JP2008145508A

JP2008145508A - 表示装置

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Publication number: JP2008145508A
Application number: JP2006329457A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Harada; 茂樹原田; Takayoshi Nagai; 孝佳永井; Ikuro Suga; 郁朗菅; Akihiko Iwata; 明彦岩田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-12-06
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】光源の寿命を短くすることなく、調光範囲の広い光源システムを提供するものである。
【解決手段】映像を構成する時間単位において、光をスクリーン上に映像として表現することができる光有効時間ｔ１と、光をスクリーン上に映像として表現することができない光無効時間ｔ２とに分け、光有効時間ｔ１の電力をP１、光無効時間ｔ２の電力をP２、映像を構成する時間単位で平均した電力を平均電力Pとした場合、画像データの１フレーム内での光有効時間t1の割合をT１、１フレーム内での光無効時間t2の割合をT２とすると、その平均電力ＰがT１・P１＋T２・P２＝P・（T1＋T2）となるように、P１、P２を輝度情報に合わせて、１フレーム毎または数フレーム毎に動的に変化させることにより、光をスクリーン上に映像として表現することができる光量を調整するようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、投射型画像表示装置に関し、特にその光量調整手段の改良に関するものである。

LCD（Liquid Crystal Display）やDMD（Digital Micromirror Device）などの光変調デバイスを用いて、光源から放射される光を映像データに応じて変調し、変調した光をスクリーンに投射して画像を表示する投射型画像表示装置（プロジェクションディスプレイ）がある。プロジェクションディスプレイでは、光変調デバイスの透過率または反射率を、映像情報に合わせて調整することにより、映像情報の階調を表現しているが、光変調デバイスの光変調能力の直線性が悪かったり、また迷光によって、映像情報本来の階調が表現できず、最大輝度と最小輝度の比であるコントラスト比が悪くなるという問題がある。

この問題に対して、光変調デバイスに入力する光量を調節することによってコントラスト比を改善する方法がある。すなわち、明るい画面の時には光変調デバイスに入力する光量を増加させることによって最大輝度を上げ、逆に暗い画面の時には光変調デバイスに入力する光量を減少させることによって最小輝度を下げ、コントラスト比を改善するものである（例えば、特許文献１を参照）。

光変調デバイスへ入力する光量を調整する手段として、光源と光変調デバイスとの間にアイリス絞りを入れる方法がある。アイリス絞りは、アパーチャの大きさを機械的に変え、光が通過する面積を変えることにより、光の透過量を変えるものである（例えば、特許文献２を参照）。アイリス絞りは、約２５−１００％の調光が可能で、調光範囲が比較的広いのが利点である。しかし、アイリス絞り、およびそれを駆動するモータによるコストアップは大きな問題となっていた。また、この方法はアパーチャを機械的に絞っているので、０−１００％の調光が可能なはずだが、光が通過する面積が一定値以下になると、スクリーン上での輝度の均一性が悪くなるため、調光範囲には自ずと限界があった。

光変調デバイスへ入力する光量を調整する他の手段としては、光源自体の光量を調整する方法がある。光源の入力電力によって光量を調整するものである。この方法は、アイリス絞りのような付加部品が不用なので、コストアップにならないのが大きな利点となるが、以下で説明する理由で、調光範囲をアイリス絞りほど広くできないのが最大の欠点である。

特開平５-６６５０１号公報特開２００２-１０７６６２号公報

プロジェクションディスプレイでは、上記光源としてメタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどのHID（High Intensity Discharge）ランプが一般的に用いられている。また、HIDランプではタングステンが電極として用いられており、アーク放電の熱によるタングステンの消耗を軽減するために、ハロゲンサイクルが利用されている。

