JP2004341206A

JP2004341206A - 表示装置

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Publication number: JP2004341206A
Application number: JP2003137485A
Authority: JP
Inventors: Shinzo Matsui; 紳造松井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02
Also published as: US20040227456A1

Abstract

【課題】極力電力を使用しない表示装置を提供すること。
【解決手段】入力されるイメージデータに従って光変調をする光変調デバイス３０を使用して観察者に対し画像を表示する投影表示装置１０は、発光量を調整可能な異なった色光を発光する複数のＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂと、上記複数のＬＥＤが発光する各色光の発光量を個別に調整制御する供給電流調整制御部２４とを備える。この供給電流調整制御部は、表示可能な最大輝度の白色画像を観察者に対し表示した際の上記複数のＬＥＤの各色光毎の発光量よりも少ない発光量に、少なくとも１つの色光の発光量を変更可能とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されるイメージデータに従って光変調をする光変調デバイスを使用して観察者に対し画像を表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、投影表示装置として、オーバヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）、スライトプロジェクタ、データプロジェクタなどが知られている。
【０００３】
最近、パソコンの進歩やプレゼンテーション用ソフトの普及に伴って、データプロジェクタの利用率が急増している。更に、光変調デバイスの進歩により、小型化が進み、データプロジェクタの利用場面が広がってきていて、少人数の打ち合わせなどでも使われてきており、４０インチ程度と従来より比較的小さな投影像でホワイトボードをスクリーン代わりにして打ち合わせを行う場面が増えてきている。
【０００４】
多くのデータプロジェクタは、ピント調整機能を有し、スクリーンとデータプロジェクタの距離に応じて、投影画像の大きさを変えることができる。
【０００５】
しかし、投影像の大きさの違いに応じてスクリーン面での輝度は、投影像が大きければ大きいほど、暗くなってしまい、投影像が小さければ小さいほど、必要以上に明るくなってしまう。
【０００６】
その光源は、主に、発光量が大きく明るい投影像を得るために、高圧水銀ランプなど様々なランプが使用されている。
【０００７】
しかし、ランプは、明るさを調整しにくいために、データプロジェクタの場合、光変調デバイスに供給する光変調データを変更して明るさを変えることができるが、ランプによる消費電力は、それに応じて減るものではなく、大きな電力を消費してしまうという問題がある。
【０００８】
それに対して、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、近年、急激な技術進歩がなされ、青色ＬＥＤの開発により、赤（Ｒ），青（Ｇ），緑（Ｂ）の色光を発光できるようになり、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤを画素とした大画面表示パネルのようにカラー画像用に使用されるようになってきている。また、高輝度化も進み、投影表示装置の光源にも期待されている。ＬＥＤは、ランプと比較して、光量調整が供給電流の制御で、簡単で瞬時に調整制御でる点で知られている。
【０００９】
一方、ＬＥＤは、製造バラツキや温度、供給電流などに関係して、発光量が変化してしまうという問題がある。
【００１０】
このような問題を解決する表示装置の開示として、特許文献１があり、カラー表示装置として液晶表示パネルのバックライトにＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤを使用して、Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度バランスを一定にするために光センサで各々の光量を検出して、前記輝度バランスを制御している。
【００１１】
また、特許文献２の映像表示装置には、入力するイメージデータに応じて光源の光量を動的に制御する装置が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−４９０７４号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開２００３−３６０６３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のデータプロジェクタは、キセノンランプや高圧水銀ランプなど光源で装置全体のほとんどの電力を消費していて、ランプで数百Ｗを消費している。また、データプロジェクタの使用場面が広がり、様々な環境で使用されている中、小型で持ち運びが簡単なデータプロジェクタでは低消費電力化が期待されるものの、上記ランプでは、明るさを制御し難いがために、４０インチ程度の小さな投影像に投影する場合であっても、それに必要な最小限の明るさで使用し消費電力を極力削減した、例えば、５０Ｗ程度の消費電力にしようとしても、その制御ができない、或いは、し難いなどの課題がある。
【００１５】
また、光量を所定の明るさより下げて、消費電力化ができる場合であっても、高速に明るさを変化させることができなかった。
【００１６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、極力電力を使用しないデータプロジェクタを含めた表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による表示装置は、
入力されるイメージデータに従って光変調をする光変調デバイスを使用して観察者に対し画像を表示する表示装置において、
発光量を調整可能な異なった色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を発光する複数の発光体と、
前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を個別に調整制御する光量調整制御手段と、
を具備し、
前記光量調整制御手段は、表示可能な最大輝度の白色画像を観察者に対し表示した際の前記複数の発光体の各色光毎の発光量よりも少ない発光量に、少なくとも１つの色光の発光量を変更可能とする、
ことを特徴とする。
【００１８】
この構成は、図１の（Ａ）乃至図１７に対応するものである。
なお、本明細書において、用語「発光体」は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）などを指す。
また、「光変調デバイス」は、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）の商標で知られる２次元マイクロミラー偏向アレイ、透過液晶、反射液晶、などを指す。
即ち、請求項１に記載の発明の表示装置によれば、データプロジェクタ等の表示装置の構成要素として最も電力を消費する光源部分の消費電力を低減可能にするものである。
また、例えば、カラー画像を得るためには、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光別に光変調することが知られているが、Ｒ，Ｇ，Ｂ別の発光体、例えばＬＥＤを使用することによって、カラーフィルタ等による色分離や特定波長成分の除去をすることなく構成できることより、無駄にエネルギーを消費することを極力軽減するものである。
このような表示装置における低消費電力化の課題を解決し、極力電力を使用しないデータプロジェクタを含めた表示装置を提供するものである。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明による表示装置は、請求項１に記載の発明による表示装置において、
前記入力されるイメージデータの大きさ（即ち、明るさ）を変換して光変調データとし、その変換した光変調データを前記光変調デバイスに入力させる光変調データ変更手段を更に具備し、
観察者が観察する所定のイメージデータの大きさに基づく画像の明るさが変化しないように、
前記光変調データ変更手段は、それが行う変換方法を変更すると共に、
前記光量調整制御手段は、前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を変更する、
ことを特徴とする。
【００２０】
なお、本明細書において、用語「光変調データ」は、光変調デバイスに供給する画像データであって、入力するイメージデータそのものであっても良いし、変換したデータであっても良く、結果的に入力されるイメージデータに相応しい投影像が得られるデータを示す
この構成は、図６乃至図１７に対応するものである。
