JP2005275078A - Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device - Google Patents

Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device Download PDF

Info

Publication number
JP2005275078A
JP2005275078A JP2004089416A JP2004089416A JP2005275078A JP 2005275078 A JP2005275078 A JP 2005275078A JP 2004089416 A JP2004089416 A JP 2004089416A JP 2004089416 A JP2004089416 A JP 2004089416A JP 2005275078 A JP2005275078 A JP 2005275078A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
color wheel
light
image
wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2004089416A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Kawai
純 川井
Kenji Fukazawa
賢二 深沢
Masafumi Kanai
政史 金井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004089416A priority Critical patent/JP2005275078A/en
Publication of JP2005275078A publication Critical patent/JP2005275078A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily control color temperature by suppressing the reduction of brightness at the time of controlling the color temperature in a method for controlling the color temperature of a display image displayed on an image display device by using a color wheel. <P>SOLUTION: The color wheel capable of changing the rates of respective colors occupying a circumference in accordance with distances from the center 9 of the color wheel is used. The color temperature of a display image displayed on the image display device using the color wheel can be controlled by changing the position of an optical spot 8 with which the color wheel is irradiated and a distance from the center 9 of the color wheel, therefore by changing the relative display time of respective colors. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、空間光変調器(SLM)ならびにカラーホイールを用いた画像表示装置における色温度調整方法に関する。   The present invention relates to a color temperature adjustment method in an image display device using a spatial light modulator (SLM) and a color wheel.

空間光変調器(SLM)を用いた画像表示装置は、選択的に光を提供することにより、画像を提供するものである。デジタルマイクロミラー装置(DMD)は、SLMの1型式であり、半導体アドレス回路チップ上に数十万個以上のレベルで整然と形成された薄膜平方ミラー(マイクロミラー)を有する。各ミラーは1以上のヒンジにより空間に吊るされており、これらのミラーは制御回路上に発生される静電引力により選択的に傾斜される。マイクロミラーは通常+10度または-10度に対角軸方向に傾斜して電気的、機械的な安定状態をとり、どちらかの傾斜角を高速にスイッチングする。適当な光源と光学系機器にDMDを組み入れることにより、画面内の各画素において逐次的に光を提供する画像表示装置が形成される。
DMDを備えた画像表示装置において、光源からDMDに照射された照射光はDMDのメモリ・セルにロードされた画像データを元に選択的に傾斜されたマイクロミラーにより選択的に像平面に反射されるか、又は像平面から偏向するように反射される。このとき、各ミラーは画像の1画素にあたる光を投影する。通常、光源からの照射光は20度の角度でDMDに入射し、マイクロミラーがオンの状態であれば投影レンズに向けて照射され、表示画像における画素は明るく表示される。反対にマイクロミラーがオフの状態であれば照射光は-40度の角度で反射されるため、投影レンズには照射されず、表示画像における画素は暗く表示される。DMDを含むSLMを備えた画像表示装置は画素毎に逐次的に光を照射することにより表示画像を提供する。
SLMを備えた画像表示装置において、カラー画像を得る一つの方法として赤(R)、緑(G)、青(B)のセグメントに分割されたカラーホイールによりろ波された色光を時分割表示することでカラー画像を得る方法がある。表示画像の1フレームにおける画像データが表示されるとき、SLMに照射される光源からの光はカラーホイールのセグメント・カラーによりろ波され、逐次的にR、G、Bの色光となってSLMに照射される。SLMに逐次的に照射される色光は画像データにより選択的に像平面に反射され、各画素にR、G、Bの各色を表示する。このとき各画素においてR、G、Bの異なるカラーを逐次的に表示することで目に適正な色を認識させる。
SLMを備えた画像表示装置において、カラー画像を得る際に光源より照射された光から特定の波長のみからなる色光を得る方法として、透過型の前記カラーホイールを用いたものの他に光源から照射された光に対して特定の波長のみを反射するセグメントを2種類以上有することにより2種類以上の色光を逐次的に得る方法、円板タイプではなく円筒タイプのカラーホイールを用いることにより光源から照射された光をろ波又は反射することにより2種類以上の色光を得る方法等もある。近年では「SCR(Sequential Color Recapture)」方式と呼ばれ、カラーホイールのR、G、Bの配置を渦巻き状にすることでSLMに3色同時に色光を照射することを可能とした方法もある。本発明における実施例においては主に透過型で円板タイプのカラーホイールを用いたSLMを備えた画像表示装置を取り上げるが、本発明の真の目的によれば光源からの光から色光を得る方法が前記いかなる方法においても適応できる。
各画素における色の階調は、画面上に表示されるR、G、Bの各色光を精確に時分割表示することで得られる。すなわち各画素は各色において黒表示に対応する各色の表示時間無し(0)を含む256レベルの輝度表示が可能であり、複数の輝度レベルの色光を組み合わせることによりフルカラー表示することが可能となる。
カラーホイールを用いた画像表示装置(DLPプロジェクター等)における色調を変化させる方法、主に色温度調整方法としては「特開平9-12743」がある。この色温度調整方法は、逐次的に表示される各カラーに関する相対表示時間を調整して画像における色温度を調整するものであり、この色温度調整方法して以下の2つが上げられている。なお、下記における標準的なカラーホイールとは、R、G、Bの3つのセグメントを有し、各セグメントは120度の円弧を持つものとする。
a)ある一つ以上の色の表示時間を黒表示により減少させることによって、相対的に他の色の表示時間を増やすことで色温度調整を行う。
b)標準的なカラーホイールにおけるある色の円周に占める割合を増加させて(結果、その他の色が円周に占める割合は小さくなる)そのセグメントが有する色の表示時間を増加させ、他の色の表示時間を減少させることにより色温度調整を行う。
なお、カラーホイールを用いた画像表示装置における画像表示技術において、西田 信夫 責任編集 「先端ディスプレイ技術(第7巻)大画面ディスプレイ」 共立出版、2002年5月25日、p.62-72等を参考にすることで、本発明に対するより深い理解の一助となるものと思われる。
An image display device using a spatial light modulator (SLM) provides an image by selectively providing light. The digital micromirror device (DMD) is a type of SLM, and has thin-film square mirrors (micromirrors) regularly formed on a semiconductor address circuit chip at a level of several hundred thousand or more. Each mirror is suspended in space by one or more hinges, and these mirrors are selectively tilted by electrostatic attraction generated on the control circuit. Micromirrors usually tilt in the diagonal direction to +10 degrees or -10 degrees to achieve an electrical and mechanical stable state, and either tilt angle is switched at high speed. By incorporating DMD into a suitable light source and optical system equipment, an image display device that sequentially provides light at each pixel in the screen is formed.
In an image display device equipped with a DMD, the light emitted from the light source to the DMD is selectively reflected to the image plane by a micromirror that is selectively tilted based on the image data loaded in the memory cell of the DMD. Or reflected to deflect from the image plane. At this time, each mirror projects light corresponding to one pixel of the image. Normally, the irradiation light from the light source is incident on the DMD at an angle of 20 degrees, and if the micromirror is on, the light is irradiated toward the projection lens, and the pixels in the display image are displayed brightly. On the contrary, if the micromirror is in the off state, the irradiation light is reflected at an angle of −40 degrees, so that the projection lens is not irradiated and the pixels in the display image are displayed darkly. An image display device including an SLM including a DMD provides a display image by sequentially irradiating light for each pixel.
In an image display device equipped with an SLM, as one method for obtaining a color image, the color light filtered by the color wheel divided into red (R), green (G), and blue (B) segments is displayed in a time-sharing manner. There is a method for obtaining a color image. When the image data in one frame of the display image is displayed, the light from the light source irradiated to the SLM is filtered by the segment color of the color wheel, and sequentially becomes R, G, B color light to the SLM. Irradiated. The color light sequentially irradiated to the SLM is selectively reflected on the image plane by the image data, and displays R, G, and B colors on each pixel. At this time, different colors of R, G, and B are sequentially displayed in each pixel so that an appropriate color can be recognized.
In an image display device equipped with an SLM, as a method of obtaining color light having only a specific wavelength from light emitted from a light source when obtaining a color image, the light source is irradiated from a light source in addition to the transmission type color wheel. A method of sequentially obtaining two or more types of colored light by having two or more types of segments that reflect only a specific wavelength with respect to the light that is emitted from a light source by using a cylindrical type color wheel instead of a disc type There is also a method of obtaining two or more kinds of colored light by filtering or reflecting the reflected light. In recent years, there is also a method called “SCR (Sequential Color Recapture)”, which allows the SLM to irradiate three colors of color light simultaneously by making the arrangement of R, G, B of the color wheel spiral. In the embodiment of the present invention, an image display device having an SLM using a transmissive and disc type color wheel is mainly taken up. According to the true object of the present invention, a method of obtaining colored light from light from a light source Can be applied in any of the above methods.
The color gradation in each pixel can be obtained by accurately time-division displaying each color light of R, G, B displayed on the screen. That is, each pixel can perform 256-level luminance display including no display time (0) of each color corresponding to black display in each color, and full color display can be achieved by combining color lights of a plurality of luminance levels.
As a method for changing the color tone in an image display apparatus (such as a DLP projector) using a color wheel, mainly a color temperature adjustment method, there is “Japanese Patent Laid-Open No. 9-12743”. This color temperature adjustment method adjusts the relative display time for each color displayed sequentially to adjust the color temperature in the image, and the following two methods are mentioned as this color temperature adjustment method. Note that the standard color wheel in the following has three segments R, G, and B, and each segment has a 120-degree arc.
a) The color temperature is adjusted by relatively increasing the display time of other colors by reducing the display time of one or more colors by black display.
b) Increasing the percentage of a color on the circumference of a standard color wheel (and consequently reducing the percentage of other colors on the circumference) The color temperature is adjusted by reducing the color display time.
In addition, in the image display technology for the image display device using the color wheel, Nobuo Nishida Responsible Editing "Advanced Display Technology (Volume 7) Large Screen Display" Kyoritsu Publishing, May 25, 2002, p.62-72 etc. By reference, it is believed that it will help a deeper understanding of the present invention.

