(57)【要約】【課題】小型化、長寿命化および低コスト化を図りつつ、照明光の色バランスおよび光量を容易に確保できる光源装置およびこれを備える投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】映像表示装置は、それぞれが異なる波長の光を発光する複数の単色光源を含む光源部と、入力映像信号に基づき、光源部が出射した光を変調して画像光を形成するＤＭＤと、ＤＭＤが形成した画像光を表示する画像表示部と、光源部の駆動を制御する制御部とを備える。制御部は、映像信号をフレーム単位の画像データごとに解析した結果に基づいて、１フレーム期間内に、複数の単色光源のうちの少なくとも２つを時分割で発光させる単色発光期間と、複数の単色光源のうちの少なくとも２つの単色光源を同時に発光させる複数色発光期間とを設定する。制御部はさらに、画像データに応じて複数色発光期間における、少なくとも２つの単色光源の発光量の比率を変化させる。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが異なる波長の光を発光する複数の単色光源を含む光源部と、
入力された映像信号に基づき、前記光源部が出射した光を変調して画像光を形成する光変調素子と、
前記光変調素子が形成した画像光を投写する投写部と、
前記光源部の駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記映像信号をフレーム単位の画像データごとに解析する映像信号解析部と、
前記映像信号解析部の解析結果に基づいて、１フレーム期間内に、前記複数の単色光源のうちの少なくとも２つを時分割で発光させる単色発光期間と、前記複数の単色光源のうちの少なくとも２つの単色光源を同時に発光させる複数色発光期間とを設定する発光期間設定部と、
前記映像信号解析部の解析結果に応じて、前記発光期間設定部で設定された前記複数色発光期間における、前記少なくとも２つの単色光源の発光量の比率を変化させる発光期間色調整部とを含む、投写型映像表示装置。
【請求項２】
前記複数の単色光源は、各々が、駆動電流が大きくなるに従って発光効率が低下する特性を有する、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記複数の単色光源は、ＬＥＤ光源である、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
【請求項４】
前記映像解析部は、前記画像データを構成する各画素の信号値を解析し、
前記発光期間設定部は、前記各画素の信号値に基づいて、前記単色発光期間および前記複数色発光期間の合計値が最小となるように、前記単色発光期間および前記複数色発光期間を設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の投写型映像表示装置。
【請求項５】
それぞれが異なる波長の光を発光し、入力された映像信号に基づき、前記光を変調して画像光を形成する画像光形成部と、
前記画像光形成部が形成した画像光を表示する画像表示部と、
前記画像光形成部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記映像信号をフレーム単位の画像データごとに解析する映像信号解析部と、
前記映像信号解析部の解析結果に基づいて、１フレーム期間内に、少なくとも２つの波長の光を時分割で発光させる単色発光期間と、少なくとも２つの波長の光を同時に発光させる複数色発光期間とを設定する発光期間設定部と、
前記映像信号解析部の解析結果に応じて、前記発光期間設定部で設定された前記複数色発光期間における、前記少なくとも２つの波長の光の発光量の比率を変化させる発光期間色調整部とを含む、映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長の異なる複数の単色光源を時分割で発光させる光源部を備えた映像表示装置および投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の単色光源を時分割で順次発光させるフィールドシーケンシャル駆動方式の映像表示装置において、特開２００６−３１００５号公報（特許文献１）は、３つの基本ＲＧＢ成分以外に白色成分を追加して出力映像の輝度を改善させる映像表示方法を開示する。これによれば、映像表示方法は、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およ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、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表示するための区間中に、単色光源を順次駆動する過程とを含んでいる。特許文献１に記載の映像表示装置は、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ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載される映像表示方法は、基本色の映像信号から白色成分を抽出する過程において、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。そして、白色成分を表示するための区間中において、あらゆる単色光源を同時に駆動させ、あらゆる画素を最大の階調で動作させることにより、白色映像信号を表示している。
【０００５】
この特許文献１に記載される映像表示方法は、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ため、たとえば１画面上に黒色（ＲＧＢ成分のいずれも０）、あるいは赤色（Ｒ成分が最大、かつ、Ｇ，Ｂ成分が０）が含まれている場合には、抽出される白色成分が「０」となる。したがって、一般的な映像においては、高輝度化の効果がほとんど得られないという不具合が生じてしまう。
【０００６】
一方、特許文献１に記載される映像表示方法においては、出力映像の高輝度化には、白色成分を表示するための区間をできるだけ長く設定することが有効である。白色成分の表示区間を増やすことによって、ＲＧＢ成分と白色成分との表示区間の総和を小さくできるため、当該総和がフレーム区間に一致するようにスケーリングする際の割合を大きくできるためである。
【０００７】
ここで、白色成分の表示区間を長く設定するためには、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号から抽出される白色成分を最大化することが求められる。しかしながら、Ｒ、Ｇ、Ｂ映像信号から抽出される白色成分を最大化した場合、出力映像の輝度を向上できる一方で、白色成分の表示区間では、あらゆる単色光源を同時に駆動させ、基本色の映像信号を最大に可能な階調で表示させるために、白色成分を表示するのに必要な光量を超えて単色光源が発光しているケースが生じる。その結果、単色光源の発光光量に余剰が発生していまい、単色光源が無駄に電力を消費するという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、映像表示装置および投写型映像表示装置において、出力映像の高輝度化を実現しながら、単色光源の無駄な発光を抑えることにより低消費電力化を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従う投写型映像表示装置は、それぞれが異なる波長の光を発光する複数の単色光源を含む光源部と、入力された映像信号に基づき、光源部が出射した光を変調して画像光を形成する光変調素子と、光変調素子が形成した画像光を投写する投写部と、光源部の駆動を制御する制御部とを備える。制御部は、映像信号をフレーム単位の画像データごとに解析する映像信号解析部と、映像信号解析部の解析結果に基づいて、１フレーム期間内に、複数の単色光源のうちの少なくとも２つを時分割で発光させる単色発光期間と、複数の単色光源のうちの少なくとも２つの単色光源を同時に発光させる複数色発光期間とを設定する発光期間設定部と、映像信号解析部の解析結果に応じて、発光期間設定部で設定された複数色発光期間における、少なくとも２つの単色光源の発光量の比率を変化させる発光期間色調整部とを含む。
【００１０】
好ましくは、複数の単色光源は、各々が、駆動電流が大きくなるに従って発光効率が低下する特性を有する。
【００１１】
好ましくは、複数の単色光源は、ＬＥＤ光源である。
好ましくは、映像解析部は、画像データを構成する各画素の信号値を解析する。発光期間設定部は、各画素の信号値に基づいて、単色発光期間および複数色発光期間の合計値が最小となるように、単色発光期間および複数色発光期間を設定する。
