(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶のＯＮ遷移とＯＦＦ遷移の時間がサブフィールド毎の階調に影響し、サブフィールドのＯＮが連続になる時と不連続になる時の階調が異なってしまい、正しい階調値を表現できない場合でも階調を良好に再現することができる投影制御装置を提供する。【解決手段】光変調器で表現する画素の階調値に応じて、光変調器へ照射する光源からの光の照射量を制御する。レーザダイオード２１は、サブフィールド毎の階調値に応じて発光時間を制御し、１、２、４の比率になるように発光時間を長くするとともに、発光時間は蛍光体の中央部だけ（つまり、画素が遷移状態である遷移時間３５を除く時間に対応する部分）を用いるように蛍光体ホイール２２の各色の蛍光体の切り替わりに同期するように発光３７が得られ、発光３７は液晶の遷移状態３５の時にはＬＣＯＳパネル上の画素に当らないように制御される。【選択図】図４
2016180802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を光変調器で変調した上で投影する投影制御装置であって、
前記光源を駆動する駆動手段と、
前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする投影制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の発光時間を制御することで、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記光変調器の画素がＯＮとＯＦＦの間を遷移する遷移時間を除く時間で、前記発光時間を制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の投影制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の発光時間と発光強度の少なくとも一方を制御することで、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光を制限することで、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の投影制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記光変調器の画素がＯＮとＯＦＦの間を遷移する遷移時間内に、前記光変調器へ照射する前記光源からの光を制限する
ことを特徴とする請求項５に記載の投影制御装置。
【請求項７】
前記光源は、波長の異なる３種類以上の光を出力する固体光源である
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投影制御装置。
【請求項８】
前記固体光源は、レーザダイオードと蛍光体ホイールを組み合わせて構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の投影制御装置。
【請求項９】
前記固体光源は、波長の異なる３種類以上の光を出力する発光ダイオードである
ことを特徴とする請求項７に記載の投影制御装置。
【請求項１０】
前記光変調器は、１枚あるいは３枚の液晶パネルである
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の投影制御装置。
【請求項１１】
光源からの光を光変調器で変調した上で投影する投影制御装置の制御方法であって、
前記光源を駆動する駆動工程と、
前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する制御工程と
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投影制御装置の各手段として機能させるための、または請求項１１に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶（以下、ＬＣＤ）パネルや反射型液晶（以下、ＬＣＯＳ）パネルを空間変調素子として使用するプロジェクタ等の画像投影技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラープロジェクタではＬＣＤを３枚使用し、ＲＧＢの各色の光成分毎に、空間変調後の光を光学合成して、投影することが一般的である。一般的に、３枚のＬＣＤは、各画素にかける電圧を変えることによるアナログ変調を用いて階調を表現している。
【０００３】
特許文献１では、３つのＲＧＢ光を切り替えながら、プリズムで集光して、１枚のアナログ式液晶に当てることでカラーの画像を表示する構成が開示されている。
【０００４】
ＬＣＤと異なり、デジタルミラーデバイス（以下、ＤＭＤ）を空間変調素子として使う場合は、ＤＭＤの高速なＯＮ／ＯＦＦ特性を利用したデジタル変調を用いて階調を表現している。これは高速なＯＮ／ＯＦＦ特性を利用して、１枚のＤＭＤとカラーホイールを組み合わせて、ＲＧＢの色毎に複数のサブフィールドを時間的に合成することで、カラー画像を表現することが行なわれている。また、カラーホイールの代わりとして、３原色分のＬＥＤを光源として用いたり、レーザと蛍光体ホイールを用いることによって、３原色分の光源とすることが実現されている。
【０００５】
更に、ＬＣＤにおいてもＤＭＤのようにサブフィールドを用いたデジタル変調を行うことで、階調をもたせているプロジェクタが、一部で商品化され始めている。
【０００６】
また、特許文献２では、３色の固体光源と１枚のデジタル駆動の液晶パネルを用い、サブフィールドの数によって階調を出す例が開示されている。この例では、デジタル駆動のＯＮ／ＯＦＦに合わせて固体光源をＯＮ／ＯＦＦすることで、消費電力を削減するものである。また、この例は、一定時間のサブフィールドを複数用いて階調を出すものであり、階調数を高めるには数多くのサブフィールドが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−６５４７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０３２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＬＣＤやＬＣＯＳをアナログ変調で使用する場合には、色毎に各画素の階調レベルを切り替える必要があるが、液晶の物性上、液晶の各画素の階調レベルは高速に切り替えられない。そのため、各色の階調値が次の色の階調値に影響してしまい、色が混ざったように見えてしまうことがある。
【０００９】
また、ＬＣＤやＬＣＯＳをＤＭＤのようにデジタル駆動して時間階調で階調を表現する場合、デジタル変調のＬＣＤはアナログ変調より電圧を高く切り替えるので、ある程度、高速にＯＮ／ＯＦＦを切り替えることができる。しかしながら、ＬＣＤのデジタル駆動でも物性上、ＤＭＤのような超高速の変調は不可能である。また、たとえＬＣＤが強誘電液晶であったとしても、ＤＭＤよりは、ＯＮ／ＯＦＦの切替に長い時間を必要とする。そのため、ＬＣＤでは、ＯＮ遷移の時間とＯＦＦ遷移の時間がサブフィールド毎の階調に影響し、サブフィールドのＯＮが連続になる時と不連続になる時の階調が異なってしまうことになる。その結果、時間階調の組み合わせによる積分階調値が正確でなくなり、正しい階調値を表現できない場合がある。
