(57)【要約】【課題】複数の単色光源を使用する順次駆動方式の映像表示装置において、出力映像の輝度を改善するための映像表示方法を提供する。【解決手段】基本色の映像信号から白色成分を抽出する過程と、白色成分を表示するための区間を算出する過程と、白色成分を表示するための区間に基づいて、基本色の映像信号を時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号に変換させる過程と、白色映像信号を表示するための区間中に、前記単色光源を共に駆動し、時間短縮された基本色の映像信号を駆動するための区間中に、前記単色光源を順次に駆動する過程とを含む映像表示方法である。これにより、基本色信号の最大階調に対する最小階調の割合に基づいて、単色光源を同時に駆動することにより白色映像を表示して、出力映像の輝度を向上させる。【選択図】図４
2006031005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの基本色の映像信号に相応するそれぞれの単色光源を有する映像表示装置の映像表示方法において、
基本色の映像信号から白色成分を抽出する過程と、
白色成分を表示するための区間を算出する過程と、
白色成分を表示するための区間に基づいて、基本色の映像信号を時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号に変換させる過程と、
白色映像信号を表示するための区間中に、前記単色光源を共に駆動し、時間短縮された基本色の映像信号を駆動するための区間中に、前記単色光源を順次に駆動する過程とを含む映像表示方法。
【請求項２】
前記白色成分を抽出する過程は、
各フレームの間に、前記基本色の映像信号のうち最小階調を使用して白色成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
【請求項３】
前記白色成分を表示するための区間を算出する過程は、
最大に可能な階調に対する最小階調の算出された割合及び基本色の映像信号を表示するための区間に基づいて、白色成分を表示するための区間と、基本的な映像信号をディスプレイするための区間とを算出することを特徴とする請求項２に記載の映像表示方法。
【請求項４】
前記基本色の映像信号を、時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号に変換させる過程は、
時間短縮された基本色の映像信号を表示するための区間を得るために、白色成分を表示するための区間によって、基本色の映像信号を表示するための区間を短縮する過程と、
時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号が重ならないように組合わせて、時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号の線型組合わせを得る過程と、
時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号の線型組合わせに対し、各信号を表示するための区間の和がフレーム区間と同じくなるように時間的にスケーリングして、時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号を得る過程とを含むことを特徴とする請求項３に記載の映像表示方法。
【請求項５】
前記白色成分を表示するための区間を算出する過程は、
最小階調と基本色の映像信号の最大に可能な階調に対する最小階調の算出された割合及び基本色の映像信号を表示するための区間に基づいて、それぞれの基本色の映像信号に相応する白色成分を表示するための区間を算出する過程と、
算出された基本色の映像信号に相応する白色成分を表示するための算出された区間のうち、最も長いものを白色成分を表示する区間と規定する過程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の映像表示方法。
【請求項６】
前記基本色の映像信号を時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号に変換させる過程は、
時間短縮された基本色の映像信号を表示するための区間を得るために、白色成分を表示するための区間によって、基本色の映像信号を表示するための区間を短縮する過程と、
時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号が重ならないように組合わせて、時間短縮された基本色の映像信号＋白色映像信号の線型組合わせを得る過程と、
