JP2004170462A

JP2004170462A - Color image display device

Info

Publication number: JP2004170462A
Application number: JP2002332858A
Authority: JP
Inventors: Akira Ueda; 晃植田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a single plate type color image display device with high resolution and high light use efficiency. <P>SOLUTION: Red, green, and blue light beams from a light source part 1 are scanned by using a polygon mirror 7 and guided onto an image display panel 4 to form a rectangular strip-shaped illumination area. The individual pixels of the image display panel 4 are driven with video signals corresponding to the colors of light beams incident on the pixels. The video signals are amplitude-modulated according to dispersion in reflectance among the reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 7. Consequently, a color image which has high resolution and high luminance and whose flicker is reduced can be displayed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は１枚のライトバルブを変調手段として用いてカラー表示を行うカラー画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大型映像市場の主力である液晶プロジェクターは、液晶パネル（ライトバルブ）の画像を光源ランプと集光レンズと投写レンズとを用いてスクリーン上に拡大、結像させるものである。現在実用化されている方式は３板式と単板式の大きく２つに分けることができる。
【０００３】
前者の３板式液晶プロジェクターでは、白色光源からの光を色分解光学系により赤、緑、青の３原色の色光に分光した後、それらの光を３枚のモノクロ液晶パネルにより変調し、３原色の画像をそれぞれ形成する。その後、これらの画像を色合成光学系で合成して、１つの投写レンズでスクリーン上に投写する。
【０００４】
この方式は光源からの白色光の全スペクトルを利用できるため光利用率は高いが、３枚の液晶パネル、色分解光学系、色合成光学系、及び液晶パネル間のコンバージェンス調整機構を必要とするため比較的高価である。
【０００５】
これに対し、従来の単板式液晶プロジェクターでは、モザイク状のカラーフィルター付き液晶パネル上に形成した画像を単純にスクリーンに拡大投写するだけなのでコンパクトで低価格である。しかしながら、この方式では光源からの白色光のうち、色選択手段であるカラーフィルターにおいて不要な色光を吸収することによって所望の色を得ているため、液晶パネルに入射した白色光の１／３以下しか透過（又は反射）せず、光利用率が低く、高輝度の画像が得られにくい。光源を明るくすれば表示画像の明るさを向上させることができるが、カラーフィルターの光吸収による発熱及び耐光性に対する問題が残されており、高輝度化を図る上で大きな障害となっていた。
【０００６】
近年、この単板式プロジェクターにおいてカラーフィルターによる光のロスをなくす手段として、カラーフィルターの代わりにダイクロイックミラーとマイクロレンズアレイとによって光利用率を高めた新しい構成が提案され、商品化もなされている。
【０００７】
ここではその詳細な説明を避けるが、前記新しい構成の単板式プロジェクターでは、各色光の主光線がマイクロレンズに所定の角度で入射し、多数のマイクロレンズを出射した光が投射レンズに入射する構成であるため、投射レンズはこれらの光を損失なく取り込む必要がある。従って、投射レンズとしては大口径の明るい構成が要求される（実際にはＦ１．０〜Ｆ１．５）。この結果、液晶パネルが１枚の単板式としても、投写レンズの大型化、高コスト化を招き、３板式に対する優位性が明確でないというのが実状である。
【０００８】
さらに、光源からの色光を各色光毎に対応した画素に導くため、液晶パネル上の画素は各色光に対応して形成する必要があり、液晶パネルには表示画像に要求される解像度の３倍の解像度で画素形成することが要求され、高解像度を実現しようとすると高コスト化を招き、透過型ライトバルブを用いた場合は透過率が低下してしまう。逆に、液晶パネルの解像度が低い場合や大きく拡大した場合においては、表示画像内で赤緑青の色が分離して見えてしまいコンバージェンスのずれたような画質劣化を招いてしまう。
【０００９】
この問題に対して、特許文献１には以下に示す単板方式のカラー画像表示装置が提案されている。図１５にあるように、白色光が光源部９０１から一点に集光するように射出され、その光の集光位置に配置された色分解光学系９０２により、白色光は順次赤、緑、青の各色光に時間的に分解される。色分解光学系９０２を透過した光は投光手段９０３を通り、集光手段９０４で反射されて反射型ライトバルブ９０５に入射する。反射型ライトバルブ９０５は、入射光の色に合わせた信号に応じて入射光を変調させ、これを反射する。反射された光は投射レンズ９０６により拡大投射され、スクリーン９０７上に反射型ライトバルブ９０５上の画像が表示される。ここで色分解光学系９０２は、図１６にあるように、モーター９０８の回転軸にカラーホイール９０９が取り付けられている。カラーホイール９０９は、赤、緑、青のそれぞれの色光のみを透過する扇状のダイクロイックフィルター９１０，９１１，９１２を備える。カラーホイール９０９の回転軸近傍には光反射体９１３が取り付けられており、また、モータ９０８の筐体には、発光素子及び受光素子を備えたセンサ（図示せず）が設置されている。センサが光反射体９１３からの反射光を検知することで、カラーホイールの位相を知ることができる。反射型ライトバルブ９０５は、センサから得られる信号に同期させて入射する光の色に対応した信号で駆動される。このように構成することで解像度の劣化やコンバージェンスずれのような色にじみがなく、良好な画像を得ることが出来る。
【００１０】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９８／２９７７３号パンフレット（特願平１０−５０５０７２号）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５，図１６に示した画像表示装置においては、光源部９０１が発する白色光のうち、画像表示に利用されるのは常に赤、緑、青の一色のみでありその他の色光は色分解光学系９０２で吸収されてしまう。従って、光利用効率が最高でも１／３と悪く、表示画像の輝度において満足出来るものではない。
【００１２】
本発明は、単板式のカラー画像表示装置における上記の従来の各種問題を解決し、高解像度の表示が可能で、光利用効率が高いカラー画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１のカラー画像表示装置は、赤、緑、青の各色光を射出する第１の光源部と、前記第１の光源部からの前記各色光が入射する第１の光学手段と、前記第１の光学手段を出射した前記各色光が入射し、反射する際に前記各色光を走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡からの前記各色光を照明位置に導く第２の光学手段と、前記照明位置に配置され、赤、緑、青の各色信号に応じて入射光を変調する多数の画素を備えた画像表示パネルと、前記画像表示パネルの前記各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動する画像表示パネル駆動回路と、前記各色光が反射される前記回転多面鏡の各反射面に対応した振幅調整値で振幅変調された映像信号を前記画像表示パネル駆動回路へ入力する振幅微調整手段と、前記回転多面鏡の回転中心軸を中心として前記回転多面鏡に取り付けられ、円周方向に着磁されたリング形状の強磁性体と、前記リング形状の強磁性体に隣接して配置された磁気検出手段と、前記回転多面鏡の１周の回転を検出する回転検出手段と、前記磁気検出手段の出力信号及び前記回転検出手段より前記回転多面鏡の回転位相を検出するタイミング検出手段と、前記画像表示パネルの各画素に入射する光の色の切り替わりタイミングと、その画素を駆動する映像信号の駆動タイミングとを調整する位相補正手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の第２のカラー画像表示装置は、赤、緑、青の各色光を射出する第１の光源部と、前記第１の光源部からの前記各色光が入射する第１の光学手段と、前記第１の光学手段を出射した前記各色光が入射し、反射する際に前記各色光を走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡からの前記各色光を照明位置に導く第２の光学手段と、前記照明位置に配置され、赤、緑、青の各色信号に応じて入射光を変調する多数の画素を備えた画像表示パネルと、前記画像表示パネルの前記各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動する画像表示パネル駆動回路と、前記各色光が反射される前記回転多面鏡の各反射面に対応した輝度調整値で前記光源部の輝度調整を行う輝度微調整手段と、前記回転多面鏡の回転中心軸を中心として前記回転多面鏡に取り付けられ、円周方向に着磁されたリング形状の強磁性体と、前記リング形状の強磁性体に隣接して配置された磁気検出手段と、前記回転多面鏡の１周の回転を検出する回転検出手段と、前記磁気検出手段の出力信号及び前記回転検出手段より前記回転多面鏡の回転位相を検出するタイミング検出手段と、前記画像表示パネルの各画素に入射する光の色の切り替わりタイミングと、その画素を駆動する映像信号の駆動タイミングとを調整する位相補正手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１及び第２のカラー画像表示装置は、赤、緑、青の各色光を射出する第１の光源部と、前記第１の光源部からの前記各色光が入射する第１の光学手段と、前記第１の光学手段を出射した前記各色光が入射し、反射する際に前記各色光を走査する回転多面鏡と、前記回転多面鏡からの前記各色光を照明位置に導く第２の光学手段と、前記照明位置に配置され、赤、緑、青の各色信号に応じて入射光を変調する多数の画素を備えた画像表示パネルと、前記画像表示パネルの前記各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動する画像表示パネル駆動回路と、前記回転多面鏡の回転中心軸を中心として前記回転多面鏡に取り付けられ、円周方向に着磁されたリング形状の強磁性体と、前記リング形状の強磁性体に隣接して配置された磁気検出手段と、前記回転多面鏡の１周の回転を検出する回転検出手段と、前記磁気検出手段の出力信号及び前記回転検出手段より前記回転多面鏡の回転位相を検出するタイミング検出手段と、前記画像表示パネルの各画素に入射する光の色の切り替わりタイミングと、その画素を駆動する映像信号の駆動タイミングとを調整する位相補正手段とを備える。
【００１６】
これにより、カラーフィルターのような色選択手段を備えていない単一の画像表示パネルのみでカラー表示が可能となる。しかも、画像表示パネルの個々の画素が赤緑青の３色分の画素として機能するので、高解像度の表示が可能である。更に、各光源部からの光は常に有効に画像表示素子へ導かれることから光利用率が高く（図１５の装置に比べて理論上約３倍の光利用率）高輝度の画像表示を実現できる。
【００１７】
本発明の第１のカラー画像表示装置は、更に、前記各色光が反射される前記回転多面鏡の各反射面に対応した振幅調整値で振幅変調された映像信号を前記画像表示パネル駆動回路へ入力する振幅微調整手段を有する。
【００１８】
これにより、回転多面鏡の各反射面に応じて映像信号が振幅調整されるので、反射面間の反射率のばらつきに起因するフリッカが軽減された画像を表示することができる。
【００１９】
また、本発明の第２のカラー画像表示装置は、更に、前記各色光が反射される前記回転多面鏡の各反射面に対応した輝度調整値で前記光源部の輝度調整を行う輝度微調整手段を有する。
【００２０】
これにより、回転多面鏡の各反射面に応じて光源の輝度調整が行われるので、反射面間の反射率のばらつきに起因するフリッカが軽減された画像を表示することができる。
【００２１】
本発明の上記第１及び第２のカラー画像表示装置において、前記第１の光学手段、前記回転多面鏡、及び前記第２の光学手段により、前記画像表示パネル上に前記各色光による矩形短冊状の照明領域を形成し、これを走査させてカラー表示を行うことが好ましい。
【００２２】
これにより、高輝度且つ高解像度の単板式カラー画像表示装置を容易に構成できる。
【００２３】
本発明の上記第１及び第２のカラー画像表示装置において、前記画像表示パネルから出射した光を検出する光検出手段を備え、前記光検出手段によって検出される、前記回転多面鏡の前記各反射面に対応した光強度に基づいて、前記各反射面に対応した前記振幅調整値又は前記輝度調整値が決定されることが好ましい。
【００２４】
これにより、画像表示パネルからの光を実測することによりフリッカの軽減が可能になる。
【００２５】
また、本発明の上記第１及び第２のカラー画像表示装置は、更に、一定振幅の映像信号を発生する一定振幅パターン発生手段を有することが好ましい。
【００２６】
これにより、簡単な方法で回転多面鏡の反射面の反射率のばらつきを検出できるので、反射面ごとの振幅調整値又は輝度調整値を容易に決定できる。
【００２７】
また、本発明の上記第１及び第２のカラー画像表示装置は、更に、前記回転多面鏡の特定の一つの反射面での反射光が前記画像表示パネルに入射したときのみ画像表示を行い、他の反射面での反射光が前記画像表示パネルに入射したときには画像表示を行わないように前記画像表示パネルを駆動するテストパターン発生手段を有することが好ましい。
【００２８】
これにより、反射面ごとの振幅調整値又は輝度調整値を決定する際に、回転多面鏡の回転位相との同期をとる必要がなくなり、応答性に劣った光センサを用いても振幅調整値又は輝度調整値を決定することができる。
【００２９】
また、本発明の上記第１及び第２のカラー画像表示装置は、更に、前記回転多面鏡の反射面に向けて光を射出する第２の光源部と、前記第２の光源部から射出され前記回転多面鏡の前記反射面で反射された光を受光する光センサ部とを有し、前記光センサ部によって検出される光強度に基づいて、前記各反射面に対応した前記振幅調整値又は前記輝度調整値が決定されることが好ましい。
【００３０】
これにより、反射面ごとの振幅調整値又は輝度調整値を決定するために画像表示パネルを特別の映像信号で駆動する必要がなく、通常の画像表示動作中に、又は起動時に、振幅調整値又は輝度調整値を自動動作により決定することができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１４を用いて説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置の概略構成図である。本実施の形態のカラー画像表示装置は、光源部（第１の光源部）１、集光手段（第１の光学手段）２、走査光学系（第２の光学手段）３、画像表示パネル４、画像表示パネル駆動回路５、振幅微調整回路（振幅微調整手段）５１、回転多面鏡７、回転多面鏡７を回転駆動するモータ６、リング型強磁性体８、第１磁気センサ（磁気検出手段）１９、マグネット２５と第２磁気センサ２６とからなる回転検出手段、及び光源駆動回路９により主に構成される。
【００３３】
以下動作説明を行う。
【００３４】
光源部１は赤、緑、青（以下、Ｒ、Ｇ、Ｂということがある）の光をそれぞれ出力する光源を備え、これから出力された赤緑青の各色光は集光手段２にて矩形短冊状に集光されたのち、回転多面鏡７に入射される。回転多面鏡７はモータ駆動回路１０及びモータ６により一定速度で回転されており、ここでの鏡面反射光が走査光学系３を経由して画像表示パネル４上に照射され、画像表示パネル４上には赤緑青の各色光による矩形短冊状の照明領域（像）が形成される。回転多面鏡７の回転により画像表示パネル４上の各色光による照明領域が連続的に走査される。回転多面鏡７の反射面への各色光の主光線の入射位置及び入射角度が相互に異なることにより、画像表示パネル４上の各色光による矩形短冊状の照明領域は相互に重なることなく隣接して一定方向に移動する。
【００３５】
画像表示パネル４には、入射光を変調できる多数の画素が配列形成されている。画像表示パネル駆動回路５は、画像表示パネル４の各画素をその画素に入射する色光に応じた表示映像信号５４で駆動する。このように、一方向に移動する赤緑青の３色の矩形短冊像に同期して、画像表示パネル駆動回路５から表示映像信号５４を画像表示パネル４に入力することによりフルカラー表示が可能となる。
【００３６】
画像表示パネル４としては、入射光を変調して表示を行う表示デバイス（ライトバルブ）で有ればこれに限定されず、例えば、透過型液晶表示素子、反射型液晶表示素子、反射型ミラーデバイス等を用いることが可能である。
【００３７】
以上の様に構成することで、カラーフィルターのような色選択手段を備えていない画像表示パネル４を１枚のみ用いた場合でもカラー表示が可能となる。しかも、画像表示パネル４の個々の画素が赤緑青の３色分の画素として機能するので、画像表示パネル４の画素数と得られる表示画像の画素数とが一致する。従って、表示画像の所望する解像度以上に画像表示パネル４を高解像度化する必要がなく、また、表示画像を拡大しても赤緑青の各色に色分離して見えることもない。さらに、光源部１からの光は常に有効に画像表示パネル４へ導かれることから光利用率が高く高輝度の画像表示を実現できる。
【００３８】
ＲＧＢ映像信号５３は量子化されて画像表示パネル駆動回路５内の画像メモリ１２に一旦記憶され、ＲＧＢの各矩形短冊像の走査のタイミングに合わせて読み出され、画像表示パネル４に入力されてカラー表示が行われる。前記画像メモリ１２への書き込みはメモリ書き込みタイミングジェネレータ１５から出力される制御信号１３により行う。メモリ書き込みタイミングジェネレータ１５へは、ＲＧＢ映像信号の水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤと、クロック発生回路１７にてＰＬＬ回路等の手段により発生する水平同期信号ＨＤに同期した分周クロックＣＬＫとが入力される。その結果、ＲＧＢ映像信号の位相に同期したメモリ書き込みが実現する。一方、画像メモリ１２からのＲＧＢ信号データの読み出しはメモリ読み出しタイミングジェネレータ１６から出力される制御信号１４により行う。
【００３９】
画像表示パネル駆動回路５へ入力されるＲＧＢ映像信号５３は、予め振幅微調整回路５１によって回転多面鏡７の各反射面に対応してＲＧＢ映像信号５２を振幅調整したものである。
【００４０】
画像表示パネル４上のＲＧＢの各矩形短冊像の走査タイミングに合わせて表示映像信号５４を画像表示パネル４に入力する必要がある。そのための構成を説明する。マグネット２５は回転多面鏡７の１回転当たり１回、第２磁気センサ２６の近傍を通過するように回転多面鏡７に配置される。これにより、回転多面鏡７の１回転が検出される。また、リング型強磁性体８が回転多面鏡７の回転中心軸にその中心を一致させて回転多面鏡７の一方の側面に設置され、第１磁気センサ１９がリング型強磁性体８の外周に隣接して配置される。リング型強磁性体８は円周方向においてＮ極及びＳ極が均等間隔で交互に着磁されている。Ｎ極及びＳ極からなる着磁対の総数は回転多面鏡７の反射面数ｎの整数ｍ倍（即ちｎ×ｍ対）である。
【００４１】
図２（ａ）は第２磁気センサ２６が出力する検出信号２７、図２（ｂ）は第１磁気センサ１９が出力する検出信号１８の波形を示す。両検出信号１８、２７はタイミング検出回路２４に入力され、図２（ｃ）に示すタイミング信号２９が演算出力される。位相補正回路２３は前記タイミング信号２９に対して位相遅延時間ｄを付与した図２（ｄ）に示す基準タイミング信号２０を出力する。
【００４２】
図３にタイミング検出回路２４及び位相補正回路２３の具体例を示す。センサ検出信号１８、２７より基準となるタイミング信号ＴＰ１（図２（ａ’）参照）を作成する。論理回路動作の詳細説明は省略するが、タイミング信号ＴＰ１を基準にカウンタ回路４０、比較回路４１を動作させ、センサ検出信号１８のｍ個のパルスを１周期とし、回転多面鏡７の１回転当たり反射面数と同数のパルスが出力されるタイミング信号２９が得られる。このタイミング信号２９は回転多面鏡７の回転位相に対応した信号である。タイミング信号２９は位相補正回路２３に入力され、カウンタ回路４３、比較回路４４によりタイミング信号２９に対して時間ｄだけ遅延した遅延信号を出力する。この信号は画像表示パネル４を駆動する際の基準タイミング信号２０として、メモリ読み出しタイミングジェネレータ１６に送られる。
【００４３】
以上の処理において遅延時間ｄの調整を行うことにより画像表示パネル４上のＲＧＢの各色光の走査のタイミングと画像表示パネル４の駆動のタイミングとを合わせること（位相合わせ）ができる。以上の回路処理において整数ｍを十分大きく選ぶことにより、回転多面鏡の回転角を高精度に検出することができ高精度の位相合わせが可能となる。
