JP2014038184A - 画像表示装置及び光源を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の画像を連続して表示する際の視認性を向上させる。
【解決手段】画像表示装置は、光源と、所定の間隔で順次入力されるフレーム画像データに基づき光源から射出される光を変調して、フレーム画像を表わす画像光を順次射出する画像形成部と、１つのフレーム画像の表示期間であるフレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、第１の表示期間に比べて明るくフレーム画像が表示される第２の表示期間とが含まれるように、光源への供給電流を制御する光源制御部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像光を射出する画像表示装置に関する。

画像表示装置として、光源から射出される光を液晶パネル等の画像形成部において変調することにより、画像光を生成して射出する画像表示装置が用いられている。従来、このような画像表示装置の光源としては、例えば、特許文献１に記載されているようにキセノンランプが用いられたり、特許文献２に記載されているように蛍光管が用いられたりしていた。一般に、キセノンランプや蛍光管は、点灯及び消灯の切り替えの応答性が低いため、これらを光源として用いる場合には、画像表示を行う全ての期間で点灯されたままとなる。

特開２００９−２７９１７２号公報 特開２００１−３１２２４１号公報

画像表示を行う全ての期間で光源が点灯していると、複数の画像を連続して表示する場合（例えば、動画像を表示する場合）、画像が切り替わる際に切り替え前後の画像が重なって見えてしまい、視認性が低下するという課題があった。同様に、１つの画面で左目用の画像と右目用の画像とを交互に表示させることで３Ｄ画像（映像）を表示する場合、左目用の画像から右目用の画像に切り替わる際又はその逆に切り替わる際に、左目用の画像と右目用の画像とが重なって見える、いわゆるクロストークが発生し、視認性が低下するという課題があった。このようなことから、光源から射出される光を変調して画像光を射出する画像表示装置において、画像の視認性を向上させることが可能な技術が望まれていた。また、キセノンランプや蛍光管は消費電力が高いため、従来の画像表示装置において、省電力の要請があった。その他、従来の画像表示装置においては、その小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、画像表示装置が提供される。この画像表示装置は、光源と；所定の間隔で順次入力されるフレーム画像データに基づき前記光源から射出される光を変調して、フレーム画像を表わす画像光を順次射出する画像形成部と；１つの前記フレーム画像の表示期間であるフレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、前記第１の表示期間に比べて明るく前記フレーム画像が表示される第２の表示期間とが含まれるように、前記光源への供給電流を制御する光源制御部と、を備える。この形態の画像表示装置によれば、フレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、第２の期間が含まれるので、切り替え前後のフレーム画像が重なって得られた画像の表示期間を第１の表示期間に含まれるようにすることができる。したがって、切り替え前後のフレーム画像が重なって得られた画像を比較的暗く表示させることができ、画像の視認性を向上させることができる。

（２）上記形態の画像表示装置において、前記光源制御部は、前記第１の表示期間において前記光源に電流を供給せず、前記第２の期間において前記光源に電流を供給してもよい。この形態の画像表示装置によれば、第１の表示期間には画像光が射出されないので、切り替え前後のフレーム画像が重なって得られた画像を表わす画像光を射出しないようにすることができる。したがって、画像の視認性を大きく向上させることができる。

（３）上記形態の画像表示装置において、前記光源制御部は、前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の長さのうち、少なくとも一方を調整してもよい。この形態の画像表示装置によれば、フレーム画像表示期間内における第２の期間の開始タイミングをより遅くすることで、切り替え前後の画像が重なるタイミングを光源から光が射出されない期間に含まれる可能性をより高めることができる。また、第２の期間をより長くすることにより、画像をより明るく表示させることができ、画像の視認性を高めることができる。

（４）上記形態の画像表示装置において、さらに、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の長さのうち、少なくとも一方を指定するためのユーザーインターフェイスを備えてもよい。この形態の画像表示装置によれば、画像の視認性の関する個人差に応じて、ユーザーが任意に開始タイミング又は第２の期間の長さを調整することができ、視認性をより向上させることができる。

（５）上記形態の画像表示装置において、さらに、複数のカラーモードのうち、いずれかのカラーモードを指定するためのユーザーインターフェイスと、前記複数のカラーモードのそれぞれと、前記開始タイミングを示す情報及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さを示す情報のうちの少なくとも一方と、を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、前記画像形成部は、前記ユーザーインターフェイスにより指定されたカラーモードに応じて、前記光源から射出される光を変調して前記画像光を射出し、前記光源制御部は、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を、前記指定されたカラーモードに対応付けられて前記記憶部に記憶されている情報の示す値となるように、前記光源への供給電流を制御してもよい。この形態の画像表示装置によれば、指定されたカラーモードに応じて適切な開始タイミング及び第２の期間の長さを自動的に設定することができ、ユーザーの利便性を向上させることができる。

（６）上記形態の画像表示装置において、さらに、前記フレーム画像データに基づき前記フレーム画像の明るさを示す画像明るさ情報を取得する情報取得部を備え、前記光源制御部は、前記取得された画像明るさ情報に基づき、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を調整してもよい。この形態の画像表示装置によれば、フレーム画像の明るさに応じて開始タイミング及び第２の期間の長さのうち少なくとも一方が調整されるので、画像毎に、より適切な開始タイミング又は第２の期間の長さを自動的に設定することができ、連続して表示される画像の視認性を大きく向上させることができる。

