(57)【要約】  複数の色の発光体（１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ）毎に発光期間の制御が可能な光源（１）と、入力される画像データを分析し発光体毎に発光のタイミングを決定する画像信号分析部（４）と、発光体毎の発光タイミングに基づき、所定の最小幅の発光期間以上となるように光源の発光期間を制御する光源制御部（５）と、最小幅の発光期間に出射された光を検出し、平均発光波高値（Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１）を出力する光検出部（６）と、平均発光波高値（Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１）を、記憶部（８）に記憶された基準波高値（ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂ）に一致させるための補正値（ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂ）を生成する波高補正部（７）とを備える。入力画像に応じて発光期間を変化させても画像の色バランスが一定に保たれる。
2010140299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色の発光体から構成され、発光体毎に発光期間の制御が可能な光源と、
入力画像に含まれる複数の色画像データを分析し前記発光体毎に発光のタイミングを決定する画像信号分析部と、
前記発光体毎の発光タイミングに基づき発光駆動信号を生成し、前記光源の発光期間を制御する光源制御部と、
前記複数の色の発光体から出射された光を略均一な照明光に形成する照明光学系と、
前記複数の色の照明光を画素ごとに変調して表示画像を形成する画像表示部と、
前記光源から出射された光を発光体毎に検出し、発光体毎の平均発光波高値を出力する光検出部と、
前記発光体毎の発光波高値の基準値を基準波高値として記憶する基準波高記憶部と、
前記発光体毎に前記平均発光波高値を前記基準波高値に一致させるための補正値を生成する波高補正部とを備え、
前記光源制御部は、前記画像データの値に係わらず、少なくとも所定の発光幅の固定発光期間を有する発光駆動信号を生成し、
前記光検出部は、前記固定発光期間に出射された光を検出して平均発光波高値を出力することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記補正値に基づいて前記発光体毎に発光駆動信号の波高値を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記画像表示部は、前記画素の数に対応した微小ミラーを備えた反射型画像表示素子により照明光を変調することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像信号分析部は、各フレーム期間内に、一画面分の全画素について映像表示に係わらない期間については発光させない消灯期間を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光源制御部は、前記複数の色の発光体の発光期間が互いに重ならない駆動信号を作成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像信号分析部は更に、発光体の発光期間を前記画像データのそれぞれの色の比率に応じて割り振ることで決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像信号分析部は、
各フレームの前記画像データに含まれる複数の色画像データのそれぞれの最大値から、前記色画像データに対応する前記発光体の発光期間を求め、前記発光期間が前記固定発光期間よりも短い場合に、前記固定発光期間を発光期間とするように発光のタイミングを決定し、決定したタイミングを表す発光期間制御信号を生成する発光期間生成部と、
各画素の前記色画像データを、対応する前記発光体の発光期間に応じて変換して、表示画像信号を生成する画像データ補正部と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記画像表示部は、
前記発光体毎に設けられ、前記光源から照射される光を変調する複数の光変調部と、
前記複数の光変調部にて変調された光を合成する合成部と
を有することを特徴とする請求項１、２又は７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像表示部は、透過型の光変調デバイスにより照明光を変調することを特徴とする請求項１、２、７、又は８に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光変調デバイスを用いる画像表示装置に係わり、特に映像に応じて光源の発光期間を制御する映像表示技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光変調デバイスとして単板のＤＭＤ（登録商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いたＤＬＰ（登録商標）（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のカラー画像表示装置では、３原色（例えば、ＲＧＢ）の光を時分割でＤＭＤに照射し、色毎にＤＭＤの画素を構成するミラーのオン／オフ時間の比率を変化させることで階調表現している。【０００３】
また、光変調デバイスとしての液晶表示パネルのバックライトに３原色（例えば、ＲＧＢ）の光源を用いた画像表示装置では、３原色の光を時分割で点灯させ、色毎に各画素の液晶表示パネルの透過率を変化させることで階調を表現している。【０００４】
通常、これらの画像表示装置では入力される画像データのデータ値によらず各色光源の発光期間と発光波高値は常に一定であるが、光源を暗い画像でも明るい画像と同じように発光させると、表示に不要な光が多くなりエネルギーのムダが、更には迷光が発生するという問題があった。【０００５】
この改善策として、入力された各色の画像データの大きさ（画像の明るさ）に応じて各色の発光期間を割り当てることで、光源の発光を最小限に抑えて省エネルギーを図るとともに、迷光を低減して画像のコントラスト増加を図る技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２８１７０７号公報（段落０００８〜００１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、入力画像に応じて発光期間を変化させるような発光制御信号で発光体の発光を制御した場合、実際には例えば発光体の温度特性など、発光体素子がもつ特性に起因して発光体が発する光の発光波高値が一定ではなく変動してしまうことがある。そのため、制御目標とした発光量と実際の発光量とに差が生じ、色バランスの崩れが発生するという問題があった。【０００８】
また、発光期間が短くなると実際の発光強度が、回路ノイズなどにより正確に検出できなくなるという問題があった。【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、映像に応じて発光期間を制御した場合に、映像の色バランスが変化しない画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る画像表示装置は、
複数の色の発光体から構成され、発光体毎に発光期間の制御が可能な光源と、
入力画像に含まれる複数の色画像データを分析し前記発光体毎に発光のタイミングを決定する画像信号分析部と、
前記発光体毎の発光タイミングに基づき発光駆動信号を生成し、前記光源の発光期間を制御する光源制御部と、
前記複数の色の発光体から出射された光を略均一な照明光に形成する照明光学系と、
前記複数の色の照明光を画素ごとに変調して表示画像を形成する画像表示部と、
前記光源から出射された光を発光体毎に検出し、発光体毎の平均発光波高値を出力する光検出部と、
前記発光体毎の発光波高値の基準値を基準波高値として記憶する基準波高記憶部と、
前記発光体毎に前記平均発光波高値を前記基準波高値に一致させるための補正値を生成する波高補正部とを備え、
前記光源制御部は、前記画像データの値に係わらず、少なくとも所定の発光幅の固定発光期間を有する発光駆動信号を生成し、
前記光検出部は、前記固定発光期間に出射された光を検出して平均発光波高値を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光駆動信号が少なくとも発光波高値が精度良く検出できる発光幅の固定発光期間を含み、この固定発光期間に出射された光を検出することにより発光波高値が一定になるように制御するようにしたので、映像の色バランスの変化の少ない安定した高画質を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、ＤＭＤの表示制御の一例を説明する図である。
【図３】実施の形態１の光源の発光制御の一例を説明する図である。
【図４】光源の発光期間を均等にした場合の発光制御を説明する図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、光源の発光期間を発光体毎に制御する方法の一例を説明する図である。
【図６】実施の形態２の光源の発光制御の一例を説明する図である。
【図７】実施の形態４に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態４に係る画像表示装置における１フレーム期間における発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの一例を示す波形図である。
【図９】実施の形態４に係る画像表示装置における画像信号分析部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態４に係る画像表示装置における光源制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１１】（ａ）〜（ｅ）は、発光体から出射される照明光の光量と画像表示に利用される照明光の光量との関係を示した波形図である。
【図１２】実施の形態５に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態５に係る画像表示装置における画像信号分析部の構成例を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態５に係る画像表示装置における１フレーム期間における発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの一例を示す波形図である。
【図１５】実施の形態６に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による画像表示装置の構成を示すブロック図である。
図１において、赤色の発光体（Ｒ発光体）１Ｒ、緑色の発光体（Ｇ発光体）１Ｇ、及び青色の発光体（Ｂ発光体）１Ｂを含む光源１から出射された照明光は、照明部２により画像表示部３にほぼ均一に照射され、画像表示部３により外部から供給される画像信号ＶＡに基づいて画素ごとに変調され、表示画像が形成される。
【００１４】
画像信号分析部４は、表示画像（各フレーム）毎に画像信号ＶＡを分析し、各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光のタイミング（発光期間及び発光の相対時刻）を決定し、発光のタイミングを示す信号ＴＣ（ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂ）を出力する。
【００１５】
光源制御部５は画像信号分析部４から出力される各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光のタイミングに基づいて各々の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂがオンとなるべき期間を設定し、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂにより光源１の発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを各々発光させる。
