JP2001174919A - Projection type display device - Google Patents
Projection type display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は投射型表示装置に関
し、特にライン状に形成した光変調素子を１以上設け、
該光変調素子からの画像情報に基づく光束を該ライン方
向と直交方向に光走査してスクリーン面上に走査投射
し、２次元画像を観察するときの投射型表示装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device, and more particularly, to a projection type display device having at least one light modulation element formed in a line.
The present invention relates to a projection display device for observing a two-dimensional image by optically scanning a light beam based on image information from the light modulation element in a direction orthogonal to the line direction and scanning and projecting it on a screen surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来よりマルチメディアの発達に伴い表
示素子は、より高精細かつ大画面の方向に開発が進めら
れている。2. Description of the Related Art Along with the development of multimedia, display elements have been developed with higher definition and larger screen.
【０００３】例えばＰＣにおける画像表示は、より高精
細になり、現状XGA（eXtended Graphics Array)で今後S
XGA(Super-XGA)、UXGA(Ultra-XGA)へと進んでいる。ま
た、TV系の映像信号もアナログからディジタルへ変更さ
れ、画素数も1280×720、1920×1080等の画素の多い高
精細のフォーマットが提示されている。このような高精
細画像表示には、ドット表示が容易なLCDやPDPが、従来
多く用いられてきたCRTより有望視させている。[0003] For example, image display on a PC has become higher definition, and the current state of XGA (eXtended Graphics Array) is
We are moving to XGA (Super-XGA) and UXGA (Ultra-XGA). In addition, a video signal of a TV system is also changed from analog to digital, and a high-definition format having many pixels such as 1280 × 720 and 1920 × 1080 is presented. For such high-definition image display, LCDs and PDPs, which can easily display dots, are more promising than CRTs, which have been widely used in the past.
【０００４】一方、これらの画像表示の高精細化によ
り、より大画面で迫力有る映像を表示するため、画面サ
イズの大型化が進められている。特に、PDPは、４０か
ら６０インチクラスの薄型壁掛け対応で実用化も行われ
ている。現状では、４０インチクラス以上大画面では投
射型表示装置が市場に出ている。投射型でも、現在はCR
T型が、それ程解像度が要求されてないTV映像（NTSC信
号）の表示には多く使用させているが、高精細化に伴
い、LCD等の投射型の開発が進められている。On the other hand, the screen size has been increased in order to display powerful images on a larger screen due to the higher definition of the image display. In particular, PDPs have been put to practical use for thin wall hangings in the class of 40 to 60 inches. At present, a projection display device with a large screen of 40 inches or more is on the market. Projection type, but now CR
The T-type is often used for displaying TV images (NTSC signals) that do not require much resolution, but with the increase in definition, the projection type such as LCD is being developed.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】表示素子としてLCDを
用いる理由は、上記CRTを用いた投射型表示装置が、高
精細化を図ると輝度が低下し、観察しずらくなるためで
ある。但し、LCD方式にはLCD特有の課題も有している。
大別して、次の２つの課題がある。The reason why an LCD is used as a display element is that, in a projection type display device using the above-mentioned CRT, when the definition is increased, the luminance decreases and it becomes difficult to observe. However, the LCD system also has an LCD-specific problem.
Broadly speaking, there are the following two issues.
【０００６】・コントラスト不足で質感がCRT方式に対
して劣る点 論文，日経エレキ 1999.11.15（no．757）「光源の輝
度を制御し、液晶パネルを高画質に」は直視型LCDを用
いた投射型表示装置を述べている。そこでは、LCDは、
輝度やコントラスト等がCRTと比較して不足していると
述べている。-Insufficient contrast and inferior texture to CRT method Paper, Nikkei Electric 1999.11.15 (No. 757) "Controlling the brightness of the light source and increasing the quality of the liquid crystal panel" uses a direct-view LCD. A projection display is described. There, the LCD
It states that brightness and contrast are insufficient compared to CRT.
【０００７】テキスト等のデータ表示が多いPC用では、
信号レベルが高い事と、文字等のデータが多いため、そ
の課題はそれ程顕在化しない。しかしながら、TV等の映
像信号や自然画等の中間調を多く含んだ映像表示には質
感がないと、迫力有る映像にはならない。これは、元々
の光変調素子である液晶等のダイナミックレンジが不足
していることが原因している。In the case of a PC for displaying data such as text, etc.,
Since the signal level is high and there is a lot of data such as characters, the problem is not so obvious. However, a video display including a large number of halftones such as a video signal or a natural image such as a TV does not have a powerful image unless it has a texture. This is because the dynamic range of the original light modulation element such as liquid crystal is insufficient.
【０００８】上記論文では、直視型LCDにおいて、その
照明光用の光源であるバックライトの光量を映像信号に
応じて変更しメリハリのある画像表示を実現している。In the above paper, in a direct-view LCD, the amount of light of a backlight, which is a light source for the illuminating light, is changed according to a video signal to realize a sharp image display.
【０００９】但し、上記バックライトによる輝度の変更
は、あくまでも、画面全体が明るい時に上記バックライ
トの輝度を上げ、反対に、画面全体が暗い時に上記バッ
クライトの輝度を下げる時に限定させている。However, the change of the brightness by the backlight is limited only to increasing the brightness of the backlight when the entire screen is bright and decreasing the brightness of the backlight when the entire screen is dark.
【００１０】上記方式では、上記バックライトの制御が
画面全体に限られている事による。実際の映像シーンで
は暗いシーンの中に一部明るいものがある場合に、その
白と黒とのメリハリ、つまり、高コントラスト表示が求
められるが、上記論文で示された方式では、実現できな
い課題がある。In the above method, the control of the backlight is limited to the entire screen. In an actual video scene, when there are some bright scenes in a dark scene, sharp contrast between black and white, that is, high contrast display is required, but the problem shown in the above paper cannot be realized. is there.
【００１１】・構成が複雑となる点 投射型表示装置における、投射ユニットは、拡大投影し
ており、投射ユニット自身は比較的小型である。A point at which the configuration becomes complicated The projection unit in the projection type display device performs enlarged projection, and the projection unit itself is relatively small.
【００１２】但し、CRT型投射に比較してLCD等の光変調
素子を用いる投射ユニットは、光学系の構成がより複雑
で調整等工数もかかる課題を有している。通常、R,G,B
の各色毎のパネルを用い、白色光を色分解し、各色光
で、それに応じたパネルに照射し、そのパネルからの各
色毎変調した光を合成し、スクリーン面上に投射する。However, the projection unit using a light modulation element such as an LCD has a problem that the configuration of the optical system is more complicated and requires more man-hours such as adjustment as compared with the CRT type projection. Usually R, G, B
The white light is color-separated using a panel for each color, and the panel is irradiated with each color light, and the light modulated for each color from the panel is synthesized and projected on a screen surface.
【００１３】この場合、各色のパネルの位置合わせを行
う必要があるが、より高精細になるにつれ、１画素のサ
イズは例えば２０μｍ以下になり、その位置合わせもか
なり厳しくなっている。また、温度等により、その位置
ずれも生じることがある。この位置ずれにより、像がボ
ケる課題も有している。In this case, it is necessary to align the panels of each color. However, as the definition becomes higher, the size of one pixel becomes, for example, 20 μm or less, and the alignment becomes considerably strict. In addition, the displacement may occur depending on the temperature or the like. There is also a problem that the image is blurred due to the displacement.
【００１４】また、高精細になると画素数を増やす必要
があり、パネルサイズも大型化してそれに伴い光学系も
大きくなり部品コストが上昇する課題も生じてくる。Further, as the definition becomes higher, it is necessary to increase the number of pixels, the size of the panel becomes larger, the optical system becomes larger, and the cost of parts increases.
【００１５】本発明は、装置全体の小型化が容易で高コ
ントラストでシャープな投影画像が容易に得られ、良好
なる観察画像が得られる投射型表示装置の提供を目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a projection-type display device in which the whole device can be easily miniaturized, a high-contrast sharp projected image can be easily obtained, and a good observation image can be obtained.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の投射型
表示装置は、複数の画素をライン状に配列した光変調素
子と、該光変調素子へ光束を照射する照明手段と、入力
映像信号を該光変調素子を駆動する為の駆動信号へ変換
する処理手段と、該光変調素子で光変調された光束を走
査する光走査手段と、該光走査手段からの光束をスクリ
ーン面上に投射する投射レンズと、を有し、該光走査手
段の光走査により該スクリーン面上で２次元画像の観察
を行う投射型表示装置であって、該照明手段は該入力映
像信号に応じて該照射光量を変調していることを特徴と
している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a projection display apparatus comprising: a light modulating element in which a plurality of pixels are arranged in a line; an illuminating means for irradiating the light modulating element with a light beam; Processing means for converting a signal into a drive signal for driving the light modulation element; light scanning means for scanning a light beam light-modulated by the light modulation element; and a light beam from the light scanning means on a screen surface. A projection lens for projecting, and observing a two-dimensional image on the screen surface by optical scanning of the optical scanning means, wherein the illuminating means is responsive to the input video signal. It is characterized in that the irradiation light quantity is modulated.
【００１７】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記照明手段は前記光変調素子で表示されるライン
毎の画像情報の明るさ情報に応じて該光変調素子を照射
する照射光量を変調していることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the illuminating means adjusts an irradiation light amount for irradiating the light modulation element in accordance with brightness information of image information for each line displayed by the light modulation element. It is characterized by being modulated.
【００１８】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記照射光量の変調と同期して、前記光変調素子へ
の書きこみ信号を変えていることを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a write signal to the light modulation element is changed in synchronization with the modulation of the irradiation light amount.
【００１９】請求項４の発明は請求項３の発明におい
て、前記光束が照射される光変調素子の少なくとも一部
含む前記ライン状の入力映像信号のヒストグラム演算及
び前記ヒストグラム演算からの最大、最小レベルの演算
から、前記書きこみ信号を算出することを特徴としてい
る。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, a histogram calculation of the linear input video signal including at least a part of the light modulation element irradiated with the light beam, and a maximum and minimum level from the histogram calculation. , The write signal is calculated.
【００２０】請求項５の発明は請求項４の発明におい
て、前記光変調素子を照射する照射光量を、前記ヒスト
グラム演算から算出された最大レベルに相当するものと
していることを特徴としている。A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect of the present invention, the amount of light applied to the light modulation element corresponds to a maximum level calculated from the histogram calculation.
【００２１】請求項６の発明は請求項４の発明におい
て、前記装置に入力される入力映像信号のうち、その絶
対値が最も低いレベルと書きこむラインの信号における
前記最小レベル間の階調数が前記最小レベルと前記最大
レベル間の階調数より少ないことを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the number of gradations between the level having the lowest absolute value and the minimum level in the line signal to be written among the input video signals input to the apparatus. Is smaller than the number of gradations between the minimum level and the maximum level.
