(57)【要約】画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置におて、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内で、画像表示開始からの積算光量の情報を出力する検出系と、を備え、上記検出系の出力信号に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行うよう構成する。かかる構成により、表示画像の輝度レベル変化量を略一定にしてフリッカ現象を低減させ高画質化することができる。
2001057836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、
を備え、
上記光源側からの光の強度情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項２】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、
該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、
を備え、
上記光の強度情報から得た上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項３】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、
該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、
画像表示に必要な光量を決めるステップと、
該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量情報とを比較するステップと、
を備え、
上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行い、該積算光量が上記必要な光量に達したときは上記表示部への光の投射を停止するうようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項４】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、
該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、
入力画像信号の信号レベルを制御するステップと、
を備え、
上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御し、かつ、該積算光量情報に基づき入力画像信号レベルを制御して、上記表示部に画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項５】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成するステップと、
該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出するステップと、
該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定めるステップと、
上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定めるステップと、
を備え、
上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報に基づき予め上記表示デバイスの光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該定めた配分条件に従って上記表示デバイスを駆動して画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項６】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法であって、
光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、
該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成するステップと、
該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出するステップと、
該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定めるステップと、
上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定めるステップと、
基準の光の強度情報と上記擬似波形情報との差分量を積算し上記擬似波形情報の該基準の光の強度情報に対する過不足量を求めるステップと、
を備え、
上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報及び上記過不足量に応じて予め上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該定めた配分条件に従い上記表示デバイスを駆動し画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項７】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側から照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
上記表示デバイスを駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
を備え、
上記検出系の制御用信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して画像表示を行うようにしたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内で、画像表示開始からの積算光量の情報を出力する検出系と、
を備え、
上記検出系の出力信号に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行うように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算する積算部と、
を備え、
上記積算部の出力信号を上記駆動回路に入力して上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行うように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内で、画像表示開始からの積算光量の情報を出力する検出系と、
画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、
該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、
を備え、