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、階調を良好に再現することができる投影技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明による投影装置は以下の構成を備える。即ち、
光源からの光を光変調器で変調した上で投影する投影制御装置であって、
前記光源を駆動する駆動手段と、
前記光変調器で表現する画素の階調値に応じて、前記光変調器へ照射する前記光源からの光の照射量を制御する制御手段と
を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、階調を良好に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】サブフィールドと光源の関係を従来例と比較した図である。
【図２】実施形態１の投影制御装置の構成要素のブロック図である。
【図３】実施形態１の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【図４】実施形態１の光の制御状況を説明する図である。
【図５】実施形態１のタイミング制御を示すフローチャートである。
【図６】実施形態１のサブフィールドと階調の関係を表す表である。
【図７】実施形態２の投影制御装置の構成要素のブロック図である。
【図８】実施形態２の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【図９】実施形態２の光の制御状況を説明する図である。
【図１０】実施形態３の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【図１１】実施形態３の光の制御状況を説明する図である。
【図１２】実施形態４の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【図１３】実施形態４の光の制御状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
＜概要＞
本発明による階調表現方法の特徴について、図１に示すサブフィールド毎のスロット数と光源制御の関係を用いて説明する。ここで、図１（Ａ）は、従来のＤＭＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。図１（Ｂ）は、従来のＬＣＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。図１（Ｃ）は、本発明のＬＣＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。
【００１６】
図中、４１は、１０スロットのサブフィールドである。４２は、光源発光である。４３は、８スロットのサブフィールドである。４４は、２スロットのサブフィールドである。４５は、ＬＣＤのＯＦＦ遷移状態である。４６は、１１スロットのサブフィールドである。４７は、時間制御された光源である。４８は、９スロットのサブフィールドである。４９は、３スロットのサブフィールドである。５０は、ＬＣＤのＯＮ遷移状態である。
【００１７】
各実施形態において、サブフィールド内でそれぞれの画素のＯＮ／ＯＦＦを行なう１単位をスロットとして用い、スロット数によって、画素のＯＮないしＯＦＦの時間を定義している。
【００１８】
ここでは、１スロットの時間を、一例として１μｓｅｃの時間単位として説明する。その時、図１（Ａ）のＤＭＤがＯＮしている（投影側に反射している）場合の１０スロットのサブフィールド４１の時間は１０μｓｅｃになる。この時の光源発光４２はサブフィールドの期間と同じかそれ以上に長く発光させている。よって、１０μｓｅｃ分の表示階調が実現される。
【００１９】
８スロットのサブフィールド４３や２スロットのサブフィールド４４においても、同様に、光源発光４２は、サブフィールドと同じかそれ以上に発光させるので、それぞれ８μｓｅｃと２μｓｅｃの表示階調が実現される。尚、８スロットと２スロットの２回の表示階調の合計は、１０スロットの表示階調と一致する。よって、サブフィールドが連続しても不連続でも同じなので、正しい階調表現がなされる。
【００２０】
図１（Ｂ）において、ＬＣＤの遷移時間としては、ＯＮ遷移時間とＯＦＦ遷移時間がある。ＯＮ遷移時間は２００ｎｓｅｃ程度と比較的短く、ＯＮ遷移中の通過光量は徐々に増加するので、平均としては、その光量は通過光量の約半分となる。図１（Ｂ）では、ＯＮ遷移時間中に平均して０．１スロット分に相当する光量が減少する場合を示している。一方、ＯＦＦ遷移時間は２μｎｓｅｃ程度と比較的長く、ＯＦＦ遷移中の通過光量は徐々に減少するので、平均としては、その光量は通過光量の約半分となる。よって、図１（Ｂ）では、ＯＦＦ遷移時間中に平均して１スロット分に相当する光量が通過する場合を示している。
【００２１】
ＬＣＤは、１０スロットのサブフィールド４１がＯＮした時に、ＯＮ遷移状態５０の時間だけ短く、ＯＦＦ遷移状態４５の時間分だけ長く、光源発光４２を通過させてしまう。その通過光量は変化するので、平均としては、その光量は通過光量の約半分となる。この光量は、ＯＮ遷移状態５０では、０．２スロットの半分である０．１スロット分に相当し、ＯＦＦ遷移状態４５では、２スロットの半分の１スロット分に相当する。
【００２２】
この結果、合計として１０．９スロットに相当する１０．９μｓｅｃ分の光量に相当する表示階調が実現される。
【００２３】
同様に、８スロットのサブフィールド４３や２スロットのサブフィールド４４においても、ＯＮ遷移状態５０の通過光量が引かれ、ＯＦＦ遷移状態４５の通過光量が足される。そのため、８スロットのサブフィールド４３及び２スロットのサブフィールド４４では、それぞれ８．９μｓｅｃと２．９μｓｅｃ分の光量に相当する表示階調が実現される。その結果、８スロットと２スロットの２回の表示階調の合計は１１．８μｓｅｃ分となり、１０スロットの時よりも、０．９μｓｅｃ長くなってしまう。これでは、ＯＮしているサブフィールドが連続している場合と不連続している場合とで、合計スロット数と表示階調が一致しないので、想定通りの階調を表示できなくなり、画像には階調段差と呼ばれる弊害が発生してしまう。
【００２４】
図１（Ｃ）においても、ＬＣＤの遷移時間としてのＯＮ遷移時間とＯＦＦ遷移時間があり、ＯＦＦ遷移時間中に平均して１スロット分に相当する光量が通過する場合を想定している。図１（Ｃ）では、図１（Ｂ）よりも、ＬＣＤのＯＮしているスロット数を長くして、それぞれ１１スロットのサブフィールド４６、９スロットのサブフィールド４８、３スロットのサブフィールド４９としている。
【００２５】
