(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つの１次光源のみを使用してフルカラー画像を表示するための投射システムであって、
付加的な１次光源がなく、光変調器の各々が少なくとも１つのプロセッサにより制御されてディスプレイの１次光ピクセル位置に同時に変調光を供給する３つの光変調器、すなわち、第１の１次光源からの光を変調するための第１の光変調器、第２の１次光源からの光を変調するための第２の光変調器、及び第３の１次光源からの光を変調するための第３の光変調器、
を含み、
前記第１の１次光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、赤色よりも短くかつ緑色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非赤色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの光及び該少なくとも１つの非赤色ＬＥＤからの光は、単一のビームに結合され、
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色ＬＥＤを含み、
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含み、
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、及び前記少なくとも１つの青色ＬＥＤを活性化するための少なくとも１つのドライバ、
を更に含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、画像信号を受信し、これに応答して、前記３つの光変調器を制御して投射画像を作り出し、かつ前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第１の１次光源から発された光混合を変更するようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される特定画像における色に基づいて前記混合を動的に変化させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤによって供給することができない赤色成分を必要とする時に、前記第１の１次光源に前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を増大させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤによって生成される赤色成分を必要としない時に、前記第１の１次光源に該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を減少させるようになっており、
前記画像信号は、一連の静止画像を定め、各画像は、画像フレームで伝達され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御して、単一画像フレームにおける画像に基づいて前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの負荷サイクルを変化させる、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、少なくとも１つの琥珀色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、少なくとも１つの黄色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御して、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの負荷サイクルを変化させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤの前記負荷サイクル及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの前記負荷サイクルは、単一画像フレームに対して約１００％まで加算される、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
３つの１次光源のみを使用してフルカラー画像を表示するための投射システムであって、
付加的な１次光源がなく、光変調器の各々が少なくとも１つのプロセッサにより制御されてディスプレイの１次光ピクセル位置に同時に変調光を供給する３つの光変調器、すなわち、第１の１次光源からの光を変調するための第１の光変調器、第２の１次光源からの光を変調するための第２の光変調器、及び第３の１次光源からの光を変調するための第３の光変調器、
を含み、
前記第１の１次光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、赤色よりも短くかつ緑色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非赤色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの光及び該少なくとも１つの非赤色ＬＥＤからの光は、単一のビームに結合され、
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色ＬＥＤを含み、
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含み、
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、及び前記少なくとも１つの青色ＬＥＤを活性化するための少なくとも１つのドライバ、
を更に含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、画像信号を受信し、これに応答して、前記３つの光変調器を制御して投射画像を作り出し、かつ前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第１の１次光源から発された光混合を変更するようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される特定画像における色に基づいて前記混合を動的に変化させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤによって供給することができない赤色成分を必要とする時に、前記第１の１次光源に前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を増大させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤによって生成される赤色成分を必要としない時に、前記第１の１次光源に該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