JP2013044831A

JP2013044831A - プロジェクター

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Publication number: JP2013044831A
Application number: JP2011181105A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakamura; 典生中村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-03-04

Abstract

【課題】混色とフリッカーを抑えつつ高い輝度の画像を表示する。
【解決手段】プロジェクター１は、Ｒ色の光を発光するＲ色光源１１とＢ色の光を発光するＢ色光源１３と、Ｇ色の光を発光するＧ色光源２１と、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３の光が入射し、Ｒ色の画像信号ＶｒとＢ色の画像信号Ｖｂとが供給される第１液晶パネル１００と、Ｇ色光源２１の光が入射し、Ｇ色の画像信号Ｖｇが供給される第２液晶パネル２００を備える。制御回路５０はＢ色の最大輝度とＲ色の最大輝度とに応じて第１液晶パネル１００に供給する画像信号を選択する。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのライトバルブを備えたプロジェクターに関する。

近年、大画面をスクリーンに表示する投射型表示装置としてプロジェクターが普及している。プロジェクターには、Ｒ色、Ｂ色、及びＧ色の各々に対応する光源及びライトバルブを備えるものがある。さらに、Ｇ色光源に対応するライトバブルと、Ｒ色光源とＢ色光源とを時分割に発光させ、これらに対応するライトバブルとを備えた２板式のプロジェクターが知られている（特許文献１参照）。
２板式のプロジェクターは、ライトバルブ数を減らすことができるといった利点がある。

特開２００８−２９２５４７号公報

ところで、２板式のプロジェクターでは、一方のライトバルブをＲ色とＢ色とで時分割で動作させ、これに同期してＲ色光源とＢ色光源とを発光させる必要がある。ライトバルブとして用いられる液晶パネルに各色の画像を書き込むためには、複数の走査線を順次走査する必要があり、さらに、書き込みが終了した後、書き込まれた色の画像に対応する光源を点灯させる必要がある。高い輝度を得ようとすれば、光源の発光期間を長くする必要がある。しかし、Ｒ色の画像とＢ色の画像の一方を書き込んでいる途中から他方の色の光源を点灯させると、混色が発生し画質が劣化する。
すなわち、輝度の向上と混色とはトレードオフの関係にあり、従来の２板式のプロジェクターでは、これらを同時に改善することはできないといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、混色を抑えつつ、輝度を高めることが可能なプロジェクターを提供することを解決課題とする。

この課題を解決するために、本発明に係るプロジェクターは、第１色の光を発光する第１色の光源と、第２色の光を発光する第２色の光源と、第３色の光を発光する第３色の光源と、透過率が制御される複数の画素に前記第１色の光源からの光と前記第２色の光源からの光が入射する第１液晶パネルと、前記第１液晶パネルを駆動する第１駆動手段と、
透過率が制御される複数の画素に前記第３色の光源の光が入射する第２液晶パネルと、
前記第２液晶パネルを駆動する第２駆動手段と、前記第１液晶パネルを透過した光と前記第２液晶パネルを透過した光とを合成して出力する光学手段と、前記第１色の光源及び前記第２色の光源の発光を制御する発光制御手段と、１画面の画像を表示する１フレームは、前記第１液晶パネルを時分割で駆動する単位である複数の単位期間に分割され、前記第１色の各画素の輝度を示す第１色の画像信号と第２色の画像の輝度を示す第２色の画像信号とに基づいて、１画面内における各画素の前記第１色の輝度と前記第２色の輝度とを分析し、分析結果に応じて前記第１色の画像信号と前記第２色の画像信号とのうち一方を、前記複数の単位期間の各々において選択して、前記第１駆動手段に供給する画像制御手段と、前記発光制御手段は、前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記前記第１色と前記第２色とのうち他方の色の画像信号を選択した場合、現在のフレームの最初の単位期間の前半において、前記第１液晶パネルに１画面の前記他方の色の画像信号の書き込みが終了するまでは、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となるように制御し、前記書き込みが終了した現在のフレームの最初の単位期間の後半において、前記他方の色の光源が発光し且つ前記一方の色の光源が非発光となるように制御し、前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記一方の色の画像信号を選択した場合、直前のフレームの最後の単位期間の前半において前記一方の色の画像信号を書き込んだ後から現在のフレームの最初の単位期間が終了するまでは、前記一方の色の光源が発光し且つ前記他方の色の光源が非発光となるように制御する、ことを特徴とする。