上記検出系の積算光量の情報に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止するように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量の情報を出力する積算部と、
画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、
該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、
を備え、
上記積算部の積算光量の情報に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止するように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量の情報を出力する積算部と、
入力画像信号の信号レベルを制御する振幅制御部と、
を備え、
上記積算部の出力信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御し、かつ、該積算部の出力信号に基づき上記振幅制御部で入力画像信号レベルを制御して、上記表示部に画像表示を行うように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内で、画像表示開始からの積算光量の情報を出力する検出系と、
画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、
該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、
入力画像信号の信号レベルを制御する振幅制御部と、
を備え、
上記検出系の出力信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御し、かつ、該検出系の出力信号に基づき上記振幅制御部で入力画像信号レベルを制御して、画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止するように構成されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
上記検出系の該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成する擬似波形生成部と、
上記検出系の該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形生成部の擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出する比較部と、
該比較部により抽出した該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定める第１の決定部と、
上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定める第２の決定部と、
を備え、
上記第１の決定部を制御して上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報に基づき上記第２の決定部を制御して予め上記表示デバイスの光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該配分条件に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスを駆動して画像表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置であって、
光源側からの光を出射する照明光学系と、
該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、
該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
該検出系の該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成する擬似波形生成部と、
該検出系の該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形生成部の擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出する比較部と、
該比較部により抽出した該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定める第１の決定部と、
上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定める第２の決定部と、
基準の光の強度情報と上記擬似波形情報との差分量を積算し上記擬似波形情報の該基準の光の強度情報に対する過不足量を求める積算部と、
を備え、
上記第１の決定部を制御して上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報及び上記積算部の上記過不足量に対応した信号に基づき上記第２の決定部を制御して予め上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該配分条件に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスを駆動し画像表示を行うことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
上記表示デバイスでの各色成分の階調表現をそれぞれＮビットで表わし、所定の画像表示期間内をＮ個に時分割し、かつ各ビット単位に時間配分を定め、入力された階調情報に従って対応するビットの時間領域を点滅させることによって所定の表示期間内での発光として階調表現するようにした請求の範囲第１３項または請求の範囲第１４項に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
上記第２の決定部は、上記積算部における上記過不足量に従い各ビット単位の時間配分を決定する構成である請求の範囲第１６項に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
上記表示デバイスは、微小ミラーの傾きによる光の反射方向を切換える構成である請求の範囲第７項から第１７項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１９】
上記表示デバイスは、液晶パネルである請求の範囲第７項から第１７項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２０】
上記表示デバイスは、原色成分毎に設けられる構成である請求の範囲第７項から第１９項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２１】
光源側からの光の原色成分を取り出す色フィルタ部と、所定の画像表示期間内で該色フィルタ部を時分割で切り替える色フィルタ駆動部と、を備え、
時分割で上記光の原色成分を取り出して上記表示デバイスに照射する構成である請求の範囲第７項から第１９項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２２】