【００１２】
この発明の別の局面に従う映像表示装置は、それぞれが異なる波長の光を発光し、入力された映像信号に基づき、光を変調して画像光を形成する画像光形成部と、画像光形成部が形成した画像光を表示する画像表示部と、画像光形成部を制御する制御部とを備える。制御部は、映像信号をフレーム単位の画像データごとに解析する映像信号解析部と、映像信号解析部の解析結果に基づいて、１フレーム期間内に、少なくとも２の波長の光を時分割で発光させる単色発光期間と、少なくとも２つの波長の光を同時に発光させる複数色発光期間とを設定する発光期間設定部と、映像信号解析部の解析結果に応じて、発光期間設定部で設定された複数色発光期間における、少なくとも２つの波長の光の発光量の比率を変化させる発光期間色調整部とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、映像表示装置および投写型映像表示装置において、出力映像の高輝度化を実現しながら、単色光源の無駄な発光を抑えることにより低消費電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態に係る映像表示装置の外観構成を示す図である。
【図２】プロジェクタ１の内部構成を説明するための斜視図である。
【図３】プロジェクタの制御構造を説明するブロック図である。
【図４】入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。
【図５】ＲＧＢ信号に応じて単色発光期間および白色発光期間を設定するための処理手順を説明する図である。
【図６】入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。
【図７】図６に示すＲＧＢ信号に基づいて設定された単色発光期間および白色発光期間を示す図である。
【図８】白色発光期間と光源装置の消費電力および効率との関係を示す図である。
【図９】ＬＥＤ光源の特性を示す図である。
【図１０】本実施の形態に係るフィールドシーケンシャル駆動を実現するための制御回路の構成を示す図である。
【図１１】本実施の形態に従うＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１２】入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。
【図１３】図１１のステップＳ０１に示す白色発光期間の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１４】図１１のステップＳ０２に示す白色発光期間の色最適化動作を説明するフローチャートである。
【図１５】図１１のステップＳ０３に示すＤｕｔｙ伸張動作を説明する図である。
【図１６】Ｄｕｔｙ伸張動作の変更例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態に係る映像表示装置の外観構成を示す図である。本実施の形態に係る映像表示装置は、代表的に投写型映像表示装置（以下、プロジェクタという）である。また、本実施の形態では、便宜上、プロジェクタ１から見てスクリーンのある方向を前、スクリーンと反対方向を後ろ、スクリーン側からプロジェクタ１を見て右方向を右、スクリーン側からプロジェクタ１を見て左方向を左、前後左右方向に垂直な方向であってプロジェクタ１からスクリーン側に向かう方向を上、その反対方向を下と定義する。
【００１７】
図１を参照して、プロジェクタ１は、いわゆる短焦点投写型のプロジェクタであって、略方形状の本体キャビネット１０を備える。本体キャビネット１０の上面には、後方に向けて下る第１傾斜面１０１と、この第１傾斜面１０１に続いて後方に向けて下る第２傾斜面１０２とが形成される。第２傾斜面１０２は上斜め前方を向いており、この第２傾斜面１０２に投写口１０３が形成される。投写口１０３から上斜め前方へ出射された映像光が、プロジェクタ１の前方に配されたスクリーンに拡大投写される。
【００１８】
図２は、プロジェクタ１の内部構成を説明するための斜視図である。なお、図２では、便宜上、本体キャビネット１０を一点鎖線にて表わす。
【００１９】
図２を参照して、本体キャビネット１０の内部には、光源装置２０と、導光光学系３０と、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）４０と、投写光学ユニット５０と、制御回路６０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動回路７０とが配置される。
【００２０】
光源装置２０は、複数（たとえば３個とする）の光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを含む。赤色光源ユニット２０Ｒは、赤色波長帯の光（以下、「Ｒ光」という）を発光する赤色光源２０１Ｒと、赤色光源２０１Ｒで発生した熱を放出するためのヒートシンク２０２Ｒとにより構成される。緑色光源ユニット２０Ｇは、緑色波長帯の光（以下、「Ｇ光」という）を発光する緑色光源２０１Ｇと、緑色光源２０１Ｇで発生した熱を放出するためのヒートシンク２０２Ｇとにより構成される。青色光源ユニット２０Ｂは、青色波長帯の光（以下、「Ｂ光」という）を発光する青色光源２０１Ｂと、青色光源２０１Ｂで発生した熱を放出するためのヒートシンク２０２Ｂとにより構成される。すなわち、光源装置２０は、それぞれが異なる波長の光を発光する複数（３個）の単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを含んでいる。
【００２１】
各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂは、高出力タイプのＬＥＤ光源であり、基板上に配されたＬＥＤ（赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ）を含む。赤色ＬＥＤは、たとえば、ＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウムインジウムガリウム）から構成され、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤは、たとえば、ＧａＮ（窒化ガリウム）から構成される。
【００２２】
導光光学系３０は、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂに対応して設けられた第１レンズ３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂおよび第２レンズ３０２Ｒ，３０２Ｇ，３０２Ｂと、ダイクロイックプリズム３０３と、中空のロッドインテグレータ（以下、中空ロッドと略す）３０４と、２つのミラー３０５，３０７と、２つのリレーレンズ３０６，３０８とを含む。
【００２３】
各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出射された光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）は、中空ロッド３０４に入射する。中空ロッド３０４は、内部が中空であり、内側面がミラー面となっている。中空ロッド３０４は、入射端面側から出射端面側に向かって断面積が大きくなるテーパー形状を有する。中空ロッド３０４において、光は、ミラー面によって反射が繰り返されて、出射端面における照度分布が均一化される。
【００２４】
なお、中空ロッド３０４を用いることによって、中実のロッドインテグレータよりも屈折率が小さい（空気の屈折率＜ガラスの屈折率）ので、ロッド長を短くすることができる。
【００２５】
中空ロッド３０４から出射された光は、ミラー３０５，３０７による反射とリレーレンズ３０６，３０８によるレンズ作用とによってＤＭＤ４０に照射される。
【００２６】
ＤＭＤ４０は、マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを含む。１つのマイクロミラーは、１つの画素を構成する。マイクロミラーは、入射するＲ光、Ｇ光およびＢ光に対応するＤＭＤ駆動信号に基づいて、高速でオン・オフ駆動される。
【００２７】
