(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光以外の光を出射する光源と、
前記光源の光から複数の色光セグメントを時分割で生成する色光生成部と、
前記光源を駆動する光源駆動電流を制御することにより、前記色光生成部で生成される色光セグメントの光強度を調整する光源制御部と、を備え、
前記色光生成部は、１フレーム期間において少なくとも２つの異なる色の色光セグメントにより白セグメントを構成し、
前記光源制御部は、前記１フレーム期間において平均電流を一定に維持し、かつ前記白セグメントを構成する前記少なくとも２つの異なる色光セグメントの光源駆動電流の比率と、前記白セグメントが構成される白セグメント期間以外の各色光セグメント期間における光源駆動電流の比率とを、それぞれ一定に維持しながら前記複数の色光セグメントのそれぞれの光源駆動電流の大きさを変化させ、
前記複数の色光セグメントのそれぞれは、同一の前記光源の出射光を用いて生成される、光源装置。
【請求項２】
前記色光生成部は、前記光源の出射光により励起され、蛍光を発する蛍光体形成部を有する蛍光体ホイールを含む、
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記蛍光体形成部は、前記蛍光を反射する反射膜を有する反射領域を含む、
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記蛍光体ホイールは、前記光源の出射光が透過する透過領域を備える、
請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記反射領域と前記透過領域とは、それぞれ異なる領域に設けられる、
請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記透過領域を透過する光は、青色光である、
請求項４又は５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記蛍光体形成部は、青色光から黄色光を生成する黄色蛍光体形成部と、
青色光から緑色光を生成する緑色蛍光体形成部と、を有し、
前記黄色蛍光体形成部と前記緑色蛍光体形成部とは、前記蛍光体ホイールの異なる領域に設けられる、
請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記色光生成部は、前記黄色蛍光体形成部が生成する黄色光の一部から赤色光を透過させる赤色トリムフィルタを有するトリミングホイールを含む、
請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記色光生成部は、前記光源の光から黄セグメントと青セグメントを時分割で生成し、
前記白セグメント期間は、前記黄セグメントと前記青セグメントによって形成される、
請求項１から８のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１０】
複数の色光セグメントは、
黄セグメントで形成される黄セグメント期間と、
青セグメントで形成される青セグメント期間と、
赤セグメントで形成される赤セグメント期間と、
緑セグメントで形成される緑セグメント期間と、を含む、
請求項１から９のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記光源は青色の光を出射する光源である、
請求項１から１０のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１２】
入力される映像信号を解析し、映像解析情報を生成する映像信号解析部をさらに備え、前記光源制御部は、前記映像解析情報に基づいて、光源駆動電流をダイナミックに制御する、
請求項１から１１のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１３】
前記色光生成部は、時間的に隣り合う少なくとも２つの異なる色光セグメントにより白セグメントを構成する、
請求項１から１２のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１４】
