JP3781743B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、赤色，緑色及び青色の光と、またはさらにこれに白色光を加えた光を空間的に変調することによって、カラー映像を表示する、映像表示装置の改良に関する。

従来、赤色，緑色及び青色のそれぞれの光を空間的に変調して合成することによって、カラー映像を表示する方式はすでに知られている。
図１１は、従来の空間変調方式の映像表示装置の構成例を示したものである（例えば特許文献１参照）。
この従来例の映像表示装置は、赤色光源１１１と、緑色光源１１２と、青色光源１１３と、空間光変調器１１６，１１７，１１８と、画像合成光学系１１９と、赤色光源駆動回路１２１と、緑色光源駆動回路１２２と、青色光源駆動回路１２３と、赤空間光変調器駆動回路１３１と、緑空間光変調器駆動回路１３２と、青空間光変調器駆動回路１３３と、赤画像メモリ１５１と、緑画像メモリ１５２と、青画像メモリ１５３と、映像信号処理回路１５４と、タイミング制御回路１６１とから概略構成されている。

最初、図１１を参照して、従来例の映像表示装置における、光学系の構成について説明する。
赤色用空間光変調器１１６は、赤色光源１１１から入射された赤色光を空間光変調して、赤色画像光を出射する。緑色用空間光変調器１１７は、緑色光源１１２から入射された緑色光を空間光変調して、緑色画像光を出射する。青色用空間光変調器１１８は、青色光源１１３から入射された青色光を空間光変調して、青色画像光を出射する。
画像合成光学系１１９は、入射された赤色画像光と緑色画像光と青色画像光とを画像合成して、合成画像光を出射する。出射された合成画像光は、図示されない投射光学系を経て図示されないスクリーン上に投影される。

次に、図１１を参照して、従来例の映像表示装置の回路構成について説明する。赤色光源駆動回路１２１，緑色光源駆動回路１２２及び青色光源駆動回路１２３は、それぞれ赤色光源１１１，緑色光源１１２及び青色光源１１３を駆動する。
赤空間光変調器駆動回路１３１，緑空間光変調器駆動回路１３２及び青空間光変調器駆動回路１３３は、それぞれ赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、それぞれ空間光変調器１１６，１１７及び１１８を駆動する。
タイミング制御回路１６１は、入力映像信号１０１に応じて、映像信号処理回路１５４と、赤空間光変調器駆動回路１３１，緑空間光変調器駆動回路１３２及び青空間光変調器駆動回路１３３の動作タイミングを制御する。

映像信号処理回路１５４は、入力された映像信号１０１に対して、同期検出，カラースペース変換，デガンマ等の映像信号処理を行って、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号を生成する。また、映像信号処理回路１５４は、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号を、それぞれ赤画像メモリ１５１，緑画像メモリ１５２及び青画像メモリ１５３に蓄積し、また読み出す処理を行う。

図１２においては、従来例の映像表示装置における各部の制御タイミングが示されている。
赤色光源１１１，緑色光源１１２及び青色光源１１３は、常時、駆動されて発光状態になっている。各空間光変調器１１６，１１７及び１１８を駆動する映像信号は、１フレーム周期ごとに更新されている。赤色用空間光変調器１１６を駆動するのは、赤色用映像信号であり、緑色用空間光変調器１１７を駆動するのは、緑色用映像信号であり、青色用空間光変調器１１８を駆動するのは、青色用映像信号である。

次に、従来の映像表示装置における、画像をより明るくする方法について説明する。
従来、カラー映像を表示するためには、画面を構成する各画素を、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色の副画素に分解して、それぞれの副画素ごとに明るさを制御することによって、視覚的にカラー画像として認識されるようにする方法がとられている。
しかしながら、明るさに関して言えば、視聴環境に対して画面が十分に明るくないと、見づらいものとなってしまう。
そこで、色の成分として白色（Ｗ）を追加して、画像全体に明るさを付与することによって、より見やすいカラー映像を得ようとする方法が提案されている。

このような例として、直視型の画像表示装置の場合、例えば特許文献２に開示された液晶表示装置では、液晶パネルの各画素を構成する副画素として、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色以外にＷの副画素を設け、Ｒ，Ｇ，Ｂの入力データからデコーダによってＷ用の出力輝度データを算出して、この輝度データをＲ，Ｇ，Ｂの入力データとともに用いて、液晶パネルのＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各副画素を一斉に駆動することによって、適正な輝度の画面表示を行うことができるようにしている。

これに対して、スクリーン上にカラー映像を投影するプロジェクタの場合は、一般に、映像信号によって空間的に透過度または反射度を制御される空間光変調器に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光を順次照射することによって、空間光変調器を経てスクリーン上に投影される各色の画像が、視覚的に混合してカラー映像として認識される色順次方式の表示方法がとられる。

人間の眼には、時定数数十ミリ秒の積分効果があるが、空間光変調器から出射される、赤色映像光，緑色映像光および青色映像光からなる画像が更新される周期、すなわち映像信号のフレーム周期は、通常、人間の眼の積分時定数より短いので、フレーム周期内ごとに異なる色の画像が時間の経過に従って順次切り替えられながら映写されたとき、人間の眼には、カラー画像として認識されることになる。

次に、色順次方式をとる場合の空間光変調方式映像表示装置の従来例について説明する。図１３は、従来の色順次方式映像表示装置における光学系の構成をブロック図によって示したものである（例えば特許文献１参照）。
この従来例の映像表示装置の光学系は、赤色光源１１１と、緑色光源１１２と、青色光源１１３と、色合成光学系１１５とからなる光源部１００と、空間光変調器１３０とから概略構成されている。

最初、図１３を参照して、従来例の映像表示装置の構成について説明する。
赤色光源１１１は、赤色光を出射する。緑色光源１１２は、緑色光を出射する。青色光源１１３は、青色光を出射する。色合成光学系１１５は、入射された赤色光と緑色光と青色光とを合成して、同一光路に順次出射する。空間光変調器１３０は、色合成光学系１１５から出射された光を、順次、空間光変調して出射する。

各光源からの赤色光，緑色光および青色光を色合成するための色合成光学系１１５としては、ダイクロイックプリズム、偏光統一手段、ダイクロイックミラーまたはフライアイレンズ等が用いられる。なおこの際、空間光変調器１３０へ照射される光のむらを軽減するために、光インテグレータを用いてもよい。

ここで、色合成光学系１１５としてダイクロイックプリズムを使用した例としては、例えば、特許文献６に開示されているようなものがある。また、ダイクロイックミラーを使用した例としては、例えば、特許文献７に開示されているようなものがある。フライアイレンズを使用した例としては、例えば、特許文献８や特許文献９に開示されているようなものがある。また、偏光統一手段については、例えば特許文献１０に開示されている。さらに、光インテグレータを使用して光のむらを軽減させるための構成を持つ例としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。

図１３に示された映像表示装置においては、それぞれ赤色光源１１１，緑色光源１１２および青色光源１１３から出射された、赤色光，緑色光および青色光は、色合成光学系１１５において合成されて同一光路に出射される。空間光変調器１３０は、空間光変調器駆動信号によって、空間的に光の透過率を制御され、色合成光学系１１５から入射された光を、空間的に順次変調して出射する。空間光変調器１３０から出射された赤色画像光，緑色画像光および青色画像光は、図示されない投射光学系を経て図示されないスクリーン上に順次投影されて、カラー映像を形成する。

次に、図１４を参照して、図１３に示された従来例の映像表示装置における、各色の光源の制御動作を説明する。
空間光変調器１３０には、空間光変調器駆動信号が加えられる。空間光変調器駆動信号としては、図１４に示すように、赤色用映像信号（Ｒ−ｖｉｄｅｏ），緑色用映像信号（Ｇ−ｖｉｄｅｏ）および青色用映像信号（Ｂ−ｖｉｄｅｏ）が順次入力される。

そして、赤色用映像信号が空間光変調器１３０に入力される期間には、赤色光源１１１から赤色光が色合成光学系１１５に入射され、緑色用映像信号が空間光変調器１３０に入力される期間には、緑色光源１１２から緑色光が色合成光学系１１５に入射され、青色用映像信号が空間光変調器１３０に入力される期間には、青色光源１１３から青色光が色合成光学系１１５に入射されて、順次、色合成光学系１１５を経て空間光変調器１３０に入射されるので、空間光変調器１３０からは画像光として、赤色画像光，緑色画像光および青色画像光が順次出射されて、スクリーン上に投影されるので、カラー映像として認識される。

色順次方式の映像表示装置においても、色の成分として白色（Ｗ）を追加して、画像全体に明るさを付与することによって、より見やすいカラー画像を得ることが可能であり、空間光変調器に対して照射するＲ，Ｇ，Ｂの色光の照射シーケンスにＷの光の照射期間を追加して、画像全体に明るさを付与するようにしたものが既に提案されている（例えば特許文献３，特許文献４，特許文献５参照）。

これらの従来技術において、空間光変調器に照射されるＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色光を生成する方法としては、例えば、回転型のカラーフィルタ板（カラーホィール）を用い、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ領域によってＲ，Ｇ，Ｂの各色光を出射するとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のフィルタ領域間にＷの領域を配置してＷの光を出射することによって、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色光を照射できるようにする方式のものと、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の光学デバイス（例えば液晶カラーフィルタ）によって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を割り当てられたそれぞれの期間ごとに照射するとともに、Ｗの光を出射する光学デバイスによって、またはＲ，Ｇ，Ｂの各光学デバイスを透過してＷの光を出射する期間を設けてＷの光を照射することによって、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色光を照射できるようにする方式のものとがある。