を減少させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記第２の光変調器を制御して前記第２の１次光源の変調を変更し、かつ前記第３の光変調器を制御して前記第３の１次光源の変調を変更し、前記第１の１次光源から発された前記光混合の変化を補償する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記３つの光変調器の各々は、制御可能なピクセル位置を有する液晶パネルを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記光変調器は、制御可能なマイクロミラーのアレイを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、緑色よりも短く青色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非緑色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの緑色発光ダイオード（ＬＥＤ）からの光及び該少なくとも１つの非緑色ＬＥＤからの光は、単一ビームに組み合わされ、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第２の１次光源から発された光混合を変更するようになっており、
前記混合は、表示される特定の画像における色に基づいている、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、青色よりも長く緑色よりも短い波長で光を発する少なくとも１つの非青色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの青色発光ダイオード（ＬＥＤ）からの光及び該少なくとも１つの非青色ＬＥＤからの光は、単一ビームに組み合わされ、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの青色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第３の１次光源から発された光混合を変更するようになっており、
前記混合は、表示される特定の画像における色に基づいている、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤのアレイを含み、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、非赤色ＬＥＤの別のアレイを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、分散した赤色及び非赤色ＬＥＤの単一アレイを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
３つの原色光源のみを使用してフルカラー画像を表示するための投射システムを作動させる方法であって、
第１の光変調器によって第１の１次光源からの光を変調し、ディスプレイのピクセル位置に変調光を供給する段階と、
第２の光変調器によって第２の１次光源からの光を変調し、前記ディスプレイのピクセル位置に変調光を供給する段階と、
第３の光変調器によって第３の１次光源からの光を変調し、前記ディスプレイのピクセル位置に変調光を供給する段階と、
前記第１の１次光源、前記第２の１次光源、及び前記第３の１次光源からの前記変調光を組み合わせて、前記ディスプレイのピクセル位置に前記変調光を同時に供給する段階と、
を含み、
前記第１の１次光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）と、赤色よりも短くかつ緑色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非赤色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの光及び該少なくとも１つの非赤色ＬＥＤからの光は、単一のビームに結合され、
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色ＬＥＤを含み、
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含み、
少なくとも１つのドライバにより、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、及び前記少なくとも１つの青色ＬＥＤを活性化する段階と、
画像信号を受信し、これに応答して、前記第１の光変調器、前記第２の光変調器、及び前記第３の光変調器を制御して投射画像を作り出し、かつ前記少なくとも１つのドライバを制御して、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第１の１次光源から発された光混合を変更する段階と、
を更に含み、
前記混合は、表示される特定画像における色に基づいて動的に変えられ、
前記第１の１次光源は、表示される画像が、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤによって供給することができない赤色成分を必要とする時に、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を増大させるように前記少なくとも１つのドライバによって制御され、
前記第１の１次光源は、表示される画像が、前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤによって生成された赤色成分を必要としない時に、該少なくとも１つの赤色ＬＥＤからの色成分を減少させるように制御され、
前記画像信号は、一連の静止画像を定め、各画像は、画像フレームで伝達され、
前記少なくとも１つのドライバを制御する段階は、該少なくとも１つのドライバを制御して前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの負荷サイクルを変化させる段階を含み、
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤの前記負荷サイクル及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤの前記負荷サイクルは、単一画像フレームに対して約１００％まで加算される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、少なくとも１つの琥珀色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、少なくとも１つの黄色ＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤのアレイを含み、前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、非赤色ＬＥＤの別のアレイを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非赤色ＬＥＤは、分散した赤色及び非赤色ＬＥＤの単一アレイを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