この発明によれば、１画面内における各画素の第１色の輝度と第２色の輝度とを分析した分析結果に応じて、第１液晶パネルに第１色の画像と第２色の画像とのいずれを表示するかを選択する。したがって、適応的に色表示を行うことが可能となる。例えば、第１色の輝度が高く第２色の輝度がゼロの場合、第１液晶パネルでは第１色の画像を表示し、第２色の画像を表示する必要がないので、第１色の輝度を高めることが可能となる。
特に、直前のフレームの最後の単位期間と現在のフレームの最初の単位期間において同一色が選択された場合、直前のフレームの最後の単位期間の前半において一方の色の画像信号を書き込んだ後から現在のフレームの最初の単位期間が終了するまでは、同一色の光源を連続して発光させるので、明るい画像を表示することが可能となる。一方、直前のフレームの最後の単位期間と現在のフレームの最初の単位期間において異なる色が選択された場合、現在のフレームの最初の単位期間において異なる色の画像信号を第１液晶パネルに書き込んでいる期間は、第１色の光源及び第２色の光源を非発光とするので、第１液晶パネルに入射する光の周期を短くすることができ、フリッカーを抑圧することができる。よって、このプロジェクターによれば、混色とフリッカーを抑圧しつつ、高い輝度を得ることが可能となる。

上述したプロジェクターにおいて、前記画像制御手段は、前記第１色の画像信号に基づいて１画面における第１色の最大の輝度である第１最大輝度を特定し、前記第２色の画像信号に基づいて１画面における第２色の最大の輝度である第２最大輝度を特定し、前記第１最大輝度と前記第２最大輝度とに応じて、前記第１色の画像信号と前記第２色の画像信号とのうちどちらを選択するかを前記複数の単位期間の各々において決定することが好ましい。この発明によれば、第１最大輝度と第２最大輝度とに応じて第１液晶パネルに第１色の画像信号を書き込むか、あるいは第２色の画像信号を書き込むかを選択できるので、１画面における第１色及び第２色の最大の輝度が表示できるように第１液晶パネルに書き込む画像の色を制御することができる。

より具体的には、前記複数の単位期間は、第１単位期間と第２単位期間であり、前記画像制御手段は、前記第１最大輝度と前記第２最大輝度とに応じて、前記第１単位期間において前記第１色の画像信号を選択し、且つ前記第２単位期間において前記第２色の画像信号を選択する第１パターン、及び前記第１単位期間において前記第２色の画像信号を選択し、且つ前記第２単位期間において前記第１色の画像信号を選択する第２パターンの一方を各フレームで選択することが好ましい。この発明によれば、第１パターンを連続すれば、「第１色」、「第２色」、「第１色」、「第２色」、…を第１液晶パネルに書き込むことができ、第１パターンと第２パターンとを交互に選択すれば、「第１色」、「第２色」、「第２色」、「第１色」、「第１色」、「第２色」、…といったように、直前のフレームの最後で選択した色と現在のフレームの最初に選択する色とを同じ色にすることができる。同一色が連続する場合には、光源を非発光にしなくても混色が発生しないので、光源の発光期間を長くでき、輝度を向上させることができる。

また、上述したプロジェクターにおいて、前記光源制御手段は、前記第１色の光源及び前記第２色の光源に加えて、前記第３色の光源の発光を制御し、前記第１色の光源又は前記第２色の光源が発光する期間において前記第３色の輝度が下側のピークとなり、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となる期間において前記第３色の輝度が上側のピークとなるように前記第３色の光源を制御する、ことを特徴とする。この発明によれば、第３色の輝度の上側ピークを第１色の光源及び第２色の光源が非発光となる期間に設定し、第３色の輝度の上側ピークを第１色の光源又は第２色の光源が発光する期間に設定したので、第１色、第２色、及び第３色が合成された画像において、フリッカーを低減することができる。

また、上述したプロジェクターにおいて、前記光源制御手段は、前記第１色の光源及び前記第２色の光源に加えて、前記第３色の光源の発光を制御し、前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記前記第１色と前記第２色とのうち他方の色の画像信号を選択した場合、前記第３色の光源の輝度が一定になるように制御し、前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記一方の色の画像信号を選択した場合、前記第１色の光源又は前記第２色の光源が発光する期間において前記第３色の輝度が下側のピークとなり、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となる期間において前記第３色の輝度が上側のピークとなるように前記第３色の光源を制御する、ことが好ましい。
この発明によれば、第１色の光源と第２色の光源の発光周期が長くなり、フリッカーが目立ち易くなる場合に、第３色の光源の輝度を変動させ、第３色の輝度の上側ピークを第１光源及び第２光源が非発光となる期間に設定し、第３色の輝度の上側ピークを第１光源又は第２光源が発光する期間に設定したので、第１色、第２色、及び第３色が合成された画像において、フリッカーを低減することができる。