【００４４】
次に図４から図５を用いて、振幅微調整回路５１によるＲＧＢ映像信号５２の振幅調整の具体例を説明する。
【００４５】
図４は振幅調整値決定方法の具体例を説明する図である。図１に、投写レンズ５５、スクリーン５６、光センサ５７、振幅調整値決定回路５９、映像信号の一定振幅パターン発生回路６０、スイッチ６６が追加されている。スイッチ６６を切り替えて一定振幅パターン発生回路６０から出力された一定振幅パターン信号７０を振幅微調整回路５１へ入力する。この段階では振幅微調整回路５１は映像信号の振幅調整を行わず、入力信号をそのままＲＧＢ映像信号５３として出力する。ＲＧＢ映像信号５３は画像表示パネル駆動回路５へ入力され、画像表示パネル駆動回路５からの表示映像信号５４が画像表示パネル４へ入力され表示が行われる。回転多面鏡７での鏡面反射光は走査光学系３を経由して画像表示パネル４上に照射され、投写レンズ５５を通じてスクリーン５６へ投写される。投写レンズ５５からの射出光は光センサ５７で測定される。光センサ５７からの光センサ出力信号５８と基準タイミング信号２０とは振幅調整値決定回路５９に入力され、振幅調整値が決定される。
【００４６】
図５は図４における振幅調整値決定の信号処理及びタイミングを示した説明図である。図５の（ａ）から（ｄ）は図２の（ａ）から（ｄ）と同様であるため説明を省略する。図５（ｅ）は一定振幅パターン発生回路６０から出力される一定振幅パターン信号７０の例であり、図５（ｆ）は光センサ出力信号５８の例である。画像表示パネル４を駆動する表示映像信号５４は一定振幅パターン信号７０に基づいて生成されているから、理想的にはスクリーン５６上には常に一定輝度の表示がなされるはずである。しかしながら、現実には回転多面鏡７の各反射面の反射率が互いに異なる結果、図５（ｆ）に示すように光センサ出力信号５８は一定ではない。回転多面鏡７のｎ個の反射面にそれぞれ対応した光センサ出力信号５８の強度を図５（ｆ）のようにそれぞれΦ１、Φ２、・・・、Φｎとする。ここでΦ１からΦＮのうち最小値をΦｍｉｎとする。
【００４７】
まず回転多面鏡７のある反射面Ｓ１での反射光によって信号値Φ１の光センサ出力信号５８を得たとする。同様に反射面Ｓｎにより信号値Φｎの光センサ出力信号５８を得たとする。振幅調整値決定回路５９は、全ての反射面について得られた光センサ出力信号５８の信号値Φ１〜Φｎより最小値Φｍｉｎを算出する。こうして得られたΦ１〜Φｎ、Φｍｉｎにより、回転多面鏡７の各反射面ごとの振幅調整値Ａ１＝Φｍｉｎ／Φ１、Ａ２＝Φｍｉｎ／Φ２、・・・、Ａｎ＝Φｍｉｎ／Φｎを演算する。
【００４８】
図６は振幅微調整回路５１の具体例を説明する図である。振幅調整値決定回路５９にて得られた各反射面に対応した振幅調整値Ａ１〜ＡｎはＲＯＭ等のメモリ７２に記憶される。通常の画像表示においては、スイッチ６６が切り替えられて、ＲＧＢ映像信号５２が振幅微調整回路５１に入力される。振幅微調整回路５１では、メモリ７２に記憶された振幅調整値Ａ１〜Ａｎが回転多面鏡７の回転に対応してデータセレクタ４９においてリアルタイムに切換出力される。例えば回転多面鏡７の反射面Ｓ１からの反射光が画像表示パネル４に入射する場合には、乗算率Ａとして振幅調整値Ａ１がセレクトされ、乗算機７１にてＲＧＢ映像信号５２に対してこの乗算率Ａ１が乗算されて、ＲＧＢ映像信号５３として出力される。このときのＲＧＢ映像信号５３の振幅はＲＧＢ映像信号５２の振幅をΦｍｉｎ／Φ１倍されている。この結果、光センサ出力信号５８の信号値はΦｍｉｎとなる。同様にして、回転多面鏡７の反射面Ｓｎからの反射光が画像表示パネル４に入射する場合には、乗算率Ａとして振幅調整値Ａｎがセレクトされ、この結果、光センサ出力信号５８の信号値はΦｍｉｎとなる。
【００４９】
このように振幅変調されたＲＧＢ映像信号５３を画像表示パネル駆動回路５に入力することにより、回転多面鏡７の各反射面の反射率にばらつきが有る場合に、その結果発生する射出光のばらつきを補正することができる。この結果、フリッカが低減された画像を表示できる。
【００５０】
本発明のカラー画像表示装置は、図４に示したように、画像表示パネル４上の画像を投射レンズ５５にてスクリーン５６上に拡大投射する投写型表示装置であっても良いし、画像表示パネル４上の画像を直接観察する直視型表示装置であっても良い。
【００５１】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２に係るカラー画像表示装置の概略構成図である。本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、更にスイッチ２２及びテストパターン発生回路３１が追加されている点である。光学系、画像表示パネル駆動回路全般の動作、回転多面鏡の回転検出部の動作については実施の形態１と同等であるので省略し、振幅調整値決定方法の具体例を図８、図９を用いて説明する。
【００５２】
図８は実施の形態２の振幅調整値決定方法の具体例を説明する図である。実施の形態１の図４と異なるのは、一定振幅パターン発生回路６０が削除されている点、スイッチ２２及びテストパターン発生回路３１が追加されている点、振幅調整値決定回路５９に基準タイミング信号２０が入力されていない点である。図９は図８における振幅調整値決定の信号処理及びタイミングを示した説明図である。図９の（ａ）から（ｄ）は図２の（ａ）から（ｄ）と同様であるため説明を省略する。
【００５３】
スイッチ２２の設定によりテストパターン発生回路３１から出力されたテストパターン信号７３を画像表示パネル４に入力する。テストパターン信号７３は、図９（ｅ）に示すように、回転多面鏡７の特定の１つの反射面が光を反射する時にのみ表示信号を有し、他の反射面が反射する時には表示信号がない（黒表示）。回転多面鏡７での鏡面反射光は走査光学系３を経由して画像表示パネル４上に照射され、投写レンズ５５を通じてスクリーン５６へ投写される。投写レンズ５５からの射出光は光センサ５７で測定される。光センサ５７からの光センサ出力信号５８は振幅調整値決定回路５９に入力され、振幅調整値が決定される。
【００５４】
図９に示すように、回転多面鏡７の反射面Ｓ１に光が入射される時にのみ、テストパターン発生回路３１からテストパターン信号７３として信号４６が出力されると、光センサ出力信号５８として反射面Ｓ１に対応した信号値（強度）Φ１の信号６７を得る。次に、回転多面鏡７の反射面Ｓ２に光が入射される時にのみ、テストパターン発生回路３１からテストパターン信号７３として信号４７が出力されると、光センサ出力信号５８として反射面Ｓ２に対応した信号値Φ２の信号６８を得る。同様に回転多面鏡７の反射面Ｓｎに光が入射される時にのみ、テストパターン発生回路３１からテストパターン信号７３として信号４８が出力されると、光センサ出力信号５８として反射面Ｓｎに対応した信号値Φｎの信号６９を得る。このようにして、回転多面鏡７の各反射面について、順に光センサ出力信号５８の信号値を求める。ここで、信号４６，４７，４８の強度は同一である。振幅調整値決定回路５９は、全ての反射面について得られた光センサ出力信号５８の信号値Φ１〜Φｎより最小値Φｍｉｎを算出する。こうして得られたΦ１〜Φｎ、Φｍｉｎにより、回転多面鏡７の各反射面ごとの振幅調整値Ａ１＝Φｍｉｎ／Φ１、Ａ２＝Φｍｉｎ／Φ２、・・・、Ａｎ＝Φｍｉｎ／Φｎを演算する。
【００５５】
このようにして振幅調整値決定回路５９にて得られた各反射面に対応した振幅調整値Ａ１〜Ａｎは、実施の形態１の図６で説明したように、振幅微調整回路５１のＲＯＭ等のメモリ７２に記憶される。そして、通常の画像表示においては、実施の形態１で説明したのと同様に、振幅微調整回路５１にて振幅変調されたＲＧＢ映像信号５３が画像表示パネル駆動回路５に入力され、スイッチ２２を経て画像表示パネル４が駆動される。
【００５６】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、回転多面鏡７の各反射面の反射率にばらつきが有る場合に、その結果発生する射出光のばらつきを補正することができる。この結果、フリッカが低減された画像を表示できる。
【００５７】
更に、実施の形態１と異なり、光センサ出力信号５８が、図９（ｆ）の信号６７、６８、６９のように回転多面鏡７の特定の反射面で光が反射される時のみ出力される。この結果、本実施の形態では振幅調整値決定回路５９に基準タイミング信号２０を入力する必要がない。また、光センサ５７の応答性が遅い場合でも、回転多面鏡７の各反射面に対応した光センサ出力５８を確実に得ることができる。
【００５８】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３に係るカラー画像表示装置の概略構成図である。本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、ＬＥＤ（第２の光源部）６１及び光センサ６２が追加されている点、振幅微調整回路５１が振幅微調整回路６４に置き換わっている点である。光学系、画像表示パネル駆動回路全般の動作、回転多面鏡の回転検出部の動作については実施の形態１と同等であるので省略し、振幅調整値決定方法についてのみ説明を行う。
【００５９】
ＬＥＤ６１は、これから出射された光が回転多面鏡７の反射面に入射するように設置される。ＬＥＤ６１からの光の回転多面鏡７への入射位置は、光源部１からの各色光の入射位置よりも回転多面鏡７の回転方向の上流側である。ＬＥＤ６１からの光は回転多面鏡７の反射面で反射されて光センサ６２に入射する。光センサ６２は、受光した光の強度に応じた光センサ出力信号６３を出力し、これは振幅微調整回路６４へ入力される。振幅微調整回路６４は光センサ出力信号６３を用いてＲＧＢ映像信号５２の振幅を調整し、ＲＧＢ映像信号５３を出力する。
【００６０】
図１１は振幅調整値決定の信号処理及びタイミングを示した説明図である。図１１の（ａ）から（ｄ）は図２の（ａ）から（ｄ）と同様であるため説明を省略する。図１１（ｅ）は光センサ出力信号６３を示す。ＬＥＤ６１からの光が回転多面鏡７の反射面Ｓ１で反射して光センサ６２に入射した場合の光センサ出力信号６３の信号値（強度）をΦＩＮ１とする。同様に回転多面鏡７の反射面Ｓｎに対応する光センサ出力信号６３の信号値をΦＩＮｎとする。回転多面鏡７の各反射面の反射率が互いに異なる結果、光センサ出力信号６３の強度は、図１１（ｅ）に示したように、回転多面鏡７の回転に従ってΦＩＮ１、ΦＩＮ２、・・・、ΦＩＮｎが繰り返されて変化する。
【００６１】
図１２は振幅微調整回路６４にて振幅調整値が決定される方法の具体例を説明するブロック図である。振幅微調整回路６４へはリアルタイムに光センサ出力信号６３（ΦＩＮ１〜ΦＩＮｎ）が順に入力される。今、ΦＩＮｎが入力された場合を考える。振幅微調整回路６４はΦＩＮｎと現時点で最小値であるΦＩＮｍｉｎとを比較し、ΦＩＮｎ＜ΦＩＮｍｉｎならば最小値ΦＩＮｍｉｎとしてこのΦＩＮｎが設定される。このようにして、回転多面鏡７のｎ個の反射面のそれぞれに対応する光センサ出力信号６３の信号値ΦＩＮ１〜ΦＩＮｎの中での最小値ΦＩＮｍｉｎを求める。ここで、正しい最小値ΦＩＮｍｉｎを算出するためには、信号値ΦＩＮ１〜ΦＩＮｎを全て参照する必要があるため、回転多面鏡７を１回転以上させる必要がある。しかし、回転多面鏡７の１回転に要する期間は、数１０ｍｓから数１００ｍｓ程度であるので、電源起動時から光源部１のランプが安定点灯に至るまでの期間に行えば問題ない。また、本例では、最小値ΦＩＮｍｉｎを装置の運転中、常に算出する方式を説明しているが、電源起動時から回転多面鏡７が最初に数回転する間でのみ算出する方式でも良い。
【００６２】
次に、こうして得られた最小値ΦＩＮｍｉｎを用いて、振幅調整値Ａ＝ΦＩＮｍｉｎ／ΦＩＮｎが演算される。ここで、ΦＩＮｎは順次変化するから、振幅調整値Ａの値も順次変化する。振幅微調整回路６４に入力されたＲＧＢ映像信号５２に対して、乗算機７３にてこの振幅調整値Ａが乗算されて、ＲＧＢ映像信号５３として出力される。このとき、ＲＧＢ映像信号５３の振幅はＲＧＢ映像信号５２の振幅をΦＩＮｍｉｎ／ΦＩＮｎ倍されている。このように振幅変調されたＲＧＢ映像信号５３が画像表示パネル駆動回路５に入力されて、画像表示パネル４が駆動される。
【００６３】
図１１（ｆ）は図４と同様に設置された光センサ５７からの光センサ出力信号５８を示す。光源部１からの光が回転多面鏡７の反射面Ｓ１に入射し、画像表示パネル４で変調され、投写レンズ５５を経た光を図４と同様に設置された光センサ５７で測定すると、光センサ出力信号５８の値は図１１（ｆ）のようにΦＯＵＴ１となる。同様に、回転多面鏡７の反射面Ｓｎで反射された光に対応する光センサ出力信号５８の値はΦＯＵＴｎである。図１１（ｆ）に示すように、ΦＯＵＴ１＝ΦＯＵＴ２＝・・・＝ΦＯＵＴｎとなる。
【００６４】
本実施の形態によれば、回転多面鏡７の各面の反射率が互いに異なるために図１１（ｅ）に示すように光センサ出力信号６３の値が変化する場合であっても、画像表示パネル４から出射される光の強度は図１１（ｆ）に示すようにほぼ一定である。従って、回転多面鏡７の各反射面の反射率にばらつきがある場合でも、フリッカが低減された画像を表示できる。
【００６５】
また、振幅調整値Ａを、画像表示パネル４の表示状態とは無関係に決定できる。
【００６６】
（実施の形態４）
図１３は本発明の実施の形態４に係るカラー画像表示装置の概略構成図である。本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、実施の形態１において画像表示パネル駆動回路５の前段に設けられていた振幅微調整回路５１が削除され、光源駆動回路９の前段に輝度微調整回路６５が設けられている点、基準タイミング信号２０がこの輝度微調整回路６５に入力されている点である。光学系、画像表示パネル駆動回路全般の動作、回転多面鏡の回転検出部の動作については実施の形態１と同等であるので説明を省略し、輝度微調整回路６５による輝度調整方法及び輝度調整値決定方法のみ説明を行う。
【００６７】
図１４は輝度微調整回路６５の具体例および輝度調整値を決定する具体例を説明するブロック図である。実施の形態１と同様に設けられた光センサ５７から光センサ出力信号５８の信号値Φ１〜Φｎとその最小値Φｍｉｎを得る。これらより、輝度調整値Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎが、実施の形態１における振幅調整値と同様に、Ｘ１＝Φｍｉｎ／Φ１、Ｘ２＝Φｍｉｎ／Φ２、・・・、Ｘｎ＝Φｍｉｎ／Φｎより演算され、ＲＯＭ等のメモリ７５に記憶される。記憶された輝度調整値Ｘ１〜Ｘｎは、回転多面鏡７の回転の際に、データセレクタ７６によって、光源部１からの光が入射している反射面に対応する輝度調整値が選択されて、リアルタイムに切換出力される。
【００６８】
本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、輝度調整値Ｘを用いて光源部１のランプの輝度を変更する点である。図１４には、光源駆動回路９として、ＡＣ型ランプ点灯回路のブロック図の例を示している。ＰＷＭ回路７７にて、入力された基準電圧ＶｒｅｆによりＰＷＭ波形が作成され、ＤＣ平滑化回路７８にてＤＣ電圧が出力される。ＤＣ電圧は基準電圧Ｖｒｅｆになるようにフィードバック制御される。ＤＣ電圧がフルブリッジ回路７９に入力され、その出力が光源部１のランプに供給される。ここで、前記基準電圧Ｖｒｅｆが輝度調整値Ｘにより変調される。輝度調整値Ｘは回転多面鏡７が回転するとその反射面の反射率のばらつきに応じて変化するので、ＰＷＭ回路７７に入力される基準電圧Ｖｒｅｆが回転多面鏡７の各反射面の反射率に応じて変化する。この結果回転多面鏡７の各反射面の反射率にばらつきが有る場合に、その結果発生する射出光のばらつきを補正することができる。この結果、フリッカが低減された画像を表示できる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、輝度調整値Ｘの決定を実施の形態１の振幅調整値Ａの決定方法と類似の方法により行う例を示したが、本発明はこれに限定されず、実施の形態２，３の振幅調整値Ａの決定方法と類似の方法により輝度調整値Ｘを決定しても良い。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、カラーフィルターのような色選択手段を備えていない単一の画像表示パネルのみでカラー表示が可能となる。しかも、画像表示パネルの個々の画素が赤緑青の３色分の画素として機能するので、高解像度の表示が可能である。更に、各光源部からの光は常に有効に画像表示素子へ導かれることから光利用率が高く高輝度の画像表示を実現できる。
【００７１】
更に、回転多面鏡の反射面間の反射率のばらつきに起因するフリッカが軽減された画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置の全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置において各種信号の処理及びタイミングを説明するためのタイミングチャート
【図３】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置のタイミング検出回路及び位相補正回路のブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置の振幅調整値の決定方法を説明するためのブロック図
【図５】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置において振幅調整値の決定のための各種信号の処理及びタイミングを説明するためのタイミングチャート
【図６】本発明の実施の形態１に係るカラー画像表示装置の振幅微調整回路のブロック図
【図７】本発明の実施の形態２に係るカラー画像表示装置の全体構成図
【図８】本発明の実施の形態２に係るカラー画像表示装置の振幅調整値の決定方法を説明するためのブロック図
【図９】本発明の実施の形態２に係るカラー画像表示装置において振幅調整値の決定のための各種信号の処理及びタイミングを説明するためのタイミングチャート
【図１０】本発明の実施の形態３に係るカラー画像表示装置の全体構成図
【図１１】本発明の実施の形態３に係るカラー画像表示装置において振幅調整値の決定のための各種信号の処理及びタイミングを説明するためのタイミングチャート
【図１２】本発明の実施の形態３に係るカラー画像表示装置の振幅微調整回路のブロック図
【図１３】本発明の実施の形態４に係るカラー画像表示装置の全体構成図
【図１４】本発明の実施の形態４に係るカラー画像表示装置の輝度微調整回路及び光源駆動回路のブロック図
【図１５】従来の単板式投写型カラー画像表示装置の構成図
【図１６】図１５のカラー画像表示装置に使用される色分解光学系の構成を示した正面図
【符号の説明】
１光源部
２集光手段
３走査光学系
４画像表示パネル
５画像表示パネル駆動回路
６モータ
７回転多面鏡
８リング型強磁性体
９光源駆動回路
１０モータ駆動回路
１２画像メモリ
１３メモリ書き込み制御信号
１４メモリ読み出し制御信号
１５メモリ書き込みタイミングジェネレータ
１６メモリ読み出しタイミングジェネレータ
１７クロック発生回路
１８第１磁気センサ検出信号
１９第１磁気センサ
２０基準タイミング信号
２３位相補正回路
２４タイミング検出回路
２５マグネット
２６第２磁気センサ
２７第２磁気センサ検出信号
２９タイミング信号
３１テストパターン発生回路
４９データセレクタ
５１振幅微調整回路
５２ＲＧＢ映像信号
５３ＲＧＢ映像信号
５４表示映像信号
５５投射レンズ
５６スクリーン
５７光センサ
５８光センサ出力信号
５９振幅調整値決定回路
６０一定振幅パターン発生回路
６１ＬＥＤ（第２の光源部）
６２光センサ
６３光センサ出力信号
６４振幅微調整回路
６５輝度微調整回路
７０一定振幅パターン信号
７１乗算機
７２メモリ
７３テストパターン信号
７５メモリ
７６データセレクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a color image display device that performs color display using one light valve as a modulation unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art At present, liquid crystal projectors, which are the mainstay of the large-sized video market, enlarge and form an image on a liquid crystal panel (light valve) on a screen using a light source lamp, a condenser lens, and a projection lens. Methods currently in practical use can be broadly divided into two types: a three-plate type and a single-plate type.
[0003]
In the former three-panel type liquid crystal projector, light from a white light source is separated into three primary color lights of red, green, and blue by a color separation optical system, and the light is modulated by three monochrome liquid crystal panels to produce three primary colors. Are formed respectively. Thereafter, these images are combined by a color combining optical system and projected on a screen by one projection lens.