ハロゲンサイクルとは、HIDランプのバルブ内に封入されている適量のハロゲンガスの循環サイクルをいう。今、タングステン電極のアークスポットの温度がタングステンの昇華熱を超えると、タングステンが蒸発し、タングステン原子がバルブ内に放出される。放出されたタングステン原子は、バルブ内部のハロゲン原子と結合しハロゲン化タングステンとなりバルブ内を浮遊する。ハロゲン化タングステンは、バルブ内壁が適度な温度であれば、バルブ内壁に付着することはなく対流で循環して電極へ戻ってくる。電極へ戻ってきたハロゲン化タングステンは、熱によって分離され、タングステン原子は電極に戻り、ハロゲン原子はバルブ内を浮遊する。この反応の繰り返しをハロゲンサイクルと呼ぶ。

このサイクルによって、タングステン電極の消耗を軽減し、バルブ内壁へのタングステン付着による黒化が抑制されることとなる。ところが、バルブ内壁の温度が低すぎると、ハロゲン化タングステンがバルブ内壁に付着し、また、バルブ内壁の温度が高すぎると、ハロゲン化タングステンがバルブ内壁で分離して、タングステン原子がバルブ内壁に付着することとなり、そのため、ハロゲンサイクルが適正に運転されるためには、バルブ内壁の温度を適正な温度範囲に保つ必要がある。

このようにハロゲンサイクルを利用したHIDランプにおいては、ランプの光量を調光するために入力電力を調整すると、バルブ内壁の温度も電力に応じて変わることとなり、このバルブ内壁の温度が適正範囲外になった場合、ハロゲンサイクルが適正に行われず、ランプの寿命が短くなるという問題が生じる。従って、バルブの内壁の温度を適正な範囲にしようとした場合、調整できる電力の範囲は制限されることとなる。

本件発明者の実験では、定格１５０Wのある超高圧水銀ランプで、バルブの温度をランプメーカが使用条件としている温度範囲にしようとした場合、電力の調整範囲は１１０−１９０Wという結果であった。ランプの光量は、電力にほぼ依存しているので、調光範囲は６０−１００％である。この程度の調光範囲ではコントラスト比の改善効果は小さく、この方法単独では、実用化するメリットが少ない。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ランプの寿命を短くすることなく、調光範囲の広い光源システムを提供するものであり、更に、この光源システムを用いて、コストアップすることなく、コントラスト比を改善したプロジェクションディスプレイを提供するものである。

この発明に係る表示装置は、映像情報を入力する映像情報入力手段と、前記映像情報に基づいて数値化した輝度情報を出力する輝度情報検出手段と、光源と、前記輝度情報検出手段によって得られた輝度情報に応じて、電力波形を出力し、前記光源を点灯させる光源点灯手段と、前記光源から放射された光を受光し、前記光を前記映像情報および輝度情報に応じて変調して映像表示を行う光変調デバイスとを備え、上記光源点灯手段は前記光をスクリーン上に映像として表現することができる光量を調整するために、映像を構成する時間単位を、前記光変調デバイスにより前記光をスクリーン上に映像として表現することができる光有効時間ｔ１と、前記光をスクリーン上に映像として表現することができない光無効時間ｔ２とに分け、光有効時間ｔ１の電力をＰ１、光無効時間ｔ２の電力をＰ２、映像を構成する時間単位で平均した電力を平均電力Ｐとした場合に、画像データの１フレーム内での光有効時間t1の割合をT１、１フレーム内での光無効時間t2の割合をT２とすると、その平均電力ＰがT１・Ｐ１＋T２・Ｐ２＝P・（T1＋T2）となるように、Ｐ１、Ｐ２を輝度情報に合わせて、１フレーム毎または数フレーム毎に動的に変化させることを特徴とするものである。

この発明によれば、光源の寿命を短くすることなく、調光範囲が広く、最大輝度が大きい光源システムを実現することができるので、この光源システムを用いて、コストアップすることなく、コントラスト比、最大輝度を改善したプロジェクションディスプレイを実現することができる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるプロジェクションディスプレイのシステム構成図を示している。図１において、プロジェクションディスプレイとしてＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクションディスプレイ（テキサス・インスツルメンツ社登録商標）について説明する。ＤＬＰとは、光変調デバイスとしてＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いたプロジェクションディスプレイである。ＤＭＤは光源からの光をＲＧＢに時分割した３原色を画像情報に従って個々に入射光の反射方向をオン・オフ状態に切り替えるマイクロミラー素子により構成されている。

