(57)【要約】【課題】光源の温度上昇を抑えつつ、光源が発光した光を有効に利用して明るい映像を生成することが可能な映像生成装置を提供する。【解決手段】時間混色により輝度の高いカラー映像を生成する映像生成装置（投影装置１０）であって、発光制御手段３０が出力する発光信号は、映像１フィールドの期間内において、原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃと、原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間Ｔｈとを有し、映像制御信号出力手段３２が出力する制御信号は、低輝度発光期間Ｔｃにおいて第一光源が発光する光量を制御するとともに、高輝度発光期間Ｔｈにおいて第二光源が発光する光量を制御する。【選択図】図１
2008089929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の低輝度の光を前記光弁素子に照射する第一光源と、前記各セクタの期間に当該原色の高輝度の光を前記光弁素子に照射する第二光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、時間混色により輝度の高いカラー映像を生成する映像生成装置であって、
前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において、前記第一光源を発光させる低輝度発光期間と、前記第二光源を発光させる高輝度発光期間とを有し、
前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記低輝度発光期間において前記光源が発光する光量を制御するとともに、前記高輝度発光期間において前記光源が発光する光量を制御する映像生成装置。
【請求項２】
前記発光制御手段は、前記第一光源からのＲＧＢの光を時分割で照射する場合のＲＧＢの光の各発光期間であるセクタ期間とほぼ同じパルス幅で前記第一光源を駆動し、且つ、前記第二光源を前記セクタ期間より短いパルス幅で駆動することを特徴とする請求項１に記載の映像生成装置。
【請求項３】
前記発光制御手段は、前記第一光源をその連続定格電流以下で駆動し、前記第二光源をその連続定格電流より大きな電流で駆動することを特徴とする請求項２に記載の映像生成装置。
【請求項４】
前記第一光源及び第二光源は、パルス駆動される発光ダイオードから構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の映像生成装置。
【請求項５】
前記第一光源及び第二光源は、パルス駆動されるレーザー発光素子から構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の映像生成装置。
【請求項６】
前記第一光源に発光ダイオードを用い、前記第二光源にレーザーダイオードを用いた請求項１〜５のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項７】
前記発光制御手段は、前記原色の光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間と、前記原色を高輝度で発光させる高輝度発光期間とを重複させる制御を行う請求項１〜６に記載の映像生成装置。
【請求項８】
前記第二光源として、赤、緑、青の３原色の光源を用いた請求項１〜７のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項９】
前記発光制御手段は、前記映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、前記原色を発光させる制御を行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１０】
前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、高輝度発光期間における光源の発光時間を制御する請求項９に記載の映像生成装置。
【請求項１１】
前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記高輝度発光期間において前記光源に供給する電流を制御する請求項９又は請求項１０に記載の映像生成装置。
【請求項１２】
前記発光制御手段は、第１の原色の第一光源を低輝度で発光させる第１の低輝度発光期間の後に、第２の原色の第二光源を高輝度で発光させる第２の高輝度発光期間を設け、その後に第３の原色の第一光源を低輝度で発光させる第３の低輝度発光期間を設ける制御を行う請求項１〜１１のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１３】
前記発光制御手段は、各原色の第一光源を低輝度で順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、各原色の第二光源を高輝度で順次発光させる制御を行う請求項１〜１２のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１４】
前記発光制御手段は、所定の原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間の直後に、前記原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間を設ける制御を行う請求項１〜１１のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１５】
前記発光制御手段は、所定の原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間の直後に、前記原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間を設ける制御を行う請求項１〜１１のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１６】
前記映像生成信号出力手段は、低輝度及び高輝度の双方の光を用いて映像を生成する映像制御信号を前記光弁素子に出力することにより、各画素毎の映像の階調を調節する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項１７】
映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の複数種類の輝度の光を前記光弁素子に照射する光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、複数種類の輝度の原色の時間混色によりカラー映像を生成する映像生成装置であって、
前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において、前記原色の光源を複数種類の異なる輝度で発光させる信号を有し、
前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記複数種類の異なる輝度において前記光源が発光する光量を制御する映像生成装置。
【請求項１８】
前記発光制御手段は、前記光源に対して供給する電流を制御することにより、前記光源を複数種類の輝度で発光させる制御を行うパルス駆動部を備える請求項１７に記載の映像生成装置。
【請求項１９】
映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の光を前記光弁素子に照射する光源及び白色の光を前記光弁素子に照射する白色光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、時間混色によりカラー映像を生成するとともに白色光を加えることによって高輝度の映像を生成する映像生成装置であって、
前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において、前記原色の光源を発光させる原色発光期間と、前記白色の光源を発光させる白色発光期間とを有し、
前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記原色発光期間において前記光弁素子が生成する映像を制御するとともに、前記白色発光期間において前記光弁素子が生成する映像を制御する映像生成装置。
【請求項２０】
前記白色の光源として、複数の原色の光源を用い、これら複数の原色の光源を同時に発光させることにより白色光を生成することを特徴とする請求項１９に記載の映像生成装置。
【請求項２１】
前記発光制御手段は、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、前記白色の光源を発光させる制御を行う請求項１９又は請求項２０に記載の映像生成装置。
【請求項２２】
前記発光制御手段は、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、全ての前記原色の光源及び前記白色の光源を発光させる制御を行う請求項１９又は請求項２０に記載の映像生成装置。
【請求項２３】
前記発光制御手段は、第１の原色の光源を発光させる第１の原色発光期間の後に、白色の光源を発光させる白色発光期間を設け、その後に第２の原色の光源を発光させる第２の原色発光期間を設ける制御を行う請求項１９又は請求項２０に記載の映像生成装置。
【請求項２４】
前記発光制御手段は、各原色の光源を順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、白色の光源を発光させる制御を行う請求項１９又は請求項２０に記載の映像生成装置。
【請求項２５】
前記発光制御手段は、前記映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、前記白色の光源を発光させる制御を行う請求項１９〜２４のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項２６】
前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記白色発光期間における白色光源の発光時間を制御する請求項２５に記載の映像生成装置。
【請求項２７】
前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記白色光源に供給する電流を制御する請求項２５又は請求項２６に記載の映像生成装置。
【請求項２８】
前記発光制御手段は、前記原色の光源を発光させる原色発光期間と、前記白色の光源を発光させる白色発光期間とを重複させる制御を行う請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項２９】
前記光弁素子に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた請求項１９〜２８のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項３０】
前記光源に、前記原色を前記低輝度発光期間に低輝度で発光する第一光源と、前記原色を高輝度発光期間に高輝度で発光する第二光源とを独立して備え、
前記第一光源が発する光と、前記第二光源が発する光とを、それぞれ異なる角度で前記光弁素子に照明する請求項２９に記載の映像生成装置。
【請求項３１】
前記第一光源が発する光と、前記第二光源が発する光とを、それぞれ対称な角度で前記光弁素子に照明する請求項３０に記載の映像生成装置。