時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号の線型組合わせに対し、各信号を表示するための区間の和がフレーム区間と同じくなるように時間的にスケーリングして、時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号を得る過程とを含むことを特徴とする請求項５に記載の映像表示方法。
【請求項７】
前記画像表示装置は、ＬＣＤを備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
【請求項８】
前記画像表示装置は、ＬＣｏＳ、ＤＭＤ、及びＧＬＶを備えるグループから選択されたＭＤ素子を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
【請求項９】
前記単色光源は、白色光源に比べて波長幅が狭い光源を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
【請求項１０】
前記単色光源は、ＬＥＤまたはレーザーダイオードを備えることを特徴とする請求項９に記載の映像表示方法。
【請求項１１】
白色映像信号を表示する区間中に、少なくとも二つの単色光源が駆動されることを特徴とする請求項１に記載の映像表示方法。
【請求項１２】
白色映像信号を表示する区間中に、白色映像信号は、基本色の映像信号の最大に可能な階調を有することを特徴とする請求項１１に記載の映像表示方法。
【請求項１３】
複数の基本色に相応する複数の単色光源を有するディスプレイ装置を順次に駆動する方法において、
入力映像信号を複数の基本色信号及び白色成分に変換させる過程と、
それぞれの基本色の映像信号に相応するフレームの時間区間中に、それぞれの単色光源を駆動することによりそれぞれの基本色の映像信号をディスプレイする過程と、
白色成分に相応するフレームの時間区間中に、あらゆる単色光源を同時に駆動することにより白色成分をディスプレイする過程とを含む順次駆動方法。
【請求項１４】
入力映像信号を基本色信号及び白色成分に変換させる過程は、
入力信号を複数の基本色信号に分割する過程と、
それぞれの基本色信号に相応する最小階調を決定する過程と、
決定された最小階調により、複数の基本色信号から白色成分を抽出する過程と、
決定された最小階調及び最大に可能な階調により、白色成分に相応する時間区間を決定する過程と、
決定された白色時間区間により、複数の基本色に相応する時間区間を決定する過程と、
基本色信号及び白色成分を再配置して、白色成分及び複数の基本色信号に相応する時間区間がフレームに合わせられるようにスケーリングする過程とを含むことを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項１５】
複数の基本色の映像信号は、赤色、緑色、及び青色映像信号を備えることを特徴とする請求項１３に記載のディスプレイ装置の駆動方法。
【請求項１６】
ディスプレイ装置の出力映像の輝度を上昇させる方法において、
入力映像信号の基本色成分に白色成分を付加する過程と、
基本色成分の階調により、白色成分の時間区間を決定する過程と、
白色成分の時間区間により、基本色成分の時間区間を調整する過程と、
白色成分の時間区間及び基本色成分の調整された時間区間を、フレーム時間に合わせてスケーリングする過程と、
それぞれの基本色成分のスケーリングされた時間区間中に、各基本色に相応する単色光源を順次に活性化させる過程と、
白色成分のスケーリングされた時間区間中に、あらゆる基本色に相応する単色光源を同時に活性化させる過程とを含むことを特徴とする出力映像の輝度の上昇方法。
【請求項１７】
少なくとも二つの基本色の映像信号に相応する単色光源を有するディスプレイ装置の出力映像の輝度を上昇させる方法において、
基本色の映像信号の最大階調に対する最小階調の割合に基づいて、白色映像の表示区間を制御する過程と、
制御された白色映像がディスプレイされる際、少なくとも二つの単色光源を同時に駆動する過程とを含む出力映像の輝度の上昇方法。
【請求項１８】
複数の単色光源を有し、各単色光源は、複数の基本色のうち一つに相応し、複数の単色光源は、複数の基本色のそれぞれに相応する映像信号を出力するために順次に駆動され、そして白色映像信号を出力するために同時に駆動されることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項１９】