【００２２】請求項７の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光変調素子は１ラインより成り、該
光変調素子に時間分割でＲ，Ｇ，Ｂの異なる色光を切り
替えて照射する時分割色切り替え手段を有していること
を特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the linear light modulating element comprises one line, and irradiates the light modulating element with color light of different colors of R, G, and B by time division. It is characterized by having time division color switching means.
【００２３】請求項８の発明は請求項７の発明におい
て、前記時分割色切り替え手段は、白色光よりR,G,Bの
色光を得る複数の色フィルターを有していることを特徴
としている。According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, the time division color switching means has a plurality of color filters for obtaining R, G, B color light from white light. .
【００２４】請求項９の発明は請求項７の発明におい
て、前記時分割色切り替え手段は、R,G,Bの色光を出射
する光源を有し、これらの光源からの光束を切り替えて
行うことを特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, the time-division color switching means has a light source for emitting R, G, and B color light, and switches the light flux from these light sources. It is characterized by.
【００２５】請求項１０の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光変調素子は３色用の３ユニットか
らなり、１ユニットは１以上のラインの光変調素子を有
していることを特徴としている。According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the linear light modulator comprises three units for three colors, and one unit has one or more lines of light modulator. It is characterized by.
【００２６】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記３ユニットの光変調素子にR,G,Bの色光を各
々照射することを特徴としている。An eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the tenth aspect of the present invention, the three units of light modulating elements are respectively irradiated with R, G, and B color lights.
【００２７】請求項１２の発明は請求項１１の発明にお
いて、白色光源からの白色光をダイクロイックフィルタ
ーによりR,G,Bの色光に分解して前記３ユニットの光変
調素子にR,G,Bの色光を各々照射することを特徴として
いる。According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, white light from a white light source is separated into R, G, and B color lights by a dichroic filter, and R, G, B Irradiating each color light.
【００２８】請求項１３の発明は請求項１１の発明にお
いて、R,G,Bの色光を出射する３つの光源からの光を前
記３ユニットの光変調素子に各々照射することを特徴と
している。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, light from three light sources that emit R, G, and B color lights is applied to the three units of light modulation elements.
【００２９】請求項１４の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光変調素子が、DMDより構成されて
いることを特徴としている。A fourteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the linear light modulation element is formed of a DMD.
【００３０】請求項１５の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光変調素子が、GLVより構成されて
いることを特徴としている。A fifteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the linear light modulating element is constituted by a GLV.
【００３１】請求項１６の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光変調素子が、半導体基板上に形成
され、前記処理手段が該半導体基板上に形成されている
ことを特徴としている。According to a sixteenth aspect of the present invention, in the first aspect, the linear light modulation element is formed on a semiconductor substrate, and the processing means is formed on the semiconductor substrate. .
【００３２】請求項１７の発明は請求項１の発明におい
て、前記光変調素子への入力映像信号に応じて、前記光
走査手段による走査方向のサンプリング数を変更するこ
とを特徴としている。A seventeenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the number of samplings in the scanning direction by the optical scanning means is changed in accordance with an input video signal to the light modulation element.
【００３３】請求項１８の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光学変調素子を前記光走査手段によ
る走査方向に１以上設けていることを特徴としている。An eighteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, one or more linear optical modulation elements are provided in a scanning direction by the optical scanning means.
【００３４】請求項１９の発明は請求項１の発明におい
て、前記ライン状の光学変調素子への照射光量を各色毎
独立変調することを特徴としている。A nineteenth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the irradiation light amount to the linear optical modulation element is independently modulated for each color.
【００３５】請求項２０の発明は請求項１の発明におい
て、前記照明手段は前記ライン状の光変調素子の照射光
量を前記入力映像信号に基づいて前記走査手段による走
査と同期させて変調していることを特徴としている。According to a twentieth aspect of the present invention, in the first aspect, the illumination means modulates the irradiation light amount of the linear light modulation element in synchronization with the scanning by the scanning means based on the input video signal. It is characterized by having.
【００３６】請求項２１の発明は請求項１の発明におい
て、前記光走査手段は前記投射レンズの瞳面又はその近
傍に配置されていることを特徴としている。According to a twenty-first aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the optical scanning means is disposed at or near a pupil plane of the projection lens.
【００３７】請求項２２の発明の投射型表示装置は、複
数の発光素子をライン状に配列した光発光素子アレー
と、複数の画素をライン状に配列した光変調素子と、入
力映像信号を該光発光素子アレーを駆動する為の駆動信
号へ変換する第一の処理手段と、入力映像信号を該光変
調素子を駆動する為の駆動信号へ変換する第２処理手段
と、該光発光素子アレーからの光束を該光変調素子へ照
明し、該光変調素子で光変調した光束を走査する光走査
手段と、該光走査手段からの光束をスクリーン面上に投
射する投射レンズと、を有し、該光走査手段の光走査に
より該スクリーン面上で２次元画像の観察を行う投射型
表示装置であって、該第１の処理手段は該入力映像信号
に応じて該光発光素子アレーの発光量を変化させること
を特徴としている。A projection display apparatus according to a twenty-second aspect of the present invention provides a light-emitting element array in which a plurality of light-emitting elements are arranged in a line, an optical modulation element in which a plurality of pixels are arranged in a line, and an input video signal. First processing means for converting a drive signal for driving the light emitting element array, second processing means for converting an input video signal to a drive signal for driving the light modulation element, and the light emitting element array Illuminating the light beam from the light modulation element, the light scanning means for scanning the light beam light modulated by the light modulation element, and a projection lens for projecting the light beam from the light scanning means on the screen surface, A projection display device for observing a two-dimensional image on the screen surface by light scanning of the light scanning means, wherein the first processing means emits light of the light emitting element array in response to the input video signal. It is characterized by changing the amount.
【００３８】請求項２３の発明は請求項２２の発明にお
いて、前記光発光素子アレー上の１つの発光素子が照明
する前記光変調素子の画素領域が１つ以上の画素領域で
あることを特徴としている。According to a twenty-third aspect, in the twenty-second aspect, a pixel region of the light modulation element illuminated by one light emitting element on the light emitting element array is one or more pixel areas. I have.
【００３９】請求項２４の発明は請求項２３の発明にお
いて、前記ライン状の光変調素子への照明光量が、該ラ
イン状の光変調素子内で異なる領域が存在することを特
徴としている。According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the twenty-third aspect of the present invention, an area in which the amount of illumination light applied to the linear light modulating element is different in the linear light modulating element exists.
【００４０】請求項２５の発明は請求項２４の発明にお
いて、前記領域に対応した映像信号のヒストグラム演
算、及び前記ヒストグラム演算からの最大、最小レベル
の算出演算から、前記領域への書きこみ信号を算出する
ことを特徴としている。According to a twenty-fifth aspect of the present invention, in the invention of the twenty-fourth aspect, a write signal to the area is obtained by calculating a histogram of the video signal corresponding to the area and calculating maximum and minimum levels from the histogram calculation. It is characterized in that it is calculated.
【００４１】請求項２６の発明は請求項２４の発明にお
いて、前記領域での照明光量を、前記領域でのヒストグ
ラム演算から算出された最大レベルに相当するものとす
ることを特徴としている。According to a twenty-sixth aspect of the present invention, in the twenty-fourth aspect, the illumination light amount in the area corresponds to a maximum level calculated from a histogram operation in the area.
【００４２】請求項２７の発明は請求項２４の発明にお
いて、前記装置に入力されるすべての映像信号のうち、
その絶対的な最低レベルと前記領域の信号における前記
最小レベル間の階調数が、前記最小レベルと前記最大レ
ベル間の階調数より少ないことを特徴としている。According to a twenty-seventh aspect of the present invention, in the twenty-fourth aspect, of all the video signals input to the device,
The number of gradations between the absolute lowest level and the minimum level in the signal of the area is smaller than the number of gradations between the minimum level and the maximum level.
【００４３】請求項２８の発明は請求項２２の発明にお
いて、前記光走査手段は前記投射レンズの瞳面又はその
近傍に配置されていることを特徴としている。According to a twenty-eighth aspect of the present invention, in the twenty-second aspect, the optical scanning means is disposed at or near a pupil plane of the projection lens.
【００４４】[0044]
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は投射画像を
スクリーン上に投射するための本発明の投射型表示装置
をリア型の投射型表示装置に適用したときの外観図であ
る。図１（Ａ）は、該装置の断面図、図１（Ｂ）は、該
装置を表示面側から見た概略図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is an external view of a projection type display device of the present invention for projecting a projected image on a screen when applied to a rear projection type display device. 1A is a cross-sectional view of the device, and FIG. 1B is a schematic diagram of the device as viewed from a display surface side.
【００４５】図１において、１は、該装置のキャビネッ
ト部材である。キャビネット部材１は、木工、モールド
等で製造している。キャビネット１をモールド材で製造
すると運搬等が可能な重量（約５０kg）に出来る。２
は、スクリーンであり、表示側（観察側）には、レンチ
キュラースクリーン２ａが形成され、内側には、フレネ
ルレンズ２ｂが形成されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a cabinet member of the apparatus. The cabinet member 1 is manufactured by woodwork, mold, or the like. When the cabinet 1 is made of a molding material, the weight can be reduced to about 50 kg, which can be transported. 2
Is a screen, a lenticular screen 2a is formed on the display side (observation side), and a Fresnel lens 2b is formed inside.
【００４６】後述する投射ユニット６からスクリーン２
へは、光が斜め入射するため、均一な観察画像を得るた
めフレネルレンズ２ｂは偏心系からなり、光束の入射角
が厳しい（大きい）ため、周辺光量の確保のために、本
実施形態では２枚構成のフレネルレンズを用いている。The projection unit 6 to be described later transmits the screen 2
In order to obtain a uniform observation image, the Fresnel lens 2b is formed of an eccentric system, and the incident angle of the light beam is severe (large). A Fresnel lens having a sheet configuration is used.
【００４７】３、４は、各々ミラーであり、投射ユニッ
ト６から出射した光束は、ミラー４で反射した後、ミラ
ー３で反射してスクリーン２へ投射している。Reference numerals 3 and 4 denote mirrors, respectively. A light beam emitted from the projection unit 6 is reflected by the mirror 4 and then reflected by the mirror 3 and projected on the screen 2.
【００４８】ミラー３、４はほぼ垂直に配置している。
ミラー３は、スクリーン２のサイズの大型化に伴い、大
きくなり、傾けて配置すると自重でミラーが撓み、投射
像に歪みが発生し易くなる。The mirrors 3, 4 are arranged almost vertically.
The mirror 3 becomes larger as the size of the screen 2 increases, and if the mirror 3 is arranged at an angle, the mirror bends under its own weight, and the projected image is likely to be distorted.
【００４９】本実施形態ではミラー３の配置をより垂直
に近くなるようにして、自重での撓みがほとんど発生し
なくなるようにして、良好な表示品位を得ている。In this embodiment, the arrangement of the mirror 3 is made closer to the vertical, so that bending due to its own weight hardly occurs, thereby obtaining good display quality.
