(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が同じフレームのデータにおいて交互に明視野及び暗視野にあるように制御すると共に、光源が暗視野にある時間内に空間光変調器の光弁が切り替えられるように制御する制御手段を備え、
前記光源が暗視野にある時間の長さは等しく、
前記制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある時間を、公比が２である等比数列になるように制御する、
ことを特徴とする、表示制御システム。
【請求項２】
前記制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある輝度を、公比が２である等比数列になるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の表示制御システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記空間光変調器の光弁を、前記光源が暗視野にある時間内に切り替える又はそのまま維持するように制御することを特徴とする、請求項１に記載の表示制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光源のパルス幅又は／及びパルス振幅を制御することを特徴とする、請求項１〜３の何れか１つに記載の表示制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記光源のパルス振幅を制御することによって出力光の輝度を変化させることを特徴とする、請求項４に記載の表示制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１つに記載の表示制御システムと、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの空間光変調器と、を備え、
前記空間光変調器は、複数の光弁を有し、画像信号を受信して処理すると共に、前記光源から出射される光を受光して変調することを特徴とする、表示装置。
【請求項７】
前記光源は、変調可能な光源であることを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記光源は、励起光を出射する固体発光素子と、波長変換材料が設置されている基板を有するカラーホイールとを備え、前記波長変換材料が設置されている基板が所定の経路に沿って移動することによって、前記励起光が波長変換材料の異なる位置に時系列的に照射されることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記光源は、少なくとも３つの固体発光素子を備え、
前記少なくとも３つの固体発光素子は、赤色、緑色及び青色の３色の光の何れか１つの色の光を出射することを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記光源は、１つのカラーホイール及び少なくとも１つの固体発光素子を備え、
前記少なくとも１つの固体発光素子は、励起光を生成するために用いられ、
前記カラーホイールは、前記励起光の光通路に設置され、当該励起光を受光して被励起光を生成するために用いられ、
前記少なくとも１つの固体発光素子により生成された光は、前記空間光変調器によって変調されることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記空間光変調器は、１つ設置されており、
前記表示制御システムは、光源が赤色、緑色、及び青色の３色の光を生成するように制御すると共に、空間光変調器が赤色、緑色、及び青色の３色の光を順に変調するように制御することを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記空間光変調器は、３つ設置されており、
前記表示制御システムは、前記光源が広スペクトル光又は原色光を出射するように制御し、前記原色光又は広スペクトル光が分光されて形成された原色光は、それぞれ、異なる空間光変調器に到達し、前記空間光変調器は、各フレームのデータにおける原色光の階調値に基づいて、受光した原色光を変調することを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記固体発光素子は、ＬＤ、ＬＥＤのうちの１つ又は２つの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項８〜１０の何れか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学技術分野に関し、特に、表示制御システム及び表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空間光変調器（ＳＬＭ）は、表示装置において不可欠の重要な素子の１つである。近年、空間光変調器に関する技術は、顕著な進歩が得られている。例えば、照明強度を調節することで階調のレベル差を実現することにより、より滑らか及びより高い解像度の階調表示を実現する。