３つの原色光源のみを使用してフルカラー画像を表示するための投射システムであって、
付加的な１次光源がなく、光変調器の各々が少なくとも１つのプロセッサにより制御されてディスプレイの１次光ピクセル位置に同時に変調光を供給する３つの光変調器、すなわち、第１の１次光源からの光を変調するための第１の光変調器、第２の１次光源からの光を変調するための第２の光変調器、及び第３の１次光源からの光を変調するための第３の光変調器、
を含み、
前記第１の１次光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色ＬＥＤと、緑色よりも短く青色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非緑色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの緑色ＬＥＤからの光及び該少なくとも１つの非緑色ＬＥＤからの光は、単一ビームに組み合わされ、
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤを含み、
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤ、及び前記少なくとも１つの青色ＬＥＤを活性化するための少なくとも１つのドライバと、
画像信号を受信し、これに応答して、前記３つの光変調器を制御して投射画像を作り出し、かつ前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第２の１次光源から発された光混合を変更するようになった少なくとも１つのプロセッサと、
を更に含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される特定画像における色に基づいて前記混合を動的に変化させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤによって供給することができない緑色成分を必要とする時に、前記第２の１次光源に前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤからの色成分を増大させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤによって生成される緑色成分を必要としない時に、前記第２の１次光源に該少なくとも１つの緑色ＬＥＤからの色成分を減少させるようになっており、
前記画像信号は、一連の静止画像を定め、各画像は、画像フレームで伝達され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御して、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤの負荷サイクルを変化させ、
前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤの前記負荷サイクル及び前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤの前記負荷サイクルは、単一画像フレームに対して約１００％まで加算される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤは、緑色ＬＥＤのアレイを含み、前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤは、非緑色ＬＥＤの別のアレイを含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非緑色ＬＥＤは、分散した緑色及び非緑色ＬＥＤの単一アレイを含むことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
３つの原色光源のみを使用してフルカラー画像を表示するための投射システムであって、
付加的な１次光源がなく、光変調器の各々が少なくとも１つのプロセッサにより制御されてディスプレイの１次光ピクセル位置に同時に変調光を供給する３つの光変調器、すなわち、第１の１次光源からの光を変調するための第１の光変調器、第２の１次光源からの光を変調するための第２の光変調器、及び第３の１次光源からの光を変調するための第３の光変調器、
を含み、
前記第１の１次光源は、少なくとも１つの赤色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、
前記第２の１次光源は、少なくとも１つの緑色ＬＥＤを含み、
前記第３の１次光源は、少なくとも１つの青色ＬＥＤと、緑色よりも短く青色よりも長い波長で光を発する少なくとも１つの非青色ＬＥＤとを含み、該少なくとも１つの青色ＬＥＤからの光及び該少なくとも１つの非青色ＬＥＤからの光は、単一ビームに組み合わされ、
前記少なくとも１つの赤色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの緑色ＬＥＤ、前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤ、及び前記少なくとも１つの青色ＬＥＤを活性化するための少なくとも１つのドライバと、
画像信号を受信し、これに応答して、前記３つの光変調器を制御して投射画像を作り出し、かつ前記少なくとも１つのドライバを制御し、ある一定の期間にわたって前記少なくとも１つの青色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤの相対輝度レベルを変化させて前記第３の１次光源から発された光混合を変更するようになった少なくとも１つのプロセッサと、
を更に含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される特定画像における色に基づいて前記混合を動的に変化させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤによって供給することができない青色成分を必要とする時に、前記第３の１次光源に前記少なくとも１つの青色ＬＥＤからの色成分を増大させるようになっており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、表示される画像が、前記少なくとも１つの青色ＬＥＤによって生成される青色成分を必要としない時に、前記第３の１次光源に該少なくとも１つの青色ＬＥＤからの色成分を減少させるようになっており、