特開平9-127436号公報(8欄 20〜35行及び図3)Japanese Patent Laid-Open No. 9-127436 (column 8, lines 20 to 35 and FIG. 3) 特開平9-127436号公報(3欄 2〜20行及び図2)Japanese Patent Laid-Open No. 9-127436 (column 3, lines 2 to 20 and FIG. 2) 西田 信夫 責任編集 「先端ディスプレイ技術(第7巻)大画面ディスプレイ」 共立出版、2002年5月25日、p.62−72Nobuo Nishida Responsible Editing “Advanced Display Technology (Volume 7) Large Screen Display” Kyoritsu Shuppan, May 25, 2002, p.62-72

上記色温度調整方法においては以下のような問題点が有る。a)においては黒表示によりある色の表示時間を減少させるため、結果として色温度調整時に画面全体としての輝度が落ちる。
b)においては、色温度を異なる市場にカスタマイズさせるためにカラーホイールにおけるセグメントの円弧を増減させることで物理的に色温度を調整する。しかし、この各セグメント・サイズを増減させたカラーホイールを装備した画像表示装置作成後、輝度を落とさずに色温度を調整する際には、各カラーにおけるセグメント・サイズの異なるカラーホイールと、装備されたカラーホイールとを交換しなくてはならず、交換作業に時間と専用装置などが必要となりユーザーに対する負担が大きい。
The above color temperature adjustment method has the following problems. In a), since the display time of a certain color is reduced by black display, as a result, the brightness of the entire screen is reduced when the color temperature is adjusted.
In b), the color temperature is physically adjusted by increasing or decreasing the arcs of the segments in the color wheel in order to customize the color temperature for different markets. However, after creating an image display device equipped with a color wheel with each segment size increased or decreased, when adjusting the color temperature without reducing the brightness, it is equipped with a color wheel with a different segment size for each color. The color wheel must be replaced, and the replacement work requires time and dedicated equipment, which imposes a heavy burden on the user.

前記デジタル表示デバイスにおいて、同一のカラーホイールを用いて画面全体の輝度の低下を極力抑えて、ユーザーが簡単に好みの色温度に調整することを目的とする。つまり、
カラーホイールを用いたデジタル表示の色温度調整技術において
i)中心からの距離により、円周方向(回転方向)の各カラーにおける円周に占める割合を連続的に変化させたカラーホイールと、
ii)カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中心からの距離を変化させるためのカラーホイール中心軸移動装置またはカラーホイール上に形成される光りスポットの照射位置を移動させる光学系装置と、
iii)カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中心からの距離により連続的に変化する各カラーの円周に占める割合に合わせて表示時間を連続的に増減させる装置
を装備することを特徴とする色温度調整方法及びその色温度調整方法を用いた画像表示装置である。すなわち、カラーホイールを用いてデジタル表示を行う画像表示装置において、i)の特徴を持つカラーホイールの中心を、ii)記載の装置により光スポットを形成する光線に対して垂直方向に平行移動させて光スポットの位置をカラーホイール上で外側(又は内側)に移動させる。そしてその結果として、円周に占める各カラーの割合により各カラーにおける相対的な表示時間を増減させることで色温度を調整しようというものである。また、カラーホイールの中心位置を移動させるだけでなく、光学的にカラーホイール上に形成される光スポット照射位置を移動させる事により、前記カラーホイールの中心軸を移動させる方法と同様に各カラーの相対的な表示時間を変化させる事により色温度調整を行おうというものである。この時、中心からの距離によって変わる各カラーの円周に占める割合によって変化する各カラーの単位時間における表示時間に合わせて入力画像に対する画素データの各カラーの表示時間を増減させる装置iii)が必要である。
なお、i)における各カラーの円周方向に占める割合を変化させるセグメントの形、大きさは問わないものとする。
An object of the digital display device is to allow the user to easily adjust the color temperature to a favorite color by using the same color wheel to suppress a decrease in luminance of the entire screen as much as possible. That means
In color temperature adjustment technology for digital display using color wheel
i) a color wheel in which the ratio of the circumference of each color in the circumferential direction (rotation direction) to the circumference is continuously changed according to the distance from the center;
ii) a color wheel central axis moving device for changing the distance of the light spot formed on the color wheel from the center of the color wheel or an optical system device for moving the irradiation position of the light spot formed on the color wheel;
iii) Equipped with a device that continuously increases or decreases the display time according to the ratio of the light spot formed on the color wheel to the circumference of each color that continuously changes depending on the distance from the center of the color wheel. And a color temperature adjusting method and an image display device using the color temperature adjusting method. That is, in an image display device that performs digital display using a color wheel, the center of the color wheel having the characteristics of i) is translated in the direction perpendicular to the light beam that forms the light spot by the device described in ii). The position of the light spot is moved outward (or inward) on the color wheel. As a result, the color temperature is adjusted by increasing or decreasing the relative display time of each color according to the ratio of each color to the circumference. Further, not only the center position of the color wheel is moved, but also the light spot irradiation position optically formed on the color wheel is moved so that the center axis of the color wheel is moved in the same manner as in the method of moving the center axis of the color wheel. The color temperature is adjusted by changing the relative display time. At this time, a device iii) for increasing / decreasing the display time of each color of the pixel data with respect to the input image in accordance with the display time in the unit time of each color, which varies depending on the ratio of each color to the circumference, which varies depending on the distance from the center, is necessary. It is.
It should be noted that the shape and size of the segment for changing the ratio of each color in the circumferential direction in i) is not limited.