実施形態に係るプロジェクターの機械的な構成を示すブロック図である。実施形態に係るプロジェクターの電気的な構成を示すブロック図である。第１液晶パネルの電気的な構成を示すブロック図である。画素の構成を示す回路図である。第１液晶パネルで表示する色のパターンを説明するための説明図である。制御回路における第１液晶パネルで表示させる色を決定する処理を説明するためのフォローチャートである。制御回路が選択するパターンの一例を示す説明図である。フレームＦ１及びＦ２におけるプロジェクターの動作の一例を示すタイミングチャートである。フレームＦ４の後半からフレームＦ６の前半におけるプロジェクターの動作の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
＜１．プロジェクターの構成＞
図１は、実施形態に係るプロジェクターの機械的な構成を示すブロック図である。この図に示すようにプロジェクター１は、Ｒ色（赤色）の光とＢ色（青色）の光が時分割で入射する第１液晶パネル１００、Ｇ色（緑色）の光が入射する第２液晶パネル２００、第１液晶パネル１００を透過した光と第２液晶パネル２００を透過した光を合成してスクリーンＳに照射する光学系３０とを備える。

Ｒ色光源１１はＲ色の光を発光する。フィールドレンズ１２はＲ色光源１１からの光を平行光に変換してハーフミラー１５に導く。一方、Ｂ色光源１３はＢ色の光を発光する。フィールドレンズ１４はＢ色光源１３からの光を平行光に変換してハーフミラー１５に導く。Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３は、例えば、ＬＥＤによって構成することができる。ハーフミラー１５は、Ｒ色の光を透過すると共にＢ色の光を反射して得た光を第１液晶パネル１００に照射する。第１液晶パネル１００は、Ｒ色の光とＢ色の光との切り換えに同期して、Ｒ色の輝度とＢ色の輝度とに応じた透過率となるように光変調が制御される。

また、Ｇ色光源２１はＧ色の光を発光する。フィールドレンズ２２はＧ色光源２１からの光を平行光に変換して第２液晶パネル２００に照射する。第２液晶パネル２００は、Ｇ色の輝度に応じた透過率となるように光変調が制御される。

光学系３０において、ダイクロイックプリズム３１には、第１液晶パネル１００を透過した光と第２液晶パネル２００を透過した光とが入射し、これらの光を合成した光を投射レンズ３２に出力する。投射レンズ３２は、合成された光をスクリーンＳに投射する。

図２は、実施形態に係るプロジェクターの電気的な構成を示すブロック図である。プロジェクター１には、外部から、Ｒ色の輝度を示す画像データＤｒ、Ｂ色の輝度を示す画像データＤｂ、及びＧ色の輝度を示す画像データＤｇが供給される。画像処理回路４０は画像データＤｒ,Ｄｂ,Ｄｇにガンマ補正などの画像処理を施して制御回路５０に出力する。

制御回路５０は、プロジェクター１の全体を制御する制御中枢として機能する。具体的には、制御回路５０は、光源駆動回路６０に対して各光源を制御する光源制御信号ＬＣを供給すると共に、第１液晶パネル１００及び第２液晶パネル２００に制御信号と画像信号とを供給する。

第１液晶パネル１００に供給される第１画像信号Ｖ１は、Ｒ色の画像信号ＶｒとＢ色の画像信号Ｖｂとが時分割多重された信号であり、第２液晶パネル２００に供給される第２画像信号Ｖ２はＧ色に対応する信号Ｖｇである。第１液晶パネル１００に形成された走査線駆動回路とデータ線駆動回路は、第１液晶パネル１００を駆動する第１駆動回路として機能し、第２液晶パネル２００に形成された走査線駆動回路とデータ線駆動回路は第２駆動回路として機能する。なお、第１駆動回路及び第２駆動回路は、第１液晶パネル１００及び第２液晶パネル２００の外部に設けてもよい。