【請求項３２】
前記光源に、発光ダイオードを用いた請求項１９〜３１のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項３３】
前記光源に、レーザーダイオードを用いた請求項１９〜３１のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項３４】
前記光弁素子に、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いた請求項１〜１８のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項３５】
前記光弁素子に、透過型、又は反射型の液晶表示素子を用いた請求項１〜２８のいずれか１項に記載の映像生成装置。
【請求項３６】
前記光源と前記光弁素子との間に、偏光変換素子又は偏光ビームスプリッタを備えた請求項３５に記載の映像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間混色によりカラー映像を生成する映像生成装置に係り、特に、より明るい映像を生成する映像生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空間光変調器の応答速度およびパルス幅変調信号の転送速度の各制限を緩和するディスプレイシステムが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載のディスプレイシステムは、光源からの白色光を複数の色成分の光に時分割に色分離する色可変フィルターユニットと、色可変フィルターユニットから供給される複数の色成分の光により照明され、各色成分の画像光を生成する空間光変調器と、前記複数の色成分の光の輝度をそれぞれ３段階以上切替える輝度可変フィルターユニットとを備えている。
【０００４】
そして、輝度可変フィルターユニットの輝度比を１：４：３２のように２の整数乗に選び、光変調器の変調時間を３：７：７に設定することにより、従来２５５の変調時間を必要としていたものについて（３＋７＋７）＝１７の変調時間で済ませることができる。したがって、１画素当たりのデータ転送に割当てられる時間が従来のものより長くすることができ、その結果、電気回路の動作速度を遅くすることが可能となる。更に、消費電力の低減、部品コストの削減、回路設計コスト削減、信頼性向上に寄与する他、回路設計のマージンを得ることができる旨の記載がなされている。
【０００５】
また、光源に発光ダイオードを用いた投射型表示装置において、光利用率を向上させるために、異なる方向から入射する光束を時分割的に選択反射するマイクロミラー型のスイッチングデバイスを設けた発明が知られている（例えば特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−２０９８５４号公報（第３図）
【特許文献２】特開２００４−１３３３１２号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のディスプレイシステムでは、輝度可変フィルターユニットを用いて光源が発した光を減衰させて輝度比の異なる照明光を得ているために、光源が発光した光を有効に利用していなかった。したがって、発光輝度が低い発光ダイオードを光源として用いると、映像が暗くなってしまうという不具合を生じていた。
【０００７】
また、特許文献２に記載の投射型表示装置では、２次元光変調器の他に、更にＤＭＤ等の反射素子が必要になるという不具合を生じていた。また、発光ダイオードに許容されるデューティー比は、最大定格の電流で発光させる場合には１／１０程度であり、発光ダイオードを投射型表示装置の光源として用いると、投影される映像が暗くなる傾向がある。したがって、特許文献２に記載の発明では光源の発光期間を長くすることができないために、明るい映像を提供することができないという不具合を生じていた。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、個々の光源の温度上昇を抑えつつ、光源が発光した光を有効に利用して明るい映像を生成することが可能な映像生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の低輝度の光を前記光弁素子に照射する第一光源と、前記各セクタの期間に当該原色の高輝度の光を前記光弁素子に照射する第二光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、時間混色により輝度の高いカラー映像を生成する映像生成装置であって、前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において前記第一光源を発光させる低輝度発光期間と前記第二光源を発光させる高輝度発光期間とを有し、前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記低輝度発光期間において前記光源が発光する光量を制御するとともに、前記高輝度発光期間において前記光源が発光する光量を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、発光制御手段が、第一光源からのＲＧＢの光を時分割で照射する場合のＲＧＢの光の各発光期間であるセクタ期間とほぼ同じパルス幅で第一光源を駆動し、且つ、第二光源を前記セクタ期間より短いパルス幅で駆動することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、発光制御手段が、第一光源をその連続定格電流以下で駆動し、第二光源をその連続定格電流より大きな電流で駆動することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、第一光源及び第二光源は、パルス駆動される発光ダイオードから構成されたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、第一光源及び第二光源は、パルス駆動されるレーザー発光素子から構成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、第一光源に発光ダイオードを用い、第二光源にレーザーダイオードを用いたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、前記発光制御手段が、前記原色の光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間と、前記原色を高輝度で発光させる高輝度発光期間とを重複させる制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、前記第二光源として、赤、緑、青の３原色の光源を用いたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明は、前記発光制御手段が、前記映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、前記原色を発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明は、前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、高輝度発光期間における光源の発光時間を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明は、前記発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記高輝度発光期間において前記光源に供給する電流を制御することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明は、前記発光制御手段が、第１の原色の第一光源を低輝度で発光させる第１の低輝度発光期間の後に、第２の原色の第二光源を高輝度で発光させる第２の高輝度発光期間を設け、その後に第３の原色の第一光源を低輝度で発光させる第３の低輝度発光期間を設ける制御を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明は、前記発光制御手段は、各原色の第一光源を低輝度で順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、各原色の第二光源を高輝度で順次発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明は、前記発光制御手段は、所定の原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間の直後に、前記原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間を設ける制御を行うことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５に記載の発明は、前記発光制御手段は、所定の原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間の直後に、前記原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間を設ける制御を行うことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１６に記載の発明は、前記映像生成信号出力手段は、低輝度及び高輝度の双方の光を用いて映像を生成する映像制御信号を前記光弁素子に出力することにより、各画素毎の映像の階調を調節することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明は、映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の複数種類の輝度の光を前記光弁素子に照射する光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、複数種類の輝度の原色の時間混色によりカラー映像を生成する映像生成装置であって、前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において、前記原色の光源を複数種類の異なる輝度で発光させる信号を有し、前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記複数種類の異なる輝度において前記光源が発光する光量を制御することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１８に記載の発明は、前記発光制御手段に、前記光源に対して供給する電流を制御することにより、前記光源を複数種類の輝度で発光させる制御を行うパルス駆動部を備えることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１９に記載の発明は、映像の１フィールドを互いに異なる原色に対応するセクタに分割し、前記各セクタの期間に当該原色に対応する映像を生成する光弁素子と、前記各セクタの期間に当該原色の光を前記光弁素子に照射する光源及び白色の光を前記光弁素子に照射する白色光源と、前記光源の発光光量を制御するための発光信号を出力する発光制御手段と、映像信号を入力し前記光弁素子に制御信号を出力する映像制御信号出力手段とを備え、時間混色によりカラー映像を生成するとともに白色光を加えることによって高輝度の映像を生成する映像生成装置であって、前記発光制御手段が出力する発光信号は、前記１フィールドの期間内において、前記原色の光源を発光させる原色発光期間と、前記白色の光源を発光させる白色発光期間とを有し、前記映像制御信号出力手段が出力する制御信号は、前記原色発光期間において前記光弁素子が生成する映像を制御するとともに、前記白色発光期間において前記光弁素子が生成する映像を制御することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項２０に記載の発明は、前記白色の光源として、複数の原色の光源を用い、これら複数の原色の光源を同時に発光させることにより白色光を生成することを特徴とする。