カラーホイールを使用するデジタル表示における色温度調整において、同一のカラーホイールを用いて黒表示時間を挿入すること無く連続的に色温度調整を行うことができる。したがって、上記色温度調整方法a)に見られる色温度調整時の画像全体の輝度低下を抑えることができ、b)のように輝度を落とさずに色温度調整を行う際必要なカラーホイール交換作業などのユーザーへの負担を抑えることができる。 In the color temperature adjustment in the digital display using the color wheel, the color temperature can be continuously adjusted using the same color wheel without inserting the black display time. Therefore, it is possible to suppress a decrease in luminance of the entire image at the time of color temperature adjustment as seen in the above color temperature adjustment method a), and color wheel replacement work necessary when performing color temperature adjustment without reducing the luminance as in b). Can reduce the burden on users.

以下、本発明の実施形態を図面、表を用いて説明する。
[実施例1]
図1に前記画像表示装置全体の概念図を、図2に本発明にて紹介した色温度調整を可能としたカラーホイールの一例を記す。
図1の光源1から発せられた光は集光され、モーターを備えたカラーホイール2において光スポット3を形成する。カラーホイール2に照射された光はカラーホイール2における各セグメントによりろ波され、色光となって画像変換装置(DMD)5に照射される。この時、カラーホイール2はモーターにより回転しており、各セグメントに対応する色光R、G、Bはそれぞれ逐次的に画像変換装置5に照射される。画像変換装置5に照射された色光は、入力画像の各画素に対して適応的に画像変換装置5により反射(又は透過)され、逐次適に投影レンズ6を通って、スクリーン7に投影される。
なお、前記画像表示装置におけるカラーホイール2の設置位置については、画像変換装置5の後方に設置することもできる。すなわち光源から発せられた光が画像変換装置に照射され、画像変換装置により適応的に反射された光がカラーホイールを通過し、色光となって逐次的にスクリーン投影される。
画像データ/信号は信号インターフェース10に入力される。信号インターフェース10に入力された画像データ/信号はアナログ・ビデオ信号、デジタル形式のグラフィックデータなど、信号の種類によりA/D変換、Y/C分離などの適正な処理が行われ、画像データ・プロセッサ11に送られる。
画像データ・プロセッサ11に送られた画像データは前記画像表示装置において適性に画像表示されるように画像データ・プロセッサ11により処理される。すなわち輝度・色差信号YUVからRGBデータに変換するカラースペース変換、ガンマ補正を行う線形変換、インターレースされたデータを補間し一つの画像にするライン発生などのタスクがおこなわれる。
ディスプレイ・メモリ12は画像データ・プロセッサ11から受け取った画像データにおいて、画像変換装置5の各画素に対して1ビットの情報を適宜提供する。ディスプレイ・メモリ12にはバッファ・メモリが内蔵されており少なくとも2表示フレーム分の画像データを所有することが可能となっている。この2つのバッファが制御されるいわゆる「ピンポン」により、画像データは連続して画像変換装置5、カラーホイール2に内蔵されたモーター、光源1に送られる。このとき画像変換装置5、カラーホイール2、光源1は各画像データにおいて各画素におけるカラー表示に位相のずれが生じないようにマスタ14により制御される。すなわち、各フレームにおける画素毎の情報と、画像変換装置5に照射される各色光を対応させて、画像変換装置5のON、OFF切り替え(ONはスクリーンに照射される状態を表し、OFFはスクリーンに照射されない状態を表す)、カラーホイール2の回転する速度の制御を行うことにより、画像情報を元にR、G、Bの各色光はスクリーン上に適宜逐次的に表示され、3色光の値の組み合わせにより視聴者に所望の色として認識され、カラー画像として認識される。
前記画像表示装置における画像がユーザーにより設定された色温度で表示されるように色温度変換装置13を解してマスタ14により種々の装置は制御される。ユーザーにより表示画像の色温度の設定が変えられたとき、光スポット移動装置15によりカラーホイール2は光源1から照射される光に対して数位直方向に平行移動し、カラーホイール2に形成される光スポット3とカラーホイール2の中心からの距離が変化する、又は光スポット移動装置15により光学的に光スポット3と、カラーホイール2の中心からの距離が変化し、本発明における色温度調整方向により、前記表示画像の色温度は調整される。

図2に記載のカラーホイールにおけるαb、βb、γbは、カラーホイールにおいて青色の光を透過するセグメントBの、カラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントBの円周弧の角度を表す。同様にしてαr、βr、γrは赤色の光を透過するセグメントRのカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントRの円周弧の角度を、αg、βg、γgは緑色の光を透過するセグメントGのカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイール中心から見たセグメントGの円周弧の角度をそれぞれ表す。また、ここではこのカラーホイールの直径は13cmであるとし、円周αb、αr、αgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は3cm、円周βb、βr、βgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は4cm、円周γb、γr、γgに対応する円周弧のカラーホイール中心からの距離は5cmであるものとする。
なお、図2のカラーホイールにおける各セグメントの透過特性としては、各セグメントにおける透過光の表示時間の比率がR、G、Bで1:1:1であるならば、表示される画像の色特性はsRGB規格と一致するものとする。すなわち、図1における表示装置のR、G、Bの表示時間の比率が1:1:1であるならば、ここで紹介するカラーホイールの色温度は6500Kとなる表示特性をもつこととする。したがってこの時のRGBからXYZ色空間への変換式は以下のようになる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings and tables.
[Example 1]
FIG. 1 is a conceptual diagram of the entire image display apparatus, and FIG. 2 shows an example of a color wheel that enables color temperature adjustment introduced in the present invention.
The light emitted from the light source 1 in FIG. 1 is collected and forms a light spot 3 in a color wheel 2 equipped with a motor. The light irradiated on the color wheel 2 is filtered by each segment in the color wheel 2 and becomes color light, which is irradiated on the image conversion device (DMD) 5. At this time, the color wheel 2 is rotated by a motor, and the color lights R, G, and B corresponding to each segment are sequentially irradiated to the image conversion device 5. The color light applied to the image conversion device 5 is adaptively reflected (or transmitted) by the image conversion device 5 with respect to each pixel of the input image, and sequentially projected onto the screen 7 through the projection lens 6 appropriately. .
The installation position of the color wheel 2 in the image display device can be installed behind the image conversion device 5. That is, the light emitted from the light source is applied to the image conversion device, and the light adaptively reflected by the image conversion device passes through the color wheel and is sequentially projected on the screen as color light.
Image data / signals are input to the signal interface 10. The image data / signal input to the signal interface 10 is subjected to appropriate processing such as A / D conversion and Y / C separation depending on the type of signal, such as analog video signal and digital graphic data, and the image data processor Sent to 11.
The image data sent to the image data processor 11 is processed by the image data processor 11 so that the image is properly displayed on the image display device. That is, tasks such as color space conversion for converting luminance / color difference signal YUV to RGB data, linear conversion for gamma correction, and line generation to interpolate interlaced data into one image are performed.
The display memory 12 appropriately provides 1-bit information for each pixel of the image conversion device 5 in the image data received from the image data processor 11. The display memory 12 has a built-in buffer memory and can own image data for at least two display frames. By so-called “ping-pong” in which the two buffers are controlled, the image data is continuously sent to the image conversion device 5, the motor built in the color wheel 2, and the light source 1. At this time, the image conversion device 5, the color wheel 2, and the light source 1 are controlled by the master 14 so as not to cause a phase shift in color display in each pixel in each image data. That is, the information for each pixel in each frame is associated with each color light emitted to the image conversion device 5, and the image conversion device 5 is switched ON / OFF (ON indicates the state of irradiation on the screen, and OFF indicates the screen. By controlling the rotation speed of the color wheel 2, the R, G, and B color lights are sequentially displayed on the screen as appropriate based on the image information. The viewer recognizes it as a desired color and recognizes it as a color image.
Various devices are controlled by the master 14 through the color temperature conversion device 13 so that the image on the image display device is displayed at the color temperature set by the user. When the color temperature setting of the display image is changed by the user, the color wheel 2 is moved parallel to the order of several degrees with respect to the light emitted from the light source 1 by the light spot moving device 15 and formed on the color wheel 2. The distance from the center of the light spot 3 and the color wheel 2 changes, or the distance from the center of the light spot 3 and the color wheel 2 changes optically by the light spot moving device 15, and the color temperature adjustment direction in the present invention Thus, the color temperature of the display image is adjusted.

