JP2011180521A - Image display device and image display method - Google Patents

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菜美 中野
Shuichi Kagawa
周一 香川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device capable of maintaining color balance of an image. <P>SOLUTION: The image display device includes a light source 1; an image display section 3 for modulating the light emitted by the light source 1 pixel by pixel and displaying the result of the modulation as an image; a light emission period control section 4 for determining light emission period which is the period corresponding to one when the light source 1 emits a light, pixel by pixel, based on input image data; a light emission amount detecting section 6 for detecting the amount of light emitted by the light source 1 as a detected light emission amount; a target light emitted amount calculating section 8 for calculating target light emitted amount, based on the light emission period and a predetermined reference-wave peak value; and a light source control section 5 for controlling the light source 1 so that the detected light emitted amount becomes the target light emitted amount. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光変調デバイスを用いる画像表示装置および画像表示方法に関する。   The present invention relates to an image display apparatus and an image display method using a light modulation device.

光変調デバイスとして単板のDMD(登録商標)(Digital Micromirror Device)を用いたDLP(登録商標)(Digital Light Processing)方式を採用する画像表示装置がある。DMD(登録商標)は画素ごとにミラーを備えており、このミラーの傾きにより、スクリーンへ光を反射するオン状態と、スクリーンへ光を反射しないオフ状態と、がある。DLP(登録商標)方式では、DMDのミラーの傾きを制御することにより反射率を制御して諧調を表現する。具体的には、時分割で照射された3原色(例えば、RGB(Red,Green,Blue))の光について、それぞれDMD(登録商標)の画素を構成するミラーのオン時間とオフ時間との比率(以下、オン/オフ時間比率という)を変えることにより明暗(濃淡)を表現する。   There is an image display apparatus that adopts a DLP (registered trademark) (Digital Light Processing) system using a single-plate DMD (registered trademark) (Digital Micromirror Device) as a light modulation device. DMD (registered trademark) includes a mirror for each pixel. Depending on the inclination of the mirror, there are an on state in which light is reflected on the screen and an off state in which light is not reflected on the screen. In the DLP (registered trademark) system, the tone is expressed by controlling the reflectance by controlling the tilt of the DMD mirror. Specifically, with respect to light of three primary colors (for example, RGB (Red, Green, Blue)) irradiated in a time division manner, the ratio of the on time and the off time of the mirrors constituting the DMD (registered trademark) pixels, respectively. By changing (hereinafter referred to as the ON / OFF time ratio), light and dark (light / dark) is expressed.

上述の方式では、画像データの大きさによらず各色の光源の発光量を一定とし、DMD(登録商標)のオン/オフ比率を変えることで画像の明暗を表現している。したがって、光源は、暗い画像を表示する場合には、表示すべき光は少ないにもかかわらず、明るい画像と同じように発光する。そのため、表示に不要な光(DMD(登録商標)によってスクリーンに反射する所望の光以外の光)が多くなりエネルギーの無駄が生じ、更には迷光が発生するという問題があった。   In the above-described method, the light intensity of each color light source is made constant regardless of the size of the image data, and the brightness of the image is expressed by changing the on / off ratio of DMD (registered trademark). Therefore, when displaying a dark image, the light source emits light in the same manner as a bright image, although there is little light to be displayed. Therefore, there is a problem that light unnecessary for display (light other than desired light reflected on the screen by DMD (registered trademark)) increases, energy is wasted, and stray light is generated.

この問題に対する改善策として、入力された各色の画像データに応じて、各色の光源に発光期間を割り当てることで、光源の発光を最小限に抑えて省エネを図るとともに、迷光を低減して画像のコントラスト増加を図る技術が開示されている(例えば、下記特許文献1参照)。   As an improvement measure for this problem, by assigning a light emission period to the light source of each color according to the input image data of each color, the light emission of the light source is minimized to save energy, and stray light is reduced to reduce the image. A technique for increasing the contrast is disclosed (for example, see Patent Document 1 below).

特開2008−281707号公報JP 2008-281707 A

しかしながら、上記従来の入力された画像データ(入力画像)に応じて発光時間を割り当てる技術によれば、発光期間を変化させる制御を行っているが、発光体の温度特性など、発光体素子がもつ特性を考慮していない。一方、発光体素子がもつ特性に起因して発光体が発する光の光量は一定でなく変動する可能性がある。そのため、発光期間を変えると制御目標とした発光量と実際の発光量とに差が生じ、制御目標とした発光量と実際の発光量とに差が生じ、色バランスの崩れが発生する、という問題があった。   However, according to the conventional technique for assigning the light emission time according to the input image data (input image), the light emission period is controlled, but the light emitter element has the temperature characteristics of the light emitter. Does not consider the characteristics. On the other hand, the amount of light emitted by the light emitter is not constant and may vary due to the characteristics of the light emitter element. Therefore, if the light emission period is changed, there is a difference between the light emission amount that is the control target and the actual light emission amount, and there is a difference between the light emission amount that is the control target and the actual light emission amount, and color balance is lost. There was a problem.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力画像に応じて発光期間を制御しつつ、映像の色バランスを保つことができる画像表示装置および画像表示方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an image display device and an image display method capable of maintaining a color balance of a video while controlling a light emission period according to an input image. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、1つ以上の色の光を射出する光源と、前記光源が射出した光を画素ごとに変調し、その変調結果を画像として表示する画像表示部と、入力される画像データに基づいて、前記画素ごとに、前記光源が光を射出する期間である発光期間を決定する発光期間制御部と、前記光源が射出した光の発光量を検出発光量として検出する発光量検出部と、前記発光期間および所定の基準波高値に基づいて、前記光源が射出する光の発光量の制御目標値である目標発光量を算出する目標発光量算出部と、前記検出発光量が前記目標発光量となるよう前記光源を制御する光源制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention modulates light emitted from one or more colors, light emitted from the light source for each pixel, and uses the modulation result as an image. An image display unit to display, a light emission period control unit that determines a light emission period that is a period during which the light source emits light for each pixel based on input image data, and emission of light emitted from the light source A light emission amount detection unit that detects the amount of light emitted as a detected light emission amount, and a target light emission that calculates a target light emission amount that is a control target value of the light emission amount of light emitted from the light source, based on the light emission period and a predetermined reference peak value And a light source control unit configured to control the light source so that the detected light emission amount becomes the target light emission amount.

本発明によれば、入力画像に応じて発光期間を制御しつつ、映像の色バランスを保つことができる、という効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to maintain the color balance of the video while controlling the light emission period according to the input image.

図1は、実施の形態1の画像表示装置の機能構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of the image display apparatus according to the first embodiment. 図2は、従来の画像表示装置の発光パターンと光変調デバイスの制御パターンの一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a light emission pattern of a conventional image display apparatus and a control pattern of a light modulation device. 図3−1は、発光体の発光期間内の全ての期間で光変調デバイスをオン状態とする例を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example in which the light modulation device is turned on in all periods within the light emission period of the light emitter. 図3−2は、光変調デバイスのオン期間を短くした例を示す図である。FIG. 3B is a diagram of an example in which the on period of the light modulation device is shortened. 図3−3は、光変調デバイスのオン期間を分散させる例を示す図である。FIG. 3-3 is a diagram illustrating an example in which the on periods of the light modulation device are dispersed. 図4は、発光期間制御部の内部構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration example of the light emission period control unit. 図5は、発光タイミング信号の一例を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the light emission timing signal. 図6は、発光体Rの発光期間制御信号の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light emission period control signal of the light emitter R. 図7は、目標発光量算出部8の内部構成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration example of the target light emission amount calculation unit 8. 図8は、波高生成部の内部構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an internal configuration example of the wave height generation unit. 図9は、光源制御部の内部構成例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an internal configuration example of the light source control unit. 図10は、光源制御部が生成する発光体ごとの発光駆動信号の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a light emission drive signal for each light emitter generated by the light source control unit. 図11は、実施の形態2の画像表示装置の機能構成例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration example of the image display apparatus according to the second embodiment. 図12は、実施の形態2の発光期間制御部の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the light emission period control unit of the second embodiment. 図13は、仮発光期間制御信号と発光期間制御信号の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a temporary light emission period control signal and a light emission period control signal.

以下に、本発明にかかる画像表示装置および画像表示方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of an image display device and an image display method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明にかかる画像表示装置の実施の形態1の機能構成例を示す図である。図1に示すように、本実施の形態の画像表示装置は、光源1,照明部2,画像表示部3,発光期間制御部4,光源制御部5,発光量検出部6,波高生成部7,目標発光量算出部8,基準波高記憶部9で構成される。また、光源1は、発光体R(Red)11,発光体G(Green)12,発光体B(Blue)13で構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of an image display apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image display apparatus according to the present embodiment includes a light source 1, an illumination unit 2, an image display unit 3, a light emission period control unit 4, a light source control unit 5, a light emission amount detection unit 6, and a wave height generation unit 7. , A target light emission amount calculation unit 8 and a reference wave height storage unit 9. The light source 1 includes a light emitter R (Red) 11, a light emitter G (Green) 12, and a light emitter B (Blue) 13.

発光期間制御部4は、入力される画像データを表示色ごとに分析し、光源1の各発光体(発光体R11,発光体G12,発光体B13)の発光のタイミングを決定し、発光体毎の発光期間制御信号を出力する。光源制御部5は発光期間制御部4より出力される発光期間制御信号と波高生成部7から出力される駆動波高値とを用いて発光量を決定し、光源1の発光体R11,発光体G12,発光体B13を各々発光させるための発光駆動信号を出力するとともに、各発光体の発光量を検出するために各発光体の発光期間を示す光検出期間信号を出力する。照明部2は、光源1から出射された照明光を、画像表示部3にほぼ均一に照射する。画像表示部3は、入力される画像データに基づいて画素ごとに照明光に対して変調を行い、表示画像を形成する。   The light emission period control unit 4 analyzes the input image data for each display color, determines the light emission timing of each light emitter (light emitter R11, light emitter G12, light emitter B13) of the light source 1, and for each light emitter. The light emission period control signal is output. The light source controller 5 determines the amount of light emission using the light emission period control signal output from the light emission period controller 4 and the driving wave height value output from the wave height generator 7, and the light emitter R 11 and light emitter G 12 of the light source 1. , A light emission drive signal for causing each of the light emitters B13 to emit light is output, and a light detection period signal indicating the light emission period of each light emitter is output in order to detect the light emission amount of each light emitter. The illumination unit 2 irradiates the image display unit 3 almost uniformly with illumination light emitted from the light source 1. The image display unit 3 modulates the illumination light for each pixel based on the input image data to form a display image.