複数の単色光源は、複数の基本色の映像信号を相応する時間区間中に順次に駆動され、そして白色映像信号に相応する時間区間中に同時に駆動され、そして複数の基本色の映像信号及び白色映像信号に相応する時間区間は、所定の時間フレーム以内に合わせられることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
白色映像信号に相応する時間区間は、複数の基本色に相応する映像信号の階調値によって決定されることを特徴とする請求項１９に記載のディスプレイ装置。
【請求項２１】
白色映像信号は、複数の基本色に相応する映像信号から抽出されることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ装置。
【請求項２２】
複数の基本色及び白色映像信号に相応する出力映像信号をディスプレイするディスプレイ部を更に備えることを特徴とする請求項１８に記載のディスプレイ装置。
【請求項２３】
前記ディスプレイ部は、マイクロディスプレイデバイス及び液晶ディスプレイ装置のうち、一つを備えることを特徴とする請求項２２に記載のディスプレイ装置。
【請求項２４】
少なくとも二つの基本色の映像信号に相応する単色光源を備え、少なくとも二つの単色光源は、基本色の映像信号の最大階調に対する最小階調の割合に基づくディスプレイ区間中に同時に駆動されることを特徴とするディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、順次駆動方式の映像表示装置に係り、更に詳細には、複数の単色光源を使用する順次駆動方式の映像表示装置において、出力映像の輝度を改善するための映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、ＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）、及びデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ＤＭＤ）のようなマイクロディスプレイ装置（Ｍｉｃｒｏ−Ｄｉｓｐｌａｙｓ：ＭＤ）、またはプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｎｅｌ：ＰＤＰ）などのカラーディスプレイ装置が、コンピュータモニタまたはテレビ受像機などのために幅広く使われている。
【０００３】
ディスプレイ装置において、カラー映像は、元来の映像信号から得られた基本的な映像信号（赤色、緑色、及び青色の映像信号）を人間が認識できないほどに速い速度で、順次に駆動することにより得られる。プロジェクションシステムは、光源として高輝度アークランプを使用し、光源により発生した光ビームから赤色（Ｒｅｄ：Ｒ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ：Ｇ）、青色ブルー（Ｂｌｕｅ：Ｂ）を除いたあらゆるカラーをフィルタリングする。３つの原色カラー映像を同時にディスプレイするための光伝達システムは、３つの光源及び３つの光路を必要とするため、光伝達システムが重く、且つ大きい。
【０００４】
光伝達システムの重さは、一つの光源を有するカラーホイールまたはカラーフィルタを使用することにより、３つの基本的なカラー映像信号を順次に駆動し、共通の光路を使用することにより減少しうる。
【０００５】
図１に示されたように、ディスプレイ装置は、重さの軽い装置を具現するために、カラーホイールを使用して、一つの光源により発生した光信号からカラーを順次にフィルタリングすることでＲＧＢ光信号を発生させ、そしてＲＧＢ光信号を順次に駆動するために従来の順次駆動方法を使用する。
【０００６】
しかし、順次駆動方式の特性によれば、一つの光源から発生する光信号を少なくとも１／３に分割して使用するため、それらのディスプレイ装置からの映像出力の輝度が低い。すなわち、映像の輝度がカラーホイールあるいはカラーホイールのリブの反射率のため、全体光輝度の１／３に過ぎない。したがって、ディスプレイ装置は、陰極線管より高い出力光輝度を有する高出力ランプや高出力電極を使用している。
【０００７】
高出力ランプまたは高出力電極を使用することによる莫大な電力消耗及び発熱問題を回避するために、図２に図示されるように、３つの基本色成分の以外に白色成分を追加して、出力映像の輝度を上昇させる４色のディスプレイ装置が開発されている。白色成分は、光源から発生した光を白色フィルタに透過または反射させて得られる。