【００２９】
また、請求項２１に記載の発明は、前記発光制御手段が、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、前記白色の光源を発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００３０】
また、請求項２２に記載の発明は、前記発光制御手段が、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、全ての前記原色の光源及び前記白色の光源を発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００３１】
また、請求項２３に記載の発明は、前記発光制御手段は、第１の原色の光源を発光させる第１の原色発光期間の後に、白色の光源を発光させる白色発光期間を設け、その後に第２の原色の光源を発光させる第２の原色発光期間を設ける制御を行うことを特徴とする。
【００３２】
また、請求項２４に記載の発明は、前記発光制御手段は、各原色の光源を順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、白色の光源を発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２５に記載の発明は、前記発光制御手段が、前記映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、前記白色の光源を発光させる制御を行うことを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２６に記載の発明は、前記発光制御手段が、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記白色発光期間における白色光源の発光時間を制御することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項２７に記載の発明は、前記発光制御手段が、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、前記白色光源に供給する電流を制御することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項２８に記載の発明は、前記発光制御手段が、前記原色の光源を発光させる原色発光期間と、前記白色の光源を発光させる白色発光期間とを重複させる制御を行うことを特徴とする。
【００３７】
また、請求項２９又は請求項３４に記載の発明は、前記光弁素子に、ＤＭＤを用いたことを特徴とする。
【００３８】
また、請求項３０に記載の発明は、前記原色を前記低輝度発光期間に低輝度で発光する第一光源と、前記原色を高輝度発光期間に高輝度で発光する第二光源とを独立して備え、前記第一光源が発する光と、前記第二光源が発する光とを、それぞれ異なる角度で前記光弁素子に照明することを特徴とする。
【００３９】
また、請求項３１に記載の発明は、前記第一光源が発する光と、前記第二光源が発する光とを、それぞれ対称な角度で前記光弁素子に照明することを特徴とする。
【００４０】
また、請求項３２に記載の発明は、前記原色の光源又は白色の光源に、発光ダイオードを用いたことを特徴とする。
【００４１】
また、請求項３３に記載の発明は、前記原色の光源又は白色の光源に、レーザーダイオードを用いたことを特徴とする。
【００４２】
また、請求項３５に記載の発明は、前記光弁素子に、透過型、又は反射型の液晶表示素子を用いたことを特徴とする。
【００４３】
また、請求項３６に記載の発明は、前記光源と前記光弁素子との間に、偏光変換素子又は偏光ビームスプリッタを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１の発明によれば、１フィールドの期間内において、原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間と、原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間とを設け、低輝度発光期間において第一光源が発光する光量を制御するとともに高輝度発光期間において第二光源が発光する光量を制御するように構成したので、光源の放熱の時間を確保して、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えて、映像の光量を増大させることができる。また、映像の階調範囲を広くし、映像のコントラストを高めることができる。
【００４５】
また、請求項２に記載の発明によれば、発光制御手段が、第一光源からのＲＧＢの光を時分割で照射する場合のＲＧＢの光の各発光期間であるセクタ期間とほぼ同じパルス幅で第一光源を駆動し、且つ、第二光源を前記セクタ期間より短いパルス幅で駆動するようにしたので、個々の光源の温度上昇を抑えて、映像の光量を増大させることができる。
【００４６】
また、請求項３に記載の発明によれば、発光制御手段が、第一光源をその連続定格電流以下で駆動し、第二光源をその連続定格電流より大きな電流で短い期間駆動するようにしたので、第二光源の温度上昇を抑えて、映像の光量を増大させることができる。
【００４７】
また、請求項４に記載の発明によれば、第一光源及び第二光源は、パルス駆動される発光ダイオードから構成したので、小型で消費電力の少ない映像生成装置を提供することが可能となる。
【００４８】
また、請求項５に記載の発明によれば、第一光源及び第二光源は、パルス駆動されるレーザー発光素子から構成したので、小型で消費電力の少ない映像生成装置を提供することが可能となる。
【００４９】
また、請求項６に記載の発明によれば、第一光源に発光ダイオードを用い、第二光源にレーザーダイオードを用いたので、比較的映像が明るく、消費電力の少ない映像生成装置を提供することが可能となる。
【００５０】
また、請求項７に記載の発明によれば、発光制御手段が、原色の光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間と、原色を高輝度で発光させる高輝度発光期間とを重複させる制御を行うようにしたので、映像の階調範囲を広くし、映像のコントラストを高めることができる。
【００５１】
また、請求項８に記載の発明によれば、第二光源として、赤、緑、青の３原色の光源を用いたので、カラー映像の光量を増大させ、明るい映像を得ることができる。
【００５２】
また、請求項９に記載の発明によれば、発光制御手段が、映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、原色を発光させる制御を行うようにしたので、不要な発光を防止して、光源の温度上昇を防止することができる。
【００５３】
また、請求項１０に記載の発明によれば、発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、高輝度発光期間における光源の発光時間を制御するようにしたので、不要な発光を禁止して、光源の温度上昇を防止することができる。
【００５４】
また、請求項１１に記載の発明によれば、発光制御手段は、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、高輝度発光期間において光源に供給する電流を制御するようにしたので、不要な発光を禁止して、光源の温度上昇を防止することができる。
【００５５】
また、請求項１２に記載の発明によれば、発光制御手段は、第１の原色の第一光源を低輝度で発光させる第１の低輝度発光期間の後に、第２の原色の第二光源を高輝度で発光させる第２の高輝度発光期間を設け、その後に第３の原色の第一光源を低輝度で発光させる第３の低輝度発光期間を設ける制御を行うようにしたので、光源の放熱の時間を確保しつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えて、明るい映像を提供することができる。
【００５６】
また、請求項１３に記載の発明によれば、発光制御手段は、各原色の第一光源を低輝度で順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、各原色の第二光源を高輝度で順次発光させる制御を行うようにしたので、各光源を間欠的に発光させることができる。したがって、光源の放熱の時間を確保しながら、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。
【００５７】
また、請求項１４に記載の発明によれば、発光制御手段は、所定の原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間の直後に、原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間を設ける制御を行うようにしたので、光弁素子を効率よく駆動することができる。したがって、映像のフレームレートを向上させることができる。また、原色の光源の温度上昇を抑え、映像の１フィールド内における光源の発光光量を増やすことができる。
【００５８】
また、請求項１５に記載の発明によれば、発光制御手段は、所定の原色の第二光源を高輝度で発光させる高輝度発光期間の直後に、原色の第一光源を低輝度で発光させる低輝度発光期間を設ける制御を行うようにしたので、光弁素子を効率よく駆動することができる。したがって、映像のフレームレートを向上させることができる。
【００５９】
また、請求項１６に記載の発明によれば、映像生成信号出力手段は、低輝度及び高輝度の双方の光を用いて映像を生成する映像制御信号を光弁素子に出力することにより、各画素毎の映像の階調を調節するようにしたので、映像１フィールドの生成時間を短縮することが可能となり、映像のフレームレートを向上させることができる。また、映像の階調範囲を広くし、映像のコントラストを高めることができる。
【００６０】
また、請求項１７に記載の発明によれば、発光制御手段が出力する発光信号に、原色の光源を複数種類の異なる輝度で発光させる信号を設け、映像制御信号出力手段が出力する制御信号が、複数種類の異なる輝度において光源が発光する光量を制御するように構成したので、低輝度発光時の映像と高輝度発光時の映像とを加算して映像を生成することが可能となる。したがって、映像１フィールドの生成時間を短縮することが可能となり、映像のフレームレートを向上させることができる。また、低輝度の発光期間、中輝度の発光期間、及び高輝度の発光期間のそれぞれにおいて光弁素子を制御して映像を生成することにより、映像のフレームレートを向上させることが可能となる。また、映像の階調範囲を広くし、映像のコントラストを高めることができる。
【００６１】