【００１６】
発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値は、波高補正部７から出力される補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂにより補正される。
光源制御部５はまた、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂに同期して各発光体の発光強度を検出する期間を表す光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂを光検出部６に対し出力する。
光検出部６は発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから出射される照明光の発光強度を検出して各々の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を出力する。
【００１７】
波高補正部７は、光検出部６から出力される平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１と基準波高記憶部８から出力される基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂとを一致させるように補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂを生成する。
【００１８】
以下、画像表示部３が表示デバイスとしてＤＭＤを用いた投射型の画像表示装置について説明する。なお、画像表示部３は図示しないＤＭＤ、スクリーンおよびＤＭＤにより変調された光をスクリーンに投射する光学系で構成される。照明部２はＤＭＤを照明するための光学系である。
【００１９】
本画像表示装置には、画像信号が入力される。画像信号ＶＡは、表示部において、複数の基本色の光を合成することにより表示を行うことを前提として生成されている。
以下では、複数の基本色が赤色、緑色、青色である場合について説明する。
画像信号ＶＡは、画像表示部３に形成される画像内の各画素（ｘ、ｙ）における、赤色のデータ値を示す色画像データＲ（ｘ，ｙ）、緑色のデータ値を示す色画像データＧ（ｘ，ｙ）、および青色のデータ値を示す色画像データＢ（ｘ，ｙ）から構成されている。
【００２０】
光源１が備える発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂとしては、例えば赤色、緑色、青色の光を発するレーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。
ＤＭＤは表示画像の画素数の微小ミラーのオン／オフ時間の比率により各画素の明るさを制御することにより画像を表示するものである。説明を簡単にするために、図２（ａ）〜（ｃ）に画像データが３ビットの場合のＤＭＤの表示制御の例を示す。図２（ａ）は画像データのビットを＃１（下位）〜＃３（上位）としたときの画像の明るさを、図２（ｂ）はビット＃１〜＃３に対応するオン区間（それぞれのビットに対応してＤＭＤの微小ミラーがオンとなる期間）を、図２（ｃ）は明るさ０〜７に対応する表示制御信号を示す。
【００２１】
画像信号分析部４では入力された画像データＶＡを用いて、発光体毎に発光のタイミングを制御するが、各画面内の全画素（各フレーム内の全画素）においてＤＭＤがオフとなる期間は発光しないように発光のタイミングを制御すれば不要な発光を減らすことが可能になる。
【００２２】
図２（ｃ）に示すように、表示制御信号を低階調側のデータから順にＤＭＤの微小ミラーをオン／オフ制御する場合、例えば階調値が３以下では、表示制御期間の前方に微小ミラーがオン／オフして各画素の明るさを制御する表示期間（いずれかの微小ミラーがオンとなる期間）を、後方にすべての微小ミラーが完全にオフになる非表示期間を分離することが可能になる。この非表示期間の照明光は画像表示には利用されず、迷光などのコントラスト低下の原因にしかならないので、発光を停止することが望ましい。
【００２３】
図２（ａ）〜（ｃ）は画像データが３ビットの場合の例であるが、画像データが８ビットの場合、最下位ビットのみを表示する幅（最下位ビットのみに対応するオン区間の長さ、即ち時間幅）をｔとすると、画像データの最大値に対応するオン期間の長さは２５５ｔになる。
【００２４】
各フレームにおいて、全画素の画像データの最上位ビットが全て０であれば最上位ビットを表示する幅（最上位ビットに対応するオン区間）１２８ｔの発光を停止でき、発光期間を約１／２にできる。同様に上位２ビットが全て０であれば発光期間を約１／４にでき、最下位ビットのみを表示する場合の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの幅は最大幅の１／２５５で良いことになる。
【００２５】
このようにして、画像信号分析部４は入力された各フレームの各色画像データに基づいて発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎に最適な発光期間を決定し、発光期間が各々必要最小限になるように発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂを出力する。
【００２６】
光源制御部５は、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎に画像信号分析部４から出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂに基づいて発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力するので、各発光体の発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間が各々異なることになる。
画像表示部３は、各色画像データを用いてＤＭＤのオン／オフを画素毎に制御して画像を生成する。
【００２７】
以上のように、ＤＭＤの微小ミラーのオン／オフ制御信号を表示期間と非表示期間に分かれるように設定すると、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、ＤｂはＤＭＤの表示期間を含む範囲で短くすることが可能になる。即ち、画像信号分析部４により、入力された画像データＶＡに基づいてＤＭＤの表示期間を含むように発光のタイミングを決定することで、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間が各々必要最小限になるように制御することが可能となり、迷光の発生を低減できる。
【００２８】
なお、レーザやＬＥＤを一定の周期で発光させた場合、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値が一定でも個々の発光体素子がもつ特性や発光期間により発光波高値が変化することがある。このように発光期間の変化に伴い発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値と実際の発光波高値の関係に変化が生じると、照明光の色バランスが変化して表示される映像に変色や着色が生じることがある。そのために、光検出部６により発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂから出射される照明光の発光強度を検出し、各々の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１が基準波高記憶部８から出力される基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂと一致するように、波高補正部７により光源制御部５から出力される各発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を補正している。
【００２９】
しかしながら、特に画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）場合、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの幅を短くできるが、発光期間が短い場合は光検出部６により検出される発光強度が不十分となり、回路ノイズなどの外乱の影響を受けやすく、正確な発光波高値の検出が困難になることがある。そのため、回路ノイズ等の影響が実用上問題ない程度の発光期間を発光期間の最小幅とし、この最小幅の発光期間の発光波高値を光検出部６により検出する。
【００３０】
図３を例にして光源制御部５が制御する各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの１フレームの発光期間を説明する。光源制御部５は、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎に画像信号分析部４から出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂの幅に基づいて発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力する。
【００３１】
この発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの発光期間１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを、各フレームの画像データの値に係わらず発光期間が一定の固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと各フレームの画像データ（特に各フレームの画像データの最大値）に応じて発光期間が変化する可変発光期間１２ｒ、１２ｇ、１２ｂにより構成し、発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂの幅が固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ以上の場合は発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂの幅の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力し、発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂの幅が固定発光期間未満になる場合には固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの幅の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力する。
【００３２】
なお、固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの長さは互いに異なっていても良い。これは発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの種類（色）ごとに発光特性、特に発光波高値の検出を正確に行える最小の時間幅が異なる場合があるためである。
【００３３】
本実施の形態の画像表示装置においては、各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは入力される各色画像データの値によって映像表示に係わらない期間（フレーム内のどの画素についても表示制御信号がオフとなる期間）については発光させないように制御されているので、入力された画像が明るい（画像信号の最大値が大きい）ときは発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの発光期間１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは長く、入力された画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）ときは発光期間１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは短くなる。