特開平１０−２６９８０２号公報 特開２００２−１４９１１６号公報 特開平１１−１０２１７０号公報 特開２００１−１８４０３７号公報 特開２００２−８２６５２号公報 特開２０００−５６４１０号公報 特開平８−２４０７７９号公報 特開平１１−３２２７８号公報 特開２００１−３４３７０６号公報 特開平６−２８９３８７号公報

従来から広く用いられている映像表示装置としては、周知のＣＲＴ（Cathode Ray Tube）受像機がある。ＣＲＴ受像機においては、電子銃から発射された電子ビームによって蛍光体が励起されて、赤色，緑色及び青色の光が出射される。この際、蛍光面の輝度は、電子ビームの電流密度にほぼ比例し、また、電子ビームの電流密度は、映像信号の階調成分に比例するように制御される。

ＣＲＴ受像機の三原色は、それぞれの色の蛍光体の発光色であり、各発光色を映像信号に応じた割合で加法混色することによって、カラーを再現している。
ＣＲＴ受像機の色再現性については、例えば、ＩＴＵ−Ｒ Ｒｅｃ．ＢＴ．１３６１によって、カラリメトリの規格が定められており、この規格に従った映像信号をＣＲＴ受像機で映写した場合に、期待される色の映像が再現されるようになっている。
しかしながら、三原色の色度座標が異なる映像表示装置の場合は、映像の色合いが異なるものとなってしまう。

赤色，緑色及び青色の光源からの光を、空間的に変調して映像を表示する映像表示装置においては、光源として、半導体発光素子等が使用されるが、半導体発光素子の場合は、発光原理がＣＲＴの場合とは異なるため、三原色の色度座標を前述のＩＴＵ−Ｒ Ｒｅｃ．ＢＴ．１３６１等の規格と同じにすることは難しく、色再現性がＣＲＴの場合とは、異なるものとなる。
従来、このような場合の色調整方法としては、白色点が規格に合うように、単純に三原色光源の明るさのバランスを調整するという方法がとられていた。
しかしながら、この方法では、白色点に関しては、色合いを同じにすることが可能であるが、刺激純度の高い色、すなわち、鮮やかな色に関しては、色再現性がほとんど修正されない。
このように、半導体発光素子を用いた従来の映像表示装置の場合、色再現性が十分でないという問題があった。

また、色順次方式の映像表示装置において、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光の照射期間に対してＷの色光の照射期間を別に設ける方法では、別途、Ｗの色光の照射期間に白色用映像信号によって空間光変調器を制御する必要があり、回路の複雑化，高速化という問題が生じる。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであって、三原色の光源からの光を空間的に変調して映像を表示させる映像表示装置において、映像信号が従うカラリメトリとは、三原色の色度座標が異なる光源を用いた場合でも、色再現性が良好な、映像表示装置を提供することを目的としている。
また、映像信号が従うカラリメトリに応じて、色再現性を調整できる映像表示装置を提供することを目的としている。
また、この発明は、赤色画像光，緑色画像光および青色画像光を時間的に順次切り替えて表示する色順次方式の映像表示装置において、回路をさほど複雑化することなく、Ｗの色光照射を追加して、画像の明るさを強調することが可能な、映像表示装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、赤色光を発光する赤色光源と、緑色光を発光する緑色光源と、青色光を発光する青色光源と、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、前記赤色光源，緑色光源及び青色光源からの光を空間的に変調する少なくとも一つの空間光変調手段と、前記空間光変調手段を制御する映像信号と変調する光の組み合わせを選択する選択制御手段と、前記空間光変調手段が変調する光の光束の時間平均値を制御する光量制御手段とを具備する映像表示装置に係り、前記空間光変調手段が、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lrr、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lgr、青色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lbrとし、赤色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lrg、緑色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lgg、青色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lbgとし、赤色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lrb、緑色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lgb、青色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lbbとするとともに、
前記赤色光，緑色光及び青色光のＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系による色度座標をそれぞれ (xr, yr) , (xg, yg) , (xb, yb) としたとき、映像信号が従うカラリメトリにおける赤色，緑色及び青色の前記標準表色系による色度座標 (xr0, yr0) , (xg0, yg0) , (xb0, yb0) と、前記赤色光，緑色光及び青色光の各光束の時間平均値及び前記赤色光，緑色光及び青色光の前記標準表色系による色度座標との間で、以下の各式
xr0 = (xr*Lrr/yr + xg*Lrg/yg + xb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
yr0 = (Lrr + Lrg + Lrb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
xg0 = (xr*Lgr/yr + xg*Lgg/yg + xb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
yg0 = (Lgr + Lgg + Lgb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
xb0 = (xr*Lbr/yr + xg*Lbg/yg + xb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
yb0 = (Lbr + Lbg + Lbb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
の関係が、成り立つように設定されていることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の映像表示装置に係り、前記各光束の時間平均値について、
Lr = Lrr + Lrg + Lrb
Lg = Lgr + Lgg + Lgb
Lb = Lbr + Lbg + Lbb
と定義したとき、映像信号が従うカラリメトリにおける赤色，緑色及び青色の前記標準表色系による色度座標 (xr0, yr0) , (xg0, yg0) , (xb0, yb0) と、映像信号が従うカラリメトリにおける標準白色のＣＩＥ１９３１標準表色系による色度座標 (xw, yw) との間で、次式
xw =(xr0*Lr/yr0 + xg0*Lg/yg0 + xb0*Lb/yb0) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
yw =(Lr + Lg + Lb) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
の関係が、成り立つように設定されていることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、赤色光を発光する赤色光源と、緑色光を発光する緑色光源と、青色光を発光する青色光源と、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、前記赤色光源，緑色光源及び青色光源からの光を空間的に変調する少なくとも一つの空間光変調手段と、前記空間光変調手段を制御する映像信号と変調する光の組み合わせを選択する選択制御手段と、前記空間光変調手段が変調する光の光束の時間平均値を制御する光量制御手段とを具備する映像表示装置に係り、前記空間光変調手段が、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lrr、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lgr、青色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lbrとし、赤色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lrg、緑色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lgg、青色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値をLbgとし、赤色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lrb、緑色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lgb、青色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lbbとするとともに、
前記赤色光，緑色光及び青色光のＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系による色度座標をそれぞれ (xr, yr) , (xg, yg) , (xb, yb) とし、さらに、Lr，Lg，Lb，xr1 ，yr1 ，xg1 , yg1 , xb1 , yb1 を次の各式
Lr = Lrr + Lrg + Lrb
Lg = Lgr + Lgg + Lgb
Lb = Lbr + Lbg + Lbb
xr1 = (xr*Lrr/yr + xg*Lrg/yg + xb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
yr1 = (Lrr + Lrg + Lrb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
xg1 = (xr*Lgr/yr + xg*Lgg/yg + xb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
yg1 = (Lgr + Lgg + Lgb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
xb1 = (xr*Lbr/yr + xg*Lbg/yg + xb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
yb1 = (Lbr + Lbg + Lbb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
によって定義したとき、映像信号が従うカラリメトリにおける標準白色の前記標準表色系による色度座標 (xw, yw) との間で、次式
xw =(xr1*Lr/yr1 + xg1*Lg/yg1 + xb1*Lb/yb1) /(Lr/yr1 + Lg/yg1 + Lb/yb1)
yw =(Lr + Lg + Lb) /(Lr/yr1 + Lg/yg1 + Lb/yb1)
の関係が、成り立つように設定されていることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一記載の映像表示装置に係り、前記映像表示装置において、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する赤色光の光束をそれぞれPrr, Pgr, Pbr とし、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する緑色光の光束をそれぞれPrg, Pgg, Pbg とし、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する青色光の光束をそれぞれPrb, Pgb, Pbb としたとき、
Prr = Pgr = Pbr
Prg = Pgg = Pbg
Prb = Pgb = Pbb
の関係が成り立つようにすることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載の映像表示装置に係り、前記映像表示装置において、１フレーム期間中に各色の光源をすべて消灯する期間を設けたことを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置に係り、赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する赤色光の光束を Pr とし、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する緑色光の光束を Pg とし、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する青色光の光束を Pb としたとき、前記赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、赤色光とともに光束 K*Pg （K は係数（0＜ K≦ 1） 、以下同じ）の緑色光と光束 K*Pb の青色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、緑色光とともに光束 K*Pb の青色光と光束 K*Pr の赤色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、青色光とともに光束 K*Pr の赤色光と光束 K*Pg の緑色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置に係り、赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する赤色光の光束を Pr とし、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する緑色光の光束を Pg とし、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する青色光の光束を Pb としたとき、前記赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、赤色光とともに光束 K*Pg （K は係数（0≦ K≦ 1） 、以下同じ）の緑色光と光束 K*Pb の青色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、緑色光とともに光束 K*Pb の青色光と光束 K*Pr の赤色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、青色光とともに光束 K*Pr の赤色光と光束 K*Pg の緑色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていて、かつ、前記照明手段において、前記係数Ｋの値を0≦ K≦ 1の範囲内で設定変更できるように構成されていることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置に係り、赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に赤色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射し、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に緑色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射し、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に青色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の映像表示装置に係り、前記白色光を、前記赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号による前記空間光変調手段の駆動タイミングに応じて空間光変調手段に照射するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項１０記載の発明は、請求項８記載の映像表示装置に係り、前記白色光を常時点灯するように構成されていることを特徴としている。