【０００８】
そのように、白色フィルタを追加することにより出力映像の輝度を上昇させる従来の方法が、米国のテキサスインスツルメンツ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）により出願された特許文献１に“Ｗｈｉｔｅ ｌｉｇｈｔ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｏｌｏｒ ｆｉｅｌｄ ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ”というタイトルで開示されている。
【０００９】
特許文献１に開示された従来の方法を使用する従来の装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のフィルタの以外に白色フィルタを含み、白色のフィルタ区間のサイズに比例して、出力映像の輝度を上げうる。
【００１０】
しかし、このような従来の輝度の上昇方法は、白色フィルタを用いて出力映像の輝度を上昇させうることに対し、出力映像で画素の色純度を低下させる。なぜなら、白色フィルタは、白色、すなわち、無彩色の輝度を上昇させるためである。
【００１１】
他の一つの従来の映像の輝度の上昇方法は、日本のキャノン社により出願された特許文献２に“Ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ ｗｈｉｃｈ ｅｘｔｒａｃｔｓ ｗｈｉｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｄａｔａ”というタイトルで開示されている。
【００１２】
このような従来の方法は、図３に示されたように、液晶ディスプレイ装置においてＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）の４つのドットを、一つの画素を表現する単位とする。ここで、ＲＧＢデータは、ＲＧＢドットに伝達され、白色成分は、ＲＧＢデータから抽出され、そして、白色成分は、白色ドットに伝達される。このような従来の方法において、白色成分は、ＲＧＢデータの共通最小量を非線形に変換することにより発生する。
【００１３】
このような従来の方法において、カラーホイールを使用した白色成分の補充は、画素単位で行われ、白色成分の量も映像信号によって決定される。しかし、白色成分の追加による色の無彩色化を避けうる色純度の維持方法を考慮していない。したがって、出力映像の輝度を上昇させる時、色純度が維持されない。
【００１４】
最近には、単色光源であるＬＥＤを利用して順次駆動させる従来の画像表示装置が開発されている。例えば、特許文献３には、ＬＥＤ光源を使用するプロジェクションディスプレイシステムが開示される。
【００１５】
ここで、単色光源とは、ＬＥＤやレーザーのようにＲＧＢを何れも含む光信号を発生する白色光源に比べて波長幅が狭く、比較的に単一な波長の光信号を発生させる光源をいう。
【００１６】
ＬＣＤをディスプレイ素子として利用する場合、ＲＧＢの三つのＬＥＤを使用して順次駆動し、その時、ＬＣＤには、別途のカラーフィルタが必要ない。そのような単色光を利用した順次駆動において、光源の駆動が時間的に制約され、それにより、明るい画面が得られないという短所がある。
【特許文献１】米国特許５,２３３,３８５号明細書
【特許文献２】米国特許５,９２９,８４３号明細書
【特許文献３】韓国特許公開２００２−８２８５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、少なくとも二つの単色光源を使用する順次駆動方式の映像表示装置において、色純度を低下させずとも出力映像の輝度を上昇させる映像表示方法を提供するところにある。
【００１８】
本発明の付加的な特徴及び長所は、部分的には、下記の説明に開示され、部分的には、説明から明らかになるか、または発明の実施により知られる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明に係る映像表示方法は、少なくとも二つの基本色の映像信号に相応するそれぞれの単色光源を有する映像表示装置の映像表示方法において、基本色の映像信号から白色成分を抽出する過程と、白色成分を表示するための区間を算出する過程と、白色成分を表示するための区間に基づいて、基本色の映像信号を時間短縮された基本色の映像信号及び白色映像信号に変換させる過程と、白色映像信号を表示するための区間中に、前記単色光源を共に駆動し、時間短縮された基本色の映像信号を駆動するための区間中に、前記単色光源を順次に駆動する過程とを含むことを特徴とする。