マイクロミラーの傾斜角度が切替えられることによって各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂからの光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）が変調される。具体的には、ある画素のマイクロミラーがオフ状態のときには、このマイクロミラーによる反射光はレンズユニット５０１には入射しない。一方、マイクロミラーがオン状態のときには、このマイクロミラーによる反射光はレンズユニット５０１に入射する。単色光源の発光期間に占めるマイクロミラーがオン状態となる期間の比率を調整することにより、画素ごとに画像の階調が調整される。
【００２８】
投写光学ユニット５０は、レンズユニット５０１および曲面ミラー５０２と、これらを収容するハウジング５０３とにより構成される。
【００２９】
ＤＭＤ４０によって変調された光（画像光）は、レンズユニット５０１を通り、曲面ミラー５０２へ出射される。画像光は、曲面ミラー５０２によって反射され、ハウジング５０３に形成された投写口１０３から外部へ出射される。
【００３０】
図３は、プロジェクタ１の制御回路６０における制御構造を示すブロック図である。
図３を参照して、制御回路６０は、信号入力回路６０１と、信号処理回路６０２と、ＤＭＤ駆動回路６０３とを含む。
【００３１】
信号入力回路６０１は、コンポジット信号、ＲＧＢ信号などの各種画像信号に対応する各種入力端子を介して入力された画像信号を信号処理回路６０２に出力する。
【００３２】
信号処理回路６０２は、ＲＧＢ信号以外の画像信号をＲＧＢ信号に変換する処理や、入力した画像信号の解像度をＤＭＤ４０の解像度に変換するスケーリング処理、あるいは、ガンマ補正等の各種の補正処理を行なう。
【００３３】
信号処理回路６０２は、さらに、これらの処理を施したＲＧＢ信号から白色成分を抽出し、抽出した白色成分に基づいて、ＲＧＢ信号を、時間短縮させたＲＧＢ信号および白色成分に変換する。そして、変換したＲＧＢ信号および白色成分を、ＤＭＤ駆動回路６０３およびＬＥＤ駆動回路７０に出力する。
【００３４】
信号処理回路６０２は、同期信号生成回路６０２ａを含む。同期信号生成回路６０２ａは、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの駆動と、ＤＭＤ４０の駆動とを同期させるための同期信号を生成する。生成された同期信号は、ＤＭＤ駆動回路６０３およびＬＥＤ駆動回路７０に出力される。
【００３５】
ＤＭＤ駆動回路６０３は、信号処理回路６０２からのＲＧＢ信号に基づいて、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応するＤＭＤ駆動信号（オンオフ信号）を生成する。そして、ＤＭＤ駆動回路６０３は、生成した各色光に対応するＤＭＤ駆動信号を、同期信号に従って、１フレームの画像ごとに時分割にて順次ＤＭＤ４０に出力する。
【００３６】
ＬＥＤ駆動回路７０は、信号処理回路６０２からのＲＧＢ信号に基づいて、単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを駆動する。具体的には、ＬＥＤ駆動回路７０は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式によりＬＥＤ駆動信号を生成し、その生成したＬＥＤ駆動信号（駆動電流）を各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂに出力する。
【００３７】
すなわち、ＬＥＤ駆動回路７０は、ＲＧＢ信号に基づいてパルス波のデューティ比を調整することにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出力される光量を調整する。これにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出力される光量が、画像の色情報に応じて、１フレームの画像ごとに調整される。
【００３８】
また、ＬＥＤ駆動回路７０は、同期信号に従って、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１ＢにＬＥＤ駆動信号を出力する。これにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出射される光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）の発光タイミングと、それぞれの光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力されるタイミングとの同期を取ることができる。
【００３９】
すなわち、Ｒ光に対応するＤＭＤ駆動信号が出力されている期間に、その時の画像の色情報に適する光量のＲ光が、赤色光源２０１Ｒから出射される。同様に、Ｇ光に対応するＤＭＤ駆動信号が出力されている期間に、そのときの画像の色情報に適する光量のＧ光が、緑色光源２０１Ｇから出射される。さらに、Ｂ光に対応するＤＭＤ駆動信号が出力されている期間に、そのときの画像の色情報に適する光量のＢ光が、青色光源２０１Ｂから出射される。
【００４０】
このように、画像の色情報に応じて各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出射される光の光量を変えることにより、消費電力を抑えながら投写画像の高輝度化を図ることができる。
【００４１】
なお、スクリーンには、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光による画像が、順次、投写されることになる。しかしながら、これらの画像の切替わりが非常に高速で行なわれるため、ユーザの目にはちらつきのないカラー画像として映る。
【００４２】
上記のように、複数の単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを時分割で順次発光させるフィールドシーケンシャル駆動方式のプロジェクタにおいては、投写画像の輝度を向上させる観点から、１フレームの画像を表示するためのフレーム期間内で、各単色光源を単独で発光させる期間（以下、「単色発光期間」ともいう）に、単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの少なくとも２つを共同で駆動して白色光を発光させる期間（以下、「白色発光期間」ともいう）を追加した構成が検討されている。
【００４３】
以下に、白色発光期間の追加により投写画像の輝度を向上させる、従来のフィールドシーケンシャル駆動方式について、図４および図５を参照して説明する。
【００４４】
（従来のフィールドシーケンシャル駆動方式）
図４は、入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。入力画像信号は、１画面を構成する各画素に表示すべきＲＧＢの階調を表わす。同図では、入力画像信号を、１画素当たり８ビットの画像データとする。したがって、入力画像信号は２５６階調を示すものであり、その最小値は「０」、最大値は「２５５」となる。
【００４５】
図４において、Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ）は、それぞれＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の信号値（階調値）を表わす。同図では、１画面を構成する各画素が、同一の信号値を有する場合（Ｒ（ｘ）＝２５５，Ｇ（ｘ）＝２２４，Ｂ（ｘ）＝２００とする）を想定する。なお、図中のＤＲ，ＤＧ，ＤＢは、シーケンシャル駆動において、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に与えられた表示期間である。
【００４６】
図５は、ＲＧＢ信号に応じて単色発光期間および白色発光期間を設定するための処理手順を説明する図である。
【００４７】
図５（ａ）は、図４に示すＲＧＢ信号を表示するために各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを発光させる発光期間を示している。赤色光源２０１Ｒを発光させるＲ光発光期間Ｒ、青色光源２０１Ｂを発光させるＢ光発光期間Ｂ、緑色光源２０１Ｇを発光させるＧ光発光期間Ｇは、ＲＧＢ信号の２５６階調に対応させて、最小値を「０」とし、最大値を「２５５」として表わす。ＲＧＢ信号に応じて各発光期間を調整することにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出力される光量は、１フレームの画像ごとに調整される。たとえば、Ｒ信号の画素ごとの信号値の最大値Ｒｍａｘが「２５５」であるときには、Ｒ光発光期間は、最大値である「２５５」に設定される。図４の例では、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれの最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２００）であることから、Ｒ光発光期間Ｒ、Ｇ光発光期間Ｇ、Ｂ光発光期間Ｂは、それぞれ、Ｒ＝２５５，Ｇ＝２２４，Ｂ＝２００に設定される。
