置に対して一定の電流を供給する電源装置と
   を備えることを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
4. 前記電源装置は、前記固体光源毎に異なる値の電流を切り替え可能であることを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
5. 前記固体光源から射出される光の輝度を検出する光検出器を備え、
   前記光源制御部は、前記光検出器の検出結果を用いて、表示すべき前記フィールドの色に応じて切り替えた前記固体光源から射出される光の輝度が目標輝度となるように、前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調することを特徴とする請求項２記載の画像表示装置。
6. 前記変調装置を制御して、前記フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドを、前記フィールドの各々の内部において均等に配置したフィールドを生成する表示制御部を備えることを特徴とする請求項２から請求項５の何れか一項に記載の画像表示装置。
7. 前記フィールドの変調度を規定する画像データの各ビットの論理和を、１フレームを単位として色毎に演算する論理和演算部を備えており、
   前記光源制御部は、前記論理和演算部の演算結果に応じて前記固体光源を強制的に消灯させる制御を行うことを特徴とする請求項２から請求項６の何れか一項に記載の画像表示装置。
8. 固体光源から順次射出される異なる色の光を変調装置で順次変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次表示する画像表示方法において、
   表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源から射出される光の色の切り替えを制御するステップと、
   前記固体光源に供給される電流を、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期でパルス幅変調制御する制御ステップと
   を有することを特徴とする画像表示方法。
9. 前記固体光源に流れる電流を検出するステップと、
   前記検出の結果を用いて、前記固体光源に一定の電流が流れるように制御するステップと
   を有することを特徴とする請求項８記載の画像表示方法。
10. 前記固体光源から射出される光の輝度を検出するステップを含み、
    前記制御ステップは、前記検出の結果を用いて、前記固体光源から射出される光の輝度が目標輝度となるように、前記固体光源に供給される電流をパルス幅変調するステップであることを特徴とする請求項８記載の画像表示方法。
11. 前記変調装置を制御して、前記フィールドの各々を複数に時分割した分割フィールドを、前記フィールドの各々の内部において均等に配置したフィールドを生成するステップを有することを特徴とする請求項８から請求項１０の何れか一項に記載の画像表示方法。
12. 前記フィールドの変調度を規定する画像データの各ビットの論理和を、１フレームを単位として色毎に演算するステップと、
    前記論理和の演算結果に応じて前記固体光源を強制的に消灯させる制御を行うステップと
    を有することを特徴とする請求項８から請求項１１の何れか一項に記載の画像表示方法。
13. 異なる色の光を射出する複数の固体光源と、前記固体光源に共通して設けられて前記固体光源の各々から射出された光を変調する変調装置とを備え、前記固体光源からの光を前記変調装置で変調して得られる異なる色の複数のフィールドを順次投影表示する画像表示装置において、
    投影表示すべき前記フィールドの色に応じて前記固体光源の切り替えを制御するとともに、前記変調装置の最小応答時間の自然数分の一の周期で前記固体光源をパルス幅変調制御する光源制御部を備えることを特徴とするプロジェクタ。

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