【００２０】
ここで、白色映像信号を表示するための区間中に、白色映像信号は、基本色の映像信号の最大に可能な階調を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、単色光源を順次に駆動させて映像を表示する装置で、最小階調と最大階調との割合ほど単色光源を共に駆動させて、白色映像を表示することで出力映像の輝度を向上させうる。
【００２２】
また、本発明によれば、基本的色映像信号の最小階調と最大階調との割合に基づいて白色映像の表示区間を制御することにより、色純度を低下させずとも出力映像の輝度を改善できる。
【００２３】
また、本発明によれば、限定された光源の利用を最大化することで輝度が向上する。
また、本発明によれば、少量の光源でも適当な輝度を具現できるため、高出力の光源を使用する必要がなくなる。
【００２４】
また、本発明によれば、順次駆動方法及び単色光源を使用する映像表示装置により、基本的な色映像の表示区間を制御し、白色映像がディスプレイされる際に、少なくとも二つの単色光源を共に駆動することにより出力映像の輝度が改善される。
【００２５】
また、本発明によれば、順次駆動方式が、基本的な色に相応する光源が別途に存在する映像表示装置に適用されうる。
【００２６】
また、本発明によれば、白色映像を表示するために、少なくとも二つの単色光源、あるいは可能なあらゆる光源を同時に駆動することにより、従来の順次駆動方式の時間的な制限が克服されうる。
【００２７】
また、本発明によれば、映像表示装置が、ＬＥＤやレーザーダイオードのような単色光源を使用し、順次駆動方式を使用して動作するため、カラーフィルタあるいはカラーホイールが不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の特徴及び他の特徴、そして長所は、添付された図面を参照する下記の実施形態についての説明から明らかであり、更に容易に理解できる。
添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。ここで、同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図面を参照しつつ本発明を説明するために、以下に実施形態を記述する。
【００２９】
図４は、本発明が適用されるプロジェクションシステムの構成を示すブロック図である。図４に示されたプロジェクションシステムは、それぞれがＲ、Ｇ、Ｂの単色光を発生させるＲＧＢのＬＥＤ４０２、４０４、４０６を備える。
【００３０】
ＲＧＢのＬＥＤ４０２、４０４、４０６で発生したＲＧＢの単色光は、色合成装置４０８により一定の経路に沿って投射され、集光レンズ４１０により集光されて光トンネル４１２に伝えられる。
【００３１】
光トンネル４１２により均一な分布を有するように変換された単色光は、リレーレンズ４１４及び偏光板４１６によりＭＤ素子４１８に伝えられる。偏光板４１６は、入射光の位相によって光の進行経路を変え、リレーレンズ４１４から入射される単色光をＭＤ素子４１８に伝達する一方、ＭＤ素子４１８から入射される単色光をプロジェクションレンズ４２０に透過させる。プロジェクションレンズ４２０は、ＭＤ素子４１８で形成された映像をスクリーン４２２に投射する。
【００３２】
図５は、本発明が適用される映像表示装置の他の構成を示す図面である。図５には、ＬＥＤバックライト５０８及びＬＣＤパネル５１０を用いた映像表示装置が図示されている。
【００３３】
バックライト５０８は、ＬＣＤパネル５１０の背面に設置されて光源としての役割を行う。バックライト５０８としてＣＣＦＬ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）や白色ＬＥＤが使われる。しかし、基本的な色を放射するＬＥＤ５０２、５０４、５０６のようなＲＧＢ単色光源が、本発明の実施形態に係る映像表示装置で順次駆動を使用するために付加的に使われる。
【００３４】
基本色のＬＥＤ５０２、５０４、５０６で発生した単色光は、導光板５０８で乱反射されて、前面に配置されたＬＣＤ５１０に投射される。基本色のＬＥＤ５０２、５０４、５０６は順次に駆動され、ＬＣＤ５１０においても各基本色に該当する映像が順次に表示される。あらゆる基本色のＬＥＤ５０２、５０４、５０６は、ＬＣＤパネル５１０上に白色映像をディスプレイするために同時に駆動されうる。以下で、順次駆動方式が更に詳細に説明される。