（７）上記形態の画像表示装置において、さらに、前記画像表示装置の設置環境における明るさを示す環境明るさ情報を取得する情報取得部を備え、前記光源制御部は、前記取得された環境明るさ情報に基づき、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を調整してもよい。この形態の画像表示装置によれば、画像表示装置の設置環境の明るさに応じて開始タイミング及び第２の期間の長さのうちの少なくとも一方が調整されるので、設置環境毎に、より適切な開始タイミング又は第２の期間の長さを自動的に設定することができ、画像の視認性を大きく向上させることができる。

（８）上記形態の画像表示装置において、前記光源制御部は、前記環境明るさ情報の示す明るさがより明るいほど前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間を長くする又は前記開始タイミングを早くしてもよい。この形態の画像表示装置によれば、より明るい環境においては、第２の期間がより長くなり又は開始タイミングがより早くなり、より明るく画像を表示させて視認性を向上させることができる。また、より暗い環境においては、第２の期間がより短くなり又は開始タイミングがより遅くなり、より暗く画像を表示させて視認性を向上させることができる。

（９）上記形態の画像表示装置において、前記光源制御部は、前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さが短いほど前記供給電流の大きさが大きくなるように、前記供給電流を制御してもよい。この形態の画像表示装置によれば、第２の期間が短くなっても供給電流の大きさを大きくするので、画像の明るさの低減を抑制でき、画像の視認性が低下することを抑制できる。

（１０）上記形態の画像表示装置において、前記所定の間隔ごとに複数の画像を含む前記フレーム画像データが入力され、前記所定の間隔のうち、前記画像のそれぞれが表示される画像表示期間に、前記第１の期間と前記第２の期間とが含まれるようにしてもよい。この形態の画像表示装置によれば、所定の間隔（期間）内において複数の画像が切り替わるタイミングを第１の期間に含ませることで、連続する２つの画像が重なった画像が表示されることを抑制でき、複数の画像の視認性を向上させることができる。

（１１）上記形態の画像表示装置において、前記光源は、レーザー光源または可視光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。この形態の画像表示装置によれば、供給電流の変化に対する応答性が高い光源体を光源として用いることができるので、第１の期間と第２の期間との切り替わりを短い遅延で実現することができ、第１の期間及び第２の期間を精度良く制御することができる。

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

例えば、本発明の一形態は、光源と、画像形成部と、光源制御装置と、の３つの要素の内の一つ以上の要素を備えたシステムとして実現可能である。すなわち、この装置は、光源を有していても、有していなくても良い。また、装置は、画像形成部を有していても、有していなくても良い。また、装置は、光源制御装置を有していても、有していなくても良い。画像形成部は、例えば、所定の間隔で順次入力されるフレーム画像データに基づき光源から射出される光を変調して、フレーム画像を表わす画像光を順次射出する画像形成部として構成されてもよい。光源制御部は、例えば、１つのフレーム画像の表示期間であるフレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、第１の表示期間の後に設けられ、第１の表示期間に比べて明るくフレーム画像が表示される第２の表示期間とが含まれるように、光源への供給電流を制御する光源制御部として構成されてもよい。こうした装置は、例えば、画像表示装置として実現できるが、画像表示装置以外の他の装置としても実現可能である。このような形態によれば、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、省電力化、製造の容易化、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも１つを解決することができる。前述した画像表示装置の各形態の技術的特徴の一部又は全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。

本発明は、装置以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、光源の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての画像表示装置の概略構成を示す説明図である。 第１実施形態における間欠照明の動作の一例を示すタイミングチャートである。 第１実施形態における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。 第２実施形態における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。 変形例２における制御テーブルの一例を示す説明図である。 変形例３における制御テーブルの一例を示す第１の説明図である。 変形例３における制御テーブルの一例を示す第２の説明図である。 変形例５における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。

Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の一実施形態としての画像表示装置の概略構成を示す説明図である。画像表示装置１００は、光源としてレーザーを用いるプロジェクターであり、画像光をスクリーンＳｃに投写して画像を表示させる。画像表示装置１００は、Ａ／Ｄ変換部１０２と、操作部１０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６と、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）１０８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、照明光学系１５０と、液晶パネルドライバー１３０と、３つの液晶パネル１３１，１３２，１３３と、投写光学系１４０とを備えている。

Ａ／Ｄ変換部１０２は、図示しないＤＶＤプレーヤーやパーソナルコンピューターなどから出力されたアナログ画像信号（映像信号）を受信して、デジタル画像信号を出力する。操作部１０４は、方向キーや決定キーなどの各種操作ボタンを有しており、操作結果をＣＰＵ１１０に通知する。フラッシュＲＯＭ１０８には、画像表示装置１００の制御用プログラムが格納されている。また、フラッシュＲＯＭ１０８は、制御パラメーター格納部１０８ａを有している。制御パラメーター格納部１０８ａには、後述する間欠照明を行う際に参照される各種設定値が予め格納されている。

ＣＰＵ１１０は、フラッシュＲＯＭ１０８から制御用プログラムを読み出して、ＲＡＭに展開して実行することにより、画像処理部１１１，ＵＩ（User Interface）制御部１１２，及び照明制御部１１３として機能する。

画像処理部１１１は、Ａ／Ｄ変換部１０２から出力されるデジタル画像信号に基づき、１フレーム毎に画像データ（フレーム画像データ）をＲＡＭ１０６に書き込む。また、画像処理部１１１は、各フレーム画像について、解像度や、明るさや、シャープネスや、コントラストなどを調整する。ＵＩ制御部１１２は、各種メニュー画像の作成や、操作部１０４から入力される値に基づく各種パラメーターの設定を行う。各種パラメーターとしては、例えば、画像処理（解像度変換やシャープネス等）に用いられるパラメーターや、カラーモードなどが相当する。カラーモードとしては、例えば、ダイナミックモードやシアターモードやナチュラルモードなどが該当する。照明制御部１１３は、照明光学系１５０を制御して後述する間欠照明を実現する。

