JP2006039089A - Driving method for image display apparatus, image display apparatus and projector - Google Patents

Driving method for image display apparatus, image display apparatus and projector Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving method for an image display apparatus having an excellent image display quality. <P>SOLUTION: In the driving method for the image display apparatus which displays an image by inputting a control value to a color modulation light bulb and a luminance modulation light bulb and by modulating light from a light source, the control value is inputted by synchronizing a vertical synchronous signal VSYNC1 to the color modulation light bulb and a vertical synchronous signal VSYNC2 to the luminance modulation light bulb. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、画像表示装置の駆動方法、画像表示装置およびプロジェクタに関するものである。   The present invention relates to an image display device driving method, an image display device, and a projector.

近年、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electro-luminescence)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)、プロジェクタ等の電子ディスプレイ装置における画質改善は目覚しく、解像度、色域については人間の視覚特性にほぼ匹敵する性能を有する装置が実現されつつある。しかし、輝度ダイナミックレンジについてみると、その再現範囲は1〜102[nit]程度の範囲であり、また階調数は8ビットが一般的である。一方、人間の視覚は、一度に知覚し得る輝度ダイナミックレンジの範囲が10−2〜104[nit]程度あり、また輝度弁別能力は0.2[nit]でこれを階調数に換算すると12ビット相当といわれている。このような視覚特性を通じて現在のディスプレイ装置の表示画像を見ると、輝度ダイナミックレンジの狭さが目立ち、加えてシャドウ部やハイライト部の階調が不足しているため、表示画像のリアリティや迫力に対して物足りなさを感じることになる。   In recent years, electronic display devices such as LCD (Liquid Crystal Display), EL (Electro-luminescence) displays, plasma displays, CRTs (Cathode Ray Tubes), and projectors have been remarkably improved, and the resolution and color gamut have become human visual characteristics. Devices with nearly comparable performance are being realized. However, regarding the luminance dynamic range, the reproduction range is about 1 to 102 [nit], and the number of gradations is generally 8 bits. On the other hand, the range of luminance dynamic range that can be perceived at one time by human vision is about 10-2 to 104 [nit], and the luminance discrimination capability is 0.2 [nit]. It is said to be a bit equivalent. Looking at the display image of the current display device through such visual characteristics, the narrowness of the luminance dynamic range is conspicuous, and the gradation and shadow of the shadow part and highlight part are insufficient. Will feel unsatisfactory.

また、映画やゲーム等で使用されるCG(Computer Graphics)では、人間の視覚に近い輝度ダイナミックレンジや階調特性を有する画像データ(以下、HDR(High Dynamic Range)画像データという。)を用いて、描写のリアリティを追求する動きが主流になりつつある。しかし、それを表示するディスプレイ装置の性能が不足しているために、CGコンテンツが本来有する表現力を充分に発揮できないという課題がある。   In CG (Computer Graphics) used in movies, games, and the like, image data having luminance dynamic range and gradation characteristics close to human vision (hereinafter referred to as HDR (High Dynamic Range) image data) is used. The movement to pursue the reality of depiction is becoming mainstream. However, since the performance of the display device that displays it is insufficient, there is a problem that the expressive power inherent in the CG content cannot be fully exhibited.

さらに、次世代OS(Operating System)においては、16ビット色空間の採用が予定されており、現在の8ビット色空間と比較してダイナミックレンジや階調数が飛躍的に増大する。そのため、16ビット色空間を生かすことができる高ダイナミックレンジ・高階調の電子ディスプレイ装置実現への要求が高まると予想される。   Further, in the next generation OS (Operating System), the adoption of a 16-bit color space is planned, and the dynamic range and the number of gradations are dramatically increased as compared with the current 8-bit color space. Therefore, it is expected that the demand for realizing a high dynamic range and high gradation electronic display device capable of utilizing the 16-bit color space will increase.

ディスプレイ装置の中でも、液晶プロジェクタや、DLP(Digital Light Processing、TI社の登録商標)プロジェクタといった投射型表示装置は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。この分野では上記の課題を解決するために、以下に述べる提案がなされている。   Among display devices, projection display devices such as liquid crystal projectors and DLP (Digital Light Processing, a registered trademark of TI) projectors can display large screens, and are effective in reproducing the reality and power of display images. Display device. In this field, the following proposals have been made to solve the above problems.

ダイナミックレンジの拡大を目的とした表示装置として、例えば、特許文献1に開示されている技術がある。この技術では、第1の光変調素子として液晶パネルを備え、第2の光変調素子として複数のLED(Light Emitting Diode)や蛍光灯などを整列配置したバックライトを備えている。そして、各画素の画素値データを基に、バックライトによる輝度制御および液晶パネルによる階調制御を行なっている。つまり、2つの光変調素子を直列配置して、表示画像の画素に対応した各光変調素子の画素を個別に制御することで、コントラスト向上と輝度ダイナミックレンジの拡大が可能となっている。
特開2002−99250号公報
As a display device for the purpose of expanding the dynamic range, for example, there is a technique disclosed in Patent Document 1. In this technique, a liquid crystal panel is provided as a first light modulation element, and a backlight in which a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes), fluorescent lamps, and the like are arranged and arranged as a second light modulation element. Then, based on the pixel value data of each pixel, luminance control by the backlight and gradation control by the liquid crystal panel are performed. That is, by arranging two light modulation elements in series and individually controlling the pixels of each light modulation element corresponding to the pixels of the display image, it is possible to improve the contrast and expand the luminance dynamic range.
JP 2002-99250 A

図21および図22は、第1光変調素子および第2光変調素子の対応する画素における駆動制御値および表示輝度の時間変化を示すグラフであり、図21は静止画表示の場合であり、図22は動画表示の場合である。ここで制御値とは、各光変調素子の当該画素における光透過率を制御するため各光変調素子に入力される値である。
図21の静止画表示の場合には、図21(a)に示す第1光変調素子および図21(b)に示す第2光変調素子ともに、駆動制御値が一定となっている。これにより、図21(c)に示すように、当該画素における表示輝度も一定となって、静止画表示が行われる。
FIGS. 21 and 22 are graphs showing temporal changes in drive control values and display luminance in corresponding pixels of the first light modulation element and the second light modulation element, and FIG. 21 is a still image display case. Reference numeral 22 denotes a case of moving image display. Here, the control value is a value input to each light modulation element in order to control the light transmittance of each light modulation element in the pixel.
In the case of the still image display of FIG. 21, the drive control value is constant for both the first light modulation element shown in FIG. 21 (a) and the second light modulation element shown in FIG. 21 (b). As a result, as shown in FIG. 21C, the display luminance in the pixel is also constant, and still image display is performed.

これに対して、図22の動画表示の場合には、図22(a)に示す第1光変調素子の制御値および図22(b)に示す第2光変調素子の制御値が更新され、図22(c)に示すように当該画素における表示輝度が変化して、動画表示が行われている。
しかしながら、第1光変調素子の制御値の更新時期に対して、第2光変調素子の制御値の更新時期が遅れている。そのため、当該画素における表示輝度が一時的に上昇し、その後に所定輝度まで低下している。この表示輝度の一時的な上昇により、表示画面がフラッシュのように光ることになり、画像表示品質を低下させるという問題がある。
On the other hand, in the case of the moving image display of FIG. 22, the control value of the first light modulation element shown in FIG. 22A and the control value of the second light modulation element shown in FIG. As shown in FIG. 22 (c), the display luminance of the pixel is changed, and moving image display is performed.
However, the update time of the control value of the second light modulation element is delayed with respect to the update time of the control value of the first light modulation element. For this reason, the display luminance of the pixel temporarily increases and then decreases to a predetermined luminance. Due to the temporary increase in display brightness, the display screen shines like a flash, and there is a problem that the image display quality is lowered.

なお、複数の光変調素子を光学的に直列配置した表示装置の特徴として、中間階調を実現するための各光変調素子の制御値の組み合わせが複数存在する。そのため、表示輝度が少し違っただけでも、その表示輝度を実現する各光変調素子の制御値が大きく変化する場合がある。この時に、制御値の更新時期が各光変調素子で異なると、図22(c)に示すように意図しない輝度表示が行われ、画像表示品質を低下させることになる。その結果、コントラストも低下することになり、特に高輝度の表示システムにおいては大きな問題になる。   Note that as a feature of a display device in which a plurality of light modulation elements are optically arranged in series, there are a plurality of combinations of control values of each light modulation element for realizing an intermediate gradation. Therefore, even if the display brightness is slightly different, the control value of each light modulation element that realizes the display brightness may change greatly. At this time, if the update time of the control value is different for each light modulation element, an unintended luminance display is performed as shown in FIG. 22C, and the image display quality is lowered. As a result, the contrast is lowered, which is a big problem particularly in a display system with high luminance.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、画像表示品質に優れた画像表示装置の駆動方法、画像表示装置およびプロジェクタの提供を目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide an image display device driving method, an image display device, and a projector that are excellent in image display quality.

上記目的を達成するため、本発明の画像表示装置の駆動方法は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、前記第1光変調素子に対する垂直同期信号と、前記第2光変調素子に対する垂直同期信号とを同期させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする。
この構成によれば、各光変調素子の垂直方向における制御値の入力開始時期を略一致させることができる。なお、各光変調素子の画素数が異なる場合には、各光変調素子の画面全体の描画時間が異なるが、次の描画前に各垂直同期信号を同期させることにより、その時間差を累積させることがない。これにより、各ライトバルブの制御値が略同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
In order to achieve the above object, the image display apparatus driving method of the present invention displays an image by modulating the light from the light source by inputting control values to the first light modulation element and the second light modulation element. A method for driving an image display device, wherein a vertical synchronization signal for the first light modulation element and a vertical synchronization signal for the second light modulation element are synchronized, and a control value is input to each of the light modulation elements It is characterized by that.
According to this configuration, the input start times of the control values in the vertical direction of the respective light modulation elements can be made substantially coincident. When the number of pixels of each light modulation element is different, the drawing time of the entire screen of each light modulation element is different, but the time difference is accumulated by synchronizing each vertical synchronization signal before the next drawing. There is no. Thereby, since the control value of each light valve is updated at substantially the same time, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance display due to a shift in the update timing of the control value. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

また、本発明の他の画像表示装置の駆動方法は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、前記第1光変調素子に対する制御値の入力開始直前の水平同期信号と、前記第2光変調素子に対する制御値の入力開始直前の水平同期信号とを同期させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする。
この構成によれば、各光変調素子の水平方向における制御値の入力開始時期を略一致させることができる。なお、各光変調素子の画素数が異なる場合には、各光変調素子の画面全体の描画時間が異なるが、次の描画前に各水平同期信号を同期させることにより、その時間差を累積させることがない。これにより、各ライトバルブの制御値が略同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
According to another image display device driving method of the present invention, an image display for displaying an image by modulating a light from a light source by inputting a control value to the first light modulation element and the second light modulation element. A device driving method, wherein a horizontal synchronization signal immediately before the start of input of a control value for the first light modulation element and a horizontal synchronization signal immediately before the start of input of a control value for the second light modulation element are synchronized, A control value is input to each of the light modulation elements.
According to this configuration, it is possible to substantially match the input start timings of the control values in the horizontal direction of the respective light modulation elements. When the number of pixels of each light modulation element is different, the drawing time of the entire screen of each light modulation element is different, but the time difference is accumulated by synchronizing each horizontal synchronization signal before the next drawing. There is no. Thereby, since the control value of each light valve is updated at substantially the same time, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance display due to a shift in the update timing of the control value. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

また、本発明の他の画像表示装置の駆動方法は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、前記第1光変調素子に対するドットクロック信号の周波数と前記第2光変調素子に対するドットクロック信号の周波数との比率を、前記第1光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数と前記第2光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数との比率に略一致させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする。
この構成によれば、第1光変調素子における画面全体の描画時間と、第2光変調素子における画面全体の描画時間とを、略一致させることができる。これにより、各ライトバルブの制御値が略同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
According to another image display device driving method of the present invention, an image display for displaying an image by modulating a light from a light source by inputting a control value to the first light modulation element and the second light modulation element. A method of driving an apparatus, wherein a ratio between a frequency of a dot clock signal for the first light modulation element and a frequency of a dot clock signal for the second light modulation element is determined by inputting a control value in the first light modulation element. The control value is input to each of the light modulation elements so as to be approximately equal to the ratio between the number of pixels involved in image formation and the number of pixels involved in image formation by inputting the control value in the second light modulation element. And
According to this configuration, the drawing time of the entire screen in the first light modulation element and the drawing time of the entire screen in the second light modulation element can be substantially matched. Thereby, since the control value of each light valve is updated at substantially the same time, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance display due to a shift in the update timing of the control value. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