輝度情報検出手段である輝度情報検出回路２は、映像情報入力手段から入力された映像情報１に基づいて輝度情報の特徴を検出し、輝度情報として数値化し、１フレーム（1/60秒）毎に出力する。輝度情報検出回路２で検出される輝度情報の特徴は、平均輝度でもよいし、ピーク輝度でもよい。また、他のアルゴリズムを用いて得られた輝度情報の特徴を用いてもよい。コントラスト比は表示されるスクリーンの最大輝度と最小輝度との比で示され、明るい映像はより明るく、暗い映像はより暗くすることによって改善することができる。

映像信号変調回路３は、入力された映像情報１と輝度情報検出回路２とによって検出された輝度情報を元に、映像情報１を変調し、光変調デバイスであるＤＭＤ８へ印加する駆動電圧を作るものである。光源点灯手段であるランプ点灯回路４は、輝度情報検出回路２で数値化された輝度情報に対応した電力波形を光源であるランプ５へ入力し、可視光線１１を放出する。可視光線１１はカラーホイール６によって、所定の波長を有する赤色光、緑色光、青色光に時分割される。なお、ここではカラーホイールは赤、緑、青の３色に分割する例を示して説明しているが、更に、シアン、マジェンダ、黄色を加えた６色に時分割される例もあり、時分割する波長に限定されるものではない。前記カラーホイール６によって時分割された赤色光、緑色光、青色光は照明光学系７を透過することによってＤＭＤ８のミラー上に集光する。ＤＭＤ８上に集光した光は前記ミラーによって反射され投射光学系９に入射する。投射光学系を透過した光はスクリーン上に投射され映像となる。なお、ランプ５は、例えばＨＩＤランプの一つである超高圧水銀ランプである。

図２は実施の形態１におけるランプ５（超高圧水銀ランプ）の断面図である。ランプ５は、バルブ１２とリフレクタ１３とによって構成される。バルブ１２はタングステンの電極と、内部に水銀およびハロゲン化金属が封入された放電空間とによって構成される。封着剤１４は、バルブ１２とリフレクタ１３とを封止するものである。電極１６a、１６bは、バルブ1２に電圧を印加するためのものである。バルブ１２内のアーク放電によって放出された可視光線11は、リフレクタ13によって反射され、前面ガラス１５を通して、ランプ５の光軸１７上の一点に集光され、図１のカラーホイール６に入射される。

図３は実施の形態１におけるランプ点灯回路の詳細回路図である。ランプ点灯回路４は、ＤＣ電源２１、ＤＣＤＣコンバータ24、インバータ25、イグナイタ23およびコントロールユニット22からなる。ＤＣＤＣコンバータ24は、スイッチ24ａ、ダイオード24ｂ、コイル24ｃおよびコンデンサ24ｄによって構成されているチョッパ式降圧コンバータである。ＤＣＤＣコンバータ24は、ＤＣ電源からＤＣ電圧Ｖｉｎが印加されると、ＤＣ電圧Ｖｉｎを所定のＤＣ電圧Ｖｂへ変換する。ＤＣ電圧Ｖｉｎは、商用ＡＣ電圧が全波整流された後に昇圧されたＤＣ電圧である。

インバータ25は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって構成されたフルブリッジインバータである。インバータ25は、ＤＣＤＣコンバータ２４によって変換されたＤＣ電圧Ｖｂを交流矩形波に変換し、交流矩形波電圧をランプ５の電極１６ａ、１６ｂ(図２参照)の両端に印加する。イグナイタ23は、ランプ５の初期始動を行うために、インバータ25とランプ５との間に接続され、ランプ５の初期始動時にランプ５が絶縁破壊可能な電圧をランプ５の電極１６ａ、１６ｂの両端に印加する。