Αb, βb, and γb in the color wheel shown in FIG. 2 indicate the segment B's circumferential arc as viewed from the center of the color wheel, which changes depending on the distance from the center of the color wheel, of the segment B that transmits blue light in the color wheel. Represents an angle. Similarly, αr, βr, and γr are the angles of the circumferential arc of segment R as seen from the center of the color wheel, which changes depending on the distance from the center of the color wheel of segment R that transmits red light, and αg, βg, and γg are green Represents the angle of the circumferential arc of the segment G as viewed from the center of the color wheel, which varies depending on the distance from the center of the color wheel of the segment G that transmits the light. Also, here, the diameter of this color wheel is 13 cm, the distance from the center of the color wheel of the circumferential arc corresponding to the circumference αb, αr, αg is 3 cm, the circumference corresponding to the circumference βb, βr, βg It is assumed that the distance from the color wheel center of the arc is 4 cm, and the distance from the color wheel center of the circumferential arc corresponding to the circumferences γb, γr, and γg is 5 cm.
The transmission characteristics of each segment in the color wheel of FIG. 2 are as follows: if the ratio of the display time of transmitted light in each segment is 1: 1: 1 for R, G, and B, the color characteristics of the displayed image Shall be consistent with the sRGB standard. That is, if the ratio of R, G, and B display times of the display device in FIG. 1 is 1: 1: 1, the color temperature of the color wheel introduced here has a display characteristic of 6500K. Therefore, the conversion formula from RGB to XYZ color space at this time is as follows.

Figure 2005275078
Figure 2005275078

前記カラーホイールを用いた画像表示装置における各色のxy色度図上での色度座標は以下の式によって求めることができる。   The chromaticity coordinates on the xy chromaticity diagram of each color in the image display device using the color wheel can be obtained by the following equation.

x = X/(X+Y+Z)
y = Y/(X+Y+Z) ・・・・・式2
また、図2記載のカラーホイールの各セグメントにおける図2内の円周弧の角度は次の通りであるとする。
x = X / (X + Y + Z)
y = Y / (X + Y + Z) ・ ・ ・ ・ ・ Formula 2
Further, the angle of the circumferential arc in FIG. 2 in each segment of the color wheel shown in FIG. 2 is as follows.

αb=αr=αg=120° ・・・・・1.1
βb=140°、βr=βg=110° ・・・・・1.2
γb=160°、γr=γg=100° ・・・・・1.3

ここで図2記載のカラーホイールのR、G、B各セグメントにおける円周弧の角度をそれぞれφr、φg、φbとし、前記カラーホイールは1秒間にT回転するものとすると、前記カラーホイールが1回転するのに有する時間は1/T秒であり、1秒間に表示できる各色光の表示可能時間は以下のようになる。
αb = αr = αg = 120 ° ・ ・ ・ ・ ・ 1.1
βb = 140 °, βr = βg = 110 ° ・ ・ ・ ・ ・ 1.2
γb = 160 °, γr = γg = 100 ° ・ ・ ・ ・ ・ 1.3

Here, assuming that the angles of the circumferential arcs in the R, G, and B segments of the color wheel shown in FIG. 2 are φr, φg, and φb, respectively, and that the color wheel rotates T per second, the color wheel is 1 The time it takes to rotate is 1 / T second, and the displayable time of each color light that can be displayed per second is as follows.

Tr = (φr/360)×(1/T)×T (秒)
Tg = (φg/360)×(1/T)×T (秒)
Tb = (φb/360)×(1/T)×T (秒)

(Tr、Tg、TbはそれぞれカラーホイールのR、G、B各セグメントに対応する色光の1秒当たりの表示可能時間とする。)

すなわち、
Tr = (φr/360) (秒)
Tg = (φg/360) (秒) ・・・・・式3
Tb = (φb/360) (秒)
と、なる。
図1に示した表示装置において、カラーホイールに照射される光スポットが図2のカラーホイール上でαb、αr、αgの円周弧上に照射されているとする。この時、前記1.1、式3より、全白表示時の各色光R、G、Bの相対表示時間は1:1:1となり、ここでのカラーホイールの光透過特性から、表示される画像の色温度は6500Kとなる。
次に、カラーホイール上の光スポットの位置を図2のカラーホイール上でβb、βr、βgの円周弧上に移動させた時のことを考える。この時、全白表示時のR、G、B各色光の相対表示時間は前記1.2、式3より11:11:14となる。ここで式1よりX、Y、Zの相対値を求め、式2により白色点における色度座標を求めて色温度を導出すると8000Kとなる。同様にして、光スポットを図2のカラーホイール上でγb、γr、γgの円周弧上に移動させた時、前記1.3、式3より全白表示時のR、G、B各色光の相対表示時間は10:10:16となり、色温度は11000Kとなる。なお、前記3通りも含めたここでの各セグメントの円周からの距離により変化する円周弧の角度に対する色温度、およびxy色度図上の白色点におけるx、y座標は以下のようになる。
Tr = (φr / 360) x (1 / T) x T (seconds)
Tg = (φg / 360) x (1 / T) x T (seconds)
Tb = (φb / 360) x (1 / T) x T (seconds)

(Tr, Tg, and Tb are the displayable times per second of colored light corresponding to the R, G, and B segments of the color wheel, respectively.)

That is,
Tr = (φr / 360) (seconds)
Tg = (φg / 360) (seconds) ・ ・ ・ ・ ・ Formula 3
Tb = (φb / 360) (seconds)
And become.
In the display device shown in FIG. 1, it is assumed that the light spot irradiated on the color wheel is irradiated on the circumferential arcs of αb, αr, and αg on the color wheel of FIG. At this time, according to 1.1 and Equation 3, the relative display time of each color light R, G, B when displaying all white is 1: 1: 1. From the light transmission characteristics of the color wheel, the displayed image The color temperature is 6500K.
Next, consider the case where the position of the light spot on the color wheel is moved on the circular arc of βb, βr, and βg on the color wheel of FIG. At this time, the relative display time of each color light of R, G and B at the time of all white display is 1.2: 11:11:14 according to Equation 3. Here, the relative values of X, Y, and Z are obtained from Equation 1, and the chromaticity coordinate at the white point is obtained from Equation 2, and the color temperature is derived to be 8000K. Similarly, when the light spot is moved on the circular wheel of γb, γr, and γg on the color wheel in FIG. 2, the relative light of each color of R, G, and B when displaying all white from 1.3 and Equation 3 above. The display time is 10:10:16, and the color temperature is 11000K. In addition, the color temperature with respect to the angle of the circumferential arc that changes depending on the distance from the circumference of each segment including the above three types, and the x and y coordinates at the white point on the xy chromaticity diagram are as follows: Become.