なお、前記第1光変調素子の垂直方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の垂直方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する垂直同期信号および前記第2光変調素子に対する垂直同期信号を発生させることが望ましい。
この構成によれば、第1光変調素子および第2光変調素子の垂直方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力時期を略一致させることができるので、画像形成に関与する画素の制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を抑制することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
Note that the control value input start time for the pixels involved in image formation in the vertical direction of the first light modulation element is the control value input start time for the pixels involved in image formation in the vertical direction of the second light modulation element. It is desirable to generate a vertical synchronization signal for the first optical modulation element and a vertical synchronization signal for the second optical modulation element so as to substantially coincide with each other.
According to this configuration, it is possible to substantially match the input timing of the control values for the pixels involved in image formation in the vertical direction of the first light modulation element and the second light modulation element, so that the pixels involved in image formation are controlled. It is possible to suppress a temporary increase in the luminance display due to a shift in the value update timing. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

なお、前記第1光変調素子の水平方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の水平方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する水平同期信号および前記第2光変調素子に対する水平同期信号を発生させることが望ましい。
この構成によれば、第1光変調素子および第2光変調素子の水平方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力時期を略一致させることができるので、画像形成に関与する画素の制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を抑制することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
Note that the control value input start timing for the pixels involved in image formation in the horizontal direction of the first light modulation element is the control value input start timing for the pixels involved in image formation in the horizontal direction of the second light modulation element. It is desirable to generate a horizontal synchronization signal for the first light modulation element and a horizontal synchronization signal for the second light modulation element so as to substantially coincide with each other.
According to this configuration, the input timings of the control values for the pixels involved in image formation in the horizontal direction of the first light modulation element and the second light modulation element can be substantially matched, so that the pixels involved in image formation are controlled. It is possible to suppress a temporary increase in the luminance display due to a shift in the value update timing. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

一方、本発明の画像表示装置は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、前記第1光変調素子の垂直方向における制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の垂直方向における制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する垂直同期信号および前記第2光変調素子に対する垂直同期信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、第1光変調素子および第2光変調素子の垂直方向における制御値の入力時期を略一致させることができるので、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を抑制することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
On the other hand, the image display device of the present invention is an image display device that displays an image by inputting control values to the first light modulation element and the second light modulation element and modulating light from the light source, The vertical synchronization with respect to the first light modulation element is such that the input start time of the control value in the vertical direction of the first light modulation element substantially coincides with the input start time of the control value in the vertical direction of the second light modulation element. It has a drive control part which generates a signal and a vertical synchronizing signal to the 2nd light modulation element.
According to this configuration, the input timings of the control values in the vertical direction of the first light modulation element and the second light modulation element can be substantially coincided with each other, so that the luminance display is temporarily displayed due to the shift of the control value update timing. Increase can be suppressed. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

また、本発明の他の画像表示装置は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、前記第1光変調素子の水平方向における制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の水平方向における制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する水平同期信号および前記第2光変調素子に対する水平同期信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、第1光変調素子および第2光変調素子の水平方向における制御値の入力時期を略一致させることができるので、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を抑制することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
Another image display device of the present invention is an image display device that displays an image by inputting control values to the first light modulation element and the second light modulation element and modulating light from the light source. Thus, the input start time of the control value in the horizontal direction of the first light modulation element is substantially equal to the input start time of the control value in the horizontal direction of the second light modulation element. It has a drive control part which generates a horizontal synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal to the 2nd above-mentioned light modulation element.
According to this configuration, the input timings of the control values in the horizontal direction of the first light modulation element and the second light modulation element can be substantially coincided with each other, so that the luminance display is temporarily displayed due to the shift in the control value update timing. Increase can be suppressed. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

また、本発明の他の画像表示装置は、第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、前記第1光変調素子に対するドットクロック信号の周波数と前記第2光変調素子に対するドットクロック信号の周波数との比率を、前記第1光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数と前記第2光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数との比率に略一致させて、前記各ドットクロック信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、第1光変調素子における画面全体の描画時間と、第2光変調素子における画面全体の描画時間とを、略一致させることができる。これにより、各ライトバルブの画像形成に関与する画素の制御値が略同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、画像形成に関与する画素の制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
Another image display device of the present invention is an image display device that displays an image by inputting control values to the first light modulation element and the second light modulation element and modulating light from the light source. The ratio of the frequency of the dot clock signal to the first light modulation element and the frequency of the dot clock signal to the second light modulation element is a pixel that participates in image formation by inputting a control value in the first light modulation element. And a drive control unit for generating each dot clock signal so as to substantially match a ratio between the number of pixels and the number of pixels involved in image formation by inputting a control value in the second light modulation element.
According to this configuration, the drawing time of the entire screen in the first light modulation element and the drawing time of the entire screen in the second light modulation element can be substantially matched. As a result, the control values of the pixels involved in the image formation of each light valve are updated almost at the same time, so even when performing moving image display, the control values of the pixels involved in the image formation are caused by a shift in the update timing. Temporary increase in luminance display can be prevented. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

一方、本発明のプロジェクタは、上述した画像表示装置と、投射手段と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、画像表示品質に優れたプロジェクタを提供することができる。
On the other hand, a projector according to the present invention includes the above-described image display device and a projection unit.
According to this configuration, it is possible to provide a projector having excellent image display quality.

以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
[プロジェクタの全体構成]
図1は、本発明の画像表示装置及び本発明のプロジェクタの実施の形態の一例であり、プロジェクタPJ1の主たる光学構成を示す図である。
プロジェクタPJ1は、図1に示すように、光源10と、光源10から入射した光の輝度分布を均一化する均一照明系20と、均一照明系20から入射した光の波長領域のうちのRGB3原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部25(第1変調手段としての3つの透過型液晶ライトバルブ60B,60G,60Rを含む)と、色変調部25から入射した光をリレーするリレーレンズ90と、リレーレンズ90から入射した光の全波長領域の輝度を変調する第2変調手段としての透過型液晶ライトバルブ100と、液晶ライトバルブ100から入射した光をスクリーン(不図示)に投射する投射レンズ(投射手段)110と、を含んで構成されている。
[First Embodiment]
[Overall configuration of projector]
FIG. 1 is an example of an embodiment of an image display device of the present invention and a projector of the present invention, and is a diagram showing a main optical configuration of a projector PJ1.
As shown in FIG. 1, the projector PJ 1 includes a light source 10, a uniform illumination system 20 that uniformizes the luminance distribution of light incident from the light source 10, and RGB three primary colors in a wavelength region of light incident from the uniform illumination system 20. A color modulator 25 (including three transmissive liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R as a first modulator), a relay lens 90 that relays light incident from the color modulator 25, A transmissive liquid crystal light valve 100 as a second modulation means for modulating the luminance of light in the entire wavelength region of light incident from the relay lens 90, and a projection lens (not shown) for projecting light incident from the liquid crystal light valve 100 Projecting means) 110.

光源10は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等からなるランプ11と、ランプ11からの射出光を反射・集光するリフレクタ12とを含んで構成されている。   The light source 10 includes a lamp 11 such as an ultrahigh pressure mercury lamp or a xenon lamp, and a reflector 12 that reflects and collects light emitted from the lamp 11.

均一照明系20は、フライアイレンズ等からなる2つのレンズアレイ21,22と、偏光変換素子23と、集光レンズ24とを含んで構成されている。そして、光源10からの光の輝度分布を2つのレンズアレイ21,22により均一化し、均一化した光を偏光変換素子23により色変調部の入射可能偏光方向に偏光し、偏光した光を集光レンズ24により集光して色変調部25に射出する。なお、偏光変換素子23は、例えばPBS(偏光ビームスプリッタ)アレイおよび1/2波長板で構成されており、ランダム偏光を特定の直線偏光に変換するものである。   The uniform illumination system 20 includes two lens arrays 21 and 22 made of fly-eye lenses, a polarization conversion element 23, and a condenser lens 24. Then, the luminance distribution of the light from the light source 10 is made uniform by the two lens arrays 21 and 22, and the uniformed light is polarized by the polarization conversion element 23 in the polarization direction in which the color modulation unit can be incident, and the polarized light is condensed. The light is condensed by the lens 24 and emitted to the color modulation unit 25. The polarization conversion element 23 is composed of, for example, a PBS (polarization beam splitter) array and a half-wave plate, and converts random polarization into specific linear polarization.

色変調部25は、光分離手段としての2つのダイクロイックミラー30,35と、3つのミラー(反射ミラー36,45,46)と、5つのフィールドレンズ(レンズ41、リレーレンズ42、平行化レンズ50B,50G,50R)と、3つの液晶ライトバルブ60B,60G,60Rと、クロスダイクロイックプリズム80と、を含んで構成されている。   The color modulation unit 25 includes two dichroic mirrors 30 and 35 as light separating means, three mirrors (reflection mirrors 36, 45, and 46), and five field lenses (lens 41, relay lens 42, and collimating lens 50B). , 50G, 50R), three liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R, and a cross dichroic prism 80.

ダイクロイックミラー30,35は、光源10からの光(白色光)を、赤色光(R光)、緑色光(G光)、青色光(B光)のRGB3原色光に分離(分光)するものである。ダイクロイックミラー30は、B光及びG光を反射し、R光を透過する性質のダイクロイック膜をガラス板等に形成したもので、光源10からの白色光に含まれるB光及びG光を反射し、R光を透過する。ダイクロイックミラー35は、G光を反射し、B光を透過する性質のダイクロイック膜をガラス板等に形成したもので、ダイクロイックミラー30を透過したG光及びB光のうち、G光を反射して平行化レンズ50Gに伝達し、B光を透過してレンズ41に伝達する。   The dichroic mirrors 30 and 35 separate (spread) the light (white light) from the light source 10 into RGB three primary color lights of red light (R light), green light (G light), and blue light (B light). is there. The dichroic mirror 30 is formed by forming a dichroic film having a property of reflecting B light and G light and transmitting R light on a glass plate or the like, and reflects B light and G light included in white light from the light source 10. , R light is transmitted. The dichroic mirror 35 is formed by forming a dichroic film having a property of reflecting G light and transmitting B light on a glass plate or the like. Of the G light and B light transmitted through the dichroic mirror 30, the dichroic mirror 35 reflects G light. The light is transmitted to the collimating lens 50G, and the B light is transmitted and transmitted to the lens 41.

リレーレンズ42はレンズ41近傍の光(光強度分布)を平行化レンズ50B近傍に伝達するもので、レンズ41はリレーレンズ42に光を効率よく入射させる機能を有する。
レンズ41に入射したB光はその強度分布をほぼ保存された状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく空間的に離れた液晶ライトバルブ60Bに伝達される。
The relay lens 42 transmits light in the vicinity of the lens 41 (light intensity distribution) to the vicinity of the collimating lens 50B, and the lens 41 has a function of causing light to enter the relay lens 42 efficiently.
The B light incident on the lens 41 is transmitted to the liquid crystal light valve 60B which is spatially separated with the intensity distribution almost preserved and almost no light loss.

平行化レンズ50B,50G,50Rは、対応する液晶ライトバルブ60B,60G,60Rに入射する各色光を略平行化して入射光の角度分布を狭め、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rの表示特性を向上させる機能を有している。そして、ダイクロイックミラー30,35で分光されたRGB3原色の光は、上述したミラー(反射ミラー36,45,46)及びフィールドレンズ(レンズ41、リレーレンズ42、平行化レンズ50B,50G,50R)を介して、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rに入射する。   The collimating lenses 50B, 50G, 50R substantially collimate the respective color lights incident on the corresponding liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R to narrow the angle distribution of the incident light, thereby improving the display characteristics of the liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R. It has a function to improve. The light of the three primary colors of RGB dispersed by the dichroic mirrors 30 and 35 passes through the above-described mirrors (reflection mirrors 36, 45, 46) and field lenses (lens 41, relay lens 42, collimating lenses 50B, 50G, 50R). Through the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R.

液晶ライトバルブ60B,60G,60Rは、画素電極及びこれを駆動するための薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等のスイッチング素子がマトリクス状に形成されたガラス基板と、全面にわたって共通電極が形成されたガラス基板との間にTN型液晶を挟み込むとともに、外面に偏光板を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示素子である。   The liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R are composed of a glass substrate on which pixel electrodes and switching elements for driving the pixel electrodes, such as thin film transistors and thin film diodes, are formed in a matrix, and a glass substrate on which a common electrode is formed over the entire surface. This is an active matrix type liquid crystal display element in which a TN liquid crystal is sandwiched between and a polarizing plate is disposed on the outer surface.