【００３５】
図５の映像表示装置と図４のプロジェクションシステムとは、ＲＧＢ基本色に相応する別途に存在する光源を図示するが、それに限定されるものではない。映像表示装置とプロジェクションシステムとの色再現範囲を拡張するために、より多くの、あるいは他の基本的な色が使用されうる。
【００３６】
図５の映像表示装置と図４のプロジェクションシステムは、単色光源として使われるＬＥＤを図示するが、それに限定されるものではない。レーザーダイオードのようないかなる他の形態の単色光源も、代替して使用されうる。
【００３７】
図６は、ＲＧＢ順次駆動方式において、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号のディスプレイ区間及び階調を示す図面である。図６は、一般的に使用する８ビット駆動の例を示す。画像表示装置の各画素は、それぞれの階調を有し、順次駆動では、一つの画素がＲＧＢ階調のそれぞれを順次に表示する。
【００３８】
図６において、Ｒ（ｘ）、Ｇ（ｘ）、Ｂ（ｘ）は、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ映像信号の階調を意味し、Ｒ＿ｍｉｎ、Ｇ＿ｍｉｎ、Ｂ＿ｍｉｎは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ映像信号の最小階調を表す。
【００３９】
図６では、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の最小階調のうち、緑色（Ｇ）映像信号の階調が最小となる場合を示す。ここで、ＤＲ、ＤＧ、ＤＢは、順次駆動においてそれぞれのＲ、Ｇ、Ｂ映像信号に与えられた表現区間である。
【００４０】
図７は、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号から白色成分を抽出することを示す図面である。本発明においては、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の最小階調を基準に白色成分を抽出する。最小階調Ｓは、Ｒ（ｘ）、Ｇ（ｘ）、Ｂ（ｘ）の値のうち最小値を意味し、下記の通りに数式１で表現される。
【００４１】
［数１］
Ｓ＝ＭＩＮ（Ｒ＿ｍｉｎ，Ｇ＿ｍｉｎ，Ｂ＿ｍｉｎ）
Ｒ（ｘ）’、Ｇ（ｘ）’、Ｂ（ｘ）’は、次の数式２から分かるように、白色成分が抽出される際、Ｒ（ｘ）、Ｇ（ｘ）、Ｂ（ｘ）で最小階調Ｓを減算することにより得られるＲ、Ｇ、Ｂ映像信号の調整された階調値である。
【００４２】
［数２］
Ｒ（ｘ）’＝Ｒ（ｘ）−Ｓ，
Ｇ（ｘ）’＝Ｇ（ｘ）−Ｓ，
Ｂ（ｘ）’＝Ｂ（ｘ）−Ｓ
【００４３】
図８は、白色成分を表示するための表示区間を算出することを示す図面である。この実施形態において、白色成分を表示する際には、あらゆる単色光が同時に駆動され、またあらゆる画素が最大の階調で動作する。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表示区間のうち、（最小階調Ｓ／最大に可能な階調）の割合ほど区間を割り当てて白色成分を表示する。Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表示区間のうち、白色成分を表現するのに必要な区間ＤＷ＿Ｒ、ＤＷ＿Ｇ、ＤＷ＿Ｂは、下記の数式３の通りに算出されうる。数式３から分かるように、最大に可能な階調は、２５５である。
【００４４】
［数３］
ＤＷ＿Ｒ＝ＤＲ＊（Ｓ／２５５），
ＤＷ＿Ｇ＝ＤＧ＊（Ｓ／２５５），
ＤＷ＿Ｂ＝ＤＢ＊（Ｓ／２５５）
【００４５】
実際に白色成分を具現するために別に割り当てる区間は、数式３で求めた３つの値のうち、最も大きいものを選ばねばならない。最も大きい値をＤＷとし、下記の数式４で表しうる。
【００４６】
［数４］
ＤＷ＝ＭＡＸ（ＤＷ＿Ｒ、ＤＷ＿Ｇ、ＤＷ＿Ｂ）
【００４７】
もし、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表示区間が何れも同じであれば、数式３にＤＲ＝ＤＧ＝ＤＢを適用すれば、ＤＷ＝ＤＷ＿Ｒ＝ＤＷ＿Ｇ＝ＤＷ＿Ｂの関係が成り立つ。白色成分を抽出する場合に、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間は、次の通りに減る。
【００４８】
［数５］
ＤＲ’＝ＤＲ−ＤＷ＿Ｒ，
ＤＧ’＝ＤＧ−ＤＷ＿Ｇ，
ＤＢ’＝ＤＢ−ＤＷ＿Ｂ