光源駆動回路６０は、光源制御信号ＬＣに基づいてＲ色光源１１、Ｂ色光源１３、及びＧ色光源２１を制御する発光制御信号Ｌｒ、Ｌｂ、及びＬｇを生成する。Ｒ色光源１１、Ｂ色光源１３、及びＧ色光源２１は各発光制御信号Ｌｂ、Ｌｒ、及びＬｇのレベルに応じた輝度で発光する。この例では、発光制御信号Ｌｂ及びＬｒはハイレベルとローレベルの２値であり、発光制御信号がハイレベルの期間、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３は発光（点灯）し、発光制御信号がローレベルの期間、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３は非発光（消灯）となる。
また、Ｇ色光源２１は、後述するように発光輝度が変動するように制御される。

図３に第１液晶パネル１００の電気的な構成を示す。なお、第２液晶パネル２００も同様に構成されている。第１液晶パネル１００には、複数本の走査線１１２が行方向（Ｘ方向）に延接される一方、複数本のデータ線１１４が図において列方向（Ｙ方向）に延設されている。そして、これらの走査線１１２とデータ線１１４との交差の各々に対応するように画素１１０がそれぞれ設けられている。
本実施形態では、走査線１１２の本数（行数）がｎ本であり、データ線１１４の本数（列数）が、ｍ本ある。走査線駆動回路１２０は、ｎ本の走査線１１２を順次選択して走査信号Ｙ１〜Ｙｎを走査線１１２に供給する。データ線駆動回路１３０は供給される画像信号を線順次のデータ信号Ｖｄ１〜Ｖｄｍに変換してデータ線１１４に供給する。

次に、画素１１０について説明する。図３に示されるように、画素１１０においては、ｎチャネル型のＴＦＴ１１６のソースがデータ線１１４に接続されるとともに、ドレインが画素電極１１８に接続される一方、ゲートが走査線１１２に接続されている。また、画素電極１１８に対向するように対向電極１０８が全画素に対して共通に設けられるとともに、一定の電圧ＬＣcomに維持される。そして、これらの画素電極１１８と対向電極１０８との間に液晶層１０５が挟持されている。このため、画素毎に、画素電極１１８、対向電極１０８および液晶層１０５からなる液晶容量が構成されることになる。
また、液晶容量において電荷をリークしにくくさせるために、蓄積容量１０９が画素毎に形成されている。この蓄積容量１０９の一端は、画素電極１１８に接続される一方、その他端は、全画素にわたって共通接地されている。なお、画素１１０におけるＴＦＴ１１６は、走査線駆動回路１２０やデータ線駆動回路１３０の構成素子と共通の製造プロセスで形成されている。

＜２．プロジェクターの動作＞
次に、プロジェクターの動作について説明する。１画面の画像を表示する１フレームは、第１液晶パネル１００を時分割で駆動する単位である複数の単位期間に分割されている。本実施形態では１フレームを第１単位期間Ｔａと第２単位期間Ｔｂに分割するものとする。
まず、制御回路５０は、図５に示すように第１単位期間ＴａでＢ色を表示すると共に第２単位期間ＴｂでＲ色を表示するパターン１と、第１単位期間ＴａでＲ色を表示すると共に第２単位期間ＴｂでＢ色を表示するパターン２とを１フレーム中のＢ色の輝度とＲ色の輝度とに基づいて選択することによって、第１液晶パネル１００に表示する色を制御する。

パターン１が連続する場合、「Ｂ」「Ｒ」「Ｂ」「Ｒ」…といったようにＢ色とＲ色とが交互に第１液晶パネル１００に表示される。この場合は、第１液晶パネル１００にＢ色の画像信号Ｖｂを書き込んだ後にＢ色光源１３を発光させ、Ｒ色の画像信号Ｖｒを書き込んだ後にＲ色光源１１を発光させる。これにより、混色が防止される。また、発光周期は１/２フレームとなるので、第１液晶パネル１００における輝度変化の周波数を高めることができ、フリッカーを抑圧することができる。但し、画像信号の書き換えに時間を要するため、光源の発光時間が短くなり、Ｒ色とＢ色の輝度が低くなる。

一方、パターン１とパターン２とが交互に選択される場合には、「Ｂ」「Ｒ」「Ｒ」「Ｂ」「Ｂ」「Ｒ」「Ｒ」…といったようにＢ色が２回連続した後にＲ色が２回連続して第１液晶パネル１００に表示される。この場合は、Ｂ色及びＲ色の表示が連続するため、例えば、あるフレームの後半にＲ色を書き込み、次のフレームの前半でＲ色を書き込む場合、次のフレームの前半においてＲ色光源１１を消灯させる必要がない。このため、高い輝度を得ることができる。しかし、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３の発光周期は１フレーム周期となるのでフリッカーが見えやすくなる。