また、目標発光量算出部8は、発光期間制御部4より出力される発光期間制御信号を用いて画像データに応じた制御目標となる目標発光量と発光期間の幅とを発光体ごとに算出する。発光量検出部6は、光源制御部5より出力される光検出期間信号に同期して発光体R11,発光体G12,発光体B13から出射された光を検出して、各発光体の発光量である検出値(検出量)を出力する。波高生成部7は発光量検出部6から出力された発光体ごとの検出量と目標発光量算出部8から出力された目標発光量が一致するような駆動波高値を生成する。   Further, the target light emission amount calculation unit 8 calculates a target light emission amount serving as a control target according to image data and a width of the light emission period for each light emitter using the light emission period control signal output from the light emission period control unit 4. To do. The light emission amount detection unit 6 detects light emitted from the light emitter R11, light emitter G12, and light emitter B13 in synchronization with the light detection period signal output from the light source control unit 5, and the light emission amount of each light emitter. The detection value (detection amount) is output. The wave height generation unit 7 generates a driving wave height value such that the detection amount for each illuminant output from the light emission amount detection unit 6 matches the target light emission amount output from the target light emission amount calculation unit 8.

以下、本実施の形態の画像表示装置が、画像表示部3の表示デバイスとしてDMD(登録商標)を用いた投射型の画像表示装置であるとして説明する。この場合、画像表示部3は、例えば、DMD(登録商標)と、スクリーンと、DMD(登録商標)により変調された光をスクリーンに投射する光学系と、で構成される。また、照明部2はDMD(登録商標)を照明するための光学系となる。   Hereinafter, the image display apparatus according to the present embodiment will be described as a projection-type image display apparatus using DMD (registered trademark) as a display device of the image display unit 3. In this case, the image display unit 3 includes, for example, a DMD (registered trademark), a screen, and an optical system that projects light modulated by the DMD (registered trademark) onto the screen. The illumination unit 2 is an optical system for illuminating DMD (registered trademark).

光源1が備える発光体R11、発光体G12および発光体B13としては、どのような発光体を用いてもよく、例えば、それぞれ赤、緑、青色の光を発するレーザやLED(Light Emitting Diode)等を用いることができる。   Any light emitter may be used as the light emitter R11, the light emitter G12, and the light emitter B13 included in the light source 1. For example, a laser or LED (Light Emitting Diode) that emits red, green, and blue light, respectively. Can be used.

DMD(登録商標)は、表示画像の画素数に対応した微小ミラーのオン時間とオフ時間との比率(オン/オフ時間比率)により各画素の明るさを制御し、画像を表示する。DMD(登録商標)を用いた従来の画像表示装置では光源の発光、DMD(登録商標)のオン/オフ時間は入力画像に係わらず常に同じ発光パターンで光源の発光体R、発光体Gおよび発光体Bを時系列で点灯させる。なお、以下では、DMD(登録商標)を光変調デバイスとして記載する。   DMD (registered trademark) displays the image by controlling the brightness of each pixel according to the ratio (on / off time ratio) between the on time and the off time of the micromirror corresponding to the number of pixels of the display image. In a conventional image display device using DMD (registered trademark), the light source emits light, and the DMD (registered trademark) on / off time always has the same light emission pattern regardless of the input image. Illuminate body B in chronological order. In the following, DMD (registered trademark) is described as an optical modulation device.

図2は、従来の画像表示装置の発光パターンと光変調デバイスの制御パターンの一例を示す図である。図2では、上から順に発光体R、発光体Gおよび発光体Bの発光パターンと、光変調デバイス(微小ミラー)の状態(制御パターン)と、を示している。また、図2の下方には、光変調デバイスの状態として、制御パターン(オン時間とオフ時間)を複数例示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a light emission pattern of a conventional image display apparatus and a control pattern of a light modulation device. In FIG. 2, the light emission patterns of the light emitter R, the light emitter G, and the light emitter B and the state (control pattern) of the light modulation device (micromirror) are shown in order from the top. In the lower part of FIG. 2, a plurality of control patterns (on time and off time) are illustrated as states of the light modulation device.

図2の下方では、最上段に明るい画像を表示する場合の光変調デバイスの制御パターンを示し、下段にいくほど、より暗い画像を表示する場合の光変調デバイスの制御パターンを示している。図2に示すように、従来の画像表示装置では、光源の発光体R、発光体Gおよび発光体Bを時分割の固定のパターンで発光期間tずつ順番に発光させる。そして、各発光体の発光期間t内の、光変調デバイスのオン時間の割合を制御することにより映像の明暗を表現している。光変調デバイスのオン時間が長いほど明るい画像になる。暗い画像を表現するときは光変調デバイスのオン時間を短くする。このような光変調デバイスの制御を画素ごと(微小ミラーごと)に行なうことにより、画像をスクリーンへ投影する。なお、図2では、簡単のため、画像を1画素とした例を示している。   In the lower part of FIG. 2, the control pattern of the light modulation device when a bright image is displayed at the top is shown, and the control pattern of the light modulation device when a darker image is displayed at the bottom. As shown in FIG. 2, in the conventional image display apparatus, the light emitter R, the light emitter G, and the light emitter B of the light source emit light in order by the light emission period t in a fixed time-division pattern. The brightness of the image is expressed by controlling the ratio of the on-time of the light modulation device within the light emission period t of each light emitter. The longer the on-time of the light modulation device, the brighter the image. When expressing a dark image, the on-time of the light modulation device is shortened. By controlling such a light modulation device for each pixel (for each minute mirror), an image is projected onto the screen. Note that FIG. 2 shows an example in which an image is one pixel for simplicity.

光変調デバイスがオフになると照明光はスクリーンへ投射されないため、オフ期間中の照明光は画像表示には利用されず、無駄なエネルギーの消費となってしまう。さらに、オフ期間中の照明光は迷光などのコントラスト低下の原因となる。このため、本実施の形態では、以下の述べるような発光期間の制御を行なうことによりオフ期間中の発光を停止し、エネルギーの消費量と迷光を低減させる。   Since the illumination light is not projected onto the screen when the light modulation device is turned off, the illumination light during the off period is not used for image display, and wasteful energy is consumed. Furthermore, illumination light during the off period causes a reduction in contrast such as stray light. For this reason, in the present embodiment, light emission during the off period is stopped by controlling the light emission period as described below, thereby reducing energy consumption and stray light.

つぎに、本実施の形態の発光期間の制御方法を説明する。図3−1〜図3−3は、本実施の形態の発光期間の制御パターンの例を示す図である。なお、本実施の形態では、1フレームごとに、各発光体へ同一の期間(発光割り当て期間)を割り当てておくこととし、発光体ごとに、自身に割り当てられた発光割り当て期間内で実際に発光する期間(発光期間)を決定するとする。なお、ここでは各発光体へ割り当てる発光割り当て期間の長さを固定とし、また発光体間で同一期間としているが、発光割り当て期間の長さを可変としてもよいし、発光体間で発光割り当て期間の長さを変えてもよい。また、図3−1〜図3−3では、簡単のため、1つの発光体(発光体R11,発光体G12,発光体B13のいずれか1つ)について発光期間を示し、画像を1画素として示している。   Next, a method for controlling the light emission period according to the present embodiment will be described. 3A to 3C are diagrams illustrating examples of control patterns for the light emission period according to the present embodiment. In this embodiment, the same period (light emission allocation period) is assigned to each light emitter for each frame, and each light emitter actually emits light within the light emission assignment period assigned to itself. Suppose that the period (light emission period) to be performed is determined. Here, the length of the light emission allocation period allocated to each light emitter is fixed and is the same period between the light emitters, but the length of the light emission allocation period may be variable, or the light emission allocation period between the light emitters. You may change the length. Also, in FIGS. 3-1 to 3-3, for the sake of simplicity, the light emission period is shown for one light emitter (any one of the light emitter R11, light emitter G12, and light emitter B13), and the image is one pixel. Show.

図3−1の例では、発光体の発光割り当て期間内の全ての期間で光変調デバイスをオン状態としている。このような状態の場合に、投影される画像の明るさが最大となる。これは従来の画像表示装置と同様である。   In the example of FIG. 3A, the light modulation device is turned on in all periods within the light emission allocation period of the light emitter. In such a state, the brightness of the projected image is maximized. This is the same as the conventional image display apparatus.

図3−2の例では、上段の(a)に、従来の方式により、図3−1より暗い画像を表現する場合の発光期間の制御パターンの例を示しており、下段の(b)に、本実施の形態の制御方法による発光期間の制御パターンの例を示している。図3−2の(a)のように、従来の方式では、発光期間は図3−1と同じとし、光変調デバイスのオン時間を図3−1の場合に比べ短くしている。これに対し、図3−2の(b)に示した本実施の形態の制御方法では、光変調デバイスのオン時間を(a)と同様に短くするとともに、光変調デバイスがオフとなる期間は発光体の発光を停止させ、光変調デバイスがオンとなる期間に発光させている。   In the example of FIG. 3-2, an example of the control pattern of the light emission period when an image darker than that of FIG. 3A is expressed by the conventional method is shown in the upper part (a), and in the lower part (b). The example of the control pattern of the light emission period by the control method of this Embodiment is shown. As shown in FIG. 3A, in the conventional method, the light emission period is the same as that in FIG. 3A and the on-time of the light modulation device is shorter than that in FIG. 3A. On the other hand, in the control method of the present embodiment shown in FIG. 3B, the ON time of the light modulation device is shortened similarly to (a), and the period during which the light modulation device is OFF is Light emission of the light emitter is stopped, and light is emitted during a period when the light modulation device is turned on.

図3−3は、1つの発光割り当て期間内で、光変調デバイスのオン期間を分散させるよう制御する例を示している。図3−3の上段の(a)では、従来の方式により制御する例を示し、図3−3の下段の(b)では、本実施の形態の制御方法による制御を行った例を示している。図3−3の(a)に示すように、光変調デバイスのオン時間を分散させる場合も、従来の方式では発光期間は図3−1の発光期間と同様である。これに対し、図3−3の(b)に示しように、本実施の形態では、光変調デバイスがオフとなる期間は発光体の発光を停止させ、光変調デバイスがオンとなる期間に発光させている。このように分散させて発光させることで、連続して発光させる場合に比べ、後述のように、発光期間の制御の際に保持するオン期間を制御する際の制御ビット数を削減することができる。   FIG. 3C illustrates an example in which control is performed so that the ON periods of the light modulation devices are dispersed within one light emission allocation period. The upper part (a) of FIG. 3-3 shows an example of control by the conventional method, and the lower part (b) of FIG. 3-3 shows an example of performing control by the control method of the present embodiment. Yes. As shown in FIG. 3A, when the on-time of the light modulation device is dispersed, the light emission period is the same as the light emission period of FIG. On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the present embodiment, light emission of the light emitter is stopped during the period when the light modulation device is turned off, and light emission is performed during the period when the light modulation device is turned on. I am letting. By dispersing and emitting light in this way, the number of control bits for controlling the ON period held in the control of the light emission period can be reduced as described later, compared to the case of continuously emitting light. .

