JP2014021143A - Image display device - Google Patents

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Shoji Ichimasa
昭司 一政
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve moving image visibility (liquid crystal response) to display a bright image when displaying an image by using a liquid crystal element without performing impulse type display.SOLUTION: An image display device 1000 includes: a light source 527 that has a variable light emission rate; a liquid crystal element 100 that receives light from the light source, and has a variable transmission/reflection rate that is a transmission rate or a reflection rate when transmitting or reflecting the light; and control means 501 and 601 for controlling the light emission rate of the light source and the transmission/reflection rate of the liquid crystal element so that target gradation can be obtained in a display image formed by light from the liquid crystal element. The control means switches between a first state where the transmission/reflection rate of the liquid crystal element is higher than the light emission rate of the light source, and a second state where the transmission/reflection rate of the liquid crystal element is lower than the light emission rate of the light source, for each frame of the image.

Description

本発明は、プロジェクタや直視型ディスプレイ等の画像表示装置に関し、特に液晶パネルを表示素子として用いる画像表示装置に関する。   The present invention relates to an image display device such as a projector or a direct-view display, and more particularly to an image display device using a liquid crystal panel as a display element.

上記のような画像表示装置では、光源から光が入射する透過型液晶パネルや反射型液晶パネルの各画素の透過率や反射率(以下、これらをまとめて透過/反射率という)を制御することで表示画像の画素ごとに目標階調が得られる。   In the image display device as described above, the transmittance and reflectance of each pixel of the transmissive liquid crystal panel and the reflective liquid crystal panel in which light is incident from the light source (hereinafter collectively referred to as transmission / reflectance) are controlled. Thus, a target gradation is obtained for each pixel of the display image.

特許文献1には、光量調節用の液晶パネルと画像形成用の液晶パネルとを2つ重ねで用い、これら2つの液晶パネルの対応画素ごとに目標階調が得られるように透過/反射率を制御できるようにした画像表示装置が開示されている。この画像表示装置では、光量調節用液晶パネルをその液晶応答波形が鋸歯状になるように駆動して、画像形成用液晶パネルに入射する光量をコントロールすることで、表示画像の画素が点滅するインパルス型表示を行い、動画視認性を向上させている。   In Patent Document 1, two liquid crystal panels for adjusting the amount of light and two liquid crystal panels for image formation are used in an overlapping manner, and the transmittance / reflectance is set so that a target gradation can be obtained for each corresponding pixel of these two liquid crystal panels. An image display device that can be controlled is disclosed. In this image display device, the light quantity adjustment liquid crystal panel is driven so that its liquid crystal response waveform is sawtooth-shaped, and the amount of light incident on the image forming liquid crystal panel is controlled, whereby the impulse of the pixels of the display image blinks. A mold display is used to improve the visibility of the video.

特開2008−015289号公報JP 2008-015289 A

しかしながら、特許文献1にて開示された画像表示装置では、インパルス型表示を行うことで、実質的な表示画像の明るさを低下させてしまっているという問題がある。   However, the image display device disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the brightness of the display image is substantially reduced by performing the impulse-type display.

本発明は、インパルス型表示を行うことなく、動画視認性(液晶応答性)向上させつつ、明るい画像を表示できるようにした画像表示装置を提供する。   The present invention provides an image display device capable of displaying a bright image while improving moving image visibility (liquid crystal responsiveness) without performing impulse-type display.

本発明の一側面としての画像表示装置は、発光率が可変である光源と、該光源からの光が入射し、該光を透過または反射するときの透過率または反射率としての透過/反射率が可変である液晶素子と、該液晶素子からの光により形成される表示画像において目標階調が得られるように光源の発光率および液晶素子の透過/反射率を制御する制御手段とを有する。そて、制御手段は、画像のフレームごとに、液晶素子の透過/反射率が光源の発光率よりも高い第1の状態と、液晶素子の透過/反射率が光源の発光率よりも低い第2の状態とを切り替えることを特徴とする。   An image display device according to one aspect of the present invention includes a light source having a variable light emission rate, and a transmittance / reflectance as a transmittance or a reflectance when light from the light source enters and transmits or reflects the light. And a control means for controlling the light emission rate of the light source and the transmission / reflection rate of the liquid crystal device so that a target gradation can be obtained in a display image formed by light from the liquid crystal device. Then, for each frame of the image, the control means includes a first state in which the transmittance / reflectance of the liquid crystal element is higher than the light emission rate of the light source, and It is characterized by switching between two states.

本発明では、表示画像において目標階調が得られるように設定される光源の発光率と液晶素子の透過/反射率の高低の関係を表示画像のフレームごとに切り替える。これにより、本発明によれば、液晶素子の液晶応答性を向上させて動画視認性を向上させることができる。しかも、インパルス型表示を行わないので、明るい画像を表示することができる。   In the present invention, the relationship between the light emission rate of the light source set to obtain the target gradation in the display image and the transmission / reflection rate of the liquid crystal element is switched for each frame of the display image. Thereby, according to this invention, the liquid crystal response of a liquid crystal element can be improved, and moving image visibility can be improved. In addition, since an impulse type display is not performed, a bright image can be displayed.