【０００３】
従来技術においては、ＳＬＭの光弁を迅速に切り替える必要があるため、産業製造及び制御において非常に不便である。中国特許公報ＣＮ１０２０１６６９５を例として挙げ、図１を参照しながら説明する。画像表示では、データが１フレームずつ表示され、各フレームのデータは、赤色、緑色、及び青色の３原色からなる画像を含み、赤色、緑色、及び青色の３色のレーザは、パルス変調により、赤、緑、及び青の３色の光及び輝度に対する各フレームのデータの要求を満たす。ＳＬＭは、複数の光弁を有し、各光弁の切り替えにより、各フレームの画像における各画素に要求される色の階調値を実現する。図２に示すように、光弁の切り替え角度は、±１２°であり、切り替え時の３つの状態は、それぞれ図示する０１、０２、０３の３つの状態である。入射光２０１（赤色、緑色、及び青色の３原色の光の何れか１つを含む）が光弁に入射し、且つ光弁が０１状態にある場合は、入射光２０１が光弁に反射され、反射光束２０３が形成される。このとき、レンズ０４に入射する光線がない。光弁が０１状態から０２状態へ変化して更に０３状態になる場合、レンズ０４に入射した反射光束２０２が徐々に増加し、ある画素点の階調値は、光弁が０３状態（オンの状態にある）に滞留する時間の長さによって決められる。図１のレーザのパルス振幅を変調すること及び光弁を切り替えることにより、異なるコントラストでの表示が実現される。図１において、光弁の切り替え回数及び切り替え滞留時間（当該技術案において、即ち、光弁が図２に示す０１状態から０３状態に変化して更に安定するオンの状態になる時間）により、異なる階調値が実現される。当該技術案は、画像表示のコントラストの問題を解決することができる。しかしながら、光弁を迅速に切り替える必要がある（そうでなければ、光弁の滞留時間が短くなり、光弁の光処理時間の誤差が極めて大きい）ため、光弁のオン・オフの状態が切り替えられる時に、振動が一定の期間生じるため、光弁がオンの状態又はオフの状態にある時間を正確に把握することができない。また、光弁の最速の切り替え時間と光弁の滞留時間とを合計すると１０マイクロ秒／回を遥かに上回るため、合格水準のＳＬＭを製造することが非常に困難になる等の問題が発生し、光弁の制御も非常に困難になる。
【０００４】
従って、光弁の切り替え速度を低減し、ＳＬＭを高精度に制御でき、且つＳＬＭの製造の難しさを軽減することが可能な表示制御システム及び表示装置が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術における、光弁が迅速に切り替えられることによって光変調の精度が低く、空間光変調器の製造が困難であるという問題を解決することができる表示制御システム及び表示装置を提供することにある。
【０００６】
表示制御システムであって、当該表示制御システムは、光源が同じフレームのデータにおいて交互に明視野及び暗視野にあるように制御すると共に、光源が暗視野にある時間内に空間光変調器の光弁が切り替えられるように制御する制御手段を備える。
【０００７】
好ましくは、前記光源が暗視野にある時間の長さは等しい。
【０００８】
好ましくは、前記制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある時間を、等比になるように制御する。
【０００９】
好ましくは、前記制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある輝度を、等比になるように制御する。
【００１０】
好ましくは、前記制御手段は、前記空間光変調器の光弁を、前記光源が暗視野にある時間内に切り替える又はそのまま維持するように制御する。
【００１１】
好ましくは、前記制御手段は、前記光源のパルス幅又は／及びパルス振幅を制御する。
【００１２】
好ましくは、前記制御手段は、前記光源のパルス振幅を制御することによって出力光の輝度を変化させる。
【００１３】
本発明の目的をより良く実現するために、本発明は、更に表示装置を備える。前記表示装置は、上述した任意の技術案による表示制御システムと、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの空間光変調器と、を備え、前記空間光変調器は、複数の光弁を有し、画像信号を受信して処理すると共に、前記光源から出射される光を受光して変調する。