また、請求項１８に記載の発明によれば、光源に対して供給する電流を制御することにより、光源を複数種類の輝度で発光させる制御を行うパルス駆動部を備えたので、容易に低輝度、中輝度又は高輝度の発光光量を制御することができる。
【００６２】
また、請求項１９に記載の発明によれば、発光制御手段が出力する発光信号に、原色の光源を発光させる原色発光期間と、白色の光源を発光させる白色発光期間とを設け、映像制御信号出力手段が出力する制御信号が、原色発光期間において光弁素子が生成する映像を制御するとともに、白色発光期間において光弁素子が生成する映像を制御するように構成したので、複数種類の原色の光源を発光させて映像の１フィールドを生成し、別途白色を発光させて映像の光量を補うことが可能となる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えつつ、映像生成装置が生成する映像の光量を増大させることができる。したがって、投影する映像までの距離が長い場合であっても、映像が暗くなる不具合を防止することができる。
【００６３】
また、請求項２０に記載の発明によれば、白色の光源として、複数の原色の光源を用い、この複数の原色の光源を同時に発光させることにより白色光を生成するようにしたので、白色の光量を増大することができ、明るい映像を提供することができる。
【００６４】
また、請求項２１に記載の発明によれば、発光制御手段が、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、白色の光源を発光させる制御を行うようにしたので、各光源を間欠的に発光させることができる。したがって、光源の放熱の時間を確保しつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くして、明るい映像を提供することができる。
【００６５】
また、請求項２２に記載の発明によれば、発光制御手段が、映像の１フィールド内において全ての原色の光源を時分割して順次発光させた後に、全ての原色の光源及び白色の光源を発光させる制御を行うようにしたので、明るい映像を生成することができる。
【００６６】
また、請求項２３に記載の発明によれば、発光制御手段が、第１の原色の光源を発光させる第１の原色発光期間の後に、白色の光源を発光させる白色発光期間を設け、その後に第２の原色の光源を発光させる第２の原色発光期間を設ける制御を行うようにしたので、複数の原色の低輝度発光と、白色の発光とを間欠的に行うことが可能となり、光源の放熱の時間を確保して、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えつつ、明るい映像を提供することができる。
【００６７】
また、請求項２４に記載の発明によれば、発光制御手段が、各原色の光源を順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、白色の光源を発光させる制御を行うようにしたので、各光源を間欠的に発光させることができる。したがって、光源の放熱の時間を確保しながら、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。
【００６８】
また、請求項２５に記載の発明によれば、発光制御手段が映像信号を入力して映像の１又は複数フィールドにおける最大輝度を抽出し、当該抽出した最大輝度で投影するための光量で、白色の光源を発光させる制御を行うようにしたので、不要な発光を防止して、光源の温度上昇を防止することができる。
【００６９】
また、請求項２６に記載の発明によれば、発光制御手段が、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、白色発光期間における白色光源の発光時間を制御するようにしたので、不要な発光を禁止して、光源の温度上昇を防止することができる。
【００７０】
また、請求項２７に記載の発明によれば、発光制御手段が、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御する際に、白色光源に供給する電流を制御するようにしたので、光源の無駄な発熱を防止して、光源の温度上昇を抑えることができる。
【００７１】
また、請求項２８に記載の発明によれば、発光制御手段が、原色の光源を発光させる原色発光期間と、白色の光源を発光させる白色発光期間とを重複させる制御を行うようにしたので、階調表示を短時間で行うことが可能となり、映像生成装置が生成する映像の光量を維持しつつ、映像のフレームレートを向上させることが可能となる。
【００７２】
また、請求項２９又は請求項３４記載の発明によれば、光弁素子にＤＭＤを用いたので、光源が発する光を効率よく変調して、より明るい映像を生成することが可能となる。また、マイクロミラーデバイスの高い応答性により、映像のフレームレートを向上させることが可能となる。
【００７３】
また、請求項３０に記載の発明によれば、原色を低輝度発光期間に低輝度で発光する第一光源と、原色を高輝度発光期間に高輝度で発光する第二光源とを独立して備え、第一光源が発する光と、第二光源が発する光とを、それぞれ異なる角度で光弁素子に照明するようにしたので、第一光源と第二光源とを別々の場所に設けることが可能となる。したがって、光源の冷却性を向上させ、光源の配置に関する自由度を増すこきができる。
【００７４】
また、請求項３１に記載の発明によれば、第一光源が発する光と、第二光源が発する光とを、それぞれ対称な角度で光弁素子に照明するようにしたので、ＤＭＤの双方の係止位置を映像の生成に用いることが可能となる。したがって、ＤＭＤを効率よく用いることができる。
【００７５】
また、請求項３２に記載の発明によれば、原色の光源又は白色の光源として、発光ダイオードを用いたので、小型で消費電力の少ない映像生成装置を提供することが可能となる。
【００７６】
また、請求項３３に記載の発明によれば、原色の光源又は白色の光源として、レーザーダイオードを用いたので、小型で消費電力の少ない映像生成装置を提供することが可能となる。
【００７７】
また、請求項３５に記載の発明によれば、光弁素子として、透過型、又は反射型の液晶表示素子を用いたので、色調や階調の再現性の高い映像を生成することができる。
【００７８】
また、請求項３６に記載の発明によれば、光源と光弁素子との間に、偏光変換素子又は偏光ビームスプリッタを備えたので、少ない部品構成で液晶表示パネルを用いた映像生成装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
【００８０】
図１は、本発明に係る映像生成装置の一形態の投影装置の内部構成を示すブロック図である。
【００８１】
本実施形態に係る投影装置は、光源が発光した光を用いて光弁素子が映像を生成し、観察者が観察可能なように被投影面（スクリーン）に対して投影する装置である。
【００８２】
図１に示す投影装置１０は、発光期間を独立して制御することが可能な複数色の光源１２と、各光源１２が発光した拡散光を集光して、より均一な照明光を光弁素子２０に照射するコンデンサーレンズ１４と、所定の波長の光を透過するとともに特定の波長の光を反射させることによって複数の波長の光を合成するダイクロイックミラー１６と、各画素毎に設けられている揺動式のミラー２２を用いて投影レンズ群２４に光を入射させて映像を生成する光弁素子２０と、光弁素子２０が生成した映像をスクリーン２６に投影する投影レンズ群２４とを備えている。
【００８３】
また、投影装置１０は、複数種類の原色を時分割して順次発光させるための発光信号を、光源１２に出力する発光制御手段３０と、映像信号を入力して光弁素子２０のミラー２２の揺動を制御する制御信号を出力する映像制御信号出力手段３２と、利用者が各種情報を入力するためのスイッチやカーソルボタン等から構成される入力手段１７０と、投影装置１０の全体を制御する情報処理手段１８０とを備えている。
【００８４】
また、投影装置１０は、情報処理手段１８０が処理を実行する際に作業領域として用いるＲＡＭ１８１と、情報処理手段１８０が実行する処理プログラムや定数等の各種情報を記録するＲＯＭ１８３と、時刻を刻む計時手段１９０と、投影レンズ群２４が投影する映像の画角を検出する画角検出手段１９１と、投影装置１０が投影する映像の上下方向の角度を取得する投影角取得手段１９２とを備えている。
【００８５】
投影装置１０内の情報処理手段１８０、発光制御手段３０、映像制御信号出力手段３２、入力手段１７０、ＲＡＭ１８１、ＲＯＭ１８３、計時手段１９０、画角検出手段１９１、及び投影角取得手段１９２等を含む各周辺回路はバス１９９で接続されており、情報処理手段１８０にて実行される処理プログラムに基づいて各々の周辺回路を制御することが可能となっている。なお、情報処理手段１８０にて実行される処理プログラムは、記録媒体や通信によって提供することが可能である。また、各周辺回路はＡＳＩＣ等で構成することも可能である。
【００８６】
発光制御手段３０は、映像の１フィールドの期間内において原色の光源１２を時分割して低輝度で順次発光させる低輝度発光期間と、原色の光源１２を時分割して高輝度で順次発光させる高輝度発光期間とを備えた発光信号を、光源１２に対して出力する。
【００８７】
映像制御信号出力手段３２は、光源１２が原色を低輝度で発光している低輝度発光期間、及び高輝度で発光している高輝度発光期間に、映像信号に基づいた各画素毎の出射光量を制御するための映像生成信号を光弁素子２０に出力する機能を備えている。例えば、図１に示すように、一つの映像のフィールドでミラー２２Ｂの画素のみをオフ状態に設定すると、所謂オフ光は投影レンズ群２４には入射しなくなる。したがって、スクリーン２６に投影される映像２７はミラー２２Ｂの画素の像の部分だけ暗くなって、映像を生成することができる。なお、映像の階調は、ミラー２２をオンにしている時間を制御することにより時間混色を用いて表現する。
【００８８】
映像制御信号出力手段３２が、低輝度発光期間及び高輝度発光期間の双方で光量補正信号を光弁素子２０に出力することによって、光源の点灯を間欠にして放熱の時間を確保しつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えながら、映像生成装置が生成する映像の光量を増大させることができる。また、低輝度発光期間において生成した映像と、高輝度発光期間において生成した映像とを時間混色させることによって、短いセクタ時間で階調表示を行うことができ、フレームレートを向上させることができる。
【００８９】
図２に、低輝度発光期間Ｔｃにおける映像生成信号Ｔｒ、Ｔｇ、Ｔｂのタイミングと、高輝度発光期間Ｔｈにおける光量補正信号Ｈｒ、Ｈｇ、Ｈｂのタイミングとを表したタイムチャートを示す。
【００９０】
図２に示す実施形態では、映像の１フィールドを、赤色の映像を生成するＲセクタと、緑色の映像を生成するＧセクタと、青色の映像を生成するＢセクタとに分割し、生成した各色毎の映像を時間混色させてカラー映像を生成する、所謂フィールドシーケンシャル方式のタイミングを表している。
【００９１】
図２に示す実施形態では、各セクタには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の原色の光源１２を時分割して重ならないように順次低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃと、同一の光源１２を高輝度で発光させる高輝度発光期間Ｔｈとを設けてある。なお、図２に示す実施形態では、高輝度で発光している高輝度発光期間Ｔｈのブロックを、低輝度で低輝度発光期間Ｔｃの間発光しているブロックよりも高く表現して、発光輝度の違いを表現している。