また、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rは、電圧非印加状態で白/明(透過)状態、電圧印加状態で黒/暗(非透過)状態となるノーマリーホワイトモード、またはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、電極間に与えられた制御値(制御電圧)に応じて明暗間の階調がアナログ制御される。液晶ライトバルブ60Bは、入射されたB光を制御値に基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ60Gは、入射されたG光を制御値に基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。液晶ライトバルブ60Rは、入射されたR光を制御値に基づいて光変調し、光学像を内包した変調光を射出する。   The liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R are normally white mode in which white / bright (transmission) state is applied when no voltage is applied, and black / dark (non-transmission) state is applied when voltage is applied, or vice versa. It is driven in the black mode, and the gradation between light and dark is analog controlled according to the control value (control voltage) given between the electrodes. The liquid crystal light valve 60B optically modulates the incident B light based on the control value, and emits modulated light including an optical image. The liquid crystal light valve 60G optically modulates the incident G light based on the control value, and emits modulated light containing an optical image. The liquid crystal light valve 60R optically modulates the incident R light based on the control value, and emits modulated light including an optical image.

クロスダイクロイックプリズム80は、4つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、B光を反射する誘電体多層膜(B光反射ダイクロイック膜81)及びR光を反射する誘電体多層膜(R光反射ダイクロイック膜82)が断面X字状に形成されている。そして、液晶ライトバルブ60GからのG光を透過し、液晶ライトバルブ60RからのR光と液晶ライトバルブ60BからのB光とを折り曲げてこれらの3色の光を合成し、カラー画像を形成する。   The cross dichroic prism 80 has a structure in which four right-angle prisms are bonded to each other, and a dielectric multilayer film (B light reflecting dichroic film 81) that reflects B light and a dielectric multilayer film that reflects R light are included therein. (R light reflecting dichroic film 82) is formed in an X-shaped cross section. Then, the G light from the liquid crystal light valve 60G is transmitted, and the R light from the liquid crystal light valve 60R and the B light from the liquid crystal light valve 60B are bent to combine these three colors of light to form a color image. .

リレーレンズ90は、クロスダイクロイックプリズム80で合成された液晶ライトバルブ60B,60G,60Rからの光学像(光強度分布)を、液晶ライトバルブ100の表示面上に伝達するものである。リレーレンズ90は、多数枚のレンズから構成されるので、収差補正がよく、各色変調用の液晶ライトバルブ60B,60G,60Rで形成される輝度分布を正確に液晶ライトバルブ100に伝達することができる。   The relay lens 90 transmits an optical image (light intensity distribution) from the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R synthesized by the cross dichroic prism 80 onto the display surface of the liquid crystal light valve 100. Since the relay lens 90 is composed of a large number of lenses, aberration correction is good, and the luminance distribution formed by the liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R for color modulation can be accurately transmitted to the liquid crystal light valve 100. it can.

液晶ライトバルブ100は、前述した液晶ライトバルブ60B,60G,60Rと同等の構成からなり、入射した光の全波長領域の輝度を制御値に基づいて変調し、最終的な光学像を内包した変調光を投射レンズ110に射出する。
また投射レンズ110は、液晶ライトバルブ100の表示面上に形成された光学像を図示しないスクリーン上に投射してカラー画像を表示する。
The liquid crystal light valve 100 has the same configuration as the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R described above, and modulates the luminance in the entire wavelength region of the incident light based on the control value, and modulates the final optical image. Light is emitted to the projection lens 110.
The projection lens 110 projects an optical image formed on the display surface of the liquid crystal light valve 100 onto a screen (not shown) to display a color image.

次に、プロジェクタPJ1の全体的な光伝達の流れを説明する。光源10からの白色光はダイクロイックミラー30,35により赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の3原色光に分光されるとともに、平行化レンズ50B,50G,50Rを含むレンズ及びミラーを介して、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rに入射される。その液晶ライトバルブ60B,60G,60Rは、後述するHDR画像データに基づいて生成された制御値によって駆動され、画素単位で光透過率を変化させうるようになっている。したがって、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rに入射した各々の色光は、それぞれの波長領域に応じて色変調され、光学像を内包した変調光として射出される。   Next, the overall light transmission flow of the projector PJ1 will be described. The white light from the light source 10 is split into three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) by the dichroic mirrors 30 and 35, and the lenses and mirrors including the collimating lenses 50B, 50G, and 50R. Through the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R. The liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R are driven by control values generated based on HDR image data, which will be described later, so that the light transmittance can be changed in units of pixels. Accordingly, the respective color lights incident on the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R are color-modulated according to the respective wavelength regions, and emitted as modulated light including an optical image.

液晶ライトバルブ60B,60G,60Rからの各変調光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム80に入射し、そこで一つの光に合成され、リレーレンズ90を介して液晶ライトバルブ100に入射される。液晶ライトバルブ100も同様に、後述するHDR画像データに基づいて生成された制御値によって駆動され、画素単位で光透過率を変化させうるようになっている。したがって、液晶ライトバルブ100に入射した合成光は、全波長域について輝度変調され、最終的な光学像を内包した変調光として投射レンズ110へ射出される。そして、投射レンズ110において、液晶ライトバルブ100からの最終的な合成光を図示しないスクリーン上に投射し所望の画像を表示する。   The modulated lights from the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R enter the cross dichroic prism 80, where they are combined into a single light, and enter the liquid crystal light valve 100 via the relay lens 90. Similarly, the liquid crystal light valve 100 is driven by a control value generated based on HDR image data, which will be described later, and can change the light transmittance in units of pixels. Therefore, the combined light incident on the liquid crystal light valve 100 is subjected to luminance modulation over the entire wavelength region, and is emitted to the projection lens 110 as modulated light including a final optical image. Then, the projection lens 110 projects the final combined light from the liquid crystal light valve 100 on a screen (not shown) to display a desired image.

このように、プロジェクタPJ1では、第1光変調素子としての液晶ライトバルブ60B,60G,60Rで光学像(画像)を形成した変調光を用いて、最終的な表示画像を第2光変調素子としての液晶ライトバルブ100で形成する形態を採用しており、直列に配置された2つのライトバルブを介して、2段階の画像形成過程によって光源10からの光を変調する。その結果、プロジェクタPJ1は、輝度ダイナミックレンジの拡大と階調数の増大を実現することができるようになっている。   Thus, in the projector PJ1, the final display image is used as the second light modulation element by using the modulated light that forms the optical image (image) with the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R as the first light modulation element. The liquid crystal light valve 100 is used, and the light from the light source 10 is modulated through two stages of image forming processes via two light valves arranged in series. As a result, the projector PJ1 can realize expansion of the luminance dynamic range and increase of the number of gradations.

ここで、液晶ライトバルブ60B,60G,60R及び液晶ライトバルブ100は、いずれも透過光の強度を変調しその変調度合いに応じた光学像を内包する点で一致するが、後者の液晶ライトバルブ100が全波長域の光(白色光)を変調するのに対して、前者の液晶ライトバルブ60B,60G,60Rが光分離手段であるダイクロイックミラー30,35で分光された特定波長領域の光(R,G,Bなどの色光)を変調する点で異なっている。したがって、液晶ライトバルブ60B,60G,60Rで行われる光強度変調を色変調、液晶ライトバルブ100で行われる光強度変調を輝度変調と便宜的に呼称して区別する。また、同様の観点から、以下の説明では液晶ライトバルブ60B,60G,60Rを色変調ライトバルブ、液晶ライトバルブ100を輝度変調ライトバルブと呼称して区別する場合がある。   Here, the liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R and the liquid crystal light valve 100 all match in that the intensity of transmitted light is modulated and an optical image corresponding to the degree of modulation is included. Modulates light in the entire wavelength range (white light), whereas the former liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R split the light in a specific wavelength range (R) by the dichroic mirrors 30 and 35, which are light separation means. , G, B, etc.). Accordingly, the light intensity modulation performed by the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R is referred to as color modulation, and the light intensity modulation performed by the liquid crystal light valve 100 is referred to as brightness modulation for convenience. From the same viewpoint, in the following description, the liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R may be referred to as color modulation light valves and the liquid crystal light valve 100 may be referred to as luminance modulation light valves.

そして、色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブに入力する制御値の内容については、後ほど詳述する。なお、本実施形態では、色変調ライトバルブは輝度変調ライトバルブよりも高い解像度を有し、よって、色変調ライトバルブが表示解像度(プロジェクタPJ1の表示画像を観測者が見たときに観測者が知覚する解像度をいう。)を決定する場合を想定している。勿論、表示解像度の関係はこれに限定されず、同じ解像度の色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブを採用することも可能であるし、また輝度変調ライトバルブが色変調ライトバルブよりも高い解像度を有し、輝度変調ライトバルブが表示解像度を決定する構成を採用することも可能である。   The contents of the control values input to the color modulation light valve and the luminance modulation light valve will be described in detail later. In the present embodiment, the color modulation light valve has a higher resolution than the luminance modulation light valve. Therefore, when the color modulation light valve displays the display resolution (the observer views the display image of the projector PJ1) It is assumed that the resolution to be perceived) is determined. Of course, the relationship of display resolution is not limited to this, and it is possible to adopt a color modulation light valve and a luminance modulation light valve with the same resolution, and the luminance modulation light valve has a higher resolution than the color modulation light valve. It is also possible to adopt a configuration in which the luminance modulation light valve determines the display resolution.

[表示制御装置]
図1に示すプロジェクタPJ1では、HDR画像データから色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ60B,60G,60R)および輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ100)の制御値を生成し、その制御値を各ライトバルブに入力して光変調および輝度変調を行う。これにより、画像の表示制御を行うようになっている。
[Display control device]
In the projector PJ1 shown in FIG. 1, control values for the color modulation light valves (liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R) and the luminance modulation light valve (liquid crystal light valve 100) are generated from the HDR image data, and the control values are used for each light. Input to the bulb to perform light modulation and luminance modulation. Thereby, display control of an image is performed.

図2は、表示制御装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
表示制御装置は、外部装置からのHDR画像データの入力を媒介するI/F178と、I/F178を介して入力されたHDR画像データを一時的に保管する入力用フレームメモリ192と、ROM172に格納されたプログラムに従ってHDR画像データから各ライトバルブの制御値を生成するCPU170と、生成された制御値を保管する出力用フレームメモリ194,195と、その制御値を用いて輝度変調ライトバルブ100および色変調ライトバルブ60を駆動する駆動制御部210とを備えており、これらは信号線であるバスによりデータ授受可能に接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the display control device.
The display control device stores in the ROM 172 an I / F 178 that mediates input of HDR image data from an external device, an input frame memory 192 that temporarily stores HDR image data input via the I / F 178, and the like. CPU 170 for generating control values of each light valve from HDR image data according to the programmed program, output frame memories 194 and 195 for storing the generated control values, luminance modulation light valve 100 and color using the control values A drive control unit 210 that drives the modulation light valve 60 is provided, and these are connected by a bus as a signal line so that data can be exchanged.

I/F178には、外部のネットワーク199に接続するための信号線と、データ等をファイルとして格納する記憶装置182とが接続されている。この記憶装置182には、プロジェクタで表示すべきHDR画像データと、輝度変調ライトバルブ100及び色変調ライトバルブ60を駆動するための制御値登録テーブルとが記憶されている。   The I / F 178 is connected to a signal line for connecting to an external network 199 and a storage device 182 for storing data and the like as a file. The storage device 182 stores HDR image data to be displayed by the projector and a control value registration table for driving the luminance modulation light valve 100 and the color modulation light valve 60.

HDR画像データは、従来のsRGB等の画像フォーマットでは実現できない高い輝度ダイナミックレンジを実現することが可能な画像データであり、画素の輝度レベルを示す画素値を画像の全画素について格納している。本実施形態では、HDR画像データとして、1つの画素についてRGB3原色ごとに輝度レベルを示す画素値を浮動小数点値として格納した形式を用いる。例えば、1つの画素の画素値として(1.2,5.4,2.3)という値が格納されている。また、格納する値としては、放射輝度(Radiance)や輝度(Luminance)等の物理的な輝度に関する値を格納しているのも特徴である。放射輝度に人間の視感特性をかけたものが輝度であるため、以後の説明では二つを区別せずに輝度と呼ぶ。   The HDR image data is image data capable of realizing a high luminance dynamic range that cannot be realized by a conventional image format such as sRGB, and stores pixel values indicating pixel luminance levels for all pixels of the image. In the present embodiment, the HDR image data uses a format in which a pixel value indicating a luminance level for each of the RGB three primary colors is stored as a floating point value for one pixel. For example, values (1.2, 5.4, 2.3) are stored as pixel values of one pixel. In addition, as a value to be stored, a value related to physical luminance such as radiance or luminance is stored. Since luminance is obtained by multiplying radiance by human visual characteristics, in the following description, the two will be referred to as luminance without distinction.