また、請求項１１記載の発明は、請求項８乃至１０のいずれか一記載の映像表示装置に係り、前記白色光の明るさを外部制御によって変更できるように構成されていることを特徴としている。

また、請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれか一記載の映像表示装置に係り、前記赤色光，緑色光，青色光または白色光の光源がＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなることを特徴とすしている。

また、請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の映像表示装置に係り、前記ＬＥＤが複数個からなることを特徴としている。

本発明の映像表示装置によれば、光束の時間平均値を制御する手段を備え、各色の光源ごとに赤色，緑色，青色の映像信号の組み合わせによって空間光変調を行うようにしたので、光源の色度座標にかかわらず、実質的な三原色及び白色の色度座標を変更することができ、従って、好みの色再現性を実現することが可能になる。
また、光束の時間平均値を制御する手段を備え、各色の光源ごとに赤色，緑色，青色の映像信号の組み合わせによって空間光変調を行うようにするとともに、光束の時間平均値を正確に調整するようにしたので、映像信号が従うカラリメトリとは三原色の色度座標が異なる光源を用いた場合でも、実質的な三原色の色再現性、又は実質的な三原色及び白色の色再現性をよくすることができる。
さらに、光束の時間平均値を制御する手段を備え、各色の光源ごとに赤色，緑色，青色の映像信号の組み合わせによって空間光変調を行うようにするとともに、光束の時間平均値を正確に調整するようにしたので、実質的な三原色の色度座標を変更しても、白色の色再現性をよくすることができる。

また、本発明の映像表示装置によれば、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整できる照明手段と、照明手段からの光を変調する空間光変調手段とを設けて、赤色用映像信号に応じて、空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に、赤色光だけでなく緑色光および青色光も照射し、同様に、緑色用映像信号に応じて、空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に、緑色光だけでなく青色光および赤色光も照射し、青色用映像信号に応じて、空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に、青色光だけでなく赤色光および緑色光も照射するようにしたので、映像の明るさを強調することができる。また、この際、照明手段がその明るさを調整する機能を有しているので、画像ソースの内容や、視聴環境に応じて明るさの度合いを調整することができる。

さらに、本発明の映像表示装置によれば、赤色光，緑色光，青色光および白色光のそれぞれの光束を調整できる照明手段と、照明手段からの光を変調する空間光変調手段とを設けて、赤色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に赤色光だけでなく白色光も照射し、同様に、緑色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に緑色光だけでなく白色光も照射し、青色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、空間光変調器に青色光だけでなく白色光も照射しするようにしたので、映像の明るさを強調することができる。

映像表示装置を、赤色光を発光する赤色光源と、緑色光を発光する緑色光源と、青色光を発光する青色光源と、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、上記赤色光源，緑色光源及び青色光源からの光を空間的に変調する少なくとも一つの空間光変調手段と、上記空間光変調手段を制御する映像信号と変調する光の組み合わせを選択する選択制御手段と、上記空間光変調手段が変調する光の光束の時間平均値を制御する光量制御手段とを備えて構成する。
また、映像表示装置において、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えるとともに、赤色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に照射する赤色光の光束を Pr とし、緑色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に照射する緑色光の光束を Pg とし、青色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に照射する青色光の光束を Pb としたとき、上記赤色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に、赤色光とともに光束 K*Pg （K は係数（ 0≦ K≦ 1) 、以下同じ）の緑色光と光束 K*Pb の青色光とを上記空間光変調手段に照射し、上記緑色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に、緑色光とともに光束 K*Pb の青色光と光束 K*Pr の赤色光とを上記空間光変調手段に照射し、上記青色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に、青色光とともに光束 K*Pr の赤色光と光束 K*Pg の緑色光とを上記空間光変調手段に照射するように上記照明手段を制御するように構成する。
また、映像表示装置において、赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えるとともに、赤色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に赤色光と白色光とを上記空間光変調手段に照射し、緑色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に緑色光と白色光とを上記空間光変調手段に照射し、青色用映像信号による上記空間光変調手段駆動時に青色光と白色光とを上記空間光変調手段に照射するように上記照明手段を制御するように構成する。
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。

図１は、この発明の第１実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図、図２は、本実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャート、図３は、本実施例の映像表示装置における各色の光源の他の制御方法を示すタイミングチャートである。

この例の映像表示装置は、図１に示すように、赤色光源１と、緑色光源２と、青色光源３と、赤色用の空間光変調器６と、緑色用の空間光変調器７と、青色用の空間光変調器８と、画像合成光学系９と、赤色光源駆動回路２１と、緑色光源駆動回路２２と、青色光源駆動回路２３と、赤空間光変調器駆動回路３１と、緑空間光変調器駆動回路３２と、青空間光変調器駆動回路３３と、赤画像メモリ５１と、緑画像メモリ５２と、青画像メモリ５３と、映像信号処理回路５４と、３−３選択回路（ＲＧＢ同時選択回路）５５と、タイミング制御回路６１とから概略構成されている。

最初に、この例の映像表示装置における、光学系の構成について説明する。
赤色光源１，緑色光源２及び青色光源３は、それぞれ赤色，緑色及び及び青色の単色の光を生成する。赤色光源１，緑色光源２及び青色光源３としては、それぞれの色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることが望ましく、これによって、赤色，緑色及び青色の単色の光を生成するとともに、印加する電流値によって光束を制御することができる。さらに、応答時間が数マイクロ秒以下であって、表示すべき画像のフレーム周期に対して十分短いので、後述するような、光源の制御を行うことが可能となる。なお、ＬＥＤを映像表示装置の光源として使用する場合には、１個あたりの光量が十分でないため、それぞれの色ごとに複数個のＬＥＤを使用することが望ましい。

空間光変調器６，７及び８は、一定の大きさの空間の各部の光透過率を、画像に従って変化させるものであって、ＴＮ（Twisted Nematic ）形液晶パネルや強誘電性液晶パネル、又はＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device ）等が使用される。
ＴＮ液晶パネルは、光透過性物質の旋光や複屈折等の性質を利用したものであって、印加電圧値に応じて偏光の度合いを制御することによって、通過する光の大きさを変化させる。

強誘電性液晶パネルは、複屈折を利用したものであって、印加電圧の極性に応じて２つの偏光状態を切り替えるものであり、通過光の明るさは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によって制御される。

ＴＮ液晶パネルや強誘電性液晶パネルには、透過型のものと反射型のものとがある。
透過型の液晶パネルを用いた空間光変調器の場合は、液晶パネルにおける光の入射側と出射側に、それぞれ偏光子が設けられる。反射型の液晶パネルを用いた空間光変調器の場合は、液晶パネルの光が出入する側に、ＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）が装備される。
ＤＭＤは反射型の空間光変調器である。ＤＭＤは、画素数分の微小鏡を有しており、印加する電圧の極性に応じて微小鏡の傾きを切り替える。制御される微小鏡の傾きは２状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）であり、通過光の明るさは，ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により制御される。つまりＯＮ状態の時間が長いほど、またＯＦＦ状態が短いほど明るくなるので、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の時間配分を制御することによって明るさを制御する。反射光のうちＯＦＦ状態の光が投射光学系に漏れ込んでコントラストが低下するのを軽減するために、ＴＩＲプリズム（全反射プリズム）が用いられる場合もある。

画像合成光学系９は、クロスダイクロイックプリズムやダイクロイックミラー等からなり、赤色画像光，緑色画像光及び青色画像光を合成して、合成画像光を生成する。なお、空間光変調器としてＤＭＤを用いる場合には、色分解／色結合プリズム及びＴＩＲプリズムが使用されることもある。

次に、上記構成のの映像表示装置の動作について説明する。
赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２及び青色光源駆動回路２３は、それぞれ赤色光源１，緑色光源２及び青色光源３を駆動してその点灯状態を制御する。赤空間光変調器駆動回路３１，緑空間光変調器駆動回路３２及び青空間光変調器駆動回路３３は、それぞれ３−３選択回路（ＲＧＢ同時選択回路）５５からの赤色用映像信号、緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、それぞれ赤色用の空間光変調器６，緑色用の空間光変調器７及び青色用の空間光変調器８を駆動して、それぞれ空間各部の光の透過率（又は反射率）を変化させる。

タイミング制御回路６１は、入力映像信号１０１に応じて、赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２及び青色光源駆動回路２３と、赤空間光変調器駆動回路３１，緑空間光変調器駆動回路３２及び青空間光変調器駆動回路３３と、映像信号処理回路５４と、３−３選択回路（ＲＧＢ同時選択回路）５５の動作タイミングを制御するとともに、赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２及び青色光源駆動回路２３からの、それぞれ赤色光源１，緑色光源２及び青色光源３に対する駆動電力の大きさの制御、又は駆動電力の供給時間の制御、又は各色の光源をそれぞれ複数の発光素子で構成している場合には、各色発光素子を発光させる個数を切り替える制御を行う。なお、駆動電力の大きさの制御と、駆動電力の供給時間の制御と、発光素子の個数の切り替えとを併用してもよい。
また、タイミング制御回路６１は、入力映像信号１０１が従う規格を判別できるようにし、その規格におけるカラリメトリに応じて、制御を切り替えるようにしてもよい。

赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２及び青画像メモリ５３は、それぞれ赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号を一時的に記憶する。
映像信号処理回路５４は、映像信号入力１０１に応じて、同期検出，カラースペース変換，デガンマ等の映像信号処理を行って、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号を生成して、それぞれ赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２及び青画像メモリ５３に蓄積するとともに、赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２，青画像メモリ５３から読み出したデータの３−３選択回路５５への出力を制御する。

３−３選択回路５５は、タイミング制御回路６１のタイミング制御に応じて、赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２及び青画像メモリ５３から入力された赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号から選択して、それぞれ赤空間光変調器駆動回路３１，緑空間光変調器駆動回路３２及び青空間光変調器駆動回路３３へ出力する。

以下、図１乃至図３を参照して、この例の映像表示装置の制御と動作とを説明する。
赤色用空間光変調器６が、赤色光源１から入射された赤色光を空間光変調して出射した赤色画像光と、緑色用空間光変調器７が、緑色光源２から入射された緑色光を空間光変調して出射した緑色画像光と、青色用空間光変調器６が、青色光源３から入射された青色光を空間光変調して出射した青色画像光とは、画像合成光学系９に入射される。
画像合成光学系９は、赤色画像光，緑色画像光及び青色画像光を画像合成して、合成画像光を出射する。
合成画像光は、投射光学系（不図示）によって、スクリーン（不図示）上に投影される。

この例の映像表示装置における、第１の制御方法では、図２にそのタイミングを示すように、１フレーム周期中において、赤色用空間光変調器６を駆動する映像信号の順序を、赤色用，緑色用，青色用とし、緑色用空間光変調器７を駆動する映像信号の順序を、緑色用，青色用，赤色用とし、青色用空間光変調器８を駆動する映像信号の順序を、青色用，赤色用，緑色用としている。

ただし、各空間光変調器６，７および８へ入力する映像信号の色の順番は、上記の例に限るものではなく、例えば、各空間光変調器６，７および８へ入力する映像信号の順番を、すべて赤色用，緑色用，青色用としてもよい。
この場合、３−３選択回路５５から出力する映像信号が一種類で済むという利点があるが、反面、合成画像光の色における時間軸上の分布に偏りが生じて、いわゆる色割れと呼ばれる現象が現れやすくなるという問題が発生する。しかしながら、図２の例に示すようにすれば、色割れはほとんど目立たない。

いま、１フレーム周期をTfとし、赤色用空間光変調器６において、１フレーム周期Tfあたり、赤色用映像信号（R-video ），緑色用映像信号（G-video ）及び青色用映像信号（B-video ）によって赤色光を変調する時間をそれぞれ Trr, Tgr, Tbrとし、変調する赤色光の光束をそれぞれ Prr, Pgr, Pbrとする。
同様に、緑色用空間光変調器７において、１フレーム周期Tfあたり、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって緑色光を変調する時間をそれぞれ Trg, Tgg, Tbgとし、変調する緑色光の光束をそれぞれ Prg, Pgg, Pbgとする。
さらに、青色用空間光変調器８において、１フレーム周期Tfあたり、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって青色光を変調する時間をそれぞれ Trb, Tgb, Tbbとし、変調する青色光の光束をそれぞれ Prb, Pgb, Pbbとする。

いま、Lrr, Lrg, Lrb, Lgr, Lgg, Lgb, Lbr, Lbg, Lbb を、次式のように定義する。
Lrr = Prr*Trr/Tf
Lrg = Prg*Trg/Tf
Lrb = Prb*Trb/Tf
Lgr = Pgr*Tgr/Tf
Lgg = Pgg*Tgg/Tf
Lgb = Pgb*Tgb/Tf
Lbr = Pbr*Tbr/Tf
Lbg = Pbg*Tbg/Tf
Lbb = Pbb*Tbb/Tf
…（１）

この場合、Lrr, Lrg, Lrb, Lgr, Lgg, Lgb, Lbr, Lbg, Lbb は、それぞれ次のような量を表している。
Lrr：赤色用空間光変調器６において、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値
Lgr：赤色用空間光変調器６において、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値
Lbr：赤色用空間光変調器６において、青色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値

Lrg：緑色用空間光変調器７において、赤色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値
Lgg：緑色用空間光変調器７において、緑色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値
Lbg：緑色用空間光変調器７において、青色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値

Lrb：青色用空間光変調器８において、赤色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値
Lgb：青色用空間光変調器８において、緑色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値
Lbb：青色用空間光変調器８において、青色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値

また、Lr, Lg, Lbを次のように定義する。
Lr = Lrr + Lrg + Lrb
Lg = Lgr + Lgg + Lgb
Lb = Lbr + Lbg + Lbb
…（２）

この場合 Lr, Lg, Lb は、それぞれ次のような量を表している。
Lr ：赤色用空間光変調器６，緑色用空間光変調器７及び青色用空間光変調器８において、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光，緑色光及び青色光の光束の時間平均値の和
Lg ：赤色用空間光変調器６，緑色用空間光変調器７及び青色用空間光変調器８において、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光，緑色光及び青色光の光束の時間平均値の和
Lb ：赤色用空間光変調器６，緑色用空間光変調器７及び青色用空間光変調器８において、青色用映像信号に応じて変調する赤色光，緑色光及び青色光の光束の時間平均値の和

人間の眼には、光の積分効果があるので、光源の光束に発光時間を乗じたものが、光源の実質的な明るさを表している。すなわち、式（１）及び式（２）で示される Lrr, Lrg, Lrb, Lgr, Lgg, Lgb, Lbr, Lbg, Lbb, Lr, Lg, Lbが、１フレーム周期Tfあたりの実質的な明るさを表している。
光源の実質的な明るさの調整は、光源に印加する電力で制御してもよいし、又は、光源に電力を印加する時間で制御してもよい。
また、各光源をそれぞれ複数の発光素子で構成している場合には、各発光素子を発光させる個数を切り替えることによって、光源の実質的な明るさを調整するようにしてもよい。

また、色を表現する方法としては、一般的に、ＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系（いわゆるＸＹＺ表色系）による色度座標が用いられている。
この発明の映像表示装置における赤色光源，緑色光源，青色光源の、ＸＹＺ表色系による色度座標をそれぞれ（xr, yr) ，(xg, yg) , (xb, yb）とし、新たに生成される三原色の色度座標を（xr0, yr0），（xg0, yg0），（xb0, yb0）とすると、ＸＹＺ表色系による色度座標と測光量に関する明るさとの関係から、次式のようになる。

xr0 = (xr*Lrr/yr + xg*Lrg/yg + xb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
yr0 = (yr*Lrr/yr + yg*Lrg/yg + yb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
= (Lrr + Lrg + Lrb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
xg0 = (xr*Lgr/yr + xg*Lgg/yg + xb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
yg0 = (yr*Lgr/yr + yg*Lgg/yg + yb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
= (Lgr + Lgg + Lgb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
xb0 = (xr*Lbr/yr + xg*Lbg/yg + xb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
yb0 = (yr*Lbr/yr + yg*Lbg/yg + yb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
= (Lbr + Lbg + Lbb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
…（３）

座標（xr, yr) , 座標（xg, yg) ，座標（xb, yb) と、比率（Lrr:Lrg:Lrb) ,比率（Lgr:Lgg:Lgb) ,比率（Lbr:Lbg:Lbb)とが決まると、座標（xr0, yr0) , 座標（xg0, yg0) , 座標（xb0, yb0）が決定する。
すなわち、ＸＹＺ表色系による色度座標が、(xr, yr) ,（xg, yg) , （xb, yb) である光源を用いる場合、光源の実質的な明るさの比率（Lrr:Lrg:Lrb) ,（Lgr:Lgg:Lgb) ,（Lbr:Lbg:Lbb)を調整することによって、映像信号が従うカラリメトリの規格における三原色と色度座標が等しい三原色を生成することができる。もちろん、好みの色度座標の三原色を生成することもできる。

また、白色点の色度座標を（xw, yw）とすると、上述のことから、次式の関係が導かれる。
xw =(xr0*Lr/yr0 + xg0*Lg/yg0 + xb0*Lb/yb0) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
yw =(yr0*Lr/yr0 + yg0*Lg/yg0 + yb0*Lb/yb0) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
=(Lr + Lg + Lb) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
…（４）

従って、色度座標が（xr0, yr0) ,(xg0, yg0) ,(xb0, yb0）である三原色を用いる場合、光源の実質的な明るさの比率（Lr:Lg:Lb) を調整することによって、映像信号が従うカラリメトリの規格における標準白色と色度座標が等しい白色を生成することができる。もちろん、好みの色度座標の白色を生成することもできる。
このように、この例の映像表示装置において、入力する映像信号が従うカラリメトリの規格における三原色及び標準白色と、それぞれ色度座標が等しい三原色及び白色を生成することができるので、映像の色合いを忠実に再現することが可能になる。

以下、具体的な計算例を示す。いま、入力する映像信号が、ITU-R Rec.BT.1361 規格に従う場合を考えるものとする。
ITU-R Rec.BT.1361 における輝度方程式の係数を考慮すると、
Lr / 0.2126 = Lg / 0.7152 = Lb / 0.722 …（５）
とすればよい。
ITU-R Rec.BT.1361 における三原色の色度座標は次の通りである。
(xr0, yr0) =（0.640 ,0.330)
(xg0, yg0) = (0.300 ,0.600)
(xb0, yb0) = (0.150 ,0.060)
…（６）