【００９２】
なお、図２に示すように、セクタ期間とほぼ同じパルス幅の低輝度発光期間Ｔｃで光源１２を駆動し、且つ、セクタ期間より短いパルス幅の高輝度発光期間Ｔｈで光源１２を駆動している。低輝度発光期間Ｔｃに光源１２に供給する電流値は、連続堤各電流以下とする。また、高輝度発光期間Ｔｈに光源１２に供給する電流値は、連続堤各電流値以上のパルス駆動とする。
【００９３】
そして、赤色の成分が少ない映像を生成する画素に対しては、映像制御信号出力手段３２は、Ｒセクタの低輝度発光期間Ｔｃにおいて、赤色の細かい階調を生成するための映像生成信号をＴｒ１の期間、光弁素子２０に出力する。また、例えば緑色の成分が少ない映像を生成する画素に対しては、Ｇセクタの低輝度発光期間Ｔｃにおいて、緑色の細かい階調を生成するための映像生成信号をＴｇ１の期間、光弁素子２０に出力する。また、例えば青色の成分が少ない映像を生成する画素に対しては、Ｂセクタの低輝度発光期間Ｔｃにおいて、青色の細かい階調を生成するための映像生成信号をＴｂ１の期間、光弁素子２０に出力する。
【００９４】
また、映像制御信号出力手段３２は、赤色の成分が中明度の映像を生成する画素に対しては、Ｒセクタの低輝度発光期間Ｔｃにおいて、赤色の細かい階調を生成するための映像生成信号をＴｒ２の期間、赤色の粗い階調を生成するための映像生成信号をＨｒ２の期間、光弁素子２０に出力する。同様に、Ｇセクタの低輝度発光期間ＴｃにおいてＴｇ２及びＨｇ２の期間、光弁素子２０に映像生成信号を出力し、Ｂセクタの低輝度発光期間ＴｃにおいてＴｂ２及びＨｂ２の期間、光弁素子２０に、映像生成信号を出力する。
【００９５】
また、映像制御信号出力手段３２は、赤色の成分が多く含まれる映像を生成する画素に対しては、Ｒセクタの低輝度発光期間Ｔｃにおいて、赤色の細かい階調を生成するための映像生成信号をＴｒ３の期間、赤色の粗い階調を生成するための映像生成信号をＨｒ３の期間、光弁素子２０に出力する。同様に、Ｇセクタの低輝度発光期間ＴｃにおいてＴｇ３及びＨｇ３の期間、光弁素子２０に映像生成信号を出力し、Ｂセクタの低輝度発光期間ＴｃにおいてＴｂ３及びＨｂ３の期間、光弁素子２０に映像生成信号を出力する。
【００９６】
このように、低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈの双方を用いて細かい階調と粗い階調とを時間混色させて表現することによって、映像の階調を広げ、映像のコントラストを向上させて、明るい映像を提供することができる。また、短いセクタ時間で階調表示を行うことによって、フレームレートを向上させることができる。
【００９７】
また、図２に示す実施形態では、発光制御手段３０が、所定の原色の光源１２を低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃの直後に、原色の光源１２を高輝度で発光させる高輝度発光期間Ｔｈを設ける制御を行っている。このように光源１２の発光を制御することにより、光源１２が比較的低温になっている低輝度発光期間Ｔｃの直後に、比較的高輝度の発光を行って、発光光量を増加させることができる。また、所定の原色を用いて映像を生成した直後に、その原色の光源を高輝度で発光させることにより、光弁素子２０を効率よく駆動することができるので、映像のフレームレートを向上させることができる。
【００９８】
また、図２に示したように、低輝度発光期間Ｔｃの直後に原色の光源１２を高輝度で発光させる他、高輝度発光期間Ｔｈの直後に低輝度発光期間Ｔｃを設ける制御を行うようにしてもよい。このように、高輝度発光期間Ｔｈと低輝度発光期間Ｔｃとを連続させることにより、光弁素子２０を効率よく駆動することができ、映像のフレームレートを向上させることができる。
【００９９】
なお、映像の１フィールドにおける最大輝度を投影するための光量を制御するにあたり、発光制御手段３０が高輝度発光期間Ｔｈにおける光源１２の発光時間を制御するように構成してもよいし、光源１２に供給する電流を制御するように構成してもよい。また、高輝度発光期間Ｔｈと電流の双方を制御することにより、光源１２の発光光量を制御するようにしてもよい。このように構成することによって、光源１２の不要な発光を禁止して、光源１２の温度上昇を抑えることができる。
【０１００】
図３に、映像の１又は複数フィールドの輝度を取得して、この輝度に応じた発光光量で高輝度発光期間Ｔｈの間、光源１２を発光させる制御を行うタイムチャートを示す。
【０１０１】
図３に示す実施形態では、映像の１又は複数フィールドの輝度に応じた発光光量を得るために、発光制御手段３０が映像の１又は複数フィールドの輝度に応じて高輝度発光期間Ｔｈを短い幅のパルスに変更する制御の様子を示している。
【０１０２】
次に、各原色の低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈのタイミングの他の実施形態について、図４を用いて説明する。
【０１０３】
図４は、赤色（第１の原色）の光源１２を低輝度で発光させる第１の低輝度発光期間Ｔｃの後に、青色（第２の原色）の光源１２を高輝度で発光させる第２の高輝度発光期間Ｔｈを設け、その後に緑色（第３の原色）の光源１２を低輝度で発光させる第３の低輝度発光期間Ｔｃを設けた実施形態を示すタイムチャートである。
【０１０４】
先の図２に示した実施形態では、赤色（第１の原色）の光源１２を低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃの後に、赤色（第１の原色）の光源１２を高輝度で発光させる高輝度発光期間Ｔｈを設け、その後に緑色（第３の原色）の光源１２を低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃを設けたタイムチャートを示した。
【０１０５】
図４に示す実施形態では、各原色における低輝度発光期間Ｔｃと高輝度発光期間Ｔｈとの間隔を開けることによって光源１２を冷却させる期間を設け、光源１２の温度が上昇することを防止しながら発光光量を増大させている。したがって、図４に示した実施形態によれば、光源の放熱の時間を確保しつつ、明るい映像を生成することができる。
【０１０６】
次に、各原色の低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈのタイミングの他の実施形態について、図５を用いて説明する。
【０１０７】
先の図２に示した実施形態では、赤色の低輝度発光期間Ｔｃの後に赤色の高輝度発光期間Ｔｈを設け、その後に緑色の低輝度発光期間Ｔｃ及び緑色の高輝度発光期間Ｔｈを設け、更にその後に青色の低輝度発光期間Ｔｃ及び青色の高輝度発光期間Ｔｈを設けたタイムチャートを示した。
【０１０８】
図５に示す実施形態では、赤色、緑色、及び青色の原色の光源１２を低輝度で順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、赤色、緑色、及び青色の各原色の光源１２を高輝度で順次発光させる制御を行っている。このように、複数の原色を用いて映像を生成した後に、各原色の光源１２を高輝度で発光させることにより、各光源１２を間欠的に発光させることができる。したがって、光源１２の放熱の時間を確保しつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。
【０１０９】
なお、図３、図４及び図５に示す実施形態においても、低輝度発光期間Ｔｃに光源１２に供給する電流値は連続堤各電流以下とする。また、高輝度発光期間Ｔｈに光源１２に供給する電流値は、連続堤各電流値以上のパルス駆動とする。
【０１１０】
次に、各原色の低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈに加え、中輝度発光期間Ｔｍを設けた実施形態について、図６を用いて説明する。
【０１１１】
先に説明した図２では、低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈの２種類の輝度を用いて映像の階調表示を行う実施形態を示したが、図６は、低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈに加えて中輝度発光期間Ｔｍを設けて、３種類の輝度を用いて階調表示を行う実施形態を示すタイムチャートである。
【０１１２】
図６に示すように、発光制御手段３０は、１フィールドの期間内において、原色の光源１２を３種類の異なる輝度で発光させる発光信号を出力する。映像制御信号出力手段３２は、３種類の異なる輝度において光源１２が発光する光量を制御するための制御信号を出力する。これにより、低輝度発光期間Ｔｃ、中輝度発光期間Ｔｍ、及び高輝度発光期間Ｔｈのそれぞれにおいて光弁素子２０を制御して映像を生成している。したがって、映像の階調を更に増やすことができ、映像１フィールドの生成時間を更に短縮することが可能となる。なお、図６に示した実施形態では、低輝度発光期間Ｔｃ、中輝度発光期間Ｔｍ、及び高輝度発光期間Ｔｈの３種類の輝度で光源１２を発光させる実施形態を示したが、本発明は３種類の輝度に限定するものではなく、４種類以上の輝度を組み合わせて階調表示を行うことができる。
【０１１３】
また、この複数種類の輝度で光源１２を発光させるために、光源１２に対して供給する電流を制御することにより、光源１２を複数種類の輝度で発光させる制御を行うパルス駆動部を発光制御手段３０に備える。
【０１１４】
光源１２に供給する電流又は発光時間を制御することにより、容易に低輝度、中輝度又は高輝度の発光光量を発光させることができる。更に、この発光光量の補正は、映像の１又は複数フィールドの輝度又はその平均値と、制御する各光源１２の発光光量との関係を記録した輝度光量テーブルを予めＲＯＭ１８３等に記憶させておき、発光制御手段３０が輝度光量テーブルを参照して発光光量を取得し、複数の原色を同時に発光させる制御を行うように構成してもよい。
【０１１５】
次に、低輝度発光期間Ｔｃ、中輝度発光期間Ｔｍ及び高輝度発光期間Ｔｈを設けて階調表示を行う他の実施形態を示すタイムチャートを図７に示す。
【０１１６】
先に説明した図６では、低輝度発光期間Ｔｃの直後に中輝度発光期間Ｔｍを設け、その直後に高輝度発光期間Ｔｈを設けた実施形態を示したが、図７に示すように、各発光期間の順番を入れ替えることができる。図７に示す実施形態では、１フィールドの最初に中輝度発光期間Ｔｍを設け、その後に発熱量が比較的少ない低輝度発光期間Ｔｃを設け、その後に高輝度発光期間Ｔｈを設けて映像の階調表示を行っている。
【０１１７】
このように投影装置１０を構成することによって、光源１２の温度上昇をある程度抑えつつ、明るい映像を生成することが可能となる。
【０１１８】
なお、図６及び図７に示す実施形態において、低輝度発光期間Ｔｃに光源１２に供給する電流値は連続堤各電流以下とする。また、中輝度発光期間Ｔｍ及び高輝度発光期間Ｔｈに光源１２に供給する電流値は、連続堤各電流値以上のパルス駆動とする。
【０１１９】
次に、低輝度発光期間Ｔｃに低輝度で発光する第一光源と、高輝度発光期間Ｔｈに高輝度で発光する第二光源とを独立して備える実施形態について、図８を用いて説明する。
【０１２０】
図８は、一つの光源１２Ａの中に、独立した二つの発光源を備えた投影装置１１０の実施形態を示す図である。なお、図１に示した投影装置１０と同一の機能を有する構成部分については同一の符号を付して、その機能の説明は省略する。
【０１２１】