前記画像信号は、一連の静止画像を定め、各画像は、画像フレームで伝達され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つのドライバを制御して、前記少なくとも１つの青色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤの負荷サイクルを変化させ、
前記少なくとも１つの青色ＬＥＤの前記負荷サイクル及び前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤの前記負荷サイクルは、単一画像フレームに対して約１００％まで加算される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの青色ＬＥＤは、青色ＬＥＤのアレイを含み、前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤは、非青色ＬＥＤの別のアレイを含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの青色ＬＥＤ及び前記少なくとも１つの非青色ＬＥＤは、分散した青色及び非青色ＬＥＤの単一アレイを含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正面投射型又は背面投射型テレビのような投射型ディスプレイに関するものであり、特に、１次光色生成のための発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用するこのような投射型ディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカラー画像は、典型的には赤、緑、及び青ピクセルの小群のアレイを使用して形成される。ＲＧＢピクセル群のこれらの３つの色の相対的寄与率が制御される時、これらの３つの色が組み合わされてビデオ画像内で全ての色を作り出す。投射型ディスプレイシステムは、典型的には、非常に明るい赤、緑、青の光源で１つ又はそれよりも多くの光変調器を照明することによって作動する。光源は、非常に明るい白色光とすることができ、その光をフィルタリングして赤、緑、青の成分を作り出す。このような白色光源は、多くの熱を生成して非効率であり、その理由は、生成される光の多くは、赤、緑、及び青以外であり、従って浪費されるからである。より効率的な光源は、赤、緑、青のＬＥＤから成り、その理由は、フィルタリングが不要であり、生成された光が、表示された画像内の色域を作り出すために余すところなく使用されるからである。本出願は、ＬＥＤ光源を使用する投射システムに関する。
【０００３】
光変調器は、各原色に対する小型液晶パネル（マイクロディスプレイと呼ばれる）とすることができる。赤色画像、緑色画像、及び青色画像は、次に、光学器械により組み合わされ、スクリーン上に投射される。投射は、正面投射又は背面投射とすることができる。
【０００４】
一部の他のタイプ光変調器は、「Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」により製造されるデジタル光プロセッサ（ＤＬＰ（登録商標））のような微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置であって、一連のマイクロミラーが、スクリーン上に迅速に赤、緑、及び青色光の成分を反射する。各ミラーは、ディスプレイ内のピクセルに対応する。ミラーの角度により、ピクセルがオン又はオフかが判断され、負荷サイクルにより、各ピクセル位置でのＲＧＢ成分が判断される。
【０００５】
大スクリーン投射システムに対しては、光は、非常に明るくなければならない。このような高い輝度をもたらすために、各色の複数の高出力ＬＥＤを使用することができる。望ましい輝度を取得するために、原色毎にＬＥＤの小さなアレイが存在する場合がある。
【０００６】
赤、緑、及び青の光に対する人間の目の異なる感度と共に、赤、緑、青のＬＥＤの相対効率のために、ある一定の白色点に対して所要の赤色光成分を生成するのに使用する電力は、その白色点に対して青色光成分を生成するのに使用する電力より遙かに大きい。赤色ＬＥＤは、温度が高くなるほど効率が劣るので、この相対的な非効率性は、赤色ＬＥＤが熱を発生する高出力ＬＥＤである時には悪化する。それほどではないにせよ、白色点に対して所要の緑色光成分を生成するのに使用する電力は、その白色点に対して青色光成分を生成するのに使用する電力より大きい。しかし、赤色及び緑色のＬＥＤの相対効率は、製造業者により変わり、従って、一部の場合では、緑色ＬＥＤは、ディスプレイ内で赤色ＬＥＤより効率が劣る場合がある。
【０００７】
これは、光及びＬＥＤの以下の特性の結果である。人間の目に知覚される輝度の尺度は、ルーメンという単位によるものである。ルーメン／ワットの比率は、有効性と呼ばれる。人間の目は、青色光及び赤色光よりも緑色光に遙かに敏感である。標準的な赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤに対しては、赤色ＬＥＤは、約４０ルーメン／ワット（電気的）を出力し、緑色ＬＥＤは、約１００ルーメン／ワット（電気的）を出力し、青色ＬＥＤは、約２０ルーメン／ワット（電気的）を出力すると仮定する。効率的なＬＥＤほど高い有効性を有するが、色間の有効性関係は、赤、緑、青のＬＥＤは同じ品質であると仮定すると一般的に同じままである。白色光（例えば、６５００〜９０００Ｋ）を作り出すためには、相対ルーメン寄与は、赤約２５％、緑７０％、及び青５％である。青色ＬＥＤは、赤色及び緑色ＬＥＤの百分率の２倍よりも多い百分率（約４０％）で電子を放出光子に変換する。上述の特性を考慮すると、ＬＥＤから白色光を作り出すためには、青色光を生成するよりも遙かに多くの電力が赤色光を生成するのに必要とされる。更に、白色光を作り出すためには、青色光を生成するよりも緑色光を生成する方が多くの電力が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６、８２８、５９６号
【特許文献２】米国特許第６、８７６、００８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
必要とされるものは、投射型ディスプレイにおいてＬＥＤ光源の効率を増大させる技術である。
【００１０】
高品質高出力琥珀色光ＬＥＤ（例えば、５９０ｎｍ主波長）は、同量の光パワー（ワット）に対して、人間の目は、琥珀色光が赤色光より約２〜２．５倍明るいと知覚するという点で、高出力赤色光ＬＥＤ（例えば、６２０ｎｍ主波長）の約２〜２．５倍の効率である。換言すれば、琥珀色ＬＥＤのルーメン／ワット（光学的）有効性（例えば、４９０ｌｍ／Ｗ）は、赤色ＬＥＤのルーメン／ワット（光学的）（例えば、２１０ｌｍ／Ｗ（光学的））の約２〜２．５倍大きい。
【００１１】