いま、赤色光源と緑色光源と青色光源の色度座標が、例えば以下の通りであったとする。
(xr, yr) =（0.690 ,0.300)
(xg, yg) = (0.290 ,0.680)
(xb, yb) = (0.150 ,0.060)
…（７）
これから、式（５）, （６），（７）を式（３）に代入することによって、次の関係式が得られる。
Lrr/0.1707 = Lrg/0.0410 = Lrb/0.0009 = Lgr/0.0207
= Lgg/0.6878 = Lgb/0.0067 = Lbb/0.0722
Lbr = Lbg = 0.0000
…（８）

図３は、この例の映像表示装置における、第２の制御方法を示したものである。
式（８）に示す計算例では、Lbr , Lbg , Lrb は、色再現性にはほとんど寄与していない。従って、図３に示すように、Tbr = Tbg = Trb = ０として、処理を縮約するようにしてもよい。これによって、主成分である Lrr ,Lgg 及びLbb の割り当て時間を増加することができるので、より明るくすることが可能になるという効果が生じる。

また、図２の例では、ほぼ、Trr = Tgr = Tbr = Trg = Tgg = Tbg = Trb = Tgb = Tbb としているが、式（１）から知られるように、Prr*Trr, Prg*Trg, Prb*Trb, Pgr*Tgr, Pgg*Tgg, Pgb*Tgb, Pbr*Tbr, Pbg*Tbg, Pbb*Tbb のそれぞれが一定であればよいので、例えば、Prr = Pgr = Pbr, Prg = Pgg = Pbg, Prb = Pgb = Pbb となるようにしてもよく、これによって、各光源ごとに印加電力が一定になる。
このようにすることによって、各光源ごとに印加電力が一定になるので、光源の光束−印加電力特性の個体差や温度変化及び経時変化等による影響を軽減することが可能となり、従って、調整工数を削減できるととにもに、温度や経時変化等によって色合いが変化することを防止できるようになる。

また、図２の例では、常時、いずれかの光源が点灯しているが、フレーム周期の切り替わり時等に、すべての光源を消灯させるようにしてもよく、このようにすることによって、人間の眼の残像効果による動画質の劣化を改善することが可能になるという効果が生じる。

このようにこの例の映像表示装置では、光束の時間平均値を制御するとともに、赤色用と緑色用と青色用のそれぞれの空間光変調器において、映像信号によって空間光変調を行って得られた、それぞれの色の画像光を合成して、カラー画像を得るようにしたので、光源の色度座標にかかわらず、三原色及び白色の色度座標を設定することによって、好みの色再現性を実現することができる。従って、映像信号が従うカラリメトリとは三原色の色度座標が異なる光源を用いた場合でも、実質的な三原色の色再現性を改善することができる。

図４は、この発明の第２実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図、図５は、本実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャート、図６は、本実施例の映像表示装置における各色の光源の他の制御方法を示すタイミングチャート、図７は、本実施例の映像表示装置における各色の光源のさらに他の制御方法を示すタイミングチャート、図８は、ＣＩＥ１９３１標準表色系による色度図上の色三角形の一例を示す図である。

この例の映像表示装置は、図４に示すように、光源部１０と、赤色光源駆動回路２１と、緑色光源駆動回路２２と、青色光源駆動回路２３と、空間光変調器３０と、空間光変調器駆動回路４１と、赤画像メモリ５１と、緑画像メモリ５２と、青画像メモリ５３と、映像信号処理回路５４と、３−１選択回路（ＲＧＢ順次選択回路）５６と、タイミング制御回路６２とから概略構成されている。また、光源部１０は、赤色光源１１と、緑色光源１２と、青色光源１３と、色合成光学系１５と、図示されない投射光学系とから構成されている。

最初に、図４を参照して、この例の色順次方式映像表示装置の光学的構成について説明する。なお、図４は、各光学部品の物理的な具体的配置を示すものではない。
光源部１０において、赤色光源１１は、赤色光を出射する。緑色光源１２は、緑色光を出射する。青色光源１３は、青色光を出射する。色合成光学系１５は、入射された赤色光と緑色光と青色光とを合成して、同一光路に順次出射する。空間光変調器３０は、色合成光学系１５から出射された光を、空間光変調器駆動回路４１からの空間光変調器駆動信号に応じて順次空間光変調して、画像光として出射する。空間光変調器３０から出射された各色の画像光は、図示されない投射光学系を経て図示されないスクリーン上に順次投影される。

赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることが好適である。これは、ＬＥＤによれば、赤色，緑色および青色の単色の光を生成することができ、また、印加する電流値によって光束を制御することができるとともに、さらに、応答時間が数マイクロ秒以下であって、表示すべき画像のフレーム周期に対して十分短いので、後述するような、光源の制御を行うことが可能になるためである。
なお、このような特性を有する光源であれば、ＬＥＤ以外の光源、例えばレーザダイオード等でもよい。また、ＬＥＤを色順次方式映像表示装置の光源として使用する場合には、１個あたりの光量が十分でないため、それぞれの色ごとに複数個のＬＥＤを使用することが望ましい。

各光源からの赤色光，緑色光および青色光を色合成するための色合成光学系１５としては、ダイクロイックプリズム，ダイクロイックミラーまたはフライアイレンズ等が用いられる。なおこの際、空間光変調機３０へ照射される光のむらを軽減するために、光インテグレータを用いてもよい。

空間光変調器３０は、一定の大きさの空間の各部の光透過率または光反射率を、画像に従って変化させるものであって、ＴＮ（Twisted Nematic ）液晶パネルや強誘電性液晶パネル、またはＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device ）等が使用される。
ＴＮ液晶パネルは、画素を構成する光透過性物質の旋光や複屈折等の性質を利用したものであって、印加する映像信号電圧値に応じて各部の偏光の度合いが変化するので、ＴＮ液晶パネルによって、通過する光の大きさを空間的に変化させるように制御することができる。

強誘電性液晶パネルは、画素を構成する物質の複屈折を利用したものであって、印加電圧の極性に応じて２つの偏光状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）に遷移するものであり、通過光の明るさは、印加電圧のパルス幅変調（Pulse Width Modulation：ＰＷＭ）によって制御される。
すなわち、ＯＮ状態の時間が長いほど、またＯＦＦ状態の時間が短いほど通過光が増加するので、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間配分を制御することによって、明るさを調整することができる。

ＴＮ液晶パネルや強誘電性液晶パネルには、透過型と反射型とがある。透過型の液晶パネルを用いた空間光変調器の場合は、液晶パネルの光の入射側と出射側にそれぞれ偏光子が装備される。反射型の液晶パネルを用いた空間光変調器の場合は、液晶パネルの光の入出射側に、偏光ビームスプリッタ（Polarising Beam Splitter：ＰＢＳ）が装備される。

ＤＭＤは、反射型の空間光変調器であって、画素数分の微小鏡を有し、印加する電圧の極性に応じて微小鏡の傾きが変化する性質を利用する。制御される微小鏡の傾きは２状態（ＯＮ状態とＯＦＦ状態）であって、通過光の明るさは、印加電圧のＰＷＭによって制御される。
すなわち、ＯＮ状態の時間が長いほど、またＯＦＦ状態の時間が短いほど明るくなるので、ＯＮ状態とＯＦＦ状態との時間配分を制御することによって、明るさを調節する。この際、反射光のうち、ＯＦＦ状態の光が投射光学系に漏れ込んでコントラストが低下するのを軽減するために、ＴＩＲプリズム（全反射プリズム）が用いられることもある。

次に、再び図４を参照して、この例の映像表示装置の回路構成について説明する。
赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２および青色光源駆動回路２３は、タイミング制御回路６２からのタイミング信号に応じて、それぞれ赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３を駆動してその明るさを制御する。

この際、赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３の明るさの制御は、赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２および青色光源駆動回路２３から、それぞれ赤色光源１１，緑色光源１２または青色光源１３に印加する駆動電力の大きさによって制御してもよいし、または、駆動電力の供給時間で制御してもよい。
また、各色の光源をそれぞれ複数の発光素子で構成している場合には、各色の発光素子を発光させる個数を切り替えることによって明るさを調整してもよい。
あるいは、液晶パネル等のような光の透過率を制御できるフィルタや、アイリス機構等を光源と併用して明るさを調整してもよい。
また、赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２および青色光源駆動回路２３が、外部制御によって光源の明るさを調整できるようにしてもよい（図示省略）。

空間光変調器駆動回路４１は、３−１選択回路（ＲＧＢ順次選択回路）５６からの赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号に応じて、順次、空間光変調器３０の画像空間の透過率または反射率を制御する。
赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２および青画像メモリ５３は、それぞれ映像信号処理回路５４から赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号を書き込まれて一時的に記憶し、また読み出されて３−１選択回路５６へ出力する。

映像信号処理回路５４は、映像信号Ｓ１を入力して、同期検出，カラースペース変換，デガンマおよびシステム固有の特性の補正等の映像信号処理を行って、赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号を生成する。
なお、ここでいうシステム固有の特性の補正とは、例えば、光学部品の特性のむらの補正や、空間光変調器３０として液晶パネルを用いた場合に必要となる、制御電圧と透過率（又は反射率）との関係が非線形である場合の補正等を指している。
また、映像信号処理回路５４は、赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号をそれぞれ赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２または青画像メモリ５３に蓄積するとともに、赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２および青画像メモリ５３から読み出す制御を行う。