なお、HDR画像データの生成方法の詳細については、例えば、「P.E.Debevec,J.Malik,"Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs",Proceedings of ACM SIGGRAPH97 ,pp.367-378(1997)」に掲載されている。   For details of the method for generating HDR image data, see, for example, “PEDebevec, J. Malik,“ Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs ”, Proceedings of ACM SIGGRAPH97, pp.367-378 (1997)”. Has been.

図3は、輝度変調ライトバルブに入力するための制御値を登録した制御値登録テーブル400のデータ構造の説明図である。制御値登録テーブル(ルックアップテーブル;LUT)400の各レコードは、輝度変調ライトバルブの制御値を登録したフィールドと、各制御値に対応する輝度変調ライトバルブの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a data structure of a control value registration table 400 in which control values to be input to the luminance modulation light valve are registered. Each record of the control value registration table (LUT) 400 includes a field in which the control value of the luminance modulation light valve is registered and a field in which the transmittance of the luminance modulation light valve corresponding to each control value is registered. It consists of

図3の例では、第1段目のレコードには、制御値として「0」が、透過率として「0.003」がそれぞれ登録されている。これは、輝度変調ライトバルブに対して制御値「0」を入力すると、輝度変調ライトバルブの透過率が0.3%となることを示している。なお、図3には輝度変調ライトバルブの階調数が4ビット(0〜15値)である場合の例を示したが、実際には輝度変調ライトバルブの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が8ビットである場合は、256個のレコードが登録される。   In the example of FIG. 3, “0” is registered as the control value and “0.003” is registered as the transmittance in the first row record. This indicates that when the control value “0” is input to the luminance modulation light valve, the transmittance of the luminance modulation light valve is 0.3%. Note that FIG. 3 shows an example in which the number of gradations of the luminance modulation light valve is 4 bits (0 to 15 values), but a record corresponding to the number of gradations of the luminance modulation light valve is actually registered. Is done. For example, when the number of gradations is 8 bits, 256 records are registered.

図4は、色変調ライトバルブに入力するための制御値を登録した制御値登録テーブル420Rのデータ構造の説明図である。制御値登録テーブル(ルックアップテーブル;LUT)420Rの各レコードは、図1の色変調ライトバルブ60Rの制御値を登録したフィールドと、色変調ライトバルブ60Rの透過率を登録したフィールドとを含んで構成されている。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a data structure of a control value registration table 420R in which control values to be input to the color modulation light valve are registered. Each record of the control value registration table (LUT) 420R includes a field in which the control value of the color modulation light valve 60R in FIG. 1 is registered and a field in which the transmittance of the color modulation light valve 60R is registered. It is configured.

図4の例では、第1段目のレコードには、制御値として「0」が、透過率として「0.004」がそれぞれ登録されている。これは、色変調ライトバルブに対して制御値「0」を入力すると、色変調ライトバルブの透過率が0.4%となることを示している。なお、図4には色変調ライトバルブの階調数が4ビット(0〜15値)である場合の例を示したが、実際には色変調ライトバルブの階調数に相当するレコードが登録される。例えば、階調数が8ビットである場合は、256個のレコードが登録される。
また、図1の色変調ライトバルブ60B,60Gに対応する制御値登録テーブルのデータ構造については特に図示しないが、図4の制御値登録テーブル420Rと同様のデータ構造を有している。ただし、同一の制御値に対して異なる透過率が登録されている場合もある。
In the example of FIG. 4, “0” is registered as the control value and “0.004” is registered as the transmittance in the first row record. This indicates that when the control value “0” is input to the color modulation light valve, the transmittance of the color modulation light valve is 0.4%. Note that FIG. 4 shows an example in which the number of gradations of the color modulation light valve is 4 bits (0 to 15 values), but a record corresponding to the number of gradations of the color modulation light valve is actually registered. Is done. For example, when the number of gradations is 8 bits, 256 records are registered.
The data structure of the control value registration table corresponding to the color modulation light valves 60B and 60G in FIG. 1 is not particularly shown, but has the same data structure as the control value registration table 420R in FIG. However, different transmittances may be registered for the same control value.

[表示制御方法]
次に、上述したHDR画像データから各ライトバルブの制御値を生成して、プロジェクタを駆動する方法について説明する。
いま、HDR画像データにおける画素pの輝度レベルをRp、プロジェクタ全体における画素pに対応する領域の光変調率をTp,輝度変調ライトバルブにおける画素pに対応する領域の透過率をT1、色変調ライトバルブにおける画素pに対応する領域の透過率をT2とすると、下式(1),(2)が成立する。
Rp = Tp×Rs (1)
Tp = T1×T2×G (2)
ただし、上式(1),(2)において、Rsは光源の輝度、Gはゲインであり、いずれも定数である。
例えば、画素pの輝度レベルRp(R,G,B)が(1.2,5.4,2.3)、光源の輝度Rs(R,G,B)が(10000,10000,10000)であるとすると、画素pの光変調率Tpは、(1.2,5.4,2.3)/(10000,10000,10000)=(0.00012,0.00054,0.00023)となる。
[Display control method]
Next, a method for generating a control value for each light valve from the above-described HDR image data and driving the projector will be described.
Now, the luminance level of the pixel p in the HDR image data is Rp, the light modulation rate of the region corresponding to the pixel p in the whole projector is Tp, the transmittance of the region corresponding to the pixel p in the luminance modulation light valve is T1, and the color modulation light When the transmittance of the region corresponding to the pixel p in the bulb is T2, the following expressions (1) and (2) are established.
Rp = Tp × Rs (1)
Tp = T1 × T2 × G (2)
However, in the above formulas (1) and (2), Rs is the luminance of the light source, G is the gain, and both are constants.
For example, when the luminance level Rp (R, G, B) of the pixel p is (1.2, 5.4, 2.3) and the luminance Rs (R, G, B) of the light source is (10000, 10000, 10000), the pixel p The optical modulation rate Tp is (1.2, 5.4, 2.3) / (10000, 10000, 10000) = (0.00012, 0.00054, 0.00023).

図5は、制御値の生成方法のフローチャートである。
まず、ステップS100では、図2の記憶装置182からI/F178を介して入力用フレームメモリ192にHDR画像データを入力し、そのHDR画像データをCPU170が読み出す。
FIG. 5 is a flowchart of a control value generation method.
First, in step S100, HDR image data is input from the storage device 182 of FIG. 2 to the input frame memory 192 via the I / F 178, and the CPU 170 reads the HDR image data.

次いで、図5のステップS102に移行して、読み出したHDR画像データを解析し、画素値のヒストグラムや、輝度レベルの最大値、最小値及び平均値等を算出する。この解析結果は、暗めのシーンを明るくしたり、明るすぎるシーンを暗くしたり、中間部コントラストを協調するなどの自動画像補正に使用したり、トーンマッピングに使用したりするためである。   Next, the process proceeds to step S102 in FIG. 5, the read HDR image data is analyzed, and a histogram of pixel values, a maximum value, a minimum value, an average value, and the like of luminance levels are calculated. This analysis result is for use in automatic image correction such as brightening a dark scene, darkening a scene that is too bright, or coordinating intermediate contrast, or for tone mapping.

次いで、ステップS104に移行して、ステップS102の解析結果に基づいて、HDR画像データの輝度レベルを、プロジェクタの輝度ダイナミックレンジにトーンマッピングする。
図6は、トーンマッピング処理の説明図である。HDR画像データを解析した結果、HDR画像データに含まれる輝度レベルの最小値がSminで、最大値がSmaxであるとする。また、プロジェクタの輝度ダイナミックレンジの最小値がDminで、最大値がDmaxであるとする。図6の例では、SminがDminよりも小さく、SmaxがDmaxよりも大きいので、このままでは、HDR画像データを適切に表示することができない。そこで、Smin〜SmaxのヒストグラムがDmin〜Dmaxのレンジに収まるように正規化する。
Next, the process proceeds to step S104, and the luminance level of the HDR image data is tone mapped to the luminance dynamic range of the projector based on the analysis result of step S102.
FIG. 6 is an explanatory diagram of tone mapping processing. As a result of analyzing the HDR image data, it is assumed that the minimum value of the luminance level included in the HDR image data is Smin and the maximum value is Smax. Further, it is assumed that the minimum value of the luminance dynamic range of the projector is Dmin and the maximum value is Dmax. In the example of FIG. 6, since Smin is smaller than Dmin and Smax is larger than Dmax, HDR image data cannot be properly displayed as it is. Therefore, normalization is performed so that the histogram of Smin to Smax falls within the range of Dmin to Dmax.

なお、トーンマッピングの詳細については、例えば、「F.Drago, K.Myszkowski,T.Annen,N.Chiba,"Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes", Eurographics 2003,(2003)」に記載されている。   Details of tone mapping are described in, for example, “F. Drago, K. Myszkowski, T. Annen, N. Chiba,“ Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes ”, Eurographics 2003, (2003)”. Yes.

次いで、図5のステップS106に移行して、色変調ライトバルブの解像度(画素数)に合わせてHDR画像をリサイズ(拡大または縮小)する。このとき、HDR画像のアスペクト比を保持したままHDR画像をリサイズする。リサイズ方法としては、例えば、平均値法、中間値法、ニアレストネイバー法(最近傍法)が挙げられる。   Next, the process proceeds to step S106 in FIG. 5, and the HDR image is resized (enlarged or reduced) in accordance with the resolution (number of pixels) of the color modulation light valve. At this time, the HDR image is resized while maintaining the aspect ratio of the HDR image. Examples of the resizing method include an average value method, an intermediate value method, and a nearest neighbor method (nearest neighbor method).

次いで、ステップS108に移行して、リサイズ画像の各画素の輝度レベルRp及び光源10の輝度Rsに基づいて、上式(1)により、リサイズ画像の各画素につき光変調率Tpを算出する。   Next, the process proceeds to step S108, and based on the luminance level Rp of each pixel of the resized image and the luminance Rs of the light source 10, the light modulation rate Tp is calculated for each pixel of the resized image by the above equation (1).

次いで、ステップS110に移行して、色変調ライトバルブの各画素の透過率T2として、初期値(例えば、0.2)を仮決定する。   Next, the process proceeds to step S110, and an initial value (for example, 0.2) is provisionally determined as the transmittance T2 of each pixel of the color modulation light valve.

次いで、ステップS112に移行して、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの領域につき透過率T1’を算出する。具体的には、ステップS108で算出した光変調率Tp、ステップS110で仮決定した透過率T2、及びゲインGに基づいて、上式(2)により、当該領域の透過率T1’を算出する。ここで、色変調ライトバルブが3枚の液晶ライトバルブ60B,60G,60Rで構成されていることから、同一の領域につきRGB3原色ごとに透過率T1’を算出する。そして、輝度変調ライトバルブが1枚の液晶ライトバルブ100で構成されていることから、RGB3原色ごとに算出した透過率の平均値等をその領域の透過率T1’とする。   Next, the process proceeds to step S112, and the transmittance T1 'is calculated for the luminance modulation light valve region corresponding to each pixel of the color modulation light valve. Specifically, based on the light modulation rate Tp calculated in step S108, the transmittance T2 provisionally determined in step S110, and the gain G, the transmittance T1 'of the region is calculated by the above equation (2). Here, since the color modulation light valve is composed of the three liquid crystal light valves 60B, 60G, and 60R, the transmittance T1 'is calculated for each of the three primary colors of RGB in the same region. Since the luminance modulation light valve is composed of one liquid crystal light valve 100, the average value of the transmittance calculated for each of the three primary colors of RGB is set as the transmittance T1 'of the region.

次いで、ステップS114に移行して、輝度変調ライトバルブの各画素につき透過率T1を算出する。具体的には、ステップS112で算出した輝度変調ライトバルブの各領域の透過率T1’のうち、輝度変調ライトバルブの画素と重なり合う領域の透過率T1’の重み付け平均値を算出して、当該画素における透過率T1を求める。重み付けは、重なり合う画素の面積比により行う。   Next, the process proceeds to step S114, and the transmittance T1 is calculated for each pixel of the luminance modulation light valve. Specifically, among the transmittances T1 ′ of the regions of the luminance modulation light valve calculated in step S112, a weighted average value of the transmittances T1 ′ of the regions overlapping with the pixels of the luminance modulation light valve is calculated, The transmittance T1 at is determined. Weighting is performed based on the area ratio of overlapping pixels.

次いで、ステップS116に移行して、輝度変調ライトバルブの各画素につき、算出した透過率T1に対応する制御値を、図3の制御値登録テーブル400から読み出す。制御値の読出しでは、算出した透過率T1に最も近似する透過率を制御値登録テーブル400の中から選出し、選出した透過率に対応する制御値を読み出す。この選出は、例えば、2分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。   Next, the process proceeds to step S116, and the control value corresponding to the calculated transmittance T1 is read from the control value registration table 400 of FIG. 3 for each pixel of the luminance modulation light valve. In the reading of the control value, the transmittance closest to the calculated transmittance T1 is selected from the control value registration table 400, and the control value corresponding to the selected transmittance is read. For example, this selection is performed by using a binary search method to realize a high-speed search.