即ち、請求項２に記載の発明の表示装置によれば、請求項１に記載の発明による表示装置の効果に加え、様々な装置の制御に伴って発光量を変更した際に、それを補って前記変換方法を変更することで、観察者が観察する画像の明るさを変えることなく安定した画像を継続的に表示することができる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明による表示装置は、請求項１に記載の発明による表示装置において、
前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を操作者によって調整指示する操作パネルを更に具備し、
前記光量調整制御手段は、前記操作パネルからの調整指示に従って、前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を個別に調整制御する、
ことを特徴とする。
【００２２】
この構成は、図１の（Ａ）乃至図２の（Ａ）に対応するものである。
即ち、請求項３に記載の発明の表示装置によれば、請求項１に記載の発明による表示装置の効果に加え、使用する場所の外光の明るさや投影する画像サイズに適応的に、操作者によって調整指示により発光量を調整するこができる。
【００２３】
また、請求項４に記載の発明による表示装置は、請求項３に記載の発明による表示装置において、
前記光量調整制御手段は、前記調整指示に従って前記発光量を調整する際に、前記複数の発光体が発光する色光のホワイトバランスを調整するように各色光の発光量を個別に調整制御することを特徴とする。
【００２４】
この構成は、図１の（Ａ）乃至図２の（Ａ）に対応するものである。
即ち、請求項４に記載の発明の表示装置によれば、請求項３に記載の発明による表示装置の効果に加え、前記異なった色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を発光する複数の発光体のそれぞれの特性の違いがある際、光量調整によってホワイトバランスが崩れてしまうという課題を解決して、安定して表示する画像のホワイトバランスを調整することができる。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明による表示装置は、請求項２に記載の発明による表示装置において、
前記入力されるイメージデータを解析し、その解析結果に対応した信号を出力する画像解析手段を更に具備し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段からの出力信号に応じて前記変換方法を変更し、
前記光量調整制御手段は、前記画像解析手段からの出力信号に応じて発光量を変更する、
ことを特徴とする。
【００２６】
この構成は、図６乃至図１７に対応するものである。
即ち、請求項５に記載の発明の表示装置によれば、請求項２に記載の発明による表示装置の効果に加え、表示する画像の明るさ、画質を維持しながら、最大限に光量を調整することができる。
【００２７】
また、請求項６に記載の発明による表示装置は、請求項５に記載の発明による表示装置において、
前記画像解析手段は、前記入力されるイメージデータの最大値を検出し解析結果として出力することを特徴とする。
【００２８】
この構成は、図９の（Ａ）乃至図１２に対応するものである。
即ち、請求項６に記載の発明の表示装置によれば、請求項５に記載の発明による表示装置の効果に加え、画質を完全に維持可能な発光量の調整を可能にすることができる。
【００２９】
また、請求項７に記載の発明による表示装置は、請求項６に記載の発明による表示装置において、
前記異なった色光が赤、青、緑であって、
前記入力されるイメージデータが該色光のそれぞれに対応したデータからなり、
前記画像解析手段は、前記色光のそれぞれに対応したデータのそれぞれの解析結果を出力し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段が検出した前記色光それぞれの最大値に従って色光毎の変換方法をそれぞれ変更し、
前記光量調整制御手段は、前記色光毎の発光量を前記色光毎の変換方法にそれぞれ従って変更する、
ことを特徴とする。
【００３０】
この構成は、図１１の（Ａ）乃至図１２に対応するものである。
即ち、請求項７に記載の発明の表示装置によれば、請求項６に記載の発明による表示装置の効果に加え、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。
特に、イメージデータの最大値が小さい場合として知られる映画などのシーンにおいて、大きく発光量を調整し、省エネ効果が期待できる。
【００３１】
また、請求項８に記載の発明による表示装置は、請求項６に記載の発明による表示装置において、
前記異なった色光が赤、青、緑であって、
前記入力されるイメージデータが該色光のそれぞれに対応したデータからなり、
前記画像解析手段は、前記色光のそれぞれに対応したデータを全データとして、該全データに関する解析結果を出力し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段が検出した前記全データに関する最大値に従って色光毎の変換方法を変更し、
前記光量調整制御手段は、前記色光毎の発光量を前記変換方法に従って変更する、
ことを特徴とする。
【００３２】
この構成は、図９の（Ａ）乃至図１０に対応するものである。
即ち、請求項８に記載の発明の表示装置によれば、請求項６に記載の発明による表示装置の効果に加え、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。
更には、変換方法を各色共通にすることができ、構成が簡単にすることができる。
【００３３】
また、請求項９に記載の発明による表示装置は、請求項５に記載の発明による表示装置において、
前記画像解析手段は、前記入力されるイメージデータのヒストグラムを生成し解析結果として出力することを特徴とする。
【００３４】
この構成は、図１３に対応するものである。
即ち、請求項９に記載の発明の表示装置によれば、請求項５に記載の発明による表示装置の効果に加え、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。
特に、イメージデータにカメラで取り込んだ時点に生ずる画素欠陥などで、暗い画像中の１画素のみ大きなイメージデータとなった画素などを除去し、その際にも発光量の調整を最大限に調整することができる。
【００３５】
また、請求項１０に記載の発明による表示装置は、請求項５に記載の発明による表示装置において、
前記光量調整制御手段は、前記入力されるイメージデータが変化するごとに前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を変更することを特徴とする。
【００３６】
この構成は、図９の（Ａ）乃至図１２に対応するものである。
即ち、請求項１０に記載の発明の表示装置によれば、請求項５に記載の発明による表示装置の効果に加え、イメージデータの動的な変化に対して発光量を調整することで、極力発光量を調整することができる。
【００３７】
また、請求項１１に記載の発明による表示装置は、請求項５に記載の発明による表示装置において、
前記光変調データ変更手段は、
前記イメージデータと前記光変調データとの関係を予め設定した所定の前記変換方法であるルックアップテーブルを複数備え、
前記画像解析手段の出力に従って複数の前記ルックアップテーブルより１つを選択する、
ことを特徴とする。
【００３８】
この構成は、図１４乃至図１７に対応するものである。
即ち、請求項１１に記載の発明の表示装置によれば、請求項５に記載の発明による表示装置の効果に加え、前記光変調データ変更手段を予め設定したＲＯＭなどのルックアップテーブルを複数用意し、それを選択することで高速に前記変換方法を変更することができる。
【００３９】
また、請求項１２に記載の発明による表示装置は、請求項１に記載の発明による表示装置において、
前記発光体は、少なくとも１つの色光で発光する発光ダイオードを複数備え、
前記光量調整制御手段は、
該複数の発光ダイオードを異なったタイミングでパルス発光させると共に、
該異なったタイミングで発光する前記発光ダイオードのそれぞれの発光量を変えて光量調整をする、
ことを特徴とする。
【００４０】
この構成は、図３の（Ａ）乃至図４の（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１２に記載の発明の表示装置によれば、請求項１に記載の発明による表示装置の効果に加え、ＬＥＤの点灯をパルス発光させることで、ＬＥＤの発熱を抑制でき、より尖頭電流を大きな電流を流し瞬間的に明るく光らせることができ、更に、複数のＬＥＤが異なったタイミングでパルス点灯することで、結果的に連続的な照明光を得、前記瞬間的に明るい照明光を連鎖的に出力することで、より明るい照明光を得ることができる。
そのように明るい照明、画像表示を可能な装置にあって、極力無駄のない発光量の低消費化をすることができる。
【００４１】
また、請求項１３に記載の発明による表示装置は、請求項１２に記載の発明による表示装置において、