ここで、光源の点灯時間４７は、ＬＣＤのＯＮ時間よりも短くして、表示すべきスロット数だけの発光時間とする。サブフィールド４６中では１０スロット分だけ発光させる。このような制御により、ＬＣＤのＯＦＦ遷移状態４５に関係なく、１０μｓｅｃ分の表示階調が実現される。同様に、９スロットのサブフィールド４８中で８スロット分、３スロットのサブフィールド４９中で２スロット分の光源発光を行えば、合計１０スロット＝１０μｓｅｃ分の表示階調となり、１１スロット一回のサブフィールド４６の場合の表示階調と一致する。
【００２６】
本発明の特徴の１つは、光源からの光を変調する光変調器として利用する液晶のＯＮ時間を表示階調に一致させるのではなく、光源の発光量を表示階調に一致させるように制御することで、液晶の遷移時間に左右されない表示階調を実現する。
【００２７】
＜実施形態１＞
図２は実施形態１の投影制御装置の構成要素のブロック図である。
【００２８】
投影制御装置１００において、１１は、レーザダイオード（ＬＤ）を点灯させるＬＤドライバである。１２は、蛍光体ホイール２２（図３）を廻すホイールモータのモータドライバである。１３は、蛍光体ホイール２２の回転位置（回転角度）を検出するための角度検出器である。１４は、ＬＣＯＳパネル２９（図３）を駆動する液晶ドライバである。１５は、ＬＤドライバ１１、モータドライバ１２、及び１４液晶ドライバの各ドライバのタイミングを同期させ、制御するタイミングコントローラ（Ｔ−ＣＯＮ）である。タイミングコントローラ１５には、ＣＰＵ１５ａ、ＲＡＭ１５ｂ、ＲＯＭ１５ｃが内蔵されている。そして、タイミングコントローラ１５は、ＣＰＵ１５ａがＲＯＭ１５ｃに記憶されているプログラムを読み出し、ＲＡＭ１５ｂ上で実行することで、投影制御装置１００の各種構成要素の動作を制御する。
【００２９】
図３は実施形態１の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【００３０】
２１は、紫外ないし青色のレーザダイオードである。２２は、蛍光体ホイールである。２３は、赤色（Ｒ）に発光する赤色蛍光体である。２４は、緑色（Ｇ）に発光する緑色蛍光体である。２５は、青色（Ｂ）に発光する青色蛍光体である。２６は、レーザダイオード２１の出力光である。２７は、各色の蛍光体の発光を並行光に変換する光学レンズである。２８は、光学レンズ２７からの並行光である。２９は、デジタル駆動の反射型ＬＣＤであるＬＣＯＳパネルである。
【００３１】
尚、レーザダイオード２１は、半導体レーザとも呼ばれる高効率の光源であり、本実施形態では、紫外ないし青色発光のレーザダイオードを用いる。緑色光源と赤色光源は、レーザダイオード２１からの光を緑色蛍光体２４と赤色蛍光体２３それぞれに照射することで実現し、青色光源は、紫外光を青色蛍光体２５に照射することで実現する。但し、青色蛍光体２５に代えて、摺りガラスを配置して、その摺りガラスに青色光を照射することで青色光源を実現しても良い。
【００３２】
以下、実施形態１の投影制御装置１００の動作について説明する。
【００３３】
タイミングコントローラ１５は、モータドライバ１２を用いて、ホイールモータ（不図示）を駆動することで、蛍光体ホイール２２を一定速で回転させる。また、タイミングコントローラ１５は、ＬＤドライバ１１を用いて、ＬＣＯＳパネル２９に対して、表示する画像フレーム内の各サブフィールド毎に各画素のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００３４】
ここで、蛍光体ホイール２２の回転速度は、ＬＣＯＳパネル２９で表示するフレーム周波数の定速倍とする。一例として１倍速で説明するが、２倍速や２分の１倍速でも構わない。蛍光体ホイール２２を構成する各色の蛍光体（赤色蛍光体２３、緑色蛍光体２４、青色蛍光体２５）の合計数がサブフィールド数となるので、例えば、赤色蛍光体２３を７カ所、緑色蛍光体２４を９カ所、青色蛍光体２５を７カ所、配置する。図では、箇所数を簡略化して少なく書いている。尚、白色を出すためには緑色成分を多く必要とするので、緑色蛍光体２４の数を他色より多い数とすることができる。
【００３５】
また、タイミングコントローラ１５は、蛍光体ホイール２２の回転位置（回転角度）を検出する角度検出器１３によって、蛍光体ホイール２２中のどの蛍光体のどの位置（照射位置）にレーザダイオード２１の光が照射するかを計算する。タイミングコントローラ１５は、その計算結果に基づいて、レーザダイオード２１の駆動のタイミングを決定し、制御する。そして、タイミングコントローラ１５は、計算した照射位置に、レーザダイオード２１の出力光２６を照射するように、ＬＤドライバ１１を用いて、レーザダイオード２１を駆動する。
【００３６】
蛍光体にレーザダイオード２１の出力光２６が当たると、蛍光体が各色に点状に発光するので、その点状の発光を光学レンズ２７を用いて並行光２８に変換し、ＬＣＯＳパネル２９に当てる。
【００３７】
ＬＣＯＳパネル２９では、画素がＯＮになっている画素の部分だけ光を反射し、ＯＦＦの時は光を吸収するので、サブフィールド画像として、投影レンズ（不図示）を用いて投影面（例えば、スクリーン等）に投影される。そして、複数のサブフィールド画像を続けて投影することにより、視聴者の視覚環境の中で時間的に合成されて、フレーム画像として認識される。
【００３８】
この図３の投影制御装置１００の光の制御について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態１の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図４において、図３と共通の構成要素については同一の参照番号を付加して説明する。
【００３９】
図４において、３１は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の短時間ＯＮスロットである。３２は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の長時間ＯＮスロットである。３３は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の短時間ＯＦＦスロットである。３４は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の長時間ＯＦＦスロットである。３５は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の遷移状態である。３６は、蛍光体の発光幅である。３７は、蛍光体の発光である。３８は、ＬＣＯＳパネル２９の反射光である。
【００４０】
ここで、短時間ＯＮスロット３１とは、所定時間より短い期間の間、スロットをＯＮにする期間である。これに対して、長時間ＯＮスロット３２とは、所定時間より長い期間の間、スロットをＯＮにする期間である。同様に、短時間ＯＦＦスロット３３とは、所定時間より短い期間の間、スロットをＯＦＦにする期間である。これに対して、長時間ＯＦＦスロット３４とは、所定時間より長い期間の間、スロットをＯＦＦにする期間である。
【００４１】