[0004]
This method can use the entire spectrum of white light from the light source and thus has a high light utilization factor, but requires three liquid crystal panels, a color separation optical system, a color combining optical system, and a convergence adjustment mechanism between the liquid crystal panels. Therefore, it is relatively expensive.
[0005]
On the other hand, the conventional single-panel type liquid crystal projector is compact and inexpensive because the image formed on the mosaic-shaped liquid crystal panel with color filters is simply enlarged and projected on the screen. However, in this method, a desired color is obtained by absorbing unnecessary color light in a color filter, which is a color selection means, out of white light from a light source, so that it is 1/3 or less of white light incident on a liquid crystal panel. Only light is transmitted (or reflected), the light utilization is low, and it is difficult to obtain a high-luminance image. If the light source is made brighter, the brightness of the displayed image can be improved. However, there remain problems of heat generation and light resistance due to light absorption of the color filter, which has been a major obstacle in achieving high luminance.
[0006]
In recent years, as a means for eliminating light loss due to a color filter in this single-panel projector, a new configuration in which a dichroic mirror and a microlens array are used instead of a color filter to increase the light utilization rate has been proposed and commercialized.
[0007]
Although the detailed description is omitted here, in the single-panel projector of the new configuration, the principal ray of each color light is incident on the microlens at a predetermined angle, and the light emitted from many microlenses is incident on the projection lens. Therefore, the projection lens needs to capture these lights without loss. Therefore, a large-diameter bright configuration is required for the projection lens (actually, F1.0 to F1.5). As a result, even if the liquid crystal panel is a single-panel type, the size and cost of the projection lens are increased, and the superiority over the three-panel type is not clear.
[0008]
Furthermore, in order to guide the color light from the light source to the pixels corresponding to each color light, the pixels on the liquid crystal panel need to be formed corresponding to each color light, and the liquid crystal panel has three times the resolution required for the display image. It is required to form pixels with the following resolution. Attempting to achieve a high resolution results in an increase in cost, and when a transmission type light valve is used, the transmittance is reduced. Conversely, when the resolution of the liquid crystal panel is low or when the liquid crystal panel is greatly enlarged, the colors of red, green and blue appear to be separated in the display image, resulting in image quality deterioration such as deviation of convergence.
[0009]
To solve this problem, Patent Document 1 proposes a single-panel type color image display device described below. As shown in FIG. 15, white light is emitted from a light source unit 901 so as to be condensed at one point, and white light is sequentially converted to red, green, and blue by a color separation optical system 902 disposed at the light condensing position. Is temporally decomposed into each color light. The light transmitted through the color separation optical system 902 passes through the light projecting means 903, is reflected by the light condensing means 904, and enters the reflection type light valve 905. The reflection type light valve 905 modulates the incident light according to a signal corresponding to the color of the incident light and reflects the light. The reflected light is enlarged and projected by the projection lens 906, and an image on the reflective light valve 905 is displayed on the screen 907. Here, in the color separation optical system 902, as shown in FIG. 16, a color wheel 909 is attached to a rotation axis of a motor 908. The color wheel 909 includes fan-shaped dichroic filters 910, 911, and 912 that transmit only red, green, and blue color lights. A light reflector 913 is attached near the rotation axis of the color wheel 909, and a sensor (not shown) including a light emitting element and a light receiving element is installed in a housing of the motor 908. When the sensor detects the reflected light from the light reflector 913, the phase of the color wheel can be known. The reflection type light valve 905 is driven by a signal corresponding to the color of incident light in synchronization with a signal obtained from the sensor. With such a configuration, a good image can be obtained without color blur such as resolution degradation or convergence deviation.
[0010]
[Patent Document 1]
International Publication No. WO98 / 29773 pamphlet (Japanese Patent Application No. 10-505072)
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image display devices shown in FIGS. 15 and 16, of the white light emitted from the light source unit 901, only one color of red, green, and blue is always used for image display, and the other color lights are color. The light is absorbed by the decomposition optical system 902. Therefore, the light use efficiency is as low as 1/3 at the maximum, and the brightness of the displayed image is not satisfactory.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned various problems in a single-panel color image display device, and to provide a color image display device capable of high-resolution display and having high light use efficiency.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first color image display device according to the present invention includes a first light source unit that emits red, green, and blue color lights, and the respective color light beams from the first light source unit. A first optical unit to which the light is incident, a rotary polygon mirror that scans the color lights when the respective color lights emitted from the first optical unit are incident and reflected, and the respective color lights from the rotary polygon mirror. A second optical means for guiding the light to an illumination position, an image display panel provided with the plurality of pixels arranged at the illumination position and modulating incident light according to each of red, green, and blue color signals, and the image display panel An image display panel drive circuit that drives each pixel with a video signal corresponding to the color of light incident on the pixel, and an amplitude adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror that reflects each color light Input the video signal amplitude-modulated in the image display panel drive circuit Amplitude fine adjusting means, a ring-shaped ferromagnetic material attached to the rotary polygon mirror about the rotation center axis of the rotary polygon mirror, and magnetized in the circumferential direction, and a ring-shaped ferromagnetic material. Magnetic detecting means arranged adjacently, rotation detecting means for detecting one rotation of the rotary polygon mirror, and detecting a rotation phase of the rotary polygon mirror from an output signal of the magnetic detecting means and the rotation detecting means And a phase correction unit for adjusting the timing of switching the color of light incident on each pixel of the image display panel and the timing of driving a video signal for driving the pixel.
[0014]
Further, the second color image display device of the present invention includes a first light source unit that emits red, green, and blue light, and a first optical unit that receives the color light from the first light source unit. Means, a rotary polygon mirror for scanning the color lights when the respective color lights emitted from the first optical means enter and reflect the light, and a second guide for guiding the respective color lights from the rotary polygon mirror to an illumination position. Optical means, an image display panel having a number of pixels arranged at the illumination position and modulating incident light according to each of the red, green, and blue color signals, and each of the pixels of the image display panel, An image display panel drive circuit driven by a video signal corresponding to the color of light incident on a pixel, and brightness adjustment of the light source unit with a brightness adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror that reflects the color light. Brightness fine-adjustment means for performing the rotation center axis of the rotating polygon mirror A ring-shaped ferromagnetic material attached to the rotating polygon mirror and magnetized in the circumferential direction, magnetic detecting means disposed adjacent to the ring-shaped ferromagnetic material, and one of the rotating polygon mirror. Rotation detection means for detecting the rotation of the circumference; timing detection means for detecting the output signal of the magnetic detection means and the rotation phase of the rotating polygon mirror from the rotation detection means; and light incident on each pixel of the image display panel. And a phase correction unit that adjusts the timing of switching the color and the timing of driving the video signal for driving the pixel.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The first and second color image display devices of the present invention include a first light source unit that emits red, green, and blue color lights, and a first light source unit that receives the respective color lights from the first light source unit. An optical unit, a rotating polygon mirror that scans the respective color lights when the respective color lights emitted from the first optical unit are incident and reflected, and guide the respective color lights from the rotating polygon mirror to an illumination position. 2, optical means, an image display panel having a number of pixels arranged at the illumination position and modulating incident light in accordance with each color signal of red, green, and blue; and each of the pixels of the image display panel, An image display panel drive circuit driven by a video signal corresponding to the color of light incident on the pixel, and attached to the rotating polygon mirror about the rotation center axis of the rotating polygon mirror, and magnetized in the circumferential direction. A ring-shaped ferromagnetic material, and adjacent to the ring-shaped ferromagnetic material. Magnetic detection means disposed, rotation detection means for detecting one rotation of the rotating polygon mirror, timing detection for detecting an output signal of the magnetic detection means and a rotation phase of the rotating polygon mirror from the rotation detection means Means for adjusting the color switching timing of light incident on each pixel of the image display panel and the driving timing of a video signal for driving the pixel.