上記光源は、交流駆動型ランプと、所定の画像表示期間に同期して交流駆動ランプの駆動切換えタイミング信号を生成するランプ駆動タイミング生成部と、ランプ駆動タイミング信号に従いランプを駆動するランプ駆動部とを備えて構成される請求の範囲第７項から第２１項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２３】
上記光源は、駆動方向が一定の直流駆動型ランプを用いる構成である請求の範囲第７項から第２０項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２４】
上記色フィルタ駆動部による色フィルタの切替えタイミングと、上記交流駆動ランプの駆動方向の切換えタイミングとが一致する請求の範囲第２２項に記載の画像表示装置。
【請求項２５】
上記色フィルタの切替えタイミングにおいて、時系列で次に選択される色フィルタが通過する光の強度レベルが、他の色フィルタの場合に比べて低いとき、上記ランプ駆動部によりランプ駆動方向が切り替えられる請求の範囲第２２項または請求の範囲第２４項に記載の画像表示装置。
【請求項２６】
上記検出系は、フォトセンサで光の強度を検知する構成である請求の範囲第７項から第２５項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２７】
上記検出系は、ランプ駆動電流から光の強度情報を求める構成である請求の範囲第７項から第２５項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２８】
上記検出系は、ランプ光束の熱量から光の強度情報を求める構成である請求の範囲第７項から第２５項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項２９】
上記検出系は、検出した光の強度情報をデジタルデータに変換する構成を備えている請求の範囲第７項から第２８項のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項３０】
請求の範囲第１項から第２９項のいずれかに記載の画像表示装置に用いる制御回路であって、少なくとも上記検出系の一部を含み構成されることを特徴とする制御回路。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、光源側からの光を、透過型もしくは反射型の液晶パネルまたは微小な反射ミラーを備えたパネル等の表示デバイスに照射して画像形成を行う画像表示技術に関する。
背景技術
従来の画像表示装置としての投射型ディスプレイ装置であって液晶パネルを表示デバイスとして用いる構成のものでは、小寸法の液晶パネルを用いることから、ＣＲＴ（陰極線管）方式の装置に比べて小型化、軽量化を達成し易い。また、ＣＲＴ方式と違い、サイズ歪や、地磁気に影響されないためコンバーゼンス調整をし易い。また、光源の特性、光学設計により、広い色再現性も実現可能である。さらに、動画像の解像度劣化を改善するための液晶の応答速度の向上や、コントラスト改善、除外偏向成分の有効活用等による光利用率の向上化、画素開口率の改善等、高性能化を目指した取り組みも盛んに行われている。
また、反射型表示デバイスを用いた投射型ディスプレイ装置として、微小な反射ミラーを用い、コントラスト、光の利用率の向上を図ったものが提案されている。例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）（テキサスインスツルメンツ社の登録商標）といわれるデバイスを用いる方式（例えばＵＳＰ５４４２４１１，ＵＳＰ５２８０２７７，ＵＳＰ５６６８６１１，ＵＳＰ５６８０１８０，特開平１０−４８５４２号公報に記載されたもの）がある。この方式は、微小ミラーの反射面をメモリアレイのセル上に２次元的に配列し、静電力により該微小ミラーの反射面の傾きを制御して光源からの光の反射方向をオン／オフ状態で変え、オン状態では反射光を投射レンズに入射させ、オフ状態では投射レンズに入射させないようにして画像を表示するようにしている。
このＤＭＤにおいては階調表現は、フレーム期間内（例えば１６．７〜２０ｍ  ｓｅｃ）で、応答速度が１０〜２０μ  ｓｅｃオーダーの微小ミラーのオン／オフ時間を制御し、かつ、画像を見る人の側では、視覚反応速度から発光時間をフレーム期間内でアナログ値として積算し階調を認識できるようにしている、
さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの再現には、１個のＤＭＤを用いて時分割で表現する場合や、色毎に３個のＤＭＤを設けて輝度レベルを確保する場合など、用途に応じて構成を定めている。また、この方式では光の開口率は９０％以上と高いため、光の反射損失による熱エネルギーの発生量を少なくでき、光源輝度を上げることで容易に画像の輝度レベルを向上できる。
かかる表示デバイスを用いる投射型ディスプレイ装置の場合、光源には、集光性の観点から点光源であることや、スペクトル分光に優れていることや、高効率発光特性であることや、高寿命であることや、何よりも発光ムラの少ない均一な光強度が得られること等が望まれ、実際にはキセノンランプや、メタルハライドランプ等が用いられる。また、メタルハライドランプの波長分布斑（赤が弱く、青と緑が強い）に対しては、光学的に波長分布を補正して対応している。また、液晶パネルや反射型表示デバイス等の表示デバイスの場合は、光源として均一な光強度で発光することを想定した制御を行っている。
第３図に、表示デバイス方式による従来の投射型ディスプレイの構成例を示す。１は映像信号を入力する入力端子、２，３はそれぞれ映像信号の垂直、水平同期信号を入力する同期信号入力端子、４は各種タイミング信号を生成するタイミング生成部、５はランプ駆動タイミング生成部、６はランプ駆動部、７は光源として用いるランプ、２２，２３は各種レンズにより構成する光学ユニット、２１は液晶パネルあるいは反射型表示デバイス等の画像表示デバイス（表示デバイス）、２４は画像を投射するスクリーン、２００は画像表示デバイス（表示デバイス）２１を駆動する際の時間配分を設定する時間配分設定部、２０は時間配分設定部２００の時間配分に従い画像表示デバイス２１の各種駆動信号を生成する画像表示デバイス制御部である。ここで、反射型表示デバイスの適応型時間配分制御方法として、４ｂｉｔ（最上位ｂｉｔからＤ３，２，１，０の順）により１６階調表現（０−１５レベル）する場合で示す。また、階調表現を行う単位期間を１シーケンスとする。光源からの輝度レベルが常に一定である場合、各ビット毎に、ビット当たりの表現階調量に比例し、時間配分を定める。つまり、Ｄ３〜０に対し、それぞれ８／１５，４／１５，２／１５，１／１５の時間配分を定める。一方、入力される階調情報（画像情報）Ｖｉｄｅｏの対応ビット情報（１または０）に従い、１シーケンスで投射オン・オフを行うことで所望の階調レベルを得るようになっている。