【００５０】又、投射光が、スクリーン内部の表面で反
射すると、光量ロスになるばかりでなくその反射光が再
度ミラー側へ戻り、そのミラーで反射しスクリーンへ再
投射させるとフレーアとなり、コントラストの低下を招
く。When the projected light is reflected by the surface inside the screen, not only the light amount is lost but also the reflected light returns to the mirror side again, and when the reflected light is reflected by the mirror and projected again on the screen, it becomes a flare, and the contrast is reduced. Causes a decline.
【００５１】これを防止するため、本実施形態ではスク
リーン２には、反射防止コートを施している。In order to prevent this, in this embodiment, the screen 2 is provided with an anti-reflection coating.
【００５２】５は、スピーカーであり、本実施形態で
は、スクリーン２の下の左右２箇所に配置している。こ
のスピーカーにより、大画面の迫力有る映像に、音響レ
ベルでも効果を倍増させている。Reference numeral 5 denotes a speaker, which is arranged at two places on the left and right under the screen 2 in this embodiment. This speaker doubles the effect even on a large screen with powerful sound and sound level.
【００５３】投射ユニット６の構成については後から別
途詳細に説明する。９は、各種IF（制御パネル）で、電
源スイッチ、アナログ及びディジタル信号のPC、ビデオ
入力端子、無線入力端子、リモコン、IrDA等のIRセンサ
ー、アナログ及びディジタル信号のTV信号入力端子、ポ
ンター、マウス等の制御IF用RS２３２ｃ、USB端子、表
示画像と音声出力端子、デジタルカメラの画像データが
格納されているスマートメディア、SDカード、メモリー
スティック入力端子等が裏側以外に表示側に設けられ、
ユーザーが簡単にこの表示装置で見たり、表示画像をプ
リントしたりするこのが可能になっている。The configuration of the projection unit 6 will be described later in detail separately. Reference numeral 9 denotes various IF (control panel), a power switch, a PC for analog and digital signals, a video input terminal, a wireless input terminal, a remote control, an IR sensor such as IrDA, a TV signal input terminal for analog and digital signals, a ponter, and a mouse. RS232c for control IF, USB terminal, display image and audio output terminal, smart media storing image data of digital camera, SD card, memory stick input terminal etc. are provided on the display side other than the back side,
This allows the user to easily view the image on the display device or print the displayed image.
【００５４】本実施形態では、スクリーンは、６０イン
チ１６：９表示で、奥行き（幅）は、従来に比較して薄
型構成になっている。１３、１４、１５は、スクリーン
２へ投射する光束であり、このうち光束１５は、投射ユ
ニット６からの出射光束のうち、スクリーン２の中央部
に入射する光束である。In the present embodiment, the screen is a 60-inch 16: 9 display, and the depth (width) is thinner than that of the related art. Reference numerals 13, 14, and 15 denote light beams to be projected on the screen 2, of which the light beam 15 is a light beam incident on the central portion of the screen 2 among the light beams emitted from the projection unit 6.
【００５５】上記光束からもわかるように、スクリーン
２への光束の入射角が傾いているため、通常の場合、ス
クリーン２上では、台形形状になる。本実施形態では投
射ユニット部の投射レンズにより上記発生するであろう
台形歪を電気的又は光学的に補正し良好な画像の表示実
現している。As can be seen from the above light beam, the incident angle of the light beam on the screen 2 is inclined, so that the screen 2 usually has a trapezoidal shape. In the present embodiment, the trapezoidal distortion that may occur due to the projection lens of the projection unit is electrically or optically corrected to realize a good image display.
【００５６】本出願人はこのときの台形歪を補正した投
射型表示装置を特願平１１−３３９４７０号で提案して
いる。The applicant of the present invention has proposed a projection display device in which the trapezoidal distortion at this time is corrected in Japanese Patent Application No. 11-339470.
【００５７】次に、本実施形態における投射ユニット６
の構成について、図２を用いて説明する。Next, the projection unit 6 in the present embodiment
Will be described with reference to FIG.
【００５８】図２（Ａ）は、１ラインDMD 〔上記、DMD
とは、TI社のDMD(digital micromirror device)〕を用
いた光学系、図２（Ｂ）は、１ラインGLV〔GLVとは、Si
liconLight Machines社のGLV(Grating Light Valves)〕
を用いた光学系の概略図である。FIG. 2A shows one line DMD [the above DMD
Is an optical system using a TI company's DMD (digital micromirror device), and FIG. 2B shows one line GLV [GLV is Si
liconLight Machines GLV (Grating Light Valves)
FIG. 2 is a schematic diagram of an optical system using the optical system.
【００５９】まず、図２（Ａ）の構成について説明す
る。図２（Ａ）において、５１は、光源であり、白色光
を出す固体レーザーより成り、半導体励起型で小型でか
つ、空冷型で対応できるものを用いている。First, the configuration of FIG. 2A will be described. In FIG. 2A, a light source 51 is a solid-state laser that emits white light, and is a semiconductor-excitation type that is small and air-cooled.
【００６０】５２は、光源５１からの光束をシート状に
成形するレンズ系（照明光学素子）であり、例えばシー
ト状に広げる方向にのみパワーを有するシリンドリカル
レンズを２枚用い、第１シリンドリカルレンズ５２ｂの
集光位置に、第２のシリンドリカルレンズ５２ｂをその
焦点距離の長さ分、離し配置している。Reference numeral 52 denotes a lens system (illumination optical element) for forming a light beam from the light source 51 into a sheet shape. For example, two cylindrical lenses having power only in the direction of spreading the sheet shape are used, and a first cylindrical lens 52b is used. The second cylindrical lens 52b is arranged at the light condensing position at a distance of the focal length.
【００６１】また、上記レーザー５１からの出射光束の
幅が、光変調素子５８の幅より大きい場合、シリンドリ
カルレンズでなく、アナモフィックレンズを用い、幅を
調整する事も可能である。５３は、時分割色切り替え手
段としての回転ホイールで、５４，５５，５６，５７は
それぞれR,G,B,Wのダイクロイックフィルターである。
回転ホイール５３の回転により、白色光を所望の色に選
択して透過させている。When the width of the light beam emitted from the laser 51 is larger than the width of the light modulation element 58, the width can be adjusted by using an anamorphic lens instead of a cylindrical lens. Reference numeral 53 denotes a rotating wheel as time-division color switching means, and reference numerals 54, 55, 56, and 57 denote R, G, B, and W dichroic filters, respectively.
By rotating the rotating wheel 53, white light is selected and transmitted in a desired color.
【００６２】上記構成の場合、白色に対応するW（白
色）のフィルターも色選択の１つに導入している。In the case of the above configuration, a W (white) filter corresponding to white is also introduced as one of the color selections.
【００６３】これにより、輝度の向上を図っている。色
純度を向上させるためには、上記Wフィルターの比率を
削減するか,または、設けない事も有効である。As a result, the luminance is improved. In order to improve the color purity, it is effective to reduce the ratio of the W filter or not to provide the W filter.
【００６４】このような色切り替えする手段としてはco
lorlink社の可動部の無いデバイス等の用いることも有
効である。As a means for such color switching, co
It is also effective to use lorlink's device with no moving parts.
【００６５】本実施形態では光源１から時分割色切り替
え手段５３に至る各要素は照明手段の一要素を構成して
いる。５８は、光変調素子であり、複数の素子を１次元
配置したDMDデバイスより成り、ミラーを傾けた信号光
のみ、ガルバノミラー（光走査手段）５９に入射するよ
うに配置している。In the present embodiment, each element from the light source 1 to the time-division color switching means 53 constitutes one element of the lighting means. Reference numeral 58 denotes a light modulation element, which is a DMD device in which a plurality of elements are arranged one-dimensionally, and is arranged so that only a signal light with a tilted mirror is incident on a galvano mirror (optical scanning means) 59.
【００６６】ガルバノミラー５９のミラー面５９ａは、
光学系（投射レンズ）６０の瞳位置又はその近傍位置に
なっている。６０は、投射レンズで走査光学系に適した
Fθレンズを用いている。本実施形態では、台形歪の補
正を上記Fθレンズに持たせてある。The mirror surface 59a of the galvanometer mirror 59 is
The pupil position of the optical system (projection lens) 60 or a position near the pupil position. 60 is a projection lens suitable for a scanning optical system.
An Fθ lens is used. In the present embodiment, correction of trapezoidal distortion is given to the Fθ lens.
【００６７】本実施形態では白色レーザー５１から出射
した光束７１は、第１シリンドリカルレンズ５２ａによ
り、光束を広げる方向（Y方向）にのみ絞り、光束７２
に集光する。そこから広がった光束７３は、第２のシリ
ンドリカルレンズ５２ｂにより光束７４の如くシート状
に成形される。シート状の光束７４は回転ホイール５３
を通過し所望の色光に選択された光束７５は、ライン状
のDMDデバイス５８に照射される。DMDデバイス５８によ
るON信号光はDMDのミラーで角度をつけられ、ガルバノ
ミラー５９へ進む。In this embodiment, the light beam 71 emitted from the white laser 51 is stopped by the first cylindrical lens 52a only in the direction in which the light beam is expanded (Y direction), and the light beam 72 is emitted.
Focus on The light beam 73 spread from it is formed into a sheet shape like the light beam 74 by the second cylindrical lens 52b. The sheet-like light beam 74 is supplied to the rotating wheel 53.
The light beam 75 that has passed through and is selected as a desired color light is irradiated to the linear DMD device 58. The ON signal light from the DMD device 58 is angled by a DMD mirror and proceeds to a galvano mirror 59.
【００６８】一方、OFF光の場合は、傾むいていないDMD
のミラーで反射し上記ガルバノミラー５９とは異なる方
向へ進むため、投射レンズ６０によってスクリーンへは
投射されない。画像の階調は、上記DMDのミラーをパル
ス変調することにより実現している。ガルバノミラー面
５９ａは投射レンズ６０の瞳位置になるように配置させ
ているのでガルバノミラー５９の回転により、DMDデバ
イス５８に基づく光束は矢印７９の方向（X方向）に走
査され、投射レンズ６０を通過した後、スクリーン面上
に画像を形成している。On the other hand, in the case of the OFF light, the DMD is not tilted.
Is reflected by the mirror and travels in a direction different from that of the galvanometer mirror 59, and is not projected onto the screen by the projection lens 60. The gradation of the image is realized by pulse-modulating the mirror of the DMD. Since the galvanomirror surface 59a is arranged at the pupil position of the projection lens 60, the rotation of the galvanomirror 59 causes the luminous flux based on the DMD device 58 to scan in the direction of arrow 79 (X direction). After passing, an image is formed on the screen surface.