コントロールユニット22は、ＤＣ電圧Ｖｂと電流Ｉｂとを検出し、検出された電圧と電流とによって、検出時にランプ５で消費されている電力を計算するマイクロコンピュータ(図示せず)を内蔵している。目標電力は、ランプの定格電力から決められた値で、例えば定格150Wランプの場合、本実施例では150Wとしている。計算された電力と予めテーブルに保有している目標電力との差が無くなるように、ＤＣＤＣコンバータ24のスイッチ24ａの周波数およびデューティを制御する。ここでの検出された電力と目標電力は、１フレーム（１／６０sec）またはそれ以上の時間で平均化した値である。この制御によってランプの電力は平均的に一定に保たれ、ランプの光量および温度を一定に保つことができる。

コントロールユニット22は、輝度情報検出回路２で数値化された輝度情報に基づいてランプ５へ入力する電力波形を決定し、１フレーム毎または数フレーム毎に、所望の電力波形になるように、ＤＣＤＣコンバータ24のスイッチ24ａの周波数およびデューティを制御する。この時、輝度情報に対応して、１フレーム毎または数フレーム毎の電力波形は変化するが、１フレームまたはそれ以上の時間で平均化した平均電力は一定となるよう制御している。

カラーホイール６は、例えば図４に示されるように、赤色透過フィルタＲ、緑色透過フィルタＧ、青色透過フィルタＢで構成されている。ランプ５から放射された光は、カラーホイール６を通過することによって順次、赤、緑、青の波長の光に時間的に分別される。ランプ５から放射された光は、カラーホイール６を通過するポイントで集光されるが、ビームスポット径は有限であるため、ある色のカラーフィルタから隣り合う次の色のカラーフィルタに移る際、混色エリアが生じる。

従って基本的にその時間の光を映像に使用することはできない。光が混色エリアを通過している時間は、映像データに関係なく常時DMDをオフにし、スクリーンへ投射しないようにしている。カラーフィルタとカラーフィルタの境界線をスポークと呼んでいる。また、スポークを中心軸として、映像データに関係なく常時DMDをオフにしている時間を、光無効時間と呼び、記号としてｔ２で示すことにする。一方、１フレーム内で光無効時間以外の時間を光有効時間と呼び、記号としてｔ１で示すことにする。光有効時間では、映像データに応じて、DMDがオン、オフし、階調表示を行っている。

ＤＭＤ８は、半導体基板上に二次元に配列された複数のマイクロミラー素子からなり、映像信号変調回路３からの入力信号によって、各々のマイクロミラー素子の傾きを変えることにより光の変調を行う。傾きの角度は、光をスクリーン10へ投射するオン状態と、光をスクリーンへ投射しないオフ状態の２値をとる。２の階乗で時間的に重み付けされた時間単位（サブフィールドと称する）に対し、映像情報、輝度情報に合わせて、各マイクロミラー素子をオン、オフすることによって階調表示が可能になる。例えば、256階調を出す場合、サブフィールドを、2⁰、２^１、２^３、２^４、２^５、２^６、２^７、２^８で重み付けする。８つのサブフィールドは、１フレーム内での各色の割り当て時間内で、それぞれ割り当てられる。

次に、ランプ５の電力波形とDMD８のオン、オフのタイミングと光の出力の関係を示す図5乃至図７を用いて、調光作用の詳細を説明する。上記図5乃至図７において、(a)は１フレーム内のカラーホイール６の時間シーケンスを示している。図４に示したように、カラーホイール６のカラーフィルタが３分割され、回転速度７２００rpmで回転している場合、これを時間シーケンスで表すと(a)のように時分割されたものとなる。また、（b)は１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、（c)は１フレーム内のDMDの時間シーケンス、(d)は１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示している。

（ｃ）のDMDの時間シーケンスに示されるように、１フレームは、光有効時間ｔ１と光無効時間ｔ２に分けられている。本実施例ではｔ１：ｔ２＝２：１であると想定して説明するが、この割合は、目的とする調光範囲によって調整すべき値である。（ｂ）は電力波形を示し、１フレーム内の光有効時間ｔ１での電力をＰ１[W]、光無効時間ｔ２での電力をＰ２[W]とする。
図5は、Ｐ１＝Ｐ２＝１５０[W]の場合で、１フレームの平均電力も１５０Wである。(b)の電力パターンはフラットであるが、(C)のDMDのオン、オフシーケンスによって、(d)のような光出力パターンとなる。光有効時間t1の光出力の積分値がスクリーン上で有効な輝度となる。