Figure 2005275078
Figure 2005275078


図2記載のカラーホイールは前記表1を満たす各セグメントを有するものとする。

また、カラーホイールに対して照射される光スポットのカラーホイール中心からの距離を変化させる方法としては、以下の2つが上げられる。
一)カラーホイールの中心軸を、光スポットを形成する光線に対して垂直な方向に平行移
動させる事によって、カラーホイール上に形成される光スポットのカラーホイール中
心からの距離を変化させる。
二)カラーホイール上に形成される光スポットの照射位置を光学的に移動させ、カラーホ
イール中心からの光スポットの距離を変化させる。

はじめに一)の方法によりカラーホイールに照射される光スポットの位置を移動させる場合を考える。すなわち以下のようにして前記画像表示装置における色温度を調整する。
前記カラーホイールを備えた、前記画像表示装置において、色温度6500Kの画像を投影していたとする(色温度を6500Kに設定していたとする)。この時、前記カラーホイール中心軸を、光スポットを形成する光線に対して垂直方向に、光スポットとは逆方向に1cm移動させたとすると、前記カラーホイール中心軸と光スポットとの距離は4cmとなる。したがって前記表1により色温度8000Kの画像が得られる。同様にして、前記カラーホイール中心軸を移動させ、前記カラーホイール中心軸と光スポットとの距離を5cm、6cmと変化させると、前記表1より、それぞれ11000K、18000Kの色温度を持つ画像が得られる。逆に、前記カラーホイールと光スポットとの距離を2cmとすると、色温度5400Kの画像が得られる。
二)の方法により前記カラーホイールに照射される光スポットの位置を光学的に移動させる時、一)と同様に光スポットと前記カラーホイール中心軸からの距離を2cm、3cm、4cm、5cm、6cmとなる様に光スポットの位置を移動させると、前記表1よりそれぞれ5400K、6500K、8000K、11000K、18000Kの色温度を持つ画像を得ることができる。
前記色温度調整方法を備えた画像表示装置において、前記カラーホイールによりろ波された各色光は画像変換装置をへてスクリーン等に逐次的に照射されることで視聴者に画像として認識される。この時、前記色温度調整方法によって、各色温度によって変化する各色光の前記画像変換装置への相対的な照射時間に応じて、前記画像変換装置を制御することにより、画像における各画素データに対応する各色光のスクリーン等への照射時間を制御することが必要である。
簡単な例を挙げる。前記色温度調整方法を備えた画像表示装置において、色温度を6500Kに設定したものとし、前記画像表示装置において青色表示をする時を考える。前記カラーホイールが1秒間にT回転するものとすると、前記カラーホイールが1回転する時間は1/Tとなる。この時、前記表1、式3より前記カラーホイールが1回転する際に、青色の色光が前記画像変換装置に照射される時間tb(65)は、
tb(65) = (120/360)×(1/T) ・・・・・1.4
と、なる。また、前記画像表示装置において色温度を11000Kに設定すると、前記表1、式3より前記カラーホイールが1回転する際に、青色の色光が前記画像変換装置に照射される時間tb(110)は、
tb(110) = (160/360)×(1/T) ・・・・・1.5
と、なる。
前記画像表示装置において表示される各カラーの階調数が8ビット256階調であり、各色における階調は等間隔に変化するものとする。前記画像表示装置において最も彩度の高い青色表示(画像表示装置における青色の階調が255)をする時、色温度6500K、11000Kにおいて、前記カラーホイールが1回転する間に前記画像変換装置に照射され、反射(又は透過)された青色の色光がスクリーン上に投影される時間tb(65,255)、tb(110,255)は前記1.4、1.5よりそれぞれ
tb(65,255) = (120/360)×(1/T)×(255/255) ・・・・・1.6
tb(110,255) = (160/360)×(1/T)×(255/255) ・・・・・1.7

と、なる。また、前記画像表示装置において彩度が中間である青色(画像表示装置における青色の階調が128)をスクリーン上に投影する時、色温度6500K、11000Kにおいて、前記カラーホイールが1回転する間に前記画像変換装置に照射され、反射(又は透過)された青色の色光がスクリーン上に投影される時間tb(65,255)、tb(110,255)は前記1.4、1.5よりそれぞれ
tb(65,128) = (120/360)×(1/T)×(128/255) ・・・・・1.8
tb(110,128) = (160/360)×(1/T)×(128/255) ・・・・・1.9

と、なる。
1.6、1.7及び1.8、1.9より、前記画像表示装置において、同じ階調の青色表示であっても、色温度が異なれば、前記カラーホイールが1回転する間に青色の色光がスクリーン上に照射される時間は異なる。赤色表示、緑色表示においても同様に、それぞれ同じ階調の表示であっても色温度が異なれば、前記カラーホイールが1回転する間に赤色、緑色の色光がスクリーン上に照射される時間は異なる。
本発明における前記画像表示装置は、投影画像を所望の色温度に設定するために、所望の色温度に応じて、画像データ/信号に対応する前記画像変換装置のON、OFFを制御する画像変換装置制御装置を有する。
前記カラーホイールと前記光スポット位置移動方法のどちらかによる光スポット位置移動装置、を備えた画像表示装置においては、ある一つ以上の色の表示時間を黒表示により減少させることによって、相対的に他の色の表示時間を増やすことで色温度調整を行う必要は無い。したがって、画像全体の輝度の低下を極力抑え、カラーホイールの交換なども必要無く、5400Kから18000Kまでの色温度調整を行うことができる。なお、ここに記載されたカラーホイール、光スポット移動方法は、本発明を実現するための1例であり、特定するものではない。

[実施例2]
また、本発明における色温度調整方法はSLMを用いた画像表示の1形式であるSCR方式においても適用される。SCR技術はSLMを用いた画像表示技術の中で光源から照射された光の利用効率を向上させる方法であり、SOCIETY FOR INFOMETION DISPLAY 2001 INTERNATIONL SYMPOSIUM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS・Volume XXXII(page 1076)に記載されたSequential Color Recapture and Dynamic Filtering : A Method of Scrolling Color (D.Scott Dewald, Steven M.Penn, and Michael Davis)で提案されている。SCRとはカラーホイールのRGBの配置を渦巻き状にすることで複数の色光を同時にSLMに照射することを可能とした方式である。以下、SCR方式についての簡単な説明を行う。
光源から発せられた光は「インテグレータロッド」と呼ばれるデバイスに入射する。インテグレータロッドは内部を鏡状にした円筒又は円柱形のデバイスであり、インテグレータロッドの光射出面には渦巻き状のR、G、Bのカラー・セグメントの配置を備えたカラーホイールが備えられている。インテグレータロッドは光入射面と光射出面だけが開口しておりインテグレータロッドに入射した光のうち、カラーホイールのR、G、B各面に合わせた光だけが先に進むことが出来る。それ以外の光はカラーが合うまでインテグレータロッド内で反射を繰り返す。カラーホイールは回転しており各カラー・セグメントによってろ波される事により得られた色光は上下(又は左右)の位置を次々に変えながらSLMに照射され、画像データをもとに選択的に投射レンズに向けて反射されることでスクリーンに投影されて画像として認識される。なお、SCR方式に用いられるインテグレータロッドは同様の内部反射作用を持ついかなる形状のガラスロッドに置き換えることもできる。

図3に本発明における色温度調整方法を実施可能としたSCR方式を備えた画像表示装置の簡単な概念図を表す。光源16から発せられた光はインテグレータロッド18に光入射面17を通って入射する。インテグレータロッド18の光射出面19には中心からの距離により円周に占めるカラーの割合が変化するR、G、B3色のカラー・セグメントを有するカラーホイール20が備えられており、インテグレータロッド18に入射された光のなかでカラーホイール20のR、G、B各面に合わせた光のみが先に進む。それ以外の光はカラーが合うまでインテグレータロッド18内で反射を繰り返す。カラーホイール20又はインテグレータロッド18は移動装置が備えられており、この移動装置はカラーホイール20の中心からインテグレータロッド18の光射出面19までの距離を連続的に変化させる様にカラーホイール20又はインテグレータロッド18に作用する。カラーホイール20は回転しており各カラー・セグメントによってろ波された色光はそれぞれの位置を次々に変えながら画像変換装置22に照射され、画像データ/信号、設定された色温度をもとに選択的に反射されてスクリーンに投影され画像として認識される。