【００６９】次に、図２（Ｂ）の構成について説明す
る。図２（Ａ）における各要素の同一箇所は同一番号で
示し、説明は省略する。Next, the configuration of FIG. 2B will be described. 2A are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００７０】８１，８２，８３はそれぞれR,G,Bの色光
を出射する固体レーザー（光源）、８４はミラー、８５
は、赤光(R)を透過し、緑(G)以下の波長の光に対して反
射するダイクロミラー、８６は、緑(G)以上波長の長い
光(G,R)を透過し、青光(B)を反射する特性を持つダイク
ロミラーである。Reference numerals 81, 82, and 83 denote solid lasers (light sources) for emitting R, G, and B color lights, respectively; 84, a mirror;
Is a dichroic mirror that transmits red light (R) and reflects light having a wavelength of green (G) or less, and 86 transmits light (G, R) having a wavelength longer than green (G) and blue. This is a dichroic mirror having the property of reflecting light (B).
【００７１】この構成により、所望の色の光束でスクリ
ーン面上を走査する時、その所望の色のレーザーのみ点
灯して、光束成形用のレンズ系５２へ入射させている。
この構成により、フィルターを用いて所定の色光を取り
出す方式に比べてエネルギー効率が向上するのみなら
ず、発熱量が減り、ファン等の冷却手段が減り、さらに
小型化を図ると共に、静音特性に優れた投射ユニットを
構成している。With this configuration, when scanning the screen surface with a light beam of a desired color, only the laser of the desired color is turned on, and the laser beam is incident on the lens system 52 for forming a light beam.
With this configuration, not only the energy efficiency is improved, but also the amount of heat generation is reduced, the number of cooling means such as a fan is reduced, and further miniaturization is achieved, as well as excellent quietness characteristics, as compared with the method of extracting predetermined color light using a filter. The projection unit.
【００７２】本実施形態では光源８１，８２，８３から
レンズ系５２に至る各要素は照明手段の一要素を構成し
ている。In this embodiment, each element from the light sources 81, 82, 83 to the lens system 52 constitutes one element of the illumination means.
【００７３】レンズ系５２を出射した光束は、回折格子
構造を持つライン状GLV素子（光変調素子）８７へ照明
される。スクリーン状に光を当てるON状態の場合は１次
回折光以上の光がシュリーレン光学系（８８，８９，９
０）を介して投射レンズ６０に導かれる。The light beam emitted from the lens system 52 is illuminated on a linear GLV element (light modulation element) 87 having a diffraction grating structure. In the ON state in which light is applied in a screen shape, light of first-order diffracted light or more is emitted by the schlieren optical system (88, 89, 9).
0) to the projection lens 60.
【００７４】一方、OFF状態の時は、上記GLV素子８７の
画素で正反射した０次光はレンズ８８，ストッパー８
９，レンズ９０からなるシュリーレン光学系によりカッ
トされ投射レンズ６０側へは行かない構成になってい
る。On the other hand, in the OFF state, the 0-order light specularly reflected by the pixels of the GLV element 87 is transmitted through the lens 88 and the stopper 8.
9, is cut by the schlieren optical system composed of the lens 90 and does not go to the projection lens 60 side.
【００７５】ガルバノミラー５９を振動させることによ
ってGLV素子８７に基づく画像をスクリーン面上に２次
元的に投射し（走査し）、スクリーン面上に２次元画像
を形成している。By vibrating the galvanometer mirror 59, an image based on the GLV element 87 is projected (scanned) two-dimensionally on the screen surface to form a two-dimensional image on the screen surface.
【００７６】次に、本発明に係る各部材を駆動制御電気
処理系（処理手段）について、図３を用いて説明する。
２０１は、PCからの入力端子、２０２は、NTSCやビデオ
からの入力端子、２０４は、スイッチ、２０５は、AD変
換機、２０６は、音声信号を処理、増幅する音声回路、
２０７は、スピーカー、２０８は、メモリ、２０９は各
種信号処理回路、２１０は、タイミング発生回路（T
G）、２１１は、マイコン、２１２は、電源、２１３
は、ACインレット、２１４は、光源の光量制御回路、２
１５は、光源で、上記説明の如く、レーザーポンプ型固
体レーザー、や高出力半導体レーザー等が候補となる。Next, an electric processing system (processing means) for controlling the driving of each member according to the present invention will be described with reference to FIG.
201 is an input terminal from a PC, 202 is an input terminal from NTSC or video, 204 is a switch, 205 is an AD converter, 206 is an audio circuit that processes and amplifies audio signals,
207 is a speaker, 208 is a memory, 209 is various signal processing circuits, 210 is a timing generation circuit (T
G), 211 is a microcomputer, 212 is a power supply, 213
Is an AC inlet, 214 is a light amount control circuit of the light source, 2
Reference numeral 15 denotes a light source, as described above, which can be a laser pump type solid laser, a high output semiconductor laser, or the like.
【００７７】また、レーザー以外にも白色光源を用いて
光量を変調する素子を上記光源との間に設けて実質的に
光量をリアルタイムに変更する部材を用いても有効であ
る。２１６は、光変調素子を駆動する素子駆動回路で、
時分割で階調表示する場合にそのための所望のパルス幅
を発生する等の機能を有する。It is also effective to use a member that modulates the amount of light by providing a device for modulating the amount of light using a white light source besides the laser and changing the amount of light substantially in real time. An element driving circuit 216 drives the light modulation element.
It has a function of generating a desired pulse width for the time-division gradation display.
【００７８】２１７は、図１に示す制御パネル９で、リ
モコン２１９からの制御で電源ON,OFFや入力切替、スピ
ーカのボリューム、コントラスト、ブライト、色合い
（色温度）等の画質の制御等を外部より行えるようにな
っている。Reference numeral 217 denotes a control panel 9 shown in FIG. 1 which is controlled by a remote controller 219 to control power ON / OFF, input switching, image quality control such as speaker volume, contrast, brightness, color tone (color temperature), and the like. You can do more.
【００７９】次に、上記構成での全体動作について説明
する。PC端子２０１、もしくはNTSC・ビデオ信号入力端
子２０２からの信号は、スイッチ２０４より選択され
る。端子２０２からの入力信号は、処理回路２０３で、
３次元YC分離処理等により低ノイズ化を図られる。Next, the overall operation of the above configuration will be described. A signal from the PC terminal 201 or the NTSC / video signal input terminal 202 is selected by the switch 204. An input signal from a terminal 202 is input to a processing circuit 203,
Noise can be reduced by three-dimensional YC separation processing or the like.
【００８０】入力信号切り替え後、音声信号は、音声回
路２０６で３Dサラウンド等の信号処理され、スピーカ
ー２０７へ送られる。スイッチ２０４で選択された信号
は、AD変換機２０５でデジタル化され、メモリ２０８に
格納させる。After the input signal is switched, the audio signal is subjected to signal processing such as 3D surround by the audio circuit 206 and sent to the speaker 207. The signal selected by the switch 204 is digitized by the AD converter 205 and stored in the memory 208.
【００８１】上記、入力信号は、アナログを前提として
いたが、図１の説明のように、LVDS,TMDS等のディジタ
ルインターフェースを介してディジタル信号を入力して
も良い。格納されたデータは、信号処理回路DSP２０９
により各種信号処理を施し、素子駆動周辺回路２１６を
介して光変調素子２１８へ送られる。走査に伴うサンプ
リング等のタイミングは、タイミング発生回路TG２１０
で決める。ライン状への照明光量は、マイコン２１１で
演算され、光源制御回路２１４へ送られる。Although the above description assumes that the input signal is analog, a digital signal may be input via a digital interface such as LVDS or TMDS as described with reference to FIG. The stored data is stored in a signal processing circuit DSP209.
, And is sent to the light modulation element 218 via the element driving peripheral circuit 216. The timing of sampling and the like accompanying scanning is determined by a timing generation circuit TG210.
To decide. The amount of illumination light in a line is calculated by the microcomputer 211 and sent to the light source control circuit 214.
【００８２】上記マイコン２１１により、機器全体の制
御が行われる。The microcomputer 211 controls the entire device.
【００８３】次に、本発明の特徴とする動作について、
図４のフローチャートを用いて説明する。まず、１フィ
ールドの映像信号をメモリ２０８に格納後、走査方向と
直交する光変調素子２１８へのラインデータをラインメ
モリへ読み出して置く。そのデータ内でのヒスグラム演
算を信号処理回路DSP２０９により行いその中での最大
輝度と最小輝度とを算出する。上記最大値と最小値の決
定に際しては、１ビットでもあれば、それを持って最大
最小にする方法やある所望の頻度、たとえば、１ライン
のデータ内で少なくともX％以上のものを最大最小とす
る等の決め方を選択することも可能である。Next, the operation of the present invention will be described.
This will be described with reference to the flowchart of FIG. First, after storing the video signal of one field in the memory 208, the line data to the light modulation element 218 orthogonal to the scanning direction is read out and stored in the line memory. A histogram operation in the data is performed by the signal processing circuit DSP209 to calculate a maximum luminance and a minimum luminance therein. When determining the maximum value and the minimum value, a method of minimizing the maximum value with one bit if there is one bit, or a desired frequency, for example, at least X% or more in one line of data is determined as the maximum minimum value. It is also possible to select how to decide.
【００８４】後者のように、あるレベルでクリップ、リ
ミッタをかす場合、それから外れたデータを上記クリッ
プとリミッタとの範囲に取りこむ処理も有効である。こ
の処理により、表示装置を見るユーザーがより適切な階
調で観測できる利点がある。When the clip and the limiter are shaded at a certain level as in the latter case, it is also effective to incorporate the data outside the range into the range between the clip and the limiter. By this processing, there is an advantage that a user who views the display device can observe with a more appropriate gradation.
【００８５】以上の演算から算出されたヒストグラムの
最大値に再現するように、光源２１５の光量を決める。The light amount of the light source 215 is determined so as to reproduce the maximum value of the histogram calculated from the above calculation.
【００８６】次に、上記ヒストグラムの最大最小の範囲
で、所望の階調を実現するように、光変調素子２１８の
駆動信号を駆動信号と輝度との関係を決めたルックアッ
プテーブルから演算して求める。Next, the driving signal of the light modulation element 218 is calculated from a look-up table that determines the relationship between the driving signal and the luminance so as to realize a desired gradation in the maximum and minimum ranges of the histogram. Ask.
【００８７】その駆動信号を素子駆動周辺回路２１６で
送る。上記方法で光源輝度とその光源輝度に合った光変
調素子の駆動が同期する必要がある。このため、演算
は、走査の数ライン手間に実行し、走査のサンプリング
と同期して光源変調と光変調素子との駆動を行う事がで
きる。The driving signal is sent by the element driving peripheral circuit 216. In the above method, the light source luminance and the driving of the light modulation element that matches the light source luminance need to be synchronized. For this reason, the calculation is performed in a few scanning lines, and the light source modulation and the driving of the light modulation element can be performed in synchronization with the scanning sampling.
【００８８】次に図５，図６を用いてこの方式を具体的
な映像シーンに照らし合わせて説明し、その効果を明ら
かにする。Next, this method will be described with reference to FIGS. 5 and 6 in the context of a specific video scene, and its effect will be clarified.