[0016]
Thus, color display can be performed only with a single image display panel that does not include a color selection unit such as a color filter. In addition, since each pixel of the image display panel functions as a pixel for three colors of red, green, and blue, high-resolution display is possible. Further, since the light from each light source section is always effectively guided to the image display element, the light utilization rate is high (the light utilization rate is about three times theoretically as compared with the apparatus of FIG. 15), and a high brightness image display is realized. it can.
[0017]
The first color image display device of the present invention further includes a video signal amplitude-modulated with an amplitude adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror that reflects the respective color lights to the image display panel drive circuit. It has amplitude fine adjustment means for input.
[0018]
Thereby, the amplitude of the video signal is adjusted according to each reflecting surface of the rotary polygon mirror, so that it is possible to display an image in which flicker caused by variation in reflectance between the reflecting surfaces is reduced.
[0019]
Further, the second color image display device of the present invention further comprises a brightness fine adjustment means for adjusting the brightness of the light source unit with a brightness adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror that reflects the respective color lights. Having.
[0020]
Thereby, the brightness of the light source is adjusted according to each reflecting surface of the rotating polygon mirror, so that it is possible to display an image in which flicker caused by a variation in reflectance between the reflecting surfaces is reduced.
[0021]
In the first and second color image display devices of the present invention, the first optical means, the rotating polygon mirror, and the second optical means form a rectangular strip on the image display panel by the respective color lights. It is preferable to form an illumination area and scan it to perform color display.
[0022]
Thus, a single-panel color image display device with high luminance and high resolution can be easily configured.
[0023]
The first and second color image display devices of the present invention further include light detection means for detecting light emitted from the image display panel, wherein each of the reflections of the rotary polygon mirror is detected by the light detection means. It is preferable that the amplitude adjustment value or the brightness adjustment value corresponding to each of the reflection surfaces is determined based on the light intensity corresponding to the surface.
[0024]
Thus, flicker can be reduced by actually measuring the light from the image display panel.
[0025]
It is preferable that the first and second color image display devices of the present invention further include a constant amplitude pattern generating means for generating a video signal having a constant amplitude.
[0026]
This makes it possible to detect the variation in the reflectance of the reflecting surface of the rotary polygon mirror with a simple method, and thus easily determine the amplitude adjustment value or the brightness adjustment value for each reflecting surface.
[0027]
Further, the first and second color image display devices of the present invention further perform image display only when light reflected on one specific reflection surface of the rotating polygon mirror is incident on the image display panel, It is preferable to have a test pattern generating means for driving the image display panel so that an image display is not performed when light reflected by another reflection surface enters the image display panel.
[0028]
Thus, when determining the amplitude adjustment value or the brightness adjustment value for each reflection surface, it is not necessary to synchronize with the rotation phase of the rotating polygon mirror, and even if an optical sensor with poor responsiveness is used, the amplitude adjustment value or the brightness adjustment value is reduced. A brightness adjustment value can be determined.
[0029]
Further, the first and second color image display devices of the present invention further include a second light source unit that emits light toward a reflecting surface of the rotary polygon mirror, and a second light source unit that emits light from the second light source unit. An optical sensor unit that receives light reflected by the reflective surface of the rotating polygon mirror, and based on the light intensity detected by the optical sensor unit, the amplitude adjustment value corresponding to each of the reflective surfaces or Preferably, the brightness adjustment value is determined.
[0030]
Thereby, it is not necessary to drive the image display panel with a special video signal in order to determine the amplitude adjustment value or the brightness adjustment value for each reflection surface, and during the normal image display operation or at the time of startup, the amplitude adjustment value or The brightness adjustment value can be determined by an automatic operation.
[0031]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0032]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 1 of the present invention. The color image display device according to the present embodiment includes a light source unit (first light source unit) 1, a light collecting unit (first optical unit) 2, a scanning optical system (second optical unit) 3, and an image display panel 4. Image display panel drive circuit 5, amplitude fine adjustment circuit (amplitude fine adjustment means) 51, rotating polygon mirror 7, motor 6 for rotating rotating polygon mirror 7, ring type ferromagnetic body 8, first magnetic sensor (magnetic detection) Means), a rotation detecting means including a magnet 25 and a second magnetic sensor 26, and a light source driving circuit 9.
[0033]
The operation will be described below.
[0034]
The light source unit 1 includes a light source that outputs red, green, and blue (hereinafter, sometimes referred to as R, G, and B) lights, respectively. After being condensed into a shape, the light is incident on the rotating polygon mirror 7. The rotating polygon mirror 7 is rotated at a constant speed by the motor drive circuit 10 and the motor 6, and the mirror-reflected light is radiated on the image display panel 4 via the scanning optical system 3, and is rotated on the image display panel 4. A rectangular strip-shaped illumination area (image) is formed by red, green, and blue color lights. The rotation of the rotary polygon mirror 7 continuously scans the illumination area on the image display panel 4 with each color light. Since the incident position and incident angle of the principal ray of each color light on the reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 are different from each other, the rectangular strip-shaped illumination areas of the color light on the image display panel 4 are adjacent to each other without overlapping each other. To move in a certain direction.
[0035]
In the image display panel 4, a large number of pixels capable of modulating incident light are formed in an array. The image display panel drive circuit 5 drives each pixel of the image display panel 4 with a display video signal 54 corresponding to the color light incident on the pixel. As described above, by inputting the display video signal 54 from the image display panel drive circuit 5 to the image display panel 4 in synchronization with the rectangular strip images of three colors of red, green and blue moving in one direction, full color display becomes possible. .
[0036]
The image display panel 4 is not limited to this as long as it is a display device (light valve) that performs display by modulating incident light. For example, a transmission type liquid crystal display element, a reflection type liquid crystal display element, a reflection type mirror device Etc. can be used.
[0037]