図3に記載のSCR方式そ用いた画像表示装置において、本発明における色温度調整方法を実施可能としたカラーホイール20'を図4に記載する。カラーホイール20'における2種類以上の各カラーの円周に占める割合はカラーホイール20'の中心25からの距離により連続的に変化する。ここではカラーホイール20'は円周26、27、28におけるR、G、B各カラーの円周に占める割合がそれぞれ1:1:1、11:11:14、10:10:16を満たすような曲線を描くカラー・セグメントを有するものとする。なお、カラーホイール20'において中心25からの距離と各カラーの円周に占める割合は実施例1で記した表1を満たすものとする。
カラーホイール20'においてカラー・セグメントを形成する曲線に沿うようにして記載されている破線状の曲線及びカラーホイール20'内のBセグメントから見て時計周りの方向にあるBセグメントを形成する曲線はカラーホイール20'内において中心25から任意の距離にある円周をそれぞれ均等に分割する。すなわちカラーホイール20'におけるカラー・セグメントが前記破線状の曲線及び前記Bセグメントからみて時計周りの方向にある曲線により形成されているとき、図3において画像変換装置22に照射される色光R、G、Bの照射時間の比率は常に1:1:1となり表示画像の色温度を変換する際に黒表示によりR、G、Bの照射時間の比率を調整することが必要となる。
カラーホイール20'における各セグメントの透過特性としては図2に記載のカラーホイールと同様に各セグメントにおける透過光の表示時間の比率がR、G、Bで1:1:1であるならば、表示される画像の色特性はsRGB規格と一致するものとする。すなわち、図3における画像表示装置のR、G、Bの表示時間の比率が1:1:1であるならば色温度は6500Kとなる表示特性を持つものとする。
円周27上にインテグレータロッドの光射出面29の中心が備えられているものとすると、図3の画像表示装置における全白投影時のR、G、Bの相対表示時間は1:1:1となり表示画像の色温度は6500Kとなる。また、円周28上インテグレータロッドの光射出面29の中心が備えられているとき全白表示時のR、G、Bの相対表示時間は11:11:14となり表示画像の色温度は8000Kとなる。円周28上にインテグレータロッドの光射出面29の中心が当てられているとき全白表示時のR、G、Bの相対表示時間は10:10:16となり表示画像の色温度は11000Kとなる。以下、前記実施例1と同様にカラーホイール20'の中心からインテグレータロッドの光射出面29の中心までの距離を順次変化させることにより表示画像における色温度を変化させることが出来る。したがってある色光に黒表示を挿入することで各色光の表示時間の比率を調節する必要が無いため、全体としての輝度を落とすことなく表示画像における色温度を調整することが出来る。
なお、実施例2ではSCR方式においてR、G、B3種類のカラー・セグメントを有するカラーホイールを用いた例を紹介したが、SCR方式において複数種のカラー・セグメントを有するカラーホイールを用いる場合に本発明は適用できる。

実施例1、実施例2において円板タイプの透過型カラーホイールを用いて本発明における実施例を説明したが、本発明における真の意味を理解するならば本発明における色温度調整方法は円板タイプの透過型カラーホイールだけでなく円筒タイプの透過型カラーホイールを備えるSLMを用いた画像表示装置にも適用可能であることが理解されるであろう。

[実施例3]
光源から出射された光から複数種の色光を生成する色光発生手段において、透過タイプのカラーホイールを用いたものだけでなく、反射タイプのカラーホイールを用いたものにおいても本発明で示される色温度調整方法は適用される。反射タイプのカラーホイールは光源から照射された光のなかで特定の波長のみを反射する複数種のカラー・セグメントを有することで光源から出射された光から複数の色光を生成する。
2種類以上のカラー・セグメントを有する反射タイプのカラー・ホイール及びSLMを備えた前記画像表示装置において、カラーホイールの反射面に備えられたカラー・セグメントにおける各カラーの円周に占める割合がカラーホイール中心からの距離により変化するカラーホイールを用いることにより、実施例1、実施例2に記載した透過型タイプのカラーホイールを用いた画像表示装置と同様に輝度を落とすことなく色温度調整を可能とした画像表示装置を得ることが出来る。このときのカラーホイールの形体としては図2で示した透過型カラーホイールと同様のもので各カラー・セグメントに反射特性をもたせたものであっても良いしその他の形体でもかまわない。色光発生後、画像を生成するまでの処理は実施例1、実施例2で記載したものと同様の方法が取られる。

本発明における逐次的なカラー表示用のカラーホイールを用いた画像表示装置の色温度調整方法の実施例において、画像変換装置として反射型画像変換装置であるDMDを用いた例を取り上げたが、SLMとして反射型液晶や透過型液晶等その他形式のSLMを備えたカラーホイールを用いた画像表示装置においても本発明は適用される。また、本発明における色温度調整方法は、SLMに基づく画像表示装置に限定されるものでは無く、光源から出射された光から複数種の色光を発生する色光発生装置を備えた画像表示装置において、回転を伴う色光発生装置を備える画像表示装置に適用することが出来る。

The color wheel described in FIG. 2 has each segment satisfying Table 1 above.

There are two methods for changing the distance of the light spot irradiated to the color wheel from the center of the color wheel.
1) The distance of the light spot formed on the color wheel from the center of the color wheel is changed by translating the central axis of the color wheel in a direction perpendicular to the light beam forming the light spot.
2) Optically move the irradiation position of the light spot formed on the color wheel to change the distance of the light spot from the center of the color wheel.

First, consider the case where the position of the light spot irradiated on the color wheel is moved by the method 1). That is, the color temperature in the image display device is adjusted as follows.
It is assumed that an image having a color temperature of 6500K is projected on the image display device provided with the color wheel (the color temperature is set to 6500K). At this time, if the color wheel central axis is moved by 1 cm in the direction perpendicular to the light beam forming the light spot and in the direction opposite to the light spot, the distance between the color wheel central axis and the light spot is 4 cm. Become. Therefore, an image having a color temperature of 8000K is obtained according to Table 1 above. Similarly, when the color wheel central axis is moved and the distance between the color wheel central axis and the light spot is changed to 5 cm and 6 cm, images having color temperatures of 11000K and 18000K are obtained from Table 1, respectively. It is done. Conversely, if the distance between the color wheel and the light spot is 2 cm, an image with a color temperature of 5400K can be obtained.
When the position of the light spot irradiated on the color wheel is optically moved by the method of 2), the distance from the light spot to the central axis of the color wheel is 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm as in 1). When the position of the light spot is moved so that the following can be obtained, images having color temperatures of 5400K, 6500K, 8000K, 11000K, and 18000K can be obtained from Table 1 above.
In the image display device provided with the color temperature adjusting method, each color light filtered by the color wheel is sequentially irradiated onto a screen or the like through the image conversion device, so that the viewer recognizes it as an image. At this time, by the color temperature adjustment method, the image conversion device is controlled in accordance with the relative irradiation time of the color light that changes according to the color temperature to the image conversion device, thereby corresponding to each pixel data in the image. It is necessary to control the irradiation time of each color light to the screen or the like.
Here is a simple example. In the image display device provided with the color temperature adjusting method, it is assumed that the color temperature is set to 6500K, and the image display device performs blue display. Assuming that the color wheel rotates T per second, the time for which the color wheel rotates once is 1 / T. At this time, when the color wheel makes one rotation from Table 1 and Formula 3, the time tb (65) during which the blue color light is applied to the image conversion device is:
tb (65) = (120/360) x (1 / T) ... 1.4
And become. Further, when the color temperature is set to 11000K in the image display device, the time tb (110) during which the blue color light is irradiated to the image conversion device when the color wheel rotates once from Table 1 and Equation 3 is as follows. ,
tb (110) = (160/360) x (1 / T) ...... 1.5
And become.
It is assumed that the number of gradations of each color displayed in the image display device is 8-bit 256 gradations, and the gradations of each color change at equal intervals. When the image display device performs blue display with the highest saturation (blue gradation in the image display device is 255), the image conversion device is irradiated during one rotation of the color wheel at color temperatures of 6500K and 11000K. The time tb (65,255) and tb (110,255) at which the reflected (or transmitted) blue color light is projected on the screen are calculated from 1.4 and 1.5, respectively.
tb (65,255) = (120/360) x (1 / T) x (255/255) ... 1.6
tb (110,255) = (160/360) x (1 / T) x (255/255) ... 1.7