【００８９】図５は、異なる時刻の映像で、明け方、山
かげの海から朝日が登るシーンを示している。図５
（Ａ）は時刻ｔ1 ，図５（Ｂ）は時刻ｔ2のものを示し
ている。時刻ｔ2では時刻ｔ1 において、時間が経過
し、太陽が昇り、空が明るくなってきている。FIG. 5 shows images at different times, showing a scene in which the morning sun rises from the sea at dawn or over the mountain. FIG.
(A) shows the time t 1 , and FIG. 5 (B) shows the time t 2 . At time t 2 at time t 1, over time, the sun is rising, the sky has become bright.
【００９０】図中に書かれた数値は、輝度レベルで、山
かげは、暗く輝度は１０、空は４０、海は３０、朝日は
１００、その周辺は８０と明るい。点線で区切られたラ
インは、各タイミングで光変調素子により描画された映
像を示す。The numerical value shown in the figure is a brightness level. The mountain shade is dark, the brightness is 10, the sky is 40, the sea is 30, the morning sun is 100, and the surrounding area is bright, 80. Lines separated by dotted lines indicate images drawn by the light modulation element at each timing.
【００９１】各ラインをL11〜L18,L21〜L28とする。こ
の各ラインのうち一部のラインの輝度を横軸に、縦軸に
その頻度を取りプロット（ヒストグラム）したのが、図
６（Ａ）である。Each line is denoted by L11 to L18 and L21 to L28. FIG. 6A is a plot (histogram) plotting the luminance of some of the lines on the horizontal axis and the frequency on the vertical axis.
【００９２】山かげと空から構成されるラインL11の輝
度分布は、輝度４０以下に集中し暗いのに対して、朝日
を含むラインL17,L18は明るい側にも分布が伸びている
ことがわかる。It can be seen that the luminance distribution of the line L11 composed of the mountain cover and the sky is dark at a luminance of 40 or less, while the distribution of the lines L17 and L18 including the morning sun extends to the bright side. .
【００９３】従って、本発明の方式を適用した場合、ラ
インL11の最大輝度は４０、最低は１０となる。このラ
インの映像を表示する場合の光源の光量は、輝度４０と
し、輝度０から４０までの階調を光変調素子により表現
することになる。但し、輝度０から１０までは実質的に
存在していないので階調表現のビット振り分けに重みを
付け、輝度１０から４０までの領域に多くビット割り付
けを行う事も有効である。Therefore, when the method of the present invention is applied, the maximum luminance of the line L11 is 40, and the minimum is 10. The light amount of the light source when displaying the image of this line is assumed to be luminance 40, and the gradation from luminance 0 to 40 is expressed by the light modulation element. However, since the luminances 0 to 10 do not substantially exist, it is also effective to assign weights to the bit allocation of the gradation expression and to assign a large number of bits to the area from the luminances 10 to 40.
【００９４】一方、ラインL１７の場合、最大輝度は朝
日の場所の輝度１００、最低は雲の輝度２０となる。従
って、光源の光量を輝度１００に設定し、輝度０から１
００までの階調を光変調素子により表現することにな
る。On the other hand, in the case of the line L17, the maximum luminance is 100 at the morning sun, and the minimum is 20 at the cloud. Therefore, the light amount of the light source is set to a luminance of 100,
Tones up to 00 are expressed by the light modulation element.
【００９５】このように本実施形態ではライン状の入力
映像信号に応じてライン毎の照射光量を変化（変調）さ
せている。As described above, in this embodiment, the irradiation light amount for each line is changed (modulated) in accordance with the line-shaped input video signal.
【００９６】階調のビット割り付けの重み付けも上記方
式と同様な方式を取れる。上記場合、光変調素子の階調
表現上の割り付けビットを同等とすると、ライン毎で表
現階調レベルが変わる。最大レベルが低いか、もしくは
最大最小の範囲が狭い時、実効的に階調数が増え、特に
従来問題になっていた暗い映像での黒レベル（装置に入
力されるすべての映像信号のうち、その絶対的な最低レ
ベル）つぶれや明るい映像での白レベルつぶれが無くな
り良好な画像表示が実現した。The same method as the above method can be used for weighting the bit assignment of the gradation. In the above case, assuming that the allocated bits in the gradation expression of the light modulation element are equal, the gradation level of the expression changes for each line. When the maximum level is low or the maximum / minimum range is narrow, the number of gradations is effectively increased, and the black level of a dark image, which has been a problem in the past (of all video signals input to the device, (The absolute minimum level) and the white level in bright images disappeared, and good image display was realized.
【００９７】但し、かなりダイナミックレンジの狭い映
像の場合、このように、ライン毎に不必要にビットを多
く割り付けてしまう場合は、上記ダイナミックレンジの
幅に応じて適正なビット割り付けを行い各ライン毎の表
現する階調数をほぼ同等になるようにする事も有効であ
る。However, in the case of an image having a very narrow dynamic range, when bits are unnecessarily assigned to each line as described above, appropriate bits are assigned in accordance with the width of the dynamic range and each line is assigned. It is also effective to make the number of gradations expressed by the values substantially equal.
【００９８】この方式により、光変調素子の駆動周波数
が緩和される利点がある。また、本発明の方式の有効性
を示すために、時刻ｔ1の画像全体のヒストグラムを図
６（Ｂ）に示す。上記図６（Ｂ）からわかるように、１
画面で輝度のヒストグラムを算出すると、輝度０から１
００まで分布する。This method has an advantage that the driving frequency of the light modulation element is reduced. FIG. 6B shows a histogram of the entire image at time t 1 to show the effectiveness of the method of the present invention. As can be seen from FIG.
When the luminance histogram is calculated on the screen, the luminance becomes 0 to 1
Distributed up to 00.
【００９９】従って、従来の画面全体の輝度変調をバッ
クライトにより行う方式の場合、この画像では、輝度変
調は出来ない事になる。つまり、全画面が明るい場合、
もしくは暗い場合は、本発明と同様な効果はあるが、画
面の領域に明るい部分と暗い部分が混在する場合は、効
果が発揮できない。Therefore, in the case of the conventional method in which the luminance modulation of the entire screen is performed by the backlight, the luminance cannot be modulated in this image. In other words, if the entire screen is bright,
Alternatively, when the image is dark, the same effect as that of the present invention is obtained. However, when the screen area includes both bright and dark areas, the effect cannot be exhibited.
【０１００】しかし、本発明の場合は、ライン毎に、光
源の輝度を変更できるため、画面の中の明るい領域は明
るく、暗い領域はより暗く、黒浮きの少ないかつ高階調
な表示が可能になっている。図５（Ｂ）の（ｔ2）に示
す時刻ｔ2の映像シーンについても図６と同様なヒスト
グラム演算によりラインL21,L22,からラインL28まで求
めて処理すれば良い。However, in the case of the present invention, since the brightness of the light source can be changed for each line, a bright area in the screen is bright, a dark area is darker, and a high-gradation display with less black floating is possible. Has become. Figure 5 (B) of (t 2) similarly to FIG. 6 also the video scene of the time t 2 shown in a histogram operation by the line L21, L22, may be processed to seek to line L28 from.
【０１０１】以上のように、本実施形態の投射型表示装
置は、 ・高コントラストな表示が容易に実現できる。As described above, the projection type display device of the present embodiment has the following advantages.
【０１０２】２次元画像表示をライン状の光変調素子に
より実現でき、各画素の位置ずれがなく、シャープな表
示が実現でき、かつ、簡単な構成で実現出来る。等の利
点を有している。A two-dimensional image display can be realized by a line-shaped light modulation element, and there is no displacement of each pixel, a sharp display can be realized, and a simple configuration can be realized. And the like.
【０１０３】（実施形態２）次に本発明の実施形態２に
ついて、図７を用いて説明する。実施形態１では、光変
調素子への照明光量をその走査時のラインの映像信号の
みからヒストグラム演算により決定した。(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the amount of illumination light to the light modulation element is determined by histogram calculation only from the video signal of the line at the time of scanning.
【０１０４】これにより、実施形態２では、走査するラ
インの近傍の映像信号も取りこみ、ヒストグラム演算を
行い、その走査ラインの照明光量を算出することを特徴
としている。Thus, the second embodiment is characterized in that a video signal in the vicinity of a line to be scanned is also taken in, a histogram operation is performed, and an illumination light amount of the scan line is calculated.
【０１０５】図７は、図５の時刻ｔ1の映像について、
２ラインからヒストグラムを算出したものである。図６
（Ａ）と比較してみるとわかるように、隣り合ったヒス
トグラム間の差が実施形態２の方式により減少している
事がわかる。このような演算により、各ヒストグラム演
算から求められる最大値が、隣接ライン間で大きく変化
するのを防ぎ、大きな変化に対して照明光量が変わるよ
うにした。FIG. 7 shows the video at time t 1 in FIG.
The histogram is calculated from two lines. FIG.
As can be seen from comparison with (A), it can be seen that the difference between adjacent histograms is reduced by the method of the second embodiment. By such a calculation, the maximum value obtained from each histogram calculation is prevented from greatly changing between adjacent lines, and the illumination light amount is changed with a large change.
【０１０６】例えば、表示画像において、各ライン間で
輝度が大きく変化する場合、（例えば、格子パターン
等）、通常の方式の場合、各ラインの照明光量を急激に
変化させなければならない。For example, in a display image, when the luminance greatly changes between each line (for example, a grid pattern), in the case of a normal method, the illumination light amount of each line must be rapidly changed.
【０１０７】この場合、光量調整の負荷になるだけでな
く、細かいラインでのパターンの場合、人間の目でコン
トラスト違いが十分区別出来なく、効果が限られる。In this case, not only is the load of light amount adjustment, but in the case of a pattern with fine lines, the difference in contrast cannot be sufficiently distinguished by human eyes, and the effect is limited.
【０１０８】そこで、仮に、格子パターンでも数１０ラ
イン分の領域があり、ユーザー側（観察者）がそのライ
ンのコントラストの違いを十分認識できるような場合に
は、照明光量を連動させることが出来る。Therefore, if the grid pattern has an area for several tens of lines, and the user (observer) can sufficiently recognize the difference in the contrast of the line, the illumination light amount can be linked. .
【０１０９】実施形態２に示すように、所望のラインの
近傍まで、データを取りこみ、ヒストグラム演算するこ
とによりフィルタリングをかけ、光源の変調をより緩や
かにし、かつ、実質的には、高コントラストな映像表示
を可能にしている。As shown in the second embodiment, data is taken up to the vicinity of a desired line, filtering is performed by performing a histogram operation, the modulation of the light source is made gentler, and a substantially high-contrast image is obtained. Display is enabled.
【０１１０】図７では、片側１ラインを取り組む例を示
したが、これに限らず、前後のラインを取り組むこと
や、所望のラインからの距離に応じて重み付けを変化さ
せてヒストグラムを生成する方法等も有効である。FIG. 7 shows an example of working on one line on one side. However, the present invention is not limited to this, and a method for generating a histogram by working on the preceding and succeeding lines and changing the weighting according to the distance from the desired line is shown. Etc. are also effective.