前記白セグメントは、前記少なくとも２つの異なる色の色光セグメントが生成されるそれぞれの期間において、前記それぞれの期間の一部の期間の光源駆動電流の大きさと、前記それぞれの期間の他の期間の光源駆動電流の大きさとを異ならせることで生成する、
請求項１から１３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれかに記載の光源装置を備える、投写型表示装置。
【請求項１６】
白色光以外の光を出射する光源と、
前記光源の光から複数の色光セグメントを時分割で生成する色光生成部と、
前記光源を駆動する光源駆動電流を制御することにより、前記色光生成部で生成される色光セグメントの光強度を調整する光源制御部と、を備え、
前記色光生成部は、１フレーム期間において少なくとも２つの異なる色の色光セグメントにより白セグメントを構成し、
前記光源制御部は、前記１フレーム期間において平均電流を一定に維持し、かつ前記白セグメントを構成する前記少なくとも２つの異なる色光セグメントの光源駆動電流の比率と、前記白セグメントが構成される白セグメント期間以外の各色光セグメント期間における光源駆動電流の比率とを、それぞれ一定に維持しながら前記複数の色光セグメントのそれぞれの光源駆動電流の大きさを変化させ、
前記少なくとも２つの異なる色の色光セグメントは、１フレーム期間内の異なる時間で生成される、光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、映像を投写する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、投写型表示装置を開示する。この投写型表示装置は、供給された電力に応じた光量で発光する光源と、この光源へ電力を供給する電力供給回路と、光源が発生する光から予め定められた順に白色光を含む複数色の光を繰り返し生成する色生成手段と、該色生成手段が生成する各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、変調された各色の光を投射する手段と、制御パルスを電力供給回路に与える制御部を備える。電力供給回路は、制御パルスの素パルスの幅もしくはデューティー比に従って、光源へ供給する電力を決定し、光源へ供給する電力を決定した後に与えられる制御パルスの前緑部に同期して光源へ電力を供給するように構成してある。これにより、映像信号に基づいて投写映像の輝度及びホワイトバランスを最適化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７０７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、白色光源が使用されない構成においても、映像信号に基づいて投写映像の輝度及びホワイトバランスを最適化できる投写型表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における光源装置は、白色光以外の光を出射する光源と、光源の光から複数の色光セグメントを時分割で生成する色光生成部と、光源を駆動する光源駆動電流を制御することにより、色光生成部で生成される色光セグメントの光強度を調整する光源制御部とを備え、光源制御部は、１フレーム期間において平均電流が一定となるよう、色光生成部から得られる少なくとも２つの色光セグメントによって形成される白セグメント期間における光源駆動電流と、白セグメント期間以外の各色光セグメント期間における光源駆動電流を、それぞれ一定の比率を維持しながら変化させる制御をする。
【発明の効果】
【０００６】
本開示における投写型表示装置は、白色光源が使用されない構成においても、映像信号に基づいて投写映像の輝度及びホワイトバランスを最適化でき、投写映像の質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の投写型表示装置の使用状態を示す図
【図２】投写型表示装置の光学構成の一例を示す図
【図３】蛍光体ホイール装置の正面図
【図４】トリミングホイール装置の正面図
【図５】本開示の投写型表示装置の構成を示すブロック図
【図６】実施の形態１におけるトリミングホイール装置の出射色光の説明図
【図７】実施の形態１における光源駆動電流制御システムの動作説明図