【００３４】
このように、本来発光のために設けられている期間内に、各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに映像に応じて発光しない消灯期間を設けることで、常時点灯しているものと比べると迷光を減らすことができコントラストの低下を抑制できる。
【００３５】
光検出部６は、光源制御部５から出力される固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂに同期して発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが固定発光期間中に発せられた光の強度の時間積分値を検出し、これにより、固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂの発光波高値の平均である平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を検出して出力する。
【００３６】
基準波高記憶部８は制御目標となる波高値を基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂとして記憶する。基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂとしては、例えば画像表示装置の製造時において色バランスの調整を行った際に発光量検出部６のセンサにて検出された各発光体の検出波高値を基準波高値として記憶して用いる。
【００３７】
波高補正部７には、基準波高記憶部８の基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂと光検出部６より出力された平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１とが入力される。波高補正部７は、まず、平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１と基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂを比較し、波高値の比を出力する。波高値の比は、平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１に対する基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂの割合を演算により求める。
【００３８】
波高補正部７において上記の「割合」を求める演算は下記の式で表されるように、色毎の演算である。
Ｉｄｒ＝ｔＩｒ／Ｉｒ１
Ｉｄｇ＝ｔＩｇ／Ｉｇ１
Ｉｄｂ＝ｔＩｂ／Ｉｂ１
…（１）
なお、平均発光波高値と補正値の関係を予めテーブル化して、テーブル参照方式として構成しても良い。
【００３９】
次に、センサの検出値により求められた波高値の比Ｉｄｒ、Ｉｄｇ、Ｉｄｂを、発光体を駆動させる電流量の大きさを表す補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂへ変換し光源制御部５へ出力する。この変換は発光体を発光させる発光駆動信号と光検出部６によって検出される発光波高値の関係を予め求めておき、演算によって補正加算値を求めることで行われる。
【００４０】
なお、上記のように一旦波高値の比Ｉｄｒ、Ｉｄｇ、Ｉｄｂを算出した後上記の変換を行うかわりに、基準発光値と平均発光波高値の比に対応する補正加算値を予めテーブル化しておき、これを読み出すこととしても良い。
【００４１】
光源制御部５では、前のフレームの発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂとして内部に記憶しており、画像信号分析部４より出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂから波高値が駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂとなる発光波形を作成し、その発光波形の波高を補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂにて補正した発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを作成する。
また、光源制御部５では、制御基準となる波高値を基準駆動波高値ｓＩｒ、ｓＩｇ、ｓＩｂとして内部に記憶しており、最初の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの作成（画像表示装置の電源を入れた直後など）においては前のフレームの駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂに代えて基準駆動波高値ｓＩｒ、ｓＩｇ、ｓＩｂを用いる。
なお、基準駆動波高値ｓＩｒ、ｓＩｇ、ｓＩｂは、例えば画像表示装置の製造時において色バランスの調整を行った直後の各発光体へ入力される制御信号（駆動信号）の波高値を記憶して用いる。
【００４２】
補正加算値による補正を行うに当たっては、補正加算値が１より小さいときは発光駆動信号の波高値を減少させ、補正加算値が１より大きいときは、発光駆動信号の波高値を増加させる。このようにして増加又は減少させた波高値は、その後補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂが１である限り同じ値に維持される。
なお、上記した光源制御部５における、発光駆動信号の波高値を求める演算も、色毎の演算である。
【００４３】
以上のように、発光期間が大きく変化する場合でも、各発光体を常に一定の発光期間（固定発光期間１１ｒ、１１ｇ、１１ｂ）以上の発光期間で発光させ、各々の発光波高値を固定発光期間で検出するようにしたので、発光波高値を精度良く検出し、制御することができ、発光期間を変化させても映像の色バランスを一定に調整することが可能となる。
【００４４】
なお、上記の例では、平均発光波高値と基準波高値との比に基づいて生成された補正値を補正加算値に変換し、該補正加算値により基準駆動波高値を増減させたものを発光駆動信号の波高値としているが、代りに、平均発光波高値と基準波高値との差に基づいて発光駆動信号の波高値を増減させることとしても良い。この場合、例えば、平均発光波高値から基準波高値を減算した結果得られる差が正のときは発光駆動信号の波高値を減少させ、上記の差が負のときは発光駆動信号の波高値を増加させる。
例えば、各フレームにおける発光駆動信号の波高値Ｈｒ（ｔ）を、前フレームにおける発光駆動信号の波高値Ｈｒ（ｔ−１）と平均発光波高値Ｉｒ１（ｔ−１）に基づいて、下記の式で表される演算を行うことで求める。
この場合の発光駆動信号の波高値の演算は下式で表される。
Ｈｒ（ｔ）＝Ｈｒ（ｔ−１）＋β×｛Ｉｒ１（ｔ−１）−ｔＩｒ｝    …（２）
ここで、βは（波高値の差から駆動電流の差への変換率を含めた）利得である。
さらに、平均発光波高値の検出及びそれに基づく発光駆動電流の波高値の調整は、各フレーム毎に行っても良いが、複数のフレーム毎に行っても良い。また、波高値の複数のフレームにわたる平均値を平均発光波高値としても用いても良い。
【００４５】
実施の形態２．
前記実施の形態１の画像表示装置においては、各発光体の発光期間は１フレーム期間を等分するように割り当てられていたが、実施の形態２の画像表示装置では各発光体の発光期間は画像信号の各色の割合に応じて割り振るようにする。本実施の形態２に係る画像表示装置の構成は前記実施の形態１の図１におけるものと同一の構成である。
【００４６】
図４に示すように、各色光源１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間と発光波高値は各色画像データによらず常に一定とし、例えば１フレーム（Ｔｆ）内で各発光体の発光期間を均等に割り振った駆動信号にて各発光体を発光させれば、各発光体の発光期間は最大で１フレーム中の１／３の期間となる。
【００４７】
しかしながら、実際の画像データは各色の比率が同じであることはほとんどないので、各発光体の発光期間を均等に割り振ると無駄な発光期間が生じてしまう。逆に、各発光の発光期間を画像信号の各色の比率に応じて割り振れば、無駄な発光期間を減らすことができると共に、明るい画像が得られる。
【００４８】
図５（ａ）に示すように、各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光のタイミングを入力される各色画像データにより１フレームの期間内で発光体毎に制御する例について以下説明する。各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂは１フレームＴｆの範囲内で制御されており、入力される各色画像データによって各発光体の発光期間の割合が変化する。Ｔｒ＋Ｔｇ＋Ｔｂ≦Ｔｆとなるように、各発光体の発光期間を制御するため、発光期間が１フレームの１／３を超える発光制御が可能になる。つまり、１フレームの期間中、いずれかの発光体を発光させることで、１フレーム期間を最大限利用できるため、より明るい画像の表示が可能となる。
【００４９】
例えば赤みが強い画像の場合、図５（ｂ）のように発光体１Ｒの発光期間Ｔｒを、符号ｔｒで示すように長くし、発光体１Ｇ、１Ｂの発光期間Ｔｇ、Ｔｂを、符号ｔｇ、ｔｂで示すように短くすることで、光源を最大限発光させることができるとともに、必要のない発光はなくすことができる。また、例えば暗い画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）場合には図５（ｃ）のように各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂを、符号ｔｒ’、ｔｇ’、ｔｂ’で示すように短くすることができ、無駄な発光をなくすことができる。
【００５０】
以上のように、全画素においてＤＭＤがオフとなる期間は発光しないように発光のタイミングを制御し、また、１フレームの期間を利用して画像に応じて各発光体の発光の割合を制御することで、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間を１フレーム内で最大限に利用しつつ、各々必要最小限になるように制御することが可能となり、より明るく、迷光の発生を低減した画像表示装置が実現できる。
【００５１】
しかしながら、例えば図５（ｂ）、（ｃ）のように、入力される画像に応じて各発光体の発光期間をそれぞれ短くできるが、発光期間が短くなると光検出部６により検出される発光強度が不十分となり、回路ノイズなどの外乱の影響を受けやすく、正確な発光波高値の検出が困難になる。そのため、回路ノイズ等の影響が実用上問題ない程度の発光期間を固定発光期間とし、この固定発光期間の発光波高値を光検出部６により検出する。
【００５２】
レーザやＬＥＤ等を発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を一定として間欠発光させた場合、発光パルスが複数になっても、数十ミリ秒（１フレーム）の範囲であれば各パルスの波高値は互いに連動して変化する。本画像表示装置では１フレーム内で固定発光期間と映像に応じて変化する発光期間に分けて発光体を発光させる。これら両発光期間の発光波高値は互いに連動して変化するため、光検出部６により検出した固定発光期間の平均発光波高値を１フレーム内の全発光期間の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１として推定することができる。
【００５３】
図６を例にして光源制御部５が制御する各発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの１フレームの発光期間を説明する。光源制御部５は、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎に画像信号分析部４から出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂの幅に基づいた発光期間２２ｒ、２２ｇ、２２ｂに各色画像データに係わらず一定の長さ（時間幅）の固定発光期間２１ｒ、２１ｇ、２１ｂを付加して成る発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂの間オンとなる発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力する。