前記光量調整制御手段は、前記発光ダイオードの発光量を変えて光量調整する際、前記発光ダイオードへの供給電流を制御することを特徴とする。
【００４２】
この構成は、図３の（Ａ）乃至図４の（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１３に記載の発明の表示装置によれば、請求項１２に記載の発明による表示装置の効果に加え、前記ＬＥＤへの供給電流を制御することで、前記ＬＥＤの発熱が抑制され、発光効率を向上することができ、低消費電力化を可能にする。
【００４３】
また、請求項１４に記載の発明による表示装置は、請求項１２に記載の発明による表示装置において、
前記光量調整制御手段は、前記発光ダイオードの発光量を変えて光量調整する際、前記発光ダイオードを発光させるパルス発光時間を制御することを特徴とする。
【００４４】
この構成は、図３の（Ａ）乃至図４の（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１４に記載の発明の表示装置によれば、請求項１２に記載の発明による表示装置の効果に加え、前記ＬＥＤの個別特性の影響が少なく、光量を調整することができる。
【００４５】
また、請求項１５に記載の発明による表示装置は、請求項１２に記載の発明による表示装置において、
前記複数の発光ダイオードをリング状に配列する光源保持手段を更に具備し、
前記光量調整制御手段は、前記複数の発光ダイオードが前記光源保持手段に保持される配列順序に従って前記発光ダイオードを順次パルス発光するように制御し、
前記発光ダイオードが順次パルス発光する際のそれぞれの光を導光部材によって前記光変調デバイスに導くために、前記リング状に配列した発光ダイオードに沿って該導光部材を回転させるように駆動制御する駆動制御手段を更に具備する、
ことを特徴とする。
【００４６】
この構成は、図３の（Ａ）乃至図４の（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１５に記載の発明の表示装置によれば、請求項１２に記載の発明による表示装置の効果に加え、前記複数のＬＥＤからのパルス発光を極力途切れなく、発光可能にしたもので、より明るい照明、画像を得ることができる。
【００４７】
また、請求項１６に記載の発明による表示装置は、請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の発明による表示装置において、
前記光変調デバイスにより光変調された光を拡大投影する投影光学系を更に具備することを特徴とする。
【００４８】
この構成は、図１の（Ａ）乃至図２の（Ａ）、図３の（Ａ）乃至図４の（Ｂ）に対応するものである。
即ち、請求項１６に記載の発明の表示装置によれば、請求項１乃至請求項１５に記載の発明による表示装置の効果に加え、投影する表示装置として、大光量、大画面を求められる装置にあって、これまでランプなどで光量調整し難かったことと、白色光であることより上述したように無駄が多いことの課題を解決するものである。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５０】
［第１の実施の形態］
図１の（Ａ）は、本発明に係る表示装置の第１の実施の形態としての投影表示装置１０の外観を示す斜視図である。この、投影表示装置１０の前面には、画像を投影するための投影光学系１２が配され、上面には、操作者によって操作される操作パネル１４が設けられている。
【００５１】
図１の（Ｂ）は、この操作パネル１４を示す平面図である。同図に示すように、この操作パネル１４には、操作者の操作によって光量を調整するための回転式光量調整ツマミ１６が配されている。この回転式光量調整ツマミ１６の近傍には、該回転式光量調整ツマミ１６の操作方向と操作結果を示すための指標１８が印刷等により設けられている。この指標１８に示すように、同図における上方向に回転式光量調整ツマミ１６を回転操作することで、上記投影光学系１２による投影光量が増されて、より画像が明るく投影されるようになる。更に、上方向に回転式光量調整ツマミ１６を回転し続けると回転操作できない状態となり、その際、本装置において表示可能な最大輝度の白色画像を表示可能となる。逆に、下方向に回転操作すれば、より画像が暗く投影されるようになる。
【００５２】
このように、簡単操作で適宜、光量を調整することができ、投影環境に必要な投影光量で表示するよう操作可能となっている。
【００５３】
また、この回転式光量調整ツマミ１６は、このような光量調整だけでなく、当該投影表示装置１０の電源スイッチとしての機能も兼ね備えている。即ち、この回転式光量調整ツマミ１６を上記指標１８の矢印方向とは逆方向（図中、下方向）に最終位置まで回転操作することで、当該投影表示装置１０の電源をオフにすることができる。またその状態から、回転式光量調整ツマミ１６を上記指標１８の矢印方向、即ち、図中、上方向に回転操作することで、当該投影表示装置１０の電源をオンにすることができる。この電源のオン／オフ状態を操作者に呈示するために、電源ＬＥＤ２０が上記回転式光量調整ツマミ１６近傍に配されている。
【００５４】
図１の（Ｃ）は、投影表示装置１０の構成を示す機能ブロック図である。
即ち、上記操作パネル１４の回転式光量調整ツマミ１６の操作による電源オンに応じて、操作パネル１４から電源部２２へ電源ＳＷ信号が供給され、この電源部２２より該投影表示装置１０内の各部へ必要な電源が供給される。また、上記操作パネル１４の回転式光量調整ツマミ１６の回転位置に応じた調整指示信号が、光量調整制御手段として機能する供給電流調整制御部２４に与えられるようになっている。
【００５５】
ここで、この投影表示装置１０は、発光量を調整可能な異なった色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を発光する複数の発光体として、Ｒ−ＬＥＤ２６Ｒ，Ｇ−ＬＥＤ２６Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ２６Ｂを備えている。なお、図では、各色を識別するために、異なるハッチングを付して示しているものであり、断面を示すためのハッチングではない（他の図においても同様）。また勿論、発光体としては、このようなＬＥＤに限定するものではなく、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）など他の発光素子であっても構わない。そして、上記供給電流調整制御部２４は、上記操作パネル１４から受けた上記調整指示信号に従って、上記Ｒ−ＬＥＤ２６Ｒ，Ｇ−ＬＥＤ２６Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ２６Ｂそれぞれに供給する電流を調整することで、各色光のＬＥＤの発光量を個別に調整制御する。
【００５６】
これらＲ−ＬＥＤ２６Ｒ，Ｇ−ＬＥＤ２６Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ２６Ｂからの光は、照明光学系２８を介して光変調デバイス３０を照明する。ここで、表示すべきデータである入力イメージデータは、光変調デバイス制御部３２に入力され、該光変調デバイス制御部３２は、その入力されたイメージデータに従った光変調データを上記光変調デバイス３０に供給する。なお、光変調デバイス３０としては、ＤＭＤ（商標）、透過液晶、反射液晶、などを用いることができる。また、上記光変調データとは、光変調デバイス３０に供給する画像データであって、入力するイメージデータそのものであっても良いし、変換したデータであっても良く、結果的に入力されるイメージデータに相応しい投影像が得られるデータであれば良い。
【００５７】
上記光変調デバイス３０は、入力される光変調データに従って光変調を行い、その光変調された光が上記投影光学系１２によりスクリーンＳに投影されることで、入力イメージデータに相応した投影画像がスクリーンＳに投影表示されることとなる。
【００５８】
また、上記光変調デバイス３０への照明を妨げない位置に、上記ＬＥＤの発光量を検出するための光センサ３４が配置されており、上記供給電流調整制御部２４は、その光センサ３４で検出した光量に応じて各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに対する供給電流をフィードバック制御するようになっている。
【００５９】
図２の（Ａ）は、この供給電流調整制御部２４の構成を示すブロック図である。即ち、この供給電流調整制御部２４は、白色光量調整部２４１、ホワイトバランス判断部２４２、Ｒ電流設定部２４３Ｒ、Ｇ電流設定部２４３Ｇ、及びＢ電流設定部２４３Ｂから構成されている。
【００６０】
白色光量調整部２４１は、上記操作パネル１４から入力される調整指示信号に応じた白色光量をホワイトバランス判断部２４２に設定する。ホワイトバランス判断部２４２では、Ｒ−ＬＥＤ２６Ｒ，Ｇ−ＬＥＤ２６Ｇ，Ｂ−ＬＥＤ２６Ｂに必要な電流値を算出し、Ｒ電流設定部２４３Ｒ，Ｇ電流設定部２４３Ｇ，Ｂ電流設定部２４３Ｂに設定することで、それに応じて各色光のＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが点灯する。その際に、光センサ３４でＲ，Ｇ，Ｂ各々別に光量を検出してフィードバックをかけ、所望の白色光量になるように、各電流値を調整する。