【００４８】
次に、ＲＧＢ信号から白色成分が抽出される。白色成分は、ＲＧＢ信号の最小信号値を基準として抽出される。最小信号値は、Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ）の値のうちの最小値を示す。図４の例では、最小信号値は、Ｂ（ｘ）の「２００」となる。この抽出した白色成分を表示するために単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂを共同で駆動させる白色発光期間Ｗとして、Ｗ＝２００が設定される。
【００４９】
ＲＧＢ信号から白色成分を抽出したことにより、Ｒ光発光期間Ｒ、Ｇ光発光期間Ｇ、Ｂ光発光期間Ｂは、それぞれ白色発光期間Ｗを減じた期間に調整される。この調整された単色発光期間Ｒ，Ｇ，Ｂをそれぞれ、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅ，Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅとすると、Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅは、式（１）で表わされる。
【００５０】
【数１】
2012053138.tif 000003
【００５１】
上記の式（１）に従って、図５（ａ）のＲ光発光期間Ｒ＝２５５、Ｇ光発光期間Ｇ＝２２４、Ｂ光発光期間Ｂ＝２００のそれぞれから白色発光期間Ｗ＝２００を減じることにより得られるＲ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅ、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅは、Ｒｐｕｒｅ＝５５，Ｇｐｕｒｅ＝２４，Ｂｐｕｒｅ＝０となる。
【００５２】
次に、ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置する。この再配置は、図５（ｂ）に示すように、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅ、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅおよび白色発光期間Ｗを重ならないように一次的な組合せを作るものである。なお、ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置するとき、白色成分はどの位置にあってもよい。
【００５３】
図５（ｃ）は、１つのフレーム期間に合わせて、ＲＧＢ成分と白色成分との表示期間をスケーリングすることを示す図である。図５（ｂ）に示されるＲＧＢ成分と白色成分との再配置により得られる一次的な組合せにおいて、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅと白色発光期間Ｗとの総和はフレーム期間と一致していない。したがって、これらのＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を調整して、それらの総和がフレーム期間になるようにスケーリングする必要がある。この時間的なスケーリングは、ＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間Ｗの各々を同じ割合で伸張させることにより行なう。
【００５４】
具体的には、ＬＥＤ駆動回路７０が、ＬＥＤ駆動信号として各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂに出力されるパルス波のデューティを同じ割合で増加させる。以下では、各単色発光期間および白色発光期間を伸張させることを「Ｄｕｔｙ伸張」と称するとともに、Ｄｕｔｙ伸張させる割合を「Ｄｕｔｙ伸張率」と称する。
【００５５】
なお、Ｄｕｔｙ伸張率ＤＥＲは、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅおよび白色発光期間Ｗの総和がフレーム期間に占める割合の逆数に相当しており、式（２）を用いて算出される。
【００５６】
【数２】
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【００５７】
図５（ｂ）に示す単色発光期間（Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ）＝（５５，２４，０）および白色発光期間Ｗ＝２００を式（２）に代入することにより、Ｄｕｔｙ伸張率ＤＥＲ＝７６５／２７９が算出される。この算出したＤｕｔｙ伸張率を用いて各単色発光期間および白色発光期間をそれぞれスケーリングすることによって、Ｒｐｕｒｅ＝１５１，Ｇｐｕｒｅ＝６６，Ｂｐｕｒｅ＝０，Ｗ＝５４８に伸張される。
【００５８】
以上に述べたように、入力画像信号から白色成分を抽出し、その抽出した白色成分を表示するための白色発光期間を設けることにより、単色光源を順次駆動させる際の発光期間に対する時間的な制約が解消される。この結果、投写画像の輝度を改善できる。
【００５９】
（白色発光期間の長さと光源装置の効率との関係）
以下に、白色発光期間の長さと各単色光源の効率との関係について、図面を用いて説明する。
【００６０】
図６は、入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。図６では、１画面が、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素群と、信号値（１９２，２２４，２００）を有する画素群とから構成される場合を想定する。
【００６１】
図７は、図６に示すＲＧＢ信号に基づいて設定された単色発光期間および白色発光期間を示す図である。
【００６２】
図７（ａ）は、図６に示すＲＧＢ信号を表示するためのＲ光発光期間、Ｇ光発光期間、Ｂ光発光期間を示す図である。図６の例では、画素ごとのＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２００）であることから、Ｒ光発光期間Ｒ、Ｇ光発光期間Ｇ、Ｂ光発光期間Ｂは、それぞれ、Ｒ＝２５５，Ｇ＝２２４，Ｂ＝２００に設定される。
【００６３】
図７（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図６に示すＲＧＢ信号の白色成分に基づいて調整されたＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間（Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ，Ｗ）の組合せの例を示す図である。
【００６４】
図７（ｂ）に示す組合せ例は、図６に示すＲＧＢ信号のうちのＲ信号に着目して調整されたＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の組合せである。具体的には、画素ごとにＲＧＢ信号の最小信号値を白色成分として抽出し、その抽出した白色成分をＲ信号の信号値Ｒ（ｘ）から減じることにより、当該画素のＲ成分を算出する。たとえば、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素では、白色成分がＢ（ｘ）の「６４」であるため、Ｒ成分は「２５５」から「６４」を減じた「１９１」となる。同様の方法によって１フレームの画像の各画素についてＲ成分を算出し、この算出した画素ごとのＲ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅに設定する。そして、画素ごとのＲ信号の最大値ＲｍａｘからＲ単色発光期間Ｒｐｕｒｅを減じることにより、白色発光期間Ｗを算出する。図６では、Ｒｍａｘ＝２５５，Ｒｐｕｒｅ＝１９１となることから、白色発光期間Ｗ＝６４となる。
【００６５】