以上の説明では、簡単のため画像を1画素として説明したが、複数画素の場合には、全画素について光変調デバイスがオフとなる期間に、発光体の発光を停止するようにすればよい。一般に、画像全体が暗い場合には全画素について光変調デバイスがオフとなる期間が増え、画像全体が明るい場合には全画素について光変調デバイスがオフとなる期間が減る。したがって、本実施の形態では、暗い画像の場合には、明るい画像の場合より発光を停止する期間が増える。このように、入力された画像データを分析し全画素で光変調デバイスをオフとする期間については発光体が発光しないように発光のタイミングを制御することで、最大の明るさを変えることなく、エネルギーの消費を抑えることができる。   In the above description, the image is described as one pixel for the sake of simplicity. However, in the case of a plurality of pixels, light emission of the light emitter may be stopped during a period in which the light modulation device is turned off for all pixels. In general, when the entire image is dark, the period during which the light modulation device is turned off increases for all pixels, and when the entire image is bright, the period during which the light modulation device is turned off for all pixels decreases. Therefore, in the present embodiment, in the case of a dark image, the period during which light emission is stopped increases compared to the case of a bright image. In this way, by analyzing the input image data and controlling the light emission timing so that the light emitter does not emit light for the period in which the light modulation device is turned off in all pixels, without changing the maximum brightness, Energy consumption can be reduced.

つぎに、本実施の形態の発光期間の制御方法について具体的に説明する。入力される画像データは、画素ごとの、色データR(x,y)、色データG(x,y)および色データB(x,y)の3種類のデータで構成されているとする。ここで、色データR(x,y)、色データG(x,y)および色データB(x,y)は、画像表示部3で形成される画像内の各画素に対応する、赤、緑、青色のそれぞれデータ値を示しており、x、yは当該データ値に対応する画素の画面内での位置(2次元の座標値)を表している。   Next, a method for controlling the light emission period of the present embodiment will be specifically described. The input image data is assumed to be composed of three types of data for each pixel: color data R (x, y), color data G (x, y), and color data B (x, y). Here, the color data R (x, y), the color data G (x, y), and the color data B (x, y) are red, corresponding to each pixel in the image formed by the image display unit 3. Data values of green and blue are respectively shown, and x and y represent positions (two-dimensional coordinate values) of pixels corresponding to the data values on the screen.

発光期間制御部4は、各色データに対応する発光体(色データR(x,y)については発光体R11、色データG(x,y)については発光体G12、色データB(x,y)については発光体B13)の発光のタイミングをそれぞれ決定し、当該発光タイミングを示す発光期間制御信号を光源制御部5および目標発光量算出部8に出力する。   The light emission period control unit 4 emits light emitters corresponding to each color data (light emitter R11 for color data R (x, y), light emitter G12 for color data G (x, y), and color data B (x, y). ), The light emission timing of the light emitter B13) is determined, and a light emission period control signal indicating the light emission timing is output to the light source control unit 5 and the target light emission amount calculation unit 8.

以下、発光期間制御部4について説明する。図4は、発光期間制御部4の内部構成例を示す図である。発光期間制御部4は、発光タイミング変換部41および制御信号生成部42で構成される。   Hereinafter, the light emission period control unit 4 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an internal configuration example of the light emission period control unit 4. The light emission period control unit 4 includes a light emission timing conversion unit 41 and a control signal generation unit 42.

発光タイミング変換部41は、入力された画像信号を、画素ごとに、色データ毎の発光タイミング信号に変換する。この変換は、たとえば各色データの値と対応する発光のタイミングとをあらかじめルックアップテーブルに記憶しておき、これを読み出し、読み出したタイミングに基づいて発光タイミング信号を生成することにより実施する。各色データの値に対応する発光タイミングは、光変調デバイスのオン/オフと連動しており、光変調デバイスをオンとする期間に発光し、光変調デバイスをオフとする期間は発光しないように決定する。したがって、発光のタイミングの算出方法は、従来の光変調デバイスのオン/オフの制御における光変調デバイスをオンとする期間を求める方法と同様の方法を用いることができる。   The light emission timing conversion unit 41 converts the input image signal into a light emission timing signal for each color data for each pixel. This conversion is performed, for example, by storing the value of each color data and the corresponding light emission timing in advance in a lookup table, reading this, and generating a light emission timing signal based on the read timing. The light emission timing corresponding to each color data value is linked with the on / off of the light modulation device, and is determined to emit light during the period when the light modulation device is turned on and not during the period when the light modulation device is turned off. To do. Therefore, the light emission timing calculation method can be the same as the method for obtaining the period during which the light modulation device is turned on in the conventional on / off control of the light modulation device.

また、ここで決定されるデータ毎の発光タイミング信号は、所定の期間(1フレームとする)に対応する信号とし、また、オン(発光)とオフ(発光停止)を表す2値化された信号とする。発光タイミング変換部41は、画素ごとの、各色データの発光タイミング信号を制御信号生成部42に出力する。   The light emission timing signal for each data determined here is a signal corresponding to a predetermined period (one frame), and a binarized signal indicating on (light emission) and off (light emission stop). And The light emission timing conversion unit 41 outputs a light emission timing signal of each color data for each pixel to the control signal generation unit 42.

なお、ここでは、ルックアップテーブルを用いて発光のタイミングを求めるようにしたが、これに限らず、たとえば、色データのデータ値に基づいて所定の算出式に基づいて発光のタイミングを決定する等、他の方法により発光タイミング信号を決定してもよい。   Here, the light emission timing is obtained using the look-up table. However, the present invention is not limited to this. For example, the light emission timing is determined based on a predetermined calculation formula based on the data value of the color data. The light emission timing signal may be determined by other methods.

図5を用いて、発光タイミング信号の一例を説明する。図5は、入力される画像データのデータ値を3ビットとした場合の発光制御の一例を示す図である。図5(a)は、入力される画像データの各ビットを#1(下位)〜#3(上位)としたときの映像信号の明るさを示している。この例では、3ビットのデータにより“0”〜“7”の8段階の明るさを表現できる。図5の(b)は、#1〜#3に対応する光変調デバイスのオン期間の一例を示している。   An example of the light emission timing signal will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of light emission control when the data value of input image data is 3 bits. FIG. 5A shows the brightness of the video signal when the bits of the input image data are # 1 (lower) to # 3 (upper). In this example, 8 levels of brightness from “0” to “7” can be expressed by 3-bit data. FIG. 5B shows an example of the on period of the light modulation devices corresponding to # 1 to # 3.

図5の(b)に示すように、入力される画像データのビットごとに、そのビットが“1”であった場合の1フレーム(1フレーム内のその発光体に割り当てられた発光割り当て期間)内のオン期間を定めておくとする。各ビットのオン期間は、そのビットの1つ下位のビットのオン期間の2倍となるようなオン期間とし、また、各ビットに対応するオン期間は互いに重ならないように定めておく。   As shown in FIG. 5B, for each bit of the input image data, one frame when the bit is “1” (light emission allocation period allocated to the light emitter in one frame). Suppose that the on-period is defined. The ON period of each bit is set to be an ON period that is twice the ON period of the bit lower than that bit, and the ON periods corresponding to each bit are determined so as not to overlap each other.

なお、図5の(b)は、一例であり、各ビットに対応するオン期間は、図5の(b)の例に限らず、1つ下位のビットのオン期間の2倍となるようなオン期間とし、また、1フレーム内で、各ビットに対応するオン期間が互いに重ならないように定めておけば、どのように定めてもよい。   FIG. 5B is an example, and the ON period corresponding to each bit is not limited to the example of FIG. 5B, and is twice as long as the ON period of the next lower bit. The ON period may be determined as long as the ON periods corresponding to the bits do not overlap each other within one frame.

図5(c)は、図5(b)のようにビットごとの発光期間を定めたおいた場合の、明るさ“0”〜“7”に対応する光変調デバイスのオン期間を示している。たとえば、明るさ“0”〜“7”にそれぞれ対応した連続したオン期間を1フレーム内で確保する場合には、明るさ“0”〜“7”の各段階に対応したオン期間のパターンをそれぞれ保持する必要がある。これに対し、本実施の形態では、図3−3で例示したような1フレーム内でオン期間を分散させる場合が生じるが、保持するオン期間のパターンは図5の(b)で示した3種類でよい。したがって、明るさ“0”〜“7”に応じた発光期間を確保しつつ、保持する発光のタイミングのパターンを削減することができる。なお、本実施の形態では、発光体の発光期間(オン期間)と光変調デバイスのオン期間は連動するため、発光体の発光期間は、図5(b)および図5の(c)と同様となり、明るさに応じて図5の(c)のいずれかが発光タイミング信号となる。   FIG. 5C shows the ON period of the light modulation device corresponding to the brightness “0” to “7” when the light emission period for each bit is determined as shown in FIG. . For example, when a continuous on period corresponding to each of brightness “0” to “7” is ensured in one frame, patterns of on periods corresponding to each stage of brightness “0” to “7” are set. Each must be retained. On the other hand, in this embodiment, the ON period may be distributed within one frame as illustrated in FIG. 3-3, but the pattern of the ON period to be retained is 3 shown in FIG. Kind is OK. Therefore, it is possible to reduce the pattern of the timing of light emission to be held while ensuring the light emission period corresponding to the brightness “0” to “7”. In the present embodiment, since the light emission period (on period) of the light emitter and the on period of the light modulation device are linked, the light emission period of the light emitter is the same as in FIG. 5 (b) and FIG. 5 (c). Depending on the brightness, any one of (c) in FIG. 5 becomes the light emission timing signal.

制御信号生成部42は、1フレーム内のデータ毎(画素ごと)の発光タイミング信号の論理和を色別に算出し、各色について発光期間制御信号を生成する。図6を用いて、発光期間制御信号の生成方法を説明する。図6は、画素数を4画素とした際の発光体R11の発光期間制御信号の一例を示す図である。   The control signal generation unit 42 calculates the logical sum of the light emission timing signals for each data (for each pixel) in one frame for each color, and generates a light emission period control signal for each color. A method for generating the light emission period control signal will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light emission period control signal of the light emitter R11 when the number of pixels is four.