【図８】図７の説明図の一部拡大図
【図９】実施の形態１における青色光と黄色光を色度座標に示した図
【図１０】実施の形態２におけるトリミングホイール装置の出射色光の説明図
【図１１】実施の形態２における光源駆動電流制御システムの動作説明図
【図１２】図１１の説明図の一部拡大図
【図１３】実施の形態１における青色光と黄色光と緑色光を色度座標に示した図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
以下、図１〜図９を用いて、励起光源用の青色レーザダイオードと蛍光体ホイール装置を用いた光学構成から成る投写型表示装置であるプロジェクタの実施の形態１を説明する。
［１−１］プロジェクタの光学構成
図１は、本開示のプロジェクタ１００によって投写面１５０に画像を投写している状態を示しており、かかるプロジェクタの光学構成について図２の模式図を用いて説明する。
【００１０】
励起光源用の青色レーザダイオード２０１から−Ｙ方向に出射された青色光は、コリメートレンズ２０２でコリメートされる。これら青色レーザダイオード２０１は、白色光以外の光を発光する光源の一例である。青色レーザダイオード２０１の青色光はコリメートされた後、アフォーカル系を構成するレンズ２０３とレンズ２０４で収束され拡散板２０５に入射される。拡散板２０５に入射された青色レーザ光はここで拡散され、次に青色光を反射、それ以外の色光を透過する特性を有するダイクロイックミラー２０６ａに入射する。
【００１１】
ダイクロイックミラー２０６ａは、光軸に対して４５度傾斜して配置されており、拡散板２０５からの青色光を反射し、第１レンズ２０７、第２レンズ２０８を通過して集光され、蛍光体ホイール装置２０９の透明な基板２０９ａ上に、環状に形成された黄色蛍光体２０９ｂ及び緑色蛍光体２０９ｃを照射する（図３参照）。図３は、蛍光体ホイール装置２０９の基板の表面側を示す平面図である。
【００１２】
蛍光体ホイール装置２０９の基板２０９ａは、モータ２０９ｄにより回転駆動されているので、照射光のエネルギーが高い場合でも蛍光時に関わる蛍光体の面積を拡大できることから、蛍光発光時の発熱を抑制することが出来る。ここで、黄色蛍光体２０９ｂは青色光を励起光として受けて黄色光を発する特性を有しており、ここでの黄色蛍光光は基板２０９ａ上の黄色蛍光体形成部に施された高反射膜で反射されて、＋Ｘ方向に戻される。また、緑色蛍光体２０９ｃは青光を励起光として受けて緑色光を発する特性を有しており、ここでの緑色蛍光光は基板２０９ａ上の緑色蛍光体形成部に施された高反射膜で反射されて、＋Ｘ方向に戻される。この黄色光と緑色光は、ダイクロイックミラー２０６ａに再度入射せしめられるが、ダイクロイックミラー２０６ａは青光以外の色光は透過する特性を有しているので、入射した黄色光と緑色光はここで透過され、＋Ｘ方向に進む。レンズ２１３に入射した黄色光と緑色光は前方に配置された矩形開口を持つロッドインテグレータ２１４の入射面に集光せしめられる。
【００１３】
また、蛍光体ホイール装置２０９の透明な基板２０９ａ上に環状に蛍光体が形成されていない領域に照射された青色光は、基板２０９ａを透過して、−Ｘ方向に進む。レンズ２１０に入射した青色光はミラー２０６ｂに入射する。ミラー２０６ｂは、光軸に対して４５度傾斜して配置されており、レンズ２１０からの青色光を反射し、−Ｙ方向に進む。レンズ２１１ａに入射した青色光は、ミラー２０６ｃに入射する。ミラー２０６ｃは、光軸に対して４５度傾斜して配置されており、レンズ２１１ａからの青色光を反射し、＋Ｘ方向に進む。レンズ２１１ｂ、レンズ２１１ｃに入射した青色光は、ミラー２０６ｄに入射する。ミラー２０６ｄは、光軸に対して４５度傾斜して配置されており、レンズ２１１ｃからの青色光を反射し、＋Ｙ方向に進む。
【００１４】
レンズ２１２に入射した青色光は、ダイクロイックミラー２０６ａに入射する。ダイクロイックミラー２０６ａは、光軸に対して４５度傾斜して配置されており、レンズ２１２からの青色光を反射し、黄色光と緑色光と共に＋Ｘ方向に進み、レンズ２１３に入射する。レンズ２１３に入射した青色光は、前方に配置された矩形開口を持つロッドインテグレータ２１４の入射面に集光せしめられる。
【００１５】