【００５４】
各発光体の固定発光期間２１ｒ、２１ｇ、２１ｂは回路ノイズ等の影響が実用上問題ない程度の長さを有し、各色画像データの値に係わらず各発光体で常に同じ幅をもつ発光期間である。各発光体の可変発光期間２２ｒ、２２ｇ、２２ｂは１フレーム期間から固定発光期間（２１ｒ＋２１ｇ＋２１ｂ）を除いた期間Ｔｅ内でそれぞれの長さが制御され、入力される画像によって各発光体の発光期間の割合が変化する。なお、画像表示部３は、固定発光期間２１ｒ、２１ｇ、２１ｂの発光はスクリーン上へ画像の表示を行わないものとする。
【００５５】
例えば、投射型の画像表示装置として画像表示部３にＤＭＤを用いた場合、ＤＭＤは可変発光期間では画像データに応じて、スクリーンへ光を投射するオン状態と、投射しないオフ状態を切り替えて階調表示を行うが、固定発光期間では常にオフ状態となる。
【００５６】
なお、各色画像データには依存しない固定発光期間が発光体毎に別々に出現するように制御することで、発光波高値を検出するセンサを複数設置する必要がなく、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの光が一度に検出可能な位置にセンサを１つ設置することで各発光体の発光波高値の検出が行える。
【００５７】
光源制御部５は、発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ毎に画像信号分析部４から出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂに基づいて発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力するので、各発光体の発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂが各々異なることになる。画像表示部３は、画像データを用いてＤＭＤのオン／オフを画素毎に制御して画像を生成する。
【００５８】
本実施の形態の画像表示装置においては、各発光体の発光期間は入力される各色画像データによって制御されているので、入力された画像が明るい（画像信号の最大値が大きい）ときは発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの発光期間は長く、画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）ときは短くなる。図６に示すように各発光体に映像に応じて発光しない消灯期間を設けることで、常時点灯しているものと比べると迷光を減らすことができコントラストの低下を抑制できる。
【００５９】
光検出部６は発光体１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが発した光から固定発光期間２１ｒ、２１ｇ、２１ｂ中の光の強度の時間積分値を検出し、これにより、固定発光期間の発光波高値の平均である平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を出力する。基準波高値記憶部８は制御目標となる波高値を基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂとして記憶する。波高補正部７は、平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１と基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂの割合から補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂを出力する。光源制御部５では、発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂと同じタイミングで発生され、その波高値が補正加算値ｄ＿Ｉｒ、ｄ＿Ｉｇ、ｄ＿Ｉｂにより大きく又は小さくされた駆動信号を作成する。これらの動作は、前記実施の形態１におけるものと同様であり、詳細な説明は省略する。
【００６０】
なお、発光駆動信号の波高値の制御に関し、実施の形態１に関して説明したのと同様の変形を加えることも可能である。
【００６１】
本実施の形態の画像表示装置は以上のように動作するので、映像に応じて発光期間を変調する発光制御方法において、各々の発光波高値を固定発光期間で検出するようにしたので、発光波高値を精度良く検出し、制御することができ、発光期間を変化させても映像の色バランスを一定に調整することが可能となる。
【００６２】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３の画像表示装置では、前記実施の形態２の画像表示部３において、画像表示に用いなかった固定発光期間の発光も画像表示に利用する。実施の形態３では画像表示装置３は可変発光期間と固定発光期間を合わせた１フレームの発光期間においてＤＭＤのオン・オフを制御する。例えば、画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）場合には実施の形態２と同様に固定発光期間の発光はＤＭＤをオフにして画像表示には用いず、画像が明るい（画像信号の最大値が大きい）場合にはオンにして画像表示に用いることで、コントラストの向上を図ることができる。画像表示部４は入力された各色画像データを用いて、発光体毎に発光のタイミングを制御し、光源制御部５は画像信号分析部４から出力された発光タイミング信号ＴＣｒ、ＴＣｇ、ＴＣｂに基づいて固定発光期間を付加した発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを出力する。
【００６３】
以上のように、前記実施の形態２の画像表示部３において、例えばＤＭＤ（登録商標）を常にオフ状態にして、スクリーン上への画像表示に用いなかった固定発光期間を、画像表示期間の一部として加え、固定発光期間の発光を映像表示に用いたので、実施の形態２の場合よりも照明光の利用効率が向上する。その結果、光源の消費電力を変えることなく高輝度化が可能になり、コントラストの向上を図ることができる。
【００６４】
実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４による画像表示装置の構成を示すブロック図である。
図７において、画像表示装置は、画像信号分析部３４、光源制御部３５、赤色の発光体（Ｒ発光体）３１１、緑色の発光体（Ｇ発光体）３１２、青色の発光体（Ｂ発光体）３１３を有する光源３１、照明部３２、画像表示部３３、光検出部３６、波高補正部３７、及び基準波高記憶部３８を備えている。
以下、本画像表示装置は、例えば画素毎に照明光の透過率または反射率を制御して表示画像を生成するバックライト方式の液晶ディスプレイなどに適用する場合について説明する。
【００６５】
画像信号分析部３４は、入力される画像信号ＶＡに含まれる各色画像データＶＡｒ、ＶＡｇ、ＶＡｂを分析することにより、色画像データごとに対応する発光体（３１１、３１２、３１３）毎の発光期間を決定し、この発光期間を表す発光体毎の発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂで構成される発光期間制御信号ＴＭを光源制御部３５に出力する。
また、各発光体３１１、３１２、３１３の発光期間に関連付けて各色画像データを補正し、この補正した各色表示画像データＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂで構成される表示画像信号ＶＣを画像表示部３３に出力する。
【００６６】
光源制御部３５は、画像信号分析部３４から出力される発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂに基づいて各発光体３１１、３１２、３１３を発光させるための発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを生成し、各発光体３１１、３１２、３１３に出力するとともに、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂとして記憶する。発光駆動信号Ｄｒ，Ｄｇ，Ｄｂの波高値は、各発光体３１１、３１２、３１３が所定の発光強度で発光するように、波高補正部３７から出力される波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂと、光源制御部３５内部に記憶した前フレームの駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂとから決定される。
【００６７】
また、光源制御部３５は、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂに同期して各発光体３１１、３１２、３１３の発光を検出する期間を表す光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂを光検出部３６に対し出力する。
【００６８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、光源制御部３５から各発光体３１１、３１２、３１３に供給される１フレーム期間Ｔｆにおける発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂの一例を示す波形図である。図８（ａ）は発光体３１１に供給される発光駆動信号Ｄｒの波形を示し、図８（ｂ）は発光体３１２に供給される発光駆動信号Ｄｇの波形を示し、図８（ｃ）は発光体３１３に供給される発光駆動信号Ｄｂの波形を示している。
【００６９】
図８（ａ）〜（ｃ）において、１フレーム期間Ｔｆの最初の３分の１の期間を発光体３１１の発光期間を示すフィールド期間ＴＬｒとし、１フレーム期間Ｔｆの中央の３分の１の期間を発光体３１２の発光期間を示すフィールド期間ＴＬｇとし、１フレーム期間Ｔｆの最後の３分の１の期間を発光体３１３の発光期間を示すフィールド期間ＴＬｂとしている。各フィールド期間中に存在する発光パルスは、各発光体３１１、３１２、３１３の１フレーム期間Ｔｆにおける発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂを示している。各発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂのオン期間、即ち発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂは固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上の長さ（時間幅）となっている。固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂは、後述の光検出部３６が、各発光体３１１、３１２、３１３から出力された光の発光強度を検出する上で、回路ノイズ等の外乱の影響が実用上問題ない値になる範囲内の最小の発光期間又は余裕を考慮してそれよりも若干長い発光期間となるように定められる。発光体３１１、３１２、３１３の発光特性は発光体３１１、３１２、３１３の種類によって異なるため、固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂは発光体３１１、３１２、３１３の種類（色）ごとに設定できるようにしている。そのため、各発光体３１１、３１２、３１３の発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂをこの固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上の期間とすることにより、光検出部３６により検出される発光強度が不十分とならず正確に発光強度を検出できる。
【００７０】