【００４９】
図９は、ＲＧＢ成分と白色成分Ｗとを再配置することを示す図面である。この時、ＲＧＢ成分と白色成分Ｗとの再配置は、図８に示されたＲ（ｘ）’、Ｇ（ｘ）’、Ｂ（ｘ）’、Ｗが重ならないように抽出して、線型組合わせを作るものである。ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置する時、白色成分Ｗは、どの位置にあっても関係ない。すなわち、ＲＧＢＷ、ＲＧＷＢ、ＲＷＧＢ、ＷＲＧＢなどの配置が何れも可能である。
【００５０】
図１０は、一つのフレームに合わせて、ＲＧＢ成分と白色成分Ｗとの表現区間をスケーリングすることを示す図面である。
【００５１】
図９に示されたように、ＲＧＢ成分と白色成分Ｗとの再配置により得られる１次的な組合わせにおいて、ＲＧＢＷの時間的な総和は、フレーム区間と一致しない。したがって、ＲＧＢＷに対する区間を調節して、それらの総和がフレーム区間になるように調節する必要がある。時間スケーリングは、各ＲＧＢＷ成分に対して同じ割合で増やせればよいが、下記の数式６に示す。
【００５２】
［数６］
ＤＲ”＝ＤＲ’（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ），
ＤＧ”＝ＤＧ’（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ），
ＤＢ”＝ＤＢ’（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ），
ＤＷ＿Ｒ’＝ＤＷ＿Ｒ（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ），
ＤＷ＿Ｇ’＝ＤＷ＿Ｇ（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ），
ＤＷ＿Ｂ’＝ＤＷ＿Ｂ（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ）
【００５３】
実際に、白色成分を具現するために別に割り当てる区間は、数式６で求めた３つの値であるＤＷ＿Ｒ’、ＤＷ＿Ｇ’、及びＤＷ＿Ｂ’のうち、最も大きいものを選ぶ。最も大きい値であるＤＷ’は、下記の数式７に示す。
【００５４】
［数７］
ＤＷ’＝ＭＡＸ（ＤＷ＿Ｒ’，ＤＷ＿Ｇ’，ＤＷ＿Ｂ’）
【００５５】
もし、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間が何れも同じであれば、数式６でＤＷ＿Ｒ＝ＤＷ＿Ｇ＝ＤＷ＿Ｂであるため、ＤＲ”＝ＤＧ”＝ＤＢ”であり、ＤＷ’＝ＤＷ＿Ｒ’＝ＤＷ＿Ｇ’＝ＤＷ＿Ｂ’である。
【００５６】
輝度の上昇に寄与する利得は、図９から図１０に変化しつつ時間的に増える割合であるが、それは、数式５に適用されたものであり、下記の数式８に示す。
【００５７】
［数８］
ｇａｉｎ：Ｇ＝（ＤＲ＋ＤＧ＋ＤＢ）／（ＤＲ’＋ＤＧ’＋ＤＢ’＋ＤＷ）
【００５８】
もし、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間が同じであり、最小階調Ｓが最大階調の１／２であると仮定すれば、輝度の上昇に寄与する利得は１．５となる。極端的に、映像の最小階調Ｓが最大に可能な階調、例えば、２５５である場合、ｇａｉｎは、３となる。映像の最小階調の値が高いほど、利得が大きくなるため、明るい画面を更に明るく表すことにより、映像のコントラストを上昇させ得る。
【００５９】
図１１は、本発明に係る映像信号表示方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。
映像信号が入力されれば、それを基本色Ｒ、Ｇ、Ｂに分離する（Ｓ１１０２）。
数式１を使用して、共に分離された基本色Ｒ、Ｇ、Ｂから最小階調Ｓを算出する（Ｓ１１０４）。
【００６０】
算出された最小階調Ｓを利用して、数式２によって白色成分を抽出する（Ｓ１１０６）。
数式３を利用して、白色成分を表示するための区間ＤＷを算出する（Ｓ１１０８）。
【００６１】
白色成分を表示するための区間ＤＷは、最小階調と最大階調との割合と、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号に割当てられた表現区間により決定される。一方、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間は、白色成分を表示するための区間ＤＷほど減る。
【００６２】