And become. In addition, when projecting blue with intermediate saturation in the image display device (blue gradation in the image display device is 128) on the screen, the color wheel rotates once at a color temperature of 6500K and 11000K. The time tb (65,255) and tb (110,255) at which the blue color light irradiated and reflected (or transmitted) on the image conversion device is projected on the screen are calculated from 1.4 and 1.5, respectively.
tb (65,128) = (120/360) x (1 / T) x (128/255) ...... 1.8
tb (110,128) = (160/360) x (1 / T) x (128/255) ...... 1.9

And become.
From 1.6, 1.7 and 1.8, 1.9, even in the blue display of the same gradation in the image display device, if the color temperature is different, blue color light is irradiated on the screen during one rotation of the color wheel. The time required is different. Similarly, in the red display and the green display, if the color temperature is different even when the display has the same gradation, the time during which the color light is irradiated on the screen during one rotation of the color wheel is different. .
The image display device according to the present invention performs image conversion for controlling ON / OFF of the image conversion device corresponding to image data / signal according to a desired color temperature in order to set a projection image to a desired color temperature. It has a device control device.
In an image display device comprising a light spot position moving device using either the color wheel or the light spot position moving method, by reducing the display time of one or more colors by black display, There is no need to adjust the color temperature by increasing the display time of other colors. Therefore, it is possible to adjust the color temperature from 5400K to 18000K without reducing the brightness of the entire image as much as possible and without having to replace the color wheel. Note that the color wheel and the light spot moving method described here are examples for realizing the present invention and are not specified.

[Example 2]
The color temperature adjusting method according to the present invention is also applied to the SCR method, which is one type of image display using SLM. SCR technology is a method of improving the efficiency of using light emitted from a light source among image display technologies using SLM. Sequential Color Recapture and Dynamic Filtering: A Method of Scrolling Color (D. Scott Dewald, Steven M. Penn, and Michael Davis). SCR is a system that allows multiple colors of light to be applied to the SLM simultaneously by making the RGB arrangement of the color wheel spiral. Hereinafter, a brief description of the SCR method will be given.
The light emitted from the light source enters a device called an “integrator rod”. The integrator rod is a cylindrical or cylindrical device with a mirror inside, and the light exit surface of the integrator rod is equipped with a color wheel with an arrangement of spiral R, G, B color segments. . Only the light incident surface and the light exit surface of the integrator rod are open, and only the light that matches the R, G, and B surfaces of the color wheel can travel forward. Other light is repeatedly reflected in the integrator rod until the color matches. The color wheel rotates and the color light obtained by filtering by each color segment is irradiated to the SLM while changing the vertical (or left and right) position one after another, and selectively projected based on the image data By being reflected toward the lens, it is projected on the screen and recognized as an image. The integrator rod used in the SCR system can be replaced with any shape glass rod having the same internal reflection action.

FIG. 3 shows a simple conceptual diagram of an image display apparatus provided with an SCR system that can implement the color temperature adjusting method according to the present invention. The light emitted from the light source 16 enters the integrator rod 18 through the light incident surface 17. The light exit surface 19 of the integrator rod 18 is provided with a color wheel 20 having color segments of R, G, and B colors in which the proportion of the color in the circumference varies depending on the distance from the center. Of the incident light, only the light that matches the R, G, and B surfaces of the color wheel 20 travels forward. Other light is repeatedly reflected in the integrator rod 18 until the colors match. The color wheel 20 or the integrator rod 18 is provided with a moving device, and the moving device continuously changes the distance from the center of the color wheel 20 to the light emitting surface 19 of the integrator rod 18. Acts on the rod 18. The color wheel 20 rotates and the color light filtered by each color segment is irradiated to the image conversion device 22 while changing the position one after another, and is selected based on the image data / signal and the set color temperature. Are reflected and projected onto a screen to be recognized as an image.

FIG. 4 shows a color wheel 20 ′ in which the color temperature adjustment method according to the present invention can be carried out in the image display apparatus using the SCR system shown in FIG. The ratio of two or more kinds of colors in the color wheel 20 ′ to the circumference continuously changes depending on the distance from the center 25 of the color wheel 20 ′. Here, the color wheel 20 'satisfies the ratios of the circumferences of the R, G, and B colors on the circumferences 26, 27, and 28, respectively, 1: 1: 1, 11:11:14, and 10:10:16. It has color segments that draw a simple curve. In the color wheel 20 ′, the distance from the center 25 and the ratio of each color to the circumference satisfy Table 1 described in the first embodiment.
The dashed curve described along the curve forming the color segment in the color wheel 20 ′ and the curve forming the B segment in the clockwise direction as viewed from the B segment in the color wheel 20 ′ are The circumference at an arbitrary distance from the center 25 in the color wheel 20 ′ is equally divided. That is, when the color segments in the color wheel 20 ′ are formed by the broken curve and the curve in the clockwise direction as viewed from the B segment, the color lights R and G irradiated to the image conversion device 22 in FIG. The ratio of the irradiation time of B is always 1: 1: 1, and it is necessary to adjust the ratio of the irradiation time of R, G, B by black display when converting the color temperature of the display image.
As the transmission characteristics of each segment in the color wheel 20 ′, if the ratio of the display time of transmitted light in each segment is 1: 1: 1 in the same manner as the color wheel shown in FIG. Assume that the color characteristics of the image to be matched with the sRGB standard. That is, if the ratio of the display times of R, G, and B of the image display device in FIG. 3 is 1: 1: 1, the color temperature is assumed to be 6500K.
Assuming that the center of the light exit surface 29 of the integrator rod is provided on the circumference 27, the relative display time of R, G, and B at the time of all white projection in the image display device of FIG. 3 is 1: 1: 1. The color temperature of the displayed image becomes 6500K. In addition, when the center of the light exit surface 29 of the integrator rod on the circumference 28 is provided, the relative display time of R, G, B when displaying all white is 11:11:14, and the color temperature of the display image is 8000K. Become. When the center of the light exit surface 29 of the integrator rod is placed on the circumference 28, the relative display time of R, G, B when displaying all white is 10:10:16, and the color temperature of the display image is 11000K . Thereafter, as in the first embodiment, the color temperature in the display image can be changed by sequentially changing the distance from the center of the color wheel 20 ′ to the center of the light exit surface 29 of the integrator rod. Therefore, it is not necessary to adjust the ratio of the display time of each color light by inserting a black display in a certain color light, so that the color temperature in the display image can be adjusted without reducing the overall luminance.
In the second embodiment, an example in which a color wheel having three color segments of R, G, and B is used in the SCR system has been introduced. The invention is applicable.