ロッドインテグレータ２１４から出射した光は、トリミングホイール装置２１５の基板２１５ａ上に扇状に形成された赤色トリムフィルタ２１５ｂを照射する（図４参照）。図４は、トリミングホイール装置２１５の表面側を示す平面図である。トリミングホイール装置２１５の基板２１５ａは、モータ２１５ｃにより回転駆動されているので、照射光のエネルギーが高い場合でもトリミング時に関わるトリムフィルタの面積を拡大できることから、トリミング時の発熱を抑制することが出来る。ここで赤色トリムフィルタ２１５ｂは照射光から赤色光のみをトリミングして透過させる特性を有しており、ここでの赤色光は基板２１５ａを透過して、＋Ｘ方向に進む。また、蛍光体ホイール装置２０９とトリミングホイール装置２１５は同速度で同期して回転しており、赤色トリムフィルタ２１５ｂへの入射光は常に同じ色の光である。本実施の形態において、赤色トリムフィルタ２１５ｂへの入射光は黄色光の一部であり、黄色光から赤色光をトリミングしている。
【００１６】
また、トリミングホイール装置２１５の基板２１５ａ上に扇状に赤色トリムフィルタ２１５ｂが形成されていない領域に照射された光は、基板２１５ａを透過して、＋Ｘ方向に進む。
【００１７】
このようにして青色レーザダイオードから青色光、黄色光、緑色光、赤色光を生成し、図６のトリミングホイール装置の出射色光の模式図に示すように、青色光セグメントＢ、黄色光セグメントＹ、緑色光セグメントＧ、赤色光セグメントＲを時分割で得ることが出来る。図６のトリミングホイール装置の出射色光の模式図において、緑色光セグメントＧ、青色光セグメントＢ、及び黄色光セグメントＹは、赤色トリムフィルタが形成されていない領域を透過して出射される色光である。また、赤色光セグメントＲは、赤色トリムフィルタ２１５ｂに黄色光が透過することにより出射される色光である。
【００１８】
このように、蛍光体ホイール装置２０９、トリミングホイール装置２１５、及びレンズ２０３〜レンズ２１６までの光学系によって色光生成部が形成される。
【００１９】
トリミングホイール装置２１５の基板２１５ａから出射した光は、レンズ２１６及びレンズ２１７を通過してミラー２１８、ミラー２１９で反射されてＤＭＤ２２０に入射し、このＤＭＤ２２０において映像信号によって変調されて映像光が生成される。
【００２０】
ＤＭＤ２２０で生成された映像光は、＋Ｙ方向に出射され投写レンズ２２１で拡大写されて、図示しないスクリーンに拡大投写される。
［１−２］映像の出力システム構成
図５は、本実施の形態に係るプロジェクタの投写映像出力システムの構成を示す図である。
【００２１】
映像信号解析部３００は、外部から入力された映像信号から１フレーム毎に彩度を抽出し、それを映像解析情報とする。本実施の形態では、映像解析情報として彩度を抽出するが、これに限定されるものではなく、明度、色相、輝度、色差であっても良い。
【００２２】
光量算出部３１０は、映像信号解析部３００で抽出された彩度に基づき、光源である青色レーザダイオード２０１から青色光、黄色光、緑色光、赤色光の４色の光を生成するにあたり、蛍光体ホイール装置２０９の各蛍光体へ照射する青色光の光量及び蛍光体へ照射しない青色光の光量、トリミングホイール装置２１５の赤色トリムフィルタへ照射する黄色光の光量を算出する。
【００２３】
光量算出部３１０は、そこで算出された結果を光源制御信号として出力する。
【００２４】
光源制御部３２０は、光量算出部３１０より出力された光源制御信号に基づいて、光源駆動部３３０に、青色レーザダイオード２０１へ供給する光源駆動電流を生成するための制御信号を出力する。これによって、青色光、黄色光、緑色光、赤色光の４色の光量が、青色レーザダイオード２０１の出力を制御することによって、１フレーム毎に調整される。このように、青色レーザダイオード２０１へ供給する光源制御信号は、映像解析情報に基づいてダイナミックに制御される。
【００２５】
映像表示素子駆動部３５０は、蛍光体ホイール駆動部３６０及びトリミングホイール駆動部３８０へ映像信号に同期した回転制御信号を出力し、蛍光体ホイール装置２０９及びトリミングホイール装置２１５の位置情報を読み取ることで、ＤＭＤ２２０に同期したホイール駆動制御を行う。映像表示素子駆動部３５０は、また、ＤＭＤ２２０に入射される青色光、黄色光，緑色光，赤色光に応じた変調動作を行うための制御信号を生成し、ＤＭＤ２２０を駆動する。