【００１４】
好ましくは、前記光源は、変調可能な光源である。
【００１５】
好ましくは、前記光源は、励起光を出射する固体発光素子と、波長変換材料が設置されている基板を有するカラーホイールとを備え、前記波長変換材料が設置されている基板が所定の経路に沿って移動することによって、前記励起光が波長変換材料の異なる位置に時系列的に照射される。
【００１６】
好ましくは、前記光源は、少なくとも３つの固体発光素子を備え、前記少なくとも３つの固体発光素子は、赤色、緑色、及び青色の３色の光の何れか１つの色の光を出射する。
【００１７】
好ましくは、前記光源は、１つのカラーホイール及び少なくとも１つの固体発光素子を備え、前記少なくとも１つの固体発光素子は、励起光を生成するために用いられ、前記カラーホイールは、前記励起光の光通路に設置され、当該励起光を受光して被励起光を生成するために用いられ、前記少なくとも１つの固体発光素子により生成された光は、前記空間光変調器によって変調される。
【００１８】
好ましくは、前記空間光変調器は、１つ設置されており、前記表示制御システムは、光源が赤色、緑色、及び青色の３色の光を生成するように制御すると共に、空間光変調器が赤色、緑色、及び青色の３色の光を順に変調するように制御する。
【００１９】
好ましくは、前記空間光変調器は、３つ設置されており、前記表示制御システムは、前記光源が広スペクトル光又は原色光を出射するように制御し、前記原色光又は広スペクトル光が分光されて形成された原色光は、それぞれ、異なる空間光変調器に到達し、前記空間光変調器は、各フレームのデータにおける原色光の階調値に基づいて、受光した原色光を変調する。
【００２０】
好ましくは、上述した任意の技術案において、前記固体発光素子は、ＬＤ、ＬＥＤのうちの１つ又は２つの組み合わせを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の上述した技術案では、制御手段によって光源の明視野及び暗視野を制御することにより、空間光変調器の光弁は、より長い切り替え時間を有する。これにより、光弁の切り替え速度を低減し、空間光変調器の製造時の難しさを軽減すると共に、空間光変調器による光源の変調の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】背景技術におけるレーザ変調の時系列図である。
【図２】背景技術における光弁の切り替えを示す模式図である。
【図３】本発明の実施例１において表示制御システムにより光源及び空間光変調器を制御する模式図である。
【図４】本発明の実施例１において表示制御システムにより光源のパルスを制御する模式図である。
【図５】本発明の実施例１において表示制御システムにより光源のパルスを制御する他の模式図である。
【図６】本発明の実施例２において表示制御システムにより複数の光源及び空間光変調器を制御する模式図である。
【図７】本発明の実施例３における表示装置の構造模式図である。
【図８】本発明の実施例３における表示装置の他の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の光源が明視野にあるとは、光源がオンの状態にあることを意味する。光源が暗視野にあるとは、光源がオフの状態にあることを意味する。本発明の空間光変調器は、液晶表示素子を含んでもよく、ＤＭＤを含んでもよい。
【００２４】
説明をより明確で、より理解し易くするために、以下、図面を参照しながら、本発明の技術案を詳しく説明する。以下の実施例においては、空間光変調器がＤＭＤを含む場合のみを例示として挙げ、空間光変調器が液晶表示素子を含む場合は、以下の実施例におけるＤＭＤに関する実施例を参照することができる。
【００２５】
図３を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。表示制御システムは、光源が交互に明視野及び暗視野にあるように制御すると共に、空間光変調器を制御する制御手段を備える。光源が暗視野にある時間は、等しくてもよく、等しくなくてもよい。好ましくは、光源が暗視野にある時間は等しい。以下、図３を参照しながら、詳しく説明する。光源は、制御手段の制御によって交互にオン・オフされる。空間光変調器が１つのＤＭＤを含む場合を例として挙げる。図３はＤＭＤのうちの１つの光弁の切り替え状態を示している。１フレームのデータ（「１フレームの画像」や「１フレームの画像データ」と称してもよい）において（１フレームのデータは、図３における赤色、緑色、青色の３原色のデータを含むデータの長さであってもよく、図６における１つの色のデータの長さであってもよい）、光源は、赤色、緑色、青色を含む３原色の光を順に出射し、ＤＭＤは、制御手段の制御によって、ＤＭＤに到達する赤色、緑色、青色を含む３原色の光を順に変調する。