図７（ｃ）に示す組合せ例は、図６に示すＲＧＢ信号のうちのＧ信号に着目して調整されたＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の組合せである。具体的には、画素ごとにＲＧＢ信号の最小信号値を白色成分として抽出し、その抽出した白色成分をＧ信号の信号値Ｇ（ｘ）から減じることにより、当該画素のＧ成分を算出する。たとえば、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素では、白色成分がＢ（ｘ）の「６４」であるため、Ｇ成分は「１２８」から「６４」を減じた「６４」となる。同様の方法によって１フレームの画像の各画素についてＧ成分を算出し、この算出した画素ごとのＧ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅに設定する。最後に、画素ごとのＧ信号の最大値ＧｍａｘからＧ単色発光期間Ｇｐｕｒｅを減じることにより、白色発光期間Ｗを算出する。図６では、Ｇｍａｘ＝２２４，Ｇｐｕｒｅ＝６４となることから、白色発光期間Ｗ＝１６０となる。
【００６６】
図７（ｄ）に示す組合せ例は、図６に示すＲＧＢ信号のうちのＢ信号に着目して調整された単色発光期間および白色発光期間の組合せである。具体的には、画素ごとにＲＧＢ信号の最小信号値を白色成分として抽出し、その抽出した白色成分をＢ信号の信号値Ｂ（ｘ）から減じることにより、当該画素のＢ成分を算出する。たとえば、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素では、白色成分がＢ（ｘ）の「６４」であるため、Ｂ成分は「６４」から「６４」を減じた「０」となる。同様の方法によって１フレームの画像の各画素についてＢ成分を算出し、この算出した画素ごとのＢ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅに設定する。最後に、画素ごとのＢ信号の最大値ＢｍａｘからＢ単色発光期間Ｂｐｕｒｅを減じることにより、白色発光期間Ｗを算出する。図６では、Ｂｍａｘ＝２００，Ｂｐｕｒｅ＝８となることから、白色発光期間Ｗ＝１９２となる。
【００６７】
ここで、図７（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す組合せ例を比較すると、共通の入力画像信号に基づいて設定したにもかかわらず、白色発光期間Ｗの長さに応じて、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅと白色発光期間Ｗとの総和が異なっている。具体的には、白色発光期間Ｗが長くなるに従って、当該総和が短くなっている。その結果、当該総和とフレーム期間との割合で決まるＤｕｔｙ伸張率は、白色発光期間Ｗが長くなるに従って増加している。そして、Ｄｕｔｙ伸張率が増加することによって投写画像の輝度を向上できる。
【００６８】
一方で、白色発光期間Ｗの長さに応じて、光源装置２０の消費電力が異なっている。光源装置２０の消費電力は、赤色光源２０１Ｒ，緑色光源２０１Ｇ，青色光源２０１Ｂの消費電力の合計値に相当する。この消費電力の合計値は、赤色光源２０１Ｒ、青色光源２０１Ｂおよび緑色光源２０１Ｇの発光期間の合計値に略比例することから、図７では、各単色光源の発光期間の合計値によって規定している。
【００６９】
たとえば、図７（ｂ）の場合、Ｒ光発光期間Ｒが１９１＋６４＝２５５、Ｇ光発光期間Ｇが１６０＋６４＝２２４、Ｂ光発光期間Ｂが１３６＋６４＝２００であるため、消費電力はこれら３つの値の和である「６７９」に規定される。これに対して、図７（ｃ）の場合、Ｒ光発光期間Ｒが１９１＋１６０＝３５１、Ｇ光発光期間Ｇが６４＋１６０＝２２４、Ｂ光発光期間Ｂが４０＋１６０＝２００であるため、消費電力は「７７４」に規定される。同様に、図７（ｄ）の場合、消費電力は「８３９」に規定される。
【００７０】
図８は、白色発光期間と光源装置の消費電力および効率との関係を示す図である。図８に示す関係は、横軸を白色発光期間とし、縦軸を光源装置２０の消費電力／効率としたグラフに、図７（ａ）〜（ｄ）に示す組合せごとに、白色発光期間を横軸の値とし、光源装置２０の消費電力および効率を縦軸の値としてプロットしたものである。
【００７１】
なお、図８において、光源装置２０の効率は、単色光源（赤色光源２０１Ｒ，緑色光源２０１Ｇ，青色光源２０１Ｂ）にＬＥＤ光源を用いた構成において、各ＬＥＤ光源の駆動電流に対する発光量の特性に基づいて算出したものである。詳細には、ＬＥＤ光源は、一般的に、駆動電流と発光量との間に図９に示すような関係を有している。なお、図９では、ＬＥＤ光源の駆動電流Ｉ２のときの発光量を１００％として、駆動電流Ｉによる相対的な発光量を示している。
【００７２】
図９を参照して、ＬＥＤ光源は、消費電力に対する発光量の割合を示す発光効率が、駆動電流が大きくなるほど低下するという特性を有している。これは、電流量の増加による自己発熱によって素子温度が上昇すると、ＬＥＤ光源の発光量が減少するためである。換言すれば、駆動電流が小さいときほど発光効率が高くなる。
【００７３】
このようなＬＥＤ光源の特性により、たとえば、１００％の発光量で所定期間発光させる場合と、５０％の発光量で所定期間の２倍の期間発光させる場合とでは、同等の光量が得られる一方で、後者の方が発光効率が高いため、電力消費を抑えることができる。これを図７（ａ）〜（ｄ）に示す組合せに当てはめると、Ｄｕｔｙ伸張率が大きくなるほど、ＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間が長く伸張される。そのため、一定の発光量を得る場合には、Ｄｕｔｙ伸張率が大きくなるに従って光源装置２０の発光効率が高くなり、効率向上に有効であることが分かる。
【００７４】
このように、白色発光期間を長くすることによって各単色光源の発光期間が増えるが、その一方で、各単色光源の発光効率が向上する。この結果、投写画像の輝度を保ちながら、光源装置の電力消費を抑えることができる。
【００７５】
しかしながら、その一方で、白色発光期間を増やすことによって、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの発光期間がＤｕｔｙ伸張率に従って一律に伸張されるため、単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂのいずれかにおいて、ＲＧＢ信号を表示するのに必要な光量を超えて発光するケースが起こり得る。これにより、白色発光期間の増加によって光源装置の効率向上を図るのと相反して、単色光源が無駄に電力を消費するという不具合が生じてしまう。
【００７６】
たとえば図７の例では、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２００）に基づいて、Ｒ光発光期間Ｒ、Ｇ光発光期間Ｇ、Ｂ光発光期間Ｂが、それぞれ、Ｒ＝２５５，Ｇ＝２２４，Ｂ＝２００に設定される（図７（ａ））。これに対して、白色発光期間Ｗ＝６４とした場合（図７（ｂ））には、Ｒ光発光期間Ｒが１９１＋６４＝２５５、Ｇ光発光期間Ｇが１６０＋６４＝２２４、Ｂ光発光期間Ｂが１３６＋６４＝２００となり、上記のＲＧＢ信号の最大値に基づいた発光期間と一致している。よって、単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂのいずれにおいても無駄な電力消費が生じていない。
【００７７】
これに対して、白色発光期間Ｗ＝１６０（図７（ｃ））の場合は、Ｒ光発光期間Ｒが１９１＋１６０＝３５１となり、Ｒ信号の最大値Ｒｍａｘに基づいたＲ光発光期間Ｒ＝２５５を超えている。よって、赤色光源２０１Ｒは、Ｒ信号の表示に必要な光量を超えて発光しており、過剰な電力を消費している。
【００７８】
さらに、白色発光期間Ｗ＝１９２（図７（ｄ））の場合は、Ｒ光発光期間Ｒが１９１＋１９２＝３８３となり、Ｒ信号の最大値Ｒｍａｘに基づいたＲ光発光期間Ｒ＝２５５を超えている。さらに、Ｇ光発光期間Ｇが６４＋１９２＝２５６となり、Ｇ信号の最大値Ｇｍａｘに基づいたＧ光発光期間Ｇ＝２２４を超えている。したがって、赤色光源２０１Ｒおよび緑色光源２０１Ｇが過剰な電力を消費していることとなる。
【００７９】
このような無駄な電力消費を抑えるためには、白色発光期間において、無駄な電力を消費している単色光源の光量を低減することが有効である。Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅ、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅは、画素ごとのＲＧＢ成分を表示するのに必要とされる期間であるため、これらの期間中に各単色光源の光量を低下させることは投写画像の彩度を低下させることとなり、好ましくないからためである。
【００８０】