図6(a)は、画像表示部3によって表示される映像と画素の関係を示している。ここでは、図6(a)に示すような、座標値(0,0)、(1,0)、(0,1),(1,1)の4画素で映像が構成されるとし、入力される各画素に対応する発光体R11の明るさが、それぞれR(0,0)=1、R(1,0)=0、R(0,1)=4、R(1,1)=4であったとして説明する。また、発光タイミング信号は、図5で説明したオン期間の決定方法に基づいて、生成されているとする。   FIG. 6A shows the relationship between video and pixels displayed by the image display unit 3. Here, as shown in FIG. 6A, it is assumed that an image is composed of four pixels of coordinate values (0, 0), (1, 0), (0, 1), and (1, 1). The brightness of the light emitter R11 corresponding to each pixel is R (0,0) = 1, R (1,0) = 0, R (0,1) = 4, R (1,1) = It will be described as being 4. Further, it is assumed that the light emission timing signal is generated based on the method for determining the on period described with reference to FIG.

発光体R11は、光変調デバイスがオンとなる期間のみ発光するので、各画素の発光タイミング信号は、図6の(b)のようになる。そして、図6の(b)に示した画素ごとの発光タイミング信号の論理和を算出すると図6の(c)のようになる。図6の(c)に示したような、全画素の発光タイミング信号の論理和を算出した信号が発光期間制御信号である。   Since the light emitter R11 emits light only during the period when the light modulation device is turned on, the light emission timing signal of each pixel is as shown in FIG. When the logical sum of the light emission timing signals for each pixel shown in FIG. 6B is calculated, the result is as shown in FIG. A signal obtained by calculating a logical sum of the light emission timing signals of all the pixels as shown in FIG. 6C is a light emission period control signal.

このように、発光期間制御信号を全画素の発光タイミング信号の論理和として算出することで、発光期間制御信号は全画素のうちいずれかが一度でも発光する期間を全て含んだ信号となる。すなわち、ここで生成される各色の発光期間制御信号は、色ごとに、全画素で光変調デバイスがオフとなる期間は、発光体を発光させないように決定された発光のタイミングを示す信号である。制御信号生成部42は、生成した各色の発光期間制御信号を光源制御部5および目標発光量算出部8に出力する。   Thus, by calculating the light emission period control signal as the logical sum of the light emission timing signals of all the pixels, the light emission period control signal is a signal including all the periods during which any one of the pixels emits light even once. That is, the light emission period control signal of each color generated here is a signal indicating the light emission timing determined so that the light emitter does not emit light during the period in which the light modulation device is turned off in all pixels for each color. . The control signal generation unit 42 outputs the generated light emission period control signal for each color to the light source control unit 5 and the target light emission amount calculation unit 8.

また、このように1フレーム内で発光期間を分散させるような発光のタイミングを許容する場合、図5の(b)に例示に示すように3種類の発光パターンの組み合わせによって、8段階の明るさが表現できる。つまり、8段階の明るさを表現する際に8種類の発光パターンを制御する必要はなく、3種類の発光パターンの制御でよくなり、制御ビット数(パターンを特定するために用いるビット数)を減らすことができる。   In addition, when the timing of light emission in which the light emission period is dispersed within one frame is allowed as described above, eight levels of brightness are obtained by combining three types of light emission patterns as illustrated in FIG. 5B. Can be expressed. In other words, it is not necessary to control eight types of light emission patterns when expressing eight levels of brightness, and control of three types of light emission patterns is sufficient, and the number of control bits (the number of bits used to specify the pattern) is set. Can be reduced.

以上のように、入力された画像データに基づいて全画素で光変調デバイスがオフとなる期間は発光しないように発光のタイミングを決定することで、各発光体の発光期間が各々必要最小限になるように制御することが可能となり、迷光の発生を低減することができる。   As described above, by determining the light emission timing so that light is not emitted during the period when the light modulation device is turned off in all pixels based on the input image data, the light emission period of each light emitter is minimized. Therefore, the generation of stray light can be reduced.

一方、レーザやLED等の発光体は、素子の温度変化によって発光強度が変化することがあり、また発光素子自体に発光量の個体差があること等から、安定した光量の光を得ることが困難である。その結果、発光期間を変化させるための発光期間制御信号を算出する際に目標とした発光量と実際の発光量とに差が生じる可能性がある。このような差が生じると、照明光の色バランスが変化して表示される映像に変色や着色が生じることがある。   On the other hand, light emitting bodies such as lasers and LEDs can change the intensity of light emission due to changes in the temperature of the element, and there are individual differences in the amount of light emission in the light emitting element itself. Have difficulty. As a result, there may be a difference between the target light emission amount and the actual light emission amount when calculating the light emission period control signal for changing the light emission period. When such a difference occurs, the color balance of the illumination light changes and the displayed image may be discolored or colored.

そのために、本実施の形態の画像表示装置では発光体R11、発光体G12、発光体B13のそれぞれから出射される照明光の光量を検出し、それぞれの実際の発光量が発光期間制御信号から算出した制御目標となる目標発光量と一致するように制御する。この制御により、映像に応じて発光期間を変調した場合でも発光期間の変動に依存せず映像の色バランスを一定に調整することができる。   For this purpose, the image display device according to the present embodiment detects the amount of illumination light emitted from each of the light emitter R11, the light emitter G12, and the light emitter B13, and calculates the actual light emission amount from the light emission period control signal. Control is performed so as to coincide with the target light emission amount that is the control target. With this control, even when the light emission period is modulated according to the video, the color balance of the video can be adjusted to be constant without depending on the fluctuation of the light emission period.

発光量検出部6は、後述する光源制御部5から出力される光検出期間信号に同期して発光体R11、発光体G12、発光体B13がそれぞれ発した光を検出し、1フレーム内で各発光体が発光した総発光量である検出量Sr、Sg、Sb(発光体R11、発光体G12、発光体B13にそれぞれ対応)を出力する。   The light emission amount detector 6 detects light emitted from the light emitter R11, light emitter G12, and light emitter B13 in synchronization with a light detection period signal output from the light source controller 5 described later, and detects each light within one frame. Detection amounts Sr, Sg, and Sb (corresponding to the light emitter R11, light emitter G12, and light emitter B13, respectively), which are the total light emission amounts emitted from the light emitter, are output.

発光量検出部6は、光源制御部5より出力される発光体ごとの光検出期間信号に基づいて各発光体を区別する。具体的には、発光量検出部6は、光検出期間信号に基づいて光発光体ごとの発光期間を認識する。そして、認識した発光期間ごとに、その発光光期間に対応する発光体がその発光期間で発光しているとして、1フレーム内で各発光体が発光した総発光量を求める。そのため、発光量検出部6は、各発光体の発光を検出するセンサを複数備える必要がなく、発光体R11、発光体G12および発光体B13の光を検出可能な位置にセンサを1つ設置することで各発光体の発光を検出できる。なお、これに限らず、発光量検出部6は、発光体ごとに発光を検出するセンサを備えるようにしてもよい。   The light emission amount detection unit 6 distinguishes each light emitter based on the light detection period signal for each light emitter output from the light source control unit 5. Specifically, the light emission amount detection unit 6 recognizes the light emission period for each light emitter based on the light detection period signal. Then, for each recognized light emission period, the total amount of light emitted by each light emitter within one frame is obtained assuming that the light emitter corresponding to that light emission period emits light during that light emission period. Therefore, the light emission amount detection unit 6 does not need to include a plurality of sensors for detecting the light emission of each light emitter, and one sensor is installed at a position where the light from the light emitter R11, the light emitter G12, and the light emitter B13 can be detected. Thus, the light emission of each light emitter can be detected. However, the present invention is not limited thereto, and the light emission amount detection unit 6 may include a sensor that detects light emission for each light emitter.

基準波高記憶部9は、各発光体の基準となる波高値を記憶しており、記憶している波高値を基準波高値として目標発光量算出部8へ出力する。本実施の形態では、発光体ごとに射出する光の波高値を一定とし、発光期間を画像データに応じて調整することで発光量を最適な値に制御している。したがって、各発光体を発光させるための波高値は、例えば画像表示装置の製造時に色バランスの調整を行った際に決定する。基準波高記憶部9は、色バランスの調整の際に、色バランス調整後に発光量検出部6のセンサにて検出された各発光体の検出波高値を基準波高値として記憶する。   The reference wave height storage unit 9 stores a wave height value serving as a reference for each light emitter, and outputs the stored wave height value to the target light emission amount calculation unit 8 as a reference wave height value. In the present embodiment, the light emission amount is controlled to an optimum value by making the peak value of light emitted for each light emitter constant and adjusting the light emission period according to the image data. Therefore, the crest value for causing each light emitter to emit light is determined, for example, when the color balance is adjusted when the image display device is manufactured. The reference wave height storage unit 9 stores the detected wave height value of each light emitter detected by the sensor of the light emission amount detection unit 6 after the color balance adjustment as the reference wave height value when adjusting the color balance.

目標発光量算出部8は、発光期間制御部4から出力された発光体毎の発光期間制御信号と基準波高記憶部9から出力される発光体毎の基準波高値とに基づいて、制御目標となる各発光体の目標発光量を求め、目標発光量を波高生成部7へ出力する。また、目標発光量算出部8は、目標発光量の算出時に、同時に算出される発光期間の幅も波高生成部7へ出力する。   Based on the emission period control signal for each illuminant output from the light emission period control unit 4 and the reference peak value for each illuminant output from the reference wave height storage unit 9, the target light emission amount calculation unit 8 The target light emission amount of each light emitter is calculated, and the target light emission amount is output to the wave height generation unit 7. In addition, the target light emission amount calculation unit 8 outputs the width of the light emission period calculated at the same time to the wave height generation unit 7 when calculating the target light emission amount.

以下、目標発光量算出部8について詳細に説明する。図7は、目標発光量算出部8の内部構成例を示す図である。目標発光量算出部8は、発光期間算出部81と発光量算出部82で構成されている。   Hereinafter, the target light emission amount calculation unit 8 will be described in detail. FIG. 7 is a diagram illustrating an internal configuration example of the target light emission amount calculation unit 8. The target light emission amount calculation unit 8 includes a light emission period calculation unit 81 and a light emission amount calculation unit 82.