光源が赤色の光を出射する場合、制御手段は、ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７の時間に光源がオフの状態にあるように制御すると共に、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８の時間に光源がオンの状態にあるように制御する。ここで、ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７の時間において光源がオフの状態にある時間は等しい。即ち、光源が暗視野にある時間は等しい。ＤＭＤの光弁はｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７の時間に切り替えられても良い。例えば、ｔ１に対応する時間において、ＤＭＤの光弁がオフの状態からオンの状態に切り替えられる。光源が暗視野にある時間の長さについては特に限定されない。光源が暗視野にある時間が長いほど、ＤＭＤの光弁の切り替え速度が遅くなり、光源の利用率が低下する（ここで、図３に示されている１フレームのデータにおける緑色の光、青色の光の変調については、繰り返して説明しない）。本技術案において、ＤＭＤの光弁の切り替えは、均一の速度で行われてもよく、非均一の速度で行われてもよい。ＤＭＤの光弁の切り替え時間は、光源が暗視野にある時間（例えば、ｔ５の時間において）よりも短くてもよく、光源が暗視野にある時間と等しくてもよく、特に限定されない。従来のＤＭＤの光弁の切り替え時間と滞留時間との和が最小でｔ８時間であることに比べ、本実施例の技術案では、ＤＭＤの光弁は、光源が暗視野にある時間において切り替えられ、光源が明視野になる時、ＤＭＤの光弁は既に安定した状態であるため、ＤＭＤによる光の変調の精度がより高まる。また、ＤＭＤの切り替え速度が明らかに低減するため、空間光変調器の製造時の難しさを大幅に軽減することができる。
【００２６】
図３は、複数の技術案のうちの１つのみを示している。ここでは、光源から出射される光の色及び光が出射されるタイミングについては、特に限定されない。例えば、光源から出射される光は、３原色以外の他の色の光を含んでもよい。例えば、光源は、赤色、青色、黄色、緑色、又は赤色、緑色、青色、シアン色等の色の光を順に出射する。光源により出射される光が３原色以外の他の色の光を更に含む場合、画像表示の色域及び画像表示の輝度を同時に増やすことができる。
【００２７】
本実施例において、制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある時間を、等比になるように制御する。階調が４ビットである場合、画像が表示できる階調値は、２４である。図３に示すように、同じフレームのデータにおいて、光源が赤色の光を出射する場合、光源が明視野にある時間は、順に２３×（ｔ／３−４ｔ１）／１５、２２×（ｔ／３−４ｔ１）／１５、２１×（ｔ／３−４ｔ１）／１５、２０×（ｔ／３−４ｔ１）／１５である。即ち、光源が二進法である場合、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８の時間の公比は２である。すなわち、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８にあるときの光源のパルス幅の公比は２である。当然ながら、ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８の時間順序は、例えば、ｔ２、ｔ８、ｔ４、ｔ６のように調整可能である。時間順序が調整された後でも、パルス幅は依然として等比である。
【００２８】
本実施例において、制御手段は、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある輝度を、等比になるように制御する。なお、制御手段による光源に対する制御の波形は、矩形波、三角波、正弦波を含むが、これらに限定されない。光源が明視野にある輝度は、波形の面積に正比例する。ここで、波形が矩形波である場合のみを例にすると、光源が明視野にある輝度＝光源のパルス幅×光源のパルス振幅である。図５に示すように、本実施例においては、階調が４ビットである場合を例にすると、同じ原色光を出射する光源が同じフレームのデータにおいて明視野にある輝度は、Ｐ１×ｔ８、Ｐ２×ｔ６、Ｐ３×ｔ４、Ｐ４×ｔ２である。ここで、Ｐ１×ｔ８＝２１×Ｐ２×ｔ６＝２２×Ｐ３×ｔ４＝２３×Ｐ４×ｔ２である。図５は、好ましい一実施例である。同じフレームのデータにおいて同じ原色光が明視野にある輝度の前後の順序は、例えば、ｔ６、ｔ２、ｔ８、ｔ４等のように変更されてもよい。同じフレームのデータにおいて同じ原色光が明視野にある輝度は、順序が変更された後でも、依然として等比である。