３−１選択回路（ＲＧＢ順次選択回路）５６は、タイミング制御回路６２からのタイミング制御に応じて、赤画像メモリ５１，緑画像メモリ５２および青画像メモリ５３から読み出された、赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号を入力し、順次、いずれかを選択して、空間光変調器駆動回路４１へ出力する。
タイミング制御回路６２は、入力映像信号Ｓ１に応じて、赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２および青色光源駆動回路２３と、空間光変調器駆動回路４１と、映像信号処理回路５４と、３−１選択回路５６のそれぞれの動作タイミングを制御する。

以下、図４乃至図８を参照して、この例の映像表示装置の制御と動作とを説明する。
まず、図５を参照して、この例の映像表示装置における、各色の光源の第１の制御方法を説明する。
この例の場合、図４に示す映像表示装置においては、１フレーム周期中において、赤色用映像信号（R-video ），緑色用映像信号（G-video ）及び青色用映像信号（B-video ）によって、順次、空間光変調器３０を駆動するとともに、それぞれのタイミングにおいて、赤色光源１１，緑色光源１２及び青色光源１３の明るさを制御している。

いま、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって、空間光変調器３０において、赤色光源１１からの赤色光を変調する時間をそれぞれ Trr, Tgr, Tbrとするとともに、変調する赤色光の光束をそれぞれ Prr, Pgr, Pbrとする。
同様に、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって、空間光変調器３０において、緑色光源１２からの緑色光を変調する時間をそれぞれ Trg, Tgg, Tbgとするとともに、変調する緑色光の光束をそれぞれ Prg, Pgg, Pbgとする。
さらに、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって、空間光変調器３０において、青色光源１３からの青色光を変調する時間をそれぞれ Trb, Tgb, Tbbとするとともに、変調する青色光の光束をそれぞれ Prb, Pgb, Pbbとする。

これらの変数を式（１）及び（２）に適用すると、前述した第１実施例の場合と同様に、式（３）及び（４）が成立し、映像信号が従うカラリメトリにおける三原色や標準白色と同じ色度座標を生成することができ、又は、好みの色再現性を実現することができる。
なお、空間光変調器３０等の制御の都合によっては、消灯する期間を設けてもよい。

図６は、この例の映像表示装置における、各色の光源の第２の制御方法を示したものである。図５の例では、ほぼ、Trr = Tgr = Tbr = Trg = Tgg = Tbg = Trb = Tgb = Tbb としているが、式（１）から明らかなように、Prr*Trr, Prg*Trg, Prb*Trb, Pgr*Tgr, Pgg*Tgg, Pgb*Tgb, Pbr*Tbr, Pbg*Tbg, Pbb*Tbb のそれぞれが一定であればよいので、図６に示すように、例えば、Prr = Pgr = Pbr, Prg = Pgg = Pbg, Prb = Pgb = Pbb となるようにしてもよい。
このようにすることによって、各光源ごとに印加電力が一定になるので、光源の光束−印加電力特性の個体差や温度変化及び経時変化等による影響を軽減することが可能となり、従って、調整工数を削減できるととにもに、温度や経時変化等によって色合いが変化することを防止できるようになる。

このように、上述の映像表示装置では、光束の時間平均値を制御するとともに、赤色光源からの赤色光と、緑色光源からの緑色光と、青色光源からの青色光とを合成して、この合成光に対して単一の空間光変調器において、赤色用と緑色用と青色用のそれぞれの映像信号によって順次、空間光変調を行ってカラー映像を得るようにしたので、光源の色度座標にかかわらず、三原色及び白色の色度座標を設定することによって、好みの色再現性を実現することができる。従って、映像信号が従うカラリメトリとは三原色の色度座標が異なる光源を用いた場合でも、実質的な三原色の色再現性を改善することができる。

次に、図７のタイミングチャートを参照して、この例の映像表示装置における、各色の光源の第３の制御方法を説明する。
この例の映像表示装置において、空間光変調器３０を駆動する映像信号の順序は、赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号の順としているが、必ずしもこの順でなくてもよい。

この例の映像表示装置では、赤色用映像信号（R-video ）が選択されているとき、赤色光源１１だけでなく、緑色光源１２および青色光源１３も駆動してそれぞれの色光を照射し、緑色用映像信号（G-video ）が選択されているとき、緑色光源１２だけでなく、青色光源１３および赤色光源１１も駆動してそれぞれの色光を照射し、青色用映像信号（B-video ）が選択されているとき、青色光源１３だけでなく、赤色光源１１および緑色光源１２も駆動してそれぞれの色光を照射する。

いま、ある画素に注目したとき、空間光変調器３０における注目画素に対応する各色の光の変調度を制御する赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号を、それぞれ Vr ，Vgおよび Vb とし、
0 ≦ Vr ≦ 1 …（９ａ）
0 ≦ Vg ≦ 1 …（９ｂ）
0 ≦ Vb ≦ 1 …（９ｃ）
であるとする。

まず、映像の明るさを強調しない場合について説明する。
空間光変調器３０における注目画素に照射される赤色光，緑色光および青色光の、１フレーム周期あたりの光束の平均値をそれぞれ Pr ，Pgおよび Pb とする。また、変数 Prgb を、以下のように定義する。
Prgb = Pr + Pg + Pb
…（１０）
なおここで、Prgbは、赤色光，緑色光および青色光の合成光の光束、すなわち白色光の光束である。

次に、注目画素について、空間光変調器３０から出射される１フレーム周期あたりの赤色光束，緑色光束，青色光束およびこれらの合成光束を、それぞれ Lr, Lg , Lbおよび Lrgb とすると、
Lr = Pr*Vr …（１１ａ）
Lg = Pg*Vg …（１１ｂ）
Lb = Pb*Vb …（１１ｃ）
Lrgb = Lr + Lg + Lb …（１１ｄ）
となる。

次に、映像の明るさを強調する場合について説明する。
映像の明るさを強調する場合には、赤色用映像信号によって、赤色光を変調するだけでなく、緑色光および青色光も変調し、緑色用映像信号によって、緑色光を変調するだけでなく、青色光および赤色光も変調し、青色用映像信号によって、青色光を変調するだけでなく、赤色光および緑色光も変調する。
これによって、空間光変調器３０から出射される画像の明るさが強調される。

すなわち、注目画素について、１フレーム周期あたり、赤色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pr + K*( Pg + Pb ))*Vr …（１２ａ）
同様に、緑色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pg + K*( Pb + Pr ))*Vg …（１２ｂ）
同様に、青色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pb + K*( Pr + Pg ))*Vb …（１２ｃ）
となる。ただし、K は明るさを強調する度合いを示す係数であって、次式の値を持つ。
0 ≦ K ≦ 1 …（１３）

いま、合成光の光束を Lrgb'とすると、以上の各式から Lrgb'は次式のようになる。
Lrgb'= Lrgb + K*( Pr*( Vg + Vb ) + Pg*( Vb + Vr ) + Pb*( Vr + Vg ))
…（１４）
すなわち、
Lrgb'= Lrgb*( 1- K ) + Prgb( Vr + Vg + Vb )*K …（１５）
である。

これから
Lrgb≦ Lrgb'≦ 3Lrgb …（１６）
となる。（１５）式からわかるように明るさが強調されるが、色相は変わらない。
極端な場合として、K ＝０のときは、Lrgb'= Lrgb となるので、明るさが強調されない。また、K ＝１のときは、Lrgb'= Prgb*( Vr + Vg +Vb ) となるので、明るさの強調は最大となるが、無彩色となる。

図８においては、ＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系（いわゆるＸＹＺ表色系）による色度図上における、K をパラメータとした場合の色三角形の一例が示されている。
なお、図中の・で示すスペクトル軌跡上に表示される数値は、光の波長（単位はｎｍ）を示す。
図示のように、K の値が大きくなるのに伴って、色三角形が内側に移動している様子がみられる。
この際、※印で示す白色点の色度座標は移動せず、また、色三角形の各頂点は、K ＝０の場合の色三角形の各頂点と白色点を結ぶ直線上に存在している。これは、K の値を大きくするにつれて、色相は変化しないが、彩度が低下してゆくことを示している。

以上、説明したことから明らかなように、この例の映像表示装置においては、明るさと彩度とは、トレードオフの関係にあることがわかる。この場合、明るさの強調度合いをどの程度にするかは、製品仕様の問題となる。
一般に、視聴環境が明るい場合には、画像が明るい方が好まれる。また、多くのプレゼンテーション用途では、画像の彩度はあまり重要ではないので、このような場合は、彩度を低下させても、明るさを強調した方がよい。
一方、映像ソフトを視聴する場合は彩度は重要な因子であり、また視聴環境を暗くすることが多いので、このような場合は、明るさを強調せずに、彩度を優先させた方がよい。

これらのことから、この例の映像表示装置では、映像ソースの内容や視聴環境に応じて、明るさの強調度合いを調整できるようにしてもよい。この場合における明るさの強調度合いは、前述した赤色光源駆動回路２１，緑色光源駆動回路２２および青色光源駆動回路２３において調整可能である。また、各色の光源駆動回路における明るさの強調度合いを外部から制御できるようにしてもよい。