照明光学系１５０は、レーザー光を射出する機構及びレーザー光の射出を制御する機構により構成されている。照明光学系１５０は、光源制御部１２０と、２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２１と、２つのレーザー光源１２３，１２４と、拡散板１２５と、蛍光体ホイール１２６と、分光器１２７とを備えている。

光源制御部１２０は、ＣＰＵ１１０及び２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２に接続されており、ＣＰＵ１１０（照明制御部１１３）から受信した設定値に基づき、レーザー光源の駆動信号を生成して、２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２に出力する。レーザー光源ドライバー１２１は、光源制御部１２０及びレーザー光源１２３に接続されており、光源制御部１２０から受信した駆動信号に基づき、レーザー光源１２３に電力を供給する。同様に、レーザー光源ドライバー１２２は、光源制御部１２０及びレーザー光源１２４に接続されており、光源制御部１２０から受信した駆動信号に基づき、レーザー光源１２４に電力を供給する。

レーザー光源１２３は、レーザー光源ドライバー１２１に接続されており、レーザー光源ドライバー１２１から電力の供給を受けてレーザー光を射出する。同様に、レーザー光源１２４は、レーザー光源ドライバー１２２に接続されており、レーザー光源ドライバー１２２から電力の供給を受けてレーザー光を射出する。本実施形態では、２つのレーザー光源１２３，１２４は、いずれも青色レーザー光（例えば、平均波長が４５０ｎｍのレーザー光）を射出する。このようなレーザー光源１２３，１２４としては、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）素子等の半導体レーザー素子（レーザーダイオード）が複数並んだ半導体レーザーアレイを採用することができる。

拡散板１２５は、レーザー光源１２３から射出されたレーザー光を拡散させる。拡散板１２５は、例えば、ＣＧＨ（Computer Generated Hologram）を利用して作成することができる。蛍光体ホイール１２６は、表面に蛍光体が塗布された基板により構成され、レーザー光源１２４から射出される青色レーザー光を受けて、黄色のレーザー光を射出する。分光器１２７は、蛍光体ホイール１２６から射出される黄色レーザー光を受けて、赤色レーザー光及び緑色レーザー光を射出する。分光器１２７は、例えば、プリズムにより構成することができる。

液晶パネルドライバー１３０は、ＣＰＵ１１０及び３つの液晶パネル１３１，１３２，１３３と接続されており、画像処理部１１１によって画像処理された後のフレーム画像データを入力し、かかるフレーム画像データに基づき、各液晶パネル１３１，１３２，１３３に駆動信号（画像信号）を出力する。具体的には、液晶パネルドライバー１３０は、ＣＰＵ１１０からフレーム画像データ（Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素値）を受信すると、青色（Ｂ）の画素値からなる画像を示す駆動信号を液晶パネル１３１に、赤色（Ｒ）の画素値からなる画像を示す駆動信号を液晶パネル１３２に、緑色（Ｇ）の画素値からなる画像を示す駆動信号を液晶パネル１３３に、それぞれ出力する。また、液晶パネルドライバー１３０は、各画素の駆動素子（トランジスター）を順次走査してオンさせるための駆動信号（液晶駆動信号）を、各液晶パネル１３１，１３２，１３３に出力する。

液晶パネル１３１は、液晶パネルドライバー１３０から受信した駆動信号に基づき、拡散板１２５から射出された青色レーザー光を変調して射出する。液晶パネル１３２は、液晶パネルドライバー１３０から受信した駆動信号に基づき、分光器１２７から射出された赤色レーザー光を変調して射出する。液晶パネル１３３は、液晶パネルドライバー１３０から受信した駆動信号に基づき、分光器１２７から射出された緑色レーザー光を変調して射出する。本実施形態では、３つの液晶パネル１３１，１３２，１３３は、いずれも透過型の液晶パネルを採用する。

投写光学系１４０は、プリズムや、ズームレンズや、フォーカスレンズ等を有し、３つの液晶パネル１３１，１３２，１３３から射出されるレーザー光を合成して画像光を形成し、スクリーンＳｃに投写する。

上述した液晶パネル１３１，１３２，１３３は、請求項における画像形成部に相当する。また、レーザー光源ドライバー１２１，１２２は請求項における光源制御部に、フラッシュＲＯＭ１０８は請求項における記憶部に、それぞれ相当する。

Ａ２．間欠照明：
図２は、第１実施形態における間欠照明の動作の一例を示すタイミングチャートである。図２において、上段は画像表示装置１００への画像信号の入力タイミングを示し、下段は間欠照明の動作を示す。なお、図２の上段及び下段において、横軸は時刻を示す。

図２上段に示すように、画像表示装置１００（ＣＰＵ１１０）には、所定の間隔（期間Ｌｆ）ごとに各フレーム画像の画像信号が入力される。例えば、時刻Ｔａにおいて１つのフレーム画像の画像信号が画像表示装置１００に入力され、時刻Ｔｂにおいて次のフレーム画像の画像信号が画像表示装置１００に入力される。

図２下段に示すように、画像表示装置１００では、期間Ｌｆに、照明がオンの期間（以下、「オン期間」と呼ぶ）と、照明がオフの期間（以下、「オフ期間」と呼ぶ）とが含まれている。画像表示装置１００では、期間Ｌｆにおけるオン期間の開始タイミング（駆動信号の入力時刻Ｔａからオン期間の開始時刻Ｔｂまでの時間Ｌｓ、Ｌｓ＝Ｔｂ−Ｔａ）と、期間Ｌｆに対するオン期間Ｌｎの割合（以下、「デューティー比」と呼ぶ）とを制御することにより、投写画像の視認性を向上させるようにしている。なお、第１実施形態において、期間Ｌｆは、請求項におけるフレーム画像表示期間に相当する。また、第１実施形態において、オフ期間は請求項における第１の表示期間に、オン期間は請求項における第２の表示期間に、それぞれ相当する。