【００２９】
図３及び図５は、階調が４ビットである場合のＤＭＤの切り替え、及び光源による制御の模式図である。本発明において、階調のビット数は、特に限定されない。本実施例においては、ＤＭＤの光弁の切り替え速度が明らかに低減しているため、階調は、例えば、８ビット、１０ビット、１６ビット、３２ビット等であってもよい。階調が高いほど、表示できる階調値がより大きくなり、画像の表示がより明確になる。即ち、本発明では、ＤＭＤの光弁の切り替え速度を低減させることによって、階調のビット数を高め、画像をより明確に表示することができる。本実施例の光源は、変調可能な光源、すなわち、光源のパルス幅及び／又はパルス振幅が変調可能な光源であり、好ましくは、変調の頻度が少なくとも１０００Ｈｚに達することができる光源である。従来のこのような光源は、固体発光素子であってもよく、制御手段は、固体発光素子がオン・オフの状態に迅速に切り替えられるように制御する。前記固体発光素子は、好ましくは、ＬＤ又はＬＥＤ、或いはＬＤとＬＥＤとの組み合わせである。当然ながら、技術の発展に伴い、変調の周波数を満たす他の光源であってもよい。本実施例においては、光源が固体発光素子であるため、制御手段は、光源のパルスを制御することによってＤＭＤの光弁の切り替え速度を低減させ、ＤＭＤの製造工程の難しさを軽減させることができる。
【００３０】
ここで、光源の輝度は、光源のパルス幅によって決められる。光源の輝度（利用率）が異なると、ＤＭＤの光弁の切り替え時間も異なる。以下には、本実施例において光源の利用率が異なる場合のＤＭＤの光弁の切り替え時間が示されている。階調が８ビットである場合を例にすると、単位時間における更新頻度は６０であり、光源の利用率はｘ％であり、ＤＭＤの切り替え時間は（１−ｘ％）×（１／（６０×３×８））である。
【００３１】
【表１】
0006503380.tif 000002
【００３２】
上述した表から分かるように、制御手段は、光源が明視野にある時間の長さを制御することによって、ＤＭＤの切り替え速度を変化させることができる。然しながら、本技術案における光源の出力光のパワーの大きさに関わらず、本発明のＤＭＤの切り替え速度は、何れも従来技術におけるＤＭＤの切り替え速度よりも遥かに遅い。
【００３３】
上述した技術案において、光源の利用率が１００％に達しておらず、光源の出力光の輝度を確保するために、本実施例において、制御手段は、さらに光源のパルス振幅及び／又はパルス幅を制御するために用いられ、光源の出力光のパワー又は輝度に対する様々な要求を満たすことができる。制御手段が光源のパルス幅が広くなるように制御する場合、ＤＭＤの切り替え速度が速くなり、制御手段が光源のパルス幅が狭くなるように制御する場合、ＤＭＤの切り替え速度が遅くなる。即ち、制御手段によってＤＭＤの切り替え速度を変化させることができ、これにより、ＤＭＤの製造時における工程の難しさを変えることができる。図４に示すように、制御手段が光源のパルス幅を制御する場合、光源のパルス幅がｍ１であるときの光源の出力光の輝度は、光源のパルス幅がｍ２であるときの光源の出力光の輝度（ｍ２＞ｍ１）より明らかに低い。その理由は、同じフレームのデータにおいて、光源のパルス幅がｍ１である場合における光源が明視野にある時間が、光源のパルス幅がｍ２である場合における光源が明視野にある時間よりも短く、光源のパルス幅がｍ１である場合における光源が暗視野にある時間が、光源のパルス幅がｍ２である場合における光源が暗視野にある時間よりも長いからである。従って、ＤＭＤの切り替え時間は、光源のパルス幅がｍ２である場合のＤＭＤの切り替え時間より長くてもよい。制御手段が光源のパルス振幅を制御する際、図４に示すように、パルス幅が変わらない場合、光源のパルス振幅がＰ１である光源の出力光の輝度は、光源のパルス振幅がＰ２である光源の出力光の輝度より低い（Ｐ２＞Ｐ１）。即ち、光源のパルス振幅がＰ１である光源の出力光の輝度は、光源のパルス幅がＰ２である光源の出力光の輝度のＰ１／Ｐ２倍である。本技術案では、ＤＭＤの切り替え速度を低減させるとともに、光源の出力光の輝度を変化させない又は向上させることで、製造工程がより簡単になり、表示装置の品質がさらに高まる。
【００３４】
以下、図６を参照しながら、本発明に係る実施例２を説明する。実施例２と実施例１との相違点は、制御手段が、少なくとも赤色、緑色、及び青色の３色を含む光を同時に出射するように光源を制御し、空間光変調器が、３つのＤＭＤを備え、制御手段が、３つのＤＭＤを同時に動作させるように制御することにある。以下、制御手段による光源及び空間光変調器の制御を具体的に説明する。当然ながら、光源から出射される光は、赤色、緑色、及び青色の３色の光以外の他の色の光を含んでもよく、例えば、色域の範囲を拡大するために、シアン色の光、黄色の光を含んでもよい。