発光期間算出部81は発光期間制御部4から出力された各色の発光期間制御信号に基づいて、1フレーム内での各発光体の発光期間の幅(発光期間が分散している場合には、各々の発光期間を加算した幅)を算出し、算出した発光期間の幅を発光量算出部82および波高生成部7へ出力する。なお発光期間の幅は、たとえば、図6の(c)の場合には、t+4t=5tとなるが、時間の単位ではなく最小の期間(たとえば図6の(c)の場合のt)を1単位とした数値(図6の(c)の場合は“5”)により表現してもよい。   Based on the light emission period control signal of each color output from the light emission period control unit 4, the light emission period calculation unit 81 is the width of the light emission period of each light emitter within one frame (if the light emission periods are dispersed, The width obtained by adding the light emission periods) is calculated, and the calculated width of the light emission period is output to the light emission amount calculation unit 82 and the wave height generation unit 7. The width of the light emission period is, for example, t + 4t = 5t in the case of (c) in FIG. 6, but the minimum period (for example, t in FIG. 6 (c)) is 1 instead of the unit of time. The unit may be expressed by a numerical value (“5” in the case of FIG. 6C).

発光量算出部82は、発光体ごとに、発光期間算出部81から出力された発光期間の幅と基準波高値と、に基づいて制御目標となる目標発光量を算出する。目標発光量は、たとえば、発光期間の幅×基準波高値として算出する。なお、発光期間の幅と目標発光量の関係を予め求めておきテーブルとして保持し、そのテーブルを参照して目標発光量を求めるテーブル参照方式としても良い。   The light emission amount calculation unit 82 calculates a target light emission amount serving as a control target for each light emitter based on the width of the light emission period output from the light emission period calculation unit 81 and the reference peak value. The target light emission amount is calculated as, for example, the width of the light emission period × the reference peak value. A table reference method may be used in which the relationship between the width of the light emission period and the target light emission amount is obtained in advance and stored as a table, and the target light emission amount is obtained by referring to the table.

このように、本実施の形態では、入力される画像データに応じて発光期間の幅および発光量を算出するため、制御目標となる目標発光量は、画像データに応じた発光量として求めることができる。   As described above, in this embodiment, since the width of the light emission period and the light emission amount are calculated according to the input image data, the target light emission amount serving as a control target can be obtained as the light emission amount according to the image data. it can.

波高生成部7は、発光量検出部6から出力された各発光体の検出量Sr、Sg、Sbが、それぞれ対応する目標発光量と一致するように駆動波高値を決定する。本実施の形態では発光期間は入力画像データに基づいて最適になるように決定されているため、波高値を補正することで目標発光量と一致するようにする。なお、これに限らず、波高値を補正する代りに、検出量Sr、Sg、Sbがそれぞれ対応する目標発光量と一致するように発光期間を補正するようにしてもよい。   The wave height generation unit 7 determines the driving wave height value so that the detection amounts Sr, Sg, and Sb of the respective light emitters output from the light emission amount detection unit 6 respectively match the corresponding target light emission amounts. In the present embodiment, since the light emission period is determined to be optimal based on the input image data, the peak value is corrected so as to match the target light emission amount. However, the present invention is not limited to this, and instead of correcting the peak value, the light emission period may be corrected so that the detected amounts Sr, Sg, Sb match the corresponding target light emission amounts.

以下、波高生成部7について説明する。図8は、波高生成部7の内部構成例を示す図である。波高生成部7は差分算出部71、波高値算出部72および駆動波高値変換部73で構成される。   Hereinafter, the wave height generation unit 7 will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating an internal configuration example of the wave height generation unit 7. The pulse height generation unit 7 includes a difference calculation unit 71, a peak value calculation unit 72, and a driving peak value conversion unit 73.

差分算出部71は、発光体ごとに、目標発光量および検出量に基づいて発光量の差分を求め、発光量の差分を波高値算出部72へ出力する。発光量の差分は、検出量−目標発光量として算出することができる。波高値算出部72は差分算出部71から出力された発光量の差分に相当する差分波高値を算出し、差分波高値を駆動波高値変換部73へ出力する。差分波高値は、目標発光量算出部8から出力された発光期間の幅と差分算出部71から出力された発光量の差分とに基づいて、以下の式(1)に基づいて算出することができる。
差分波高値=発光量の差分/発光期間の幅 …(1)
The difference calculation unit 71 obtains a difference in light emission amount based on the target light emission amount and the detection amount for each light emitter, and outputs the difference in light emission amount to the peak value calculation unit 72. The difference in the light emission amount can be calculated as the detection amount−the target light emission amount. The peak value calculation unit 72 calculates a differential peak value corresponding to the difference in light emission amount output from the difference calculation unit 71 and outputs the differential peak value to the driving peak value conversion unit 73. The difference peak value can be calculated based on the following formula (1) based on the width of the light emission period output from the target light emission amount calculation unit 8 and the difference between the light emission amounts output from the difference calculation unit 71. it can.
Difference peak value = difference in light emission amount / width of light emission period (1)

駆動波高値変換部73は、差分波高値に基づいて、発光体を発光させるための電流の大きさを表す駆動波高値を求める。補正値算出部72が算出した差分波高値はセンサの検出量に基づいて求められた差分波高値である。発光体の発光を制御するためには、このセンサの検出量より求めた差分波高値を、発光体を発光させる電流の大きさを表す駆動波高値へ変換しなければならい。この変換は、例えば、差分波高値に対応する発光体を発光させるための電流の大きさをあらかじめ求めておきテーブルとして保持し、そのテーブルを読み出すことで差分波高値を差分駆動波高値に変換することにより実施する。   The driving peak value converter 73 obtains a driving peak value representing the magnitude of the current for causing the light emitter to emit light based on the differential peak value. The differential peak value calculated by the correction value calculation unit 72 is a differential peak value obtained based on the detection amount of the sensor. In order to control the light emission of the light emitter, the differential peak value obtained from the detection amount of the sensor must be converted into a drive peak value indicating the magnitude of the current that causes the light emitter to emit light. In this conversion, for example, the magnitude of the current for causing the light emitter corresponding to the differential peak value to emit light is obtained in advance and held as a table, and the differential peak value is converted into the differential driving peak value by reading the table. To implement.

また、駆動波高値変換部73は、各発光体を発光させる基準の電流の大きさとなる基準駆動波高値を記憶しており、差分駆動波高値に基準駆動波高値を加算した値を駆動波高値として出力する。基準駆動波高値としては、例えば画像表示装置の製造時において色バランスの調整を行った直後の各発光体へ入力される制御信号の波高値(駆動波高値)をそれぞれ用いる。   In addition, the driving peak value conversion unit 73 stores a reference driving peak value that is a magnitude of a reference current for causing each light emitter to emit light, and a value obtained by adding the reference driving peak value to the differential driving peak value is a driving peak value. Output as. As the reference driving peak value, for example, the peak value (driving peak value) of the control signal input to each light emitter immediately after the color balance adjustment at the time of manufacturing the image display device is used.

光源制御部5は、発光期間制御部4から出力される発光体ごとの発光期間制御信号と波高生成部7から出力される発光体ごとの駆動波高値とに基づいて、発光体ごとに、発光駆動信号を出力する。また、光源制御部5は、発光体ごとの発光期間制御信号に同期して各発光体の発光期間を示す光検出期間信号を出力する。   The light source controller 5 emits light for each light emitter based on the light emission period control signal for each light emitter output from the light emission period controller 4 and the driving wave height value for each light emitter output from the wave height generator 7. A drive signal is output. The light source control unit 5 outputs a light detection period signal indicating the light emission period of each light emitter in synchronization with the light emission period control signal for each light emitter.

以下、光源制御部5について説明する。図9は、光源制御部5の内部構成例を示す図である。光源制御部5は、発光駆動信号生成部51と光検出期間信号生成部52で構成されている。   Hereinafter, the light source control unit 5 will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating an internal configuration example of the light source control unit 5. The light source control unit 5 includes a light emission drive signal generation unit 51 and a light detection period signal generation unit 52.

発光駆動信号生成部51は、発光期間制御部4から出力される発光体ごとの発光期間制御信号と波高生成部7から出力される発光体ごとの駆動波高値とに基づいて、発光体ごとに、発光期間制御信号に示される発光期間の間の波高値が波高生成部7から出力される駆動波高値となるよう発光駆動信号(発光体R11,発光体G12,発光体B13にそれぞれ対応して発光駆動信号R,発光駆動信号G,発光駆動信号Bとする)を生成する。発光駆動信号生成部51は、発光駆動信号R、発光駆動信号Gおよび発光駆動信号Bは、対応する発光体(発光体R11,発光体G12,発光体B13)へそれぞれ出力する。すなわち、生成された各発光駆動信号の波高が各発光体の発光の波高値を制御するような値となっており、各発光駆動信号の波高の変化によって各発光体の発光の波高を変化させることで、発光体ごとに、1フレーム内で発された総発光量が対応する発光体毎の目標発光量に一致するよう制御する。   The light emission drive signal generation unit 51 is provided for each light emitter based on the light emission period control signal for each light emitter output from the light emission period controller 4 and the drive peak value for each light emitter output from the wave height generator 7. The light emission drive signals (corresponding to the light emitter R11, the light emitter G12, and the light emitter B13, respectively) so that the peak value during the light emission period indicated in the light emission period control signal becomes the drive peak value output from the wave height generator 7. A light emission drive signal R, a light emission drive signal G, and a light emission drive signal B). The light emission drive signal generation unit 51 outputs the light emission drive signal R, the light emission drive signal G, and the light emission drive signal B to the corresponding light emitters (light emitter R11, light emitter G12, light emitter B13). That is, the generated wave height of each light emission driving signal is a value that controls the light emission wave height value of each light emitting body, and the light emission wave height of each light emitting body is changed by the change in the wave height of each light emission driving signal. Thus, for each light emitter, control is performed so that the total light emission amount emitted in one frame matches the target light emission amount for each corresponding light emitter.

一例として駆動波高値を一定とした際の光源制御部5が制御する各発光体R、G、Bの1フレームの発光波形(発光駆動信号)を、図10を用いて説明する。図10は、光源制御部5が生成する発光体ごとの発光駆動信号の一例を示す図である。図10では、上から順に、発光駆動信号R、発光駆動信号G、発光駆動信号B、光変調デバイスの状態、をそれぞれ示している。   As an example, a light emission waveform (light emission drive signal) of one frame of each of the light emitters R, G, and B controlled by the light source controller 5 when the drive peak value is constant will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a light emission drive signal for each light emitter generated by the light source control unit 5. In FIG. 10, the light emission drive signal R, the light emission drive signal G, the light emission drive signal B, and the state of the light modulation device are shown in order from the top.