【００６１】
このホワイトバランス調整は、上記操作パネル１４の回転式光量調整ツマミ１６が操作されたときに行われるものであり、そのため、白色光量調整部２４１よりホワイトバランス判断部２４２に、その開始を指示するためのトリガ信号（ＴＲＩＧ）が与えられるようになっている。
【００６２】
図２の（Ｂ）及び（Ｃ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各ＬＥＤの特性を示す図である。即ち、（Ｂ）は供給電流比ｋと明るさ（パワー）との関係を示す図、（Ｃ）は明るさ比Ｌｃと供給電流比ｋとの関係を示す図である。
【００６３】
ここで、供給電流比ｋとは、装置として最大の明るさの白画像を表示する際の、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの供給電流をそれぞれ「１」としたものである。明るさ比Ｌｃも同様にそのときを「１」としたものである。
【００６４】
図２の（Ｂ）よりわかるように、光量調整により上記最大の明るさの白画像の１／２の明るさで表示する際に、ホワイトバランスを維持し表示するための、Ｒ，Ｇ，Ｂ各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂに供給する供給電流比が、それぞれｋｒ、ｋｇ、ｋｂのように異なっている。このように、Ｒ，Ｇ，Ｂ各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの特性の違いにより、白画像の明るさを変化させると、その変化にリニアな供給電流の制御でなく、更に、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ毎に異なった供給電流の制御をする必要が生じる。
【００６５】
そこで、本実施の形態では、図２の（Ａ）に示すように、光センサ３４により、Ｒ，Ｇ，Ｂの光量をそれぞれ分けて測定し、白色画像において所望の明るさとホワイトバランスを調整するようにしている。ここで、所望の明るさとは、所望の色温度の白色画像をその装置で設定可能な最大光量で表示する光源（発光体）の明るさを示す。
【００６６】
また、ＬＥＤの劣化や使用温度の違いにより該投影表示装置１０の光源で発光する光量は変化する。そのため、該投影表示装置１０の設定可能な上記白色画像の最大光量は、各ＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの供給電流の最大電流値を予め規定しその規定値をそれぞれのＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂで維持する条件と、上記所望の色温度を満たすＲ，Ｇ，Ｂの各光量のバランスの維持と、の両方を満たす最大光量を示す。
【００６７】
なお、上記操作パネル１４の回転式光量調整ツマミ１６の操作における最大光量は、上記白色画像の最大光量である。そして、該ツマミ１６の回転操作に応じて、上記白色画像の光量を下げて表示する際、上記ホワイトバランス判断部２４２によって、ホワイトバランスに必要なＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの供給電流を光センサ３４を使用して判定し、設定するものである。
【００６８】
以上のように、本第１の実施の形態によれば、使用する場所の外光の明るさや投影する画像サイズに適応的に、操作者によって調整指示により発光量を調整するこができる。
【００６９】
また、異なった色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を発光する複数の発光体のそれぞれの特性の違いがある際、光量調整によってホワイトバランスが崩れてしまうという課題を解決して、安定して表示する画像のホワイトバランスを調整することができる。
【００７０】
更に、投影する表示装置として、大光量、大画面を求められる装置にあって、これまでランプなどで光量調整し難かったことと、白色光であることより上述したように無駄が多いことの課題を解決することができる。
【００７１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
図３の（Ａ）は本発明に係る表示装置の第２の実施の形態としての投影表示装置１０の構成を示す図で、上記第１の実施の形態における図１の（Ｃ）と同様の部分には同じ参照番号を付すことにより、その説明は省略するものとする。
【００７２】
本第２の実施の形態における投影表示装置１０は、各色光別のＬＥＤをそれぞれ複数個備えるものである。即ち、同図及び図３の（Ｂ）に示すように、光源保持手段として機能するＬＥＤ基板３６上には、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを複数リング状に配置している。この場合、同色光のＬＥＤが各色光所定数ずつ連続して且つ半周でＲ，Ｇ，Ｂの三色の色光が得られ、また、１８０°対向する位置に同じ色光のＬＥＤが現れるように、複数のＬＥＤ２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが配されている。そして、上記供給電流調整制御部２４によって、各ＬＥＤはその供給電流が設定されると共に、そのＬＥＤが順次パルス点灯するように制御されるようになっている。
【００７３】
更に、照明レンズ２８１と共に照明光学系２８を構成するテーパロッド２８２の入射面と上記ＬＥＤとの間に、上記ＬＥＤのパルス点灯に同期して回転する導光部材３８が配されている。即ち、この導光部材３８により、パルス点灯したＬＥＤからの光がテーパロッド２８２に導かれ、その拡散するＮＡの大きい光を該テーパロッド２８２によりＮＡを小さくして、照明レンズ２８１により光変調デバイス３０に照明する構成になっている。
【００７４】
また、上記導光部材３８は、モータ４０の回転軸４２に取り付けられており、該モータ４０の回転に伴って、上記導光部材３８の上記回転が行われるようになっている。このモータ４０の回転即ち上記導光部材３８の回転は、駆動制御手段として機能する回転制御部４４によって安定した回転速度に制御し、その回転に同期して光変調デバイス制御部３２では、光変調デバイス３０へ供給する光変調データを、入力するイメージデータより生成する。また、上記回転制御部４４に同期して、供給電流調整制御部２４で、Ｒ，Ｇ，ＢのそれぞれのＬＥＤに供給する電流を制御するものである。
【００７５】
図４の（Ａ）は、図３の（Ａ）及び（Ｂ）の構成におけるタイミングチャートを示す図である。なお、同図において、回転角度とは、導光部材３８のある起点に対する回転角度を示している。
【００７６】
本実施の形態では、光量を調整するにあたって、ＲＧＢを一セットとして行う。
【００７７】
即ち、操作パネル１４は、所定のタイミングで、例えば入力イメージデータの垂直同期信号に同期して、図４の（Ａ）に上記操作パネル１４の回転式光量調整ツマミ１６の回転角度として示すような、そのツマミ１６の回転量を検出して、調整指示信号として供給電流調整制御部２４に供給し、供給電流調整制御部２４では、その調整指示信号に応じて、Ｒ，Ｇ，ＢのそれぞれのＬＥＤの発光量を調整制御する。
【００７８】
その際、図２の（Ｂ）のグラフで示したように、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの供給電流を等比で制御してもホワイトバランスを一定に保持することはできない。そのために、光センサ３４でＲ，Ｇ，Ｂの光量を検出し、所望の白色光量になるようにＲ，Ｇ，Ｂの輝度バランスを維持しながら、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光のＬＥＤの発光光量となる供給電流をそれぞれ設定する。
【００７９】
なお、この場合、本実施の形態では、図２の（Ｂ）のグラフを予めＲＯＭに保存しておき、そのグラフによって、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの供給電流を算出し設定し、更に、光センサ３４で所望のＲ，Ｇ，Ｂの光量に対する誤差を補正するようにする。勿論、ＲＯＭに保存した上記グラフによって供給電流を設定するだけでも構わない。また、ＲＯＭを備えず、光センサ３４で光量を検出しながら少しずつ供給電流を変化させるようにしても良い。
【００８０】
また、光量の調整法として、図４の（Ｂ）に示すように、パルス点灯の時間を変えることで行うようにしても良い。
【００８１】
図５は、ＬＥＤで発光以外に消費される電力と供給電流との関係を説明するための図である。
【００８２】
ＬＥＤを短時間のパルス発光で大きな供給電流で高輝度に発光させる本実施の形態の構成では、高輝度の照明を得ることができる。しかし、図５に示すように、熱に変換される電力も大きい。従って、供給電力を下げることで、下がる光量以上の消費電力を下げることができる。
【００８３】
このように、本第２の実施の形態によれば、ＬＥＤの点灯をパルス発光させることで、ＬＥＤの発熱を抑制でき、より尖頭電流を大きな電流を流し瞬間的に明るく光らせることができ、更に、複数のＬＥＤが異なったタイミングでパルス点灯することで、結果的に連続的な照明光を得、上記瞬間的に明るい照明光を連鎖的に出力することで、より明るい照明光を得ることができる。