［１−３］光源駆動電流制御システム動作
図７は、本実施の形態１に係る光源駆動電流制御方法の一例を示す図である。この光源駆動電流制御システムでは、白色の色温度を一定の目標とする値にする制御（白色の色温度一定制御）が行われる。ここで、白の色温度が一定というのは、ホワイトバランスが一定ということと同義である。本実施の形態では、一例として、目標の色温度を７０００Ｋとしているが、これに限定されず、例えば６０００Ｋや８０００Ｋであっても良い。図７（ａ）は入力映像信号の彩度が低い場合の光源駆動電流値の波形、図７（ｂ）は入力映像信号の彩度が中程度の場合の光源駆動電流値の波形、図７（ｃ）は入力映像信号の彩度が高い場合の光源駆動電流値の波形を示している。図８は、図７（ａ）の拡大図であって、後の説明のための符号を付加している。
【００２６】
また、トリミングホイールの出射色光（ＲＧＢＹ）の１セット分のセグメントが、映像信号の１フレームに相当する。すなわち、図８のＰ０〜Ｐ６の期間が１フレーム期間に相当する。
【００２７】
図９は、本実施の形態１に係る青色光と黄色光を色度座標に示した図である。青色光の色度座標と黄色光の色度座標を結んだ直線Ｌ１と、黒体輻射の色軌跡Ｌ２の交点Ｐ１が目標の白の色温度である７０００Ｋとなっている。
【００２８】
図８を使用して、図７の中における、黄セグメントＹ、青セグメントＢ、緑セグメントＧ、赤セグメントＲを示すと、次の区間になる。
【００２９】
黄セグメントＹ：Ｐ０〜Ｐ２区間  区間遷移時間：Ｙｔ１＋Ｙｔ２
青セグメントＢ：Ｐ２〜Ｐ４区間  区間遷移時間：Ｂｔ１＋Ｂｔ２
緑セグメントＧ：Ｐ４〜Ｐ５区間  区間遷移時間：Ｇｔ
赤セグメントＲ：Ｐ５〜Ｐ６区間  区間遷移時間：Ｒｔ
そして、黄セグメントＹの一部の区間（Ｐ１〜Ｐ２）と青セグメントＢの一部の区間（Ｐ２〜Ｐ３）を加えた区間（Ｐ１〜Ｐ３）を白セグメントＷとして定義し、あらかじめ設定する。区間（Ｐ１〜Ｐ２）の区間遷移時間Ｙｔ２と光源駆動電流Ｙｉ２の積（Ｙｔ２×Ｙｉ２）が白セグメントＷにおける黄色光量となり、区間（Ｐ２〜Ｐ３）の区間遷移時間Ｂｔ２と光源駆動電流Ｂｉ２の積（Ｂｔ２×Ｂｉ２）が白セグメントＷにおける青色光量となる。この黄色光量と青色光量により生成される白色光が、目標の色温度である７０００Ｋの白色となるよう、光量算出部にて区間（Ｐ１〜Ｐ２）における光源駆動電流値Ｙｉ２と、区間（Ｐ２〜Ｐ３）における光源駆動電流値Ｂｉ２の比率（Ｙｉ２／Ｂｉ２）を決定する。図６では、トリミングホイール装置の出射色光と、ここで定義された白セグメントＷとの関係を示している。
【００３０】
このように白セグメントＷを定義することによって、各セグメントの区間、及び各区間における光源駆動電流値は次のようになる。
【００３１】
黄セグメントＹ：Ｐ０〜Ｐ１区間  光源駆動電流値：Ｙｉ１
白セグメントＷ：Ｐ１〜Ｐ２区間  光源駆動電流値：Ｙｉ２
白セグメントＷ：Ｐ２〜Ｐ３区間  光源駆動電流値：Ｂｉ２
青セグメントＢ：Ｐ３〜Ｐ４区間  光源駆動電流値：Ｂｉ１
緑セグメントＧ：Ｐ４〜Ｐ５区間  光源駆動電流値：Ｇｉ
赤セグメントＲ：Ｐ５〜Ｐ６区間  光源駆動電流値：Ｒｉ
白セグメントＷにおける青セグメント（Ｐ２〜Ｐ３区間）とその他の青セグメント（Ｐ３〜Ｐ４区間）では、互いに独立した映像表示素子の駆動を行なう。同様に、白セグメントＷにおける黄セグメント（Ｐ１〜Ｐ２区間）とその他の黄セグメント（Ｐ０〜Ｐ１区間）についても、互いに独立した映像表示素子の駆動を行う。白セグメントＷ以外のセグメントにより生成される白色光については、各セグメント区間の区間遷移時間と光源駆動電流の積が各色の光量となる。すなわち、（Ｙｔ１×Ｙｉ１）、（Ｂｔ１×Ｂｉ１）、（Ｇｔ×Ｇｉ）、（Ｒｔ×Ｒｉ）により生成される白色光が、目標の色温度である７０００Ｋの白色となるよう、光量算出部にて各セグメントの光源駆動電流（Ｙｉ１、Ｂｉ１、Ｇｉ、Ｒｉ）の比率を決定する。
【００３２】
また、各セグメントの光源駆動電流値を決定する際は、平均電流値Ｉａが一定となるようにする。すなわち、以下の式が成り立つよう光源駆動電流値を決定する。尚、Ｉｔは、１フレーム期間を示す。
【００３３】
Ｉｔ＝Ｙｔ１＋Ｙｔ２＋Ｂｔ２＋Ｂｔ１＋Ｇｔ＋Ｒｔ