図10に示すように、1フレームを、時分割で発光体ごとに割り当てられた発光割り当て期間(サブフレーム)10r,10g,10bに分割する。各発光体は、最大の明るさで表示する場合には、各々発光割り当て期間10r,10g,10b内で常に発光する。図10の例では、各発光体は、発光割り当て期間10r,10g,10bのうち点線で示した期間は発光していない。また、発光駆動信号R、発光駆動信号G、発光駆動信号Bの高さ(オフ期間(発光しない期間)の信号の値とオン期間(発光する期間)の信号の値の差)が、駆動波高値を示している。   As shown in FIG. 10, one frame is divided into light emission assignment periods (subframes) 10r, 10g, and 10b assigned to each light emitter in a time division manner. Each light emitter always emits light within the light emission allocation periods 10r, 10g, and 10b when displaying at the maximum brightness. In the example of FIG. 10, each light emitter does not emit light during the period indicated by the dotted line in the light emission allocation periods 10r, 10g, and 10b. Further, the heights of the light emission drive signal R, the light emission drive signal G, and the light emission drive signal B (the difference between the value of the signal in the off period (non-light emission period) and the value of the signal in the on period (light emission period)) are the drive waves. It shows a high price.

発光駆動信号生成部51は、以上のように、発光期間制御部4から出力された各発光体の発光期間制御信号に基づいて発光駆動信号R,発光駆動信号G,発光駆動信号Bを生成し、発光駆動信号R,発光駆動信号G,発光駆動信号Bをそれぞれ対応する発光体R11,発光体G12,発光体B13へ出力する。   As described above, the light emission drive signal generation unit 51 generates the light emission drive signal R, the light emission drive signal G, and the light emission drive signal B based on the light emission period control signal output from the light emission period control unit 4. The light emission drive signal R, the light emission drive signal G, and the light emission drive signal B are output to the corresponding light emitter R11, light emitter G12, and light emitter B13, respectively.

光検出期間信号生成部52は、各発光体の発光期間制御信号を、発光駆動信号生成部51から出力される発光駆動信号と同期するようにタイミングを調整し、発光体ごとに発光期間を示す光検出期間信号として発光量検出部6に出力する。   The light detection period signal generator 52 adjusts the timing so that the light emission period control signal of each light emitter is synchronized with the light emission drive signal output from the light emission drive signal generator 51, and indicates the light emission period for each light emitter. The light emission amount detection unit 6 outputs the light detection period signal.

なお、本実施の形態では、光変調デバイスとしてDMD(登録商標)を用いる場合を説明したが、オン期間とオフ期間の比率による明るさを決定する光変調デバイスであれば、これに限らず他の光変調デバイスを用いてもよい。   In this embodiment, the case where DMD (registered trademark) is used as the light modulation device has been described. However, the present invention is not limited to this as long as it is a light modulation device that determines the brightness according to the ratio between the on period and the off period. Alternatively, the light modulation device may be used.

なお、本実施の形態では、入力画像に応じた発光期間の制御方法として、光変調デバイスのオン期間に同期して発光期間を制御(光変調デバイスのオフ期間で各発光体を発光させない)する方法について説明したが、入力画像に応じた発光期間の制御方法であれば、これに限らず他の方法を用いてもよい。たとえば、入力画像の明るさに応じて各色に割当る発光割り当て期間の長さを変える等の方法としてもよい。その場合、発光期間制御信号は、その制御方法に基づいた発光期間を示す信号として生成する。   In the present embodiment, as a method of controlling the light emission period according to the input image, the light emission period is controlled in synchronization with the on period of the light modulation device (each light emitter is not caused to emit light during the light modulation device off period). Although the method has been described, any other method may be used as long as it is a method for controlling the light emission period according to the input image. For example, a method of changing the length of the light emission allocation period allocated to each color according to the brightness of the input image may be used. In that case, the light emission period control signal is generated as a signal indicating the light emission period based on the control method.

なお、本実施の形態では、カラー画像を表示することを前提に、光源1として色の異なる3種類の発光体を用いる例を示したが、単色の光源の場合にも本実施の形態の動作を適用してもよい。その場合、1フレームを発光体ごとに分割する必要はなく、フレーム内を発光期間および発光量を本実施の形態の各発光体についての制御方法と同様に制御すればよい。   In the present embodiment, an example is shown in which three types of light emitters having different colors are used as the light source 1 on the assumption that a color image is displayed. However, the operation of the present embodiment is also performed in the case of a monochromatic light source. May be applied. In that case, it is not necessary to divide one frame for each light emitter, and the light emission period and light emission amount in the frame may be controlled in the same manner as the control method for each light emitter in this embodiment.

このように、本実施の形態の画像表示装置では、入力される画像データに基づいて各発光体の発光期間を定め、発光量検出部6が各発光体の発光量を検出し、目標発光量算出部8が発光期間と基準波高値に基づいて目標発光量を求め、光源制御部5が、検出した発光量と目標発光量が一致するよう発光体を制御するようにした。そのため、映像に応じて算出した目標発光量となるように発光量を精度良く制御することができ、発光期間の変動に依存せず映像の色バランスを一定に調整することが可能となる。   As described above, in the image display device according to the present embodiment, the light emission period of each light emitter is determined based on the input image data, the light emission amount detector 6 detects the light emission amount of each light emitter, and the target light emission amount. The calculation unit 8 obtains the target light emission amount based on the light emission period and the reference peak value, and the light source control unit 5 controls the light emitter so that the detected light emission amount matches the target light emission amount. For this reason, the light emission amount can be accurately controlled so as to be the target light emission amount calculated according to the video, and the color balance of the video can be adjusted to be constant without depending on the fluctuation of the light emission period.

さらに、本実施の形態では、映像表示を行なわない期間については、各発光体を発光させないようにした。そのため、入力された画像が明るいときは各発光体の発光期間は長く、暗いときは短くなり、このように各発光体に映像に応じて発光しない消灯期間を設けることで、常時点灯しているものと比べると消費電力を低減させ、また迷光を減らすことができコントラストの低下を抑制できる。   Further, in the present embodiment, the light emitters are prevented from emitting light during a period in which video display is not performed. For this reason, when the input image is bright, the light emission period of each light emitter is long, and when it is dark, the light emission period is short. Thus, each light emitter is always lit by providing a light extinction period that does not emit light according to the image. Power consumption can be reduced and stray light can be reduced as compared with conventional ones, and a reduction in contrast can be suppressed.

実施の形態2.
図11は本発明にかかる実施の形態2の画像表示装置の機能構成例を示す図である。本実施の形態の画像表示装置は、実施の形態1の画像表示装置の発光期間制御部4を発光期間制御部4aに代える以外は実施の形態1の画像表示装置と同様である。実施の形態1と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態1と同一の符号を付して説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration example of the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention. The image display apparatus according to the present embodiment is the same as the image display apparatus according to the first embodiment except that the light emission period control unit 4 of the image display apparatus according to the first embodiment is replaced with a light emission period control unit 4a. Components having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted.

実施の形態1では、発光期間制御部4が、入力の画像データに応じて色ごとに全画素で光変調デバイスがオフとなる期間で発光体を発光させないように発光のタイミングを決定した。本実施の形態では、この発光期間に下限値(最小幅)を設け、入力の画像データに応じて求めた発光期間が下限値以下となる場合には、発光期間を下限値となるよう決定する。   In the first embodiment, the light emission period control unit 4 determines the light emission timing so that the light emitter does not emit light in the period in which the light modulation device is turned off in all pixels for each color according to the input image data. In the present embodiment, a lower limit value (minimum width) is provided in the light emission period, and when the light emission period obtained according to the input image data is equal to or lower than the lower limit value, the light emission period is determined to be the lower limit value. .

入力の画像データに応じて発光期間を制御した場合、暗い画像等では発光体の発光期間を短くすることができる。一方、発光期間がある程度以上短い場合、発光量検出部6により検出される光量が不十分となり、回路ノイズなどの外乱の影響を受けやすく、正確な発光量の検出が困難になる。この問題を回避するために本実施の形態では、発光期間に最小幅を設け、画像データより算出された発光期間が最小幅以下の場合には最小幅を発光期間とするように構成する。最小幅は、たとえば、回路ノイズ等の影響が実用上問題ない程度の期間としてあらかじめ設定しておく。このように常に一定幅以上の発光期間とすることで、発光量検出部6では発光期間の変動に依存せず、発光量を精度良く検出することができる。なお、最小幅については、発光体ごとに異なる値を用いてもよいし、発光体によらず同一の値を用いてもよい。   When the light emission period is controlled according to the input image data, the light emission period of the light emitter can be shortened in a dark image or the like. On the other hand, when the light emission period is short to some extent, the light amount detected by the light emission amount detection unit 6 becomes insufficient, and is easily affected by disturbances such as circuit noise, making it difficult to accurately detect the light emission amount. In order to avoid this problem, in this embodiment, a minimum width is provided in the light emission period, and when the light emission period calculated from the image data is equal to or smaller than the minimum width, the minimum width is set as the light emission period. The minimum width is set in advance as a period in which the influence of circuit noise or the like is not problematic in practice. In this way, by always setting the light emission period to a certain width or more, the light emission quantity detection unit 6 can accurately detect the light emission quantity without depending on the fluctuation of the light emission period. As for the minimum width, a different value may be used for each light emitter, or the same value may be used regardless of the light emitter.

図12は、本実施の形態の発光期間制御部4aの構成例を示す図である。発光期間制御部4aは、発光タイミング変換部41、制御信号生成部42、発光期間計算部43および発光期間制御信号決定部44で構成される。発光タイミング変換部41および制御信号生成部42は、実施の形態1と同様であり、入力の画像データを色データ毎の発光タイミング信号に変換し、そのデータ毎の発光タイミング信号を1フレーム内で論理和を色ごとに算出し、画像データに応じた発光期間制御信号を発光体ごとに生成する。本実施の形態では、この発光期間制御信号を仮発光期間制御信号とする。   FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the light emission period control unit 4a according to the present embodiment. The light emission period control unit 4 a includes a light emission timing conversion unit 41, a control signal generation unit 42, a light emission period calculation unit 43, and a light emission period control signal determination unit 44. The light emission timing conversion unit 41 and the control signal generation unit 42 are the same as in the first embodiment, convert input image data into a light emission timing signal for each color data, and the light emission timing signal for each data within one frame. A logical sum is calculated for each color, and a light emission period control signal corresponding to the image data is generated for each light emitter. In this embodiment, this light emission period control signal is used as a temporary light emission period control signal.