【００８４】
そのように明るい照明、画像表示を可能な装置にあって、極力無駄のない発光量の低消費化をすることができる。
【００８５】
また、ＬＥＤへの供給電流を制御することで、ＬＥＤの発熱が抑制され、発光効率を向上することができ、低消費電力化を可能にする。
【００８６】
更に、ＬＥＤの個別特性の影響が少なく、光量を調整することができる。
【００８７】
また、複数のＬＥＤからのパルス発光を極力途切れなく、発光可能にしたもので、より明るい照明、画像を得ることができる。
【００８８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態における投影表示装置１０は、図１の（Ｃ）又は図３の（Ａ）に破線で示すように、操作パネル１４から光変調デバイス制御部３２へ、省エネモード設定信号が供給され、また、その光変調デバイス制御部３２から供給電流調整制御部２４へ、光量制御信号が与えられるようになっている。
【００８９】
図６は、本第３の実施の形態における投影表示装置１０の操作パネル１４を示す平面図である。同図に示すように、本実施の形態においては、この操作パネル１４には、上記回転式光量調整ツマミ１６、指標１８、及び電源ＬＥＤ２０に加えて、省エネモードを操作者が選択設定するための複数の設定用ボタン４６と、各設定用ボタン４６に応じて設けられた、対応する設定用ボタン４６の操作に応じて、当該モードが設定されたことを操作者に対して呈示するための設定確認用ＬＥＤ４８とが配置されている。ここで、上記設定用ボタン４６としては、ＯＦＦボタン、Ｍ１ボタン、Ｍ２ボタン、Ｍ３ボタンの４個が設けられており、それらの操作に応じた省エネモード設定信号が、該操作パネル１４から上記光変調デバイス制御部３２へ与えられる。
【００９０】
本実施の形態における投影表示装置１０は、上記設定用ボタン４６の個数に合わせて、４つの動作モードを有するものである。即ち、設定用ボタン４６の内、ＯＦＦボタンが操作されたときには、モードＯＦＦとして、上記第１又は第２の実施の形態と同様に動作する。これに対して、Ｍ１ボタン，Ｍ２ボタン，Ｍ３ボタンの何れが操作されたときには、対応する省エネモードＭ１，Ｍ２，Ｍ３で動作する。
【００９１】
ここで、省エネモードＭ１は、画像解析によりＲ，Ｇ，Ｂの全データの最大値を検出して動作するモードである。省エネモードＭ２は、画像解析によりＲ，Ｇ，Ｂ別の全データの最大値を検出して動作するモードである。そして、省エネモードＭ３は、画像解析によりＲ，Ｇ，Ｂ別の全データのヒストグラムを検出して動作するモードである。これら各省エネモードの各処理内容は、以下に詳述する。
【００９２】
なお、それぞれの効果は、次の通りである。即ち、省エネモードＭ１は、Ｒ，Ｇ，Ｂの光量を一定の保つ等比で制御すれば良く、制御が簡単である。省エネモードＭ２は、省エネモードＭ１よりも更に省エネ可能で、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に極力発光量を減らすことができる。そして、省エネモードＭ３は、省エネモードＭ２よりも更に省エネ可能で、画像によっては、大きな省エネが可能である。例えば、入力イメージデータがカメラで撮った画像としたとき、そのカメラの撮像素子の所謂画素欠陥などにより、暗い画像中に輝度の高い画素を含む場合などがある。そのような画像に対して、省エネモードＭ３では、その画像中の輝度の高い画素をその周囲の画素と同等の輝度に変換し、その変換分の輝度に相当する光量を削減することができる。
【００９３】
図７は、本実施の形態における供給電流調整制御部２４及び光変調デバイス制御部３２の構成を示すブロック図である。即ち、供給電流調整制御部２４は、前述したように、白色光量調整部２４１、ホワイトバランス判断部２４２、Ｒ電流設定部２４３Ｒ、Ｇ電流設定部２４３Ｇ、及びＢ電流設定部２４３Ｂから構成されている。また、光変調デバイス制御部３２は、逆ガンマ補正部３２１、画像解析部３２２、スケール変換部３２３、及び画像補正部３２４から構成されている。
【００９４】
ここで、投影表示装置１０、詳細には光変調デバイス制御部３２に入力されるイメージデータには、通常用いられる表示装置であるＣＲＴなどの特性を考慮して、予めガンマ補正がなされている場合が多い。そこで、本実施の形態では、スケール変換部３２３で計算し易くするために、まず、逆ガンマ補正部３２１において、そのような入力イメージデータをリニアに補正する。その補正されたデータであるｉＤａｔａは、この逆ガンマ補正部３２１から画像解析部３２２及びスケール変換部３２３に入力される。
【００９５】
画像解析手段として機能する画像解析部３２２は、入力されたデータｉＤａｔａに対して、上記操作パネル１４からの省エネモード設定信号に従って、図８に示すような画像解析を行い、その画像解析結果に応じたデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを光制御信号として、光変調データ変更手段として機能する、スケール変換部３２３及び画像補正部３２４に供給する。
【００９６】
即ち、設定用ボタン４６の内、Ｍ１ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ１では、１画素のＲ，Ｇ，Ｂデータそれぞれを１データとしてフレームＡの全データのＭＡＸ値を検出することで、解析結果としてＭＡＸ値を得る。そして、データ倍率Ｕｖｒ，Ｕｖｇ，Ｕｖｂには、Ｕｖｒ＝２５５／ＭＡＸ，Ｕｖｇ＝２５５／ＭＡＸ，Ｕｖｂ＝２５５／ＭＡＸを設定して、それを光量制御信号として出力する。
【００９７】
また、設定用ボタン４６の内、Ｍ２ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ２では、Ｒ，Ｇ，Ｂ別にフレームＡの全データのＭＡＸ値を検出することで、解析結果としてＲ，Ｇ，Ｂ別のＭＡＸ値ＭＡＸｒ，ＭＡＸｇ，ＭＡＸｂを得る。そして、データ倍率Ｕｖｒ，Ｕｖｇ，Ｕｖｂには、Ｕｖｒ＝２５５／ＭＡＸｒ，Ｕｖｇ＝２５５／ＭＡＸｇ，Ｕｖｂ＝２５５／ＭＡＸｂを設定して、それを光量制御信号として出力する。
【００９８】
そして、設定用ボタン４６の内、Ｍ３ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ３では、Ｒ，Ｇ，Ｂ別にフレームＡの全データのヒストグラム処理をし、全体の度数の上位５％の度数に相当するデータ値Ｈｙｇ−５％，Ｈｙｒ−５％，Ｈｙｂ−５％を算出することで、解析結果としてＨｙｇ−５％，Ｈｙｒ−５％，Ｈｙｂ−５％を得る。そして、データ倍率Ｕｖｒ，Ｕｖｇ，Ｕｖｂには、Ｕｖｒ＝２５５／Ｈｙｇ−５％，Ｕｖｇ＝２５５／Ｈｙｒ−５％，Ｕｖｂ＝２５５／Ｈｙｂ−５％を設定して、それを光量制御信号として出力する。
【００９９】
スケール変換部３２３は、上記画像解析部３２２からの上記のような光量制御信号に従って、上記逆ガンマ補正部３２１で補正されたデータｉＤａｔａのスケールつまり大きさを変える。このスケール変換部３２３でスケール変換されたデータｏＤａｔａは、画像補正部３２４に入力される。この画像補正部３２４は、入力されたデータｏＤａｔａに対し、上記画像解析部３２２からの光量制御信号に従って、また、光変調デバイス３０の特性に応じて、ガンマを含む画像補正を施すものである。そして、その画像補正されたデータが、光変調データとして、光変調デバイス３０に与えられる。なお、ＣＲＴなどでは、入力されたイメージデータにすでに施されたガンマ特性を再度、施すものであるが、これは必ずしも必要なものではなく、光変調デバイス３０の特性が、入力する光変調データの大きさと変調された光の明るさがリニアであれば、補正する必要はない。
【０１００】
また、上記画像解析部３２２からは、上記供給電流調整制御部２４の白色光量調整部２４１又はホワイトバランス判断部２４２に対して、上記画像解析結果に応じた光制御信号が与えられるようになっている。ここで、省エネモードＭ１の場合には、光制御信号は、白色光量調整部２４１に入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂ共通に光量制御される。これに対して、省エネモードＭ２又はＭ３のときには、ホワイトバランス判断部２４２のＲ／Ｇ／Ｂ別光量補正入力に入力され、Ｒ，Ｇ，Ｂ別々に光量が制御されるようになっている。
【０１０１】
即ち、供給電流調整制御部２４は、光量制御信号としてデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを入力して、Ｇ，Ｒ，Ｂの光量が基準値の１／Ｕｖｇ，１／Ｕｖｒ，１／Ｕｖｂ倍になるように、標準供給電流Ｉｒｓ，Ｉｇｓ，Ｉｂｓを補正した供給電流Ｉｒｏ，Ｉｇｏ，Ｉｂｏを設定する。その際、供給電流Ｉｒｏ，Ｉｇｏ，Ｉｂｏは、光量の基準値に相当する各供給電流の１／Ｕｖｇ，１／Ｕｖｒ，１／Ｕｖｂ倍にするのでなく、光センサ３４で検出した結果が、光量の基準値の１／Ｕｖｇ，１／Ｕｖｒ，１／Ｕｖｂ倍になるように、それぞれ供給電流を調整する。
【０１０２】
また、それに限定するものではなく、図２の（Ｃ）のグラフを考慮して設定するようにしても良い。
【０１０３】
以下、各モードについて詳細に説明する。