前述の制御パラメーター格納部１０８ａには、上述した時間Ｌｓ（以下、「開始タイミング」とも呼ぶ）と、デューティー比とが格納されている。なお、本実施形態では、時間Ｌｓ（開始タイミングＬｓ）は、期間Ｌｆに対する割合（％）として制御パラメーター格納部１０８ａに格納されている。同様に、デューティー比は、期間Ｌｆに対する割合（％）として制御パラメーター格納部１０８ａに格納されている。具体的には、開始タイミングとして５０％が、デューティー比として５０％が、それぞれ制御パラメーター格納部１０８ａに格納されている。なお、開始タイミング及びデューティー比は、これらの値に限定されるものではなく、合計１００％を越えない任意の値に設定することができる。

照明制御部１１３は、制御パラメーター格納部１０８ａから、開始タイミングとデューティー比とを読み出して光源制御部１２０に通知する。光源制御部１２０は、開始タイミングとデューティー比とが、通知された値となるように、２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２を制御する。具体的には、開始タイミングとなるまで駆動信号を出力せず、開始タイミングとなったら、所定のデューティー比となる期間だけ駆動信号を２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２に出力する。２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２は、それぞれ、光源制御部１２０から駆動信号を受信しない間、つまり、開始タイミングとなるまでレーザー光源１２３又はレーザー光源１２４に電力を供給しない。２つのレーザー光源ドライバー１２１，１２２は、光源制御部１２０から駆動信号を受信すると、つまり、開始タイミングが到来すると、駆動信号を受信している間だけ、所定の電流値となるようにレーザー光源１２３への電力供給をする。このような制御により、画像表示装置１００に画像信号が入力されても、レーザー光源１２３，１２４からレーザー光が射出されず、画像が表示されない期間が生じることとなる。

図３は、第１実施形態における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。図３において、最上段は表示される画像を示し、上から２段目は画像表示装置１００に画像信号が入力されるタイミングを示し、上から３段目は液晶駆動の走査位置を示し、上から４段目（最下段）は、照明光学系１５０による間欠照明の動作を示す。なお、上から３段目では、液晶駆動の走査位置は、左上端から水平方向右側に順次移動し、右端に達すると１段下の左端に移動することを繰り返し、最終的に右下端に至る。

第１実施形態では、画像信号は１秒間に６０回入力され（６０Ｈｚ）、各入力タイミング毎に、１つのフレーム画像を表わす画像データが入力される。したがって、第１実施形態では、各入力タイミングの間隔（期間）は、１つのフレーム画像の表示期間に相当する。図３の３段目に示すように、１秒間に１２０回全画素が走査されるので（１２０Ｈｚ）、１つのフレーム画像が２回全画素に書き込まれることとなる。図３最上段に示すように、時刻Ｔ１からＴ２までの間は、数字「０」を表す画像ｆ１が表示されており、時刻Ｔ２からＴ４までの間は、数字「１」を表す画像ｆ２が表示されており、時刻Ｔ４からＴ６までの間は、数字「２」を表す画像ｆ３が表示されている。なお、画像ｆ１は、時刻Ｔ１の前にも表示されているが、図示の便宜上、図３では省略している。

上述したように、開始タイミングＬｓとして５０％が、オン期間Ｌｎ（デューティー比）として５０％が、それぞれ制御パラメーター格納部１０８ａに予め格納されているので、図３の４段目に示すように、開始タイミングＬｓは、画像信号の入力タイミングから期間Ｌｆの期間の半分（５０％）のタイミングとなっており、オン期間Ｌｎは、期間Ｌｆの半分（５０％）となっている。

図３最上段に示すように、例えば、画像ｆ２が表示される時刻Ｔ２からＴ４までの間のうち、時刻Ｔ２からＴ３までの間には、上側から下側に向かって数字の「０」が数字の「１」に書き換えられていくので、数字「０」の画像と数字「１」の画像とが重なった画像が表示され得る。しかしながら、この期間（時刻Ｔ２からＴ３の間）には、照明はオフ期間のため、数字「０」の画像と数字「１」の画像とが重なった画像は表示されないこととなる。同様に、時刻Ｔ４からＴ５までの間には、数字「１」の画像と数字「２」の画像とが重なった画像が表示され得る。しかしながら、この期間（時刻Ｔ４からＴ５の間）には、照明はオフ期間のため、数字「１」の画像と数字「２」の画像とが重なった画像は表示されないこととなる。

以上説明したように、第１実施形態の画像表示装置１００では、各フレーム画像が表示される期間（期間Ｌｆ）において、照明（光源）のオフ期間とオン期間とをこの順序で設け、切り替え前の画像と切り替え後の画像とが重複した画像が液晶パネル１３１，１３２，１３３に形成される期間と、照明のオフ期間とが一致するように開始タイミングＬｓが設定されている。このため、画像表示装置１００では、切り替え前の画像と切り替え後の画像とが重複した画像が表示されないので、表示画像の視認性を向上させることができる。加えて、切り替え後の画像のみが液晶パネル１３１，１３２，１３３に形成される期間とオン期間とが一致するようにデューティー比が設定されているので、切り替え後の画像のみが液晶パネル１３１，１３２，１３３に形成される期間に対してオン期間が短い構成に比べて、切り替え後の画像をより明るく表示させることができる。