発光期間計算部43は、仮発光期間制御信号に従って1フレーム中の各発光体の発光期間を算出し、発光期間制御信号決定部44へ出力する。なお、ここでは、1フレーム内を3つの発光割り当て期間に分割し、発光体ごとに異なる発光割り当て期間を割り当てているとする。   The light emission period calculation unit 43 calculates the light emission period of each light emitter in one frame according to the provisional light emission period control signal and outputs the light emission period control signal determination unit 44 to the light emission period control signal determination unit 44. Here, it is assumed that one frame is divided into three light emission allocation periods, and different light emission allocation periods are allocated to the respective light emitters.

発光期間制御信号決定部44は、発光期間の下限値である最小幅を保持しており、発光期間計算部43より出力された発光体ごとの発光期間と最小幅を比較し、発光期間が最小幅より大きい発光体については、制御信号生成部42から出力された対応する発光体の仮発光期間制御信号をそのまま発光期間制御信号として出力する。   The light emission period control signal determination unit 44 holds the minimum width that is the lower limit value of the light emission period, and compares the light emission period for each light emitting body output from the light emission period calculation unit 43 with the minimum width. For light emitters larger than the small width, the provisional light emission period control signal of the corresponding light emitter output from the control signal generator 42 is output as it is as the light emission period control signal.

一方、発光期間制御信号決定部44は、発光期間計算部43より出力された発光期間が最小幅以下の発光体については、その発光体の仮発光期間制御信号が示す発光期間を含み、かつ合計の発光期間が最小幅となり、かつ発光期間が当該発光割り当て期間内となるように仮発光期間制御信号を修正し、修正後の信号を発光期間制御信号として出力する。たとえば、仮発光期間制御信号が示す発光期間と発光の開始点を一致させ、発光期間が最小幅となるよう仮発光期間制御信号を修正する、または、仮発光期間制御信号が示す発光期間の中心と修正後の発光期間の中心が一致するような最小幅の発光期間となるよう修正する、などの方法が考えられるが、これらに限らず、仮発光期間制御信号が示す発光期間を含み発光期間の幅が最小幅となり、発光期間が当該発光割り当て期間内となるような修正方法であれば、どのような方法でもよい。   On the other hand, the light emission period control signal determination unit 44 includes the light emission periods indicated by the temporary light emission period control signal of the light emitters for which the light emission period output from the light emission period calculation unit 43 is less than the minimum width, The temporary light emission period control signal is corrected so that the light emission period becomes the minimum width and the light emission period falls within the light emission allocation period, and the corrected signal is output as the light emission period control signal. For example, the light emission period indicated by the temporary light emission period control signal is matched with the light emission start point, and the temporary light emission period control signal is corrected so that the light emission period has the minimum width, or the center of the light emission period indicated by the temporary light emission period control signal And the light emission period including the light emission period indicated by the temporary light emission period control signal is not limited thereto. As long as the correction method is such that the width is the minimum width and the light emission period is within the light emission allocation period, any method may be used.

ここで、発光期間が最小幅となる場合の発光のタイミングについて図13を用いて説明する。図13は、仮発光期間制御信号と発光期間制御信号の一例を示す図である。図13の(a)は仮発光期間制御信号を示し、図13の(b)は、図13の(a)に示した仮発光期間制御信号を修正した後の発光期間制御信号を示している。ここでは、例として最小幅が5tとして説明する。   Here, the timing of light emission when the light emission period has the minimum width will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a temporary light emission period control signal and a light emission period control signal. 13A shows a temporary light emission period control signal, and FIG. 13B shows a light emission period control signal after the temporary light emission period control signal shown in FIG. 13A is corrected. . Here, a description will be given assuming that the minimum width is 5t as an example.

図13(a)のような仮発光期間制御信号の場合、発光期間計算部43より出力される発光期間は4tとなる。発光期間制御信号決定部44は、仮発光期間制御信号の発光期間4tは発光期間の最小幅5t以下であるため、発光期間を5tと決定し、図13(a)の仮発光期間制御信号が示す発光のタイミングを含み発光期間が5tとなるよう発光のタイミングを修正し、図13の(b)に示すような発光期間制御信号を生成する。ここでは、仮発光期間制御信号の発光期間の開始点を修正後の発光期間とあわせるように修正している。   In the case of the temporary light emission period control signal as shown in FIG. 13A, the light emission period output from the light emission period calculator 43 is 4t. The light emission period control signal determination unit 44 determines that the light emission period is 5t because the light emission period 4t of the temporary light emission period control signal is equal to or less than the minimum width 5t of the light emission period, and the temporary light emission period control signal in FIG. The light emission timing is corrected so that the light emission period becomes 5t including the light emission timing shown in FIG. 13, and a light emission period control signal as shown in FIG. 13B is generated. Here, the start point of the light emission period of the temporary light emission period control signal is corrected to match the corrected light emission period.

一方、発光期間制御信号決定部44が、最小幅とするために延長した発光期間である超過分発光期間は、仮発光期間制御信号が示す発光期間を超えるので、映像には用いない発光期間となる。したがって、発光期間制御信号決定部44が、発光期間を最小幅となるよう修正する際には、1フレーム(1発光割り当て期間)内で同一色の発光期間が分散している場合、図13の(b)に示したように短い発光期間ができるだけ長くなるように、かつ間欠発光の間(発光期間と発光期間の間の発光しない期間)ができるだけ短くなるように発光のタイミングを決めることが望ましい。このように発光期間が長く、かつ連続するように発光のタイミングを決定することで、間欠発光を行なう場合にも回路ノイズなどの外乱の影響を受けにくくなる。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態1と同様である。   On the other hand, the excess light emission period, which is the light emission period extended by the light emission period control signal determination unit 44 to be the minimum width, exceeds the light emission period indicated by the temporary light emission period control signal, Become. Therefore, when the light emission period control signal determination unit 44 corrects the light emission period to have the minimum width, if the light emission periods of the same color are dispersed within one frame (one light emission allocation period), FIG. As shown in (b), it is desirable to determine the timing of light emission so that the short light emission period is as long as possible, and so that the interval between intermittent light emission (the period of no light emission between the light emission period and the light emission period) is as short as possible. . Thus, by determining the light emission timing so that the light emission period is long and continuous, even when intermittent light emission is performed, it is less likely to be affected by disturbances such as circuit noise. The operations of the present embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment.

このように、本実施の形態の画像表示装置では、各発光体の発光期間に最小幅を設け、入力される画像データによって決定される発光期間が最小幅より短い場合には、発光期間を最小幅に修正するようにした。そのため、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、実施の形態1に比べ回路ノイズなどの外乱の影響を受けにくく、より正確な発光量の検出ができる。したがって、入力の画像データに基づく発光期間が少ない場合にも、発光量をより精度良く制御することができ、発光期間の変動に依存せず映像の色バランスを一定に調整することができる。   Thus, in the image display device according to the present embodiment, the light emission period of each light emitter is provided with a minimum width, and the light emission period is maximized when the light emission period determined by the input image data is shorter than the minimum width. Modified to narrow. Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the light emission amount can be detected more accurately than the first embodiment because it is less susceptible to disturbances such as circuit noise. Therefore, even when the light emission period based on the input image data is short, the light emission amount can be controlled with higher accuracy, and the color balance of the video can be adjusted to be constant without depending on the fluctuation of the light emission period.

以上のように、本発明にかかる画像表示装置および画像表示方法は、光変調デバイスを用いる画像表示装置に有用であり、特に、光変調デバイスとしてDMD(登録商標)を用いる画像表示装置に適している。   As described above, the image display apparatus and the image display method according to the present invention are useful for an image display apparatus using a light modulation device, and are particularly suitable for an image display apparatus using DMD (registered trademark) as a light modulation device. Yes.

1 光源
2 照明部
3 画像表示部
4,4a 発光期間制御部
5 光源制御部
6 発光量検出部
7 波高生成部
8 目標発光量算出部
9 基準波高記憶部
11 発光体R
12 発光体G
13 発光体B
41 発光タイミング変換部
42 制御信号生成部
43 発光期間計算部
44 発光期間制御信号決定部
51 発光駆動信号生成部
52 光検出期間信号生成部
71 差分算出部
72 波高値算出部
73 駆動波高値変換部
81 発光期間算出部
82 発光量算出部
10r,10g,10b 発光割り当て期間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Illumination part 3 Image display part 4, 4a Light emission period control part 5 Light source control part 6 Light emission amount detection part 7 Wave height generation part 8 Target light emission amount calculation part 9 Reference | standard wave height memory | storage part 11 Light emitter R
12 Light emitter G
13 Light emitter B
41 light emission timing conversion unit 42 control signal generation unit 43 light emission period calculation unit 44 light emission period control signal determination unit 51 light emission drive signal generation unit 52 light detection period signal generation unit 71 difference calculation unit 72 wave height value calculation unit 73 drive wave height value conversion unit 81 Light emission period calculation unit 82 Light emission amount calculation unit 10r, 10g, 10b Light emission allocation period

Claims (14)