Ｉａ＝（Ｙｔ１／Ｉｔ×Ｙｉ１）＋（Ｙｔ２／Ｉｔ×Ｙｉ２）＋（Ｂｔ２／Ｉｔ×Ｂｉ２）＋（Ｂｔ１／Ｉｔ×Ｂｉ１）＋（Ｇｔ／Ｉｔ×Ｇｉ）＋（Ｒｔ／Ｉｔ×Ｒｉ）
入力映像信号の彩度が低く、投写映像の明るさを上げたい映像信号の場合、図７（ａ）のような光源駆動電流制御を行う。すなわち、彩度が中間の図７（ｂ）の光源駆動電流制御に比べ、投写映像の明るさを上げるため、白セグメントＷにおける光源駆動電流値を大きく設定し、その他のセグメントにおける光源駆動電流値は小さく設定する。これにより、白セグメントによって明るさを向上しながら、ホワイトバランスを７０００Ｋに一定に制御する。
【００３４】
入力映像信号の彩度が高く、投写映像の鮮やかさを上げたい映像信号の場合、図７（ｃ）のような光源駆動電流制御を行う。すなわち、彩度が中間の図７（ｂ）の光源駆動電流制御に比べ、鮮やかさを上げるため、白セグメントにおける光源駆動電流値を小さく設定し、その他のセグメントにおける光源駆動電流値は大きく設定する。これにより、赤、青、緑セグメントによって色輝度を向上しながら、ホワイトバランスを７０００Ｋに一定に制御する。
【００３５】
図７では、図７（ａ）〜図７（ｃ）の３パターンの光源駆動電流値の波形を示しているが、例えば映像解析情報が８ビットの分解能である場合、図７（ａ）と図７（ｃ）の間を２５６段階で補間する光源駆動電流制御を行う。
【００３６】
このように、光源制御部３２０は、１フレーム期間において平均電流が一定になるように、白セグメントＷ期間における光源駆動電流と、白セグメントＷ期間以外の各色光セグメント期間における光源駆動電流を、それぞれ一定の比率を維持しながら変化させる制御をする。
【００３７】
なお、本実施の形態では白セグメントと定義する青セグメントと黄色セグメントとして、各セグメントの一部を割り当てているが、白セグメント専用の青セグメントと黄色セグメントを別途設けてもよい。
【００３８】
以上の光源電流制御システムにより、入力映像信号に基づいた最適な光源駆動電流を算出し、投写映像のホワイトバランスを一定とすることができる。
［１−４］効果
先行文献に開示されている技術は、マルチスペクトルを有する白色光源を用いることが必須であり、単一スペクトルの光源を用いた構成においては適用できない。
【００３９】
一方で、本実施の形態では、単一スペクトルである青色レーザダイオードを光源として用いて、青色セグメントの一部と光源の青色光から黄色蛍光体により励起して生成した黄色光による黄色セグメント一部を白セグメントとして定義するようにしている。このようにすることで、入力映像信号に基づいた最適な光源駆動電流制御により、明るさや鮮やかさを確保しながら、ホワイトバランスが入力される映像に関らず一定に制御されるため、画質の向上に寄与する。
（実施の形態２）
［２−１］概要
本実施の形態は、実施の形態１の白セグメントとして定義する青色光と黄色光により生成される白色光の色温度が目標の７０００Ｋを実現できない場合であり、白セグメントの白色光の生成方法が実施の形態１と異なる。実施の形態１が、青色光と黄色光にて目標の色温度の白色光が生成できる場合に対して、本実施の形態は、青色光と黄色光と緑色光にて目標の色温度の白色光を生成する場合である。尚、実施の形態２において、図１〜図５に示す構成については、実施の形態１と同じであるので、その重複説明は省略する。
［２−２］光源駆動電流制御システム動作
図１０は、実施の形態２におけるトリミングホイール装置の出射色光の説明図、図１１は、本実施の形態２に係る白色の色温度一定制御による、光源駆動電流制御システムの例を示す図である。一例として、目標の色温度を７０００Ｋとしているが、６０００Ｋや８０００Ｋであっても良い。図１１（ａ）は入力映像信号の彩度が低い場合の光源駆動電流値の波形、図１１（ｂ）は入力映像信号の彩度が中程度の場合の光源駆動電流値の波形、図１１（ｃ）は入力映像信号の彩度が高い場合の光源駆動電流値の波形を示している。図１２は、図１１（ａ）の拡大図であって、後の説明のための符号を付加している。  また、トリミングホイールの出射色光（ＲＧＢＹ）の１セット分のセグメントが、映像信号の１フレームに相当する。すなわち、図８のＰ０〜Ｐ６の期間が１フレーム期間に相当する。
【００４０】