次いで、図5のステップS118に移行して、色変調ライトバルブの各画素につき透過率T2を算出する。具体的には、ステップS114で算出した輝度変調ライトバルブの各画素の透過率T1のうち、色変調ライトバルブの画素と光路上で重なり合う画素の透過率T1の重み付け平均値を算出する。重み付けは、重なり合う画素の面積比により行う。その上で、算出した透過率T1の平均値、ステップS108で算出した光変調率Tp及びゲインGに基づいて、上式(2)により、当該画素の透過率T2を算出する。   Next, the process proceeds to step S118 in FIG. 5, and the transmittance T2 is calculated for each pixel of the color modulation light valve. Specifically, among the transmittances T1 of the pixels of the luminance modulation light valve calculated in step S114, a weighted average value of the transmittances T1 of the pixels overlapping with the pixels of the color modulation light valve on the optical path is calculated. Weighting is performed based on the area ratio of overlapping pixels. Then, based on the average value of the calculated transmittance T1, the light modulation rate Tp and the gain G calculated in step S108, the transmittance T2 of the pixel is calculated by the above equation (2).

次いで、ステップS120に移行して、色変調ライトバルブの各画素につき、算出した透過率T2に対応する制御値を、図4の制御値登録テーブル420Rから読み出す。制御値の読出しでは、算出した透過率T2に最も近似する透過率を制御値登録テーブル420Rの中から選出し、選出した透過率に対応する制御値を読み出す。この選出は、例えば、2分探索法を用いて行うことにより高速な検索を実現する。   Next, the process proceeds to step S120, and the control value corresponding to the calculated transmittance T2 is read from the control value registration table 420R of FIG. 4 for each pixel of the color modulation light valve. In reading the control value, the transmittance that is closest to the calculated transmittance T2 is selected from the control value registration table 420R, and the control value corresponding to the selected transmittance is read. For example, this selection is performed by using a binary search method to realize a high-speed search.

次いで、図5のステップS122に移行して、ステップS116,S120で決定した制御値を出力用フレームメモリに格納する。その後、駆動制御部が格納された制御値を読み出し、各ライトバルブに出力してこれらを駆動する。その駆動制御部の構成および駆動処理については後述する。   Next, the process proceeds to step S122 in FIG. 5, and the control values determined in steps S116 and S120 are stored in the output frame memory. Thereafter, the control value stored in the drive control unit is read out and output to each light valve to drive them. The configuration and driving process of the drive control unit will be described later.

[制御値の生成方法]
次に、色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ60B,60G,60R)及び輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ100)に入力する制御値の生成過程を、図5〜図10に基づいて説明する。
以下では、色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ60B,60G,60R)は、横18画素×縦12画素の解像度及び4ビットの階調数を有し、輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ100)は、横15画素×縦10画素の解像度及び4ビットの階調数を有する場合を例にとって説明を行う。また、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの図はいずれも光源10の側から見たものである。
[Control value generation method]
Next, the process of generating control values to be input to the color modulation light valves (liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R) and the luminance modulation light valve (liquid crystal light valve 100) will be described with reference to FIGS.
In the following, the color modulation light valve (liquid crystal light valve 60B, 60G, 60R) has a resolution of 18 horizontal pixels × 12 vertical pixels and a gradation number of 4 bits, and the luminance modulation light valve (liquid crystal light valve 100) is The case where the resolution is 15 pixels horizontally × 10 pixels vertically and the number of gradations is 4 bits will be described as an example. Further, both the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are viewed from the light source 10 side.

図7は、色変調ライトバルブの透過率T2を仮決定する過程の説明図である。
ステップS110(図5参照、以下同じ)では、色変調ライトバルブの各画素の透過率T2が仮決定される。色変調ライトバルブの左上4区画の画素をp21(左上)、p22(右上)、p23(左下)、p24(右下)とした場合、画素p21〜p24の透過率T2には、図7に示すように、初期値T20が与えられる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a process for provisionally determining the transmittance T2 of the color modulation light valve.
In step S110 (see FIG. 5, the same applies hereinafter), the transmittance T2 of each pixel of the color modulation light valve is provisionally determined. When the pixels in the upper left four sections of the color modulation light valve are p21 (upper left), p22 (upper right), p23 (lower left), and p24 (lower right), the transmittance T2 of the pixels p21 to p24 is shown in FIG. Thus, an initial value T20 is given.

図8は、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの領域について、透過率T1’を算出する過程の説明図である。
ステップS112では、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの領域について透過率T1’が算出される。色変調ライトバルブの画素p21〜p24に着目した場合、これに対応する輝度変調ライトバルブの領域における透過率T11〜T14は、図8に示すように、画素p21〜p24の光変調率をTp1〜Tp4、ゲインGを「1」とすれば、下式(3)〜(6)により算出することができる。
T11 = Tp1/T20 (3)
T12 = Tp2/T20 (4)
T13 = Tp3/T20 (5)
T14 = Tp4/T20 (6)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the process of calculating the transmittance T1 ′ for the area of the luminance modulation light valve corresponding to each pixel of the color modulation light valve.
In step S112, the transmittance T1 ′ is calculated for the luminance modulation light valve region corresponding to each pixel of the color modulation light valve. When attention is paid to the pixels p21 to p24 of the color modulation light valve, the transmittances T11 to T14 in the luminance modulation light valve region corresponding thereto correspond to the light modulation rates of the pixels p21 to p24, as shown in FIG. If Tp4 and the gain G are “1”, it can be calculated by the following equations (3) to (6).
T11 = Tp1 / T20 (3)
T12 = Tp2 / T20 (4)
T13 = Tp3 / T20 (5)
T14 = Tp4 / T20 (6)

例えば、Tp1=0.00012、Tp2=0.05、Tp3=0.02、Tp4=0.01、T20=0.1である場合には、上式(3)〜(6)により、T11=0.0012、T12=0.5、T13=0.2、T14=0.1となる。   For example, when Tp1 = 0.00012, Tp2 = 0.05, Tp3 = 0.02, Tp4 = 0.01, and T20 = 0.1, T11 = 0.0012, T12 = 0.5, T13 = 0.2 by the above formulas (3) to (6), T14 = 0.1.

図9は、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率T1を決定する過程の説明図である。
ステップS114では、輝度変調ライトバルブの各画素の透過率T1が決定される。輝度変調ライトバルブと色変調ライトバルブとは、リレーレンズ90によって互いに倒立結像する関係にあるので、色変調パネルの左上4区画の画素は輝度変調ライトバルブの右下部に結像される。そこで、図9(a)に示すように、輝度変調ライトバルブの右下4区画の画素をp11(右下)、p12(左下)、p13(右上)、p14(左上)とする。ここで、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブとは解像度が異なることから、画素p11は画素p21〜画素p24(図8参照)と光路上で重なり合う。色変調ライトバルブの解像度が18×12で、輝度変調ライトバルブの解像度が15×10であるので、各ライトバルブの画素数の最小公倍数に基づいて、図9(b)に示すように画素p11は6×6の矩形領域に区分することができる。そして、画素p11が画素p21〜p24とそれぞれ重なり合う面積比は、25:5:5:1となる。したがって、画素p11の透過率T15は、下式(7)により算出することができる。
T15=(T11×25+T12×5+T13×5+T14×1)/36 (7)
FIG. 9 is an explanatory diagram of a process of determining the transmittance T1 of each pixel of the luminance modulation light valve.
In step S114, the transmittance T1 of each pixel of the luminance modulation light valve is determined. Since the luminance modulation light valve and the color modulation light valve are in an inverted image relationship by the relay lens 90, the pixels in the upper left four sections of the color modulation panel are imaged on the lower right portion of the luminance modulation light valve. Therefore, as shown in FIG. 9A, the pixels in the lower right four sections of the luminance modulation light valve are defined as p11 (lower right), p12 (lower left), p13 (upper right), and p14 (upper left). Here, since the color modulation light valve and the luminance modulation light valve have different resolutions, the pixel p11 overlaps the pixels p21 to p24 (see FIG. 8) on the optical path. Since the resolution of the color modulation light valve is 18 × 12 and the resolution of the luminance modulation light valve is 15 × 10, based on the least common multiple of the number of pixels of each light valve, as shown in FIG. Can be divided into 6 × 6 rectangular regions. The area ratio in which the pixel p11 overlaps with the pixels p21 to p24 is 25: 5: 5: 1. Therefore, the transmittance T15 of the pixel p11 can be calculated by the following equation (7).
T15 = (T11 × 25 + T12 × 5 + T13 × 5 + T14 × 1) / 36 (7)

例えば、T11=0.0012、T12=0.5、T13=0.2、T14=0.002である場合は、上式(7)により、T15=0.1008となる。
図9(c)に示す画素p12〜p14の透過率T16〜T18についても、画素p11と同様に、面積比による重み付け平均値を算出することにより求めることができる。
For example, when T11 = 0.0012, T12 = 0.5, T13 = 0.2, and T14 = 0.002, T15 = 0.008 according to the above equation (7).
Similarly to the pixel p11, the transmittances T16 to T18 of the pixels p12 to p14 shown in FIG. 9C can also be obtained by calculating the weighted average value based on the area ratio.

次いで、ステップS116では、輝度変調ライトバルブの画素ごとに、その画素について算出された透過率T1に対応する制御値が制御値登録テーブル400から読み出される。例えば、T15=0.1008であるので、制御値登録テーブル400を参照すると、先の図3に示すように、0.09が最も近似した値となる。したがって、制御値登録テーブル400からは、画素p11の制御値として「8」が読み出される。   Next, in step S116, for each pixel of the luminance modulation light valve, a control value corresponding to the transmittance T1 calculated for that pixel is read from the control value registration table 400. For example, since T15 = 0.008, referring to the control value registration table 400, 0.09 is the closest approximation as shown in FIG. Therefore, “8” is read from the control value registration table 400 as the control value of the pixel p11.

図10は、色変調ライトバルブの各画素の透過率T2を決定する過程の説明図である。
ステップS118では、色変調ライトバルブの各画素の透過率T2が決定される。上述したように、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブとは解像度が異なることから、図10(a)に示すように、画素p24は画素p11〜画素p14(図9参照)と光路上で重なり合う。また、色変調ライトバルブの解像度が18×12で、輝度変調ライトバルブの解像度が15×10であるので、輝度変調ライトバルブの画素数の最小公倍数に基づいて、図10(b)に示すように画素p24は5×5の矩形領域に区分することができる。そして、画素p24が画素p11〜p14とそれぞれ重なり合う面積比は、1:4:4:16となる。したがって、画素p24に対応する輝度変調ライトバルブの透過率T19は、画素p11〜p14の透過率の重み付け平均値として、下式(8)により算出することができる。
T19=(T15×1+T16×4+T17×4+T18×16)/25 (8)
そして、画素p24の透過率T24は、ゲインGを「1」として、下式(9)により算出することができる。
T24=Tp4/T19 (9)
FIG. 10 is an explanatory diagram of the process of determining the transmittance T2 of each pixel of the color modulation light valve.
In step S118, the transmittance T2 of each pixel of the color modulation light valve is determined. As described above, since the color modulation light valve and the luminance modulation light valve have different resolutions, as shown in FIG. 10A, the pixel p24 overlaps the pixels p11 to p14 (see FIG. 9) on the optical path. . Further, since the resolution of the color modulation light valve is 18 × 12 and the resolution of the luminance modulation light valve is 15 × 10, based on the least common multiple of the number of pixels of the luminance modulation light valve, as shown in FIG. The pixel p24 can be divided into 5 × 5 rectangular areas. The area ratio in which the pixel p24 overlaps with the pixels p11 to p14 is 1: 4: 4: 16. Therefore, the transmittance T19 of the luminance modulation light valve corresponding to the pixel p24 can be calculated by the following equation (8) as a weighted average value of the transmittances of the pixels p11 to p14.
T19 = (T15 × 1 + T16 × 4 + T17 × 4 + T18 × 16) / 25 (8)
The transmittance T24 of the pixel p24 can be calculated by the following equation (9) with the gain G set to “1”.
T24 = Tp4 / T19 (9)

例えば、T15=0.09、T16=0.33、T17=0.15、T18=0.06、Tp4=0.01である場合は、上式(8),(9)により、T19=0.1188、T24=0.0842となる。
図10(c)に示す画素p21〜p23の透過率T21〜T23についても、画素p24と同様に、面積比による重み付け平均値を算出することにより求めることができる。
For example, when T15 = 0.09, T16 = 0.33, T17 = 0.15, T18 = 0.06, and Tp4 = 0.01, T19 = 0.1188 and T24 = 0.0842 from the above equations (8) and (9).
Similarly to the pixel p24, the transmittances T21 to T23 of the pixels p21 to p23 shown in FIG. 10C can also be obtained by calculating a weighted average value based on the area ratio.