With the above configuration, color display can be performed even when only one image display panel 4 having no color selection unit such as a color filter is used. Moreover, since each pixel of the image display panel 4 functions as a pixel for three colors of red, green, and blue, the number of pixels of the image display panel 4 matches the number of pixels of the obtained display image. Therefore, it is not necessary to increase the resolution of the image display panel 4 beyond the desired resolution of the display image, and the display image does not appear to be separated into red, green, and blue even when the display image is enlarged. Further, since the light from the light source unit 1 is always effectively guided to the image display panel 4, an image display with high light utilization and high luminance can be realized.
[0038]
The RGB video signal 53 is quantized, temporarily stored in the image memory 12 in the image display panel driving circuit 5, read out in accordance with the scanning timing of each rectangular strip image of RGB, and input to the image display panel 4. Color display is performed. Writing to the image memory 12 is performed by a control signal 13 output from a memory write timing generator 15. The memory write timing generator 15 receives a horizontal synchronizing signal HD and a vertical synchronizing signal VD of an RGB video signal and a frequency-divided clock CLK synchronized with the horizontal synchronizing signal HD generated by a PLL circuit or the like in the clock generation circuit 17. Is entered. As a result, memory writing synchronized with the phase of the RGB video signal is realized. On the other hand, reading of RGB signal data from the image memory 12 is performed by a control signal 14 output from a memory read timing generator 16.
[0039]
The RGB video signal 53 input to the image display panel drive circuit 5 is obtained by adjusting the amplitude of the RGB video signal 52 in advance by the amplitude fine adjustment circuit 51 corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror 7.
[0040]
It is necessary to input the display video signal 54 to the image display panel 4 in accordance with the scanning timing of each rectangular strip image of RGB on the image display panel 4. The configuration for that will be described. The magnet 25 is disposed on the rotary polygon mirror 7 so as to pass near the second magnetic sensor 26 once per rotation of the rotary polygon mirror 7. Thereby, one rotation of the rotary polygon mirror 7 is detected. Further, the ring-shaped ferromagnetic body 8 is installed on one side of the rotary polygonal mirror 7 so that its center coincides with the center axis of rotation of the rotary polygonal mirror 7, and the first magnetic sensor 19 is mounted on the outer periphery of the ring-shaped ferromagnetic body 8. It is arranged adjacent to. In the ring type ferromagnetic material 8, N poles and S poles are alternately magnetized at equal intervals in the circumferential direction. The total number of magnetized pairs consisting of N poles and S poles is an integer m times the number n of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror 7 (that is, n × m pairs).
[0041]
2A shows the waveform of the detection signal 27 output from the second magnetic sensor 26, and FIG. 2B shows the waveform of the detection signal 18 output from the first magnetic sensor 19. Both detection signals 18 and 27 are input to the timing detection circuit 24, and the timing signal 29 shown in FIG. The phase correction circuit 23 outputs a reference timing signal 20 shown in FIG. 2D obtained by adding a phase delay time d to the timing signal 29.
[0042]
FIG. 3 shows a specific example of the timing detection circuit 24 and the phase correction circuit 23. A reference timing signal TP1 (see FIG. 2A) is created from the sensor detection signals 18 and 27. Although a detailed description of the operation of the logic circuit is omitted, the counter circuit 40 and the comparison circuit 41 are operated based on the timing signal TP1, and the m pulses of the sensor detection signal 18 are set to one cycle. A timing signal 29 for outputting the same number of pulses as the number of reflection surfaces is obtained. This timing signal 29 is a signal corresponding to the rotation phase of the rotary polygon mirror 7. The timing signal 29 is input to the phase correction circuit 23, and the counter circuit 43 and the comparison circuit 44 output a delayed signal delayed by the time d from the timing signal 29. This signal is sent to the memory read timing generator 16 as a reference timing signal 20 for driving the image display panel 4.
[0043]
By adjusting the delay time d in the above processing, the timing of scanning of each color light of RGB on the image display panel 4 and the timing of driving the image display panel 4 can be matched (phase matching). By selecting a sufficiently large integer m in the above circuit processing, the rotation angle of the rotating polygon mirror can be detected with high accuracy, and highly accurate phase matching can be performed.
[0044]
Next, a specific example of the amplitude adjustment of the RGB video signal 52 by the amplitude fine adjustment circuit 51 will be described with reference to FIGS.
[0045]
FIG. 4 is a diagram illustrating a specific example of a method of determining an amplitude adjustment value. 1, a projection lens 55, a screen 56, an optical sensor 57, an amplitude adjustment value determination circuit 59, a constant amplitude pattern generation circuit 60 for a video signal, and a switch 66 are added. The switch 66 is switched to input the constant amplitude pattern signal 70 output from the constant amplitude pattern generation circuit 60 to the amplitude fine adjustment circuit 51. At this stage, the amplitude fine adjustment circuit 51 does not adjust the amplitude of the video signal, and outputs the input signal as it is as the RGB video signal 53. The RGB video signal 53 is input to the image display panel drive circuit 5, and the display video signal 54 from the image display panel drive circuit 5 is input to the image display panel 4 to perform display. The mirror-reflected light from the rotating polygon mirror 7 is irradiated onto the image display panel 4 via the scanning optical system 3 and is projected on a screen 56 via a projection lens 55. Light emitted from the projection lens 55 is measured by the optical sensor 57. The optical sensor output signal 58 from the optical sensor 57 and the reference timing signal 20 are input to the amplitude adjustment value determination circuit 59, and the amplitude adjustment value is determined.
[0046]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing signal processing and timing for determining the amplitude adjustment value in FIG. FIGS. 5A to 5D are the same as FIGS. 2A to 2D, and a description thereof will be omitted. FIG. 5E shows an example of the constant amplitude pattern signal 70 output from the constant amplitude pattern generation circuit 60, and FIG. 5F shows an example of the optical sensor output signal 58. Since the display video signal 54 for driving the image display panel 4 is generated based on the constant amplitude pattern signal 70, ideally, a display with a constant brightness should be ideally displayed on the screen 56. However, in reality, the reflectances of the respective reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 7 are different from each other. As a result, the optical sensor output signal 58 is not constant as shown in FIG. The intensity of the optical sensor output signal 58 corresponding to each of the n reflection surfaces of the rotary polygon mirror 7 is Φ1, Φ2,..., Φn as shown in FIG. Here, the minimum value among Φ1 to ΦN is Φmin.
[0047]
First, it is assumed that the light sensor output signal 58 having the signal value Φ1 is obtained by the light reflected on the reflection surface S1 of the rotary polygon mirror 7. Similarly, it is assumed that an optical sensor output signal 58 having a signal value Φn is obtained from the reflection surface Sn. The amplitude adjustment value determination circuit 59 calculates the minimum value Φmin from the signal values Φ1 to Φn of the optical sensor output signals 58 obtained for all the reflecting surfaces. From the Φ1 to Φn and Φmin obtained in this way, the amplitude adjustment values A1 = Φmin / Φ1, A2 = Φmin / Φ2,...
[0048]
FIG. 6 is a diagram illustrating a specific example of the amplitude fine adjustment circuit 51. The amplitude adjustment values A1 to An corresponding to each reflection surface obtained by the amplitude adjustment value determination circuit 59 are stored in a memory 72 such as a ROM. In normal image display, the switch 66 is switched, and the RGB video signal 52 is input to the fine amplitude adjustment circuit 51. In the amplitude fine adjustment circuit 51, the amplitude adjustment values A1 to An stored in the memory 72 are switched and output in real time by the data selector 49 in accordance with the rotation of the rotary polygon mirror 7. For example, when the reflected light from the reflecting surface S1 of the rotary polygon mirror 7 is incident on the image display panel 4, the amplitude adjustment value A1 is selected as the multiplication factor A, and the multiplier 71 applies this to the RGB video signal 52. The signal is multiplied by the multiplication factor A1 and output as an RGB video signal 53. At this time, the amplitude of the RGB video signal 53 is Φmin / Φ1 times the amplitude of the RGB video signal 52. As a result, the signal value of the optical sensor output signal 58 becomes Φmin. Similarly, when the reflected light from the reflecting surface Sn of the rotary polygon mirror 7 enters the image display panel 4, the amplitude adjustment value An is selected as the multiplication factor A, and as a result, the signal of the optical sensor output signal 58 The value is Φmin.