光源３１は、赤色の光を発光する発光体３１１、緑色の光を発光する発光体３１２、及び青色の光を発光する発光体３１３を有している。各発光体３１１、３１２、３１３は、光源制御部３５から出力された発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂにより発光する。
各発光体３１１、３１２、３１３としては、赤色、緑色、青色の光を発光する半導体レーザまたはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。なお、ここでは発光体３１１、３１２、３１３は画像データを生成する際に前提とする基本色ごとに合計３つ設けているが、光源１がすべての基本色を発光する限りにおいて別の構成をとることもできる。例えば、青色の光を発光する発光体を２つ（互いに色合いの異なる２種類の青色の光を発する２つの発光体）設けるようにしてもよい。
【００７１】
照明部３２は、各発光体３１１、３１２、３１３から出射された光が入射される導光板と、この導光板から出射された光を拡散する拡散板を含んで構成され、各発光体３１１、３１２、３１３から出射された光を画像表示部３３へ照射する。
【００７２】
画像表示部３３は、画像信号分析部３４から出力される表示画像信号ＶＣに基づいて画素ごとに、入射した光を透過させる透過部または反射させる反射部を制御して表示画像を生成する。「透過部」及び「反射部」はともに「変調部」の一種である。画像表示部３３としては、透過型または反射型液晶表示パネルなどの光変調デバイスを用いることができる。以下では、透過型の光変調デバイスを例として説明する。光検出部３６は、光源制御部３５から出力される光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂに同期して発光体３１１，３１２，３１３が固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ中に発せられた光の強度の時間積分値を検出し、これにより、固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂの波高値の平均である平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を発光体毎に求め、波高補正部３７に出力する。なお、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、光検出部３６の光を検出する期間が各発光体でそれぞれ重ならないようにすれば、光検出センサを発光体毎に複数設置する必要がない。そのため、このような場合には、発光体３１１，３１２，３１３の光を検出可能な位置にセンサを１つ設置することで各発光体の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を検出する。
【００７３】
波高補正部３７は、光検出部３６から出力される各発光体の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１から、基準波高記憶部３８から出力される各発光体の基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂを引いた波高値の差分Ｉｅｒ、Ｉｅｇ、Ｉｅｂを求める。
波高補正部３７における差分値の演算は下記の式で表されるように、色毎の演算である。
Ｉｅｒ＝Ｉｒ１−ｔＩｒ
Ｉｅｇ＝Ｉｇ１−ｔＩｇ
Ｉｅｂ＝Ｉｂ１−ｔＩｂ
…（３）
【００７４】
波高補正部３７は、その波高値の差分Ｉｅｒ、Ｉｅｇ、Ｉｅｂを、発光体を駆動させる電流量の大きさを表す波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂへ変換し光源制御部３５に出力する。この変換は発光体を発光させる発光駆動信号と光検出部３６によって検出される発光波高値の関係を予め求めておき、演算によって波高補正値（波高補正信号の値）を求めることで行われる。
なお、上記のように一旦波高値の差分Ｉｅｒ、Ｉｅｇ、Ｉｅｂを算出した後上記の変換を行う代わりに、基準発光値と平均発光波高値の差分に対応する波高補正値を予めテーブル化しておき、これを読み出すこととしても良い。
【００７５】
また、基準波高記憶部３８は、各発光体を所定の発光強度で発光させるため、光源制御部３５において発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの基準となる波高値を基準駆動波高値ｓＩＲ、ｓＩＧ、ｓＩＢとして記憶している。基準駆動波高値としては、例えば画像表示装置の製造時において基準波高値を発光するようにかつ適正な色バランスとなるように調整を行った直後の各発光体へ入力される制御信号（駆動信号）の波高値を記憶して用いる。
【００７６】
次に、画像信号分析部３４について詳細に説明する。図９は、画像信号分析部３４の内部構成を示すブロック図である。
【００７７】
図９において、画像信号分析部３４は、入力された画像信号を用いて発光期間を決定し、この発光期間を表す発光期間制御信号ＴＭ（ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂ）を出力する発光期間生成部３４１と、この発光期間制御信号ＴＭ（ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂ）を用いて、入力された画像信号ＶＡを補正し、表示画像信号ＶＣ（ＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂ）として出力する画像データ補正部３４２とを備えている。発光期間生成部３４１にて生成された発光期間制御信号ＴＭ（ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂ）は光源制御部３５に出力され、画像データ補正部３４２にて生成された表示画像信号ＶＣ（ＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂ）は画像表示部３３に出力される。
【００７８】
なお、図９に示される各ブロックは、それぞれ３つの色の信号乃至データに対して並列的に別個の処理を行うものであり、例えば同じ構成を有し、それぞれ別々の色の信号乃至データに対する処理を行う３つのユニットから成る。以下に説明する図１０、図１３のブロックも同様である。
【００７９】
発光期間生成部３４１は、最大値検出部３４１１、発光期間変換部３４１２、及び制御信号生成部３４１３を備えている。
以下に説明するように、発光期間生成部３４１は、各フレームにおける各色画像データの最大値を検出した後、画像表示部３３が照射された光を１以下の所定の透過率で透過させる場合に、その最大値の画像データに対応する表示光量（表示光強度の、各フレーム期間中の時間積分値）で表示できるように各発光体の適切な発光期間を設定する。即ち、発光期間が固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上で、透過率が１の場合に、表示光量が画像データの最大値に対応するものとなり、一方、発光期間が固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ未満で、透過率が１よりも小さい場合に、表示光量が画像データの最大値に対応するものとなるように、発光期間を設定する。
【００８０】
最大値検出部３４１１は、各フレームの画像信号に含まれる各色画像データから当該フレーム内における各画素のデータ値の最大値ＶＡｍｒ、ＶＡｍｇ、ＶＡｍｂを検出し、発光期間変換部３４１２に出力する。なお、最大値は、厳密な意味での最大値だけでなく、最大から所定番目（例えば、１０番目）に大きい値や、最大から所定番目の値までの平均値などでもよい。これらの値を「最大値に準ずる値」と言うこともあるが、単に「最大値」と呼ぶこともある。
【００８１】
発光期間変換部３４１２は各色画像データの最大値をそれぞれ発光期間（発光期間計算値或いは第１の発光期間）Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂに変換する。このような変換で得られる発光期間（第１の発光期間）Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂは画像表示部３３における透過率を１とした場合に、各色画像データの最大値に対応する光量（表示光強度の時間積分値）を出力するのに必要な各色の発光期間であり（即ち、透過率が１である場合に、表示光量が各色画像データの最大値に対応するものとなる発光期間であり）、この変換は、各色画像データの値に対応した発光期間をあらかじめルックアップテーブルに記憶させておき、これを読み出すことで行う。発光期間変換部３４１２は、得られた各色の第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂを、制御信号生成部３４１３に出力する。
【００８２】
制御信号生成部３４１３は、内部に所定の固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂを保持しており、各色画像データの第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂと前記固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂを比較し、当該第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂが固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上である色画像データについては前記第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂを発光期間の設定値或いは第２の発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂとして、該発光期間の設定値Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂを表す信号を発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂとして出力する。
【００８３】
一方、第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂが固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂよりも短い色画像データについては前記固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂを発光期間の設定値Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂとし、該発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂを表す信号を発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂとして出力する。このように、発光期間変換部３４１２で計算された第１の発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂが所定の固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ未満の場合には、計算された第１の発光期間に代えて固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂが発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂとして設定される。すなわち、固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂは、発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂの最小時間となる。
なお、発光期間の設定値Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂが、発光体の発光期間を定めるものであるので、これらを単に「発光期間」ということがある。