次いで、ステップS120では、色変調ライトバルブの画素ごとに、その画素について算出された透過率T2に対応する制御値が制御値登録テーブルから読み出される。例えば、液晶ライトバルブ60Rの画素p24についてT24=0.0842である場合、制御値登録テーブル420Rを参照すると、先の図4に示すように、0.07が最も近似した値となる。したがって、制御値登録テーブル420Rからは、画素p24の制御値として「7」が読み出される。   Next, in step S120, for each pixel of the color modulation light valve, a control value corresponding to the transmittance T2 calculated for that pixel is read from the control value registration table. For example, when T24 = 0.0842 for the pixel p24 of the liquid crystal light valve 60R, referring to the control value registration table 420R, 0.07 is the closest value as shown in FIG. Therefore, “7” is read from the control value registration table 420R as the control value of the pixel p24.

そして、ステップS122において、ステップS116,S120で決定された制御値を出力用フレームメモリに格納する。その後、格納された制御値を出力用フレームメモリから読み出し、駆動制御部がその制御値を各ライトバルブに入力して、光変調および輝度変調を行うことによりプロジェクタを駆動する。   In step S122, the control values determined in steps S116 and S120 are stored in the output frame memory. Thereafter, the stored control value is read from the output frame memory, and the drive control unit inputs the control value to each light valve to drive the projector by performing light modulation and luminance modulation.

[駆動制御部]
次に、駆動制御部の構成について説明する。
図11は、駆動制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。駆動制御部210は、各ライトバルブの駆動信号を生成するとともに、その駆動信号に従って各ライトバルブに制御値を入力するものである。
[Drive control unit]
Next, the configuration of the drive control unit will be described.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the drive control unit. The drive controller 210 generates a drive signal for each light valve and inputs a control value to each light valve in accordance with the drive signal.

まず、駆動信号である垂直同期信号、水平同期信号、およびドットクロック信号について説明する。画像表示装置の画面を描画する際に、垂直方向のタイミングを計るための信号が垂直同期信号であり、水平方向のタイミングを計るための信号が水平同期信号である。一般に、画像表示装置の画面を描画するには、画面左上から右上に向かって水平に描画し、右端に到達すると一段下がって、また左から右に向かって描画する。そして、画面の右下に到達したら、左上に戻って同様の走査を繰り返す。ここで、画面の右下から左上に移動するタイミングを決定するのが垂直同期信号である。また、上段の右端から下段の左端に移動するタイミングを決定するのが水平同期信号である。さらに、各画素に対する制御値の入力タイミングを決定するがドットクロック信号である。なお、垂直同期信号は水平同期信号を元に生成され、水平同期信号はドットクロック信号を元に生成される。   First, the vertical synchronization signal, horizontal synchronization signal, and dot clock signal, which are drive signals, will be described. When drawing the screen of the image display device, a signal for measuring the timing in the vertical direction is a vertical synchronization signal, and a signal for measuring the timing in the horizontal direction is a horizontal synchronization signal. In general, to draw the screen of the image display device, the image is drawn horizontally from the upper left of the screen toward the upper right, and when reaching the right end, the image is lowered one step and is drawn from the left to the right. When reaching the lower right of the screen, the process returns to the upper left and the same scanning is repeated. Here, it is the vertical synchronization signal that determines the timing of moving from the lower right to the upper left of the screen. The horizontal synchronization signal determines the timing for moving from the upper right end to the lower left end. Furthermore, the input timing of the control value for each pixel is a dot clock signal. The vertical synchronization signal is generated based on the horizontal synchronization signal, and the horizontal synchronization signal is generated based on the dot clock signal.

駆動制御部210は、上述した垂直同期信号および水平同期信号の生成部214,216と、ドットクロック信号の生成部212と、各信号生成部のタイミングを制御する全体制御部220とを備えている。一方、駆動制御部210は、出力用フレームメモリ194,195(図2参照)に格納されている各ライトバルブの制御値を読み出すためのアドレスを発生させるアドレス制御部222と、読み出した制御値を一時的に格納するデータバッファ224,226とを備えている。また、その制御値を駆動信号に合わせて各ライトバルブに入力するデータ転送部230を備えている。   The drive control unit 210 includes the vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal generation units 214 and 216, the dot clock signal generation unit 212, and the overall control unit 220 that controls the timing of each signal generation unit. . On the other hand, the drive control unit 210 generates an address for reading out the control value of each light valve stored in the output frame memories 194 and 195 (see FIG. 2), and the read control value. Data buffers 224 and 226 for temporary storage are provided. Moreover, the data transfer part 230 which inputs the control value to each light valve according to a drive signal is provided.

[制御値の入力方法]
次に、駆動信号の生成方法およびその駆動信号に合わせて画像データを各ライトバルブに入力する方法について説明する。
図12および図13は、第1実施形態で生成する駆動信号の説明図である。第1実施形態では、各ライトバルブに対する垂直同期信号を同期して発生させる。なお、垂直同期信号および水平同期信号は、一般にローレベルがアクティブ(トリガ)となる。また、垂直同期信号および水平同期信号がアクティブになってから制御値が入力されるまでには、初期化のため所定のタイムラグ(初期化時間)が存在する。
[Control value input method]
Next, a method for generating a drive signal and a method for inputting image data to each light valve in accordance with the drive signal will be described.
12 and 13 are explanatory diagrams of drive signals generated in the first embodiment. In the first embodiment, a vertical synchronization signal for each light valve is generated in synchronization. In general, the low level of the vertical synchronization signal and the horizontal synchronization signal is active (trigger). In addition, there is a predetermined time lag (initialization time) for initialization from when the vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal are activated until the control value is input.

図12は、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの画素数が等しい場合である。なお、図12(a)が色変調ライトバルブに対する駆動信号等であり、図12(b)が輝度変調ライトバルブに対する駆動信号等である。
図12では、色変調ライトバルブに対する垂直同期信号1と、輝度変調ライトバルブに対する垂直同期信号2とが、同期して発生している。そして、各垂直同期信号がアクティブとなってから所定のタイムラグをおいて、各ライトバルブに対する制御値の入力が同時期に開始されている。これにより、各ライトバルブの制御値が同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
FIG. 12 shows a case where the number of pixels of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are equal. FIG. 12A shows a drive signal for the color modulation light valve, and FIG. 12B shows a drive signal for the luminance modulation light valve.
In FIG. 12, the vertical synchronization signal 1 for the color modulation light valve and the vertical synchronization signal 2 for the luminance modulation light valve are generated in synchronization. Then, input of control values to each light valve is started at the same time after a predetermined time lag after each vertical synchronization signal becomes active. Thereby, since the control value of each light valve is updated at the same time, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance display due to a shift in the update timing of the control value. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

図13は、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの画素数が異なる場合である。図13では、色変調ライトバルブに対する垂直同期信号1と、輝度変調ライトバルブに対する垂直同期信号2とが、同期して発生している。そして、色変調ライトバルブに対する制御値1と、輝度変調ライトバルブに対する制御値2とが、略同時期にそれぞれのライトバルブに入力されている。なお、各ライトバルブの画素数の違いに起因して、各ライトバルブの初期化時間が異なるが、これに伴う制御値の入力開始時期の差は大きくない。また、各ライトバルブの画素数の違いに起因して、各ライトバルブの画面全体の描画時間が異なるが、次の描画前に各垂直同期信号を同期させることにより、その時間差を累積させることがない。これにより、各ライトバルブの制御値が略同時期に更新されるので、画像表示品質の低下を最小限にとどめることができる。   FIG. 13 shows a case where the number of pixels of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are different. In FIG. 13, the vertical synchronization signal 1 for the color modulation light valve and the vertical synchronization signal 2 for the luminance modulation light valve are generated in synchronization. A control value 1 for the color modulation light valve and a control value 2 for the luminance modulation light valve are input to the respective light valves at substantially the same time. Note that the initialization time of each light valve is different due to the difference in the number of pixels of each light valve, but the difference in the control value input start timing is not great. Also, due to the difference in the number of pixels of each light valve, the drawing time of the entire screen of each light valve is different, but the time difference can be accumulated by synchronizing each vertical synchronization signal before the next drawing. Absent. As a result, the control value of each light valve is updated approximately at the same time, so that the degradation of image display quality can be minimized.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る画像表示装置の駆動方法について説明する。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
図14および図15は、第2実施形態で生成する駆動信号の説明図である。第2実施形態では、各ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号を同じタイミングで発生させる。
[Second Embodiment]
Next, a method for driving the image display apparatus according to the second embodiment will be described. Note that the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
14 and 15 are explanatory diagrams of drive signals generated in the second embodiment. In the second embodiment, the horizontal synchronization signal immediately before the start of control value input for each light valve is generated at the same timing.

図14は、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの画素数が等しい場合である。なお、図14(a)が色変調ライトバルブに対する駆動信号等であり、図14(b)が輝度変調ライトバルブに対する駆動信号等である。
図14では、色変調ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号1と、輝度変調ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号2とが、同期して発生している。なお各ライトバルブの画素数が等しいので、各ライトバルブに対する垂直同期信号を同期して発生させれば、結果として各ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号を同期して発生させることができる。そして、各水平同期信号がアクティブとなってから所定のタイムラグをおいて、各ライトバルブに対する制御値の入力が同時期に開始されている。これにより、各ライトバルブの制御値が同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度の一時的な上昇を防止することができる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。
FIG. 14 shows a case where the number of pixels of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are equal. FIG. 14A shows a drive signal for the color modulation light valve, and FIG. 14B shows a drive signal for the luminance modulation light valve.
In FIG. 14, the horizontal synchronization signal 1 immediately before the start of the input of the control value for the color modulation light valve and the horizontal synchronization signal 2 immediately before the start of the input of the control value for the luminance modulation light valve are generated in synchronization. Since the number of pixels of each light valve is equal, if the vertical synchronization signal for each light valve is generated in synchronization, the horizontal synchronization signal immediately before the start of control value input to each light valve is generated in synchronization. Can do. Then, input of control values to each light valve is started at the same time after a predetermined time lag after each horizontal synchronization signal becomes active. Thereby, since the control value of each light valve is updated at the same time, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance due to a shift in the update timing of the control value. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

図15は、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの画素数が異なる場合である。図15でも、色変調ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号1と、輝度変調ライトバルブに対する制御値の入力開始直前の水平同期信号2とが、同期して発生している。そして、色変調ライトバルブに対する制御値1と、輝度変調ライトバルブに対する制御値2とが、略同時期にそれぞれのライトバルブに入力されている。なお、各ライトバルブの初期化時間の相違は軽微であって問題にならない。また、各ライトバルブの画面全体の描画時間が異なるが、次の描画前に各水平同期信号を同期させることにより、その時間差を累積させることがない。これにより、各ライトバルブに対する制御値がほとんど同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度の一時的な上昇を防止することが可能になる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。   FIG. 15 shows a case where the number of pixels of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are different. Also in FIG. 15, the horizontal synchronization signal 1 immediately before the start of the input of the control value for the color modulation light valve and the horizontal synchronization signal 2 immediately before the start of the input of the control value for the luminance modulation light valve are generated in synchronization. A control value 1 for the color modulation light valve and a control value 2 for the luminance modulation light valve are input to the respective light valves at substantially the same time. Note that the difference in the initialization time of each light valve is slight and does not matter. In addition, although the drawing time of the entire screen of each light valve is different, the time difference is not accumulated by synchronizing the horizontal synchronizing signals before the next drawing. As a result, the control values for each light valve are updated almost at the same time, so that even when moving images are displayed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance due to a shift in the update timing of the control values. . Therefore, the image display quality is not deteriorated.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る画像表示装置の駆動方法について説明する。第3実施形態では、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの画素数が異なる場合を前提として、異なるドットクロック周波数を発生させて各ライトバルブを駆動する。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a method for driving the image display apparatus according to the third embodiment will be described. In the third embodiment, assuming that the number of pixels of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve are different, different dot clock frequencies are generated to drive each light valve. Note that the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.