図８に示すＲ、Ｇ、Ｂの各色の光源１２Ａは、一つの発光素子の中に独立して発光することが可能な二つの発光源を備えている。この二つの発光源のうち、一つを低輝度の第一光源として用い、他の一つを高輝度の第二光源として用いる。
【０１２２】
図８に示すように、独立した第一光源（低輝度光源）と第二光源（高輝度光源）とを隣接させてコンデンサーレンズ１４の光軸付近に配置して、光源１２Ａ内の第一光源を低輝度発光期間Ｔｃの期間発光させ、光源１２Ａ内の第二光源を高輝度発光期間Ｔｈの期間発光させることにより、コンパクトで輝度が高い照明系１１を構成している。したがって、第一光源及び第二光源の個々の発光源の温度上昇を抑えつつ、明るい映像を生成することができる。また、図８に示すように、一つの光源１２Ａの中に独立した第一光源と第二光源とを備えている場合には、発光制御手段３０が、低輝度発光期間Ｔｃと高輝度発光期間Ｔｈとを重複させるタイミングを設けて制御を行うようにしてもよい。
【０１２３】
次に、低輝度発光期間Ｔｃに低輝度で発光する第一光源と、高輝度発光期間Ｔｈに高輝度で発光する第二光源とを独立して備える他の実施形態について、図９を用いて説明する。
【０１２４】
図９は、複数の原色の光源１２と、複数の原色の光源１２Ｂとを備えた投影装置２１０において、光源１２が低輝度発光期間Ｔｃにて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。
【０１２５】
また、図１０は、図９に示した投影装置２１０において、光源１２Ｂが高輝度発光期間Ｔｈにて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。
【０１２６】
図９及び図１０に示す実施形態では、光弁素子２０として第１の係止点及び第２の係止点を有する揺動式の反射板を各画素毎に備えたＤＭＤ等のデバイスを用い、画素の反射板が第１の係止点で係止している場合には、光源１２が低輝度発光期間Ｔｃに発光した光を投影レンズ群２４に入射させて、映像光を投影するように構成している。また、画素の反射板が第２の係止点で係止している場合には、光源１２Ｂが高輝度発光期間Ｔｈに発光した光を投影レンズ群２４に入射させて映像光を投影して、映像の明るさを補正するように構成している。
【０１２７】
光弁素子２０としてＤＭＤを用い、そのＤＭＤの画素の反射板が揺動の中心に対して対称な±θの係止点を有している場合には、光源１２が発する光と、光源１２Ｂが発する光とを、それぞれ異なる角度で光弁素子２０に照明するように構成することができる。なお、図９及び図１０に示す実施形態では、投影レンズ群２４に入射する光軸に対し、光源１２が発する光と、光源１２Ｂが発する光とが対称になる角度で光弁素子２０に照明するように構成している。
【０１２８】
このように、光源１２と光源１２Ｂとを異なる場所に配置することにより、光源１２と光源１２Ｂとを熱的に絶縁させることが容易となり、光源の温度上昇を抑えて明るい映像を提供することが可能となる。なお、上記の各光源１２、１２Ｂとして、高輝度の発光ダイオード又はレーザーダイオードを用いることができる。また、低輝度の第一光源として発光ダイオードを用い、高輝度の第二光源としてレーザーダイオードを用いることもできる。
【０１２９】
次に、投影装置の映像制御信号出力手段３２が実行する光弁素子２０の制御信号の生成処理の実施形態について、図１１を用いて説明する。
【０１３０】
図１１に示すように、映像制御信号出力手段３２が映像信号を入力すると、その映像信号から１フィールドを構成する原色の画素データを生成する。すると次のＳ１０２「高輝度発光期間の画素オン時間を算出」（以降、Ｓ１０２のように省略して記載する。）に進み、高輝度発光期間Ｔｈにおいて光弁素子２０の各画素のオン時間を算出する。
【０１３１】
次のＳ１０４「表示する明るさから高輝度発光期間の画素オン時間を差し引く」に進み、表示する各画素の明るさから高輝度発光期間の画素オン時間を差し引く処理を行って、次のＳ１０６「差し引いた値から低輝度発光期間の画素オン時間を算出」に進み、低輝度発光期間Ｔｃにおける画素のオン時間を算出する。
【０１３２】
高輝度発光期間Ｔｈ及び低輝度発光期間Ｔｃにおける各画素のオン時間の演算が終了すると、Ｓ１０８「各画素のオン時間を光弁素子に出力」にて、その算出した高輝度発光期間Ｔｈ及び低輝度発光期間Ｔｃにおける各画素のオン時間を光弁素子２０に出力する。このようにして、１フィールドにおける１色の映像を生成して、次の色の映像を生成する処理に進む。
【０１３３】
上記の説明では、Ｓ１０２〜Ｓ１０８の処理を映像制御信号出力手段３２が実行する場合について説明したが、Ｓ１０２〜Ｓ１０８の処理を情報処理手段１８０が実行するようにしても、本発明の目的を達成することができる。また、光弁素子２０として液晶表示パネルを用いる場合には、各画素のオン時間に代えて、階調信号を算出して、光弁素子２０に出力する。
【０１３４】
次に、投影装置の映像制御信号出力手段３２による制御信号の生成処理の他の実施形態について、図１２を用いて説明する。
【０１３５】
映像制御信号出力手段３２が映像信号を入力すると、その映像信号から１フィールドを構成する原色の画素データを生成する。すると次のＳ２０２「画素の明るさ＞高輝度発光期間」の判断に進み、各画素の明るさが高輝度発光期間より大きいか否かの判断を行う。もし、画素の明るさが高輝度発光期間より大きいと判断した場合には、Ｓ２０６「低輝度発光期間及び高輝度発光期間の双方で光弁素子を駆動」の処理に進み、光弁素子２０のその画素を低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈの双方で駆動する制御信号を生成する処理を行う。一方、画素の明るさが高輝度発光期間より大きくないと判断した場合には、Ｓ２０４「画素の明るさ＞低輝度発光期間」の判断に進む。
【０１３６】
Ｓ２０４では、各画素の明るさが低輝度発光期間より大きいか否かの判断を行っている。もし、画素の明るさが低輝度発光期間よりも大きいと判断した場合には、処理はＳ２０８「高輝度発光期間で光弁素子を駆動」の処理に進み、光弁素子２０のその画素を高輝度発光期間Ｔｈのみで駆動する制御信号を生成する処理を行う。一方、画素の明るさが低輝度発光期間より大きくないと判断した場合には、Ｓ２１０「低輝度発光期間で光弁素子を駆動」の処理に進み、光弁素子２０のその画素を低輝度発光期間Ｔｃのみで駆動する制御信号を生成する処理を行う。
【０１３７】
Ｓ２０６、Ｓ２０８、又はＳ２１０にて光弁素子２０を駆動する制御信号の生成処理が終了した場合には、他の画素、又は他の色について、それぞれ制御信号を生成する処理を行う。
【０１３８】
上記の説明では、Ｓ２０２〜Ｓ２１０の処理を映像制御信号出力手段３２が実行する場合について説明したが、Ｓ２０２〜Ｓ２１０の処理を情報処理手段１８０が実行するようにしても、本発明の目的を達成することができる。
【０１３９】
次に、複数の原色を用いて生成した映像に白色光を重ね合わせることによって、明るい映像を生成する実施の形態について説明する。
【０１４０】
図１３は、１フィールド３サイクルで映像を生成する、従来のフィールドシーケンシャル方式の照明光の発光方法を示すタイムチャートである。図１３に示すように、従来の映像生成方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の映像を順次生成して、時間混色により１フィールド３サイクルで映像を生成していた。この図１３に示す点灯方法では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の光源は１フィールドの１／３の期間点灯するので、デューティ比は１／３となる。
【０１４１】
また、図１４は、１フィールド４サイクルで映像を生成する、従来のフィールドシーケンシャル方式の照明光の発光方法を示すタイムチャートである。図１４に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を用いて映像を生成した後に、再度Ｒ、Ｇ、Ｂの三色を同時に点灯させる期間を設けた場合であっても、各色につき一つの発光ダイオードを用いている限り、光源に許容されるデューティ比の下限の制約から、結局図１３に示したデューティ比の１／３よりも下げることはできない。
【０１４２】
そこで、本発明の実施形態では、図１５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源に加えて、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加し、１フィールド内のＲ、Ｇ、Ｂの各原色の発光後に白色の光源Ｗを点灯させる期間を設けている。
【０１４３】
図１５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の発光後に、白色の光源Ｗを点灯させる期間を設ける実施の形態を示す図である。図１５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源に加えて、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加して、原色発光期間Ｔｐ及び白色発光期間Ｔｗの点灯期間を設けることによって、デューティ比を１／４程度まで下げることができる。また、図１５に示すように、白色の光源Ｗの点灯期間を分散させることによって、白色の光源Ｗの放熱に関する効率が増すので、発光量を多くすることができる。したがって、白色を加えた明るい映像を投影することができる。
【０１４４】
映像に加える白色光は、映像の１又は複数フィールドの輝度又はその平均値と、制御する各光源の発光光量との関係を記録した輝度光量テーブルを予めＲＯＭ１８３等に記憶させておき、発光制御手段３０が輝度光量テーブルを参照して発光光量を取得し、複数の原色を同時に発光させる制御を行うように構成してもよい。光源に供給する電流又は発光時間を制御することにより、容易に発光光量の制御を行うことができる。また、発光制御手段３０が、原色の光源を発光させる原色発光期間と、白色の光源を発光させる白色発光期間とを重複させる制御を行うようにしてもよい。
【０１４５】
次に、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加する他の実施形態について、図１６を用いて説明する。
【０１４６】
図１６は、原色発光期間ＴｐにＲ、Ｇ、Ｂの各原色を連続して発光した後に、白色の光源Ｗを点灯させる期間を設ける実施の形態を示す図である。図１６に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源に加えて、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加して、原色発光期間Ｔｐ及び白色発光期間Ｔｗの点灯期間を設けることによって、デューティ比を１／４程度まで下げることができる。したがって、白色を加えた明るい映像を投影することができる。
【０１４７】
次に、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加する他の実施形態について、図１７を用いて説明する。
【０１４８】
図１７は、原色発光期間ＴｐにＲ、Ｇ、Ｂの各原色を連続して発光した後に再びＲ、Ｇ、Ｂの各原色を発光させるとともに、白色の光源Ｗを点灯させる白色発光期間Ｔｗを設ける実施の形態を示す図である。図１７に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源に加えて、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加して、原色発光期間Ｔｐ及び白色発光期間Ｔｗの点灯期間を設けることによって、デューティ比を１／４程度まで下げることができる。したがって、白色を加えた明るい映像を投影することができる。