設定用ボタン４６の内、ＯＦＦボタンがＯＮ操作されたモードＯＦＦでは、画像解析部３２２は、逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａの解析は行わず、光量制御信号として、データ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを「１」で出力する。これにより、スケール変換部３２３は、逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａをそのまま出力データｏＤａｔａとして出力し、それが画像補正部３２４で補正された後、光変調データとして光変調デバイス３０へ供給される。また、供給電流調整制御部２４は、上記第１及び第２の実施の形態と同様に動作する。即ち、このモードＯＦＦは、上記第１及び第２の実施の形態の動作と同様の動作を行う通常動作モードである。
【０１０４】
また、設定用ボタン４６の内、Ｍ１ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ１は、前述したように、画像解析によりＲ，Ｇ，Ｂの全データの最大値を検出して動作するモードである。そのため、画像解析部３２２は、１画素のＲ，Ｇ，Ｂデータそれぞれを１データとして、逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出し、光量制御信号としてデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを同値で出力する。
【０１０５】
例えば、入力データｉＤａｔａが、図９の（Ａ）に示すような画素データであったとすると（図では簡略化のため、３×３画素のデータであるとして示す。また、各画素の数値はＧ，Ｒ，Ｂの順に各データを示す）、図１０のタイミングチャートにおけるフレームＦ０のように、Ｍ１ボタンがＯＮ操作される前のモードＯＦＦ時には、上記のようにデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂは「１」であるが、Ｍ１ボタンがＯＮ操作されて省エネモードＭ１となると、次のフレームであるフレームＦ１がフレームＦ０と同一の入力データｉＤａｔａであったとしても、画像解析部３２２は、１画素のＧ，Ｒ，Ｂデータそれぞれを１データとして入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出し、光量制御信号としてデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを同値で出力する。図９の（Ａ）の例では、ＭＡＸ値として、中央の画素のＧデータである「１２８」が検出される。そこで、画像解析部３２２は、２５５／ＭＡＸ値である「１．９９」をデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂに設定して、それを光量制御信号として出力する。
【０１０６】
この光量制御信号を受けて、スケール変換部３２３は、各画素のデータを１．９９倍することで、図９の（Ａ）及び図１０に示すように、各画素の各色のデータを１．９９倍した出力データｏＤａｔａを得て、それを画像補正部３２４に出力する。画像補正部３２４は、その出力データｏＤａｔａに対して画像補正を施して光変調データを得、それを光変調デバイス３０に供給する。
【０１０７】
また一方、供給電流調整制御部２４では、上記光量制御信号に従って、図１０に示すように、光センサ３４で検出した当該フレームＦ１のＧ，Ｒ，Ｂそれぞれの光量Ｌｇ２，Ｌｒ２，Ｌｂ２が、光量の基準値であるフレームＦ０での光量Ｌｇ１，Ｌｒ１，Ｌｂ１の１／Ｕｖｇ倍，１／Ｕｖｒ倍，１／Ｕｖｂ倍、即ち、それぞれ１／１．９９倍の光量となるように、各ＬＥＤ２６Ｇ，２６Ｒ，２６Ｂへの供給電流を制御する。
【０１０８】
次に、フレームＦ２で図９の（Ｂ）に示すようなｉＤａｔａに変化した場合には、画像解析部３２２は、同様にその入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出し、この場合には、ＭＡＸ値として、右列中央段の画素のＢデータである「２２４」を検出する。そこで、画像解析部３２２は、２５５／ＭＡＸ値である「１．１４」をデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂに設定して、それを光量制御信号として出力する。
【０１０９】
この光量制御信号を受けて、スケール変換部３２３は、図９の（Ｂ）及び図１０に示すように、各画素の各色のデータを１．１４倍した出力データｏＤａｔａを得て、それを画像補正部３２４に出力する。画像補正部３２４は、その出力データｏＤａｔａに対して画像補正を施して光変調データを得、それを光変調デバイス３０に供給する。なお、図１０のタイミングチャートにおいては、各フレーム、上記３×３画素の中央の画素にのみ着目して、ｉＤａｔａ、ｏＤａｔａ、及び光量を図示していることに注意されたい。
【０１１０】
また一方、供給電流調整制御部２４では、上記光量制御信号に従って、図１０に示すように、光センサ３４で検出した当該フレームＦ２のＧ，Ｒ，Ｂそれぞれの光量Ｌｇ３，Ｌｒ３，Ｌｂ３が、光量の基準値であるフレームＦ０での光量Ｌｇ１，Ｌｒ１，Ｌｂ１の１／Ｕｖｇ倍，１／Ｕｖｒ倍，１／Ｕｖｂ倍、即ち、それぞれ１／１．１４倍の光量となるように、各ＬＥＤ２６Ｇ，２６Ｒ，２６Ｂへの供給電流を制御する。
【０１１１】
また、設定用ボタン４６の内、Ｍ２ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ２は、前述したように、画像解析によりＧ，Ｒ，Ｂ別の全データの最大値を検出して動作するモードである。そのため、画像解析部３２２は、Ｇ，Ｒ，Ｂ別に逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出し、Ｇ，Ｒ，Ｂ別に光量制御信号としてデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを出力する。
【０１１２】
例えば、入力データｉＤａｔａが、図１１の（Ａ）に示すような画素データであり、図１２のタイミングチャートに示すように、フレームＦ０を投影表示中に、Ｍ２ボタンがＯＮ操作されて省エネモードＭ２となったとすると、次のフレームＦ１がフレームＦ０と同一の入力データｉＤａｔａであったとしても、画像解析部３２２は、Ｇ，Ｒ，Ｂ別に逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出する。即ち、ＧデータのＭＡＸ値ＭＡＸｇとしては中央の画素の値「１２８」が、ＲデータのＭＡＸ値ＭＡＸｒとしては右列下段の画素の値「２５５」が、ＢデータのＭＡＸ値ＭＡＸｂとしては右列中央段の画素の値「２５５」が、それぞれ検出される。そこで、画像解析部３２２は、Ｇ，Ｒ，Ｂ別に光量制御信号として、データ倍率Ｕｖｇ＝２５５／ＭＡＸｒ＝２５５／１２８＝１．９９，Ｕｖｒ＝２５５／ＭＡＸｒ＝２５５／２５５＝１，Ｕｖｂ＝２５５／ＭＡＸｂ＝２５５／２５５＝１を出力する。
【０１１３】
この光量制御信号を受けて、スケール変換部３２３は、各画素のデータを、Ｇデータについては１．９９倍、Ｒデータ及びＢデータについては１倍することで、図１１の（Ａ）及び図１２に示すような出力データｏＤａｔａを得て、それを画像補正部３２４に出力する。画像補正部３２４は、その出力データｏＤａｔａに対して画像補正を施して光変調データを得、それを光変調デバイス３０に供給する。
【０１１４】
また一方、供給電流調整制御部２４では、上記光量制御信号に従って、図１２に示すように、光センサ３４で検出した当該フレームＦ１のＧ，Ｒ，Ｂそれぞれの光量Ｌｇ２，Ｌｒ２，Ｌｂ２が、光量の基準値であるフレームＦ０での光量Ｌｇ１，Ｌｒ１，Ｌｂ１の１／Ｕｖｇ倍，１／Ｕｖｒ倍，１／Ｕｖｂ倍、即ち、１／１．９９倍，１／１倍，１／１倍の光量となるように、各ＬＥＤ２６Ｇ，２６Ｒ，２６Ｂへの供給電流を制御する。
【０１１５】
次に、フレームＦ２で図１１の（Ｂ）に示すようなｉＤａｔａに変化した場合には、画像解析部３２２は、同様にその入力データｉＤａｔａの全データのＭＡＸ値を検出し、この場合には、ＧデータのＭＡＸ値ＭＡＸｇとしては中央の画素の値「１２８」が、ＲデータのＭＡＸ値ＭＡＸｒとしては右列下段の画素の値「８５」が、ＢデータのＭＡＸ値ＭＡＸｂとしては右列中央段の画素の値「２５５」を、それぞれ検出する。そこで、Ｇ，Ｒ，Ｂ別に光量制御信号として、データ倍率Ｕｖｇ＝２５５／１２８＝１．９９，Ｕｖｒ＝２５５／８５＝３，Ｕｖｂ＝２５５／２５５＝１を出力する。
【０１１６】
この光量制御信号を受けて、スケール変換部３２３は、図１１の（Ｂ）及び図１２に示すように、各画素のデータを、Ｇデータについては１．９９倍、Ｒデータについては３倍、Ｂデータについては１倍した出力データｏＤａｔａを得て、それを画像補正部３２４に出力する。画像補正部３２４は、その出力データｏＤａｔａに対して画像補正を施して光変調データを得、それを光変調デバイス３０に供給する。
【０１１７】