図16は、各ライトバルブの画素数の説明図である。一般に、ライトバルブの各画素に対する制御値の入力は、ドットクロック信号単位で行われる。そこで、各ライトバルブを駆動するドットクロック信号の周波数の比率を、各ライトバルブの画素数の比率に略一致させることにより、各ライトバルブにおける画面全体の描画時間を略一致させることができる。図16では、理解を容易にするため、色変調ライトバルブの画素数を4×4の16画素、輝度変調ライトバルブの画素数を3×3の9画素と仮定している。このとき、色変調ライトバルブを駆動するドットクロック周波数と輝度変調ライトバルブを駆動するドットクロック周波数との比率を、16:9にすればよい。   FIG. 16 is an explanatory diagram of the number of pixels of each light valve. In general, input of control values for each pixel of the light valve is performed in units of dot clock signals. Therefore, by making the ratio of the frequency of the dot clock signal for driving each light valve approximately the same as the ratio of the number of pixels of each light valve, the drawing time of the entire screen in each light valve can be made approximately the same. In FIG. 16, for ease of understanding, it is assumed that the number of pixels of the color modulation light valve is 16 pixels of 4 × 4, and the number of pixels of the luminance modulation light valve is 9 pixels of 3 × 3. At this time, the ratio of the dot clock frequency for driving the color modulation light valve and the dot clock frequency for driving the luminance modulation light valve may be set to 16: 9.

図17は、第3実施形態で生成する駆動信号の説明図である。なお、図17(a)が色変調ライトバルブに対する駆動信号等であり、図17(b)が輝度変調ライトバルブに対する駆動信号等である。
図17では、色変調ライトバルブに対してドットクロック信号1の1カウントごとに制御値1が入力され、またドットクロック信号1の4カウントごとに水平同期信号1がアクティブとなって、4×4の16画素からなる色変調ライトバルブの1画面が描画されるようになっている。一方、輝度変調ライトバルブに対してドットクロック信号2の1カウントごとに制御値2が入力され、ドットクロック信号2の3カウントごとに水平同期信号2がアクティブとなって、3×3の9画素からなる輝度変調ライトバルブの1画面が描画されるようになっている。
FIG. 17 is an explanatory diagram of drive signals generated in the third embodiment. FIG. 17A shows a drive signal for the color modulation light valve, and FIG. 17B shows a drive signal for the luminance modulation light valve.
In FIG. 17, the control value 1 is input to the color modulation light valve every 1 count of the dot clock signal 1, and the horizontal synchronization signal 1 is activated every 4 counts of the dot clock signal 1 to 4 × 4. One screen of a color modulation light valve composed of 16 pixels is drawn. On the other hand, a control value 2 is input to the luminance modulation light valve every count of the dot clock signal 2, and the horizontal synchronization signal 2 is activated every 3 counts of the dot clock signal 2, and 3 × 3 9 pixels. One screen of the luminance modulation light valve consisting of is drawn.

上述したように、色変調ライトバルブを駆動するドットクロック信号1の周波数と、輝度変調ライトバルブを駆動するドットクロック信号2の周波数との比率が、16:9に設定されている。そのため、図17では、色変調ライトバルブにおける画面全体の描画時間と、輝度変調ライトバルブにおける画面全体の描画時間とが、略一致している。これにより、光路上で重なり合う各ライトバルブの画素に対する制御値を、略同時期に更新することが可能になる。したがって、動画表示を行う場合でも、制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することが可能になり、画像表示品質を低下させることがない。   As described above, the ratio between the frequency of the dot clock signal 1 that drives the color modulation light valve and the frequency of the dot clock signal 2 that drives the luminance modulation light valve is set to 16: 9. For this reason, in FIG. 17, the drawing time of the entire screen in the color modulation light valve and the drawing time of the entire screen in the luminance modulation light valve are substantially the same. This makes it possible to update the control values for the pixels of each light valve that overlap on the optical path at substantially the same time. Therefore, even when moving image display is performed, it is possible to prevent a temporary increase in luminance display due to a shift in the control value update timing, and image display quality is not deteriorated.

[第4実施形態]
次に、第4実施形態に係る画像表示装置の駆動方法について説明する。第4実施形態では、一方のライトバルブにおける画面の一部のみに画像を描画する場合に、他方のライトバルブと描画開始時期を略一致させて描画する。なお、第1実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
一般に、同じ画素数の色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブを採用すると、両ライトバルブのブラックストライプの干渉により、モアレが発生する場合がある。このモアレを解消するには、一方のライトバルブにおける画面の一部のみに画像を描画すればよいことが確認されている。すなわち、同じ画素数のライトバルブを採用した場合でも、一方のライトバルブにおける画面の一部のみに画像を描画することにより、異なる画素数のライトバルブとして使用するのである。
[Fourth Embodiment]
Next, a method for driving the image display apparatus according to the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, when an image is drawn on only a part of the screen of one light valve, the drawing is started with the other light valve substantially coincided with the drawing start time. Note that the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
In general, when a color modulation light valve and a luminance modulation light valve having the same number of pixels are employed, moire may occur due to interference of black stripes of both light valves. In order to eliminate this moire, it has been confirmed that an image should be drawn only on a part of the screen of one light valve. That is, even when a light valve having the same number of pixels is employed, an image is drawn only on a part of the screen of one light valve, so that it is used as a light valve having a different number of pixels.

図18は、各ライトバルブの描画領域の説明図である。本実施形態では、輝度変調ライトバルブにおける画面の一部(中央部)のみに画像を描画する。図18では、理解を容易にするため、色変調ライトバルブと輝度変調ライトバルブとの画素比を4:3とし、色変調ライトバルブにおいて4×4画素で構成された領域6個分を、輝度変調ライトバルブにおいて3×3画素で構成された領域6個分に対応させる。そして、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブに対して、略同時に描画を開始する。具体的には、色変調ライトバルブの描画領域の左上に位置するA画素と、輝度変調ライトバルブの描画領域の左上に位置するB画素とに対して、略同時に制御値を入力する。ここで、B画素の上側には描画されない(画像形成に関与しない)画素列が1列存在し、B画素の左側には描画されない画素が2個存在することに注目されたい。   FIG. 18 is an explanatory diagram of a drawing area of each light valve. In the present embodiment, an image is drawn only on a part (center) of the screen of the luminance modulation light valve. In FIG. 18, for easy understanding, the pixel ratio between the color modulation light valve and the luminance modulation light valve is 4: 3, and the luminance of the six regions of 4 × 4 pixels in the color modulation light valve is represented by luminance. The modulation light valve is made to correspond to 6 regions each composed of 3 × 3 pixels. Then, drawing is started almost simultaneously with the color modulation light valve and the luminance modulation light valve. Specifically, the control values are input substantially simultaneously to the A pixel located at the upper left of the drawing area of the color modulation light valve and the B pixel located at the upper left of the drawing area of the luminance modulation light valve. Here, it should be noted that there is one pixel column that is not drawn (not involved in image formation) above the B pixel, and there are two pixels that are not drawn on the left side of the B pixel.

図19は、水平方向の描画タイミングをとるため第4実施形態で生成する駆動信号の説明図である。なお、図19(a)が色変調ライトバルブに対する駆動信号等であり、図19(b)が輝度変調ライトバルブに対する駆動信号等である。本実施形態では、異なる画素数のライトバルブを使用する第3実施形態と同様に、各ライトバルブを駆動するドットクロック信号の周波数の比率を、各ライトバルブの描画領域の画素数(すなわち、制御値の入力により画像形成に関与する画素数)の比率に略一致させる。すなわち、色変調ライトバルブを駆動するドットクロック信号1の周波数と、輝度変調ライトバルブを駆動するドットクロック信号2の周波数との比率を、16:9にする。   FIG. 19 is an explanatory diagram of drive signals generated in the fourth embodiment to obtain horizontal drawing timing. FIG. 19A shows a driving signal for the color modulation light valve, and FIG. 19B shows a driving signal for the luminance modulation light valve. In the present embodiment, as in the third embodiment in which light valves having different numbers of pixels are used, the ratio of the frequency of the dot clock signal that drives each light valve is set to the number of pixels in the drawing area of each light valve (that is, control). The ratio of the number of pixels involved in image formation is substantially matched by the input of the value. That is, the ratio between the frequency of the dot clock signal 1 that drives the color modulation light valve and the frequency of the dot clock signal 2 that drives the luminance modulation light valve is set to 16: 9.

上述したように、輝度変調ライトバルブのB画素の左側には、描画されない画素が2個存在する。なお第3実施形態で述べたように、各画素に対する制御値の入力(描画)は、ドットクロック信号のカウントごとに行われる。そこで、輝度変調ライトバルブに対する水平同期信号2を、色変調ライトバルブに対する水平同期信号1より、ドットクロック信号の2カウント(DCLK)分だけ早く発生させる。これにより、色変調ライトバルブの画像形成に関与する制御値入力画素に対して、輝度変調ライトバルブの画像形成に関与する制御値入力画素を、2画素分進めることが可能になる。したがって、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの水平方向における描画開始時期を略一致させることができる。   As described above, there are two pixels that are not drawn on the left side of the B pixel of the luminance modulation light valve. As described in the third embodiment, the control value input (drawing) for each pixel is performed every time the dot clock signal is counted. Therefore, the horizontal synchronization signal 2 for the luminance modulation light valve is generated earlier by 2 counts (DCLK) of the dot clock signal than the horizontal synchronization signal 1 for the color modulation light valve. As a result, the control value input pixels involved in the image formation of the luminance modulation light valve can be advanced by two pixels with respect to the control value input pixels involved in the image formation of the color modulation light valve. Therefore, the drawing start times in the horizontal direction of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve can be made substantially coincident.

図20は、垂直方向の描画タイミングをとるため第4実施形態で生成する駆動信号の説明図である。上述したように、輝度変調ライトバルブのB画素の上側には、描画されない画素列が1列存在する。そこで、輝度変調ライトバルブの垂直同期信号2を、色変調ライトバルブの垂直同期信号1より、水平同期信号2の1H分だけ早く発生させる。これにより、色変調ライトバルブの画像形成に関与する制御値入力画素列に対して、輝度変調ライトバルブの画像形成に関与する制御値入力画素列を、1列分進めることが可能になる。したがって、色変調ライトバルブおよび輝度変調ライトバルブの垂直方向における描画開始時期を略一致させることができる。   FIG. 20 is an explanatory diagram of drive signals generated in the fourth embodiment in order to obtain the vertical drawing timing. As described above, there is one non-drawn pixel column above the B pixel of the luminance modulation light valve. Therefore, the vertical synchronization signal 2 of the luminance modulation light valve is generated earlier by 1H of the horizontal synchronization signal 2 than the vertical synchronization signal 1 of the color modulation light valve. Accordingly, it is possible to advance the control value input pixel column related to the image formation of the luminance modulation light valve by one column with respect to the control value input pixel column related to the image formation of the color modulation light valve. Therefore, the drawing start times in the vertical direction of the color modulation light valve and the luminance modulation light valve can be made substantially coincident.

そして、図19および図20に示す駆動信号を共に生成することにより、輝度変調ライトバルブにおける画面の一部のみに画像を描画する場合でも、色変調ライトバルブのA画素と輝度変調ライトバルブのB画素とに対して略同時に制御値を入力することができる。そして、各ライトバルブのドットクロック周波数の比率を、各ライトバルブの描画領域の画素数の比率に略一致させているので、色変調ライトバルブの描画領域と輝度変調ライトバルブの描画領域との描画タイミングを、水平方向および垂直方向に略一致させることができる。これにより、各ライトバルブの対応する画素において画像形成に関与する制御値が略同時期に更新されるので、動画表示を行う場合でも、画像形成に関与する制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を防止することが可能になる。したがって、画像表示品質を低下させることがない。   19 and 20 are generated together, even when an image is drawn only on a part of the screen of the luminance modulation light valve, the A pixel of the color modulation light valve and the B of the luminance modulation light valve. Control values can be input to the pixels substantially simultaneously. Since the ratio of the dot clock frequency of each light valve is substantially matched to the ratio of the number of pixels in the drawing area of each light valve, drawing between the drawing area of the color modulation light valve and the drawing area of the luminance modulation light valve Timing can be substantially matched in the horizontal and vertical directions. As a result, the control value related to image formation is updated at substantially the same time in the corresponding pixel of each light valve, so even when moving images are displayed, it is caused by a difference in the update timing of the control value related to image formation. It becomes possible to prevent a temporary increase in the luminance display. Therefore, the image display quality is not deteriorated.

なお、図19または図20に示す駆動信号のいずれか一方のみを生成して、各ライトバルブを駆動してもよい。この場合でも、色変調ライトバルブの描画領域と輝度変調ライトバルブの描画領域との描画タイミングが水平方向または垂直方向に概ね一致するので、画像形成に関与する制御値の更新時期のずれに起因する輝度表示の一時的な上昇を抑制することが可能になるからである。   Note that only one of the drive signals shown in FIG. 19 or FIG. 20 may be generated to drive each light valve. Even in this case, the drawing timings of the drawing area of the color modulation light valve and the drawing area of the luminance modulation light valve substantially coincide with each other in the horizontal direction or the vertical direction. This is because a temporary increase in luminance display can be suppressed.