【０１１１】（実施形態３）次に、本発明の実施形態３
に関して説明する。前述実施形態では、走査するライン
は１ラインであったが、本実施形態では、複数ラインの
走査を同時に行う方式において光量変調を実施してい
る。まず、複数ラインの同時走査の光学系について、図
８を用いて説明する。(Embodiment 3) Next, Embodiment 3 of the present invention
Will be described. In the above-described embodiment, one line is scanned, but in this embodiment, light amount modulation is performed in a method of simultaneously scanning a plurality of lines. First, an optical system for simultaneous scanning of a plurality of lines will be described with reference to FIG.
【０１１２】本実施形態ではスクリーン１１０上をR,G,
Bの３ラインで同時に走査している。図６において図２
で示した要素と同一の要素は同番号で記し、説明は省略
する。１０１、１０２、１０３はそれぞれR,G,B用のダ
イクロイックミラー、１０５、１０６，１０７は、R,G,
B用のライン状の光変調素子であり、３ユニットから成
り同一基板１０９上に設けている。In the present embodiment, R, G,
Scanning is performed simultaneously on three lines B. In FIG. 6, FIG.
Elements that are the same as those indicated by are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. 101, 102, and 103 are dichroic mirrors for R, G, and B, and 105, 106, and 107 are R, G, and
This is a linear light modulation element for B, which is composed of three units and is provided on the same substrate 109.
【０１１３】１１０は、スクリーンである。白色レーザ
ー５１からの出射光はレンズ系５２により、シート状の
光束１１１となり、ダイクロイックフィルター１０１，
１０２，１０３で赤色のシート光束１１２、緑色のシー
ト光束１１３、青色のシート光束１１４に分離して、そ
れぞれR,G,B用のライン状の光変調素子１０５，１０
６，１０７へ照明される。Reference numeral 110 denotes a screen. The light emitted from the white laser 51 is converted into a sheet-like light beam 111 by the lens system 52,
At 102 and 103, a red sheet light flux 112, a green sheet light flux 113, and a blue sheet light flux 114 are separated, and linear light modulation elements 105 and 10 for R, G and B, respectively.
6,107.
【０１１４】照明光量の変調は、上記白色レーザー５１
自身でもまた、ビーム成形用光学系５２と光源５１との
間に、変調器を設けて調光しても良い。この構成は、図
９に示すように、光変調素子（表示セル部）１０５，１
０６，１０７の周りに、セルの駆動用周辺回路１０８が
同一半導体基板１０９上に配置されている。R,G,Bの光
変調素子を隣接して配置しても良いが、図８に示すよう
に、３ユニットのR,G,Bの画素セル１０５，１０６，１
０７が分離して配置されていることにより、各色の分離
が出来、色再現の良い表示装置を実現している。The illumination light quantity is modulated by the white laser 51.
A light modulator may be provided between the beam shaping optical system 52 and the light source 51 by itself. This configuration is, as shown in FIG. 9, a light modulation element (display cell section) 105, 1
Around the cells 06 and 107, a cell driving peripheral circuit 108 is arranged on the same semiconductor substrate 109. The R, G, B light modulation elements may be arranged adjacent to each other, but as shown in FIG. 8, three units of R, G, B pixel cells 105, 106, 1 are provided.
07 are arranged separately, each color can be separated, and a display device with good color reproduction is realized.
【０１１５】また、図９（Ａ）に示すように、R,G,B各
色のユニットとして１ラインの光変調素子を配置する以
外に、図９（Ｂ）に示すように、３つのユニットの各ユ
ニットを複数（２つ）ラインの光変調素子を配置しても
良い。この場合は、複数ラインに相当するヒストグラム
演算を行いその複数ラインへの照明光量を算出すれば良
い。Further, as shown in FIG. 9A, in addition to arranging a one-line light modulating element as a unit for each of R, G, and B, as shown in FIG. Each unit may be provided with a plurality (two) lines of light modulation elements. In this case, a histogram calculation corresponding to a plurality of lines may be performed to calculate the amount of illumination light on the plurality of lines.
【０１１６】図９（Ｂ）において、１２５−１，１２５
−２はR用の光変調素子、１２６−１，１２６−２はG用
の光変調素子、１２７−１，１２７−２はB用の光変調
素子である。In FIG. 9B, 125-1, 125
Reference numeral -2 denotes a light modulation element for R, 126-1 and 126-2 denote light modulation elements for G, and 127-1 and 127-2 denote light modulation elements for B.
【０１１７】この場合、ライン像の走査において、複数
ライン分毎にサンプリングすれば良くサンプリング周波
数が遅く出来るともに、その余裕分をパルス階調の場
合、階調表示のビットに振り分けることが可能になり、
高階調表示が可能になる。In this case, in the scanning of the line image, the sampling frequency can be slowed down by sampling every plural lines, and in the case of pulse gradation, the margin can be allocated to gradation display bits. ,
High gradation display becomes possible.
【０１１８】さらに、同一色のセル（光変調素子）の幅
が実効的に広がるため、ライン状の光変調素子への照明
光の照明効率が上がり、より明るい表示が容易となる。
尚、ラインは２つ以上いくつでも良い。Further, since the width of the cell (light modulation element) of the same color is effectively widened, the illumination efficiency of the illumination light to the linear light modulation element is increased, and a brighter display is facilitated.
The number of lines may be two or more.
【０１１９】図９からわかるように、各セルの周辺に駆
動回路が隣接して設けているので、配線等による遅延が
なく、サンプリング開始タイミングと周波数の変更の誤
差が少ない構成を実現している。As can be seen from FIG. 9, since a driving circuit is provided adjacent to each cell, there is no delay due to wiring or the like, and a configuration in which there is little error in changing the sampling start timing and the frequency is realized. .
【０１２０】図８に示す如く、３色用のライン状の光変
調素子からの信号光は、ガルバノミラー５９に入射し、
投射光学系６０により、スクリーン面１１０上でライン
状の赤色１１２、緑色１１３、青色１１４の３つの光束
が矢印１１５の方向へ走査し表示される。As shown in FIG. 8, the signal light from the linear light modulator for three colors enters the galvano mirror 59,
The projection optical system 60 scans and displays three light beams of red, green, and blue lines 114 on the screen surface 110 in the direction of the arrow 115.
【０１２１】図８からもわかるように、走査される各色
の光束は、同一時刻では位置がずれているが、所望の位
置でサンプリングすることにより同一画素のためのR,G,
B光束を揃えることが出来る。As can be seen from FIG. 8, the luminous flux of each color to be scanned is shifted in position at the same time, but by sampling at a desired position, the R, G, and R for the same pixel are sampled.
B beam can be aligned.
【０１２２】本構成においては、３色用の光変調素子１
０５，１０６，１０７へダイクロイックフィルター１０
１，１０２，１０３により、白色光を分離して照明した
が、３色光を放射する３つのレーザー光源を用意して、
そこからの照明光をそれぞれ３色用のライン状の光変調
素子へ導入しても良い。In this configuration, the light modulating element 1 for three colors
Dichroic filter 10 to 05,106,107
According to 1, 102 and 103, white light was separated and illuminated, but three laser light sources emitting three color lights were prepared,
The illumination light therefrom may be introduced into the linear light modulators for three colors.
【０１２３】この場合、照明系での調整やさらに混色す
る要素が減り、色再現をさらに向上させることができ
る。In this case, adjustment in the illumination system and elements for further color mixing are reduced, and color reproduction can be further improved.
【０１２４】本実施形態は、 ・より明るい画像表示が可能となる。 ・より高階調な表示が可能となる。 ・相対的に走査速度の向上も可能になり、フリッカの少
ない安定した、かつ、応答速度の速い表示が可能とな
る。 等の利点を有している。In the present embodiment, a brighter image can be displayed. -Higher gradation display is possible. -The scanning speed can be relatively improved, and stable display with little flicker and high response speed can be performed. And the like.
【０１２５】（実施形態４）次に、本発明の実施形態４
に関して説明する。本実施形態では光量変調を実施する
場合に、R,G,Bそれぞれ色毎の輝度を映像信号に応じて
変調する方式を用いている。(Embodiment 4) Next, Embodiment 4 of the present invention will be described.
Will be described. In the present embodiment, when performing light quantity modulation, a method of modulating the luminance of each of R, G, and B colors in accordance with a video signal is used.
【０１２６】上記方式を実現する光学系について図１０
を用いてまず、複数ライン同時走査の光学系について説
明する。FIG. 10 shows an optical system for realizing the above method.
First, an optical system for simultaneously scanning a plurality of lines will be described.
【０１２７】図１０において、３０１，３０２，３０３
はそれぞれR,G,B色発光するレーザーである。３０４，
３０５，３０５は、上記レーザー光源３０１，３０２，
３０３の出射光束をそれぞれの光変調素子１０５，１０
６，１０７上へ照明する光学系である。In FIG. 10, 301, 302, 303
Are lasers that emit R, G, and B colors, respectively. 304,
305, 305 are the laser light sources 301, 302,
The outgoing light beam of the light source 303 is transmitted to the light
An optical system that illuminates 6,107.
【０１２８】照明光束は、上述の実施形態と同様に、各
光変調素子１０５，１０６，１０７で変調され、ライン
状の光束がスクリーン１１０上を走査する。画像処理
は、このR,G,B３色ベースで行われる。The illumination light beam is modulated by each of the light modulation elements 105, 106, and 107, and the line light beam scans on the screen 110, as in the above-described embodiment. Image processing is performed on the basis of the three colors R, G, and B.
【０１２９】本実施形態では、輝度の演算を白色輝度で
行う手間が省けるだけでなく、R,G,Bの純色の再現範囲
が広がり、色再現性をさらに向上させることができる。According to the present embodiment, not only is it possible to save the trouble of calculating the luminance with the white luminance, but also the reproduction range of the pure colors of R, G and B is widened and the color reproducibility can be further improved.
【０１３０】（実施形態５）次に本発明の実施形態５に
ついて説明する。実施形態５は、図２，８，１０の投射
ユニット部を取りだし、フロントタイプのプロジェクタ
ーに適用したものである。(Embodiment 5) Next, Embodiment 5 of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the projection unit shown in FIGS. 2, 8, and 10 is taken out and applied to a front-type projector.
【０１３１】また、電装ユニット内にwindowsCE基板を
搭載することにより、プロジェクターへネットワークを
介してファイル返送等が簡単にできる。By mounting the windowsCE board in the electrical unit, it is possible to easily return a file to the projector via a network.
【０１３２】これにより、出張へ行く折、PCや必要なデ
ータを持参せずに、手ぶらで出先に行き、その自分の送
ったファイルでプレゼンテーションすることができる。
また、プレゼンテーションの図面をそのネットワークに
接続させたプリンターへのプロジェクターから直接印刷
も可能になる。また、走査により、２次元画面表示を行
うので、４：３，１６：９，５：４等の異なるアスペク
ト比の画像表示、及び異なる解像度（画素数）の表示
も、走査を行うガルバノミラーの送り量とその中サンプ
リング数を変更することにより容易に実現できる。Thus, when going on a business trip, it is possible to go to the destination empty-handed without bringing a PC or necessary data and give a presentation using the file sent by the user.