テレビ上に表示される大部分の画像は、琥珀色、緑色、及び青色の成分を使用して作り出すことができる色から成り、赤色の割合はごく僅かである。高い割合の赤色を必要とするのは、高度に飽和した赤色色調に対してのみであり、これは、非常に稀である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
従って、投射型ディスプレイにおける標準的な赤、緑、及び青の原色の代わりに、本発明は、琥珀色、赤色、緑色、及び青色ＬＥＤの別々のアレイにより作り出される琥珀色／赤色混合、緑色、及び青色の原色を使用する。小型又は輝度が低いシステムに対しては、原色光源は、１つだけの高出力ＬＥＤとすることができる。投射型ディスプレイは、一般的に三原色のみを処理するように構成されるので、本発明は、光学器械を使用して琥珀色及び赤色の光を互いに組み合わせて、カラービデオ画像フレーム中に表示されるのに必要とされる色に基づいて琥珀色及び赤色アレイの負荷サイクルを制御することによって琥珀色／赤色混合を変更することにより実施することができる。
【００１３】
一実施形態では、琥珀色及び赤色アレイからの光は、２色性ミラーを使用して単一のビームに組み合わされる。
【００１４】
琥珀色ＬＥＤの代替として、一連の黄色ＬＥＤ（例えば、５７０〜５８３ｎｍの主波長）のアレイを代わりに使用することができ、同様の効率の改善が得られる。黄色光は、ＬＥＤ活性層の青色又はＵＶ放射により活性化された燐光体によって生成することができ、又は黄色光は、活性層により直接に生成することができる。以下の例においては、あらゆる琥珀色ＬＥＤは、その代わりに黄色ＬＥＤ又は緑色よりも長い波長を有する光を放出するあらゆるＬＥＤとすることができる。
【００１５】
一実施形態では、ディスプレイプロセッサは、画像フレーム内の最も赤いピクセルに基づいて、琥珀色及び赤色のアレイの負荷サイクルを制御する。コマ内の飽和して明るい赤色のピクセルに対しては、赤色アレイからの平均的な光は、フレーム期間中に高くなければならない。ＤＬＰプロジェクタ内の３つのマイクロディスプレイ（小型ＬＣパネル）又はマイクロミラーを制御する時、琥珀色及び赤色の光の様々な混合がディスプレイプロセッサによって考慮される。更に高い効率を得るには、画像フレーム内で数個の別々のピクセルのみが飽和度が高く明るい赤色ピクセルである場合、これらのピクセルの赤味は、画質に対する顕著な影響がないことになる場合には琥珀色光を追加することによって低減することができる。従って、赤色アレイの負荷サイクルは、ただ数個のピクセルであるからといって、琥珀色アレイの負荷サイクルに対して高いものである必要はないと考えられる。
【００１６】
琥珀色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤより非常に高い有効性を有するので、光源の全効率は、原色が赤、緑、及び青に限定された場合よりも大きい。
【００１７】
この効率増加は、以下の結果でもある。２つの色の組合せにより、時系列モードで組み合わされた時、単に全輝度に負荷サイクルを乗じたものよりも高い全体的な輝度をもたらす。例えば、連続的にオンであるＬＥＤ光源は、１００％の光束を出力すると仮定する。代替的に、各々５０％の負荷サイクルで２つのＬＥＤ光源を活性化した場合、ＬＥＤ光源の各々に対して得られる光束出力は、様々な要素に依存して、１００％の光束レベルの約７３％であると考えられる。従って、各々が５０％の負荷サイクルで作動する２つのＬＥＤ光源は、１４６％の結合相対光束を出力することになり、連続的にオンである単一のＬＥＤ光源と比較して４６％の実効利得をもたらす。
【００１８】
この技術は、緑色光にも適用することができる。ＬＥＤのシアンアレイ（緑色より短い波長）及び緑色アレイからの光は、光学器械を使用して組み合わされて、投射型ディスプレイにおける原色光源として使用することができる。画像フレーム期間中に負荷サイクルを調節することによる２つの色の組合せは、緑色光のみを使用した場合よりも高い相対光束をもたらす。シアン及び緑色アレイの負荷サイクルは、画像フレームの色含有量に基づいて制御される。１次光源の色の混合は、ＤＬＰプロジェクタにおける３つのマイクロディスプレイ（ＬＣＤ）又はマイクロミラーを制御する時にディスプレイプロセッサによって考慮される。
【００１９】
この技術は、青色光にも適用することができる。ＬＥＤのシアンアレイ（青色より短い波長）及び青色アレイからの光は、光学器械を使用して組み合わされて、投射型ディスプレイにおける原色光源として使用することができる。画像フレーム期間中に負荷サイクルを調節することによる２つの色の組合せは、青色光のみを使用した場合よりも高い相対光束をもたらす。シアン及び緑色アレイの負荷サイクルは、画像フレームの色含有量に基づいて制御される。１次光源の色の混合は、ＤＬＰプロジェクタにおける３つのマイクロディスプレイ（ＬＣＤ）又はマイクロミラーを制御する時にディスプレイプロセッサによって考慮される。
【００２０】
一実施形態では、ＲＧＢピクセルのための３つの１次光源の各々は、２つの異なる色の組合せであり、色の主波長は、分離幅が少なくとも３０ｎｍである。例えば、原色は、赤色／琥珀（又は黄色）、緑色／緑がかったシアン、及び青色／青がかったシアンとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の赤色の１次光が代わりに２つのＬＥＤアレイからの琥珀色及び赤色の光の様々な組合せである、液晶マイクロディスプレイを使用する本発明の第１の実施形態による投射システムの概略図である。
【図２】図１のシステムにおいて使用される単一色のＬＥＤのアレイの正面図である。
【図３】ＬＥＤの単一のアレイからの光を平行化するレンズの代わりに又はそれと共に使用することができる平行化反射器を示す図である。
【図４】画像フレームの色含有量に基づく赤色及び琥珀色アレイの相対負荷サイクルを示す図である。
【図５】負荷サイクルに対する相対光束を示すグラフである。
【図６】従来の緑色の１次光が代わりに２つのＬＥＤアレイからのシアン及び緑色光の様々な組合せである、図１に類似の投射システムの概略図である。
【図７】１次光源の各々が、表示される画像における色に基づいて負荷サイクルが制御される２つの異なる色からの光の混合である、ＤＬＰ投射システムに適用される本発明を示す図である。
【図８】本発明の実施形態による投射システムにより実施される様々な段階を備えた流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
様々な図で類似又は同一である要素には、同じ数字でラベル付けされている。