[0049]
By inputting the RGB video signal 53 thus amplitude-modulated to the image display panel drive circuit 5, when the reflectance of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 varies, the resulting variation in the emitted light Can be corrected. As a result, an image with reduced flicker can be displayed.
[0050]
As shown in FIG. 4, the color image display device of the present invention may be a projection type display device that enlarges and projects an image on the image display panel 4 onto a screen 56 by a projection lens 55, It may be a direct-view display device for directly observing an image on the panel 4.
[0051]
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 2 of the present invention. This embodiment differs from the first embodiment in that a switch 22 and a test pattern generation circuit 31 are further added. The operation of the optical system, the entire operation of the image display panel drive circuit, and the operation of the rotation detecting unit of the rotary polygon mirror are the same as those in the first embodiment, and will not be described here. It will be described using FIG.
[0052]
FIG. 8 is a diagram illustrating a specific example of the method for determining an amplitude adjustment value according to the second embodiment. The difference from the first embodiment shown in FIG. 4 is that the constant amplitude pattern generation circuit 60 is eliminated, the switch 22 and the test pattern generation circuit 31 are added, and the reference timing signal is added to the amplitude adjustment value determination circuit 59. 20 is not input. FIG. 9 is an explanatory diagram showing signal processing and timing for determining an amplitude adjustment value in FIG. FIGS. 9A to 9D are the same as FIGS. 2A to 2D, and a description thereof will be omitted.
[0053]
The test pattern signal 73 output from the test pattern generation circuit 31 by the setting of the switch 22 is input to the image display panel 4. As shown in FIG. 9 (e), the test pattern signal 73 has a display signal only when one specific reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 reflects light, and has a display signal when the other reflecting surface reflects. There is no (black display). The mirror-reflected light from the rotating polygon mirror 7 is irradiated onto the image display panel 4 via the scanning optical system 3 and is projected on a screen 56 via a projection lens 55. Light emitted from the projection lens 55 is measured by the optical sensor 57. The optical sensor output signal 58 from the optical sensor 57 is input to the amplitude adjustment value determination circuit 59, and the amplitude adjustment value is determined.
[0054]
As shown in FIG. 9, when the signal 46 is output from the test pattern generation circuit 31 as the test pattern signal 73 only when light is incident on the reflection surface S1 of the rotary polygon mirror 7, the light is output as the optical sensor output signal 58. A signal 67 having a signal value (intensity) Φ1 corresponding to the surface S1 is obtained. Next, when the signal 47 is output as the test pattern signal 73 from the test pattern generation circuit 31 only when light is incident on the reflection surface S2 of the rotary polygon mirror 7, the light sensor output signal 58 corresponds to the reflection surface S2. The signal 68 of the signal value Φ2 obtained is obtained. Similarly, when the signal 48 is output as the test pattern signal 73 from the test pattern generation circuit 31 only when light is incident on the reflection surface Sn of the rotary polygon mirror 7, the light sensor output signal 58 corresponds to the reflection surface Sn. A signal 69 having a signal value Φn is obtained. In this manner, the signal value of the optical sensor output signal 58 is sequentially obtained for each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7. Here, the intensities of the signals 46, 47 and 48 are the same. The amplitude adjustment value determination circuit 59 calculates the minimum value Φmin from the signal values Φ1 to Φn of the optical sensor output signals 58 obtained for all the reflecting surfaces. From the Φ1 to Φn and Φmin obtained in this way, the amplitude adjustment values A1 = Φmin / Φ1, A2 = Φmin / Φ2,...
[0055]
The amplitude adjustment values A1 to An corresponding to each reflection surface obtained by the amplitude adjustment value determination circuit 59 in this manner are stored in the ROM or the like of the amplitude fine adjustment circuit 51 as described with reference to FIG. Is stored in the memory 72. Then, in the normal image display, as described in the first embodiment, the RGB video signal 53 amplitude-modulated by the amplitude fine adjustment circuit 51 is input to the image display panel drive circuit 5 and the switch 22 is turned on. After that, the image display panel 4 is driven.
[0056]
According to the present embodiment, similarly to the first embodiment, when the reflectance of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 varies, it is possible to correct the resulting variation in the emitted light. As a result, an image with reduced flicker can be displayed.
[0057]
Further, unlike the first embodiment, the optical sensor output signal 58 is output only when light is reflected by a specific reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 as shown by signals 67, 68, and 69 in FIG. You. As a result, in the present embodiment, there is no need to input the reference timing signal 20 to the amplitude adjustment value determination circuit 59. Further, even when the response of the optical sensor 57 is slow, the optical sensor output 58 corresponding to each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 can be reliably obtained.
[0058]
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 3 of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that an LED (second light source unit) 61 and an optical sensor 62 are added, and that the amplitude fine adjustment circuit 51 is replaced by an amplitude fine adjustment circuit 64. It is. The operation of the optical system, the entire operation of the image display panel drive circuit, and the operation of the rotation detection unit of the rotary polygon mirror are the same as those in the first embodiment, and therefore will not be described, and only the method of determining the amplitude adjustment value will be described.
[0059]
The LED 61 is installed such that light emitted from the LED 61 is incident on the reflection surface of the rotary polygon mirror 7. The incident position of the light from the LED 61 to the rotary polygon mirror 7 is on the upstream side in the rotation direction of the rotary polygon mirror 7 from the incident position of each color light from the light source unit 1. Light from the LED 61 is reflected by the reflection surface of the rotary polygon mirror 7 and enters the optical sensor 62. The optical sensor 62 outputs an optical sensor output signal 63 corresponding to the intensity of the received light, which is input to the amplitude fine adjustment circuit 64. The amplitude fine adjustment circuit 64 adjusts the amplitude of the RGB video signal 52 using the optical sensor output signal 63, and outputs an RGB video signal 53.
[0060]
FIG. 11 is an explanatory diagram showing signal processing and timing for determining an amplitude adjustment value. FIGS. 11A to 11D are the same as FIGS. 2A to 2D, and a description thereof will be omitted. FIG. 11E shows the optical sensor output signal 63. The signal value (intensity) of the optical sensor output signal 63 when the light from the LED 61 is reflected by the reflecting surface S1 of the rotary polygon mirror 7 and enters the optical sensor 62 is ΦIN1. Similarly, the signal value of the optical sensor output signal 63 corresponding to the reflection surface Sn of the rotary polygon mirror 7 is defined as ΦINn. As a result of the reflectance of each reflecting surface of the rotating polygon mirror 7 being different from each other, the intensity of the optical sensor output signal 63 becomes ΦIN1, ΦIN2,... According to the rotation of the rotating polygon mirror 7 as shown in FIG. , ΦINn change repeatedly.
[0061]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a specific example of a method for determining an amplitude adjustment value in the amplitude fine adjustment circuit 64. The optical sensor output signals 63 (ΦIN1 to ΦINn) are sequentially input to the amplitude fine adjustment circuit 64 in real time. Now, consider the case where ΦINn is input. The amplitude fine adjustment circuit 64 compares ΦINn with ΦINmin which is the current minimum value, and if ΦINn <ΦINmin, this ΦINn is set as the minimum value ΦINmin. In this way, the minimum value ΦIN min among the signal values ΦIN1 to ΦINn of the optical sensor output signal 63 corresponding to each of the n reflecting surfaces of the rotary polygon mirror 7 is obtained. Here, in order to calculate the correct minimum value ΦIN min, it is necessary to refer to all the signal values ΦIN1 to ΦINn. However, the period required for one rotation of the rotary polygon mirror 7 is about several tens to several hundreds of milliseconds, so that there is no problem if it is performed from the time when the power is turned on to the time when the lamp of the light source unit 1 stably lights. Further, in the present embodiment, the method of always calculating the minimum value ΦIN min during the operation of the apparatus has been described. However, the method of calculating the minimum value ΦIN min only during the first several rotations of the rotary polygon mirror 7 from the start of the power supply may be used.