1つ以上の色の光を射出する光源と、
前記光源が射出した光を画素ごとに変調し、その変調結果を画像として表示する画像表示部と、
入力される画像データに基づいて、前記画素ごとに、前記光源が光を射出する期間である発光期間を決定する発光期間制御部と、
前記光源が射出した光の発光量を検出発光量として検出する発光量検出部と、
前記発光期間および所定の基準波高値に基づいて、前記光源が射出する光の発光量の制御目標値である目標発光量を算出する目標発光量算出部と、
前記検出発光量が前記目標発光量となるよう前記光源を制御する光源制御部と、
を備えることを特徴とする画像表示装置。
A light source that emits light of one or more colors;
An image display unit that modulates light emitted from the light source for each pixel and displays the modulation result as an image;
A light emission period control unit that determines a light emission period, which is a period during which the light source emits light, for each pixel, based on input image data;
A light emission amount detection unit that detects the light emission amount of the light emitted from the light source as a detection light emission amount;
A target light emission amount calculation unit that calculates a target light emission amount that is a control target value of the light emission amount of light emitted from the light source, based on the light emission period and a predetermined reference peak value;
A light source control unit that controls the light source so that the detected light emission amount becomes the target light emission amount;
An image display device comprising:
前記画像表示部は、
前記画像データに基づいて、前記画素ごとに、前記光源が射出した光を画像として表示する状態である表示状態と前記光源が射出した光を画像として表示しない状態である非表示状態との比率を決定し、前記比率に基づいて自身を前記表示状態または前記非表示状態とするよう制御することにより前記光源が射出した光を変調する光変調部、
を備えることとし、
前記発光期間制御部は、前記光変調部が前記表示状態となる期間を前記発光期間として決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。
The image display unit
Based on the image data, for each pixel, a ratio between a display state in which the light emitted from the light source is displayed as an image and a non-display state in which the light emitted from the light source is not displayed as an image. A light modulator that modulates the light emitted by the light source by determining and controlling itself to be in the display state or the non-display state based on the ratio;
With
The light emission period control unit determines a period during which the light modulation unit is in the display state as the light emission period.
The image display apparatus according to claim 1.
前記光変調部を前記画素に対応した微小ミラーを備えた反射型画像表示素子であり、前記反射型画像表示素子の微小ミラーの傾きにより前記表示状態と前記非表示状態を決める、
ことを特徴とする請求項2に記載の画像表示装置。
The light modulation unit is a reflection type image display element including a minute mirror corresponding to the pixel, and the display state and the non-display state are determined by inclination of the minute mirror of the reflection type image display element.
The image display device according to claim 2.
前記光源は、
互いに異なる色の光を射出する複数の発光体、
を備え、
前記発光期間制御部は、前記画像データに基づいて、前記発光体ごとに前記発光期間を決定し、
前記発光量検出部は、前記発光体ごとに前記検出発光量を検出し、
前記目標発光量算出部は、前記発光体ごとに前記目標発光量を算出し、
前記光源制御部は、前記発光体ごとに前記検出発光量が前記目標発光量となるよう制御する、
ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の画像表示装置。
The light source is
A plurality of light emitters that emit light of different colors,
With
The light emission period control unit determines the light emission period for each of the light emitters based on the image data,
The light emission amount detection unit detects the detected light emission amount for each of the light emitters,
The target light emission amount calculation unit calculates the target light emission amount for each of the light emitters,
The light source control unit controls the detected light emission amount to be the target light emission amount for each of the light emitters;
The image display device according to claim 1, 2, or 3.
前記発光体ごとに、所定の期間を複数の発光割り当て期間に分割し、前記発光体ごとに異なる前記発光割り当て期間を割り当てることとし、
前記発光期間制御部は、前記発光体ごとに割り当てられた発光割り当て期間内で前記発光期間を決定する、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像表示装置。
For each of the light emitters, a predetermined period is divided into a plurality of light emission assignment periods, and the light emission assignment periods different for each of the light emitters are assigned.
The light emission period control unit determines the light emission period within a light emission allocation period allocated to each light emitter;
The image display device according to claim 4.
前記画像データのデータ値を表現するビットごとに、そのビットが1の値である場合に前記発光割り当て期間内で前記光源が光を射出する期間であるビット単位発光期間を定めておき、
前記発光期間制御部は、ビットごとに前記ビット単位発光期間を保持し、前記画像データのデータ値の値が1となるビットに対応する前記ビット単位発光期間の全ビットについての論理和を前記発光期間とする、
ことを特徴とする請求項5に記載の画像表示装置。
For each bit representing the data value of the image data, a bit unit emission period, which is a period during which the light source emits light within the emission allocation period when the bit is a value of 1, is determined.
The light emission period control unit holds the bit unit light emission period for each bit, and performs a logical OR operation on all bits of the bit unit light emission period corresponding to a bit having a data value of 1 in the image data. Period
The image display device according to claim 5.
前記発光期間制御部は、前記発光体ごとに、前記所定の期間内の前記画像データに基づいて決定した前記発光期間が所定の最小値以下の場合に、前記所定の期間内の前記発光期間を前記最小値とするよう前記発光期間を再決定する、
ことを特徴とする請求項4、5または6に記載の画像表示装置。
The light emission period control unit determines the light emission period within the predetermined period when the light emission period determined based on the image data within the predetermined period is equal to or less than a predetermined minimum value for each of the light emitters. Re-determining the emission period to be the minimum value;
The image display device according to claim 4, 5 or 6.
前記発光期間制御部は、
前記発光体ごとにかつ画素ごとに、画像データから所定の規則に基づいてその画素でその前記発光体が発光すべき期間を示す発光タイミング信号を生成する発光タイミング変換部と、
前記発光体ごとに、前記画素ごとの前記発光タイミング信号に基づいて前記発光期間を示す発光期間制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備えることを特徴とする請求項4、5または6に記載の画像表示装置。
The light emission period controller is
A light emission timing conversion unit that generates a light emission timing signal indicating a period during which the light emitter should emit light in the pixel based on a predetermined rule from the image data for each light emitter and for each pixel;
A control signal generation unit that generates a light emission period control signal indicating the light emission period based on the light emission timing signal for each pixel, for each of the light emitters;
The image display apparatus according to claim 4, 5 or 6.
前記発光期間制御部は、
前記発光体ごとにかつ画素ごとに、画像データから所定の規則に基づいてその画素でその前記発光体が発光すべき期間を示す発光タイミング信号を生成する発光タイミング変換部と、
前記発光体ごとに、前記画素ごとの前記発光タイミング信号に基づいて前記発光期間を示す仮発光期間制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記発光体ごとに、前記仮発光期間制御信号に基づいて前記所定の期間所定の前記発光期間であるフレーム内発光期間を算出する発光期間計算部と、
前記フレーム内発光期間が前記最小値以下の場合に、前記仮発光期間制御信号に基づいて前記所定の期間内の前記発光期間を前記最小値とするよう発光期間制御信号を決定する発光期間制御信号決定部と、
を備えることを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。
The light emission period controller is
A light emission timing conversion unit that generates a light emission timing signal indicating a period during which the light emitter should emit light in the pixel based on a predetermined rule from the image data for each light emitter and for each pixel;
A control signal generation unit that generates a temporary light emission period control signal indicating the light emission period based on the light emission timing signal for each pixel, for each of the light emitters;
A light emission period calculation unit that calculates an intra-frame light emission period that is the predetermined light emission period based on the temporary light emission period control signal for each of the light emitters;
A light emission period control signal that determines a light emission period control signal so that the light emission period within the predetermined period is set to the minimum value based on the temporary light emission period control signal when the light emission period within the frame is equal to or less than the minimum value. A decision unit;
The image display apparatus according to claim 7, further comprising:
前記制御信号生成部は、前記発光期間制御信号を、前記画素ごとの前記発光タイミング信号の、全画素についての論理和として生成する、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の画像表示装置。
The control signal generation unit generates the light emission period control signal as a logical sum of all the pixels of the light emission timing signal for each pixel.
The image display device according to claim 8, wherein the image display device is an image display device.
前記目標発光量算出部は、
前記発光体ごとに、前記発光期間制御信号に基づいて、1フレーム内の前記発光期間を算出する発光期間算出部と、
前記発光体ごとに、前記発光期間と前記基準波高値に基づいて前記目標発光量を算出する目標発光量算出部と、
を備えることを特徴とする請求項8、9または10に記載の画像表示装置。
The target light emission amount calculation unit
A light emission period calculation unit that calculates the light emission period in one frame based on the light emission period control signal for each light emitter;
A target light emission amount calculation unit for calculating the target light emission amount based on the light emission period and the reference peak value for each of the light emitters;
The image display apparatus according to claim 8, comprising:
前記発光体ごとに、前記目標発光量と前記発光量の差分を求める差分算出部と、
前記発光体ごとに、前記差分を波高値の差分である波高値差分に変換する波高値算出部と、
前記発光体ごとに、前記波高値差分を前記光源の射出する光量を制御するための電流の大きさを表す駆動波高値へ変換する駆動波高値変換部と、
を備える波高生成部、
をさらに備え、
前記光源制御部は、前記駆動波高値に基づいて前記光源を制御する、
ことを特徴とする請求項11に記載の画像表示装置。
For each of the light emitters, a difference calculation unit for obtaining a difference between the target light emission amount and the light emission amount;
For each of the light emitters, a peak value calculation unit that converts the difference into a peak value difference that is a difference in peak values;
A driving peak value conversion unit that converts the peak value difference into a driving peak value that represents the magnitude of current for controlling the amount of light emitted from the light source for each of the light emitters;
A wave height generator comprising:
Further comprising
The light source control unit controls the light source based on the driving peak value;
The image display device according to claim 11.
前記光源制御部は、
前記発光体ごとに、前記発光期間制御信号に基づいて前記発光期間を求め、前記発光期間の波高値が、前記駆動波高値となる発光駆動信号を生成する発光駆動信号生成部と、
前記発光期間制御信号に基づいて、発光体ごとの前記発光期間を示す光検出期間信号を生成する光検出期間信号生成部と、
を備え、
前記発光量検出部は、前記光検出期間信号に基づいて、前記検出発光量を検出する、
ことを特徴とする請求項12に記載の画像表示装置。
The light source controller is
A light emission drive signal generation unit that determines the light emission period based on the light emission period control signal for each light emitter, and generates a light emission drive signal in which the peak value of the light emission period becomes the drive peak value;
A light detection period signal generation unit that generates a light detection period signal indicating the light emission period for each light emitter based on the light emission period control signal;
With
The light emission amount detection unit detects the detected light emission amount based on the light detection period signal.
The image display device according to claim 12.
入力される画像データに基づいて、前記画素ごとに、光源が光を射出する期間である発光期間を決定する発光期間制御ステップと、
前記発光期間および所定の基準波高値に基づいて、光源が射出する光の発光量の制御目標値である目標発光量を算出する目標発光量算出ステップと、
1つ以上の色の光を光源が射出する射出ステップと、
前記射出ステップで射出した光を画素ごとに変調し、その変調結果を画像として表示する画像表示ステップと、
前記射出ステップで射出された光の発光量を検出量として検出する発光量検出ステップと、
前記検出量が前記目標発光量となるよう前記射出ステップで射出する光の光量を制御する光量制御ステップと、
を含むことを特徴とする画像表示方法。
A light emission period control step for determining a light emission period, which is a period during which the light source emits light, for each pixel based on input image data;
A target light emission amount calculating step of calculating a target light emission amount, which is a control target value of the light emission amount of light emitted from the light source, based on the light emission period and a predetermined reference peak value;
An emission step in which the light source emits light of one or more colors;
An image display step of modulating the light emitted in the emission step for each pixel and displaying the modulation result as an image;
A light emission amount detection step for detecting the light emission amount of the light emitted in the emission step as a detection amount;
A light amount control step for controlling the light amount of light emitted in the emission step so that the detected amount becomes the target light emission amount;
An image display method comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014126640A (en) * 2012-12-26 2014-07-07 Nippon Seiki Co Ltd Light source control device for vehicle, and image projection device for vehicle
JP2014126733A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Nippon Seiki Co Ltd Display device

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