Ｂ．第２実施形態：
図４は、第２実施形態における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。図４における各段は、図３における各段と同様であるので、詳細の説明を省略する。

第２実施形態の画像表示装置１００は、３Ｄ画像（映像）を表示可能に構成されている点において、第１実施形態の画像表示装置１００と異なり、他の構成は第１実施形態の画像表示装置１００と同じである。具体的には、画像表示装置１００には、各入力タイミング毎に、左目用の画像を表わす画像信号（画像データ）と、右目用の画像を表わす画像信号（画像データ）とが合わせて入力される。したがって、第２実施形態では、各入力タイミングの間隔（期間）に、２つの画像が表示される。また、第２実施形態では、開始タイミングとして２５％が、デューティー比として７５％が、それぞれ予め制御パラメーター格納部１０８ａに格納されている。

第２実施形態では、画像信号は、第１実施形態と同様に１秒間に６０回入力される。また、第２実施形態では、１秒間に４８０回全画素が走査される（４８０Ｈｚ）。したがって、各入力タイミングの間隔（期間）ごとに、左目用画像が４回及び右目用画像が４回の合計８回だけ全画素に書き込まれることとなる。換言すると、左目用画像と右目用画像との切り替え周波数は１２０Ｈｚである。図４最上段に示すように、時刻Ｔ１１からＴ１２までの間は、文字「Ｒ」を表す右目用画像ｆ１１が表示されており、時刻Ｔ１２から時刻Ｔ１６までの間は、文字「Ｌ」を表す左目用画像ｆ１２が表示されており、時刻Ｔ１６から時刻Ｔ１７までの間は、文字「Ｒ」を表す右目用画像ｆ１３が表示される。なお、時刻Ｔ１６から始まる文字「Ｒ」を表す右目用画像は、時刻Ｔ１７を越えて表示されるが、図示の便宜上、図４では省略している。また、画像ｆ１１は、時刻Ｔ１１の前にも表示されているが、図示の便宜上、図４では省略している。図４において、文字「Ｒ」、文字「Ｌ」を表す画像は説明の便宜上の画像であり、実際には、ユーザーが右目及び左目でそれぞれ見ることにより３Ｄ画像（映像）が見え得る画像が表示される。

なお、第２実施形態では、開始タイミングＬｓの意味は、第１実施形態における開始タイミングＬｓの意味とは異なる。具体的には、第２実施形態の開始タイミングＬｓは、右目用画像又は左目用画像の表示期間Ｌｆ２におけるオン期間の開始タイミングを意味する。したがって、例えば、時刻Ｔ１６は、画像信号の入力タイミングではないが、右目用画像ｆ１３の表示期間の開始タイミングであるため、時刻Ｔ１６から２５％の期間がオフ期間となっている。また、第２実施形態のデューティー比の意味は、第１実施形態のデューティー比の意味とは異なる。具体的には、第２実施形態のデューティー比は、右目用画像又は左目用画像の表示期間Ｌｆ２に対するオン期間Ｌｎの割合を意味する。

図４の最上段に示すように、例えば、画像ｆ１２が表示される時刻Ｔ１２からＴ１６のうち、時刻Ｔ１２からＴ１３までの間には、上側から下側に向かって文字「Ｒ」が文字「Ｌ」に書き換えられていくので、文字「Ｌ」の画像と文字「Ｒ」の画像とが重なった画像が表示され得る。しかしながら、この期間（時刻Ｔ１２からＴ１３の間）には、照明はオフ期間のため、文字「Ｌ」と文字「Ｒ」とが重なった画像は表示されないこととなる。同様に、時刻Ｔ１６からＴ１７までの間には、文字「Ｒ」の画像と文字「Ｌ」の画像とが重なった画像が表示され得る。しかしながら、この期間（時刻Ｔ１６からＴ１７の間）には、照明はオフ期間のため、文字「Ｒ」の画像と文字「Ｌ」の画像とが重なった画像は表示されないこととなる。

以上説明した第２実施形態の画像表示装置１００は、第１実施形態の画像表示装置１００と同様の効果を有する。加えて、第２実施例の画像表示装置１００では、画像信号の入力間隔のうち、右目用画像及び左目用画像のうちいずれか一方の画像が表示される期間（期間Ｌｆ２）において、照明（光源）のオン期間とオフ期間とを設け、切り替え前の画像と切り替え後の画像とが重複した画像が液晶パネル１３１，１３２，１３３に形成される期間と、照明のオフ期間とが一致するように開始タイミングＬｓが設定されている。このため、画像表示装置１００では、右目用画像と左目用画像とが重複するいわゆるクロストークの発生を抑制して、画像の視認性を向上させることができる。

Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
各実施形態では、開始タイミング及びデューティー比は、合計１００％となるような値に設定されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。１００％未満の任意の値に設定することができる。例えば、開始タイミングを２５％として、デューティー比を７０％とすることもできる。この場合、オン期間Ｌｎが終了した後、次のオン期間Ｌｎが開始されるまでの間（つまり、オフ期間）は、開始タイミングの２５％とデューティー比の７０％との合計値である９５％を１００％から差し引いた５％に、次の開始タイミングＬｓの２５％を加えた３０％となる。この場合、オン期間が短くなるので画像は暗く表示されることとなるが、画像の重なりはより抑制されることとなる。