ＲＧＢＷ成分を再配置し、一つのフレームに該当する区間ほど同じ割合で増やして、時間的なスケーリングを行う（Ｓ１１１０）。
【００６３】
ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ映像信号の表現区間を調節する方法は、各階調を表示するための区間を調節することにより可能である。例えば、図４に示されたように、ＭＤ素子４１８を使用する映像表示装置では、サブフィールドの駆動方式が使用され、この時、単位階調のために割当てられた基本駆動区間を調節することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ映像信号の表現区間を調節できる。０ないし２５５範囲のあらゆる階調値に対して同じ基本駆動区間が付与される場合、各基本色のための駆動区間は、単に各階調に対する基本駆動区間を調節することにより可能である。しかし、０ないし２５５範囲のあらゆる階調値を幾つかの範囲に分け、各範囲に対して基本駆動区間を異ならせる場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ映像信号の表現区間を調節することがやや複雑になりうる。
【００６４】
単色光源は、数式６から分かるように、各光源に該当する区間ほど、すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間ほど動作する。ＤＲ”、ＤＧ”、ＤＢ”は、各単色光が順次に動作する区間であり、ＤＷ＿Ｒ’、ＤＷ＿Ｇ’、ＤＷ＿Ｂ’は、数式７のＤＷ’の区間内であらゆる単色光源が共に動作する区間である。初期に、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号の表現区間が同じである場合、ＤＷ’の区間内であらゆる単色光源が同時に動作する。
【００６５】
図６ないし図１１は、ＲＧＢカラーが基本的な色として使用されることを図示するが、それに限定されるものではない。本発明の実施形態は、他の基本的な色が使用される場合にも適用されうる。
【００６６】
本発明の幾つかの実施形態が図示されて説明されたが、当業者によって本発明の原理及び精神、特許請求の範囲により規定された範囲、そして、それらの等価物から逸脱せずに、それらの実施形態で変形できるということが理解されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、基本色の映像信号のための単色光源を順次に駆動させて映像を表示する装置で、基本色の映像信号の最大階調に対する最小階調の割合ほど単色光源を同時に駆動させて、白色映像を表示することで出力映像の輝度を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】カラーホイールを使用する映像表示装置の順次駆動方式の例を示す図面である。
【図２】カラーホイールを使用する映像表示装置の順次駆動方式の他の例を示す図面である。
【図３】カラーフィルタを使用する映像表示装置の画素構成の例を示す図面である。
【図４】本発明が適用されるプロジェクションシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用される映像表示装置の他の構成を示す図面である。
【図６】ＲＧＢ順次駆動方式において、Ｒ、Ｇ、及びＢ映像信号のディスプレイ区間及び階調を示す図面である。
【図７】Ｒ、Ｇ、及びＢ映像信号から白色成分を抽出することを示す図面である。
【図８】白色成分を表示するための表示区間を算出することを示す図面である。
【図９】ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置することを示す図面である。
【図１０】一つのフレームに合わせてＲＧＢ成分と白色成分Ｗとの表現区間をスケーリングすることを示す図面である。
【図１１】本発明に係る映像信号表示方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
４０２  赤色ＬＥＤ
４０４  緑色のＬＥＤ
４０６  青色のＬＥＤ
４０８  色合成装置
４１０  集光レンズ
４１２  光トンネル
４１４  リレーレンズ
４１６  偏光板
４１８  ＭＤ素子
４２０  プロジェクションレンズ
４２２  スクリーン
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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