Also, it is possible to print the presentation drawing directly from the projector to a printer connected to the network. In addition, since two-dimensional screen display is performed by scanning, image display with different aspect ratios such as 4: 3, 16: 9, and 5: 4 and display with different resolutions (number of pixels) can be performed by the galvanomirror that performs scanning. It can be easily realized by changing the feed amount and the number of samplings.
【０１３３】尚、以上の各実施形態において、光源から
走査手段に至る各要素を90度回転させ、スクリーン面上
の光走査を垂直方向（図２でY方向）としても良い。In each of the above embodiments, each element from the light source to the scanning means may be rotated by 90 degrees, and the light scanning on the screen surface may be in the vertical direction (Y direction in FIG. 2).
【０１３４】（実施形態６）図１１は本発明の実施形態
６の要部概略図である。図１１において４０１，４０２
はアレー状（ライン状）に配置された光発光素子（発光
素子）で、個々光源を並べて配置しても、また、半導体
レーザー等の光源を同一半導体基板上に配置しても良
い。(Embodiment 6) FIG. 11 is a schematic view of a main part of Embodiment 6 of the present invention. In FIG. 11, 401, 402
Are light-emitting elements (light-emitting elements) arranged in an array (line shape), and individual light sources may be arranged side by side, or a light source such as a semiconductor laser may be arranged on the same semiconductor substrate.
【０１３５】後者の場合、熱的、及び信号変調用の注入
電流のクロストークを防ぐために、各活性層を独立のリ
ブ構造にする等の工夫により１００μｍピッチに数十か
ら数百ラインアレー状に配置することができる。In the latter case, in order to prevent thermal and crosstalk of the injection current for signal modulation, each active layer is formed into an independent rib structure or the like to form a tens to hundreds of line array at a pitch of 100 μm. Can be arranged.
【０１３６】また、各発光素子は、それぞれ、独立にＧ
Ｈｚオーダーで発光ダイナミックレンジとして数１００
程度確保している。４１３は第１の処理手段であり、入
力映像信号を発光素子４０１，４０２を含む光発光素子
アレー用の駆動信号へ変換している。Further, each light emitting element is independently G
Several hundreds as light emission dynamic range in Hz order
Degree is secured. A first processing unit 413 converts an input video signal into a drive signal for a light emitting element array including the light emitting elements 401 and 402.
【０１３７】４０３は、発光素子４０１，４０２からの
それぞれ光束４０５、４０６をそれぞれ対応した光変調
素子５８の領域の４０９、４１０へ照明するための光学
系で、図１１に示す如く、各発光素子４０１，４０２に
対応して２組のシリンドリカルレンズ群から構成してい
る。Numeral 403 denotes an optical system for illuminating the light beams 405 and 406 from the light emitting elements 401 and 402 to the corresponding light modulating element 58 areas 409 and 410, respectively, as shown in FIG. It is composed of two sets of cylindrical lens groups corresponding to 401 and 402.
【０１３８】４１４は第２の処理手段であり、入力映像
信号を光変調素子５８を駆動する為の駆動信号へ変換し
ている。Reference numeral 414 denotes second processing means, which converts an input video signal into a drive signal for driving the light modulation element 58.
【０１３９】このような構成により、各発光素子４０
１、４０２から出射した光束４０５、４０６は、照明光
学系４０３を介して、シート状の光束４０７と４０８に
成形され、それぞれ所望の光変調素子５８の領域４０
９、４１０をそれぞれ独立に照明している。With this configuration, each light emitting element 40
The light beams 405 and 406 emitted from the light modulators 1 and 402 are formed into sheet-like light beams 407 and 408 via the illumination optical system 403, and each of the light beams 407 and 408 has a desired area 40
9, 410 are independently illuminated.
【０１４０】光変調素子５８で変調された光束は、ガル
バノミラー５９、投射レンズ６０を通り、走査光束４１
１、４１２として示すように、スクリーン２上を走査す
る。The light beam modulated by the light modulator 58 passes through the galvanomirror 59 and the projection lens 60, and passes through the scanning light beam 41.
The screen 2 is scanned as shown at 1 and 412.
【０１４１】本実施形態では、同一ライン上の走査光束
でも、異なる照明光をライン状の光変調素子５８へ照射
可能としている。In this embodiment, different illumination light can be applied to the linear light modulation element 58 even with a scanning light beam on the same line.
【０１４２】本実施形態では、一ラインの光変調素子５
８に対して、２分割した照明光４０８，４０９を用いた
が、上記発光素子とそれに対応した照明系の配置によ
り、複数配置しても良い。In this embodiment, one line of the light modulating element 5
Although the illumination light 408 and 409 divided into two are used for 8, a plurality of illumination light may be arranged according to the arrangement of the light emitting element and the illumination system corresponding thereto.
【０１４３】次に本実施形態の構成での効果について、
図１２を用いて説明する。図１２は、図５（Ｂ）の時刻
ｔ2の映像例で光変調素子５８への照明領域を上下２分
割した（領域４０９，４１０）場合を示している。Next, regarding the effect of the configuration of the present embodiment,
This will be described with reference to FIG. Figure 12 shows a case the illumination area on the light modulation element 58 has upper and lower split images example of time t 2 in FIG. 5 (B) (region 409 and 410).
【０１４４】照明領域をライン単位でなく、さらに、ラ
イン方向で複数の領域に分けて独立して照明できるた
め、例えば、ラインＬ２１ｄの領域の最大輝度は１０と
低く設定可能になる。Since the illumination area can be divided into a plurality of areas in the line direction and independently illuminated instead of the line unit, the maximum luminance of the area of the line L21d can be set as low as 10, for example.
【０１４５】つまり、上下方向（ライン方向）で明るい
領域と暗い領域が存在する場合、分割照明することによ
りより高コントラストな表示を可能としている。That is, when there are a bright region and a dark region in the vertical direction (line direction), a display with higher contrast is possible by performing divided illumination.
【０１４６】発光素子４０１，４０２と光変調素子５８
の画素との対応関係は、複数配置された発光素子の１素
子に対して、光変調素子の複数の画素が対応し、その境
界については境界を挟む照明光の重ね合わせ効果を考慮
して所望の信号を算出した。Light emitting elements 401 and 402 and light modulating element 58
A plurality of pixels of the light modulation element correspond to one of the plurality of arranged light emitting elements, and the boundary between the pixels is desired in consideration of the superposition effect of the illumination light sandwiching the boundary. Was calculated.
【０１４７】前記発光素子と光変調素子とを１対１で対
応する構成を用いると、１ドット毎照明光量を変えた極
めて高画質な表示を実現することができる。光変調素子
の各領域の照明光量は、前述の実施形態でのラインを各
照明領域とし、各領域でのヒストグラム演算からその嶺
域での最大値、最小値を算出し、その最大値から照明光
量を決定している。When a configuration in which the light emitting elements and the light modulation elements are in a one-to-one correspondence is used, an extremely high image quality display in which the illumination light amount is changed for each dot can be realized. The illumination light amount of each area of the light modulation element is obtained by calculating the maximum value and the minimum value in the ridge area from the histogram calculation in each area and calculating the illumination value from the maximum value by using the line in the above-described embodiment as each illumination area. The amount of light is determined.
【０１４８】光変調素子の駆動信号も上記最大値、最小
値とを考慮して同様に決め、階調割付についても、上記
装置に入力されるすべての映像信号のうち、その絶対的
な最低レベルと上記領域の信号における上記最小レベル
間の階調数が、上記最小レベルと上記最大レベル間の階
調数より少なくすることによりより木目細かい階調表現
を可能としている。The drive signal of the light modulation element is similarly determined in consideration of the maximum value and the minimum value, and the gradation assignment is also performed on the absolute minimum level of all the video signals input to the apparatus. By making the number of gradations between the minimum level and the signal of the area smaller than the number of gradations between the minimum level and the maximum level, finer gradation expression is possible.
【０１４９】本実施形態においても光変調素子を複数ラ
イン用い、又光発光素子アレーを複数ライン用いて前述
の各実施形態と同様に構成するようにしても良い。Also in this embodiment, a plurality of light modulation elements may be used, and a plurality of light emitting element arrays may be used in the same manner as in the above embodiments.
【０１５０】[0150]
【発明の効果】本発明によれば、装置全体の小型化が容
易で高コントラストでシャープな投影画像が容易に得ら
れ、良好なる観察画像が得られる投射型表示装置を達成
することができる。According to the present invention, it is possible to achieve a projection-type display device in which the whole device can be easily miniaturized, a high-contrast sharp projected image can be easily obtained, and a good observation image can be obtained.
【０１５１】この他、本発明によれば以上のように、光
変調素子への照明光量を映像信号に同期して変調するた
めに、・高コントラストな表示が容易に実現できる。２
次元画像表示をライン状の光変調素子により実現でき、
各画素の位置ずれがなく、シャープな表示が実現でき、
かつ、構成が簡単でコンパクトで軽量になる。等の効果
を有した投射型表示装置を得ることができる。In addition, according to the present invention, as described above, since the amount of illumination light to the light modulation element is modulated in synchronization with the video signal, a high-contrast display can be easily realized. 2
A two-dimensional image display can be realized by a linear light modulation element,
There is no displacement of each pixel and sharp display can be realized,
In addition, the configuration is simple, compact and lightweight. It is possible to obtain a projection display device having the above-mentioned effects.
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施形態１に係る投射ユニットの説明
図FIG. 2 is an explanatory diagram of a projection unit according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施形態１に係る電気系のブロック図
とフローチャート図FIG. 3 is a block diagram and a flowchart of an electric system according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の実施形態１に係る電気系のブロック図
とフローチャート図FIG. 4 is a block diagram and a flowchart of an electric system according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明において画像処理を行う映像シーンの模
式図とその映像シーンのヒストグラム図FIG. 5 is a schematic diagram of a video scene on which image processing is performed in the present invention and a histogram diagram of the video scene.
【図６】本発明において画像処理を行う映像シーンの模
式図とその映像シーンのヒストグラム図FIG. 6 is a schematic diagram of a video scene on which image processing is performed in the present invention and a histogram diagram of the video scene.
【図７】本発明の実施形態２に係る画像処理の方式を説
明する図６の映像シーンのヒストグラム図FIG. 7 is a histogram diagram of the video scene of FIG. 6 for explaining a method of image processing according to the second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施形態３に係る投射ユニットの説明
図FIG. 8 is an explanatory diagram of a projection unit according to a third embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施形態３に係る光変調素子の配置図FIG. 9 is a layout diagram of a light modulation element according to a third embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の実施形態４に係る投射ユニットの説
明図FIG. 10 is an explanatory diagram of a projection unit according to a fourth embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の実施形態６に係る投射ユニットの説
明図FIG. 11 is an explanatory diagram of a projection unit according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の実施形態６に係る映像シーンの模式
図FIG. 12 is a schematic diagram of a video scene according to Embodiment 6 of the present invention.