また一方、供給電流調整制御部２４では、上記光量制御信号に従って、図１２に示すように、光センサ３４で検出した当該フレームＦ２のＧ，Ｒ，Ｂそれぞれの光量Ｌｇ３，Ｌｒ３，Ｌｂ３が、光量の基準値であるフレームＦ０での光量Ｌｇ１，Ｌｒ１，Ｌｂ１の１／Ｕｖｇ倍，１／Ｕｖｒ倍，１／Ｕｖｂ倍、即ち、それぞれ１／１．９９倍，１／３倍，１／１倍の光量となるように、各ＬＥＤ２６Ｇ，２６Ｒ，２６Ｂへの供給電流を制御する。
【０１１８】
また、設定用ボタン４６の内、Ｍ３ボタンがＯＮ操作された省エネモードＭ３は、前述したように、画像解析によりＧ，Ｒ，Ｂ別の全データのヒストグラムを検出して動作するモードである。そのため、画像解析部３２２は、図１３に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ別に逆ガンマ補正部３２１からの入力データｉＤａｔａの全データのヒストグラム処理をし、全体の度数の上位５％の度数に相当するデータ値Ｈｙ−５％を検出し、Ｒ，Ｇ，Ｂ別に光量制御信号としてデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを出力する。
【０１１９】
スケール変換部３２３は、その結果としてのデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを入力し、ｏＤａｔａのＧ，Ｒ，ＢデータをｏＤａｔａ（ｏＤｇ，ｏＤｒ，ｏＤｂ）とすると、ｏＤｇ＝ｉＤｇ×Ｕｖｇ、ｏＤｒ＝ｉＤｒ×Ｕｖｒ、ｏＤｂ＝ｉＤｂ×Ｕｖｂとスケールを変換し、ｏＤａｔａ（ｏＤｇ，ｏＤｒ，ｏＤｂ）を出力する。
【０１２０】
その際、図１３のＤｃｐより大きな画素のｏＤａｔａは、すべて２５５に制限し、最終的にスクリーンＳなどに投影される画像は、モードＯＦＦ時と異なるが、上述した画素欠陥がある場合には、支障がないと共に、欠陥画素による画質劣化をも気にならなくすることができる。
【０１２１】
但し、スケール変換した結果のｏＤａｔａが２５５を越えるデータは、２５５に変換するものとする。
【０１２２】
以上のように、本第３の実施の形態によれば、様々な装置の制御に伴って発光量を変更した際に、それを補って変換方法を変更することで、観察者が観察する画像の明るさを変えることなく安定した画像を継続的に表示することができるようになる。
【０１２３】
また、表示する画像の明るさ、画質を維持しながら、最大限に光量を調整することができる。
【０１２４】
更に、画質を完全に維持可能な発光量の調整を可能にすることができる。
【０１２５】
また、省エネモードＭ１では、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。更には、変換方法を各色共通にすることができ、構成が簡単にすることができる。
【０１２６】
また、省エネモードＭ２では、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。特に、イメージデータの最大値が小さい場合として知られる映画などのシーンにおいて、大きく発光量を調整し、省エネ効果が期待できる。
【０１２７】
更に、これら省エネモードＭ１，Ｍ２では、イメージデータの動的な変化に対して発光量を調整することで、極力発光量を調整することができる。
【０１２８】
また、省エネモードＭ３では、画質をほぼ維持しながら発光量の調整を最大限に調整することができる。特に、イメージデータにカメラで取り込んだ時点に生ずる画素欠陥などで、暗い画像中の１画素のみ大きなイメージデータとなった画素などを除去し、その際にも発光量の調整を最大限に調整することができる。
【０１２９】
なお、この省エネモードＭ３は、解析処理をヒストグラムとして説明したが、それに限定するものではない。例えば、画像にローパスフィルタ等のフィルタ処理を行って、その後にＭＡＸ検出をするようにしても良い。
【０１３０】
上記画素欠陥などの画像には、イメージデータ、或いは、ｉＤａｔａのフィルタ処理後の省エネモードＭ１，Ｍ２で説明したＭＡＸ検出処理であっても、省エネ効果を得ることができる。
【０１３１】
また、光変調デバイス制御部３２の光変調データ変更手段を複数のルックアップテーブルで構成するようにしても良い。即ち、上記スケール変換部３２３及び画像補正部３２４に代えて、図１４に示すように、複数の画像補正テーブル３２５１〜３２５３と、それら複数の画像補正テーブル３２５１〜３２５３を垂直同期信号に同期して選択する選択回路３２６とを用いる。なお、画像補正テーブル３２５１〜３２５３は、ＲＯＭで構成している。勿論、ＲＡＭで構成し、内容を変更できるようにしても良い。
【０１３２】
ここで、画像補正テーブル“１”３２５１はスケール１のテーブルであり、図１５の（Ａ）に示すような内容をテーブル化したものである。なお、これは、ガンマを含んだ内容となっているので、画像補正の動作は不要となっている。また、画像補正テーブル“２”３２５２はスケール４／３のテーブルであり、図１５の（Ｂ）に示すような内容をテーブル化したものとなっている。そして、画像補正テーブル“３”３２５３はスケール２のテーブルであり、図１５の（Ｃ）に示すような内容をテーブル化したものとなっている。
【０１３３】
また、この場合、画像解析部３２２は、省エネモードＭ２の場合に、光量制御信号としてのデータ倍率Ｕｖｇ，Ｕｖｒ，Ｕｖｂを出力するのではなく、解析結果である、ＭＡＸｒ，ＭＡＸｇ，ＭＡＸｂを出力する。選択回路３２６は、各テーブルのスケール１，４／３，２と２５５／ＭＡＸｒ，２５５／ＭＡＸｇ，２５５／ＭＡＸｂとを比較して、できるだけ光量を減らし、イメージデータに相応しい投影像を得られるように、テーブルを選択する。
【０１３４】
選択回路３２６は、図１５の（Ｄ）に示すような条件に従って、画像補正テーブル３２５１〜３２５３を選択する。例えば、検出したＲデータの最大値ＭＡＸｒが「８５」の場合は、２５５／ＭＡＸｒ＝２５５／８５＝３であり、この値「３」は「２」以上であるために、画像補正テーブル“３”３２５３を選択する。また、Ｒデータの最大値ＭＡＸｒが「１２８」の場合は、２５５／ＭＡＸｒ＝２５５／１２８＝１．９９であり、この値「１．９９」は「４／３」以上「２」未満であるために、画像補正テーブル“２”３２５２を選択する。その結果、図１６に示すようなタイミングチャートを得る。選択回路３２６は、省エネモード設定信号によって該省エネモードに対応した光量制御信号の種類や情報量を判別する。例えば、光量制御信号は、上記したモードＭ２ではＭＡＸｒ，ＭＡＸｇ，ＭＡＸｂの３つであり、モードＭ１ではＭＡＸの１つである。
【０１３５】
このように、ルックアップテーブルの切り換えのみであるため、フレーム、フィールドごとに高速に光変調データの生成、変換をすることができる。
【０１３６】
また、更に、ルックアップテーブルに、入力イメージデータの逆ガンマ補正の機能も含ませることも可能である。即ち、図１７に示すように、光変調デバイス制御部３２を、画像解析部３２２と、複数の画像補正テーブル３２７１〜３２７３と、選択回路３２６とによって構成し、逆ガンマ補正部３２１を省略した構成とすることができる。
【０１３７】
この場合、画像解析部３２２は、省エネモードＭ１及びＭ２の際には、ＭＡＸを検出する図１４の変形例と同様の処理で良い。省エネモードＭ３の際には、ヒストグラムのグラフ形状が逆ガンマ分変形するので、それに応じてＨｙ−５％に相当する新たな度数値を設定することで、図１４と同じ結果を得る。
【０１３８】
また、画像補正テーブル“Ａ”３２７１，画像補正テーブル“Ｂ”３２７２，画像補正テーブル“Ｃ”３２７３は、逆ガンマとスケール変換と画像補正の補正カーブとの関係によって各々設定する。
【０１３９】
このような構成によれば、逆ガンマ補正部３２１が不要となり、構成が簡単で小さく、且つ安価に構成することができる。
【０１４０】
以上のように、光変調データ変更手段を、予め設定したＲＯＭなどのルックアップテーブルを複数用意し、それを選択する構成とすることで、高速に変換方法を変更することができる。
【０１４１】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、極力電力を使用しないデータプロジェクタを含めた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明に係る表示装置の第１の実施の形態としての投影表示装置の外観を示す斜視図、（Ｂ）は操作パネルを示す平面図であり、（Ｃ）は投影表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】（Ａ）は供給電流調整制御部の構成を示すブロック図、（Ｂ）はＲ，Ｇ，Ｂ各ＬＥＤの特性を説明するための供給電流比ｋと明るさ（パワー）との関係を示す図であり、（Ｃ）は同じく明るさ比Ｌｃと供給電流比ｋとの関係を示す図である。
【図３】（Ａ）は本発明に係る表示装置の第２の実施の形態としての投影表示装置の構成を示す図であり、（Ｂ）はＬＥＤ基板上への複数のＬＥＤのレイアウトを示す図である。
【図４】（Ａ）は第２の実施の形態における投影表示装置での光量調整方法を説明するためのタイミングチャートを示す図であり、（Ｂ）は別の光量調整方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】ＬＥＤで熱に変換される電力と供給電流との関係を説明するための図である。
【図６】本発明に係る表示装置の第３の実施の形態としての投影表示装置の操作パネルを示す平面図である。