そこで、制御回路５０は、１フレーム中のＢ色の輝度とＲ色の輝度とに基づいて、適応的に第１液晶パネル１００で表示させる色を制御することによって、混色及びフリッカーを抑圧しつつ、輝度を高めている。

具体的には、図６に示すフロチャートに従って、表示すべき色のパターンを決定する。ここで、１画面を構成する複数の画素のうち最も高いＢ色の輝度であるＢ色最大輝度レベルをＶｂmax、Ｂ色の基準レベルをＶｂref、１画面を構成する複数の画素のうち最も高いＲ色の輝度であるＲ色最大輝度レベルをＶｒmax、Ｒ色の基準レベルをＶｒrefとする。
まず、制御回路５０は、各フレームのＢ色の画像信号Ｖｂに基づいてＢ色最大輝度Ｖｂmaxを特定する共に、各フレームのＲ色の画像信号Ｖｒに基づいてＲ色最大輝度Ｖｒmaxを特定する（Ｓ１）。

次に、制御回路５０は、Ｂ色最大輝度レベルＶｂmaxとＢ色基準レベルＶｂrefを比較し、Ｒ色最大輝度レベルＶｒmaxとＲ色基準レベルＶｒrefを比較して、Ｖｂmax＞Ｖｂref、又はＶｒmax＞Ｖｒrefを充足するかを判定する（Ｓ２）。この判定条件を充足する場合は、１フレーム中にＢ色基準レベルＶｂref又はＲ色基準レベルＶｒrefを上回る画素が含まれている。

ステップＳ２の判定条件が肯定される場合、制御回路５０は、現在のフレームにおいて直前のフレームと異なるパターンを選択する（Ｓ３）。したがって、直前のフレームがパターン１であれば当該フレームはパターン２を選択し、直前のフレームがパターン２であれば当該フレームはパターン１を選択する。この結果、現在のフレームの前半では、直前のフレームの後半で選択された色と同じ色が選択されることになる。これにより、輝度を高くすることができる。

ステップＳ２の判定条件が否定される場合、制御回路５０は、現在のフレームにおいて直前のフレームと同じパターンを選択する（Ｓ４）。したがって、直前のフレームがパターン１であれば当該フレームはパターン１を選択し、直前のフレームがパターン２であれば当該フレームはパターン２を選択する。この結果、現在のフレームの前半では、直前のフレームの後半で選択された色と異なる色が選択されることになる。これにより、フリッカーを低減させることができる。

図７に制御回路５０が選択するパターンの一例を示す。この例では、フレームＦ１〜Ｆ３では判定条件が否定となり、パターン１が連続して選択される。そして、フレームＦ４〜Ｆ６では判定条件が否定され、フレームＦ４では直前のフレームＦ３と異なるパターン２が、フレームＦ５ではパターン１が、フレームＦ６ではパターン２が各々選択される。

次に、図８及び図９を用いて、プロジェクター１の動作を具体的に説明する。図８はフレームＦ１及びＦ２におけるプロジェクター１の動作を示すタイミングチャートであり、図９はフレームＦ４の後半からフレームＦ６の前半におけるプロジェクター１の動作を示すタイミングチャートである。

図７においてフレームＦ１及びＦ２では、判定条件が否定となる。フレームＦ１を直前のフレーム、フレームＦ２を現在のフレームとしたとき、フレームＦ１の第２単位期間Ｔｂ（直前のフレームの最後の単位期間）において選択する色と、フレームＦ２の第１単位期間Ｔａ（現在のフレームの最初の単位期間）において選択する色が異なる。図８に示すように１フレームは第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２、第３期間Ｔ３、及び第４期間Ｔ４に分けられる。制御回路５０は、フレームＦ１の第１期間Ｔ１おいてＢ色の画像信号Ｖｂ１を、第２期間Ｔ２おいてＢ色の画像信号Ｖｂ１を、第２期間Ｔ２おいてＲ色の画像信号Ｖｒ１を、第３期間Ｔ３おいてＲ色の画像信号Ｖｒ１を、第１画像信号Ｖ１として第１液晶パネル１００に出力する。画像信号Ｖｂ１は１画面のＢ色の画像であり、画像信号Ｖｒ１は１画面のＲ色の画像である。この例では、第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２において、同一画面の画像信号Ｖｂ１を書き込んでいるが、異なる画面のＢ色の画像信号を書き込んでもよいし、同様に第３期間Ｔ３と第４期間Ｔ４において、異なる画面のＲ色の画像信号を書き込んでもよい。なお、フレームＦ２においても第１液晶パネル１００に対して同様の書き込みが行われる。
また、第１期間Ｔ１は、画像信号を書き込むための第１書込期間として機能し、第２期間Ｔ２は第１期間Ｔ１で書き込んだ画像を表示するための第１発光期間として機能し、第３期間Ｔ３は、画像信号を書き込むための第２書込期間として機能し、第４期間Ｔ４は第３期間Ｔ３で書き込んだ画像を表示するための第２発光期間として機能する。但し、実際の発光期間は後述するように液晶の応答特性を考慮して若干の遅れがある。