各色の蛍光体の幅は、所定長よりも短いものと長いものの２種類以上あるものとする。蛍光体ホイール２２の回転に伴い、各色の蛍光体（赤色蛍光体２３、緑色蛍光体２４、青色蛍光体２５）が、レーザダイオード２１の前を通過する。レーザダイオード２１は、サブフィールド毎の階調数（階調値）に応じて発光時間を制御する。図の例では、１、２、４の比率になるように発光時間を長くしていく。尚、この発光時間は、蛍光体の中央部だけ（つまり、画素が遷移状態である遷移時間を除く時間に対応する部分）を用いるように蛍光体ホイール２２の角度検出器１３からの情報を元に制御している。このようにして、各色の蛍光体からの発光３７が得られる。
【００４２】
ＬＣＯＳパネル２９の各画素は、サブフィールド毎に異なるスロット数で開閉する。図では、短時間スロット（短時間ＯＮスロット３１あるいは短時間ＯＦＦスロット３３）と長時間スロット（長時間ＯＮスロット３２あるいは長時間ＯＦＦスロット３４）の２種類の場合を図示している。但し、この種類は、２種類に限定されず、３種類以上の種類が存在していても良い。
【００４３】
各色の蛍光体からの発光３７が、短時間ＯＮスロット３１あるいは長時間ＯＮスロット３２の時に、ＬＣＯＳパネル２９上の画素にあたると、反射光３８が得られる。一方、短時間ＯＦＦスロット３３あるいは長時間ＯＦＦスロット３４の時に、ＬＣＯＳパネル２９上の画素にあたると、反射光３８は得られない。
【００４４】
スロットがＯＮからＯＦＦ、あるいはＯＦＦからＯＮに遷移する時には、画素が遷移状態３５となるので、その時の反射光は中途半端な光量となる。そこで、ＬＤドライバ１１のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを蛍光体ホイール２２の各色の蛍光体の切り替わりに同期するように、タイミングコントローラ１５で制御する。これにより、レーザダイオード２１の出力光２６は、各色の蛍光体の中心部にあたり、蛍光体の発光３７が遷移状態３５の時にはＬＣＯＳパネル２９上の画素に当らないように制御される。
【００４５】
本実施形態では、光源を短時間でＯＮ／ＯＦＦ制御して、遷移状態の時に蛍光体からの発光が画素に当らないようにするので、蛍光体の励起時間が長いと問題になる。蛍光体の励起時間は、蛍光体の種類により、１０ｎｓｅｃから１０μｓｅｃの間であるので、本実施形態では、励起時間の短い蛍光体を使用する。つまり、液晶の遷移状態時間に比べて十分短い数分の１以下の励起時間の蛍光体を使用する。尚、レーザダイオードのＯＮ遷移時間とＯＦＦ遷移時間は、液晶の状態遷移時間に比べて通常無視できるほど短いので、考慮しなくてよい。
【００４６】
次に、投影制御装置１００が実行する処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。図５は、実施形態１の投影制御装置が実行するタイミング制御を示すフローチャートである。投影制御装置を統制する投影装置の電源がＯＮ状態になり、投影装置に接続される情報処理装置（例えば、パーソナルコンピュータ）から表示対象（投影対象）の画像が入力されると、タイミングコントローラ１５は、その入力画像に基づいて処理を開始する。尚、この処理は、タイミングコントローラ１５のＣＰＵ１５ａが、ＲＯＭ１５ｃに記憶されているプログラムを読み出し、ＲＡＭ１５ｂ上で実行することで実現される。
【００４７】
Ｓ９０１で、タイミングコントローラ１５は、モータドライバ１２を用いて、蛍光体ホイール２２の回転を開始する。回転数が上がってきたところで、Ｓ９０２で、タイミングコントローラ１５は、蛍光体ホイール２２の回転速度を入力画像のフレーム周波数の定数倍に同期させる。この定数倍は、ＬＣＯＳパネル２９のサブフィールド数と各色蛍光体の個数の関係で決定される。サブフィールド数と蛍光体個数が同一であれば、例えば、フレーム周波数が５９．９４Ｈｚの時には、蛍光体ホイール２２の回転速度（回転数）は３５９６．４ｒｐｍとする。蛍光体個数がサブフィールド数の倍数であれば、回転数は半分で良いので、蛍光体ホイール２２の回転速度（回転数）は１７９８．２ｒｐｍとする。
【００４８】
Ｓ９０３で、タイミングコントローラ１５は、入力画像の最初に表示すべきフレーム（表示フレーム）をＲＡＭ１５ｃに確保されるバッファメモリに読み込む。Ｓ９０４で、タイミングコントローラ１５は、角度検出器１３からの信号に対して、出力フレームの読み出しを始めるタイミングを合わせる。Ｓ９０５で、タイミングコントローラ１５は、出力フレームを階調毎のサブフィールドとして読み出して、ＬＣＤドライバ１４を用いてＬＣＯＳパネル２９をデジタル駆動する。Ｓ９０５で、タイミングコントローラ１５は、各サブフィールドの時間的中央部を中心として、ＬＤドライバ１１を用いて、レーザダイオードを発光し、蛍光体に照射させる。Ｓ９０７で、タイミングコントローラ１５は、サブフィールドの全てを表示したか否かを判定する。サブフィールドの全てを表示していない場合（Ｓ９０７でＮＯ）、タイミングコントローラ１５は、サブフィールドの全てを表示できるまで、Ｓ９０５とＳ９０６の処理を繰り返す。そして、サブフィールドの全てを表示したら（Ｓ９０７でＮＯ）、タイミングコントローラ１５は、Ｓ９０３に戻り、次の処理対象の表示フレームの処理を実行する。
【００４９】
図６は、実施形態１におけるサブフィールドと階調の関係を表す表である。
【００５０】
表の１行目は、サブフィールドあたりのデジタル駆動ＬＣＯＳのＯＮ時間に相当するスロット数である。２行目は、レーザダイオード２１の発光時間に比例するサブフィールド毎の階調数である。３行目は、赤色蛍光体２３（Ｒ）に対するサブフィールド割当を示している。４行目は、青色蛍光体２５（Ｂ）に対するサブフィールド割当を示している。５行目は、緑色蛍光体２４（Ｇ）に対するサブフィールド割当を示している。
【００５１】
また、表の１列目は、題目である。表の２列目から１２列目はサブフィールド当りの階調数を示している。表示の１３列目は、階調数の合計値（ＳＵＭ）を示している。
【００５２】
この表では、１スロットあたりの時間を１μｓｅｃとし、階調数で１に相当する発光時間も１μｓｅｃとする。
【００５３】
所定長より短いスロットを示すＳスロットは、最大の階調数４の発光時間より長い６スロット＝６μｓｅｃとする。所定長と同等の中くらいのスロットを示すＭスロットは、最大の階調数３２の発光時間より長い３４スロット＝３４μｓｅｃとする。所定長より長いスロットを示すＬスロットは、階調数６４の発光時間より長い６６スロット＝６６μｓｅｃとする。Ｌスロットの長さよりも２倍に長いスロットを示す２Ｌスロットは、階調数１２８の発光時間より長い１３０スロット＝１３０μｓｅｃとする。Ｌスロットの長さよりも３倍に長いスロットを示す３Ｌスロットは、階調数１９２の発光時間より長い１９４スロット＝１９４μｓｅｃとする。
【００５４】
赤色蛍光体２３及び青色蛍光体２５では、Ｓスロットが２つ、Ｍスロットが３つ、Ｌスロットが１つ、２Ｌスロットが１つの７つのサブフィールドを使用する。緑色蛍光体２４では、これに加えて、Ｓスロットを更に１つ、３Ｌスロットを更に１つ加えた９つのサブフィールドを使用する。各色の蛍光体に対するサブフィールドは、３色分で合計２３のサブフィールドになる。
【００５５】