【図７】供給電流調整制御部及び光変調デバイス制御部の構成を示すブロック図である。
【図８】各省エネモードでの画像解析内容、解析結果、及びデータ倍率の関係を示す図である。
【図９】（Ａ）はスケール変換部への省エネモードＭ１におけるフレームＦ１の入力データｉＤａｔａと出力データｏＤａｔａを示す図であり、（Ｂ）は同じくフレームＦ２の入力データｉＤａｔａと出力データｏＤａｔａを示す図である。
【図１０】省エネモードＭ１における光量調整方法を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図１１】（Ａ）はスケール変換部への省エネモードＭ２におけるフレームＦ１の入力データｉＤａｔａと出力データｏＤａｔａを示す図であり、（Ｂ）は同じくフレームＦ２の入力データｉＤａｔａと出力データｏＤａｔａを示す図である。
【図１２】省エネモードＭ２における光量調整方法を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図１３】省エネモードＭ３における光量調整方法を説明するための入力データｉＤａｔａのヒストグラムを示す図である。
【図１４】第３の実施の形態の変形例における光変調デバイス制御部の構成を示すブロック図である。
【図１５】（Ａ）乃至（Ｃ）は光変調デバイス制御部の３つの画像補正テーブルそれぞれの内容を説明するための図であり、（Ｄ）は光変調デバイス制御部の選択回路による画像補正テーブルの選択条件を説明するための図である。
【図１６】変形例における光量調整方法を説明するためのタイミングチャートを示す図である。
【図１７】第３の実施の形態の更に別の変形例における光変調デバイス制御部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…投影表示装置、１２…投影光学系、１４…操作パネル、１６…回転式光量調整ツマミ、１８…指標、２０…電源ＬＥＤ、２２…電源部、２４…供給電流調整制御部、２６Ｒ…Ｒ−ＬＥＤ、２６Ｇ…Ｇ−ＬＥＤ、２６Ｂ…Ｂ−ＬＥＤ、２８…照明光学系、３０…光変調デバイス、３２…光変調デバイス制御部、３４…光センサ、３６…ＬＥＤ基板、３８…導光部材、４０…モータ、４２…回転軸、４４…回転制御部、４６…設定用ボタン、４８…設定確認用ＬＥＤ、２４１…白色光量調整部、２４２…ホワイトバランス判断部、２４３Ｒ…Ｒ電流設定部、２４３Ｇ…Ｇ電流設定部、２４３Ｂ…Ｂ電流設定部、２８１…照明レンズ、２８２…テーパロッド、３２１…逆ガンマ補正部、３２２…画像解析部、３２３…スケール変換部、３２４…画像補正部、、３２６…選択回路、３２５１…画像補正テーブル“１”、３２５２…画像補正テーブル“２”、３２５３…画像補正テーブル“３”、３２７１…画像補正テーブル“Ａ”、３２７２…画像補正テーブル“Ｂ”、３２７３…画像補正テーブル“Ｃ”、Ｓ…スクリーン。

Claims

入力されるイメージデータに従って光変調をする光変調デバイスを使用して観察者に対し画像を表示する表示装置において、
発光量を調整可能な異なった色光を発光する複数の発光体と、
前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を個別に調整制御する光量調整制御手段と、
を具備し、
前記光量調整制御手段は、表示可能な最大輝度の白色画像を観察者に対し表示した際の前記複数の発光体の各色光毎の発光量よりも少ない発光量に、少なくとも１つの色光の発光量を変更可能とする、
ことを特徴とする表示装置。
前記入力されるイメージデータの大きさを変換して光変調データとし、その変換した光変調データを前記光変調デバイスに入力させる光変調データ変更手段を更に具備し、
観察者が観察する所定のイメージデータの大きさに基づく画像の明るさが変化しないように、
前記光変調データ変更手段は、それが行う変換方法を変更すると共に、
前記光量調整制御手段は、前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を操作者によって調整指示する操作パネルを更に具備し、
前記光量調整制御手段は、前記操作パネルからの調整指示に従って、前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を個別に調整制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光量調整制御手段は、前記調整指示に従って前記発光量を調整する際に、前記複数の発光体が発光する色光のホワイトバランスを調整するように各色光の発光量を個別に調整制御することを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
前記入力されるイメージデータを解析し、その解析結果に対応した信号を出力する画像解析手段を更に具備し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段からの出力信号に応じて前記変換方法を変更し、
前記光量調整制御手段は、前記画像解析手段からの出力信号に応じて発光量を変更する、
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記画像解析手段は、前記入力されるイメージデータの最大値を検出し解析結果として出力することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記異なった色光が赤、青、緑であって、
前記入力されるイメージデータが該色光のそれぞれに対応したデータからなり、
前記画像解析手段は、前記色光のそれぞれに対応したデータのそれぞれの解析結果を出力し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段が検出した前記色光それぞれの最大値に従って色光毎の変換方法をそれぞれ変更し、
前記光量調整制御手段は、前記色光毎の発光量を前記色光毎の変換方法にそれぞれ従って変更する、
ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
前記異なった色光が赤、青、緑であって、
前記入力されるイメージデータが該色光のそれぞれに対応したデータからなり、
前記画像解析手段は、前記色光のそれぞれに対応したデータを全データとして、該全データに関する解析結果を出力し、
前記光変調データ変更手段は、前記画像解析手段が検出した前記全データに関する最大値に従って色光毎の変換方法を変更し、
前記光量調整制御手段は、前記色光毎の発光量を前記変換方法に従って変更する、
ことを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
前記画像解析手段は、前記入力されるイメージデータのヒストグラムを生成し解析結果として出力することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記光量調整制御手段は、前記入力されるイメージデータが変化するごとに前記複数の発光体が発光する各色光の発光量を変更することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
前記光変調データ変更手段は、
前記イメージデータと前記光変調データとの関係を予め設定した所定の前記変換方法であるルックアップテーブルを複数備え、
前記画像解析手段の出力に従って複数の前記ルックアップテーブルより１つを選択する、
ことを特徴とする請求項５記載の表示装置。
前記発光体は、少なくとも１つの色光で発光する発光ダイオードを複数備え、
前記光量調整制御手段は、
該複数の発光ダイオードを異なったタイミングでパルス発光させると共に、
該異なったタイミングで発光する前記発光ダイオードのそれぞれの発光量を変えて光量調整をする、
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光量調整制御手段は、前記発光ダイオードの発光量を変えて光量調整する際、前記発光ダイオードへの供給電流を制御することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記光量調整制御手段は、前記発光ダイオードの発光量を変えて光量調整する際、前記発光ダイオードを発光させるパルス発光時間を制御することを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記複数の発光ダイオードをリング状に配列する光源保持手段を更に具備し、
前記光量調整制御手段は、前記複数の発光ダイオードが前記光源保持手段に保持される配列順序に従って前記発光ダイオードを順次パルス発光するように制御し、
前記発光ダイオードが順次パルス発光する際のそれぞれの光を導光部材によって前記光変調デバイスに導くために、前記リング状に配列した発光ダイオードに沿って該導光部材を回転させるように駆動制御する駆動制御手段を更に具備する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
前記光変調デバイスにより光変調された光を拡大投影する投影光学系を更に具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の表示装置。