したがって、本実施の形態に係るフィールドシーケンシャル駆動方式では、白色発光期間における単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの光量を下げることによって、無駄な電力消費を抑える。その一方で、白色発光期間における単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの光量を低下させると、白色発光期間中に光源装置２０から出射される光の色相および彩度が変化するため、画像によっては色バランスが崩れる可能性がある。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、１画面を構成する全ての画素を色破綻させることなく表示できるように、ＲＧＢ信号に応じて、白色発光期間におけるＲＧＢ成分の比率を変化させる。そして、ＲＧＢ信号に適応させたＲＧＢ成分の比率に従って、白色発光期間における各単色光源の輝度を調整する。このように、白色発光期間における単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの輝度を、投写画像に色破綻を表示させない必要最小限の輝度に調整することによって、白色発光期間における単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの光量を、投写画像の色再現性を損なわない限度で低減させることができる。この結果、光源装置の低消費電力化を実現できる。
【００８２】
以下に、本実施の形態に係るフィールドシーケンシャル駆動方式について、図面を参照して説明する。
【００８３】
（本実施の形態に係るフィールドシーケンシャル駆動方式）
図１０は、本実施の形態に係るフィールドシーケンシャル駆動を実現するための制御回路の構成を示す図である。
【００８４】
図１０を参照して、制御回路６０は、信号入力回路６０１と、信号処理回路６０２と、ＤＭＤ駆動回路６０３とを含む。
【００８５】
信号入力回路６０１は、入力端子を介して入力された映像信号を信号処理回路６０２へ出力する。
【００８６】
信号処理回路６０２は、白色期間設定部６０２０と、白色期間色最適化部６０２２と、信号変換部６０２４と、同期信号生成回路６０２ａとを含む。
【００８７】
白色期間設定部６０２０は、入力された画像信号を変換して生成したＲＧＢ信号に基づいて、１フレームの画像ごとに、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅおよび白色発光期間Ｗを設定する。
【００８８】
白色期間色最適化部６０２２は、白色期間設定部６０２０により設定された白色発光期間Ｗにおける赤色光源２０１Ｒ，緑色光源２０１Ｇ，青色光源２０１Ｂの輝度を調整する。このとき、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの輝度は、１画面を構成する全ての画素において入力画像信号との間に色ずれが発生しないことを条件として、当該条件を満足させる白色発光期間ＷにおけるＲＧＢ成分の比率に基づいて調整される。
【００８９】
信号変換部６０２４は、ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置し、１つのフレーム期間に合わせてＲＧＢ成分および白色成分の表示期間をスケーリングする。具体的には、信号変換部６０２４は、白色期間色最適化部６０２２によって各単色光源の輝度が調整された白色発光期間Ｗと、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅとを重ならないように再配置して、一次的な組合せを作る。そして、信号変換部６０２４は、この組合せにおけるＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の総和がフレーム期間に一致するように、ＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を同じ割合（Ｄｕｔｙ伸張率）で伸張させる。信号変換部６０２４は、スケーリングされたＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を示す信号を生成してＤＭＤ駆動回路６０３およびＬＥＤ駆動回路７０へ出力する。
【００９０】
同期信号生成回路６０２ａは、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの駆動と、ＤＭＤ４０の駆動とを同期させるための同期信号を生成する。生成された同期信号は、ＤＭＤ駆動回路６０３およびＬＥＤ駆動回路７０へ出力される。
【００９１】
ＤＭＤ駆動回路６０３は、ＲＧＢ信号に基づいて、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応するＤＭＤ駆動信号を生成する。そして、生成した各光に対応するＤＭＤ駆動信号を、同期信号に従って、１フレームの画像ごとに時分割にて順次ＤＭＤ４０へ出力する。
【００９２】
ＬＥＤ駆動回路７０は、信号変換部６０２４からのＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を示す信号に基づいて、ＰＷＭ方式により各単色光源に対応するＬＥＤ駆動信号を生成する。そして、生成した各単色光源に対応するＬＥＤ駆動信号を、同期信号に従って、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂに出力する。すなわち、ＬＥＤ駆動回路７０は、信号変換部６０２４からの信号に従って、パルス波のデューティ比を調整することにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出力される光量を調整する。これにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから出力される光量が、画像の色情報に応じて、１フレームの画像ごとに調整される。
【００９３】
また、ＬＥＤ駆動回路７０は、同期信号に従って、各単色光源にＬＥＤ駆動信号を出力することにより、各単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂから光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）が出射されるタイミングと、それぞれの光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力されるタイミングとの同期をとることができる。
【００９４】
すなわち、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅに、そのときの画像のＲ成分に基づいて生成された、Ｒ光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力される。同様に、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅに、そのときの画像のＧ成分に基づいて生成された、Ｇ光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力される。また、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅに、そのときの画像のＢ成分に基づいて生成された、Ｂ光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力される。さらに、白色発光期間Ｗに、そのときの画像の白色成分に基づいて生成された、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ４０に出力される。
【００９５】
画像の色情報に応じてＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の長さを変えるとともに、白色発光期間におけるＲＧＢ成分の比率を変えることにより、投写画像の色バランスを破綻させることなく、光源装置の消費電力を抑えることができる。
【００９６】
図１１は、本実施の形態に従うＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間の設定動作を説明するフローチャートである。なお、図１１に示す各ステップの処理は、制御回路６０が図１０に示す各制御ブロックとして機能することで実現される。
【００９７】
図１１を参照して、白色期間設定部６０２０は、入力された画像信号を変換して生成したＲＧＢ信号に基づいて、１フレームの画像ごとに、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅおよび白色発光期間Ｗを設定する（ステップＳ０１）。
【００９８】