次に、第２期間Ｔ２の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｂがハイレベルとなり、第３期間Ｔ３の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｂがローレベルとなる。また、第４期間Ｔ４の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｒがハイレベルとなり、第１期間Ｔ１の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｒがローレベルとなる。

上述したように第１期間Ｔ１では、第１液晶パネル１００にＢ色の画像信号Ｖｂ１が書き込まれる。このため、第１期間Ｔ１の終了時点では、Ｂ色の画像信号Ｖｂ１の書き込みが終了している。Ｂ色光源１３を第１期間Ｔ１の終了時点から時間ΔＴだけ遅らせたのは、液晶の応答特性を考慮したからでる。液晶の透過率は印加電圧によって変化するが、印加電圧が変化しても直ちに透過率が変化するのではなく、印加電圧の変化から遅れて液晶の透過率が変化する。第１期間Ｔ１において、第１液晶パネル１００では、直前のフレームの第４期間Ｔ４に書き込まれた赤色の画像を青色の画像に書き換えることが行われる。このため、第１期間Ｔ１の終了時点では第ｎ行の近傍の画素１１０については、透過率の変化が印加電圧の変化に追従していない。このため、第２期間Ｔ２の開始からＢ色光源１３を発光させると、混色が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では時間ΔＴだけ遅らせてＢ色光源１３を発光させたのである。なお、この点はＲ色光源１１も同様である。したがって時間ΔＴは液晶の応答特性を考慮して定めれば良い。例えば、印加電圧を変化させたとき、液晶の透過率が１０％から９０％に変換する時間としてもよい。
すなわち、フレームＦ２（現在のフレーム）の第１単位期間Ｔａの前半において、第１液晶パネル１００に１画面のＲ色の画像信号Ｖｒ１の書き込みが終了するまでは、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３が非発光となるように制御し、書き込みが終了したフレームＦ２の第１単位期間Ｔａの後半において、Ｒ色光源１１が発光し且つＢ色光源１３が非発光となるように制御する。

一方、制御回路５０は、第２液晶パネル２００に１フレームにＧ色の画像信号Ｖｇを書き込む。例えば、フレームＦ１の第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２においてＧ色の画像信号Ｖｇ１を書き込み、フレームＦ１の第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４においてＧ色の画像信号Ｖｇ１を再度書き込む。また、発光制御信号Ｌｇは常時ハイレベルとなる。したがって、判定条件が否定された場合には、常時発光する。

１画面のＲ色の最大輝度又はＢ色の最大輝度が所定の輝度より高くならず、判定条件が否定された場合には、第１液晶パネル１００に入射する単位時間当たりの光量が比較的小さくても必要な明るさでＲ色及びＢ色の画像を表示することができる。図８に示す例では、１フレームの１／４の期間でＲ色光源１１とＢ色光源１３が発光するので、第１液晶パネル１００に入射する単位時間当たりの光量が比較的小さい。しかしながら、１フレームにＲ色光源１１とＢ色光源１３とが各１回発光するので、第１液晶パネル１００における輝度変化の周波数が比較的高く、フリッカーを抑圧することができる。

次に、図７においてフレームＦ４からフレームＦ６では、判定条件が肯定となり、フレームＦ４の第２単位期間Ｔｂ（直前のフレームの最後の単位期間）において選択する色と、フレームＦ５の第１単位期間Ｔａ（現在のフレームの最初の単位期間）において選択する色が同じになる。図９に示すように、制御回路５０は、フレームＦ４の第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４にＢ色の画像信号Ｖｂ４を、フレームＦ５の第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２おいてＢ色の画像信号Ｖｂ５を、フレームＦ５の第３期間Ｔ３及び第４期間Ｔ４にＲ色の画像信号Ｖｒ５を、フレームＦ６の第１期間Ｔ１及び第２期間Ｔ２にＲ色の画像信号Ｖｒ６を、第１画像信号Ｖ１として第１液晶パネル１００に出力し、第１画像信号Ｖ１が第１液晶パネル１００に書き込まれる。