一般に、ＡＣ型ランプの場合は、ランプ駆動電流の駆動方向の切換えによって輝度レベルが大きく変化（リンギング）し、かつ、切換え後、定レベルに収束するまでの時間が必要である。また、動作環境、駆動条件、電極間のアークジャンプ点等の変動に起因した発光ムラや光路長変動などが原因で、スクリーン上の画像の輝度レベルが変化し、フリッカ現象（点滅現象）となって画質が劣化する。この改善策として、従来は、輝度レベルの変化量を所定レベル以下とするよう、ランプ駆動方法の改善、ランプ素材の改善、レンズ等の光学・構造側で発光ムラに対する許容度を高めた設計、により対応している。さらに、輝度レベルが大きく変化するリンギング期間では、光源の利用を避けるべく、画像表示デバイス（表示デバイス）を制御（オフ）することで対応している。
しかしながら、上記従来の対策技術では、輝度レベル変化を十分に抑えることができないし、また、設計コスト・製造コストの増大も招いている。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改善し、スクリーン等表示部での輝度レベル変化量を略一定にしてフリッカ現象を低減させ、かつ、該輝度レベルの向上をも図り得る画像表示技術を提供することにある。
発明の開示
上記目的達成のために本発明では次のような構成とする。すなわち、
第１の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、を備え、上記光源側からの光の強度情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行うようにした構成とする。
第２の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、を備え、上記光の強度情報から得た上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行うようにした構成とする。
第３の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、画像表示に必要な光量を決めるステップと、該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量情報とを比較するステップと、を備え、上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御して画像表示を行い、該積算光量が上記必要な光量に達したときは上記表示部への光の投射を停止するうようにした構成とする。
第４の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量情報を出力するステップと、該積算光量情報に基づき上記表示デバイスを駆動するステップと、入力画像信号の信号レベルを制御するステップと、を備え、上記積算光量情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御し、かつ、該積算光量情報に基づき入力画像信号レベルを制御して、上記表示部に画像表示を行うようにした構成とする。
第５の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成するステップと、該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出するステップと、該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定めるステップと、上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定めるステップと、を備え、上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報に基づき予め上記表示デバイスの光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該定めた配分条件に従って上記表示デバイスを駆動して画像表示を行うようにした構成とする。
第６の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示方法において、光源側からの光の強度情報を検出しこれに基づく制御用信号を形成するステップと、該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成するステップと、該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出するステップと、該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定めるステップと、上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定めるステップと、基準の光の強度情報と上記擬似波形情報との差分量を積算し上記擬似波形情報の該基準の光の強度情報に対する過不足量を求めるステップと、を備え、上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報及び上記過不足量に応じて予め上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該定めた配分条件に従い上記表示デバイスを駆動し画像表示を行うようにした構成とする。
第７の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側から照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、上記表示デバイスを駆動する駆動回路と、
上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、
を備え、上記検出系の制御用信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して画像表示を行うようにした構成とする。
第８の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内の積算光量の情報を出力する検出系と、を備え、上記検出系の出力信号に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行う構成とする。
第９の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算する積算部と、を備え、上記積算部の出力信号を上記駆動回路に入力して上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行う構成とする。
第１０の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し該情報に基づき所定の表示期間内の積算光量の情報を出力する検出系と、画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、を備え、上記検出系の積算光量の情報に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止する構成とする。
第１１の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、