本発明は、ＡｌＩｎＧａＰ（一般的に、赤色から黄色を発するため）又はＧａＮ（一般的に緑色からＵＶを発するため）のようなあらゆる材料システムのＬＥＤを利用することができる。ＬＥＤは、形成されるＬＥＤのタイプに基づいて、サファイア、ＳｉＣ、又はＧａＡｓのような成長開始基板上に形成される。一般的に、ｎ層、次に活性層、次にｐ層を形成する。次に、反射型金属電極をｎ層及びｐ層に接触するようにＬＥＤ表面上に形成する。ダイオードがフォワードバイアスである時、活性層は、波長が活性層の組成により判断される光を発する。このようなＬＥＤを形成することは公知なので、より詳細に説明する必要がない。全ての可視波長のＬＥＤを形成し、サブマウント上にこのようなＬＥＤを装着してＰＣＢを通じてＬＥＤに電力に供給することは、Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ他に付与された米国特許第６、８２８、５９６号及びＢｈａｔ他に付与された米国特許第６、８７６、００８号に説明されており、両方とも、本出願の出願人に譲渡され、かつ本明細書において引用により組み込まれている。活性層から発された光を波長変換するために、燐光体を使用するＬＥＤを使用することができる。
【００２３】
図１は、各１次光に別々のマイクロディスプレイ液晶パネルを使用する１つのタイプの投射システム１０の概略図である。本発明のシステムは、テレビ、コンピュータのためのプロジェクタ、又はカラー画像のあらゆる他のプロジェクタとすることができる。表示スクリーン（図示せず）上の各ＲＧＢピクセル位置で輝度を制御する従来の画像信号は、ディスプレイプロセッサ１２に供給される。本発明の開示の関連では、赤色ピクセル、緑色ピクセル、青色ピクセル、及びＲＧＢピクセルという用語は、たとえ「赤色ピクセル」が琥珀色及び赤色の光の混合色を表示することができるとしても、各１次光源に割り当てられたピクセル位置を指定するのに使用することに注意されたい。あらゆる単一の赤色、緑色、又は青色ピクセルの色は、１次光源を形成する２つの色の組合せとすることができる。ディスプレイプロセッサ１２は、ディスプレイにおいて、それぞれ、赤色ピクセル、緑色ピクセル、及び青色ピクセルを制御するようにマイクロディスプレイ１４、１５、及び１６の各々の「シャッター」を制御する。
【００２４】
各マイクロディスプレイ１４〜１６は、本質的に小型透過ＬＣＤであり、各々は、異なる原色で画像を出力する。画像が組み合わされた時、フルカラー画像がスクリーン上へ投射される。各マイクロディスプレイを形成する層は、一般的に、偏光子、液晶層、薄膜トランジスタアレイ層、及び接地面層から成る。各ピクセルで薄膜トランジスタに選択的に通電することによって電界が各ピクセル位置で作り出されると、液晶層は、各ピクセル位置で入射光の偏光を変える。ピクセル位置での偏光量により、ピクセルは、ある程度スクリーンまで入射１次光を通す。ＬＣＤは公知であり、更に説明する必要はない。
【００２５】
図１の光源は、青色ＬＥＤアレイ２０、緑色ＬＥＤアレイ２１、赤色ＬＥＤアレイ２２、及び琥珀色ＬＥＤアレイ２３である。ＬＥＤは、ＬＥＤから吸熱するサブマウント上に取り付けられ、ＬＥＤ間の電気接続部になり、ＬＥＤを電源に結合する。アレイ内のＬＥＤは、直列及び並列の組合せで接続することができる。サブマウントは、そのアレイのドライバに接続する端子を有する。各ＬＥＤアレイの前のレンズ２６は、関連のマイクロディスプレイの後面を均一に照明するように光を平行化する。
【００２６】
図２は、サブマウント２８上に取り付けられたＬＥＤ２７の単一のアレイの上から見た図である。あらゆる数のＬＥＤ（例えば、６〜２４個）があるとすることができ、かつ一般的な寸法は、１辺当たり１センチメートル程度である。ＬＥＤは、均一な発光パターンを作り出すように密接に離間している。小型投射システムにおいては、原色毎に高出力ＬＥＤが１つだけある場合がある。
【００２７】
図３は、マイクロディスプレイに合わせて望ましい照明形状を作り出すために使用することができるアルミニウム製のような反射器３０を示している。ＬＥＤアレイ２７／２８の光は、マイクロディスプレイの形状にほぼ適合する方形波パターンを作り出すように反射器３０において混合して成形される。
【００２８】
再び図１を参照すると、マイクロディスプレイ１４〜１６を出る変調光は、フルカラー画像を形成するように組み合わされる。２色性ミラー３４は、青色光を反射するが、全ての他の波長を通過させる。ミラー３４は、集束レンズ３６に向けて変調青色光を反射する。レンズ３６を出る光は、スクリーン（半反射型）の前部上に又はスクリーン（半透明）後部上へ集光される。第２の２色性ミラー３８は、琥珀色光及び赤色光を反射するが、全ての他の波長を通過させる。ミラー３８は、集束レンズ３６に向けて変調琥珀色光及び変調赤色光を反射する。両ミラー３４及び３８は、変調緑色光がレンズ３６まで通過することを可能にする。スクリーン上の各フルカラー画像ＲＧＢピクセルは、１組の単一の赤色ピクセル、単一の緑色ピクセル、及び単一の青色ピクセルによって形成される。個々のピクセルは、人間の目によってその視覚距離では知覚されず、かつ光が組み合わされると実質的にあらゆる色を生成する。
【００２９】
従来の赤色１次光源は、黄色光源で増大させる。琥珀色光ＬＥＤ（例えば、５９０ｎｍ）は、同量の光パワー（ワット）に対して、人間の目は、黄色光が赤色光より約２〜２．５倍明るいと知覚するという点で、赤色光ＬＥＤ（例えば、６１５〜６３５ｎｍ）の約２〜２．５倍の効率である。換言すれば、琥珀色ＬＥＤのルーメン／ワット有効性は、赤色ＬＥＤのルーメン／ワットの約２〜２．５倍である。マイクロディスプレイ１４は、赤色ピクセル位置に対して、黄色光及び赤色光の組合せである画像を作り出すように制御される。一実施形態では、アレイ内の琥珀色ＬＥＤの数は、画像に必要とされる琥珀色の推定最大光束に基づいて判断される。琥珀色アレイの光束は、赤色アレイの光束に同等であるが、その光束をもたらすのに使用するＬＥＤ数は遥かに少なくて済み、従って、効率を増大させることができる。
【００３０】
黄色又は橙色アレイのような緑色と赤色の間のあらゆる波長を発するＬＥＤのアレイは、琥珀色アレイの代わりに使用して依然として１次光源としてＬＥＤの赤色アレイだけを使用することに優る効率改善をもたらすことができる。ＬＥＤの黄色のアレイ（例えば、５７０〜５８３ｎｍ）では、青色光により活性化するＹＡＧ燐光体又はＢＳＳＮ燐光体を使用して黄色光を作り出すことができ、又は黄色は、活性層により直接に生成することができる。
【００３１】
琥珀色光及び赤色光は、赤色光を反射するが琥珀色光を通過させる２色性ミラー４０を使用して単一のビームに組み合わされる。別々の１次光として琥珀色アレイを処理するのではなく光を組み合わせることによって、別のマイクロディスプレイ及び付随する光学器械を追加する必要性がなくて済む。
【００３２】
ディスプレイプロセッサ１２は、画像フレーム内の単一の画像に対して赤、緑、及び青のピクセル毎に数百の輝度状態の１つを（直接、間接を問わず）指定するデジタル画像信号を受信する。画像信号は、一連の静止画像を画像フレーム当たりに１つ伝達する。プロセッサ１２は、実際には、付加的なプロセッサを含むチップセットとすることができる。画像フレームに必要とされるＲＧＢピクセル色により、プロセッサ１２は、変調琥珀色／赤色光が変調緑色及び青色光と混合する時に画像内の全ての色を忠実に作り出すことができるように、画像フレーム期間中に必要とされる赤色ＬＥＤアレイの最小輝度を判断する。例えば、画像内の高輝度の飽和度が深い赤色には、赤色アレイの比較的高い輝度が必要であり、その理由は、琥珀色光は、琥珀色光の波長より長い波長の色を生成することができないからである。プロセッサは、最小量の純粋な赤色が使用されるように赤色より琥珀色を優先するようにプログラムされる。プロセッサは、次に、図４に示すように、琥珀色及び赤色光の計算混合色をもたらすように、画像フレーム期間にわたって琥珀色アレイ及び赤色アレイの負荷サイクルを制御する。