[0062]
Next, using the minimum value ΦIN min thus obtained, an amplitude adjustment value A = ΦIN min / ΦINn is calculated. Here, since ΦINn changes sequentially, the value of the amplitude adjustment value A also changes sequentially. A multiplier 73 multiplies the RGB video signal 52 input to the amplitude fine adjustment circuit 64 by the amplitude adjustment value A, and outputs the result as an RGB video signal 53. At this time, the amplitude of the RGB video signal 53 is ΦIN min / ΦINn times the amplitude of the RGB video signal 52. The RGB video signal 53 thus amplitude-modulated is input to the image display panel drive circuit 5, and the image display panel 4 is driven.
[0063]
FIG. 11F shows an optical sensor output signal 58 from the optical sensor 57 installed similarly to FIG. When the light from the light source unit 1 is incident on the reflection surface S1 of the rotary polygon mirror 7 and is modulated by the image display panel 4, and the light passing through the projection lens 55 is measured by the optical sensor 57 installed similarly to FIG. The value of the sensor output signal 58 becomes ΦOUT1 as shown in FIG. Similarly, the value of the optical sensor output signal 58 corresponding to the light reflected by the reflection surface Sn of the rotary polygon mirror 7 is ΦOUTn. As shown in FIG. 11F, ΦOUT1 = ΦOUT2 =... = ΦOUTn.
[0064]
According to the present embodiment, even if the value of the optical sensor output signal 63 changes as shown in FIG. The intensity of light emitted from the panel 4 is substantially constant as shown in FIG. Therefore, even when the reflectance of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 varies, an image with reduced flicker can be displayed.
[0065]
Further, the amplitude adjustment value A can be determined irrespective of the display state of the image display panel 4.
[0066]
(Embodiment 4)
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 4 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the amplitude fine adjustment circuit 51 provided in the preceding stage of the image display panel driving circuit 5 in the first embodiment is deleted, and the luminance fine adjustment circuit is provided in the preceding stage of the light source driving circuit 9. An adjustment circuit 65 is provided, and the reference timing signal 20 is input to the luminance fine adjustment circuit 65. The operation of the optical system, the operation of the image display panel driving circuit in general, and the operation of the rotation detecting unit of the rotary polygon mirror are the same as those in the first embodiment, and therefore the description is omitted, and the brightness adjustment method and brightness adjustment value by the brightness fine adjustment circuit 65 are omitted. Only the determination method will be described.
[0067]
FIG. 14 is a block diagram illustrating a specific example of the luminance fine adjustment circuit 65 and a specific example of determining a luminance adjustment value. The signal values Φ1 to Φn of the optical sensor output signal 58 and the minimum value Φmin thereof are obtained from the optical sensor 57 provided as in the first embodiment. From these, the brightness adjustment values X1, X2,..., Xn are, like the amplitude adjustment values in the first embodiment, X1 = Φmin / Φ1, X2 = Φmin / Φ2,. And is stored in a memory 75 such as a ROM. When the rotating polygon mirror 7 rotates, the stored brightness adjustment values X1 to Xn are selected by the data selector 76 from the brightness adjustment values corresponding to the reflection surface on which the light from the light source unit 1 is incident. The output is switched in real time.
[0068]
This embodiment is different from the first embodiment in that the luminance of the lamp of the light source unit 1 is changed using the luminance adjustment value X. FIG. 14 shows an example of a block diagram of an AC lamp lighting circuit as the light source drive circuit 9. The PWM circuit 77 creates a PWM waveform based on the input reference voltage Vref, and the DC smoothing circuit 78 outputs a DC voltage. The DC voltage is feedback-controlled so as to become the reference voltage Vref. The DC voltage is input to the full bridge circuit 79, and the output is supplied to the lamp of the light source unit 1. Here, the reference voltage Vref is modulated by the brightness adjustment value X. When the rotating polygon mirror 7 rotates, the brightness adjustment value X changes according to the variation in the reflectance of the reflecting surface. Therefore, the reference voltage Vref input to the PWM circuit 77 changes the reflectance of each reflecting surface of the rotating polygon mirror 7. Will change accordingly. As a result, when the reflectance of each reflecting surface of the rotary polygon mirror 7 varies, the resulting variation in the emitted light can be corrected. As a result, an image with reduced flicker can be displayed.
[0069]
Note that, in the present embodiment, an example is described in which the determination of the luminance adjustment value X is performed by a method similar to the method of determining the amplitude adjustment value A of Embodiment 1, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The luminance adjustment value X may be determined by a method similar to the method of determining the amplitude adjustment value A in the modes 2 and 3.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, color display can be performed only by a single image display panel that does not include a color selection unit such as a color filter. In addition, since each pixel of the image display panel functions as a pixel for three colors of red, green, and blue, high-resolution display is possible. Further, since the light from each light source section is always effectively guided to the image display element, an image display with high light utilization and high luminance can be realized.
[0071]
Further, it is possible to display an image in which flicker caused by variation in reflectance between the reflecting surfaces of the rotating polygon mirror has been reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a color image display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining processing and timing of various signals in the color image display device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a block diagram of a timing detection circuit and a phase correction circuit of the color image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram for explaining a method of determining an amplitude adjustment value of the color image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart for explaining processing and timing of various signals for determining an amplitude adjustment value in the color image display device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a block diagram of an amplitude fine adjustment circuit of the color image display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram for explaining a method of determining an amplitude adjustment value of the color image display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a timing chart for explaining processing and timing of various signals for determining an amplitude adjustment value in the color image display device according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 10 is an overall configuration diagram of a color image display device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a timing chart for explaining processing and timing of various signals for determining an amplitude adjustment value in the color image display device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram of a fine amplitude adjustment circuit of the color image display device according to the third embodiment of the present invention;
FIG. 13 is an overall configuration diagram of a color image display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram of a luminance fine adjustment circuit and a light source driving circuit of the color image display device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a configuration diagram of a conventional single-panel projection type color image display device.
FIG. 16 is a front view showing the configuration of a color separation optical system used in the color image display device of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Focusing means
3 Scanning optical system
4 Image display panel
5 Image display panel drive circuit
6 motor
7 rotating polygon mirror
8 Ring type ferromagnet
9 Light source drive circuit
10 Motor drive circuit
12 Image memory
13 Memory write control signal
14 Memory read control signal
15 Memory Write Timing Generator
16 Memory Read Timing Generator
17 Clock generation circuit
18 First magnetic sensor detection signal
19 1st magnetic sensor
20 Reference timing signal
23 Phase correction circuit
24 Timing detection circuit
25 magnet
26 Second magnetic sensor
27 Second magnetic sensor detection signal
29 Timing signal
31 Test pattern generator
49 Data Selector
51 Amplitude fine adjustment circuit
52 RGB video signal
53 RGB video signal
54 Display video signal
55 Projection lens
56 screen
57 Optical Sensor
58 Optical sensor output signal
59 Amplitude adjustment value determination circuit
60 Constant amplitude pattern generation circuit
61 LED (second light source unit)
62 Optical Sensor
63 Optical sensor output signal
64 Amplitude fine adjustment circuit
65 Brightness fine adjustment circuit
70 Constant amplitude pattern signal
71 Multiplier
72 memory
73 Test pattern signal
75 memory
76 Data Selector