【００８４】
画像データ補正部３４２は、係数計算部３４２１、表示光強度変換部３４２２、係数乗算部３４２３、及び画像データ変換部３４２４を備えている。
係数計算部３４２１には、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂが入力され、この発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂで表される各色の発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂに基づいて各色画像データの乗算係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂを計算する。この乗算係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂは、発光期間を変化させても、色画像データで示された光量で表示できるようにするためのものである。詳しくは後述するが、発光期間が短い場合には乗算係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂが大きくなり、長い場合には小さくなる。この計算は、各色の発光期間に対応する乗算係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂをあらかじめルックアップテーブルに記憶させておき、これを読み出すことで計算する。
【００８５】
表示光強度変換部３４２２は、画像信号に含まれる各色画像データ、即ち各画素の画素値ＶＡｒ、ＶＡｇ、ＶＡｂをそれぞれ表示光強度Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂに変換する。この変換は、各色画像データの値に対応する表示光強度をあらかじめルックアップテーブルに記憶させておき、これを読み出すことで変換する。表示光強度変換部３４２２は、得られた各表示光強度Ｐｒ、Ｐｇ、Ｐｂを、係数乗算部３４２３に出力する。
【００８６】
係数乗算部３４２３は、各表示光強度に、それぞれ対応する前記乗算係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂを乗算し、各透過率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂを計算する。この透過率は発光期間を発光期間制御信号Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂとした場合に、表示光強度を出力するのに必要な各色画像データの透過率である。そして、各色画像データの透過率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂを画像データ変換部３４２４に出力する。
【００８７】
画像データ変換部３４２４は、各透過率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂを各表示画像データＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂに変換する。この変換は、透過率Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂに対応する表示画像データＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂをあらかじめルックアップテーブルに記憶させておき、これを読み出すことで行うことができる。そして、変換後の各表示画像データＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂからなる表示画像信号ＶＣを画像表示部３３に出力する。
【００８８】
次に、光源制御部３５について詳細に説明する。図１０は、光源制御部３５の内部構成を示すブロック図である。図１０において、光源制御部３５は、補正信号演算部３５１、発光駆動信号生成部３５２、及び光検出期間信号生成部３５３を備えている。
【００８９】
補正信号演算部３５１は、前フレームの発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂとして内部に記憶しており、駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂに対して、波高補正部３７から入力される波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂを減算することにより、各発光体が所望の発光強度で発光するように、各発光体に入力する発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を求める。
また、補正信号演算部３５１では、最初の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの作成（画像表示装置の電源を入れた直後など）においては基準波高記憶部３８から入力される発光体毎の基準駆動波高値ｓＩｒ、ｓＩｇ、ｓＩｂを前のフレームの駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂに代えて用いる。この減算により、波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂが正の時は、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値がより小さくなり、波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂが負の時は、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値がより大きくなる。
【００９０】
このような処理により、光検出部３６で検出された平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１が基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂよりも大きいと発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値はより低い値に補正され、平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１よりも基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂが小さいと波高値はより高い値に補正される。
このようにしてより低い値又はより高い値に変更された波高値は、その後波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂが零である限り同じ値に維持される。
なお、補正信号演算部３５１における発光駆動信号の波高値を求める演算も、色毎の演算である。
【００９１】
発光駆動信号生成部３５２は、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂで表される各発光体の発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂの間の波高値が、補正信号演算部３５１で求めた各発光体の波高値となる発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを、発光体毎に生成する。生成された発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂは、発光駆動信号生成部３５２から対応する発光体へ出力される。
【００９２】
光検出期間信号生成部３５３は、内部に前記の固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂの長さを表す情報を保持しており、入力された発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂを用いて、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂに同期し（例えば前縁が一致し）前記固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂの長さを有する光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂを生成する。生成された光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂは、光検出部３６に出力される。
【００９３】
次に、図９の画像データ補正部３４２の係数計算部３４２１における係数Ｊｒ、Ｊｇ、Ｊｂの設定について説明する。以下では、発光体３１１を例に挙げて説明するが、他の発光体３１２，３１３についても同様である。
【００９４】
図１１（ａ）〜（ｅ）は、発光体３１１から出射される照明光の発光強度、発光期間及び透過率と画像表示に利用される照明光の光量（表示光量）Ｌとの関係を示した波形図である。図１１（ａ）は所定の波高値（Ｈ）をもつ光源制御信号Ｄｒにより発光体３１１が所定の発光期間（Ｔ）発光したときの光量を示しており、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に対して透過率を半分とした場合を示しており、図１１（ｃ）は図１１（ａ）に対して発光期間を半分とした場合を示している。
【００９５】
画像表示部３３から出力される画像表示光の光量（表示光の強度と発光時間の積、より一般的には表示光強度の時間積分値）（Ｌ）は、発光駆動信号Ｄｒの波高値（Ｈ）と、発光体３１１の発光期間（Ｔ）と、画像表示部３３の透過率（Ｋ）とを用いて、下記の式（４）のように書ける。なお、簡単のため、発光体３１１は入力された発光駆動信号Ｄｒの波高値（Ｈ）と同値の強度の光を出射するものとし、さらに照明部３２において光が減衰しないものとしている。
Ｌ＝Ｈ×Ｔ×Ｋ      （ただし、０≦Ｋ≦１）      …（４）
【００９６】
たとえば、発光体３１１の発光期間（Ｔ）と波高値（Ｈ）とを一定とすると、透過率（Ｋ）を変化させることにより表示画像の階調を表現することができる。透過率最大（Ｋ＝１）のとき、図１１（ａ）に示すようにＬ＝ＨＴとなり、画像表示部３３に入射した発光体３１１からの照明光の全てを画像表示に利用し、最大の光量で画像表示を行うことになる。
【００９７】
一方、Ｋ＝０．５のとき、画像表示部３３から出力される画像表示光の光量（Ｌ）は、図１１（ｂ）に示すように、式（５）のようになる。
Ｌ＝Ｈ×Ｔ×０．５      …（５）
この場合、画像表示部３３に入射した発光体３１１からの照明光の半分が画像表示に利用され、残りの半分の照明光は画像表示には利用されない。すなわち、光源３１が発した照明光の光量（Ｈ×Ｔ）の半分が透過され、この透過した光の光量で画像表示を行うことになるため、模擬的に図１１（ｂ）の斜線部分の照明光が画像表示に利用されると考えることができる。この時、残りの斜線のない部分が、画像表示には利用されない無駄な光量となってしまう。この画像表示に利用されない照明光は、迷光などのコントラスト低下の原因となるので、画像表示に必要な量だけ光源を発光させることが望ましい。
【００９８】
そこで、無駄な光量をなくし、前記式（５）の状態と同量の画像表示光を得る方法として、図１１（ｃ）のように、透過率を１とし発光期間を半分にする方法が考えられる。この場合の光量（Ｌ）を、前記式（４）で算出すると、発光期間をＴ２＝０．５Ｔとし、透過率を最大（Ｋ＝１）とするので、
Ｌ＝Ｈ×Ｔ２×１＝Ｈ×（０．５Ｔ）＝０．５ＨＴ      …（６）
となり、前記Ｋ＝０．５で発光期間がＴのときと同じ量の画像表示光を得ることができる。
【００９９】
そこで、各フレーム内の画像データの最大値ＶＡｍｒに基づいて上記のように発光期間を定める。即ち、透過率が１である場合に画像データの最大値ＶＡｍｒに対応する表示光量（Ｌｍ）が得られる発光期間を、発光期間算出値Ｔｄｒとして求め、該発光期間算出値Ｔｄｒが固定発光期間（ＴＦｒ）以上であるときは、発光期間算出値Ｔｄｒを発光期間設定値Ｔｒとし（図１１（ｄ））、発光期間算出値Ｔｄｒが固定発光期間ＴＦｒ未満のときは、固定発光期間ＴＦｒを発光期間設定値Ｔｒと定める（図１１（ｅ））。