図6は、最大輝度を出力するためのパターンで、Ｐ１＝２２５W、Ｐ２＝０Wの場合である。１フレームの平均電力は図５と同じ１５０Wである。(b)の電力パターンは、(C)のDMDのシーケンスによって、(d)の光出力パターンとなる。光有効時間t1の光出力は、図5の場合の１．５倍である。
図７は、最小輝度を出力するためのパターンで、ｈ１＝４５W、Ｐ２＝３６０Wの場合である。平均電力は図５と同じ１５０Wである。(b)の電力パターンは、(C)のDMDのシーケンスによって、(d)の光出力パターンとなる。光有効時間t1の光出力は、図５の０．３倍である。

上記図５乃至図７に示す制御パターンは、いずれも、平均電力が光源の仕様で定められた光源の温度範囲に収まる値である。更に、画像データの１フレーム内での光有効時間t1の割合をT１、１フレーム内での光無効時間t2の割合をT２とすると、その平均電力Ｐが
T１・Ｐ１＋T２・Ｐ２＝P・（T1＋T2）
となるように、Ｐ１、Ｐ２を輝度情報に合わせて、１フレーム毎または数フレーム毎に動的に変化させている。
図５、図６、図７の結果を図８にまとめる。太字の実線が電力Ｐ１と電力Ｐ２の関係を、太字の点線が電力Ｐ１と平均電力の関係を示している。平均電力１５０W一定の条件で、Ｐ１を４５Wから２２５Wに変えることができることを示している。原理的にはＰ１を０Wから２２５Wまで変えることができるが、以下の理由でここでは電力Ｐ１の最小値を４５Wとしている。

瞬時的にでも、平均電力より大きな電力を出力するためには、点灯回路を構成する部品をより大きな電力を扱う部品にする必要があり、コストアップ、大型化の原因となる。そのため、瞬時電力の上限を設けることによって、点灯回路のコストアップ、大型化を抑えることが必要である。本実施の形態の点灯回路では、瞬時的な電力の上限を３６０Wとした。そのため、Ｐ１の最小値は４５Wとなっている。よって、Ｐ１の調整範囲は、45Wから225Wで、電力とランプの光量はほぼ比例するので、調光範囲２０−１００％が可能になる。

また、通常、定格１５０Wのランプは、図５(b)に示す１５０W一定の電力波形が用いられている。本実施例では、光有効時間に、ランプ電力を集中的に投入することができるので、電力１５０W固定の場合と比較して、最大輝度を上げることができる。本実施例においては、図５と図６を比較することによって、最大輝度を１．５倍にすることができることがわかる。

以上のような構成によって、光源の温度がハロゲンサイクルを適正に行える温度とすることにより、光源の寿命を短くすることなく光有効時間ｔ１の電力Ｐ１を調整することができるため調光範囲を広くすることができる。また、最大輝度を大きくすることができる光源システムを実現することができる。この光源システムを用いて、コストアップすることなく、コントラスト比、最大輝度を改善したプロジェクションディスプレイを実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、ランプの温度を一定に保つため、平均電力を一定の条件で、電力Ｐ１を調整している。ところで、ランプの使用温度範囲内であれば、平均電力を多少変えても、ハロゲンサイクルが適正に働くため、寿命に悪影響を与えることはない。ここで説明している定格１５０Wのランプでは、ランプの使用温度範囲を出ることなく調整できる平均電力は１１０W〜１９０Wであった。実施の形態２では、実施の形態１で説明した平均電力を一定にする制御に代えて、ランプのハロゲンサイクルが適正に行われる範囲内、つまりランプの使用温度範囲内で平均電力を変えることにより、電力Ｐ１を調整する手段を説明する。