図１３は、本実施の形態２に係る青色光と黄色光と緑色光を色度座標に示した図である。実施の形態１とは異なり、青色光の色度座標と黄色光の色度座標を結んだ直線Ｌ１と、黒体輻射の色軌跡Ｌ２の交点が目標の白の色温度であるＰ１点の７０００Ｋではなく、緑色光の色度座標と目標の白の色温度であるＰ１点を通過し上記直線Ｌ２と交わる点をＡ点としている。青色光と黄色光によりＡ点の色座標の光を生成し、緑色光を加えることで目標の白の色温度である７０００Ｋを実現する。
【００４１】
図１２を使用して、図１１の中における、黄セグメントＹ、青セグメントＢ、緑セグメントＧ、赤セグメントＲを示すと、次の区間になる。
【００４２】
黄セグメントＹ：Ｐ０〜Ｐ２区間  区間遷移時間：Ｙｔ１＋Ｙｔ２
青セグメントＢ：Ｐ２〜Ｐ４区間  区間遷移時間：Ｂｔ１＋Ｂｔ２
緑セグメントＧ：Ｐ４〜Ｐ６区間  区間遷移時間：Ｇｔ１＋Ｇｔ２
赤セグメントＲ：Ｐ６〜Ｐ７区間  区間遷移時間：Ｒｔ
そして、黄セグメントＹの一部の区間（Ｐ１〜Ｐ２）と青セグメントＢの一部の区間（Ｐ２〜Ｐ３）と緑セグメントＧの一部の区間（Ｐ４〜Ｐ５）を加えた区間（Ｐ１〜Ｐ３）と区間（Ｐ４〜Ｐ５）を白セグメントＷとして定義し、あらかじめ設定する。区間（Ｐ１〜Ｐ２）の区間遷移時間Ｙｔ２と光源駆動電流Ｙｉ２の積（Ｙｔ２×Ｙｉ２）が白セグメントＷにおける黄色光量となり、区間（Ｐ２〜Ｐ３）の区間遷移時間Ｂｔ２と光源駆動電流Ｂｉ２の積（Ｂｔ２×Ｂｉ２）が白セグメントＷにおける青色光量となり、区間（Ｐ４〜Ｐ５）の区間遷移時間Ｇｔ２と光源駆動電流Ｇｉ２の積（Ｇｔ２×Ｇｉ２）が白セグメントＷにおける緑色光量となる。この黄色光量と青色光量と緑色光量により生成される白色光が、目標の色温度である７０００Ｋの白色となるよう、光量算出部にて区間（Ｐ１〜Ｐ２）の光源駆動電流値Ｙｉ２と、区間（Ｐ２〜Ｐ３）の光源駆動電流値Ｂｉ２と、区間（Ｐ４〜Ｐ５）の光源駆動電流値Ｇｉ１から光源駆動電流の比率（Ｙｉ２：Ｂｉ２：Ｇｉ２）を決定する。図１０では、トリミングホイール装置の出射色光と、ここで定義された白セグメントＷとの関係を示している。
【００４３】
このように白セグメントＷを定義することによって、各セグメントの区間、及び各区間における光源駆動電流値は次のようになる。
【００４４】
黄セグメントＹ：Ｐ０〜Ｐ１区間  光源駆動電流値：Ｙｉ１
白セグメントＷ：Ｐ１〜Ｐ２区間  光源駆動電流値：Ｙｉ２
白セグメントＷ：Ｐ２〜Ｐ３区間  光源駆動電流値：Ｂｉ２
青セグメントＢ：Ｐ３〜Ｐ４区間  光源駆動電流値：Ｂｉ１
白セグメントＷ：Ｐ４〜ｐ５区間  光源駆動電流値：Ｇｉ２
緑セグメントＧ：Ｐ５〜Ｐ６区間  光源駆動電流値：Ｇｉ１
赤セグメントＲ：Ｐ６〜Ｐ７区間  光源駆動電流値：Ｒｉ
白セグメントＷにおける青セグメント（Ｐ２〜Ｐ３区間）とその他の青セグメント（Ｐ３〜Ｐ４区間）では、互いに独立した映像表示素子の駆動を行なう。白セグメントＷにおける黄セグメント（Ｐ１〜Ｐ２区間）とその他の黄セグメント（Ｐ０〜Ｐ１区間）についても、互いに独立した映像表示素子の駆動を行なう。白セグメントＷにおける緑セグメント（Ｐ４〜Ｐ５区間）とその他の緑セグメント（Ｐ５〜Ｐ６区間）についても、互いに独立した映像表示素子の駆動を行う。白セグメントＷ以外のセグメントについては、各セグメント区間の区間遷移時間と光源駆動電流の積が各色の光量となる。すなわち、（Ｙｔ１×Ｙｉ１）、（Ｂｔ１×Ｂｉ１）、（Ｇｔ１×Ｇｉ１）、（Ｒｔ×Ｒｉ）により生成される白色光が、目標の色温度である７０００Ｋの白色となるよう、光量算出部にて各セグメントの光源駆動電流（Ｙｉ１、Ｂｉ１、Ｇｉ１Ｒｉ）の比率を決定する。また、各セグメントの光源駆動電流値を決定する際は、平均電流値Ｉａが一定となるようにする。すなわち、以下の式が成り立つよう光源駆動電流値を決定する。尚、Ｉｔは、１フレーム期間を示す。
【００４５】
Ｉｔ＝Ｙｔ１＋Ｙｔ２＋Ｂｔ２＋Ｂｔ１＋Ｇｔ２＋Ｇｔ１＋Ｒｔ
Ｉａ＝（Ｙｔ１／Ｉｔ×Ｙｉ１）＋（Ｙｔ２／Ｉｔ×Ｙｉ２）＋（Ｂｔ２／Ｉｔ×Ｂｉ２）＋（Ｂｔ１／Ｉｔ×Ｂｉ１）＋（Ｇｔ２／Ｉｔ×Ｇｉ２）＋（Ｇｔ１／Ｉｔ×Ｇｉ１）＋（Ｒｔ／Ｉｔ×Ｒｉ）