このように、この例の映像表示装置によれば、赤色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、赤色光以外に緑色光および青色光も照射し、緑色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、緑色光以外に青色光および赤色光も照射し、青色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、青色光以外に赤色光および緑色光も照射するようにしたので、映像の明るさを強調することができる。なお、図７に示した明るさを向上するための方法は、図５や図６に示した補正された三原色を得るための補正方法と組み合わせられることは明かである。

図９は、この発明の第３実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図、図１０は、本実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。
この例の映像表示装置は、図９に示すように、光源部１０Ａと、赤色光源駆動回路２１と、緑色光源駆動回路２２と、青色光源駆動回路２３と、白色光源駆動回路２４と、空間光変調器３０と、空間光変調器駆動回路４１と、赤画像メモリ５１と、緑画像メモリ５２と、青画像メモリ５３と、映像信号処理回路５４と、３−１選択回路５６と、タイミング制御回路６３とから概略構成されている。また、光源部１０Ａは、赤色光源１１と、緑色光源１２と、青色光源１３と、白色光源１４と、色合成光学系１６とから構成されている。

最初に、図９を参照して、この例の映像表示装置の光学的構成について説明する。なお、図９は、各光学部品の物理的な具体的配置を示すものではない。
光源部１０Ａにおいて、赤色光源１１は、赤色光を出射する。緑色光源１２は、緑色光を出射する。青色光源１３は、青色光を出射する。白色光源１４は、白色光を出射する。色合成光学系１６は、入射された赤色光と緑色光と青色光と白色光とを合成して、同一光路に順次出射する。空間光変調器３０は、色合成光学系１６から出射された光を、空間光変調器駆動回路４１からの空間光変調器駆動信号に応じて順次空間光変調して、画像光として出射する。空間光変調器３０から出射された各色の画像光は、図示されない投射光学系を経て図示されないスクリーン上に順次投影される。

赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３としては、図４に示す第２実施例の場合と同様なものを用いる。
白色光源１４としては、赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３と同様に、ＬＥＤを用いることが望ましい。これは、光束の制御が容易であり、前述の従来技術に開示されているような、フライアイレンズを用いた照明系を構成しやすいためである。なお、ＬＥＤ以外に、放電ランプ等を白色光源として使用することも可能である。

色合成光学系１６としては、例えば、クロスダイクロイックプリズムと、偏光ビームコンバイナと、二つの偏光統一手段によって構成することができる。赤色光源１１，緑色光源１２および青色光源１３からの光をクロスダイクロイックプリズムで色合成し、さらに偏光統一手段によって、Ｐ偏光に統一する。白色光源１４からの光を、もう一つの偏光統一手段によって、Ｓ偏光に統一する。そして、Ｐ偏光に統一した赤色光，緑色光および青色光の合成光と、Ｓ偏光に統一した白色光をビームコンバイナによって合成する。空間光変調器３０が入射光として直線偏光を必要とする液晶パネルの場合、偏光ビームコンバイナの出射側に、さらに偏光統一手段を配置する。空間変調器３０が入射光として偏光光を必要としないＤＭＤの場合、偏光ビームコンバイナの出射側に、１／４波長板を配置してもよい。このようにして、赤色光源１１，緑色光源１２，青色光源１３および白色光源１４からの光を合成する色合成光学系１６を構成することができる。

空間光変調器３０としては、図４に示された第２実施例の場合と同様なものを使用することができる。

次に、再び図９を参照して、この例の映像表示装置の回路構成について説明する。本実施例の回路構成は、図４に示された第２実施例の場合とほぼ同様であるが、白色光源１４および白色光源駆動回路２４が追加されている点が異なっている。
白色光源駆動回路２４は、タイミング制御回路６３からのタイミング信号に応じて、白色光源１４の明るさを制御する。
なお、白色光源駆動回路２４にタイミング制御回路からのタイミング信号を入力しないで、白色光源１４を常時、一定光度で点灯させるようにしてもよい。
また、白色光源駆動回路２４は、外部制御によって白色光源１４の明るさを調整できるようにしてもよい（図示省略）。

次に、図１０のタイミングチャートを参照して、この例の映像表示装置における、各色の光源の制御方法を説明する。
この例の映像表示装置において、空間光変調器３０を駆動する映像信号の順序は、赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号の順としているが、必ずしもこの順でなくてもよい。

この例の映像表示装置では、赤色用映像信号が選択されているとき、赤色光源１１を駆動して赤色光を照射し、緑色用映像信号が選択されているとき、緑色光源１２を駆動して緑色光を照射し、青色用映像信号が選択されているとき、青色光源１３を駆動して青色光を照射するとともに、白色光源１４を駆動して、白色光を常時照射する。

いま、ある画素に注目したとき、空間光変調器３０における注目画素に対する光の変調度を制御する赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号を、それぞれ Vr ，Vgおよび Vb とする。なおこの場合、前述の（９）式の関係が成立するものとする。
まず、映像の明るさを強調しない場合について説明する。
空間光変調器３０における注目画素に照射される赤色光，緑色光および青色光の、１フレーム周期あたりの光束の平均値をそれぞれ Pr ，Pgおよび Pb とする。また、変数 Prgb を、前述の（１０）式のように定義する。

ここで注目画素について、空間光変調器３０から出射される１フレーム周期あたりの赤色光束，緑色光束，青色光束およびこれらの合成光束を、それぞれ Lr, Lg, Lb およびLrgbとすると、前述の（１１ａ）〜（１１ｄ）式のようになる。

次に、映像の明るさを強調する場合について説明する。
画像の明るさを強調する場合には、赤色用映像信号によって赤色光を変調するだけでなく白色光も変調し、緑色用映像信号によって緑色光を変調するだけでなく白色光も変調し、青色用映像信号によって青色光を変調するだけでなく白色光も変調する。
これによって、空間光変調器３０から出射される画像の明るさが強調される。

いま、空間光変調器における注目画素に照射される白色光の１フレーム周期あたりの光束の平均値を Pw とする。
ここで、白色光源１４からの白色光の色度座標が、赤色光，緑色光および青色光の合成光の色度座標と一致するように、カラーフィルタ等で調整する。
こうすると、
Pw = C*( Pr + Pg + Pb ) …（１７）
の関係を満たす定数 Cが存在する。そして（１０）式から、次式の関係が成立する。
Pw = C*Prgb …（１８）

また、注目画素について、１フレーム周期あたり、赤色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pr + K*Pw )*Vr …（１９ａ）
となる。同様に、緑色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pg + K*Pw )*Vg …（１９ｂ）
となる。同様に、青色用映像信号によって変調されて、空間光変調器３０から出射される光束は、
（ Pb + K*Pw )*Vb …（１９ｂ）
となる。ここで、K は明るさを強調する度合いを示す係数であって、
0 ≦ K ≦ 1 …（２０）
である。

いま、合成光の光束を Lrgbwとすると、上述の各式から Lrgbwは次のようになる。
Lrgbw = Lrgb +Ｋ*Pw*( Vr + Vg + Vb ) …（２１)
すなわち、
Lrgbw = Lrgb +Ｋ*C*Prgb*( Vr + Vg + Vb ) …（２２)
であり、これから、
Lrgb≦ Lrgbw≦ Lrgb*( 1 + 3C ) …（２３）
となる。

すなわち、K の値を大きくするのに伴って、明るさが強調され、色相は変化しないが、彩度が次第に低下する。
そこで、前述の第２実施例の場合と同様に、白色光源駆動回路２４を制御して、明るさの強調度合いを調整できるようにしてもよい。
また、前述の第２実施例と第３実施例とを組み合わせることによって、明るさを強調できることは明らかである。

このように、この例の色順次方式映像表示装置によれば、赤色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、赤色光以外に白色光も照射し、緑色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、緑色光以外に白色光も照射し、青色用映像信号に応じて空間光変調器を制御する際に、青色光以外に白色光も照射するようにしたので、映像の明るさを強調することができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、各実施例において、各光源からの発生光のむらを軽減するために、各光源の出力側に光インテグレータを用いてもよい。また、第１実施例において、各空間光変調器に入力する映像信号の順序を、いずれも赤色用映像信号，緑色用映像信号，青色用映像信号の順にしてもよい。また、第２実施例において、１フレーム周期中に空間光変調器に入力する映像信号の順序は、赤色用映像信号，緑色用映像信号，青色用映像信号の順に限らず、他の順序でもよい。

また、各実施例においては、１フレーム周期中に色の切り替え周期が、赤，緑，青の１回だけの例を挙げたが、色の切り替え周期が複数回（例えば、赤，緑，青，赤，緑，青）であってもよい。また、各実施例においては、１枚または３枚の空間光変調器を用いるものとしたが、これに限るものではなく、２枚または４枚以上の空間光変調器を用いるようにしてもよい。

また、本発明は、各実施例に示された投射型の映像表示装置以外に、ヘッド・マウント・ディスプレイにも適用可能なことは明らかである。また、本発明は、空間光変調器上の隣接する画素へ照射する光の色を異ならせるタイプの映像表示装置にも適用可能なことは明らかである。さらに、本発明は、三原色のＬＥＤをバックライト光源として用いた、直視型液晶ディスプレイにも適用可能であることは明らかである。