【０１００】
そして、各画素については、係数計算部３４２１では、発光期間が発光期間設定値Ｔｒの場合に、各画素の表示光強度Ｐｒ（ｘ，ｙ）を出力するのに必要な透過率Ｋｒ（ｘ，ｙ）を算出するための係数である乗算係数Ｊｒを定める。即ち、
Ｊｒ＝α／Ｔｒ    …（７Ａ）
により乗算係数Ｊｒを求める。ここでαは基準駆動波高値に基づく定数である。
この乗算係数Ｊｒを表示光強度Ｐｒ（ｘ，ｙ）に乗算することで発光期間設定値Ｔｒに基づいた透過率Ｋｒ（ｘ，ｙ）を算出できる。
Ｋｒ（ｘ，ｙ）＝Ｐｒ（ｘ，ｙ）×Ｊｒ    …（７Ｂ）
発光期間設定値Ｔｒが短くなった分、透過率Ｋｒが大きくなるように設定される。
【０１０１】
このように無駄な発光をなくすように発光期間を短くし、液晶表示パネルの透過率を発光期間が短くなった分を補うように大きくすることで、光源が発した光量を無駄なく映像表示に利用できる。具体的には、発光期間が短くなった分、画像データ補正部３４２の係数乗算部３４２３で画像信号に乗算する係数Ｊｒが大きくなるように、係数計算部３４２１で設定する乗算係数Ｊｒを大きくすることで、係数乗算部３４２３から出力される、表示光強度を示す値が大きくなり、これにより、画像表示部３３における透過率を大きくすることができる。
【０１０２】
以上のように、入力される画像データの大きさに応じて固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上になるように発光期間を変化させることで、画像表示に必要な量だけ光源を発光させ、無駄な発光をなくすことができるので、迷光によるコントラストの低下を抑制できる。
【０１０３】
本実施の形態に係る画像表示装置では、光検出部３６により発光体３１１，３１２，３１３から出射される照明光の光量を検出し、検出した光量の大きさを示す波高値の平均値が基準波高記憶部３８から出力される基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂと一致するように、各発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値を補正している。そのため、半導体レーザやＬＥＤを一定の周期で発光させた場合に、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの波高値が一定でも個々の発光体がもつ特性や発光期間により波高値が変化することで、照明光の色バランスが変化して表示される映像に変色や着色が生じるという不具合を防ぐことができる。
【０１０４】
また、発光期間変換部３４１２において、画像表示部３３における透過率を１以下の所定値とした場合に各色画像データの最大値に対応する光量を出力するのに必要な各発光体の発光期間を計算し、この発光期間に基づいて各発光体を発光させている。すなわち、各発光体の発光期間は入力される画像データに応じて映像表示に不必要な期間については発光させないように制御されているので、入力された画像が明るい（画像信号の最大値が大きい）ときは発光体の発光期間は長く、画像が暗い（画像信号の最大値が小さい）ときは短くなる。このように各発光体に画像に応じて発光しない消灯期間を設けることで、常時点灯しているものと比べると迷光を減らすことができコントラストの低下を抑制できる。
【０１０５】
また、発光期間が短くなる場合でも、各発光体を常に固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上の発光期間で発光させ、この固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂにおける光量を検出するようにしたので、光量を精度良く検出し、制御することができ、発光期間を変化させても映像の色バランスを一定に調整することが可能となる。そのため、安定した高画質の画像を表示することができる。
【０１０６】
なお、上述では、光検出部３６は、発光体３１１、３１２、３１３の光を検出可能な位置に配置された１つのセンサで構成するものとしたが、発光体毎にセンサを設け、各センサにより光量を検出するようにしてもよい。
【０１０７】
実施の形態５．
図１２は本発明の実施の形態５の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態４の画像表示装置においては、各発光体の発光期間を１フレーム期間の１／３期間ずつに割り当てられ、時分割で、即ち複数の色の発光体の発光期間が重ならないように、発光するようにしたが、実施の形態５の画像表示装置では各発光体の発光期間をそれぞれ１フレーム期間内で決定するようにする。本実施の形態５に係る画像表示装置は、画像信号分析部３４Ａ、光源制御部３５、発光体３１１，３１２，３１３を有する光源３１、照明部３２Ａ、画像表示部３３Ａ、光検出部３６Ａ、波高補正部３７、及び基準波高記憶部３８を備えている。なお、実施の形態４の図７におけるものと同一の番号を付したものは、同一の構成であり詳細な説明を省略する。
【０１０８】
図１３は、実施の形態５に係る画像信号分析部３４Ａの内部構造を示すブロック図である。図１３において、画像信号分析部３４Ａは、発光期間生成部３４１Ａおよび画像データ補正部３４２を備えている。図１３において、図９と同一または対応する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０９】
発光期間変換部３４１２Ａは最大値検出部３４１１より出力された各色画像データの最大値ＶＡｍｒ、ＶＡｍｇ、ＶＡｍｂをそれぞれ発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂに変換する。この発光期間は画像表示部３３における透過率を１とした場合に、各色画像データの最大値に対応する光量を出力するのに必要な各色の発光期間であり、この変換は、各色画像データの値に対応した発光期間をあらかじめルックアップテーブルに記憶させておき、これを読み出すことで行う。実施の形態４の発光期間変換部３４１２では、１／３フレーム期間内で画像データに応じた発光期間を各発光体について記憶していたが、本実施の形態の発光期間変換部３４１２Ａにおいては１フレーム期間内で画像データに応じた発光期間を各発光体について記憶している。つまり、発光期間変換部３４１２Ａが記憶する発光期間の最大値は各発光体において１フレーム期間である。
【０１１０】
発光期間変換部３４１２Ａにおいて変換された発光期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂを用いて、実施の形態４と同様の動作によって、発光期間を決定し発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂを生成するとともに、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂに基づいて各画像データを補正して表示画像信号ＶＣ（ＶＣｒ、ＶＣｇ、ＶＣｂ）を生成する。
【０１１１】
図１４（ａ）〜（ｃ）は、光源制御部３５が画像信号分析部３４Ａから出力される発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂに基づいて出力した発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂの一例を示す波形図である。図１４（ａ）〜（ｃ）において、図８（ａ）〜（ｃ）と同一または対応する部分には、同一の符号を付し、説明を省略する。図１４（ａ）〜（ｃ）においては、各発光体の発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂはフレーム期間Ｔｆの範囲内でそれぞれ発光期間が制御されており、入力される画像データによって各発光体の発光期間が変化する。各発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂのオン期間、即ち発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂは、フレーム期間Ｔｆの範囲内、互いに重なり合うことを妨げることなく、設定される。図示の例では、発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂのオン期間はその開始時点が一致している。また、発光期間Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂは、実施の形態４と同様に最小の発光期間である固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ以上の長さ（時間幅）となるように設定される。なお、本実施の形態における固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂは、実施の形態４におけるものと同じものである。
【０１１２】
以上のように各発光体が同時に発光した場合、各発光体の最小発光期間である固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂは図１４（ａ）〜（ｃ）のように同時に出現する。そのため光検出部３６Ａは、発光体３１１，３１２，３１３の光がそれぞれ検出可能な位置に発光体毎にセンサを設け、各センサ３６Ａｒ、３６Ａｇ、３６Ａｂにより光量を検出する。
【０１１３】
光検出部３６Ａは、光源制御部３５から出力される固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂに同期した光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂに基づいて発光体３１１，３１２，３１３が固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ内に発光した光の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を求め、波高補正部３７に出力する。
【０１１４】
波高補正部３７は、光検出部３６Ａ（センサ３６Ａｒ、３６Ａｇ、３６Ａｂ）から出力される各発光体の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１と基準波高記憶部３８から出力される各発光体の基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂを用いて、実施の形態４と同様の動作によって波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂを光源制御部３５に出力する。また、基準波高記憶部３８は、基準となる波高値を基準駆動波高値ｓＩｒ、ｓＩｇ、ｓＩｂとして記憶しており、光源制御部３５は前のフレームの駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂ、波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂ、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂを用いて各発光体の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを生成するとともに、各発光体の固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂを示す光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂを生成する。
【０１１５】
照明部３２Ａは、各発光体から出射された光が入射される導光板と、この導光板から出射された光を拡散する拡散板を含んで構成され、各発光体３１１、３１２、３１３から出射された光の強度を均一にして画像表示部３３Ａへ照射する。
【０１１６】