【００３３】
純粋な赤色ではない１次光を補償するために、プロセッサ１２は、得られる画像が原色として琥珀色及び赤色光の組合せを使用することによる影響を受けないように、相応に３つのマイクロディスプレイ１４〜１６内のシャッターを制御する。
【００３４】
図４に示す例においては、琥珀色アレイは、フレーム時間の２／３で活性化され、赤色アレイは、残り時間にわたって活性化される。単一のフレーム期間中にアレイの１つ又は複数の切り換えサイクルがあると考えられる。各アレイへの電流は、ＬＥＤの特性及び望ましい輝度に基づいて異なる場合がある。
【００３５】
１つの処理においては、プロセッサ１２は、琥珀色より赤味がある「赤色」成分で最も明るいピクセルを特定する。琥珀色アレイは、琥珀色より赤味があるピクセルを作り出すことができないので、これを用いて赤色アレイの最小限の負荷サイクルを判断することができる。次に、簡単なプログラム又はファームウエアを使用して、組み合わされた１次光を補償するように琥珀色及び赤色アレイの負荷サイクルを制御し、マイクロディスプレイ１４〜１６を制御する。
【００３６】
更に処理を簡素化するために、数ピクセルだけが深い赤色であり、それが原因で赤色アレイが点灯する時間が大幅に長くなっている場合、このようなピクセルは、差異が見る者に分らないと仮定して、その数ピクセルに対してのみ赤色アレイの負荷サイクルを変更しないことによって輝度を落とすことができる。
【００３７】
図１は、ディスプレイプロセッサ１２がアレイ２０〜２３に対してマイクロディスプレイ１４〜１６並びにＬＥＤドライバ４４（電流源）を制御することを示している。通常、青色及び緑色アレイへの電流は、画像フレーム期間の間一定であることになる。
【００３８】
テレビで表示される大部分の画像は、琥珀色、緑色、及び青色の成分を使用して作り出すことができる色から成り、赤色の割合は、ごく僅かな割合である。高い割合の赤色を必要とするのは、高度に飽和した赤色色調に対してのみであり、これは、非常に稀である。従って、非常に効率的な琥珀色アレイは、一般的にあらゆる画像フレーム中に活性化されることになり、それに付随して赤色アレイの負荷サイクルが減少し、結果として、投射システムの効率が増大する。
【００３９】
図５は、いかに一般的な光源の平均光束が単に連続的にオン時の光源の光束に負荷サイクルを乗じたものとなっていないかを示すグラフである。図５のグラフは、光源が等しく効率的な時でも１次光源として２つの光源を結合することによっていかにして輝度が増大するかを示している。時系列モードで組み合わされた時、２つの色の組合せにより、結果として、輝度は、単に全輝度に負荷サイクルを乗じたものよりも高くなる。例えば、連続的にオンであるＬＥＤ光源は、１００％の光束を出力すると仮定する。代替的に、各々５０％の負荷サイクルで２つのＬＥＤ光源を発光させた場合、ＬＥＤ光源の各々に対して図５に示す得られる光束出力は、１００％の光束レベルの約７３％である。従って、各々が５０％の負荷サイクルで作動する２つのＬＥＤ光源は、１４６％の結合相対光束を出力し、連続的にオンである単一のＬＥＤ光源と比較すると４６％の実効利得をもたらす。
【００４０】
図５のグラフに鑑みて、これよりも大きい輝度でさえも、図６に示すようにＬＥＤの緑色アレイ及びＬＥＤの青緑色（又はシアン）アレイから組み合わされた１次光をもたらすことによって達成することができる。図６においては、ＬＥＤのシアンアレイ４６は、画像内の色に基づいてフレーム期間の一部にわたって活性化される。２色性ミラー４８は、シアン光を反射するが緑色光を通過させる。緑色及びシアンのアレイの相対負荷サイクルは、プロセッサ１２により判断され、シアンは、シアンよりも緑色が強い色を生成する際には使用することはできないことから、最も緑色が強いピクセル及びその輝度の色調ベースとすることができる。プロセッサ１２は、赤色ピクセルに対して上述したものと同じ技術を用いて、負荷サイクル及びマイクロディスプレイ１４〜１６を制御する。
【００４１】
別の実施形態では、プロセッサが、組み合わされた琥珀色／赤色光又はシアン／緑色光に基づいてマイクロディスプレイを制御するのではなく、琥珀色及び赤色のアレイ又はシアン及び緑色のアレイの負荷サイクルの制御と同期してマイクロディスプレイを迅速に制御することができる。この処理は、画像フレームにわたって琥珀色及び赤色又はシアン及び緑色の組合せとして１次光を処理することよりも複雑である。
【００４２】
緑色ＬＥＤ又はシアンＬＥＤは、活性層の材料が直接に緑色光又はシアン光を生成するように構成することができる。別の実施形態では、緑色ＬＥＤ又はシアンＬＥＤは、青色光又は紫外線により発光させた時に緑色光又はシアン光を発する燐光体で被覆するか又は燐光体プレートを使用する青色ＬＥＤ又はＵＶＬＥＤで形成される。燐光体層は、緑色光又はシアン光を作り出すために青色光の一部を燐光体を通じて漏光させることができる。
【００４３】
更に、図５のグラフに鑑みて、これよりも大きい輝度でさえも、ＬＥＤの青色アレイ及びＬＥＤの青緑色（又はシアン）アレイから組み合わされた１次光をもたらすことによって達成することができる。緑色１次光及び青色１次光の両方が２つの光源の組合せである場合、緑色アレイは、緑がかったシアンアレイと組み合わされ、青色アレイは、青色がかったシアンアレイと組み合わされる。青色の原色で光を組み合わせることは、上述の赤色及び緑色の原色の操作（例えば、２色性ミラーを使用すること、負荷サイクルを調節することなど）と類似したものになる。
【００４４】
一実施形態では、図１及び６のレンズ２６は、空隙があるようにＬＥＤから分離される。これは、ＬＥＤを冷却するのに、かつ集束レンズ３６により多くの光を結合するのに有用であると考えられる。更に、レンズは、既存の投射システムの一部を成すことができ、最小量のハードウエアを変更するのみで３色システムから４色又は５色システムに変換することが望ましい。更に、ＬＥＤが多くの熱を生成するので、ガラスからレンズを形成することが望ましいと考えられるが、ガラスは、ＬＥＤを封入するには良好な材料ではない。
【００４５】