光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量の情報を出力する積算部と、画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、を備え、上記積算部の積算光量の情報に基づき上記駆動回路を駆動し、上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御して上記表示部に画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止する構成とする。
第１２の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、該検出系の該制御用信号に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量の情報を出力する積算部と、入力画像信号の信号レベルを制御する振幅制御部と、を備え、上記積算部の出力信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御し、かつ、該積算部の出力信号に基づき上記振幅制御部で入力画像信号レベルを制御して、上記表示部に画像表示を行う構成とする。
第１３の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し該強度情報に基づき所定の表示期間内の光量を積算し積算光量の情報を出力する検出系と、画像表示に必要な光量を決める光量決定部と、該画像表示に必要な光量の情報と上記積算光量の情報とを比較する比較部と、入力画像信号の信号レベルを制御する振幅制御部と、を備え、上記検出系の出力信号に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスにおける光の反射時間または透過時間を制御することにより反射量または透過量を制御し、かつ、該検出系の出力信号に基づき上記振幅制御部で入力画像信号レベルを制御して、画像表示を行い、上記積算光量が上記必要な光量に達したときは上記比較部の出力信号に基づき上記表示デバイスからの上記表示部への光の投射を停止する構成とする。
第１４の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、上記検出系の該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成する擬似波形生成部と、上記検出系の該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形生成部の擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出する比較部と、該比較部により抽出した該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定める第１の決定部と、上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定める第２の決定部と、を備え、上記第１の決定部を制御して上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報に基づき上記第２の決定部を制御して予め上記表示デバイスの光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該配分条件に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスを駆動して画像表示を行う構成とする。
第１５の発明では、
画像信号に対応した光を表示デバイスから表示部に投射して画像表示を行う画像表示装置において、
光源側からの光を出射する照明光学系と、該照明光学系からの光が照射され該照射された光の反射量または透過量を制御する表示デバイスと、該表示デバイスを制御駆動する駆動回路と、上記光源側からの光の強度情報を検出し制御用信号を形成する検出系と、該検出系の該制御用信号に基づき擬似波形情報を生成する擬似波形生成部と、該検出系の該制御用信号に基づく光源側からの光の強度情報と、上記擬似波形生成部の擬似波形情報とを比較し波形差分情報を抽出する比較部と、該比較部により抽出した該波形差分情報に応じて上記擬似波形生成部の波形生成条件を定める第１の決定部と、上記擬似波形情報に基づき上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分を予め定める第２の決定部と、基準の光の強度情報と上記擬似波形情報との差分量を積算し上記擬似波形情報の該基準の光の強度情報に対する過不足量を求める積算部と、を備え、上記第１の決定部を制御して上記波形差分情報の差分値を減らす方向に上記波形生成条件を定め、該定めた波形生成条件に対応する擬似波形情報及び上記積算部の上記過不足量に対応した信号に基づき上記第２の決定部を制御して予め上記表示デバイスにおける光の反射量あるいは透過量の配分条件を定め、該配分条件に基づき上記駆動回路で上記表示デバイスを駆動し画像表示を行う構成とする。
かかる構成の本発明によれば、光源であるランプの発光特性として、ランプ駆動方向を切り換える際に発生する光源の輝度レベル変動（リンギング成分）や、電極間の電子飛び出し位置（アークジャンプ位置）が定まらないことによる光路長変化に起因した輝度レベル変動（フリッカ成分）があっても、輝度レベルの変動を精度良く検出でき、さらに、これら輝度レベル変化に応じた時間配分によって画像表示デバイスを駆動制御することで、輝度レベル変動を等価的に吸収でき、安定した階調表現の画像表示ができる。
さらに、ランプの経時劣化によるランプ光量の変化があっても、該変化分を捉えることが可能であり、実施例のような処理によって安定した階調表現の画像表示が可能となる。
さらに、光源の輝度レベル変動を回路側で吸収するため、光学系でのフリッカ成分のおさえ込み処理のための構成を簡略化でき、設計コストや部品コスト等のコスト低減化が可能となる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を添付の図面に従い説明する。
（第１の実施例）
第１図は本発明による反射型表示デバイスを用いた投射型ディスプレイ装置における画像表示部の実施例を示すブロック図である。
ここで、第１図のブロック図には示していないが、ディスプレイ装置のシステム主制御用のマイクロコンピュータ（以下外部ＣＰＵ）を有するものである。
また、本実施例では、入力映像信号として、動画像表示が主である標準的なテレビジョン放送を想定しているが、説明を簡単にするために、画像フレーム周波数Ｖｓｙｎｃを５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚとして表示する場合について説明する。本発明は、入力画像に対する画像フレームレートを変換した場合もその技術的範囲内に含む。
また、原色成分として赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３原色による色再現で実現する場合について説明する。また、本実施例では、各色毎に反射型表示デバイスを設けたシステムで説明するが、各デバイス毎の動作は同様であるため、いずれか１つの色成分に対する反射型表示デバイスを制御する場合について説明する。