【０１４９】
次に、原色を発光する複数の光源１２と、白色を発光する光源１３とを備えた投影装置３１０の実施の形態について説明する。
【０１５０】
図１８は、原色を発光する複数の光源１２及び白色を発光する光源１３とを備えた投影装置３１０において、光源１２が原色発光期間にて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。
【０１５１】
また、図１９は、図１８に示した投影装置３１０において、光源１３が白色発光期間にて白色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。図１８及び図１９に示す実施形態では、光弁素子２０として第１の係止点及び第２の係止点を有する揺動式の反射板を各画素毎に備えたＤＭＤ等のデバイスを用い、画素の反射板が第１の係止点で係止している場合には、光源１２が原色発光期間に発光した光を投影レンズ群２４に入射させて、映像光を投影している。また、画素の反射板が第２の係止点で係止している場合には、光源１３が白色発光期間に発光した光を投影レンズ群２４に入射させて映像光を投影して、映像の明るさを補正することができる。
【０１５２】
光弁素子２０としてＤＭＤを用い、そのＤＭＤの画素の反射板が揺動の中心に対して対称な±θの係止点を有している場合には、原色の光源１２が発する光と、白色の光源１３が発する光とを、それぞれ異なる角度で光弁素子２０に照明するように構成することができる。なお、図１８及び図１９に示す実施形態では、投影レンズ群２４に入射する光軸に対し、原色の光源１２が発する光と、白色の光源１３が発する光とが対称になる角度で光弁素子２０に照明するように構成している。
【０１５３】
このように、原色の光源１２と白色の光源１３とを異なる場所に配置することにより、原色の光源１２と白色の光源１３とを熱的に絶縁させることが容易となり、図１５、図１６、又は図１７のタイムチャートに示した光源の制御を行うにあたり、光源の温度上昇を抑えて明るい映像を提供することが可能となる。なお、図１５、図１６、又は図１７のタイムチャートに示した光源の制御を行うために、図９及び図１０に示した投影装置２１０を用いることもできる。この場合には、原色発光期間Ｔｐにて原色の光源１２を順次点灯させて映像を生成し、白色発光期間Ｔｗにて原色の光源１２Ｂを同時に発光させることにより白色光を生成する。図９及び図１０に示したように、光源１２と光源１２Ｂとを異なる場所に配置して熱的に絶縁することによって、光源の温度上昇を抑えて明るい映像を提供することが可能となる。
【０１５４】
次に、映像の輝度向上を目的とした白色の光源Ｗを付加する他の実施形態について、図２０を用いて説明する。
【０１５５】
図２０は、原色発光期間Ｔｐ１にてＲ、Ｇ、Ｂの各原色の光源を連続して発光した後に、原色発光期間Ｔｐ２にて別のＲ、Ｇ、Ｂの各原色の光源を発光させる実施の形態を示す図である。図２０に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源に加えて、映像の輝度向上を目的としたＲ、Ｇ、Ｂの各原色の光源を付加して、第１の原色発光期間Ｔｐ１及び第２の原色発光期間Ｔｐ２の点灯期間を設けることによって、デューティ比を１／６程度まで下げることができる。したがって、明るい映像を投影することができる。なお、図２０に示す実施の形態では、各原色の発光順序を、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２の順序で発光しているが、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１、Ｂ２の順序で発光するように構成してもよい。
【０１５６】
なお、図２０のタイムチャートに示した光源の制御を行うための光源の構成例として、図９及び図１０に示した投影装置２１０を用いることもできる。その場合には、図９に示した投影装置２１０において、先ず光源１２が第１の原色発光期間Ｔｐ１にて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成する。次に、光源１２Ｂが第２の原色発光期間Ｔｐ２にて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成する。このように、光源１２と光源１２Ｂとを異なる場所に配置して熱的に絶縁させ、１フィールド内において複数組の原色の光源を順次点灯させることによって、光源の温度上昇を抑えて明るい映像を提供することが可能となる。
【０１５７】
次に、原色を発光する複数の光源１２と、白色を発光する光源１３とを備えた投影装置を用いて、投影距離に応じて投影映像の光量を補正する実施の形態について説明する。
【０１５８】
図２１は、投影距離と投影映像の光量補正量との関係を示す図である。
【０１５９】
図２１に示すように、投影距離が１．５ｍのときの投影映像の明るさを１（基準）とすると、補正前の映像の明るさは、投影距離が遠くなるほど暗くなる。そこで、投影距離に応じて映像光に白色の補正量を加えることにより、距離に関わらず一定の明るさの映像を投影することができる。
【０１６０】
図２２は、投影距離と投影映像の光量補正量との関係を示す図表である。
【０１６１】
光弁素子２０としてＤＭＤを用いる場合には、例えば図２２に示すような投影距離に応じた白色光を加えることで、映像の明るさを投影距離によらず一定にすることができる。なお、投影距離の変化が大きい場合には、白色光を多く加えることにより映像のコントラストが十分とれなくなってしまう可能性があるので、必ずしも映像の明るさを一定に保つ必要はない。
【０１６２】
図２２に示す図表の導出には、映像の明るさは投影距離の二乗に反比例することを用いている。投影光の補正量は、投影光の明るさを基準の明るさと同一（１００％）にするために、何倍の明るさを光源にもたせればよいかを割算にて求めている。白色光を加えない場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色がそれぞれ１／３の期間、１／３の輝度となると仮定し、このときの補正量を１００％としている。
【０１６３】
したがって、白色光を加える時間をｘ（％）とし、補正量をｙ（％）とすると、ｘ＝（ｙ−１）／８  という関係式を得ることができる。
【０１６４】
次に、原色を発光する複数の光源１２と、白色を発光する光源１３とを備えた投影装置を用いて、投影映像の光量を補正する処理の実施の形態について図２３を用いて説明する。
【０１６５】
図２３は、投影装置の起動時後に、投影距離を検出して白色光を加える処理のフローチャートである。
【０１６６】
投影装置３１０の電源が投入されて、投影装置３１０が使用状態になると、情報処理手段１８０が実行する処理はＳ３０２「起動処理」に進み、各周辺回路の初期設定等を実行する。これら投影装置３１０の起動処理が終了すると、情報処理手段１８０が実行する処理は、次のＳ３０４「投影距離をボタン操作より検出」に進み、利用者が入力手段１７０を介して入力した投影距離に関する情報を検出する。
【０１６７】
次のＳ３０６「テーブルの値に応じた白色の値を設定」にて情報処理手段１８０は、投影距離に応じた白色光の追加割合を取得して、白色の光源１３を点灯させる白色発光期間Ｔｗを指定して発光制御手段３０に出力する。白色光の追加割合は、例えば図２２に示したような図表のデータを予めＲＯＭ１８３に記憶しておき、入力手段１７０を介して入力した投影距離を用いて、白色光の追加割合を取得することができる。
【０１６８】
次のＳ３０８「電源ＯＦＦ？」にて情報処理手段１８０は、投影装置３１０の電源スイッチが切られたか否かの判断を行っている。もし、電源スイッチが切られていない場合には、処理はＳ３０４に戻り、もし、電源スイッチが切られていると判断した場合には、次のＳ３０８「処理終了」に進む。
【０１６９】
Ｓ３０８にて情報処理手段１８０は、投影装置３１０のシャットダウン処理を行って、次のＳ３１２「電源ＯＦＦ」に進み、投影装置３１０の電源を遮断する処理を行う。以上のようにして、投影距離に対する光量の補正を行うことが可能となる。
【０１７０】
次に、低輝度発光期間と高輝度発光期間とを有する投影装置の他の実施の形態について、図２４を用いて説明する。
【０１７１】
図２４は、光弁素子２０として反射型液晶パネルを用いた投影装置４１０の内部構成を示すブロック図である。なお、図１に示した投影装置１０と同一の機能を有する構成部分については同一の符号を付して、その機能の説明は省略する。
【０１７２】
図２４に示す実施の形態では、光弁素子２０として反射型液晶パネルを用いているために、照明光学系に偏光ビームスプリッタ３６と偏光変換素子３４とを用いている。
【０１７３】
偏光変換素子３４は、例えば図２５に示す構造をしており、光源側からＰ波（入射面に対して電界成分が平行な偏光成分。）及びＳ波（入射面に対して電界成分が垂直な偏光成分。）を入射すると、Ｓ波のみを出射する構造となっている。
【０１７４】
図２５に示すように、光源側からＰ波及びＳ波を入射すると、偏光分離膜によってＰ波が透過してＳ波が反射される。透過したＰ波は、１／２λ板によって９０度電界成分が回転して、Ｓ波として出射される。一方、偏光分離膜で反射したＳ波は、更に偏光分離膜で反射してそのままの電界成分で出射する。
【０１７５】
偏光ビームスプリッタ３６は、各原色の光を合成したＳ波の照明光を入射すると、Ｓ波の照明光は偏光分離膜によって反射して光弁素子２０に照射する。光弁素子２０は、偏光ビームスプリッタ３６から照射されたＳ波の光を、液晶の分子に沿う形で映像の輝度に応じて回転させて反射し、再び偏光ビームスプリッタ３６に入射する。偏光ビームスプリッタ３６の偏光分離膜は、光弁素子２０から入射した映像光のうち、Ｐ波のみを透過してＳ波は反射する。このようにして生成した映像光を投影レンズ群２４に入射して、映像をスクリーン２６に投影する。
【０１７６】
図２４に示すように投影装置４１０を構成し、発光制御手段３０が原色の光源１２を時分割して低輝度で発光させる低輝度発光期間Ｔｃと、複数の原色の光源１２を時分割して高輝度で発光させる高輝度発光期間Ｔｈとを備えた発光信号を光源１２に対して出力し、映像制御信号出力手段３２が、低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈの双方で光量補正信号を光弁素子２０に出力することによって、光源の点灯を間欠にして放熱の時間を確保しつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えながら、映像生成装置が生成する映像の光量を増大させることができる。また、低輝度発光期間Ｔｃにおいて生成した映像と、高輝度発光期間Ｔｈにおいて生成した映像とを時間混色させることによって、短いセクタ時間で階調表示を行うことができ、フレームレートを向上させることができる。
【０１７７】
次に、原色発光期間Ｔｐと白色発光期間Ｔｗとを有する投影装置の他の実施の形態について、図２６を用いて説明する。
【０１７８】
図２６は、光弁素子２０として反射型液晶パネルを用いた投影装置５１０の内部構成を示すブロック図である。なお、このブロック図に示した構成部分のうち、図１８及び図２５に示した投影装置と同一の機能を有する構成部分については同一の符号を付して、その機能の説明は省略する。
【０１７９】