フレームＦ４の第４期間Ｔ４の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｂがハイレベルとなり、フレームＦ５の第３期間Ｔ３の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｂがローレベルとなる。また、フレームＦ５の第３期間Ｔ３の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｒがハイレベルとなり、フレームＦ６の第３期間Ｔ３の開始から時間ΔＴだけ遅れて発光制御信号Ｌｒがローレベルとなる。
すなわち、フレームＦ４（直前のフレーム）の第２単位期間Ｔｂの前半においてＢ色の画像信号Ｖｂ４を書き込んだ後からフレームＦ５（現在のフレーム）の第１単位期間Ｔａが終了するまでは、Ｂ色光源１３が発光し且つＲ色光源１１が非発光となるように制御される。

１画面のＲ色の最大輝度又はＢ色の最大輝度が所定の輝度より高く、判定条件が肯定された場合には、第１液晶パネル１００に入射する単位時間当たりの光量を比較的大きくしてＲ色及びＢ色の画像を明るく表示する必要がある。図９に示す例では、平均すると１フレームの３/８の期間でＲ色光源１１とＢ色光源１３が発光するので、第１液晶パネル１００に入射する単位時間当たりの光量を比較的大きくすることができる。一方、２フレームにＲ色光源１１とＢ色光源１３とが各１回発光するので、第１液晶パネル１００における輝度変化の周波数が比較的低くなる。このため、フリッカーが見えやすくなる。

本実施形態では、フリッカーを見えにくくするため、Ｇ色光源２１の発光輝度を変動させている。図９に示すように、発光制御信号Ｌｇは所定レベルＬｘを中心に変動する。したがって、Ｇ色光源２１の発光輝度は、所定レベルＬｘに対応する輝度を中心として変動することになる。また、発光制御信号Ｌｇの上側ピークＰａは発光制御信号Ｌｂ及びＬｒがローレベルとなる期間に位置し、下側ピークＰｂは発光制御信号Ｌｂ又はＬｒがハイレベルとなる期間に位置する。したがって、Ｇ色光源２１は、Ｒ色光源１１及びＢ色光源１３が非発光となる期間に発光輝度が最大となり、Ｒ色光源１１又はＢ色光源１３が発光する期間に発光輝度が最小となる。このようにＧ色光源２１の発光輝度を変動させることにより、Ｒ色とＢ色が暗くなるタイミングでＧ色が明るくなるので、スクリーンＳに表示される画像のフリッカーを低減することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、Ｒ色及びＢ色の輝度に基づいて、時分割で駆動する第１液晶パネル１００の表示色を適応的に制御したので、フリッカーを抑えつつ、高い輝度の画像を表示することができる。
特に、高輝度でＲ色とＢ色とを表示する場合には、Ｒ色光源１１とＢ色光源１３が消灯するタイミングでＧ色光源２１の輝度が最大になるように制御したので、フリッカーを低減することが可能となる。

＜３．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、判定条件が肯定された場合に限ってＧ色光源２１の発光輝度を変動させたが、判定条件が否定された場合にもＧ色光源２１の発光輝度を変動させてもよい。また、判定条件の肯定及び否定と無関係に、Ｇ色光源２１を一定の輝度で常時発光させてもよい。

（２）上述した実施形態においては、１フレームを第１単位期間Ｔａと第２単位期間Ｔｂに分けて第１液晶パネル１００の表示色を切り替えたが、本発明はこれに限定されるものではなく、１フレームを３以上の単位期間に分割し、各期間においてＲ色を選択するかＢ色を選択するかを、Ｒ色の輝度とＢ色の輝度に応じて選択するように制御してもよい。

（３）上述した実施形態及び変形例において、時間ΔＴはゼロであってもよい。この場合には、Ｒ色の画像信号Ｖｒの書き込みが終了すると、Ｒ色光源１１が直ちに発光し、Ｂ色の画像信号Ｖｂの書き込みが終了すると、Ｂ色光源１３が直ちに発光する。