【００３５】
図６に示すように、光源は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の３色の光を出射し、３つのＤＭＤは、赤色、緑色、及び青色の３色の光を対応して変調する。制御手段は、３色の光が交互に明視野及び暗視野にあるように、３色の光を同時に制御すると共に、３色の光のパルス幅及び／又はパルス振幅を制御する。ここで、当該３色の光のパルス幅及びパルス振幅は、同じであってもよく、異なってもよい。ある色の光の出力光の輝度が不十分である場合、制御手段は、当該色の光のパルス幅及びパルス振幅を制御し、他の２色の光を変調する必要はない。これにより、比較的に理想的な画像表示を得ることができる。図６は、３色の光のパルス幅及びパルス振幅が何れも同じである場合のみを示している。輝度が４ビットである場合、３色の光が暗視野にある時間ｔ７、ｔ５、ｔ３、ｔ１は同じであり、ｔ８＝２１×ｔ６＝２２×ｔ４＝２３×ｔ２である。また、階調のビット数、パルス幅、及びパルス振幅は異なる。対応する１つのＤＭＤの技術案を参照すればよく、ここでは繰り返して説明しない。本実施例において、ＤＭＤ−赤は、光源―赤から出射される赤色の光を処理し、ＤＭＤ−緑は、光源―緑から出射される緑色の光を処理し、ＤＭＤ−青は、光源―青から出射される青色の光を処理する。図６は、ＤＭＤ−赤、ＤＭＤ−緑、ＤＭＤ−青が、ＤＭＤにおける１つの光弁によって赤色、緑色、青色の３色の光を変調する場合を示している。ここで、ＤＭＤ−赤の１つの光弁は、光源―赤が暗視野にあるｔ７時間において切り替えられ、光源―赤が明視野にあるｔ８時間において滞留し（光弁がオンにある状態）、その後、光源―赤が暗視野にあるｔ５時間において切り替えられ、その後、ｔ６時間において滞留し（光弁がオフにある状態）、さらに、暗視野にあるｔ３時間において切り替えられ、その後、ｔ４時間において滞留し（光弁がオンにある状態）、その後、暗視野にあるｔ１時間において切り替えられ、その後、ｔ２時間において滞留する（光弁がオフにある状態）。図６は、ＤＭＤ−緑とＤＭＤ−青における１つの光弁の切り替えを示しており、ここでは、詳しく説明しない。
【００３６】
本実施例においては、階調が１０ビットである場合を例示し、単位時間における更新頻度は６０であり、光源の利用率はｘ％であり、ＤＭＤの切り替え時間は（１−ｘ％）×（１/（６０×１０））である。
【００３７】
【表２】
0006503380.tif 000003
【００３８】
なお、ＤＭＤの光弁は、光源が暗視野にある時に切り替えてもよく、光源が暗視野にある時に切り替えなくてもよい。即ち、階調がＮビットである場合、ＤＭＤの各光弁の切り替え回数は、多くてもＮ回である。本発明の表示制御システムは、画像表示の階調がＭビットであるように制御することができる。Ｍは、正の整数、例えば、４、５、６、７、８・・・である。従来技術に比べ、当該技術案は、ＤＭＤの光弁の切り替え速度を大幅に低減させ、ＤＭＤによる光源の変調精度を高めると共に、ＤＭＤの製造時における工程の難しさを大幅に軽減する。同時に、空間光変調器による画像の階調のビット数を高めることができる。つまり、本技術案のＤＭＤの切り替え速度を大幅に低減し、より高いビット数の階調表示を実現して、階調表示のビット数を数倍に高めることができる。また、ＤＭＤの切り替え速度が従来技術のＤＭＤの切り替え速度よりも遅いため、画像表示の品質を高めると同時に、ＤＭＤの製造の難しさを軽減することができる。
【００３９】
以下の実施例の光源は、変調可能な光源である。以下の実施例では、光源が固体発光素子である場合を例示しており、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４０】
本発明による実施例３において、表示装置は、図７及び図８に示すように、光源２と、表示制御システム１と、空間光変調器３とを備える。
【００４１】
（１）光源２は、異なる色の光を生成するために用いられ、例えば、赤色、緑色、青色、黄色、シアン、マゼンタ等の色の光を生成する。当該光源２の数については、特に限定されず、表示装置により生成される光の色の種類の数に基づいて、光源の数が決められる。
【００４２】
図７に示すように、光源２は、１つの固体発光素子２１及び１つのカラーホイール２２を備える。固体発光素子２１は、ＬＤ及びＬＥＤのうちの１つ又は２つの組み合わせを含んでもよく、単独のＬＤ又はＬＥＤであってもよく、ＬＤアレイ、ＬＥＤアレイ、又はＬＤとＬＥＤの組み合わせのアレイであってもよい。当該固体発光素子２１は、励起光を出射し、当該励起光は、セグメントに波長変換材料が設置されているカラーホイール２２に到達する。カラーホイールが所定の経路に沿って移動することによって、励起光は、カラーホイールの異なるセグメントに照射され、異なる色の被励起光が生成される。