次に、白色期間色最適化部６０２２は、白色期間設定部６０２０により設定された白色発光期間Ｗにおける赤色光源２０１Ｒ，緑色光源２０１Ｇ，青色光源２０１Ｂの輝度を調整する（ステップＳ０２）。
【００９９】
次に、信号変換部６０２４は、白色期間色最適化部６０２２によって各単色光源の輝度が調整された白色発光期間Ｗと、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅとを重ならないように再配置し、１つのフレーム期間に合わせてＲＧＢ発光期間および白色発光期間をスケーリング（Ｄｕｔｙ伸張）する（ステップＳ０３）。
【０１００】
以下に、図１１に示す各ステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３の処理について、図面を参照して詳細に説明する。
【０１０１】
（白色発光期間の設定）
図１２は、入力画像信号に含まれるＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の表示期間および階調を示す図である。図１２では、１画面が、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素群と、信号値（１９２，２２４，２００）を有する画素群と、信号値（８０，１２８，２４０）を有する画素群とから構成される場合を想定する。
【０１０２】
図１３は、図１１のステップＳ０１に示す白色発光期間の設定動作を説明するフローチャートである。
【０１０３】
図１３を参照して、最初に、白色期間設定部６０２０は、１フレームの画像を表わすＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のそれぞれの最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）を算出する（ステップＳ１０１）。図１２の例では、（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２４０）となる。
【０１０４】
次に、白色期間設定部６０２０は、画素ごとにＲＧＢ信号から白色成分を抽出し、その抽出した白色成分に基づいて、ＲＧＢ単色発光期間を算出する。具体的には、画素ごとにＲＧＢ信号の最小信号値ｍｉｎ（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））を白色成分として抽出する。そして、その抽出した白色成分をＲ信号の信号値Ｒ（ｘ）から減じることにより、当該画素のＲ成分を算出する。図１２の例では、信号値（Ｒ（ｘ），Ｇ（ｘ），Ｂ（ｘ））＝（２５５，１２８，６４）を有する画素では、白色成分がＢ（ｘ）の「６４」であるため、Ｒ成分は「２５５」から「６４」を減じた「１９１」となる。同様に、信号値（１９２，２２４，２００）を有する画素では、白色成分がＲ（ｘ）の「１９２」であるため、Ｒ成分は「１９２」から「１９２」を減じた「０」となる。また、信号値（８０，１２８，２４０）を有する画素では、白色成分がＲ（ｘ）の「８０」であるため、Ｒ成分は「８０」から「８０」を減じた「０」となる。
【０１０５】
そして、画素ごとのＲ成分が算出されると、式（３）に従って、算出した画素ごとのＲ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅに設定する。上記の場合、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅは、最大値である「１９１」に設定される。
【０１０６】
同様にして、白色期間設定部６０２０は、画素ごとのＧ成分を算出し、式（３）に従って、算出した画素ごとのＧ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅに設定する。また、画素ごとのＢ成分を算出し、式（３）に従って、算出した画素ごとのＢ成分の最大値を表示するための表示期間を、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅに設定する。図１２の例では、ＲＧＢ単色発光期間は、（Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ）＝（１９１，６４，１６０）に設定される。
【０１０７】
【数３】
2012053138.tif 000005
【０１０８】
次に、白色期間設定部６０２０は、ＲＧＢ信号の最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）および画素ごとのＲＧＢ成分の最大値に対応するＲＧＢ単色発光期間（Ｒｐｕｒｅ，、Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ）に基づいて、白色発光期間において白色成分を表示するのに必要なＲ光、Ｇ光、Ｂ光の最小必要光量を算出する（ステップＳ１０３）。
【０１０９】
具体的には、白色発光期間におけるＲ光の最小必要光量Ｗｒは、式（４）のように、Ｒ信号の最大値ＲｍａｘからＲ単色発光期間Ｒｐｕｒｅを減じることにより求められる。同様に、Ｇ光の最小必要光量Ｗｇは、Ｇ信号の最大値ＧｍａｘからＧ単色発光期間Ｇｐｕｒｅを減じることにより算出される。また、Ｂ光の最小必要光量Ｗｂは、Ｂ信号の最大値ＢｍａｘからＢ単色発光期間Ｂｐｕｒｅを減じることにより算出される。図１２に示すＲＧＢ信号の場合、（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２４０）であり、（Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ）＝（１９１，６４，１６０）であることから、ＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）＝（６４，１６０，８０）となる。
【０１１０】
【数４】
2012053138.tif 000006
【０１１１】
次に、白色期間設定部６０２０は、ステップＳ１０３で算出した白色発光期間におけるＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）に基づいて、白色発光期間Ｗを設定する（ステップＳ１０４）。具体的には、白色期間設定部６０２０は、式（５）に従って、ＲＧＢ光の最小必要光量のうちの最大値を、白色発光期間Ｗとして割当てる。図１２に示すＲＧＢ信号の場合、最大値であるＷｇの「１６０」が白色発光期間Ｗに割当てられる。
【０１１２】
【数５】
2012053138.tif 000007
【０１１３】
ここで、上述したように、各単色光源をＬＥＤ光源で構成した場合には、白色発光期間Ｗを増やすことによって各単色光源を低い電流で駆動させることができるため、各単色光源の発光効率が向上する。このため、白色期間設定部６０２０は、ＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）のうちの最大値を白色発光期間Ｗに割当てることによって、光源装置の消費電力の低減を図っている。
【０１１４】
（白色発光期間の色最適化）
上記のように、白色期間設定部６０２０が、ＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）のうちの最大値Ｗｇ＝「１６０」を白色発光期間Ｗに割当てた場合、赤色光源２０１Ｒについては、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅと白色発光期間Ｗとの合計値が、Ｒ信号の最大値Ｒｍａｘに基づいたＲ光発光期間Ｒ＝２５５を超えている。青色光源２０１Ｂについても、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅと白色発光期間Ｗとの合計値が、Ｂ信号の最大値Ｂｍａｘに基づいたＢ光発光期間Ｂ＝２４０を超えている。よって、赤色光源２０１Ｒおよび青色光源２０１Ｂが過剰な電力を消費することとなる。そこで、白色期間色最適化部６０２２は、図１４に示す処理を行なうことによって、白色発光期間Ｗにおける赤色光源２０１Ｒおよび青色光源２０１Ｂの光量を低減させる。
【０１１５】
図１４を参照して、最初に、白色期間色最適化部６０２２は、白色期間設定部６０２０により算出されたＲＧＢ光の最小必要光量Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂの大小を比較する（ステップＳ２０１）。図１３の例では、ＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）＝（６４，１６０，８０）であることから、Ｗｒ＜Ｗｂ＜Ｗｇとなる。