１……プロジェクター、１１……Ｒ色光源、１３……Ｂ色光源、２１……Ｇ色光源、３０……光学系、５０……制御回路、６０……光源駆動回路、１００……第１液晶パネル、１１０……画素、１１２……走査線、１２０……走査線駆動回路、２００……第２液晶パネル、Ｔａ……第１単位期間、Ｔｂ……第２単位期間、Ｖｂmax……Ｂ色最大輝度レベル、Ｖｂref……Ｂ色基準レベル、Ｖｒmax……Ｒ色最大輝度レベル、Ｖｒref……Ｒ色基準レベル。

Claims

第１色の光を発光する第１色の光源と、
第２色の光を発光する第２色の光源と、
第３色の光を発光する第３色の光源と、
透過率が制御される複数の画素に前記第１色の光源からの光と前記第２色の光源からの光が入射する第１液晶パネルと、
前記第１液晶パネルを駆動する第１駆動手段と、
透過率が制御される複数の画素に前記第３色の光源の光が入射する第２液晶パネルと、
前記第２液晶パネルを駆動する第２駆動手段と、
前記第１液晶パネルを透過した光と前記第２液晶パネルを透過した光とを合成して出力する光学手段と、
前記第１色の光源及び前記第２色の光源の発光を制御する発光制御手段と、
１画面の画像を表示する１フレームは、前記第１液晶パネルを時分割で駆動する単位である複数の単位期間に分割され、前記第１色の各画素の輝度を示す第１色の画像信号と第２色の画像の輝度を示す第２色の画像信号とに基づいて、１画面内における各画素の前記第１色の輝度と前記第２色の輝度とを分析し、分析結果に応じて前記第１色の画像信号と前記第２色の画像信号とのうち一方を、前記複数の単位期間の各々において選択して、前記第１駆動手段に供給する画像制御手段と、
前記発光制御手段は、
前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記前記第１色と前記第２色とのうち他方の色の画像信号を選択した場合、現在のフレームの最初の単位期間の前半において、前記第１液晶パネルに１画面の前記他方の色の画像信号の書き込みが終了するまでは、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となるように制御し、前記書き込みが終了した現在のフレームの最初の単位期間の後半において、前記他方の色の光源が発光し且つ前記一方の色の光源が非発光となるように制御し、
前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記一方の色の画像信号を選択した場合、直前のフレームの最後の単位期間の前半において前記一方の色の画像信号を書き込んだ後から現在のフレームの最初の単位期間が終了するまでは、前記一方の色の光源が発光し且つ前記他方の色の光源が非発光となるように制御する、
ことを特徴とするプロジェクター。
前記画像制御手段は、
前記第１色の画像信号に基づいて１画面における第１色の最大の輝度である第１最大輝度を特定し、
前記第２色の画像信号に基づいて１画面における第２色の最大の輝度である第２最大輝度を特定し、
前記第１最大輝度と前記第２最大輝度とに応じて、前記第１色の画像信号と前記第２色の画像信号とのうちどちらを選択するかを前記複数の単位期間の各々において決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
前記複数の単位期間は、第１単位期間と第２単位期間であり、
前記画像制御手段は、
前記第１最大輝度と前記第２最大輝度とに応じて、前記第１単位期間において前記第１色の画像信号を選択し、且つ前記第２単位期間において前記第２色の画像信号を選択する第１パターン、及び前記第１単位期間において前記第２色の画像信号を選択し、且つ前記第２単位期間において前記第１色の画像信号を選択する第２パターンの一方を各フレームで選択する、
ことを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
前記光源制御手段は、
前記第１色の光源及び前記第２色の光源に加えて、前記第３色の光源の発光を制御し、
前記第１色の光源又は前記第２色の光源が発光する期間において前記第３色の輝度が下側のピークとなり、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となる期間において前記第３色の輝度が上側のピークとなるように前記第３色の光源を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のプロジェクター。
前記光源制御手段は、前記第１色の光源及び前記第２色の光源に加えて、前記第３色の光源の発光を制御し、
前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記前記第１色と前記第２色とのうち他方の色の画像信号を選択した場合、前記第３色の光源の輝度が一定になるように制御し、
前記画像制御手段が、直前のフレームの最後の単位期間において前記第１色と前記第２色とのうち一方の色の画像信号を選択し、現在のフレームの最初の単位期間において前記一方の色の画像信号を選択した場合、前記第１色の光源又は前記第２色の光源が発光する期間において前記第３色の輝度が下側のピークとなり、前記第１色の光源及び前記第２色の光源が非発光となる期間において前記第３色の輝度が上側のピークとなるように前記第３色の光源を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のプロジェクター。