１ キャビネット部材 ２ スクリーン ３，４ ミラー ５ スピーカー ６ 投射ユニット ７ 光走査手段 ８ 投射レンズ ２１ 光変調素子 ５１ 光源 ５２ レンズ系 ５３ 時分割色切り替え手段 ５４〜５７ 色フィルター ５８，８７ 光変調素子 ５９ 光走査手段 ６０ 投射レンズ ８１，８２，８３ 光源 ８４ ミラー ８５，８６，１０１，１０２，１０３ ダイクロミラー １０５，１０６，１０７ 光変調素子 ４０１，４０２ 光発光素子 ４０３ 光学系 ４０５，４０６ 光束 ４１３ 第１処理手段 ４１４ 第２処理手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cabinet member 2 Screen 3, 4 Mirror 5 Speaker 6 Projection unit 7 Light scanning means 8 Projection lens 21 Light modulation element 51 Light source 52 Lens system 53 Time division color switching means 54-57 Color filter 58, 87 Light modulation element 59 Light scanning Means 60 Projection lens 81, 82, 83 Light source 84 Mirror 85, 86, 101, 102, 103 Dichroic mirror 105, 106, 107 Light modulation element 401, 402 Light emission element 403 Optical system 405, 406 Light flux 413 First processing means 414 Second processing means
Claims (28)
素子と、該光変調素子へ光束を照射する照明手段と、入
力映像信号を該光変調素子を駆動する為の駆動信号へ変
換する処理手段と、該光変調素子で光変調された光束を
走査する光走査手段と、該光走査手段からの光束をスク
リーン面上に投射する投射レンズと、を有し、該光走査
手段の光走査により該スクリーン面上で２次元画像の観
察を行う投射型表示装置であって、該照明手段は該入力
映像信号に応じて該照射光量を変調していることを特徴
とする投射型表示装置。1. A light modulation element in which a plurality of pixels are arranged in a line, an illuminating means for irradiating the light modulation element with a light beam, and converting an input video signal into a drive signal for driving the light modulation element. Processing means, light scanning means for scanning the light beam modulated by the light modulation element, and a projection lens for projecting the light beam from the light scanning means onto a screen surface; A projection display device for observing a two-dimensional image on the screen surface by scanning, wherein the illumination means modulates the irradiation light amount according to the input video signal. .
れるライン毎の画像情報の明るさ情報に応じて該光変調
素子を照射する照射光量を変調していることを特徴とす
る請求項１の投射型表示装置。2. An illumination device according to claim 1, wherein said illuminating means modulates an irradiation light amount for irradiating said light modulation element in accordance with brightness information of image information for each line displayed by said light modulation element. 1. The projection type display device.
変調素子への書きこみ信号を変えていることを特徴とす
る請求項１の投射型表示装置。3. The projection display device according to claim 1, wherein a write signal to said light modulation element is changed in synchronization with modulation of said irradiation light amount.
くとも一部含む前記ライン状の入力映像信号のヒストグ
ラム演算及び前記ヒストグラム演算からの最大、最小レ
ベルの演算から、前記書きこみ信号を算出することを特
徴とする請求項３の投射型表示装置。4. The writing signal is calculated from a histogram calculation of the linear input video signal including at least a part of the light modulation element irradiated with the light beam and a maximum and minimum level calculation from the histogram calculation. The projection type display device according to claim 3, wherein:
前記ヒストグラム演算から算出された最大レベルに相当
するものとしていることを特徴とする請求項４の投射型
表示装置。5. An irradiation light amount for irradiating the light modulation element,
5. The projection display device according to claim 4, wherein the projection display device corresponds to a maximum level calculated from the histogram calculation.
ち、その絶対値が最も低いレベルと書きこむラインの信
号における前記最小レベル間の階調数が前記最小レベル
と前記最大レベル間の階調数より少ないことを特徴とす
る請求項４の投射型表示装置。6. The number of gradations between a minimum level and a minimum level of a signal of a line to be written in an input video signal input to the apparatus is the lowest level between the minimum level and the maximum level. 5. The projection display device according to claim 4, wherein the number is smaller than the number of tones.
り成り、該光変調素子に時間分割でＲ，Ｇ，Ｂの異なる
色光を切り替えて照射する時分割色切り替え手段を有し
ていることを特徴とする請求項１の投射型表示装置。7. The line-shaped light modulating element comprises one line, and has a time-division color switching means for switching and irradiating the light modulating element with light of different colors of R, G and B in a time division manner. The projection display device according to claim 1, wherein:
りR,G,Bの色光を得る複数の色フィルターを有している
ことを特徴とする請求項７の投射型表示装置。8. The projection display device according to claim 7, wherein said time-division color switching means has a plurality of color filters for obtaining R, G, B color light from white light.
色光を出射する光源を有し、これらの光源からの光束を
切り替えて行うことを特徴とする請求項７の投射型表示
装置。9. The projection display according to claim 7, wherein said time-division color switching means has a light source for emitting R, G, and B color light, and switches light beams from these light sources. apparatus.
３ユニットからなり、１ユニットは１以上のラインの光
変調素子を有していることを特徴とする請求項１の投射
型表示装置。10. The projection display according to claim 1, wherein the linear light modulation element comprises three units for three colors, and one unit has one or more lines of light modulation elements. apparatus.
の色光を各々照射することを特徴とする請求項１０の投
射型表示装置。11. The three units of R, G, B light modulating elements
The projection type display device according to claim 10, wherein the projection type display device irradiates each of the color lights.
クフィルターによりR,G,Bの色光に分解して前記３ユニ
ットの光変調素子にR,G,Bの色光を各々照射することを
特徴とする請求項１１の投射型表示装置。12. The method according to claim 1, wherein white light from a white light source is decomposed into R, G, and B color lights by a dichroic filter, and the three units of light modulating elements are respectively irradiated with R, G, and B color lights. The projection display device according to claim 11.
らの光を前記３ユニットの光変調素子に各々照射するこ
とを特徴とする請求項１１の投射型表示装置。13. The projection type display device according to claim 11, wherein light from three light sources that emit R, G, and B color lights is respectively applied to the three units of light modulation elements.
り構成されていることを特徴とする請求項１の投射型表
示装置。14. The projection type display device according to claim 1, wherein said linear light modulation element is constituted by a DMD.
り構成されていることを特徴とする請求項１の投射型表
示装置。15. The projection type display device according to claim 1, wherein said linear light modulation element is constituted by GLV.
基板上に形成され、前記処理手段が該半導体基板上に形
成されていることを特徴とする請求項１の投射型表示装
置。16. The projection display device according to claim 1, wherein said linear light modulation element is formed on a semiconductor substrate, and said processing means is formed on said semiconductor substrate.
じて、前記光走査手段による走査方向のサンプリング数
を変更することを特徴とする請求項１の投射型表示装
置。17. The projection type display device according to claim 1, wherein the number of samplings in the scanning direction by said optical scanning means is changed according to an input video signal to said light modulation element.
走査手段による走査方向に１以上設けていることを特徴
とする請求項１の投射型表示装置。18. The projection display device according to claim 1, wherein one or more linear optical modulation elements are provided in a scanning direction of said optical scanning means.
光量を各色毎独立変調することを特徴とする請求項１の
投射型表示装置。19. The projection type display device according to claim 1, wherein an irradiation light amount to said linear optical modulation element is independently modulated for each color.
素子の照射光量を前記入力映像信号に基づいて前記走査
手段による走査と同期させて変調していることを特徴と
する請求項１の投射型表示装置。20. The projection system according to claim 1, wherein said illuminating means modulates an irradiation light amount of said line-shaped light modulation element in synchronization with scanning by said scanning means based on said input video signal. Type display device.
面又はその近傍に配置されていることを特徴とする請求
項１の投射型表示装置。21. The projection type display device according to claim 1, wherein said optical scanning means is arranged at or near a pupil plane of said projection lens.
光発光素子アレーと、複数の画素をライン状に配列した
光変調素子と、入力映像信号を該光発光素子アレーを駆
動する為の駆動信号へ変換する第一の処理手段と、入力
映像信号を該光変調素子を駆動する為の駆動信号へ変換
する第２処理手段と、該光発光素子アレーからの光束を
該光変調素子へ照明し、該光変調素子で光変調した光束
を走査する光走査手段と、該光走査手段からの光束をス
クリーン面上に投射する投射レンズと、を有し、該光走
査手段の光走査により該スクリーン面上で２次元画像の
観察を行う投射型表示装置であって、該第１の処理手段
は該入力映像信号に応じて該光発光素子アレーの発光量
を変化させることを特徴とする投射型表示装置。22. A light emitting element array in which a plurality of light emitting elements are arranged in a line, a light modulation element in which a plurality of pixels are arranged in a line, and a drive for driving an input video signal to drive the light emitting element array. First processing means for converting an input video signal into a drive signal for driving the light modulation element, and a light beam from the light emitting element array for illuminating the light modulation element A light scanning unit that scans a light beam modulated by the light modulation element; and a projection lens that projects the light beam from the light scanning unit onto a screen surface. A projection display device for observing a two-dimensional image on a screen surface, wherein the first processing means changes a light emission amount of the light emitting element array according to the input video signal. Type display device.
素子が照明する前記光変調素子の画素領域が１つ以上の
画素領域であることを特徴とする請求項２２の投射型表
示装置。23. The projection display device according to claim 22, wherein a pixel area of the light modulation element illuminated by one light emitting element on the light emitting element array is one or more pixel areas.
量が、該ライン状の光変調素子内で異なる領域が存在す
ることを特徴とする請求項２３の投射型表示装置。24. The projection type display device according to claim 23, wherein an area in which the amount of illumination light applied to the linear light modulation element is different in the linear light modulation element.
グラム演算、及び前記ヒストグラム演算からの最大、最
小レベルの算出演算から、前記領域への書きこみ信号を
算出することを特徴とする請求項２４の投射型表示装
置。25. A signal according to claim 24, wherein a signal to be written to said area is calculated from a histogram calculation of a video signal corresponding to said area, and a calculation of maximum and minimum levels from said histogram calculation. Projection display device.
のヒストグラム演算から算出された最大レベルに相当す
るものとすることを特徴とする請求項２５の投射型表示
装置。26. The projection display device according to claim 25, wherein the illumination light amount in said area corresponds to a maximum level calculated from a histogram operation in said area.
号のうち、その絶対的な最低レベルと前記領域の信号に
おける前記最小レベル間の階調数が、前記最小レベルと
前記最大レベル間の階調数より少ないことを特徴とする
請求項２４の投射型表示装置。27. Among all the video signals input to the device, the number of gradations between the absolute minimum level and the minimum level in the signal of the area is the number of gradations between the minimum level and the maximum level. 25. The projection display device according to claim 24, wherein the number is less than the number of tones.
面又はその近傍に配置されていることを特徴とする請求
項２２の投射型表示装置。28. The projection type display device according to claim 22, wherein said optical scanning means is arranged at or near a pupil plane of said projection lens.
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