本発明の概念は、どのタイプの投射システムにも適用することができる。図７は、「Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ」製ＤＬＰマイクロミラーアレイ５０及びチップセットを使用するＤＬＰ投射システムを示している。利用可能なＤＬＰ技術文献は、本明細書において引用により組み込まれている。アレイ５０内の１、００万個を超えるヒンジ付きミラーの角度を制御するデジタル画像信号が、ディスプレイプロセッサ５２により処理される。画像フレームは、３つの期間、すなわち、画像の原色成分ごとの１つの期間に分割される。各期間中、１つの原色光源のみが発光する。別の実施形態では、光源のためのシャッターが使用される。レンズ５６は、照明中の原色光を平行化してマイクロミラーに印加する。各マイクロミラーは、画像内の単一のＲＧＢピクセルに対応する。ミラーの１つの角度により、表示スクリーン上のそのピクセル位置に至る光が実質的に阻止され、一方、第２の角度により、光がそのピクセル位置に完全に反射する。ある一定の負荷サイクルで角度を迅速に切り換えることによって、その１次色の全輝度の一部がピクセルに適用される。３つの期間後、ＲＧＢ画像の組合せによりフルカラー画像が形成される。ミラー及び原色光源の迅速な切り換えは、見る者には分らない。
【００４６】
図７においては、原色光源は、１）光が単一の原色光に組み合わされるＬＥＤの青色アレイ及びＬＥＤ５８の青がかったシアンアレイ、２）光が単一の原色光に組み合わされるＬＥＤの緑色アレイ及びＬＥＤ６０の緑がかったシアンアレイ、及び３）光が単一の原色光に組み合わされるＬＥＤの赤色アレイ及びＬＥＤ６２の琥珀色（又は黄色）アレイである。各アレイは、図２に示すものに類似しており、代わりに、１つのＬＥＤであるとすることさえできる。
【００４７】
図７のＬＥＤアレイの制御は、図１及び６のアレイの制御と類似するものである。プロセッサ５２は、画像内のより赤味のあるピクセルを特定し、ドライバ６４により赤色及び琥珀色のアレイの負荷サイクルを調節して効率を最大にする。プロセッサ５２は、次に、マイクロミラーの負荷サイクルを適切に変えることにより、琥珀色光及び赤色光の混合を補償する。
【００４８】
同様に、プロセッサ５２は、画像内のより緑味のあるピクセルを特定し、ドライバ６４により緑色及び緑色−シアンのアレイの負荷サイクルを調節して効率を最大にする。プロセッサ５２は、次に、マイクロミラーの負荷サイクルを適切に変えることにより、緑色光及び緑色−シアン光の混合を補償する。
【００４９】
同様に、プロセッサ５２は、画像内のより青味のあるピクセルを特定し、ドライバ６４により青色及び青色−シアンのアレイの負荷サイクルを調節して効率を最大にする。プロセッサ５２は、次に、マイクロミラーの負荷サイクルを適切に変えることにより、青色光及び青色−シアン光の混合を補償する。
【００５０】
一実施形態では、ＬＥＤの各々の異なる色が別々のアレイ内にあるのではなく、２つの異なるカラーＬＥＤは、サブマウント上の単一のアレイ内に散在し、ＬＥＤの一方の色は、ＬＥＤの他方の色とは別々に制御することができる。異なるカラーＬＥＤを散在させることによって光の混合が行われる。従って、結合のための光学器械は不要であり、光源は、小型化していると共に既存の投射システム設計により簡単に適合可能である。
【００５１】
図８は、本発明の一実施形態による投射システムにより行われる様々な段階を要約する流れ図である。この処理は、１次光源毎にマイクロディスプレイを使用するか又はＤＬＰを使用するシステムに適用される。
【００５２】
段階７０で、表示スクリーン上に赤、緑、及び青のピクセル位置を使用してフルカラー画像を製造する情報を含む従来の画像信号をプロセッサに印加する。
【００５３】
段階７１で、ディスプレイ内の赤色ピクセル位置に対してＬＥＤの琥珀色アレイ及びＬＥＤの赤色アレイからの光を単一の１次光ビームに組み合わせる。１次光源の効率を最大にする光の最適な混合は、表示される画像色に基づいている。琥珀色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤの負荷サイクルは、望ましい混合をもたらすように制御される。
【００５４】
段階７２で、ディスプレイ内の緑色ピクセル位置に対してＬＥＤの緑色がかったシアンアレイ及びＬＥＤの緑色アレイからの光を単一の１次光ビームに組み合わせる。１次光源の効率を最大にする光の最適な混合は、表示される画像色に基づいている。緑色がかったシアンＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの負荷サイクルは、望ましい混合をもたらすように制御される。
【００５５】
段階７３で、ディスプレイ内の青色ピクセル位置に対してＬＥＤの青色がかったシアンアレイ及びＬＥＤの青色アレイからの光を単一の１次光ビームに組み合わせる。１次光源の効率を最大にする光の最適な混合は、表示される画像色に基づいている。青色がかったシアンＬＥＤ及び青色ＬＥＤの負荷サイクルは、望ましい混合をもたらすように制御される。
【００５６】
段階７４で、光変調器（例えば、マイクロミラー又はマイクロディスプレイ）は、ディスプレイ内の各赤色ピクセル位置に対して、組み合わされた琥珀色／赤色光を変調させて画像を作り出す。変調は、琥珀色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤの特定の負荷サイクルに対して及び他の１次光源の特定の負荷サイクルに対して調節される。
【００５７】
段階７５で、光変調器は、ディスプレイ内の各緑色ピクセル位置に対して、組み合わされた緑色シアン／緑色光を変調させて画像を作り出す。変調は、緑色シアンＬＥＤ及び緑色ＬＥＤの特定の負荷サイクルに対して及び他の１次光源の特定の負荷サイクルに対して調節される。
【００５８】
段階７６で、光変調器は、ディスプレイ内の各青色ピクセル位置に対して、組み合わされた青色シアン／青色光を変調させて画像を作り出す。変調は、青色シアンＬＥＤ及び青色ＬＥＤの特定の負荷サイクルに対して及び他の１次光源の特定の負荷サイクルに対して調節される。
【００５９】
段階７７で、３つの１次光源からの変調光を組み合わされてフルカラー画像を作り出す。ＤＬＰシステムにおいては、付加的な光学器械は、光がマイクロミラーの単一のアレイにより変調することによって組み合わされていることから不要である。
【００６０】
一実施形態では、ＲＧＢピクセルのための３つの１次光源の各々は、２つの異なる色の組合せであり、色の主波長は、分離幅が少なくとも３０ｎｍである。本発明の開示の関連における特定の色のＬＥＤは、直接にその特定の色を発するか又は活性化させた燐光体を使用してその特定の色を発するものである。
【００６１】
本発明を詳細に説明したが、当業者は、本発明の開示が与えられると、本明細書で説明した精神及び本発明の概念から逸脱することなく本発明に修正を行うことができることを認めるであろう。従って、図示して説明した特定的な実施形態に本発明の範囲を限定することを意図していない。
【符号の説明】
【００６２】
１０  投射型ディスプレイシステム
１４、１５、１６  光／ピクセル変調装置
２０  青色１次光源
２１  緑色１次光源
２２、２３  赤色１次光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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