画像表示デバイスとしては、時間配分制御による階調表現方法が可能なもの（応答速度が数十μ  ｓｅｃ以下）であればよく、例えば強誘電型液晶を用いる場合も本実施例とほぼ同様な形態となる。
また、本実施例では、光源として交流駆動による発光タイプのランプを用いているが、これ以外のものでもよい。
また、画像フレーム周波数Ｖｓｙｎｃの１周期中でのランプの切り換え回数は、特に規定されるものではなく、ランプ性能に基づいて定めればよい。ここでは説明の簡潔化のため、画像フレーム周波数Ｖｓｙｎｃ毎に切換える場合を示す。また本実施例では、レンズ構成等の光学系の詳細については説明を省く。
第１図で、１は映像信号を入力する入力端子、２，３はそれぞれ垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、水平同期信号Ｈｓｙｎｃを入力する同期信号入力端子、４はタイミング生成回路、５はランプ駆動タイミング生成回路と、６はランプ駆動回路、７はランプ、２２，２３はそれぞれ各種レンズにより構成する光学ユニット２１は液晶パネルあるいは他のパネル等の画像形成デバイス（表示デバイス）、２４は画像を投射するスクリーン、２０は画像形成デバイス制御回路、８はランプの輝度レベル等光の強度情報を検出する光量検出回路でフォトセンサ等の検出器を含んで構成され、１８，１９はそれぞれアナログ値をデジタル値に変換する増幅回路（ＡＭＰ）、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）、１２，１３，１４はそれぞれ第１、第２、第３の波形生成回路、１５，１６はそれぞれ乗算回路、加算回路、１７は波形比較回路、９は波形生成条件決定回路、１０はリンギング量積算回路、１１は時間配分決定回路である。
第４図に、本発明に基づく反射型ミラーを用いた投射型ディスプレイ装置の、主な処理ブロックでの概略波形図と、画素の色階調表現のための、ミラーのオン／オフ時間を制御する時間配分制御の概念を示す。
第１図、第４図を用いて動作を説明する。
タイミング生成回路４により、入力垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ（Ｖ周期）を基準として、各種シーケンスの開始タイミング信号４ａ、ＰＷＭ開始タイミング信号４ｂ及びランプ駆動開始タイミング信号４ｃ、及び図示しない各種シーケンスに対応するアドレス情報を生成して出力する。
ランプ駆動開始タイミング信号４ｃに同期し、ランプ駆動タイミング生成回路５によるランプ交流駆動の切り換えタイミングを定めるランプ同期信号５ａのタイミング（例えば立ち上がりエッジ）で、ランプ駆動回路６により、ランプ駆動電流６ａの駆動方向を切り換える。ランプ駆動電流６ａによりランプ７を駆動し発光させる。光量検出回路８により、ランプ７の輝度レベルに応じたアナログ値を出力し、ＡＭＰ１８とＡＤＣ１９によりデジタル値に変換することで、光源であるランプの輝度レベル（光の強度情報）１９ａを得る。この場合、光量検出回路８は、ランプ７の輝度レベルの瞬時変化にも充分追従できる高感度なものが望ましい。これは、一般的なランプの輝度レベルは、第４図の１９ａで示すように、ランプ駆動電流６ａの切り換わったタイミングでは直ぐには安定せず、オーバーシュート、アンダーシュートを繰り返しながらやがて安定領域に収まるリンギング波形となる。このため、本実施例ではこのリンギング成分に追従することと、ランプのアークジャンプ点のふらつき、ランプ駆動電流６ａのふらつき等に起因した輝度レベルのふらつきを検出することが必要である。
光量検出回路８により検出されるランプの輝度レベル変化を模写するための疑似波形生成動作について説明する。
まず、波形比較回路１７では、疑似波形１６ａと、光量検出回路の出力波形１９ａとを波形比較して、その残留誤差成分をエラー情報Ｅｒとして出力する。
波形生成条件決定回路９では、フィードバック量である上記エラー情報Ｅｒを減らすように疑似波形生成条件を定める。この場合、各処理ブロックでの処理遅延を考慮して、光量検出回路出力波形１９ａの位相に疑似波形１６ａの位相が一致するように定める位相条件Ｐｈ、ランプ駆動電流に比例する基準輝度レベルＩａｍｐ、リンギング波形成分の周波数成分ｆ（周期Ｔｒ＝１／ｆ）、リンギング波形の減衰条件を定める条件としてリンギング成分のピーク値Ｄｐ及び、波形が安定するまでの減衰時間Ｄｔｉｍをそれぞれ定める。これにより、第１の波形生成回路１２では、位相条件Ｐｈ、基準輝度レベルＩａｍｐに従うタイミング及び振幅で基準波形ｂａｓｅ（矩形波）を出力する。第２の波形生成回路１３では、周波数成分ｆとする正弦波ｓｉｎを出力する。第３の波形生成回路１４では、ピーク値Ｄｐと、減衰時間Ｄｔｉｍにより、減衰波ｄｕｍｐを出力する。乗算器１５により、正弦波ｓｉｎと減衰波ｄｕｍｐとを乗算して出力（出力信号１５ａ）し、加算器１６により基準波形ｂａｓｅと１５ａを加算出力することで、輝度レベルの疑似波形１６ａを生成する。
また、本フィードバック制御処理は、ランプ同期タイミング毎の輝度レベル波形が大きくは異ならないことを想定し、得られたエラー情報Ｅｒは、次のランプ同期タイミングでの疑似波形生成にも用いる。
以上示したフィードバック制御により、ランプ同期タイミング毎に疑似波形生成条件を最適化することで、ランプ輝度波形１９ａを疑似波形１６ａで模写する。
ここで、波形発生処理として、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）等を用いてデジタル的に波形生成を行った場合は、波形生成の自由度を高めることができる。もちろん、アナログ回路による構成でもよい。
次に、反射型表示デバイスの適応型時間配分制御方法を説明する。ここでは、説明を簡単にするために、４ｂｉｔ（最上位ｂｉｔからＤ３，２，１，０の順）により１６階調表現（０−１５レベル）する場合を示す。また、階調表現を行う単位期間を１シーケンスとする。
ここで、光源からの輝度レベルが常に略一定である場合、各ビット毎に、ビット当たりの表現階調量に比例して時間配分を定める。つまり、Ｄ３〜０に対し、それぞれ８／１５，４／１５，２／１５，１／１５の時間配分Ｖ−ＴＩＭを定め、入力される階調情報（画像情報）Ｖｉｄｅｏの対応ビット情報（１または０）に従い、画像形成デバイス（表示デバイス）のオン・オフ制御により、所望の階調レベルを得る。
以上、説明した時間配分制御による階調表現手法にあって、さらに、
リンギング量積算回路１０において、リンギング成分の減衰に要した期間Ｄｔｉｍ内で、基準輝度レベルＩａｍｐに対する、疑似輝度レベル１６の発光総量の比率ｒａｔｅを求め出力する。
時間配分決定回路１１において、基準輝度レベルを想定して定めた基準時間配分情報から、各ビット当たりの発光量を換算する。また、実際の発光総量比率ｒａｔｅから、各ビット毎に、同量の発光量を得る時間を定める。これにより、適応的に時間配分Ｖ−ＴＩＭを定める。
例えば、第４図の１１ａで示すように、リンギング成分が最上位ビット（Ｄ３）に割り当てらられた時間配分内で収束する場合は、発光総量の比率ｒａｔｅの大小により発光総量を等しくするよう時間配分の長短配分を定める。また、この場合、残りビット（Ｄ２〜０）の時間配分は、基準時間配分と同一の配分とする。