画像表示部３３Ａは、画像信号分析部３４Ａから出力される表示画像データに基づいて対応する画素の対応する色の透過率もしくは反射率を変化させることで、光源からの照明光の強度を変調して画像を表示する。画像表示部３３Ａは例えばカラー液晶パネルであり、各画素は各発光体に対応する色のみを透過するカラーフィルタを備えた副画素により構成され、各色の透過率を個別に制御する。以上が本実施の形態における画像表示装置の動作である。本実施の形態の画像表示装置においても、上記実施の形態４におけるものと同様の効果が得られる。
【０１１７】
実施の形態６．
図１５は本発明の実施の形態６の画像表示装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態６の画像表示装置では光変調部を発光体３１１、３１２、３１３ごとに備えるようにする。実施の形態６に係る画像表示装置は、画像信号分析部３４Ａ、光源制御部３５、発光体３１１、３１２、３１３を有する光源３１、Ｒ照明部３２１、Ｇ照明部３２２、Ｂ照明部３２３、Ｒ変調部３９１、Ｇ変調部３９２、Ｂ変調部３９３、カラー画像合成部４０、光検出部３６Ａ、波高補正部３７、及び基準波高記憶部３８を備えている。なお、実施の形態５の図１２におけるものと同一の番号を付したものは、同一の構成であり詳細な説明を省略する。
【０１１８】
画像信号分析部３４Ａでは画像データに基づいて各発光体の発光期間を決定し、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂを生成するとともに、発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂに基づいて各画像データを補正して表示画像信号ＶＣを生成する。光源制御部３５は発光期間制御信号ＴＭｒ、ＴＭｇ、ＴＭｂ、駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂ、波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂに基づいて各発光体の発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂを生成するとともに、各発光体の固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂを示す光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂを生成する。各発光体は発光駆動信号Ｄｒ、Ｄｇ、Ｄｂに基づいて光を発し、光検出部３６Ａは、光検出期間信号ＬＤｒ、ＬＤｇ、ＬＤｂに基づいて各発光体が固定発光期間ＴＦｒ、ＴＦｇ、ＴＦｂ内に発光した光の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１を求める。波高補正部３７は、光検出部３６Ａから出力される各発光体の平均発光波高値Ｉｒ１、Ｉｇ１、Ｉｂ１と基準波高記憶部３８に記憶された制御目標となる波高値である各発光体の基準波高値ｔＩｒ、ｔＩｇ、ｔＩｂを用いて波高補正信号ｅ＿Ｉｒ、ｅ＿Ｉｇ、ｅ＿Ｉｂを光源制御部３５に出力する。以上の動作は、上記実施の形態５におけるものと同様である。
【０１１９】
Ｒ発光体３１１、Ｇ発光体３１２、Ｂ発光体３１３からの光は、それぞれＲ照明部３２１、Ｇ照明部３２２、Ｂ照明部３２３を介してＲ変調部３９１、Ｇ変調部３９２、Ｂ変調部３９３に導かれる。
【０１２０】
変調部３９１、３９２、３９３には画像信号分析部３４Ａで生成される各色の表示画像信号ＶＣが入力される。変調部３９１、３９２、３９３では、対応する表示画像信号ＶＣに応じて対応する画素の透過率もしくは反射率を変化させることで、各発光体から出射され各照明部を介して供給される光を変調する。各変調部は上記実施の形態４と同様のもので構成できる。カラー画像合成部４０は、変調部３９１、３９２、３９３で変調された光を合成し、カラー画像を生成する。
【０１２１】
本実施の形態では、変調部３９１〜３９１、及びカラー画像合成部４０により、画像表示部が構成されている。
【０１２２】
以上が本実施の形態における画像表示装置の動作である。本実施の形態の画像表示装置においては、各光源の発光期間が１フレーム期間内で決定されるとともに、各光源から発せられた光を対応する光変調部３９１、３９２、３９２を通した後に合成することで、上記実施の形態１〜５よりも明るい画像を表現できる。
【０１２３】
なお、実施の形態４においては、平均発光波高値と基準波高値との差に基づいて生成された波高補正信号を前のフレームの波高値である駆動波高値ｏ＿Ｉｒ、ｏ＿Ｉｇ、ｏ＿Ｉｂに加算又は減算することにより、発光駆動信号の波高値を求めているが、代りに、実施の形態１について述べたように、平均発光波高値と基準波高値との比に基づく補正値を、それまで用いていた発光駆動信号の波高値に加算または減算することにより、新たな発光駆動信号の波高値を求めることとしても良い。
実施の形態５及び６についても同様である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  光源、  ２  照明部、  ３  画像表示部、  ４  画像信号分析部、  ５  光源制御部、  ６  光検出部、  ７  波高補正部、  ８  基準波高記憶部、  １０ｒ  Ｒ発光体の発光期間、  １０ｇ  Ｇ発光体の発光期間、  １０ｂ  Ｂ発光体の発光期間、  １１ｒ、２１ｒ  Ｒ発光体の固定発光期間、  １１ｇ、２１ｇ  Ｇ発光体の固定発光期間、  １１ｂ、２１ｂ  Ｂ発光体の固定発光期間、  １２ｒ、２２ｒ  Ｒ発光体の可変発光期間、  １２ｇ、２２ｇ  Ｇ発光体の可変発光期間、  １２ｂ、２２ｂ  Ｂ発光体の可変発光期間、  ３１  光源、  ３１１  Ｒ発光体、  ３１２  Ｇ発光体、  ３１３  Ｂ発光体、  ３２、３２Ａ  照明部、  ３２１  Ｒ照明部、  ３２２  Ｇ照明部、  ３２３  Ｂ照明部、  ３３、３３Ａ  画像表示部、  ３４、３４Ａ  画像信号分析部、  ３４１、３４１Ａ  発光期間生成部、  ３４１１  最大値検出部、  ３４１２、３４１２Ａ  発光期間変換部、  ３４１３  制御信号生成部、  ３４２  画像データ補正部、  ３４２１  係数計算部、  ３４２２  表示光強度変換部、  ３４２３  係数乗算部、  ３４２４  画像データ変換部、  ３５  光源制御部、  ３５１  補正信号演算部、  ３５２  発光駆動信号生成部、  ３５３  光検出期間信号生成部、  ３６、３６Ａ  光検出部、  ３６Ａｒ、３６Ａｇ、３６Ａｂ  センサ、  ３７  波高補正部、  ３８  基準波高記憶部、  ３９１  Ｒ変調部、  ３９２  Ｇ変調部、  ３９３  Ｂ変調部、  ４０  カラー画像合成部、  Ｄｒ  Ｒ発光体の発光駆動信号、  Ｄｇ  Ｇ発光体の発光駆動信号、  Ｄｂ  Ｂ発光体の発光駆動信号、  Ｔｒ  Ｒ発光体の発光期間、  Ｔｇ  Ｇ発光体の発光期間、  Ｔｂ  Ｂ発光体の発光期間、  ＴＦｒ  Ｒ発光体の固定発光期間、  ＴＦｇ  Ｇ発光体の固定発光期間、  ＴＦｂ  Ｂ発光体の固定発光期間。
【図１】
2010140299.tif 000003
【図２】
2010140299.tif 000004
【図３】
2010140299.tif 000005
【図４】
2010140299.tif 000006
【図５】
2010140299.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010140299.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色の発光体から構成され、発光体毎に発光期間の制御が可能な光源と、
入力画像に含まれる複数の色画像データを分析し前記発光体毎に発光のタイミングを決定する画像信号分析部と、
前記発光体毎の発光タイミングに基づき発光駆動信号を生成し、前記光源の発光期間を制御する光源制御部と、
前記複数の色の発光体から出射された光を略均一な照明光に形成する照明光学系と、
前記複数の色の照明光を画素ごとに変調して表示画像を形成する画像表示部と、
前記光源から出射された光を発光体毎に検出し、発光体毎の平均発光波高値を出力する光検出部と、
前記発光体毎の発光波高値の基準値を基準波高値として記憶する基準波高記憶部と、
前記発光体毎に前記平均発光波高値を前記基準波高値に一致させるための補正値を生成する波高補正部とを備え、
前記光源制御部は、前記画像データの明るさの値の大小に係わらず、少なくとも所定の時間発光させる固定発光期間を有する発光駆動信号を生成し、
前記平均発光波高値は、前記固定発光期間に出射された光の波高値の平均値である
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記補正値に基づいて前記発光体毎に発光駆動信号の波高値を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記画像表示部は、前記画素の数に対応した微小ミラーを備えた反射型画像表示素子により照明光を変調することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記画像信号分析部は、各フレーム期間内に、一画面分の全画素について映像表示に係わらない期間については発光させない消灯期間を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光源制御部は、前記複数の色の発光体の発光期間が互いに重ならない駆動信号を作成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記画像信号分析部は更に、発光体の発光期間を前記画像データのそれぞれの色の比率に応じて割り振ることで決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記画像信号分析部は、
各フレームの前記画像データに含まれる複数の色画像データのそれぞれの最大値から、前記色画像データに対応する前記発光体の発光期間を求め、前記発光期間が前記固定発光期間よりも短い場合に、前記固定発光期間を発光期間とするように発光のタイミングを決定し、決定したタイミングを表す発光期間制御信号を生成する発光期間生成部と、
各画素の前記色画像データを、対応する前記発光体の発光期間に応じて変換して、表示画像信号を生成する画像データ補正部と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記画像表示部は、
前記発光体毎に設けられ、前記光源から照射される光を変調する複数の光変調部と、
前記複数の光変調部にて変調された光を合成する合成部と
を有することを特徴とする請求項１、２又は７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記画像表示部は、透過型の光変調デバイスにより照明光を変調することを特徴とする請求項１、２、７、又は８に記載の画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る画像表示装置は、
複数の色の発光体から構成され、発光体毎に発光期間の制御が可能な光源と、
入力画像に含まれる複数の色画像データを分析し前記発光体毎に発光のタイミングを決定する画像信号分析部と、
前記発光体毎の発光タイミングに基づき発光駆動信号を生成し、前記光源の発光期間を制御する光源制御部と、
前記複数の色の発光体から出射された光を略均一な照明光に形成する照明光学系と、
前記複数の色の照明光を画素ごとに変調して表示画像を形成する画像表示部と、
前記光源から出射された光を発光体毎に検出し、発光体毎の平均発光波高値を出力する光検出部と、
前記発光体毎の発光波高値の基準値を基準波高値として記憶する基準波高記憶部と、
前記発光体毎に前記平均発光波高値を前記基準波高値に一致させるための補正値を生成する波高補正部とを備え、
前記光源制御部は、前記画像データの明るさの値の大小に係わらず、少なくとも所定の時間発光させる固定発光期間を有する発光駆動信号を生成し、
前記平均発光波高値は、前記固定発光期間に出射された光の波高値の平均値である
ことを特徴とする。
【国際調査報告】
2010140299.tif 000018
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2010140299.tif 000020
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