また、各実施形態では、開始タイミング及びデューティー比は、予め制御パラメーター格納部１０８ａに格納されていたが、本発明は、これに限定されるものではない。制御パラメーター設定用のユーザーインターフェイスを用意し、かかるユーザーインターフェイスから設定された値を、開始タイミング及びデューティー比として、制御パラメーター格納部１０８ａに格納（設定）する構成を採用することもできる。このような構成により、ユーザーの志向に合わせて開始タイミング及びデューティー比を調整することができる。視認性は個人差があるため、例えば、画像がより明るいほど視認性が向上するケースでは、ユーザーは、デューティー比を上げることで視認性を向上させることができる。なお、上述したユーザーインターフェイスとしては、例えば、スライドバー等により、ユーザーが開始タイミングやデューティー比を１％ずつ変更可能に構成されたユーザーインターフェイスを採用することができる。この構成では、デフォルトの設定値として推奨値を設定しておくこともできる。変形例１では、ユーザーは、例えば、デューティー比を変更しないで、開始タイミングのみを変更する場合も許容する。また、これとは反対に、開始タイミングを変更しないで、デューティー比のみを変更する場合も許容する。

Ｃ２．変形例２：
上記変形例１では、ユーザーが開始タイミング及びデューティー比を設定していたが、開始タイミング及びデューティー比に代えて、カラーモードをユーザーが設定することにより、カラーモードに応じて開始タイミング及びデューティー比が自動的に設定される構成を採用することもできる。具体的には、例えば、カラーモードと、開始タイミング及びデューティー比とを対応付けた制御テーブルを制御パラメーター格納部１０８ａに用意しておき、かかる制御テーブルを参照することにより、ユーザーが指定されたカラーモードに応じて、開始タイミング及びデューティー比を設定することができる。

図５は、変形例２における制御テーブルの一例を示す説明図である。図５に示す制御テーブルでは、８つのカラーモードのそれぞれについて、開始タイミング及びデューティー比が設定されている。なお、この制御テーブルでは、各カラーモードについて、第１実施形態のように２Ｄの画像を表示する場合と、第２実施形態のように３Ｄの画像を表示する場合とで、それぞれ開始タイミング及びデューティー比が設定されている。各カラーモードにおける設定値は、予め実験等により、各カラーモードにおけるユーザーの見易さ等に基づき設定しておくことができる。このような制御テーブルを用いると、例えば、画像が激しく切り替わるような画像や明るい画像を表示するために、ユーザーがカラーモードとしてダイナミックモード（例えば、カラーモード「３」に相当）を選択した場合には、開始タイミングが４５％、デューティー比が５５％に設定されることとなる。この場合、デューティー比が比較的高いので、画像は比較的明るく表示され、画像の視認性を向上させることができる。また、例えば、ユーザーがカラーモードとして全体的に暗く表示させるシネマモード（例えば、カラーモード「５」に相当）を選択した場合には、開始タイミングが５４％、デューティー比が４０％に設定されることとなる。デューティー比が比較的低いので、画像は比較的暗く表示され、画像の視認性を向上させることができる。以上の構成により、ユーザーの志向に合わせて開始タイミング及びデューティー比を自動的に設定することができるので、ユーザーの利便性を向上させることができる。なお、上述の変形例２では、制御テーブルにおいて、開始タイミング及びデューティー比がカラーモードに対応付けられていたが、これに代えて、開始タイミング及びデューティー比のうち、いずれか一方のみがカラーモードに対応付けられる構成を採用することもできる。

Ｃ３．変形例３：
各実施形態では、開始タイミング及びデューティー比は、予め設定された値であった。また、変形例１では、ユーザーが開始タイミング及びデューティー比を設定していた。また、変形例２では、ユーザーがカラーモードを設定し、設定されたカラーモードに応じて自動的に開始タイミング及びデューティー比が設定されていた。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表示される画像の明るさに応じて開始タイミング及びデューティー比が動的に決定される構成を採用することができる。具体的には、例えば、画像の明るさと開始タイミング及びデューティー比とを対応付けた制御テーブルを制御パラメーター格納部１０８ａに用意しておき、かかる制御テーブルを参照することにより、各画像の明るさに応じて、開始タイミング及びデューティー比を設定することができる。なお、画像の明るさを示す値としては、例えば、画像を構成する各画素の輝度値の平均値や、画像に含まれる画素値のヒストグラムを求めた場合に最も度数の多い画素値に対応する輝度値などを採用することができる。変形例３において、ＣＰＵ１１０は、各画素の輝度値の平均値や、最も度数の多い画素値に対応する輝度値を求める情報取得部としても機能する。

図６は、変形例３における制御テーブルの一例を示す第１の説明図である。図７は、変形例３における制御テーブルの一例を示す第２の説明図である。図６は第１実施形態のように２Ｄの画像を表示する場合に用いられる制御テーブルを、図７は第２実施形態のように３Ｄの画像を表示する場合に用いられる制御テーブルを、それぞれ示す。

図６において、左は、表示画像が２Ｄである場合における開始タイミングを決定するためのテーブルを模式的に示している。具体的には、かかるテーブルは、画像の明るさを横軸とし開始タイミングを縦軸とする座標系におけるラインＬ１として表わされている。図６において、右は、表示画像が２Ｄである場合におけるデューティー比を決定するためのテーブルを模式的に表わしている。具体的には、かかるテーブルは、画像の明るさを横軸としデューティー比を縦軸とする座標系におけるラインＬ２として表わされている。

図７において、左は、表示画像が３Ｄである場合における開始タイミングを決定するためのテーブルを模式的に示している。具体的には、かかるテーブルは、画像の明るさを横軸とし開始タイミングを縦軸とする座標系におけるラインＬ３として表わされている。図７において、右は、表示画像が３Ｄである場合におけるデューティー比を決定するためのテーブルを模式的に表わしている。具体的には、かかるテーブルは、画像の明るさを横軸としデューティー比を縦軸とする座標系におけるラインＬ４として表わされている。