本発明の第１実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図である。 同実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。 同実施例の映像表示装置における各色の光源の他の制御方法を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図である。 同実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。 同実施例の映像表示装置における各色の光源の他の制御方法を示すタイミングチャートである。 同実施例の映像表示装置における各色の光源のさらに他の制御方法を示すタイミングチャートである。 ＣＩＥ１９３１標準表色系による色度図上の色三角形の一例を示す図である。 本発明の第３実施例である、映像表示装置の構成を示すブロック図である。 同実施例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。 従来の映像表示装置の構成例を示すブロック図である。 従来例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。 従来の第２例の映像表示装置における光学系の構成を示すブロック図である。 従来例の映像表示装置における各色の光源の制御方法を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０，１０Ａ 光源部（照明手段）
１，１１ 赤色光源
２，１２ 緑色光源
３，１３ 青色光源
６，７，８ 空間光変調器（空間光変調手段）
９ 画像合成光学系
１４ 白色光源
１５，１６ 色合成光学系
２１ 赤色光源駆動回路
２２ 緑色光源駆動回路
２３ 青色光源駆動回路
２４ 白色光源駆動回路
３０ 空間光変調器（空間光変調手段）
３１ 赤空間光変調器駆動回路
３２ 緑空間光変調器駆動回路
３３ 青空間光変調器駆動回路
４１ 空間光変調器駆動回路
５１ 赤画像メモリ
５２ 緑画像メモリ
５３ 青画像メモリ
５４ 映像信号処理回路
５５ ３−３選択回路
５６ ３−１選択回路
６１，６２，６３ タイミング制御回路

Claims (13)

1. 赤色光を発光する赤色光源と、
   緑色光を発光する緑色光源と、
   青色光を発光する青色光源と、
   赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、前記赤色光源，緑色光源及び青色光源からの光を空間的に変調する少なくとも一つの空間光変調手段と、
   前記空間光変調手段を制御する映像信号と変調する光の組み合わせを選択する選択制御手段と、
   前記空間光変調手段が変調する光の光束の時間平均値を制御する光量制御手段とを具備する映像表示装置であって、
   前記空間光変調手段が、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lrr、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lgr、青色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lbrとし、赤色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lrg、緑色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lgg、青色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lbgとし、赤色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lrb、緑色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lgb、青色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lbbとするとともに、
   前記赤色光，緑色光及び青色光のＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系による色度座標をそれぞれ (xr, yr) , (xg, yg) , (xb, yb) としたとき、映像信号が従うカラリメトリにおける赤色，緑色及び青色の前記標準表色系による色度座標 (xr0, yr0) , (xg0, yg0) , (xb0, yb0) と、前記赤色光，緑色光及び青色光の各光束の時間平均値及び前記赤色光，緑色光及び青色光の前記標準表色系による色度座標との間で、以下の各式
   xr0 = (xr*Lrr/yr + xg*Lrg/yg + xb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
   yr0 = (Lrr + Lrg + Lrb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
   xg0 = (xr*Lgr/yr + xg*Lgg/yg + xb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
   yg0 = (Lgr + Lgg + Lgb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
   xb0 = (xr*Lbr/yr + xg*Lbg/yg + xb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
   yb0 = (Lbr + Lbg + Lbb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
   の関係が、成り立つように設定されていることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記各光束の時間平均値について、
   Lr = Lrr + Lrg + Lrb
   Lg = Lgr + Lgg + Lgb
   Lb = Lbr + Lbg + Lbb
   と定義したとき、映像信号が従うカラリメトリにおける赤色，緑色及び青色の前記標準表色系による色度座標 (xr0, yr0) , (xg0, yg0) , (xb0, yb0) と、映像信号が従うカラリメトリにおける標準白色のＣＩＥ１９３１標準表色系による色度座標 (xw, yw) との間で、次式
   xw =(xr0*Lr/yr0 + xg0*Lg/yg0 + xb0*Lb/yb0) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
   yw =(Lr + Lg + Lb) /(Lr/yr0 + Lg/yg0 + Lb/yb0)
   の関係が、成り立つように設定されていることを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 赤色光を発光する赤色光源と、
   緑色光を発光する緑色光源と、
   青色光を発光する青色光源と、
   赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号に応じて、前記赤色光源，緑色光源及び青色光源からの光を空間的に変調する少なくとも一つの空間光変調手段と、
   前記空間光変調手段を制御する映像信号と変調する光の組み合わせを選択する選択制御手段と、
   前記空間光変調手段が変調する光の光束の時間平均値を制御する光量制御手段とを具備する映像表示装置であって、
   前記空間光変調手段が、赤色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lrr、緑色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lgr、青色用映像信号に応じて変調する赤色光の光束の時間平均値を Lbrとし、赤色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lrg、緑色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値を Lgg、青色用映像信号に応じて変調する緑色光の光束の時間平均値をLbgとし、赤色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lrb、緑色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lgb、青色用映像信号に応じて変調する青色光の光束の時間平均値を Lbbとするとともに、
   前記赤色光，緑色光及び青色光のＣＩＥ（Commission Internationale de l'Eclairage）１９３１標準表色系による色度座標をそれぞれ (xr, yr) , (xg, yg) , (xb, yb) とし、さらに、Lr，Lg，Lb，xr1 ，yr1 ，xg1 , yg1 , xb1 , yb1 を次の各式
   Lr = Lrr + Lrg + Lrb
   Lg = Lgr + Lgg + Lgb
   Lb = Lbr + Lbg + Lbb
   xr1 = (xr*Lrr/yr + xg*Lrg/yg + xb*Lrb/yb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
   yr1 = (Lrr + Lrg + Lrb) / (Lrr/yr + Lrg/yg + Lrb/yb)
   xg1 = (xr*Lgr/yr + xg*Lgg/yg + xb*Lgb/yb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
   yg1 = (Lgr + Lgg + Lgb) / (Lgr/yr + Lgg/yg + Lgb/yb)
   xb1 = (xr*Lbr/yr + xg*Lbg/yg + xb*Lbb/yb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
   yb1 = (Lbr + Lbg + Lbb) / (Lbr/yr + Lbg/yg + Lbb/yb)
   によって定義したとき、映像信号が従うカラリメトリにおける標準白色の前記標準表色系による色度座標 (xw, yw) との間で、次式
   xw =(xr1*Lr/yr1 + xg1*Lg/yg1 + xb1*Lb/yb1) /(Lr/yr1 + Lg/yg1 + Lb/yb1)
   yw =(Lr + Lg + Lb) /(Lr/yr1 + Lg/yg1 + Lb/yb1)
   の関係が、成り立つように設定されていることを特徴とする映像表示装置。
4. 前記映像表示装置において、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する赤色光の光束をそれぞれPrr, Pgr, Pbr とし、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する緑色光の光束をそれぞれPrg, Pgg, Pbg とし、赤色用映像信号，緑色用映像信号及び青色用映像信号によって変調する青色光の光束をそれぞれPrb, Pgb, Pbb としたとき、
   Prr = Pgr = Pbr
   Prg = Pgg = Pbg
   Prb = Pgb = Pbb
   の関係が成り立つようにすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一記載の映像表示装置。
5. 前記映像表示装置において、１フレーム期間中に各色の光源をすべて消灯する期間を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載の映像表示装置。
6. 赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置であって、
   赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する赤色光の光束を Pr とし、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する緑色光の光束を Pg とし、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する青色光の光束を Pb としたとき、前記赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、赤色光とともに光束 K*Pg （K は係数（0＜ K≦ 1) 、以下同じ）の緑色光と光束 K*Pb の青色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、緑色光とともに光束 K*Pb の青色光と光束 K*Pr の赤色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、青色光とともに光束 K*Pr の赤色光と光束 K*Pg の緑色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
7. 赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置であって、
   赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する赤色光の光束を Pr とし、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する緑色光の光束を Pg とし、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に照射する青色光の光束を Pb としたとき、前記赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、赤色光とともに光束 K*Pg （K は係数（0≦ K≦ 1） 、以下同じ）の緑色光と光束 K*Pb の青色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、緑色光とともに光束 K*Pb の青色光と光束 K*Pr の赤色光とを前記空間光変調手段に照射し、前記青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に、青色光とともに光束 K*Pr の赤色光と光束 K*Pg の緑色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていて、かつ、
   前記照明手段において、前記係数Ｋの値を0≦ K≦ 1の範囲内で設定変更できるように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
8. 赤色光，緑色光および青色光のそれぞれの光束を調整して時間的に切り替えて順次出射する照明手段と、該照明手段からの光を空間的に変調する空間光変調手段とを備えた映像表示装置であって、
   赤色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に赤色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射し、緑色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に緑色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射し、青色用映像信号による前記空間光変調手段駆動時に青色光と白色光とを前記空間光変調手段に照射するように前記照明手段を制御するように構成されていることを特徴とする映像表示装置。
9. 前記白色光を、前記赤色用映像信号，緑色用映像信号および青色用映像信号による前記空間光変調手段の駆動タイミングに応じて空間光変調手段に照射するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の映像表示装置。
10. 前記白色光を常時点灯するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の映像表示装置。
11. 前記白色光の明るさを外部制御によって変更できるように構成されていることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一記載の映像表示装置。
12. 前記赤色光，緑色光，青色光または白色光の光源がＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一記載の映像表示装置。
13. 前記ＬＥＤが複数個からなることを特徴とする請求項１２記載の映像表示装置。

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