あるいは、リンギング量積算部１０において、疑似波形レベル１６ａをＩａｍｐで正規化した値で、シーケンス開始から発光積算量１１ｂを出力する。時間配分決定回路１１では、各ビットに割り当てられた時間配分毎に、予め発光期間から定まる発光必要量と、発光積算量１１ｂとを比較し、一致した時間でビット毎の光利用を終えるように時間配分Ｖ−ＴＩＭを定めるようにしてもよい。時間配分Ｖ−ＴＩＭに従い、画像表示デバイス制御回路２０により画像表示デバイス（表示デバイス）を駆動することで表示部に画像を投射する。
上記第１の実施例によれば、光源であるランプの輝度レベル（光の強度情報）が変化する場合であっても、輝度レベルの変化量を精度良く推定でき、輝度レベル変化に応じた時間配分制御が可能となり、画像表示デバイスが輝度レベル変動を等価的に吸収するため、表示部での輝度レベルが略一定な画像を得ることができる。
さらに、フィードバック系の応答速度を向上させることにより、輝度レベルが不規則に変動する場合であっても、瞬時に制御をこれに追従させることも可能となる。
以上により、ある程度の輝度レベルの変化、リンギング成分がある場合でも、スクリーン等表示部での輝度レベルの変化量を略一定にしてフリッカ現象を低減化させることができる。また、ランプ等光源の経時劣化に追従してこれを補償する追従補償性の改善、さらには、光学系の設計精度の緩和化による設計コスト、製造コスト等の低減化等も図ることが可能となる。
（第２の実施例）
第２図は反射型表示デバイスを用いた実施例（第２の実施例）を示すブロック図である。また、第５図には本構成における波形図を示す。
本第２の実施例では、１個の反射型表示デバイスによりＲ，Ｇ，Ｂの３色表示をする構成である。
第２図で、上記第１の実施例の場合と同一の符号を付した部分については、該第１の実施例と同様な構成及び同様な処理動作を行うものとする。１０１は、ランプ７の波長成分でＲ，Ｇ，Ｂの３色それぞれを取り出す３つの色フィルタで構成される色円盤と回転モータとを含む色円盤ユニット、１０２は該色円盤の回転位置を検出するセンサ、１０３，１０４は光源からの光束を色フィルタ上で点状に集光するレンズであり、１０１〜１０４で光学ユニットを形成する。１００は、色円盤ユニット１０１の色フィルタ制御回路である。
第２図、第５図を用い本第２の実施例につき説明する。
まず、色円盤ユニット１０１の制御について説明する。基本的な処理技術は、従来例（特開平１０−４８５４２号公報記載の技術）の場合と同様である。１フレーム周期（以下Ｖｓｙｎｃ）で、光ビームスポットが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色フィルタをそれぞれ１回以上通過するように色円盤ユニット１０１の回転モータを制御する。センサ１０２により、色円盤の特定位置が通過したことを示す位置検出信号１０２ａを出力する。タイミング生成回路４及び色フィルタ制御回路１００により、位置検出信号１０２ａの位相及び周期がＶｓｙｎｃに概略一致するようにフィードバック制御する。
また、本第２の実施例は、ランプ同期信号５ａと、時間配分制御のシーケンス開始タイミングを位置検出信号１０２ａに同期させることで、色円盤ユニット１０１の特定の色フィルタ位置に同期したランプ駆動切換え制御と、時間配分制御を行うものであり、本構成においては色円盤ユニットの回転ムラによる影響を低減するものでもある。
上記第２の実施例によれば、第５図の波形図に示すように、光ビームスポットが各色フィルタを通過するタイミング条件として、ランプ駆動方向切換えによるリンギング波形の発生するタイミングを、各色フィルタ通過した光の輝度レベル（光強度）に応じて設定する構成としても良い。例えば、他のＲ，Ｂに対して輝度レベルが高いＧフィルタを避け、かつＢフィルタまたはＲフィルタにリンギング波形の発生タイミングを一致させることで、リンギング波形による階調表現精度の劣化を防ぐようにする。
さらに、ビームスポットが色フィルタの色境界を通過する期間にあっては、反射型表示デバイスの反射制御を止める反射制御オフ期間を設けることで、混色と、ランプ駆動切換え直後に発生する輝度レベルのリンギング期間を一致させることで時間配分制御による階調表現精度への悪影響とを抑えられる。また、ランプ駆動切換え直後に発生する輝度レベルのリンギング期間が反射制御オフ期間内に収まらない場合には、上記第１の実施例で示したと同様の適応型時間配分制御方式を，原色成分毎の時間配分制御に適用することで、精度の高い階調表現が可能となる。
また、本第２の実施例では、３色の色フィルタで構成する色円盤を機械的に回転させることでビームスポットを通過する色フィルタを切り替える構成としたが、この他、時分割で色成分を表すようにしたものであれば、フィルタ形状、フィルタ特性、色数等は本第２の実施例とは異ならせてもかまわない。
（第３の実施例）
本発明の第３の実施例として、上記第１及び第２の実施例における疑似波形生成用の一連の処理を省く構成（図示せず）が考えられる。本第３の実施例においては、ランプ駆動切換え直後のランプ輝度レベルのリンギング成分が既知となる場合、上記第１の実施例で示した適応的時間配分に相当する時間配分情報を予め用意しておく。つまり、複数の時間配分情報を予め有し、ランプ駆動条件に最適な時間配分情報を選択することで、ランプ輝度レベルのリンギング成分の影響を低く抑えるよう動作させる構成とする。
本第３の実施例によれば、処理回路の簡略化と回路コストの低減化が図れ、かつ、その中で、輝度レベルのリンギング成分に起因する階調表現上の精度の劣化を大幅に減らすことができる。
（第４の実施例）
第６図は本発明の第４の実施例を示し、反射型あるいは透過型液晶パネルを用い画像表示周期単位でアナログレベルにより階調表現するようにした画像表示部の構成のブロック図である。また、第７図は、第６図に示す構成を補助するための波形図である。第６図には図示しないが、本実施例もシステム主制御用のマイクロコンピュータ（以下外部ＣＰＵ）を有するものであり、設定値として図中にμＣＯＭで示す。また、図中、上記第１、第２、第３の各実施例と構成が基本的に同じ部分には同一符号を付してあり、これらについては説明を省く。
液晶パネルとしては、アナログ階調表現であるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶、高速応答による時間配分階調表現が可能な強誘電型液晶など多種のものが提案されている。
第６図で、３００は発光量積算回路、３０１は総光量決定回路、３０２は比較器、３０３は増幅回路ＡＭＰ、３０４は画像形成デバイス制御回路、３０５は画像形成デバイスである。
以下に第７図を用いて動作を述べる。