図６に示すラインＬ１，Ｌ２及び図７に示すラインＬ３，Ｌ４は、いずれも、実験により得られた設定点（図６，７における黒丸）に基づき決定される。この実験としては、例えば、明るさが段階的に異なる複数の画像をそれぞれ表示した場合に、実際にユーザーが設定した開始タイミング及びデューティー比（図６，７における黒丸）を特定する実験を採用することができる。

以上説明した変形例３の構成によると、明るさに対する視覚の反応に合わせて画像（フレーム画像）単位で開始タイミング及びデューティー比を決定することができるので、画像の視認性を大きく向上させることができる。また、制御テーブルを、各明るさごとに実際に設定された開始タイミング及びデューティー比の各値に基づき設定しておくので、明るさに対する視覚の反応により合致した開始タイミング及びデューティー比を設定することができる。なお、変形例３において、上述した画像の平均輝度値等は、請求項における画像明るさ情報に相当する。

Ｃ４．変形例４：
変形例３では、表示される画像の明るさに応じて開始タイミングＬｓ及びデューティー比が動的に決定されていたが、表示される画像の明るさに代えて又は表示される画像の明るさに加えて、画像表示装置１００の設置環境の明るさに応じて開始タイミング及びデューティー比を動的に決定する構成を採用することもできる。具体的には、例えば、設置環境の明るさと開始タイミング及びデューティー比とを対応付けた制御テーブルを制御パラメーター格納部１０８ａに用意しておき、かかる制御テーブルを参照することにより、設置環境の明るさに応じて、開始タイミング及びデューティー比を設定することができる。なお、設置環境の明るさは、例えば、画像表示装置１００に照度センサーを設け、かかる照度センサーにより検出された照度を採用することができる。そして、変形例４の制御テーブルでは、より高い（明るい）照度に対してより高いデューティー比が設定され、より低い（暗い）照度に対してより長い（すなわち、オン期間の開始が遅い）開始タイミングが設定されていることが好ましい。

以上説明した変形例４の構成によると、画像表示装置１００の設置環境の明るさ（照度）に合わせて開始タイミング及びデューティー比を決定することができるので、画像の視認性を大きく向上させることができる。なお、変形例４における照度センサーは、請求項における情報取得部に相当する。また、変形例４における照度は請求項における環境明るさ情報に相当する。

Ｃ５．変形例５：
図８は、変形例５における表示画像の一例を示すタイミングチャートである。図８の各段は、図４に示す各段と同じであるので、詳細の説明を省略する。変形例５の画像表示装置１００では、オン期間においてレーザー光源１２３，１２４に供給する電流の電流値を、第２実施形態の画像表示装置１００における電流値よりも高い値に設定する。具体的には、図８の４段目に示すように、破線で示す第２実施形態では、レーザー光源１２３，１２４に供給する電流値はＩ１であったが、実線で示す変形例４では、電流値はＩ１よりも大きいＩ２となっている。その結果、オン期間（Ｈｉｇｈの期間）の面積（光量に相当）が増加して画像の明るさが増すこととなる。全ての期間をオン（点灯）させる場合に比べて、オフ期間を設ける本発明では、このオフ期間に相当する電力をオン期間に上乗せして供給することで、オン期間の明るさをより明るくして視認性を向上させることができる。したがって、電流Ｉ２は、オフ期間の長さに基づき決定される。すなわち、全ての期間をオンさせる場合の最大供給電流値にオフ期間を乗じて得られた値を、オン期間で除して、求められた商に前述の最大供給電流値を加えた値が、電流値Ｉ２となる。それゆえ、オフ期間が長いほど、つまり、開始タイミングが遅いほど、オン期間における供給電流の大きさを大きくすることができる。

なお、このようにオン期間における電流値を増加させて明るさを上昇させた場合、上昇させない場合と比べて、同じ開始タイミング及びデューティー比であっても画像の見え方（重複する画像の見え易さ）が変わり得る。したがって、上述したように、オン期間における電流値を調整可能な構成（すなわち、ユーザーが電流値を上昇又は低下させること可能な構成）を採用する場合には、電流値に応じて、開始タイミング及びデューティー比も調整しなければならない。そこで、変形例２ないし変形例４のように、制御テーブルを参照して開始タイミング及びデューティー比を決定する構成においては、電流値を新たなパラメーターとしてテーブルを構成することが好ましい。例えば、変形例２のようなカラーモードに応じて開始タイミング及びデューティー比が決定される構成では、図５に示す制御テーブルを、設定され得る電流値（例えば、電流値Ｉ１及び電流値Ｉ２）ごとに予め用意しておくことが好ましい。

以上説明した変形例５の構成によると、オン期間におけるレーザー光源１２３，１２４への供給電流値を、全ての期間をオンさせる場合の最大供給電流値よりも増加させるので、オフ期間が存在することによる画像の明るさの低減を抑制できる。

Ｃ６．変形例６：
各実施形態及び変形例では、各フレーム画像の表示期間においてオフ期間とオン期間とを設けるようにしていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述したオフ期間に相当する期間においてもレーザー光源１２３，１２４に電流を供給することもできる。この構成では、例えば、オフ期間に供給する電流の電流値をオン期間に供給する電流の電流値よりも低くすることが好ましい。また、例えば、上述したオフ期間に相当する期間におけるデューティー比を、上述したオン期間に相当する期間におけるデューティー比よりも小さくすることが好ましい。これらのようにすることで、切り替え前後のフレーム画像が重なる期間を、他の期間に比べて画像をより暗く表示できるので、画像の視認性を向上させることができる。すなわち、一般には、１つのフレーム画像の表示期間において、第１の期間と、第１の期間の後に設けられ、第１の表示期間に比べて明るくフレーム画像が表示される第２の期間とが含まれるように、レーザー光源１２３，１２４への供給電流を制御する光源制御部を、本発明の画像表示装置に採用することができる。