図２６に示す実施の形態では、映像を生成する原色及び映像の輝度を向上させる白色光を光弁素子２０に照射するために、照明光学系に２つの偏光ビームスプリッタ３６、３８と、２つの偏光変換素子３４と１つの偏光変換素子３５を用いている。
【０１８０】
投影装置５１０に用いている２つの偏光変換素子３４は、Ｓ波のみを出射する素子である。一方の偏光変換素子３５は、Ｐ波のみを出射するように構成されている。
【０１８１】
偏光ビームスプリッタ３８が偏光変換素子３５から各原色の光を合成したＰ波の照明光を入射すると、そのＰ波は直進して偏光変換素子３４に入射する。一方、偏光ビームスプリッタ３８が白色の光源１３側の偏光変換素子３４から照明光を入射すると、そのＳ波の照明光は偏光分離膜によって反射して偏光ビームスプリッタ３６側の偏光変換素子３４に出射する。そして、偏光ビームスプリッタ３６と偏光ビームスプリッタ３８の間に設けた偏光変換素子３４は、偏光ビームスプリッタ３６に対してＳ波を出射する。
【０１８２】
偏光ビームスプリッタ３６は、偏光変換素子３４から入射したＳ波の照明光を偏光分離膜によって反射させて光弁素子２０に照射する。光弁素子２０は、偏光ビームスプリッタ３６から照射されたＳ波の光を、液晶の分子に沿う形で映像の輝度に応じて回転させて反射し、再び偏光ビームスプリッタ３６に入射する。偏光ビームスプリッタ３６の偏光分離膜は、光弁素子２０から入射した映像光のうち、Ｐ波のみを透過してＳ波は直角方向に反射させる。したがって、白色光を合成した映像光を投影レンズ群２４に入射して、映像をスクリーン２６に投影することができる。なお、上記の各光源１２、１３として、高輝度の発光ダイオード又はレーザーダイオードを用いることができる。
【０１８３】
図２６に示すように投影装置５１０を構成し、発光制御手段３０が原色の光源１２を時分割して発光させる原色発光期間Ｔｐと、白色の光源１３を発光させる白色発光期間Ｔｗとを備えた発光信号を光源１２、１３に対して出力し、映像制御信号出力手段３２が、原色発光期間Ｔｐ及び白色発光期間Ｔｗの双方で光量補正信号を光弁素子２０に出力することによって、図１５、図１６、又は図１７のタイムチャートに示した光源の制御を行うことが可能となり、光源が点灯するデューティ比を減少させつつ、映像の１フィールド内における光源の点灯時間を長くすることができる。したがって、個々の光源の温度上昇を抑えながら、映像生成装置が生成する映像の光量を増大させることができる。
【０１８４】
また、図２６に示すように、原色の光源１２と白色の光源１３とを異なる場所に配置することにより、原色の光源１２と白色の光源１３とを熱的に絶縁させることが容易となり、により、光源の温度上昇を抑えて明るい映像を提供することが可能となる。なお、図２４及び図２６に示した実施の形態では、光弁素子２０として反射型液晶表示パネルを用いた実施の形態を示したが、透過型液晶パネルを用いることも可能である。
【０１８５】
次に、図１７のタイムチャートを用いて各光源を発光させた場合における、照明光の光量について説明する。
【０１８６】
１フィールドの間白色の光源Ｗを点灯し続けた場合の輝度を１とし、偏光変換素子の効率を２／３とする。また、事象を簡単に説明するために各セクタの長さは等しいとする。図１４に示した従来技術の場合には、赤色の光源は１フィールドの１／３の時間に１／３の強度で点灯し、この照明光は偏光変換素子を一回通過するので、掛合わせると２／２７の強度になる。緑色及び青色の照明光も同様に２／２７の強度になるので、合計すると２／９の輝度を得ることができる。
【０１８７】
それに対し、図１７に示した本発明の実施形態では、赤色、緑色、青色の各照明光を１フィールドの１／４の期間に１／４の強度で点灯させることができる。また、図２６に示した投影装置５１０の偏光変換素子３４及び３５を２回通過するので、２／３を２回乗算して、各色１／２７の輝度となる。赤色、緑色、及び青色を足し合わせると１／９の輝度となる。また、白色光の発光期間は１の強度で１フィールドの１／４の期間点灯させることができ、併せて赤色、緑色及び青色の光源１２も点灯させることができる。したがって、白色光の発光期間は、赤色、緑色、及び青色の発光期間と合わせると１／３の輝度となり、従来の２／９を上回る輝度の照明光を照射することができる。しかも、赤色や青色は比視感度が低いので、実際はさらに大きな差が出ることになる。
【０１８８】
上記の計算で図１６に示したタイムチャートの制御を行った際の輝度を計算すると、図１３及び図１４に示した従来技術と同様の２／９の輝度が算出されるが、赤色や青色の比視感度の問題と、デューティー比は１／３の場合よりも１／４の場合の方が光源に供給する電流を大きくすることができるので、実際には図１６に示したタイムチャートを用いて映像を生成する方が、高い輝度を得ることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】本発明に係る映像生成装置の一形態の投影装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】低輝度発光期間Ｔｃにおける映像生成信号のタイミングと、高輝度発光期間Ｔｈにおける光量補正信号のタイミングとを表したタイムチャートである。
【図３】高輝度発光期間Ｔｈの間、光源１２を発光させる制御を行うタイムチャートである。
【図４】第１の低輝度発光期間Ｔｃの後に第２の高輝度発光期間Ｔｈを設け、その後に第３の低輝度発光期間Ｔｃを設けた実施形態を示すタイムチャートである。
【図５】赤色、緑色、及び青色の原色の光源１２を低輝度で順次発光させて映像の１フィールドを生成した後に、赤色、緑色、及び青色の各原色の光源１２を高輝度で順次発光させる制御を行う実施形態を示すタイムチャートである。
【図６】低輝度発光期間Ｔｃ及び高輝度発光期間Ｔｈに加えて中輝度発光期間Ｔｍを設けて階調表示を行う実施形態を示すタイムチャートである。
【図７】低輝度発光期間Ｔｃ、中輝度発光期間Ｔｍ及び高輝度発光期間Ｔｈを設けて階調表示を行う実施形態を示すタイムチャートである。
【図８】一つの光源１２Ａの中に、独立した二つの発光源を備えた投影装置１１０の実施形態を示す図である。
【図９】光源１２が低輝度発光期間Ｔｃにて原色を発光している間に映像を生成する状態を示す図である。
【図１０】光源１２Ｂが高輝度発光期間Ｔｈにて原色を発光している間に映像を生成する状態を示す図である。
【図１１】投影装置の映像制御信号出力手段３２が実行する光弁素子２０の制御信号の生成処理の実施形態を示すフローチャートである。
【図１２】投影装置の映像制御信号出力手段３２が実行する光弁素子２０の制御信号の生成処理の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図１３】１フィールド３サイクルで映像を生成する、従来のフィールドシーケンシャル方式の照明光の発光方法を示すタイムチャートである。
【図１４】１フィールド４サイクルで映像を生成する、従来のフィールドシーケンシャル方式の照明光の発光方法を示すタイムチャートである。
【図１５】Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の発光後に、白色の光源Ｗを点灯させる期間を設ける実施の形態を示す図である。
【図１６】Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色を連続して発光した後に、白色の光源Ｗを点灯させる期間を設ける実施の形態を示す図である。
【図１７】Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色を連続して発光した後に再びＲ、Ｇ、Ｂの各原色を発光させるとともに、白色の光源Ｗを点灯させる期間を設ける実施の形態を示す図である。
【図１８】光源１２が原色発光期間にて原色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。
【図１９】光源１３が白色発光期間にて白色を発光している間に、映像制御信号出力手段３２が光弁素子２０に対して制御信号を出力して映像を生成している状態を示す図である。
【図２０】Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色の光源を連続して発光した後に、別のＲ、Ｇ、Ｂの各原色の光源を発光させる期間を設ける実施の形態を示す図である。
【図２１】投影距離と投影映像の光量補正量との関係を示す図である。
【図２２】投影距離と投影映像の光量補正量との関係を示す図表である。
【図２３】投影装置の起動時後に、投影距離を検出して白色光を加える処理のフローチャートである。
【図２４】光弁素子２０として反射型液晶パネルを用いた投影装置４１０の内部構成を示すブロック図である。
【図２５】偏光変換素子３４の構造を示す側面図である。
【図２６】光弁素子２０として反射型液晶パネルを用いた投影装置５１０の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１９０】
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  投影装置
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１３  光源
１４  コンデンサーレンズ
１６  ダイクロイックミラー
２０  光弁素子
２２、２２Ｂ  ミラー
２４  投影レンズ群
２６  スクリーン
３０  発光制御手段
３２  映像制御信号出力手段
３４、３５  偏光変換素子
３６  偏光ビームスプリッタ
１７０  入力手段
１８０  情報処理手段
１８１  ＲＡＭ
１８３  ＲＯＭ
１９０  計時手段
１９１  画角検出手段
１９２  投影角取得手段
１９９  バス
Ｔｃ  低輝度発光期間
Ｔｍ  中輝度発光期間
Ｔｈ  高輝度発光期間
Ｔｐ  原色発光期間
Ｔｗ  白色発光期間
Ｔｒ  映像生成信号
Ｈｒ  光量補正信号
【図１】
2008089929.tif 000003
【図２】
2008089929.tif 000004
【図３】
2008089929.tif 000005
【図４】
2008089929.tif 000006
【図５】
2008089929.tif 000007
【図６】
2008089929.tif 000008
【図７】
2008089929.tif 000009
【図８】
2008089929.tif 000010
【図９】
2008089929.tif 000011
【図１０】
2008089929.tif 000012
【図１１】
2008089929.tif 000013
【図１２】
2008089929.tif 000014
【図１３】
2008089929.tif 000015
【図１４】
2008089929.tif 000016
【図１５】
2008089929.tif 000017
【図１６】
2008089929.tif 000018
【図１７】
2008089929.tif 000019
【図１８】
2008089929.tif 000020
【図１９】
2008089929.tif 000021
【図２０】
2008089929.tif 000022
【図２１】
2008089929.tif 000023
【図２２】
2008089929.tif 000024
【図２３】
2008089929.tif 000025
【図２４】
2008089929.tif 000026
【図２５】
2008089929.tif 000027
【図２６】
2008089929.tif 000028