In the first and second embodiments, the disk type transmission type color wheel is used to describe the embodiment of the present invention. However, if the true meaning of the present invention is understood, the color temperature adjusting method of the present invention is a disk. It will be understood that the present invention can be applied not only to the transmissive color wheel of the type but also to the image display device using the SLM having the transmissive color wheel of the cylindrical type.

[Example 3]
In the color light generating means for generating a plurality of types of color light from the light emitted from the light source, the color temperature shown in the present invention is not limited to that using a transmission type color wheel but also using a reflection type color wheel. Adjustment methods are applied. The reflection type color wheel has a plurality of types of color segments that reflect only a specific wavelength in the light emitted from the light source, thereby generating a plurality of color lights from the light emitted from the light source.
In the image display device provided with the reflection type color wheel having two or more kinds of color segments and the SLM, the proportion of each color in the circumference of the color segments provided on the reflection surface of the color wheel is the color wheel. By using a color wheel that changes depending on the distance from the center, it is possible to adjust the color temperature without reducing the luminance as in the image display device using the transmission type color wheel described in the first and second embodiments. An image display device can be obtained. The shape of the color wheel at this time is the same as that of the transmissive color wheel shown in FIG. 2, and each color segment may have a reflection characteristic, or other shapes may be used. A process similar to that described in the first and second embodiments is performed after the generation of the colored light until the image is generated.

In the embodiment of the color temperature adjustment method of the image display device using the color wheel for sequential color display in the present invention, an example using DMD which is a reflection type image conversion device as an image conversion device is taken up. The present invention can also be applied to an image display device using a color wheel having an SLM of another type such as a reflective liquid crystal or a transmissive liquid crystal. Further, the color temperature adjustment method in the present invention is not limited to the image display device based on SLM. In the image display device including the color light generation device that generates a plurality of types of color light from the light emitted from the light source, The present invention can be applied to an image display device provided with a color light generating device that accompanies rotation.

本発明の実施例を表す装置全体の概要を表す模式図The schematic diagram showing the outline | summary of the whole apparatus showing the Example of this invention 本発明の実施形態に関わるカラーホイールの一例An example of a color wheel according to an embodiment of the present invention SCR方式において本発明の実施例を表す装置全体の概要を表す模式図Schematic diagram showing the outline of the entire apparatus representing an embodiment of the present invention in the SCR system SCR方式において本発明の実施形態に関わるカラーホイールの一例An example of a color wheel according to an embodiment of the present invention in the SCR system

符号の説明Explanation of symbols

1・・・光源、2・・・カラーホイール、3・・・光スポット、4・・・レンズ、5・・・画像変換装置(DMD)、6・・・投射レンズ、7・・・スクリーン、8・・・光スポット、9・・・カラーホイールの中心、10・・・信号インターフェース、11・・・画素データ・プロセッサ、12・・・ディスプレイ・メモリ、13・・・色温度制御装置、14・・・マスタ(タイミング装置)、15・・・光スポット移動装置、16・・・光源、17・・・光入射面、18・・・インテグレータロッド、19・・・光射出面、20・・・カラーホイール、21・・・レンズ、22・・・画像変換装置(DMD)、23・・・投影レンズ、24・・・スクリーン、25・・・中心、26・・・円周、27・・・円周、28・・・円周、29・・・インテグレータロッド光射出面の位置、30・・・信号インターフェース、31・・・画素データ・プロセッサ、32・・・ディスプレイ・メモリ、33・・・色温度制御装置、34・・・マスタ(タイミング装置)、35・・・インテグレータロッド光射出面移動装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Color wheel, 3 ... Light spot, 4 ... Lens, 5 ... Image converter (DMD), 6 ... Projection lens, 7 ... Screen, 8 ... light spot, 9 ... color wheel center, 10 ... signal interface, 11 ... pixel data processor, 12 ... display memory, 13 ... color temperature control device, 14 ... Master (timing device) 15 ... Light spot moving device 16 ... Light source 17 ... Light incident surface 18 ... Integrator rod 19 ... Light exit surface 20 ... Color wheel, 21 ... lens, 22 ... image conversion device (DMD), 23 ... projection lens, 24 ... screen, 25 ... center, 26 ... circumference, 27 ...・ Circle, 28 ... Circle, 29 ... Integre Position of light rod light exit surface, 30 ... signal interface, 31 ... pixel data processor, 32 ... display memory, 33 ... color temperature control device, 34 ... master (timing device), 35 ... Integrator rod light exit surface moving device

Claims (4)

光源から出射された光から複数種の色光を生成する色光生成手段において、前記出射された光を照射する部位を変更することにより単位時間あたりの前記色光の割合を連続的に可変な色光生成手段。 Color light generating means for generating a plurality of types of color light from light emitted from a light source, wherein the ratio of the color light per unit time is continuously variable by changing a portion to which the emitted light is irradiated . 回転中心からの距離により円周方向のカラーフィルタ各々の割合が連続的に異なっている回転円板を有することを特徴とする請求項1記載の色光生成手段。 2. The color light generating means according to claim 1, further comprising a rotating disk in which the ratio of each color filter in the circumferential direction is continuously different depending on the distance from the center of rotation. 回転軸に平行な方向で円周方向の複数のカラーフィルタ各々の割合が連続的に異なっている回転筒を有することを特徴とする請求項1記載の色光生成手段。 2. The color light generating means according to claim 1, further comprising a rotating cylinder in which the ratio of each of the plurality of color filters in the circumferential direction is continuously different in a direction parallel to the rotation axis. 請求項1記載の色光生成手段を用いたことを特徴とする画像表示装置 An image display device using the color light generating means according to claim 1.
JP2004089416A 2004-03-25 2004-03-25 Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device Withdrawn JP2005275078A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004089416A JP2005275078A (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004089416A JP2005275078A (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005275078A true JP2005275078A (en) 2005-10-06

Family

ID=35174813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004089416A Withdrawn JP2005275078A (en) 2004-03-25 2004-03-25 Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005275078A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227333A (en) * 2010-04-21 2011-11-10 Stanley Electric Co Ltd Light source device and illuminator
JP2012181394A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011227333A (en) * 2010-04-21 2011-11-10 Stanley Electric Co Ltd Light source device and illuminator
JP2012181394A (en) * 2011-03-02 2012-09-20 Casio Comput Co Ltd Light source device and projector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6795140B2 (en) Image display device
JP4259567B2 (en) Projector, projection system, program, and recording medium
JPH09163391A (en) Digital image display system
JP2003102030A (en) Color sequential display device and light source drive controller used therefor
US20060066540A1 (en) Spatial light modulation display system
EP1269756A2 (en) Improvements in dmd-based image display systems
US20180192013A1 (en) Image display device and image display method
JP2004317528A (en) Color wheel and color sequential display device using the same
US20070200866A1 (en) Light source performing scanning operation twice, image apparatus using the light source, and method of driving the light source
US10861364B2 (en) Projector and projection method
JP2008181116A (en) Imaging system for displaying color image, controller for controlling imaging system, imaging setup for imaging color image, and method for imaging color image
JP2006058754A (en) Display device
US8576487B2 (en) Spoke light recapture for the spoke between a color of a wheel and its neutral density complement
US10037734B2 (en) Display apparatus and control method
JP6635748B2 (en) Display device, display device control method, and program
JP2008116624A (en) Projector and method for compensating chromatic difference of magnification
JP2005275078A (en) Method for controlling color temperature by using color wheel, and image display device
JPH06205344A (en) Video display device
US20080136974A1 (en) Apparatus for Projecting Video Image and Method Thereof
JP4186905B2 (en) Color wheel and projection display device using the same
JP2003255263A (en) Image display device and image display method
JP2005295347A (en) Image display
JP4467686B2 (en) Projection display
JP2008058897A (en) Color sequential image display method and color sequential image display device
JP2008090239A (en) Projection type image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070605