発光量積算回路３００では、高感度フォトセンサである光量検出回路８とＡＭＰ１８及びＡＤＣ１９とにより得られる，デジタルデータで表される光源の光強度情報１９ａと、タイミング生成回路４から１フレーム画像表示開始を示すタイミング信号ｄｉｓｐとを得る。この場合、デジタルデータのサンプリング周波数と量子化精度は、光強度の変化を充分捉えるだけの周波数（数百ｋＨｚ以上が望ましい）とビット数（画像表示階調数以上）が必要である。タイミング信号ｄｉｓｐを零点として、発光量１９ａの積算結果Σを随時出力する。この場合、第７図に示すように、同一画像表示周期毎（ｓｆ０，ｓｆ１，ｓｆ２，…）に着目すると、光源のリンギング波形部分や、フリッカによるバタツキ（変動）により、積算推移は均一ではなく、画像表示周期毎の総光量（Σ０，Σ１，…）は周期毎に異なる場合がある。総光量決定部３０１では、積算結果Σで、各表示周期毎の総発光量の履歴と、システム制御部からの設定値μＣＯＭに従い、１画像フレーム表示期間で使用する利用総光量ｔｈを定める。また、色成分毎に画像表示デバイスを設けるか、時分割で色成分を再現する場合にはＲ，Ｇ，Ｂ各原色別に利用総光量ｔｈを定めることで、色再現性の調整を行うようにしてもよい。総光量決定部３０１では、さらに、同時に入力画像情報の振幅伸長係数αを定める。この係数αは、光源の総発光量の過不足量に応じ、不足時には入力画像信号レベルを上げ（振幅伸長）、過度の場合は入力画像信号レベルを下げる（振幅縮小）ように制御する。増幅回路ＡＭＰ３０３では、振幅伸長係数αに従い入力画像信号を増幅し出力する。比較器３０２では、積算結果Σの利用総光量ｔｈへの到達情報ＳＷを示すタイミングを出力する。  到達情報ＳＷのタイミングで、画像形成デバイス制御回路３０４により画像形成デバイス３０５の光束の反射あるいは透過のオン・オフを制御する。この場合、到達情報ＳＷで未達期間で画像形成デバイス３０５をオンとし、スクリーン２４に画像を投射する。
以上、示した構成と動作により、連続する画像表示フレーム周期毎の利用総光量ｔｈを同値とすることで、画像形成デバイスでの画像再現に利用する総光量が略一定となる。これにより、ランプ光源７のリンギング、あるいはフリッカ成分が発生しても、スクリーン２４では安定光量による画像再現が可能となる。また、回路処理遅延に対しては、回路処理遅延分、画像形成デバイス３０５をオフするタイミングが遅れる場合であっても、総発光量決定回路３０１において、過去の画像表示フレーム期間毎の総発光量を履歴情報として保持し、この履歴情報からｔｈへの到達時間を予じめ算出し、回路処理遅延分だけｔｈの値を小さくすることでＳＷ信号の発行時間を早める。これにより、光源の発光量の変動があっても、表示フレーム間での利用光量の更なる安定化が可能になる。また、光源の発光特性が経時変化する場合にあっては、利用総光量ｔｈの更新により追従するよう制御する。この場合、ｔｈの更新タイミングとして、入力画像信号の画面（シーン）切り替わり時や装置起動時等とし、連続する画面（シーン）での更新をなるべく避けるか、あるいは変動量を滑らかに変えることで再現画質の輝度レベルの連続性を保つ。
ここでは、画像形成デバイスでオン・オフする場合について示したが、この他、光の利用時間を制御できる構成であれば他の技術であってもよい。
また、３００への入力値として、１９ａの代わりに、例えば第１の実施例構成における疑似波形信号１６ａを入力することで、第１の実施例と同様な効果が得られる。
また、本第４の実施例では、１画像表示フレームＲＧＢを個別に駆動する場合について示したが、この他、上記第３の実施例と同様に１画像表示フレームを時分割してＲ，Ｇ，Ｂを交互に表示してもよい。この場合は、総光量決定部３０１で色成分別に利用する総光量をそれぞれ定めて制御することで同様の効果が得られる。また、同一階調であっても、総光量が少ない場合には、ＡＭＰ３０３により入力画像信号の振幅を増やして見かけの光量を略一定に保つことも可能である。一方、総光量に余分がある場合には、振幅を減らし、発光利用時間を伸長し、光非使用時間を短くすることで視認性の向上を図ることができる。３０２，３０３のいずれかを用いる構成も、同一階調を表現する光量を略一定にするように制御するものであり同様の効果が得られる。また、ランプの駆動タイミングとして、表示フレームに同期して駆動する交流駆動型のランプについて示したが、この他、非同期で駆動される交流駆動型ランプであってもよい。さらには、直流駆動型ランプを用いてもよい。直流駆動型の場合は駆動方向の切換えが不要なため、少なくともその分はリンギング波形の発生が抑えられる。また、本第４の実施例では比較器３０２での総発光量の比較に全発光量の積算結果を用いるとしたが、本発明はこれに限定されることなく、所定の基準レベル（例えば理想発光レベル）に対する差分値の積算結果を用いる構成であってもよく、該構成とした場合は演算回路の簡素化及び演算処理の軽減化を図れる。
上記第１、第２、第３の各実施例では、ランプの輝度レベル変化がフィードバックされるタイミングとして、次のランプ駆動電流方向の切換え以降に適用する場合について示したが、本発明はこれに限定されることなく、処理回路や処理ソフトの演算速度の向上によるリンギング成分の高速抽出により、同一のランプ駆動電流方向の周期内で時間配分制御による階調表現を実現するようにしてもよい。画像形成デバイスも、各実施例に示されたもの以外のものでもよい。
また、第１、第２、第３及び第４の実施例では、光量検出手段８として、光電変換によるフォトセンサを用いる場合について示したが、本発明はこれに限定されず、他の検出技術であってもよい。例えば、ランプ駆動電流とランプ出力が一致することを利用して、電流値をモニタして階調変調制御回路にフィードバックするようにしてもよい。ただし、この場合、経時劣化によりランプの発光特性が劣化するため、劣化分の補正が必要となる。また、ランプのリンギング成分は、ランプからの光束の温度変化を検出してモニタするようにしてもよい。さらに、光量検出回路８はアナログ値による積分機能を有する構成としてもよく、これにより、デジタル演算回路で構成する積算器構成の簡略化と信号処理時間の短縮化を図れる。
また、本発明は、基本的に光源の光強度変化に対応して光利用時間（期間）を伸縮制御し画像再現を行う構成であり、パルス幅を変えて該光利用時間（期間）を変えるようにする方式、いわゆるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式であってもよい。
また、本実施例では処理方法として、ハードウエア構成による場合について示したが、これに限らず、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やマイクロコンピュータ等によるソフトウエアで実現する構成にしてもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる画像表示技術は、フロントタイプやリアタイプの投射型ディスプレイ装置や、テレビジョン等として有用であり、特に、表示画像の輝度レベル変化量を略一定にしてフリッカ現象を低減させ高画質化するのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による第１の実施例の画像表示装置を示すブロック図、第２図は、本発明による第２の実施例の画像表示装置を示すブロック図、第３図、画像表示装置の従来例を示すブロック図、第４図、第１の実施例の動作を補足する波形図、第５図、第２の実施例の動作を補足する波形図、第６図は、本発明による第３の実施例の画像表示装置を示すブロック図、第７図は、第３の実施例の動作を補足する波形図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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