Ｃ７．変形例７：
各実施形態における画像表示装置１００の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、画像表示装置１００では、光源としてレーザー光源１２３，１２４を用いていたが、これらに代えて、可視光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を採用することもできる。可視光ＬＥＤであっても、レーザー光源と同様に、オン／オフの切り替えに要する遅延が短いため、上述した各実施形態の構成を実現することができる。また、各実施形態では、発光体（レーザー光源１２３，１２４）は、２つであったが、各色ごとに用意して合計３つとすることもできる。この構成では、蛍光体ホイール１２６及び分光器１２７を省略することができる。また、各実施形態において、液晶パネル１３１，１３２，１３３は、いずれも透過型液晶パネルであったが、透過型液晶パネルに代えて、反射型液晶パネルやＤＭＤ（Digital Mirror Device）を採用することもできる。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００…画像表示装置
１０２…Ａ／Ｄ変換部
１０４…操作部
１０６…ＲＡＭ
１０８…フラッシュＲＯＭ
１０８ａ…制御パラメーター格納部
１１０…ＣＰＵ
１１１…画像処理部
１１２…制御部
１１３…照明制御部
１２０…光源制御部
１２１，１２２…レーザー光源ドライバー
１２３，１２４…レーザー光源
１２５…拡散板
１２６…蛍光体ホイール
１２７…分光器
１３０…液晶パネルドライバー
１３１，１３２，１３３…液晶パネル
１４０…投写光学系
１５０…照明光学系
Ｓｃ…スクリーン
Ｌｓ…開始タイミング
Ｌｆ…期間
Ｌｎ…オン期間
ｆ１〜ｆ３…画像
ｆ１１，ｆ１３…右目用画像
ｆ１２…左目用画像

Claims (12)

1. 画像表示装置であって、
   光源と、
   所定の間隔で順次入力されるフレーム画像データに基づき前記光源から射出される光を変調して、フレーム画像を表わす画像光を順次射出する画像形成部と、
   １つの前記フレーム画像の表示期間であるフレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、前記第１の表示期間に比べて明るく前記フレーム画像が表示される第２の表示期間とが含まれるように、前記光源への供給電流を制御する光源制御部と、
   を備える、画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記光源制御部は、前記第１の表示期間において前記光源に電流を供給せず、前記第２の期間において前記光源に電流を供給する、画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置において、
   前記光源制御部は、前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の長さのうち、少なくとも一方を調整する、画像表示装置。
4. 請求項３に記載の画像表示装置において、さらに、
   前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の表示期間の長さのうち、少なくとも一方を指定するためのユーザーインターフェイスを備える、画像表示装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の画像表示装置において、さらに、
   複数のカラーモードのうち、いずれかのカラーモードを指定するためのユーザーインターフェイスと、
   前記複数のカラーモードのそれぞれと、前記開始タイミングを示す情報及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さを示す情報のうちの少なくとも一方と、を対応付けて記憶する記憶部と、
   を備え、
   前記画像形成部は、前記ユーザーインターフェイスにより指定されたカラーモードに応じて、前記光源から射出される光を変調して前記画像光を射出し、
   前記光源制御部は、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を、前記指定されたカラーモードに対応付けられて前記記憶部に記憶されている情報の示す値となるように、前記光源への供給電流を制御する、画像表示装置。
6. 請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の画像表示装置において、さらに、
   前記フレーム画像データに基づき前記フレーム画像の明るさを示す画像明るさ情報を取得する情報取得部を備え、
   前記光源制御部は、前記取得された画像明るさ情報に基づき、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を調整する、画像表示装置。
7. 請求項３から請求項６までのいずれか一項に記載の画像表示装置において、さらに、
   前記画像表示装置の設置環境における明るさを示す環境明るさ情報を取得する情報取得部を備え、
   前記光源制御部は、前記取得された環境明るさ情報に基づき、前記開始タイミング及び前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さのうちの少なくとも一方を調整する、画像表示装置。
8. 請求項７に記載の画像表示装置において、
   前記光源制御部は、前記環境明るさ情報の示す明るさがより明るいほど前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間を長くする又は前記開始タイミングを早くする、画像表示装置。
9. 請求項３から請求項８までのいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記光源制御部は、前記フレーム画像表示期間内における前記第２の期間の長さが短いほど前記供給電流の大きさが大きくなるように、前記供給電流を制御する、画像表示装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の画像表示装置において、
    前記所定の間隔ごとに複数の画像を含む前記フレーム画像データが入力され、
    前記所定の間隔のうち、前記複数の画像のそれぞれが表示される画像表示期間に、前記第１の期間と前記第２の期間とが含まれる、画像表示装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の画像表示装置において、
    前記光源は、レーザー光源または可視光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である、画像表示装置。
12. 所定の間隔で順次入力されるフレーム画像データに基づき光源から射出される光を変調してフレーム画像を表わす画像光を順次射出する画像表示装置において、前記光源を制御する方法であって、
    １つの前記フレーム画像の表示期間であるフレーム画像表示期間において、第１の表示期間と、前記第１の表示期間に比べて明るく前記フレーム画像が表示される第２の表示期間とが含まれるように、前記光源への供給電流を制御する工程を備える、
    方法。

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