図９においては、太字の実線が電力Ｐ１と電力Ｐ２の関係を、太字の点線が電力Ｐ１と平均電力の関係を示している。Ｐ２の下限を０W、上限を３００Wとした場合、Ｐ１の範囲は７５Wから２２５Wである。Ｐ１を７５W以下にする場合、Ｐ２は上限の３００W一定とし、平均電力を減少させる。Ｐ１を２２５Ｗ以上にする場合、Ｐ２は下限の０Ｗ一定とし、平均電力を増加させる。平均電力の下限１１０W、上限１９０Wとなった時が電力Ｐ１の最小値と最大値となる。図9では、電力Ｐ１の最小値は１５W、最大値は２８５Wとなり、５-１００％の調光が可能である。

以上のような構成によって、光源の寿命を短くすることなく、調光範囲が広く、最大輝度が大きい光源システムを実現することができるので、この光源システムを用いて、コストアップすることなく、コントラスト比、最大輝度を改善したプロジェクションディスプレイを実現することができる。
また、平均電力を調整することによって、Ｐ１の調整範囲を広げられるので、ランプの点灯装置の瞬時電力の上限を下げることができ、小型で低コストの点灯回路を作ることができる。

実施の形態３．
図１０は、本発明を実施するための実施の形態３におけるカラーホイールを示す図である。また、図１１に、本発明を実施するための(a)１フレーム内のカラーホイール６の時間シーケンス、(b)１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、（c)１フレーム内のDMD８の時間シーケンス、(d)１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示す。実施の形態１、２では、ｔ２の時間、DMDをオフにして、スクリーンに光が到達しないようにしている。しかし、DMDをオフにしても実際にはわずかな光がスクリーンに到達し、輝度のバイアスとなり、コントラスト比を低下させている。このバイアス分の光を迷光と呼んでいる。

実施の形態３では、カラーホイール６に光を反射するミラーＭＲ１〜ＭＲ３が設けてある。ＭＲ１〜ＭＲ３は、所定のカラーフィルタと隣り合う他のカラーフィルタの境界線を含む一定幅に設けてある。ミラーの面積は、光無効時間ｔ２に相当する。ランプ５から放射された光は、ｔ２の時間において、ミラーによって反射され、反射光はランプの発光点へ戻る。そのため、ｔ２の時間においては、光はDMD８に達することがなく、迷光としてスクリーン１０に到達しない。図１１では、ｔ２の時間においてDMD８はオンであるが、ミラーが若干でも光を透過する場合も考えられるので、DMD８はオフにした方が、より迷光を少なくすることができる。

また、実施の形態３において、平均電力を下げていく場合の平均電力の下限値は、ランプの温度の下限によって決まっている。平均電力を下げるモードでは、ｔ２の時間にミラーによって反射される光量は多く、ランプの発光点に戻る光も多くなる。ランプへ戻る光のエネルギーによって、ランプ温度は上昇する。その結果、ランプの温度の下限によって決まる平均電力の下限値はより低くなる。例えば、戻り光によって、平均電力の下限値が１００Wになったとすると、図１２に示すように、Ｐ１の最小値は０W、最大値は２８５Wとなり、０-１００％の調光が可能となる。ミラーＭＲは、光の透過率が低いものであればよく、例えば、白色板でもいいし、黒色板でもよい。ただし、黒色板は、光を吸収するため、熱対策を十分に行う必要があることと、戻り光がないため、ランプの温度を上げる効果はない。

以上のようにこの実施形態３によれば、カラーホイールで光無効時間の光を透過しないので、迷光を抑えることができる。また、反射率の高い物質を用いた場合、反射された光のエネルギーによって、ランプの温度を上げることができるため、電力の調整範囲の下限を下げることができ、調光範囲を広げることができる。なお、実施例１、２、３においてランプの平均電力、瞬時電力、カラーホールのカラーフィルタの構成、回転数など、具体的な数値を挙げて説明したが、基本的な考え方が同じであれば、いかなる定格のランプ、カラーホイールにおいても適応できることは言うまでもない。