[その他の変形例]
上記実施形態では、3板式のプロジェクタを例にして説明したが、単板式のプロジェクタに本発明を適用することも可能である。この単板式のプロジェクタは、光源、均一照明系、第1光変調素子、リレーレンズ、第2光変調素子および投射レンズを主として構成され、光源として白色光源を採用した場合には、第1光変調素子または第2光変調素子としての液晶ライトバルブにカラーフィルタが配設される。
[Other variations]
In the above embodiment, a three-plate projector has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a single-plate projector. This single-plate projector mainly comprises a light source, a uniform illumination system, a first light modulation element, a relay lens, a second light modulation element, and a projection lens. When a white light source is adopted as the light source, the first light modulation is performed. A color filter is disposed in a liquid crystal light valve as the element or the second light modulation element.

また、上記実施形態では、投射型表示装置を例にして説明したが、直視型表示装置に本発明を適用することも可能である。この直視型表示装置では、第2変調素子上で変調された画像光を直接見ることとなる。直視型表示装置は、明るい場所での鑑賞に適するという利点がある。   In the above embodiment, the projection display device has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a direct view display device. In this direct-view display device, the image light modulated on the second modulation element is directly viewed. The direct-view display device has an advantage that it is suitable for viewing in a bright place.

また、上記実施形態では、色変調ライトバルブで色変調された光に対し、輝度変調ライトバルブにて輝度変調を行うように構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブで輝度変調された光に対し、色変調ライトバルブにて色変調を行うように構成することもできる。また、輝度変調ライトバルブ及び色変調ライトバルブを用いて光の輝度を2段階に変調するように構成したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブを2セット用いて光の輝度を2段階に変調するように構成することもできる。   Further, in the above embodiment, the luminance modulation light valve is configured to perform luminance modulation on the light color-modulated by the color modulation light valve. However, the present invention is not limited to this, and the luminance modulation is performed by the luminance modulation light valve. The light may be configured to be color modulated by a color modulation light valve. In addition, the light intensity is modulated in two steps using the luminance modulation light valve and the color modulation light valve. However, the present invention is not limited to this, and the light luminance is divided into two steps using two sets of the luminance modulation light valves. It can also be configured to modulate.

また、上記実施形態では、光源10として白色光を射出する単体の光源を用い、この白色光をRGBの3原色の光に分光するようにしているが、これに限らず、RGBの3原色にそれぞれ対応した、赤色の光を射出する光源、青色の光を射出する光源及び緑色の光を射出する光源の3つの光源を用い、白色光を分光する手段を取り除いた構成としても良い。   In the above embodiment, a single light source that emits white light is used as the light source 10, and the white light is split into light of the three primary colors of RGB. However, the present invention is not limited to this, and the three primary colors of RGB are used. The light source that emits red light, the light source that emits blue light, and the light source that emits green light may be used, and the configuration for removing the white light may be removed.

また、上記実施形態では、液晶ライトバルブ60B,60G,60R、100としてアクティブマトリックス型の液晶表示素子を用いて構成したが、これに限らず、液晶ライトバルブ60B,60G,60R、100としてパッシブマトリックス型の液晶表示素子及びセグメント型の液晶表示素子を用いて構成することもできる。アクティブマトリックス型の液晶表示は、精密な階調表示ができるという利点があり、パッシブマトリックス型の液晶表示素子及びセグメント型の液晶表示素子は、安価に製造できるという利点を有する。   In the above embodiment, the liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R, 100 are configured using active matrix liquid crystal display elements. However, the present invention is not limited to this, and the liquid crystal light valves 60B, 60G, 60R, 100 are passive matrices. A liquid crystal display element of a type and a segment type liquid crystal display element can also be used. The active matrix type liquid crystal display has an advantage that precise gradation display can be performed, and the passive matrix type liquid crystal display element and the segment type liquid crystal display element have an advantage that they can be manufactured at low cost.

また、上記実施形態では、輝度変調ライトバルブまたは色変調ライトバルブを透過型の光変調素子である液晶パネルによって構成したが、これに限らず、DMD(Digital Micromirror Device)等の反射型の光変調素子で構成することもできる。   In the above embodiment, the luminance modulation light valve or the color modulation light valve is configured by a liquid crystal panel which is a transmission type light modulation element. However, the present invention is not limited to this, and reflective light modulation such as DMD (Digital Micromirror Device) is used. It can also be composed of elements.

また、リレーレンズと輝度変調ライトバルブとの間に、光の偏光状態を補償する偏光補償光学系を配設してもよい。偏光補償光学系としては、偏光補償機能を有する誘電体膜や、レクチファイアを用いた構成を採用することができる。   A polarization compensation optical system that compensates the polarization state of light may be disposed between the relay lens and the luminance modulation light valve. As the polarization compensation optical system, a configuration using a dielectric film having a polarization compensation function or a rectifier can be employed.

また、上記各実施の形態において、図5のフローチャートに示す処理を実行するにあたっては、図2のROM172にあらかじめ格納されている制御プログラムを実行する場合について説明したが、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラムをRAM174に読み込んで実行するようにしてもよい。   Further, in each of the embodiments described above, the case where the control program stored in advance in the ROM 172 of FIG. 2 is executed when executing the processing shown in the flowchart of FIG. 5 is not limited to this. The program may be read from the storage medium storing the program showing the procedure into the RAM 174 and executed.

ここで、記憶媒体とは、RAM、ROM等の半導体記憶媒体、FD、HD等の磁気記憶型記憶媒体、CD、CDV、LD、DVD等の光学的読取方式記憶媒体、MO等の磁気記憶型/光学的読取方式記憶媒体であって、電子的、磁気的、光学的等の読み取り方法のいかんにかかわらず、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体であれば、あらゆる記憶媒体を含むものである。   Here, the storage medium is a semiconductor storage medium such as RAM or ROM, a magnetic storage type storage medium such as FD or HD, an optical reading type storage medium such as CD, CDV, LD, or DVD, or a magnetic storage type such as MO. / Optical reading type storage media, including any storage media that can be read by a computer regardless of electronic, magnetic, optical, or other reading methods.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.

本発明に係る画像表示装置(プロジェクタ)の主たる光学構成図である。It is a main optical block diagram of the image display apparatus (projector) which concerns on this invention. 表示制御装置のハードウエア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a display control apparatus. 輝度変調ライトバルブの制御値登録テーブルのデータ構造図である。It is a data structure figure of the control value registration table of a brightness | luminance modulation light valve. 色変調ライトバルブの制御値登録テーブルのデータ構造図である。It is a data structure figure of the control value registration table of a color modulation light valve. 制御値の生成方法のフローチャートである。It is a flowchart of the production | generation method of a control value. トーンマッピング処理の説明図である。It is explanatory drawing of a tone mapping process. 色変調ライトバルブの透過率を仮決定する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of tentatively determining the transmittance | permeability of a color modulation light valve. 色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの各領域の透過率を算出する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of calculating the transmittance | permeability of each area | region of the luminance modulation light valve corresponding to each pixel of a color modulation light valve. 輝度変調ライトバルブの各画素の透過率を決定する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of determining the transmittance | permeability of each pixel of a brightness modulation light valve. 色変調ライトバルブの各画素の透過率を決定する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of determining the transmittance | permeability of each pixel of a color modulation light valve. 駆動制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a drive control part. 第1実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 1st Embodiment. 第1実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 1st Embodiment. 第2実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 2nd Embodiment. 第2実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 2nd Embodiment. 各ライトバルブの画素数の説明図である。It is explanatory drawing of the pixel number of each light valve. 第3実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 3rd Embodiment. 各ライトバルブの描画領域の説明図である。It is explanatory drawing of the drawing area | region of each light valve. 第4実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 4th Embodiment. 第4実施形態で生成する駆動信号の説明図である。It is explanatory drawing of the drive signal produced | generated in 4th Embodiment. 各ライトバルブの制御値および表示輝度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the control value of each light valve, and the time change of display luminance. 各ライトバルブの制御値および表示輝度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the control value of each light valve, and the time change of display luminance.

符号の説明Explanation of symbols

VSYNC1‥垂直同期信号 VSYNC2‥垂直同期信号   VSYNC1 Vertical sync signal VSYNC2 Vertical sync signal

Claims (9)

第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
前記第1光変調素子に対する垂直同期信号と、前記第2光変調素子に対する垂直同期信号とを同期させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
A method for driving an image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
A method for driving an image display device, comprising: synchronizing a vertical synchronization signal for the first light modulation element and a vertical synchronization signal for the second light modulation element, and inputting a control value to each of the light modulation elements .
第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
前記第1光変調素子に対する制御値の入力開始直前の水平同期信号と、前記第2光変調素子に対する制御値の入力開始直前の水平同期信号とを同期させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
A method for driving an image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
The horizontal synchronization signal immediately before the start of the input of the control value to the first light modulation element and the horizontal synchronization signal immediately before the start of the input of the control value to the second light modulation element are synchronized to control each of the light modulation elements. A method for driving an image display device, wherein:
第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置の駆動方法であって、
前記第1光変調素子に対するドットクロック信号の周波数と前記第2光変調素子に対するドットクロック信号の周波数との比率を、前記第1光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数と前記第2光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数との比率に略一致させて、前記各光変調素子に制御値を入力することを特徴とする画像表示装置の駆動方法。
A method for driving an image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
The ratio between the frequency of the dot clock signal for the first light modulation element and the frequency of the dot clock signal for the second light modulation element is defined as the number of pixels involved in image formation by inputting a control value in the first light modulation element. A driving method for an image display device, wherein a control value is input to each of the light modulation elements so as to substantially match a ratio with the number of pixels involved in image formation by inputting the control value in the second light modulation element. .
前記第1光変調素子の垂直方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の垂直方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する垂直同期信号および前記第2光変調素子に対する垂直同期信号を発生させることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置の駆動方法。   The control value input start time for the pixels involved in the image formation in the vertical direction of the first light modulation element is substantially the same as the control value input start time for the pixels involved in the image formation in the vertical direction of the second light modulation element. 4. The method of driving an image display device according to claim 3, wherein a vertical synchronization signal for the first light modulation element and a vertical synchronization signal for the second light modulation element are generated so as to match. 前記第1光変調素子の水平方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の水平方向における画像形成に関与する画素に対する制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する水平同期信号および前記第2光変調素子に対する水平同期信号を発生させることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置の駆動方法。   The input start time of control values for the pixels involved in image formation in the horizontal direction of the first light modulation element is substantially the input start time of control values for the pixels involved in image formation in the horizontal direction of the second light modulation element. 4. The method of driving an image display device according to claim 3, wherein a horizontal synchronization signal for the first light modulation element and a horizontal synchronization signal for the second light modulation element are generated so as to match. 第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、
前記第1光変調素子の垂直方向における制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の垂直方向における制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する垂直同期信号および前記第2光変調素子に対する垂直同期信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする画像表示装置。
An image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
The vertical synchronization with respect to the first light modulation element is such that the input start time of the control value in the vertical direction of the first light modulation element substantially coincides with the input start time of the control value in the vertical direction of the second light modulation element. An image display apparatus comprising: a drive control unit that generates a signal and a vertical synchronization signal for the second light modulation element.
第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、
前記第1光変調素子の水平方向における制御値の入力開始時期が、前記第2光変調素子の水平方向における制御値の入力開始時期と略一致するように、前記第1光変調素子に対する水平同期信号および前記第2光変調素子に対する水平同期信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする画像表示装置。
An image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
Horizontal synchronization with respect to the first light modulation element is such that the input start time of the control value in the horizontal direction of the first light modulation element substantially coincides with the input start time of the control value in the horizontal direction of the second light modulation element. An image display device comprising: a drive control unit that generates a signal and a horizontal synchronization signal for the second light modulation element.
第1光変調素子および第2光変調素子に制御値を入力して、光源からの光を変調することにより、画像を表示する画像表示装置であって、
前記第1光変調素子に対するドットクロック信号の周波数と前記第2光変調素子に対するドットクロック信号の周波数との比率を、前記第1光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数と前記第2光変調素子において制御値の入力により画像形成に関与する画素数との比率に略一致させて、前記各ドットクロック信号を発生させる駆動制御部を有することを特徴とする画像表示装置。
An image display device that displays an image by inputting control values to a first light modulation element and a second light modulation element and modulating light from a light source,
The ratio between the frequency of the dot clock signal for the first light modulation element and the frequency of the dot clock signal for the second light modulation element is defined as the number of pixels involved in image formation by inputting a control value in the first light modulation element. An image display apparatus, comprising: a drive control unit that generates the dot clock signals substantially in accordance with a ratio with the number of pixels involved in image formation by inputting a control value in the second light modulation element.
請求項6ないし8のいずれかに記載の画像表示装置と、
投射手段と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
An image display device according to any one of claims 6 to 8,
And a projector.
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