サブフィールドの合計時間は、Ｓスロット＊７＋Ｍスロット＊９＋Ｌスロット＊３＋２Ｌスロット＊３＋３Ｌスロット＊１＝６＊７＋３４＊９＋６６＊３＋１３０＊３＋１９４＊１＝１１３０μｓｅｃである。この合計時間は、１秒間に６０フレームの時の１フレーム時間１６６６μｓｅｃ内に収まる。
【００５６】
更に、それぞれの最低階調の下の階調を表現するために、フレーム間の時間ディザ（Ｄｉｔｈｅｒ）あるいは隣接画素の空間ディザを用いて、階調数を２段階増やしている。
【００５７】
このようにして、赤色と青色は９階調を表現し、緑色は１０．５階調を表現できるので、通常の画像を投影するのに十分な階調数を確保している。更に、白色に必要な緑色成分を他色に比べて約１．７倍強く投影できるので、明るい白を投影することができる。
【００５８】
以上説明したように、実施形態１によれば、ＬＣＤのＯＮ時間を表示階調に一致させるのではなく、光源の発光時間を表示階調に一致させるようにすることで、液晶の遷移時間に左右されずに表示階調を表現することできる。
【００５９】
つまり、デジタル駆動の液晶パネルを使用しても正確な階調を表現することが可能となる。これにより、１枚のデジタル駆動の液晶パネルで階調表現が可能であり、ＤＬＰよりもＬＣＤの方が、一般的に安価であり高解像度化が容易であるので、高解像度の投影装置を小型かつより廉価に実現できる。
【００６０】
＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１におけるレーザダイオード２１と蛍光体ホイール２２の代わりに、３色のＬＥＤを用いる構成について説明する。
【００６１】
図７は実施形態２の投影制御装置の構成要素のブロック図である。
【００６２】
６１は、ＬＥＤを点灯させるＬＥＤドライバである。６２は、ＬＣＯＳパネル２９（図８）を駆動する液晶ドライバである。６３は、ＬＥＤドライバ６１及び液晶ドライバ６２の各ドライバのタイミングを同期させ、制御するタイミングコントローラ（Ｔ−ＣＯＮ）である。タイミングコントローラ６３には、ＣＰＵ６３ａ、ＲＡＭ６３ｂ、ＲＯＭ６３ｃが内蔵されている。そして、タイミングコントローラ６３は、ＣＰＵ６３ａがＲＯＭ６３ｃに記憶されているプログラムを読み出し、ＲＡＭ６３ｂ上で実行することで、投影制御装置１００の各種構成要素の動作を制御する。
【００６３】
図８は実施形態２の投影制御装置の構成要素の模式図である。
【００６４】
２９は、デジタル駆動の反射型ＬＣＤであるＬＣＯＳパネルである。７１は、赤色ＬＥＤ（Ｒ−ＬＥＤ）である。７２は、緑色ＬＥＤ（Ｇ−ＬＥＤ）である。７３は、青色ＬＥＤ（Ｂ−ＬＥＤ）である。７４は、合成プリズムである。７５は、集光補正光学系である。７６は、投射レンズである。
【００６５】
タイミングコントローラ６３は、液晶ドライバ６２を用いて、一枚のＬＣＯＳパネル２９をデジタル駆動する。また、タイミングコントローラ６３は、ＬＥＤドライバ６１を用いて、赤色ＬＥＤ７１、緑色ＬＥＤ７２及び青色ＬＥＤ７３の点灯においてその発光時間と発光強度を制御する。発光強度は、ＬＥＤドライバ６１の駆動電流を変更することによって制御する。
【００６６】
各色のＬＥＤの内、どれか１つのＬＥＤだけを点灯させると、その光は合成プリズム７４で方向を変えて、集光補正系光学系７５によって並行光となり、ＬＣＯＳパネル２９に照射される。ＬＣＯＳパネル２９の各画素は、それぞれのサブフィールド毎にＯＮまたはＯＦＦしているので、ＯＮしている画素に反射した光のみが投射レンズ７６を通して、スクリーン（不図示）に投影される。
【００６７】
この時のＬＣＯＳパネル２９のサブフィールドと３色のＬＥＤの点灯における制御タイミングを、図９を用いて説明する。図９は、実施形態２の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図９において、図８と共通の構成要素については同一の参照番号を付加して説明する。
【００６８】
図９において、８１は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の中時間ＯＮスロットである。８２は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の中時間ＯＦＦスロットである。８３は、ＬＣＯＳパネル２９上の画素の遷移状態である。８４は、各色のＬＥＤに対する、第１の所定長より短く、かつ第１の所定強度より弱い発光パルスである。８５は、各色のＬＥＤに対する、第１の所定長より長く、かつ第１の所定強度より弱い発光パルスである。８６は、各色のＬＥＤに対する、第２の所定長より長く、かつ第１の所定強度より弱い発光パルスである。８７は、各色のＬＥＤに対する、第２の所定長より長く、かつ第１の所定強度より強い発光パルスである。８８は、各色のＬＥＤに対する、第２の所定長より長く、かつ第２の所定強度より強い発光パルスである。８９は、ＬＣＯＳパネル２９の反射光である。
【００６９】
ここで、中時間ＯＮスロット８１とは、実施形態１における短時間ＯＮスロット３１と長時間ＯＮスロット３２の間の中間の時間（例えば、所定時間）の間、スロットをＯＮにする期間である。同様に、中時間ＯＦＦスロット８２は、実施形態１における短時間ＯＦＦスロット３３と長時間ＯＦＦスロット３４の間の中間の時間（例えば、所定時間）の間、スロットをＯＦＦにする期間である。
【００７０】
更に、第２の所定長は、第１の所定長よりも長い。また、第２の所定強度は、第１の所定強度よりも強い。つまり、発光パルス８４〜８８は、長さ及び強度の少なくとも一方が、その順序で大きくなっている。
【００７１】
タイミングコントローラ６３は、３色のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ７１、緑色ＬＥＤ７２、青色ＬＥＤ７３）を、サブフィールド毎の階調数に応じて発光時間と発光強度を制御する。図の例では、発光時間の比率が１、２、４、４、４の順番になるようにしておき、発光強度の比率は１、１、１、１、２、４の順番となるようにしている。そうすると、階調は発光時間と発光強度の積になるので、階調の比率は１、２、４、８、１６となり、５階調を表現することが可能となる。このようにして、発光時間の種類や発光強度の種類のどちらかを増やせば、画像を表現するのに必要な８階調から１０階調を容易に表現することができる。
【００７２】
タイミングコントローラ６３は、ＬＣＯＳパネル２９のサブフィールド毎の画素それぞれに、ＯＮ状態である中時間ＯＮスロット８１、またはＯＦＦ状態である中時間ＯＦＦスロット８２を選択する。但し、タイミングコントローラ６３は、その遷移状態８３が、各色の発光パルス８４〜８８と重ならないように発光タイミングを制御する。このようにすることで、ＬＣＯＳパネル２９の遷移状態８３における中途半端な反射光を除くことができ、正しい階調数を表現することが可能となる。
【００７３】
以上説明したように、実施形態２によれば、ＬＥＤの場合は、レーザダイオードよりも発光強度を制御し易いので、発光時間と発光強度の両方を制御することにより高い階調数を作りやすい。
【００７４】
よって、ＬＣＯＳパネルのスロット幅を複数構成することも可能であるが、実施形態２で説明したように、ＬＣＯＳパネルのスロット幅を一定とすれば、タイミング制御を容易にすることが可能となる。