この発明の実施の形態１におけるプロジェクションディスプレイのシステム構成図である。この発明の実施の形態１における超高圧水銀ランプの断面図である。この発明の実施の形態１におけるランプ点灯回路の回路図である。この発明の実施の形態１におけるカラーホイールを示す図である。この発明の実施の形態１の一例である、１フレーム内のカラーホイールの時間シーケンス、１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、１フレーム内のDMDの時間シーケンス、１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示している。この発明の実施の形態１の他の輝度パターンの例である、１フレーム内のカラーホイールの時間シーケンス、１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、１フレーム内のDMDの時間シーケンス、１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示している。この発明の実施の形態１の更に他の輝度パターンの例である、１フレーム内のカラーホイールの時間シーケンス、１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、１フレーム内のDMDの時間シーケンス、１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示している。この発明の実施の形態１の電力Ｐ１と電力Ｐ２の関係と、電力Ｐ１と平均電力の関係を示している。この発明の実施の形態２の電力Ｐ１と電力Ｐ２の関係と、電力Ｐ１と平均電力の関係を示している。この発明の実施の形態３におけるカラーホイールを示す図である。この発明の実施の形態３の輝度パターンの一例である、１フレーム内のカラーホイールの時間シーケンス、１フレーム内の電力波形の時間シーケンス、１フレーム内のDMDの時間シーケンス、１フレーム内の光出力の時間シーケンスを示している。この発明の実施の形態３の電力Ｐ１と電力Ｐ２の関係と、電力Ｐ１と平均電力の関係を示している。

符号の説明

１映像情報、２輝度情報検出回路、３映像信号変調回路、
４ランプ点灯回路、５ランプ、６カラーホイール、７照明光学系、
８ＤＭＤ、９投射光学系、１０スクリーン、１１可視光線、
１２バルブ、１３リフレクタ、１４封着剤、１５前面ガラス、
１６ａ、１６ｂ電極、１７光軸、２１ＤＣ電源、
２２コントロールユニット、２３イグナイタ、
２４ＤＣＤＣコンバータ、２５インバータ。

Claims

映像情報を入力する映像情報入力手段と、
前記映像情報に基づいて数値化した輝度情報を出力する輝度情報検出手段と、
光源と、
前記輝度情報検出手段によって得られた前記輝度情報に応じて、電力波形を出力し、前記光源を点灯させる光源点灯手段と、
前記光源から放射された光を受光し、前記光を前記映像情報および輝度情報に応じて変調して映像表示を行う光変調デバイスと、を備え、
前記光源点灯手段は、前記光をスクリーン上に映像として表現することができる光量を調整するために、映像を構成する時間単位を、前記光変調デバイスにより前記光をスクリーン上に映像として表現することができる光有効時間ｔ１と、前記光をスクリーン上に映像として表現することができない光無効時間ｔ２とに分け、光有効時間ｔ１における前記ランプへの供給電力をＰ１、光無効時間ｔ２における前記ランプへの供給電力をＰ２、映像を構成する時間単位で平均した前記ランプへの供給電力を平均電力Ｐとした場合に、画像データの１フレーム内での光有効時間t1の割合をT1、１フレーム内での光無効時間t2の割合をT2とすると、その平均電力Ｐが
T１・Ｐ１＋T２・Ｐ２＝P・（T1＋T2）
となるように、T１、Ｐ１、T２、Ｐ２を前記輝度情報に合わせて１フレーム毎または数フレーム毎に動的に変化させることを特徴とする表示装置。
前記平均電力Ｐが固定値であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光源のハロゲンサイクルが適正に行われる範囲で、前記平均電力Ｐが可変であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光源と前記光変調デバイスとの間に、前記光源からの光を所定の波長毎に時分割するカラーホイールを備え、前記カラーホイールを構成する所定のカラーフィルタと隣り合う他のカラーフィルタの境界線と前記光源からの光が重なる時間が、前記光無効時間ｔ２に含まれることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記カラーホイールには、所定のカラーフィルタと隣り合う他のカラーフィルタの境界線を含む一定幅に、前記光源からの光に対して透過率の低い物質が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。