Claims

A first light source unit that emits red, green, and blue light,
First optical means to which the respective color lights from the first light source unit are incident;
A rotating polygonal mirror that scans each color light when the respective color lights emitted from the first optical unit enter and are reflected;
Second optical means for guiding each color light from the rotating polygon mirror to an illumination position;
An image display panel that is arranged at the illumination position and includes a number of pixels that modulates incident light according to each color signal of red, green, and blue.
An image display panel driving circuit that drives each pixel of the image display panel with a video signal corresponding to the color of light incident on the pixel;
Amplitude fine adjustment means for inputting a video signal amplitude-modulated with an amplitude adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotary polygon mirror on which the respective color lights are reflected to the image display panel drive circuit,
A ring-shaped ferromagnetic body attached to the rotating polygon mirror about the rotation center axis of the rotating polygon mirror and magnetized in the circumferential direction;
Magnetic detection means arranged adjacent to the ring-shaped ferromagnetic material,
Rotation detection means for detecting rotation of the rotary polygon mirror in one rotation;
Timing detection means for detecting a rotation phase of the rotating polygon mirror from the output signal of the magnetic detection means and the rotation detection means,
A color image display device comprising: a phase correction unit that adjusts a timing of switching a color of light incident on each pixel of the image display panel and a timing of driving a video signal for driving the pixel.

The first optical unit, the rotating polygon mirror, and the second optical unit form a rectangular strip-shaped illumination area of the respective color lights on the image display panel, and perform color display by scanning the illumination area. The color image display device according to claim 1.

Light detecting means for detecting light emitted from the image display panel,
2. The color image according to claim 1, wherein the amplitude adjustment value corresponding to each of the reflection surfaces is determined based on light intensity corresponding to each of the reflection surfaces of the rotary polygon mirror, which is detected by the light detection unit. Display device.

2. The color image display device according to claim 1, further comprising a constant amplitude pattern generating means for generating a video signal having a constant amplitude.

Furthermore, an image is displayed only when light reflected on one specific reflection surface of the rotating polygon mirror is incident on the image display panel, and an image is displayed when light reflected on another reflection surface is incident on the image display panel. 2. The color image display device according to claim 1, further comprising a test pattern generating means for driving the image display panel so as not to perform display.

A second light source unit that emits light toward a reflection surface of the rotary polygon mirror;
An optical sensor unit that receives light emitted from the second light source unit and reflected by the reflection surface of the rotary polygon mirror,
The color image display device according to claim 1, wherein the amplitude adjustment value corresponding to each of the reflection surfaces is determined based on a light intensity detected by the light sensor unit.

A first light source unit that emits red, green, and blue light,
First optical means to which the respective color lights from the first light source unit are incident;
A rotating polygonal mirror that scans each color light when the respective color lights emitted from the first optical unit enter and are reflected;
Second optical means for guiding each color light from the rotating polygon mirror to an illumination position;
An image display panel that is arranged at the illumination position and includes a number of pixels that modulates incident light according to each color signal of red, green, and blue.
An image display panel driving circuit that drives each pixel of the image display panel with a video signal corresponding to the color of light incident on the pixel;
Brightness fine adjustment means for adjusting the brightness of the light source unit with a brightness adjustment value corresponding to each reflection surface of the rotating polygon mirror in which the respective color lights are reflected,
A ring-shaped ferromagnetic body attached to the rotating polygon mirror about the rotation center axis of the rotating polygon mirror and magnetized in the circumferential direction;
Magnetic detection means arranged adjacent to the ring-shaped ferromagnetic material,
Rotation detection means for detecting rotation of the rotary polygon mirror in one rotation;
Timing detection means for detecting a rotation phase of the rotating polygon mirror from the output signal of the magnetic detection means and the rotation detection means,
A color image display device comprising: a phase correction unit that adjusts a timing of switching a color of light incident on each pixel of the image display panel and a timing of driving a video signal for driving the pixel.

The first optical unit, the rotating polygon mirror, and the second optical unit form a rectangular strip-shaped illumination area of the respective color lights on the image display panel, and perform color display by scanning the illumination area. A color image display device according to claim 7.

Light detecting means for detecting light emitted from the image display panel,
The color image according to claim 7, wherein the brightness adjustment value corresponding to each of the reflection surfaces is determined based on the light intensity corresponding to each of the reflection surfaces of the rotary polygon mirror, which is detected by the light detection unit. Display device.

8. The color image display device according to claim 7, further comprising a constant amplitude pattern generating means for generating a video signal having a constant amplitude.

Furthermore, an image is displayed only when light reflected on one specific reflection surface of the rotating polygon mirror is incident on the image display panel, and an image is displayed when light reflected on another reflection surface is incident on the image display panel. 8. The color image display device according to claim 7, further comprising a test pattern generating means for driving the image display panel so as not to perform display.

A second light source unit that emits light toward a reflection surface of the rotary polygon mirror;
An optical sensor unit that receives light emitted from the second light source unit and reflected by the reflection surface of the rotary polygon mirror,
The color image display device according to claim 7, wherein the luminance adjustment value corresponding to each of the reflection surfaces is determined based on a light intensity detected by the light sensor unit.