【００７５】
尚、階調数を表現するための各色へのサブフィールドの配分については、実施形態１に準じるので、ここでは、説明を省略する。また、実施形態２では、３色のＬＥＤを用いる構成を用いて説明しているが、波長の異なる３種類の以上の光を出力することができる固体光源であれば、その数やＬＥＤ（発光ダイオード）に限定されるものではない。
【００７６】
＜実施形態３＞
実施形態３では、実施形態１における蛍光体ホイールに対してブラックマスクを用いて発光時間を階調制御する構成について説明する。尚、実施形態３における投影制御装置１００の構成要素のブロック図は、実施形態１の図２の投影制御装置の構成要素のブロック図と同様であるため、説明は省略する。
【００７７】
図１０は実施形態３の投影制御装置の構成要素の模式図である。尚、図１０において、実施形態１の図３と共通の構成要素については同一の参照番号を付加して説明する。
【００７８】
１０１は、発光時間を制御するための蛍光体ホイールである。１０２は、開口部が第１の所定長よりも狭い各色の蛍光体である。１０３は、開口部が第２の所定長よりも広い各色の蛍光体である。１０４は、開口部が第２の所定長よりも狭い各色の蛍光体である。１０５は、開口部が第２の所定長よりも広い各色の蛍光体である。１０６は、各色蛍光体の間をマスクするブラックマスクである。
【００７９】
尚、図を簡略化するために、各色の蛍光体の開口部の幅の種類数を４種類としているが、実際では、８種類の程度とすることができる。また、第２の所定長は、第１の所定長よりも長い。また、各色の蛍光体に代えて、各色の摺りガラスを使用することもできる。いずれにしても、光源として必要な色を発光することができる光源であれば、蛍光体や摺りガラスに限定されるものではない。
【００８０】
本実施形態では、レーザダイオード２１の発光時間によって階調を決定する代わりに、光を遮蔽するブラックマスク１０６によって、蛍光体を露出している開口部の幅を正確なものとすることで、階調を決定する。各色の蛍光体１０２〜１０５、ブラックマスク１０６及びＬＣＯＳパネル２９のスロットによって、光を制御する様子を図１１を用いて説明する。
【００８１】
図１１は、実施形態３の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図１１において、図４あるいは図１０と共通の構成要素については、同一の参照番号を付加して説明する。また、図１１では、各色の蛍光体及びその他の幅の開口部を有する蛍光体を省略している。
【００８２】
蛍光体ホイール１０１の回転に伴い、各色の蛍光体１０２、１０３、１０４、及び１０５及び、ブラックマスク１０６が、レーザダイオード２１の前を通過する。そうすると、各色の蛍光体１０２〜１０５の開口部の幅に応じた時間である発光３７が得られる。ここで、図１のタイミングコントローラ１５によって、この発光３７は、ＬＣＯＳパネル２９の画素の遷移状態３５を避けるように、蛍光体ホイール１０１の角度とＬＣＯＳパネル２９の画素のＯＮ／ＯＦＦタイミングを制御している。つまり、遷移状態３５に光が当るタイミングには、ブラックマスク１０６が通過するようにしている。
【００８３】
このような構成により、ＬＣＯＳパネル２９の画素がＯＮ状態であるサブフィールド（短時間ＯＮスロット３１）の部分だけ、発光３７がＬＣＯＳパネル２９で反射され、反射光３８を得ることができる。
【００８４】
スロットがＯＮからＯＦＦ、あるいはＯＦＦからＯＮに遷移する時には、画素が遷移状態３５となるので、その時の反射光は中途半端な光量となる。ここで、本実施形態の特徴は、その遷移状態３５の部分（遷移時間内）で、蛍光体が発光しない（つまり、蛍光体の発光を禁止する）ように、ブラックマスク１０６で制限することである。それゆえ、レーザダイオード２１は、遷移状態３５を避けるように細かく発光を制御しなくてもかまわないし、蛍光体の励起時間はある程度長くてもかまわない。実施形態１では、励起時間が液晶の状態遷移時間より十分短い必要があるが、本実施形態では、液晶の状態遷移時間と同じかそれよりも短ければ良い。
【００８５】
尚、本実施形態では蛍光体の開いている角度に相当する時間幅で階調を表現しているが、サブフィールド毎に蛍光体の発光強度が異なる蛍光体を用いることで、発光強度によって階調を表現してもよい。
【００８６】
以上説明したように、実施形態３によれば、実施形態１で説明した効果に加えて、レーザダイオード２１の動作を簡単にすることができ、制御全体の負荷を軽減することができる。
【００８７】
＜実施形態４＞
実施形態４では、デジタル駆動の液晶パネルを３枚使用する構成について説明する。尚、実施形態４における投影制御装置１００の構成要素のブロック図は、実施形態２の図７の構成要素のブロック図と基本的には同じであるが、実施形態４では、液晶ドライバ６２が、３枚の液晶パネル（ＬＣＯＳパネル）を駆動する点で、実施形態３と異なる。
【００８８】
図１２は実施形態４の投影制御装置の構成要素の模式図である。尚、図１１において、実施形態２の図８と共通の構成要素については同一の参照番号を付加して説明する。
【００８９】
１２１は、Ｒ画素用のＬＣＯＳパネルである。１２２は、Ｇ画素用のＬＣＯＳパネルである。１２３は、Ｂ画素用のＬＣＯＳパネルである。
【００９０】
タイミングコントローラ６３は、液晶ドライバ６２を用いて、３枚のＬＣＯＳパネル１２１、１２２及び１２３をデジタル駆動する。また、タイミングコントローラ６３は、ＬＥＤドライバ６１を用いて、赤色ＬＥＤ７１、緑色ＬＥＤ７２及び青色ＬＥＤ７３の点灯においてその発光時間と発光強度を制御する。発光強度は、ＬＥＤドライバ６１の駆動電流を変更することによって制御する。
【００９１】
３枚のＬＣＯＳパネル１２１〜１２３では、それぞれのＯＮしている画素のみ、ＬＥＤの発光は通り抜ける。その光は合成プリズム７４で方向を変えて、集光補正系光学系７５によって並行光となり、投射レンズ７６を通して、スクリーン（不図示）に投影される。
【００９２】
この時の３枚のＬＣＯＳパネル１２１〜１２４のサブフィールドと３色のＬＥＤの点灯における制御タイミングを、図１３を用いて説明する。図１３は、実施形態４の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図１３は、実施形態２の図９の内容の一部を抜き出したような構成となっている。具体的には、図１３は、図９における、赤色ＬＥＤ７１及びＲ画素用のＬＣＯＳパネル１２１に対する構成となっている。ここでは、緑色と青色に対する構成は、赤色と同様なので省略している。
【００９３】
図１３では、タイミングコントローラ６３は、（赤色ＬＥＤ７１、緑色ＬＥＤ７２、青色ＬＥＤ７３）を、サブフィールド毎の階調数に応じて発光時間と発光強度を制御する。この制御は、実施形態２の図９で説明した制御と同様である。図１３では、タイミングコントローラ６３は、Ｒ画素用のＬＣＯＳパネル１２１のサブフィールド毎に画素毎にＯＮ状態である中時間ＯＮスロット８１、またはＯＦＦ状態である中時間ＯＦＦスロット８２を選択する。但し、タイミングコントローラ６３は、その遷移状態８３が、各色の発光パルス８４〜８８と重ならないように発光タイミングを制御する。このようにすることで、Ｒ画素用のＬＣＯＳパネル１２１の遷移状態８３における中途半端な反射光を除くことができ、正しい階調数を表現することが可能となる。