【０１１６】
次に、白色期間色最適化部６０２２は、Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂのうちの中間値Ｗｂについて、白色発光期間Ｗに最大値Ｗｇ＝１６０を割当てた場合に、全ての画素を、色バランスを破綻させることなく表示させることができる最適値Ｗｂｏｐｔを算出する（ステップＳ２０２）。
【０１１７】
具体的には、白色期間色最適化部６０２２は、画素ごとに、Ｇ信号の信号値Ｇ（ｘ）およびＧ光の最小必要光量Ｗｇに基づいて、白色発光期間ＷにおいてＤＭＤ４０がオン状態となる期間を算出する。そして、ＤＭＤ４０がオン状態となる期間に白色成分を表示するために必要とされるＢ光の最小必要光量を算出する。なお、信号値Ｇ（ｘ）がＧ光の最小必要光量Ｗｇを超える場合には、白色発光期間の全てにおいてＤＭＤ４０がオン状態とされるため、信号値Ｇ（ｘ）＝Ｗｇとする。白色期間色最適化部６０２２は、式（６）により、画素ごとに算出したＢ光の最小必要光量のうちの最大値を、中間値Ｗｂの最適値Ｗｂｏｐｔに決定する。
【０１１８】
【数６】
2012053138.tif 000008
【０１１９】
上記の処理によって中間値Ｗｂの最適値Ｗｂｏｐｔが算出されると、白色期間色最適化部６０２２は、続いて、最小値Ｗｒの最適値Ｗｒｏｐｔを算出する（ステップＳ２０３）。白色期間色最適化部６０２２は、画素ごとに、Ｇ信号の信号値Ｇ（ｘ）、Ｇ光の最小必要光量Ｗｇ、Ｂ信号の信号値Ｂ（ｘ）およびＢ光の最小必要光量の最適値Ｗｂｏｐｔに基づいて、白色発光期間ＷにおいてＤＭＤ４０がオン状態となる期間を算出する。そして、ＤＭＤ４０がオン状態となる期間に白色成分を表示するために必要とされるＲ光の最小必要光量を算出する。なお、信号値Ｇ（ｘ）がＧ光の最小必要光量Ｗｇを超える場合には、信号値Ｇ（ｘ）＝Ｗｇとする。同様に、信号値Ｂ（ｘ）がＢ光の最小必要光量の最適値Ｗｂｏｐｔを超える場合には、信号値Ｂ（ｘ）＝Ｗｂｏｐｔとする。白色期間色最適化部６０２２は、式（７）により、画素ごとに算出したＲ光の最小必要光量のうちの最大値を、最小値Ｗｒの最適値Ｗｒｏｐｔに決定する。
【０１２０】
【数７】
2012053138.tif 000009
【０１２１】
以上により、白色発光期間ＷにおけるＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）は、それぞれ最適値（Ｗｒｏｐｔ，Ｗｇ，Ｗｂｏｐｔ）に調整される。すなわち、白色期間色最適化部６０２２は、白色発光期間ＷにおけるＲ光、Ｇ光、Ｂ光の光量の比率を、ＥＧＢ信号に応じて変化させる。これにより、１フレーム画像の色バランスを破綻させることなく、単色光源２０１Ｒ，２０１Ｇ，２０１Ｂの電力消費を抑えることができる。
【０１２２】
（Ｄｕｔｙ伸張）
図１５は、図１１のステップＳ０３に示すＤｕｔｙ伸張動作を説明する図である。
【０１２３】
図１５（ａ）は、図１２に示すＲＧＢ信号の最大値（Ｒｍａｘ，Ｇｍａｘ，Ｂｍａｘ）＝（２５５，２２４，２００）に基づいて設定されたＲ光発光期間Ｒ、Ｇ光発光期間Ｇ、Ｂ光発光期間Ｂを示す。
【０１２４】
図１５（ｂ）は、図１３に示す白色発光期間の設定動作によって設定されたＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅおよび白色発光期間Ｗを重ならないように配置したものである。なお、ＲＧＢ成分と白色成分とを再配置するとき、白色成分はどの位置にあってもよい。
【０１２５】
図１５（ｃ）は、図１４に示す白色発光期間における色最適化動作によって、ＲＧＢ光の最小必要光量Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂを最適値に調整することを示す図である。図１５（ｃ）において、ＲＧＢ単色発光期間Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅと白色発光期間Ｗとの総和はフレーム期間と一致していない。よって、信号変換部６０２４は、ＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を調整して、それらの総和がフレーム期間になるようにスケーリングする。
【０１２６】
図５（ｃ）に示す単色発光期間（Ｒｐｕｒｅ，Ｇｐｕｒｅ，Ｂｐｕｒｅ）＝（１９１，６４，１６０）および白色発光期間Ｗ＝１６０を上記の式（２）に代入することにより、Ｄｕｔｙ伸張率ＤＥＲ＝７６５／４１５が算出される。この算出したＤｕｔｙ伸張率を用いて各単色発光期間および白色発光期間をそれぞれスケーリングすることによって、Ｒｐｕｒｅ＝２５４，Ｇｐｕｒｅ＝８５，Ｂｐｕｒｅ＝２１３，Ｗ＝２１３に伸張される。なお、白色発光期間Ｗにおいて、ＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）＝（１３３，２１３，１３３）に増加される。
【０１２７】
［変更例］
上述の説明においては、Ｄｕｔｙ伸張動作として、ＲＧＢ単色発光期間および白色発光期間を、共通のＤｕｔｙ伸張率に従って各々を同じ割合だけ伸張する場合について説明したが、白色発光期間のＤｕｔｙ伸張率がＲＧＢ単色発光期間のＤｕｔｙ伸張率よりも大きくなるように、ＲＧＢ単色発光期間と白色発光期間とでＤｕｔｙ伸張率を異ならせることによって、さらなる高輝度化を実現することができる。
【０１２８】
図１６は、Ｄｕｔｙ伸張動作の変更例を説明する図である。
図１６では、Ｒ単色発光期間Ｒｐｕｒｅの伸張量をＲｘとし、Ｇ単色発光期間Ｇｐｕｒｅの伸張量をＧｘとし、Ｂ単色発光期間Ｂｐｕｒｅの伸張量をＢｘとし、白色発光期間Ｗの伸張量をＷｘとする。
【０１２９】
上記の白色期間色最適化動作（図１４参照）により、白色発光期間ＷにおけるＲ光、Ｇ光、Ｂ光の光量を調整したことから、白色発光期間ＷのＤｕｔｙ伸張率のみを、当初のＤｕｔｙ伸張率ＢＥＲから増加させた場合には、画像のホワイトバランスが崩れてしまう可能性がある。
【０１３０】
そのため、本変更例では、各発光期間の伸張量Ｒｘ，Ｇｘ，Ｂｘ，Ｗｘの合計値が白色光となるように、各発光期間の伸張量を決定する。具体的には、白色発光期間における色最適化動作により調整されたＲＧＢ光の最小必要光量（Ｗｒ，Ｗｇ，Ｗｂ）を、式（９）に代入することにより、伸張係数ｋを算出する。そして、その算出した伸張係数ｋを用いて、式（８）により各発光期間の伸張量Ｒｘ，Ｇｘ，Ｂｘ，Ｗｘを算出する。
【０１３１】
【数８】
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【０１３２】
【数９】
2012053138.tif 000011
【０１３３】
この結果、図１６では、白色発光期間の伸張量Ｗｘが増えるため、投写画像の輝度が向上する。また、白色発光期間では、Ｒ光の最小必要光量ＷｒおよびＢ光の最小必要光量ＷｂがＧ光の最小必要光量Ｗｇよりも少ないことを受けて、Ｒ光発行期間の伸張量ＲｘおよびＢ光発光期間の伸張量ＢｘがＧ光発光期間の伸張量Ｇｘよりも多くなっている。これにより、画像のホワイトバランスを保つことができる。
【０１３４】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１３５】
１  プロジェクタ、１０  本体キャビネット、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ  光源ユニット、２０  光源装置、２０Ｇ  緑色光源ユニット、２０Ｒ  赤色光源ユニット、２０Ｂ  青色光源ユニット、３０  導光光学系、５０  投写光学ユニット、６０  制御回路、７０  ＬＥＤ駆動回路、１０１，１０２  傾斜面、１０３  投写口、２０１Ｒ  赤色光源、２０１Ｇ  緑色光源、２０１Ｂ  青色光源、２０２Ｒ，２０１Ｇ，２０２Ｂ  ヒートシンク、３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂ，３０２Ｒ，３０２Ｇ，３０２Ｂ  レンズ、３０３  ダイクロイックプリズム、３０４  中空ロッド、３０５，３０７  ミラー、３０６，３０８  リレーレンズ、５０１  レンズユニット、５０２  曲面ミラー、５０３  ハウジング、６０１  信号入力回路、６０２  信号処理回路、６０２ａ  同期信号生成回路、６０３  ＤＭＤ駆動回路、６０２０  白色期間設定部、６０２２  白色期間色最適化部、６０２４  信号変換部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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