【００４３】
本発明においては、変調可能な光源の動作に合わせるために、波長変換材料は、より素早い応答速度を有する材料でなければならないが、従来の蛍光体材料は、一般的に本発明の要求を満たすことができる。当然ながら、波長変換材料は、波長変換の応答時間が変調可能な光源のスイッチの切り替え時間よりも短ければ、蛍光体以外の材料であってもよい。例えば、黄色の蛍光体が励起されると、数十ｎｓから数百ｎｓの時間内に黄色の光が生成される。それに応じて、変調可能な光源のＬＥＤ又はＬＤを選択してもよい。
【００４４】
図８に示すように、光源２は、固体発光素子２１及び固体発光素子２３を備える。ここで、固体発光素子２１により生成された励起光は、セグメントに波長変換材料が設置されているカラーホイール２２に到達する。カラーホイール２２が所定の経路に沿って移動することにより、励起光がカラーホイールの異なるセグメントに照射され、異なる色の被励起光が生成される。固体発光素子２３は、画像表示の色域を補充するために、被励起光とは異なる光を生成する。又は、固体発光素子２３は、被励起光の１つの色の光と同じ光を生成することによって、当該１つの色の光を補充して、画像表示の色の飽和レベルを改善する。
【００４５】
当然ながら、固体発光素子は、１つ又は複数設けられてもよく、特に限定されない。固体発光素子から出射される光についても、特に限定されず、青色の光、ＵＶ光、赤色の光、緑色の光等であってもよい。
【００４６】
本技術案においては、空間光変調器により変調される光は、固体発光素子から直接出射された光であってもよく、固体発光素子が波長変換材料を励起して生成された被励起光であってもよい。被励起光は、３原色光（赤、緑、青）の色のうちの１つ又は複数を含んでもよく、広スペクトル光（黄、シアン、マゼンタ）を含んでもよい。当該広スペクトル光は、分光合成光装置４によって分光された後、異なる空間光変調器に到達することができる。
【００４７】
（２）表示制御システム１は、光源及び空間光変調器３を制御するために用いられる。当該表示制御システム１は、実施例１及び実施例２に係る表示制御システムであり、ここでは、詳しく説明しない。なお、本実施例における表示制御システム１は、本実施例の固体発光素子が同じフレームのデータにおいて交互に明視野及び暗視野にあるように制御する。
【００４８】
（３）空間光変調器３は、光源から生成された光を変調し、変調された光を投影レンズに投射する。本実施例において、空間光変調器３は、１つ、２つ、又は３つ含まれてもよく、特に限定されない。
【００４９】
図７に示すように、空間光変調器は、１つ設置されており、空間光変調器３は、カラーホイールにより生成された時系列光を順に処理する。これにより、光源の構成がより簡素化されると共に、表示制御システム１による制御がより簡単になる。空間光変調器が１つである場合、空間光変調器３は、固体発光素子から出射された光、又は固体発光素子から出射された光及びカラーホイールから出射された被励起光を順に変調することができる。ここで、表示制御システム１は、固体発光素子を順に制御する。上記の技術案によれば、色域が増え、画像表示の品質が高まる。
【００５０】
図８に示すように、空間光変調器は、３つ設置されており、空間光変調器３は、カラーホイールにより生成された励起光及び固体発光素子から出射された光を処理する。ここで、空間光変調器３１、空間光変調器３２、及び空間光変調器３３は、光を同時に変調してもよく、光を順に変調してもよい。同じ空間光変調器は、同じ色の光を変調してもよく、異なる色の光を変調してもよい。３つの空間光変調器を用いて光源から出射された光を処理する際に、表示制御システム１が光源を制御するため、１フレームの画像の更新頻度が変わらない場合、３つの空間光変調器が同時に光を処理する。これにより、１つの色の光の変調時間は、１つの空間光変調器にとって、時間が長くなる。即ち、光源が暗視野にある時間が増加し、光弁の切り替え速度が低減する。
【００５１】
上述した内容は、本発明の好ましい実施例であり、本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。本発明の明細書及び図面を用いて得られた等価的な構造、又は他の関連する技術分野に直接又は間接的な応用は、何れも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【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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