【００９４】
同様の制御を、緑色ＬＥＤ７２とＧ画素用のＬＣＯＳパネル１２２、青色ＬＥＤ７３とＢ画素用のＬＣＯＳパネル１２３において行えば、これらの各色についても正しい階調数を表現することが可能となる。
【００９５】
以上説明したように、実施形態４によれば、実施形態２で説明した効果に加えて、３枚のＬＣＤパネルを用いることで、各色のサブフィールドを連続して配置することができ、１枚のＬＣＤパネルよりも明るい投影光を得ることが可能である。
【００９６】
＜実施形態５＞
上記実施形態１乃至４は、用途や目的に応じて、それらを任意に組み合わせた実施形態を実現することもできる。
【００９７】
また、各実施形態で共通する特徴は、光源からの光を、光変調器である液晶に照射する照射量を、光変調器で表現する階調に応じて制御することである。具体的には、この制御は、実施形態１では、光源の光量（発光時間）を制御することで、光源からの光を液晶に照射する照射量を制御している。実施形態２及び実施形態４では、光源からの光量（発光時間と発光強度）を制御することで、光源からの光を液晶に照射する照射量を制御している。更に、実施形態３では、光源からの光を、蛍光体上に設けたブラックマスクで制限することで、光源からの光を液晶に照射する照射量を制御している。
【００９８】
いずれにしても、光変調器に照射する光源からの光の照射量を、光変調器で表現する階調に応じて制御することが可能であれば、実施形態１乃至４で説明した構成に限定されるものではない。
【００９９】
尚、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１１：ＬＤドライバ、１２：モータドライバ、１３：角度検出器、１４：液晶ドライバ、１５：タイミングコントローラ、２１：レーザダイオード、２２：蛍光体ホイール、２３：赤色蛍光体、２４：緑色蛍光体、２５：青色蛍光体、２６：出力光、２７：光学レンズ、２８：並行光、２９：ＬＣＯＳ
【図１】
2016180802.tif 000003
【図２】
2016180802.tif 000004
【図３】
2016180802.tif 000005
【図４】
2016180802.tif 000006
【図５】
2016180802.tif 000007
【図６】
2016180802.tif 000008
【図７】
2016180802.tif 000009
【図８】
2016180802.tif 000010
【図９】
2016180802.tif 000011
【図１０】
2016180802.tif 000012
【図１１】
2016180802.tif 000013
【図１２】
2016180802.tif 000014
【図１３】
2016180802.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月7日(2016.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤ）と異なり、デジタルミラーデバイス（以下、ＤＭＤ）を空間変調素子として使う場合は、ＤＭＤの高速なＯＮ／ＯＦＦ特性を利用したデジタル変調を用いて階調を表現している。これは高速なＯＮ／ＯＦＦ特性を利用して、１枚のＤＭＤとカラーホイールを組み合わせて、ＲＧＢの色毎に複数のサブフィールドを時間的に合成することで、カラー画像を表現することが行なわれている。また、カラーホイールの代わりとして、３原色分のＬＥＤを光源として用いたり、レーザと蛍光体ホイールを用いたりすることによって、３原色分の光源とすることが実現されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら、ＬＣＤや反射型液晶（以下、ＬＣＯＳ：Liquid On Silicon）をアナログ変調で使用する場合には、色毎に各画素の階調レベルを切り替える必要があるが、液晶の物性上、液晶の各画素の階調レベルは高速に切り替えられない。そのため、各色の階調値が次の色の階調値に影響してしまい、色が混ざったように見えてしまうことがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
＜概要＞
本実施形態による階調表現方法の特徴について、図１に示すサブフィールド毎のスロット数と光源制御の関係を用いて説明する。ここで、図１（Ａ）は、従来のＤＭＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。図１（Ｂ）は、従来のＬＣＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。図１（Ｃ）は、本実施形態のＬＣＤのサブフィールドと光源制御の関係を示す図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図１Ｂにおいて、ＬＣＤの遷移時間としては、ＯＮ遷移時間とＯＦＦ遷移時間がある。ＯＮ遷移時間は２００ｎｓｅｃ程度と比較的短く、ＯＮ遷移中の通過光量は徐々に増加するので、平均としては、その光量は通過光量の約半分となる。図１Ｂでは、ＯＮ遷移時間中に平均して０．１スロット分に相当する光量が減少する場合を示している。一方、ＯＦＦ遷移時間は２μｓｅｃ程度と比較的長く、ＯＦＦ遷移中の通過光量は徐々に減少するので、平均としては、その光量は通過光量の約半分となる。よって、図１Ｂでは、ＯＦＦ遷移時間中に平均して１スロット分に相当する光量が通過する場合を示している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本実施形態の特徴の１つは、光源からの光を変調する光変調器として利用する液晶のＯＮ時間を表示階調に一致させるのではなく、光源の発光量を表示階調に一致させるように制御することで、液晶の遷移時間に左右されない表示階調を実現する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
２１は、紫外ないし青色のレーザダイオードである。２２は、蛍光体ホイールである。２３は、赤色（Ｒ）に発光する赤色蛍光体である。２４は、緑色（Ｇ）に発光する緑色蛍光体である。２５は、青色（Ｂ）に発光する青色蛍光体である。図３において赤、緑、青色蛍光体２３ａ、２４ａ、２５ａは短時間スロットに対応し、赤、緑、青色蛍光体２３ｂ、２４ｂ、２５ｂは長時間スロットに対応する。なお、短時間スロット、長時間スロットについては、図４の参照により後述する。２６は、レーザダイオード２１の出力光である。２７は、各色の蛍光体の発光を並行光に変換する光学レンズである。２８は、光学レンズ２７からの並行光である。２９は、デジタル駆動の反射型ＬＣＤであるＬＣＯＳパネルである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ＬＣＯＳパネル２９の各画素は、サブフィールド毎に異なるスロット数で開閉する。図３、図４では、短時間スロット（短時間ＯＮスロット３１あるいは短時間ＯＦＦスロット３３）と長時間スロット（長時間ＯＮスロット３２あるいは長時間ＯＦＦスロット３４）の２種類の場合を図示している。但し、この種類は、２種類に限定されず、３種類以上の種類が存在していても良い。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