入力映像信号の彩度が低く、投写映像の明るさを上げたい映像信号の場合、図１１（ａ）のような光源駆動電流制御を行う。すなわち、彩度が中間の図１１（ｂ）の光源駆動電流制御に比べ、投写映像の明るさを上げるため、白セグメントＷにおける光源駆動電流値を大きく設定し、その他のセグメントにおける光源駆動電流値は、小さく設定する。これにより、白セグメントＷによって明るさを向上しながら、ホワイトバランスを７０００Ｋに一定に制御する。
【００４６】
入力映像信号の彩度が高く、投写映像の鮮やかさを上げたい映像信号の場合、図１１（ｃ）のような光源駆動電流制御を行う。すなわち、彩度が中間の図１１（ｂ）の光源駆動電流制御に比べ、鮮やかさを上げるため、白セグメントにおける光源駆動電流値を小さく設定し、その他のセグメントにおける光源駆動電流値は大きく設定する。これにより、赤、青、緑セグメントによって色輝度を向上しながら、ホワイトバランスを７０００Ｋに一定に制御する。
【００４７】
図１１では、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の３パターンの光源駆動電流値の波形を示しているが、例えば映像解析情報が８ビットの分解能である場合、図１１（ａ）と図１１（ｃ）の間を２５６段階で補間する光源駆動電流制御を行う。
【００４８】
このように、本実施の形態においても、光源制御部３２０は、１フレーム期間において平均電流が一定になるように、白セグメントＷ期間における光源駆動電流と、白セグメントＷ期間以外の各色光セグメント期間における光源駆動電流を、それぞれ一定の比率を維持しながら変化させる制御をする。
【００４９】
なお、本実施の形態では白セグメントと定義する青セグメントと黄色セグメントと緑セグメントとして、各セグメントの一部を割り当てているが、白セグメント専用の青セグメントと黄色セグメントと緑セグメントを別途設けてもよい。
【００５０】
また、本実施の形態では白セグメントを青セグメントと黄色セグメントと緑セグメントで構成したが、青セグメントと黄色セグメントと赤セグメントで構成するようにしてもよい。
【００５１】
以上の光源電流制御システムにより、入力映像信号に基づいた最適な光源駆動電流を算出し、投写映像のホワイトバランスを一定とすることができる。
［２−３］効果
実施の形態１と同様、入力映像信号に基づいた最適な光源駆動電流制御により、明るさや鮮やかさを確保しながら、ホワイトバランスが入力される映像に関らず一定に制御されるため、画質の向上に寄与する。
【００５２】
上述の各実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本開示は、プロジェクタ等の投写型表示装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５４】
１００  プロジェクタ
１５０  投写面
２０１  青色レーザダイオード
２０２  コリメートレンズ
２０３、２０４、２１０、２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１２、２１３、２１６、２１７  レンズ
２０５  拡散板
２０６ａ  ダイクロイックミラー
２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ  ミラー
２０７  第１レンズ
２０８  第２レンズ
２０９  蛍光体ホイール装置
２０９ａ、２１５ａ  基板
２０９ｂ  黄色蛍光体
２０９ｃ  緑色蛍光体
２０９ｄ、２１５ｃ  モータ
２１４  ロッドインテグレータ
２１５  トリミングホイール装置
２１５ｂ  赤色トリムフィルタ
２１８、２１９  ミラー
２２０  ＤＭＤ
２２１  投写レンズ
３００  映像信号解析部
３１０  光量算出部
３２０  光源制御部
３３０  光源駆動部
３４０  光源
３５０  映像表示素子駆動部
３６０  蛍光体ホイール駆動部
３８０  トリミングホイール駆動部
【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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【図１２】
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【図１３】
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