Ｓ９０３で、タイミングコントローラ１５は、入力画像の最初に表示すべきフレーム（表示フレーム）をＲＡＭ１５ｃに確保されるバッファメモリに読み込む。Ｓ９０４で、タイミングコントローラ１５は、角度検出器１３からの信号に対して、出力フレームの読み出しを始めるタイミングを合わせる。Ｓ９０５で、タイミングコントローラ１５は、出力フレームを階調毎のサブフィールドとして読み出して（すなわち、出力フレームをサブフィールドに分解して）、ＬＣＤドライバ１４を用いてＬＣＯＳパネル２９をデジタル駆動する。Ｓ９０６で、タイミングコントローラ１５は、各サブフィールドの時間的中央部を中心として、ＬＤドライバ１１を用いて、レーザダイオードを発光し、蛍光体に照射させる。Ｓ９０７で、タイミングコントローラ１５は、サブフィールドの全てを表示したか否かを判定する。サブフィールドの全てを表示していない場合（Ｓ９０７でＮＯ）、タイミングコントローラ１５は、サブフィールドの全てを表示できるまで、Ｓ９０５とＳ９０６の処理を繰り返す。そして、サブフィールドの全てを表示したら（Ｓ９０７でＮＯ）、タイミングコントローラ１５は、Ｓ９０３に戻り、次の処理対象の表示フレームの処理を実行する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
表の１行目は、サブフィールドあたりのデジタル駆動ＬＣＯＳのＯＮ時間に相当するスロット幅である。なお、スロット幅は図１で説明したようにスロット数で表すこともできる。したがって、図６の表の第１行目は、スロット幅に代えてスロット数としてもよい。２行目は、レーザダイオード２１の発光時間に比例するサブフィールド毎の階調数である。３行目は、赤色蛍光体２３（Ｒ）に対するサブフィールド割当を示している。４行目は、青色蛍光体２５（Ｂ）に対するサブフィールド割当を示している。５行目は、緑色蛍光体２４（Ｇ）に対するサブフィールド割当を示している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
つまり、デジタル駆動の液晶パネルを使用しても正確な階調を表現することが可能となる。これにより、１枚のデジタル駆動の液晶パネルで階調表現が可能であり、ＤＬＰ（Digital Light Processing）よりもＬＣＤの方が、一般的に安価であり高解像度化が容易であるので、高解像度の投影装置を小型かつより廉価に実現できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
タイミングコントローラ６３は、３色のＬＥＤ（赤色ＬＥＤ７１、緑色ＬＥＤ７２、青色ＬＥＤ７３）を、サブフィールド毎の階調数に応じて発光時間と発光強度を制御する。図の例では、発光時間の比率が１、２、４、４、４の順番になるようにしておき、発光強度の比率は１、１、１、１、２、４の順番となるようにしている。そうすると、階調は発光時間と発光強度の積になるので、階調の比率は１、２、４、８、１６となり、２の５乗の階調を表現することが可能となる。このようにして、発光時間の種類や発光強度の種類のどちらかを増やせば、画像を表現するのに必要な２の８乗の階調から２の１０乗の階調を容易に表現することができる
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
１０１は、発光時間を制御するための蛍光体ホイールである。１０２は、開口部が第１の所定長よりも狭い各色の蛍光体である。１０３は、開口部が第１の所定長よりも広い各色の蛍光体である。１０４は、開口部が第２の所定長よりも狭い各色の蛍光体である。１０５は、開口部が第２の所定長よりも広い各色の蛍光体である。ここで、第１の所定長＜第２の所定長であり、開口部の大きさの関係は、蛍光体１０２＜蛍光体１０３＜蛍光体１０４＜蛍光体１０５である。１０６は、各色蛍光体の間をマスクするブラックマスクである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図１１は、実施形態３の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図１１において、図４あるいは図１０と共通の構成要素については、同一の参照番号を付加して説明する。また、図１１では、蛍光体１０４を省略している。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
以上説明したように、実施形態３によれば、実施形態１で説明した効果に加えて、レーザダイオード２１の動作を簡単にすることができ、制御全体の負荷を軽減することができる。また、実施形態１ならびに実施形態３において、緑色蛍光体の幅の広いスロットの一部を黄色蛍光体あるいは白色蛍光体とすることにより、より光束の高い投影を行なうことも可能である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
この時の３枚のＬＣＯＳパネル１２１〜１２３のサブフィールドと３色のＬＥＤの点灯における制御タイミングを、図１３を用いて説明する。図１３は、実施形態４の投影制御装置における光の制御状況を説明する図である。尚、図１３は、実施形態２の図９の内容の一部を抜き出したような構成となっている。具体的には、図１３は、図９における、赤色ＬＥＤ７１及びＲ画素用のＬＣＯＳパネル１２１に対する構成となっている。ここでは、緑色と青色に対する構成は、赤色と同様なので省略している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
以上説明したように、実施形態４によれば、実施形態２で説明した効果に加えて、３枚のＬＣＤパネルを用いることで、各色のサブフィールドを同時に配置することができ、１枚のＬＣＤパネルよりも明るい投影光を得ることが可能である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2016180802.tif 000016
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2016180802.tif 000017
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2016180802.tif 000018
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2016180802.tif 000019
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2016180802.tif 000020