本発明の実施例である液晶プロジェクタの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal projector that is an embodiment of the present invention. 実施例の液晶プロジェクタにおける画像DA変換部を示す図。The figure which shows the image DA conversion part in the liquid crystal projector of an Example. 上記画像DA変換部の動作タイミングを示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation timing of the said image DA conversion part. 実施例の液晶プロジェクタにおける液晶パネルの構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal panel in the liquid crystal projector of the embodiment. 上記液晶パネルの動作タイミングを示すタイミングチャート。4 is a timing chart showing the operation timing of the liquid crystal panel. 上記液晶パネルの回路を示す図。The figure which shows the circuit of the said liquid crystal panel. 実施例の液晶プロジェクタの光学系の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of an optical system of a liquid crystal projector of an embodiment. 実施例の液晶プロジェクタの光源(LEDアレイ)の構成を示す図。The figure which shows the structure of the light source (LED array) of the liquid crystal projector of an Example. 実施例の液晶プロジェクタの動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the operation of the liquid crystal projector of the embodiment. 実施例の液晶プロジェクタにおける液晶駆動部の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal driving unit in the liquid crystal projector of the embodiment. 実施例における液晶応答性を示すグラフ。The graph which shows the liquid-crystal responsiveness in an Example. 実施例における液晶駆動条件を示すグラフ。The graph which shows the liquid-crystal drive conditions in an Example. 実施例の液晶プロジェクタにおける画像形成パネルとコントラスト調節パネルの駆動電圧の設定例を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a setting example of drive voltages for the image forming panel and the contrast adjustment panel in the liquid crystal projector of the embodiment.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例である画像表示装置としての液晶プロジェクタの構成を示す。図1において、1000はプロジェクタである。501は制御部であり、記憶部510から読み出した各種設定値等のデータに基づいて各種演算や後述する各部の制御を行ったり、通信部552を介して他の装置との通信を行ったりする。   FIG. 1 shows a configuration of a liquid crystal projector as an image display apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1000 denotes a projector. Reference numeral 501 denotes a control unit that performs various calculations and control of each unit to be described later based on data such as various setting values read from the storage unit 510, and communicates with other devices via the communication unit 552. .

201は測距部であり、不図示の測距センサを用いて、プロジェクタ1000から不図示のスクリーンや壁面等の被投射面までの距離を検出する。検出された距離を示す信号(距離信号)は制御部501に入力される。制御部501は、該距離信号に基づいてレンズ駆動部541を制御して、投影光学部529に含まれるAFレンズ542を該投影光学部529を通じて被投射面にピントが合った投射画像(表示画像)が投射される位置に移動させる。また、レンズ駆動部541は、投影光学部529に含まれるズームレンズ543を移動させ、投射画像の投影倍率を変更する。   A distance measuring unit 201 detects a distance from the projector 1000 to a projection surface such as a screen or a wall (not shown) using a distance measuring sensor (not shown). A signal indicating the detected distance (distance signal) is input to the control unit 501. The control unit 501 controls the lens driving unit 541 based on the distance signal, and the projection image (display image) in which the AF lens 542 included in the projection optical unit 529 is focused on the projection surface through the projection optical unit 529. ) Is projected. Further, the lens driving unit 541 moves the zoom lens 543 included in the projection optical unit 529 to change the projection magnification of the projection image.

202は画像検出部であり、CCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサにより被投射面上の投射画像を撮像し、撮像信号を画像入力処理部203を介して制御部501に入力する。204はフリッカー検出部であり、投射画像のフリッカーを検出して、その結果を制御部501に入力する。   Reference numeral 202 denotes an image detection unit that captures a projected image on the projection surface by an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and inputs an image pickup signal to the control unit 501 via the image input processing unit 203. Reference numeral 204 denotes a flicker detection unit that detects flicker in the projected image and inputs the result to the control unit 501.

544はレンズシフト部であり、投影光学部529を上下左右にシフトさせて、投射画像を被投射面上で上下左右にシフトさせる。   A lens shift unit 544 shifts the projection optical unit 529 up, down, left, and right, and shifts the projection image up, down, left, and right on the projection surface.

100は画像形成用液晶パネル(液晶素子:以下、画像形成パネルという)である。画像形成パネル100は、液晶駆動部601からの液晶駆動信号(液晶駆動電圧)に応じて画素ごとの透過/反射率を変化させて、後述する光源527から入射した光に画像(画像光)を形成させる。   Reference numeral 100 denotes an image forming liquid crystal panel (liquid crystal element: hereinafter referred to as an image forming panel). The image forming panel 100 changes the transmittance / reflectance for each pixel in accordance with a liquid crystal driving signal (liquid crystal driving voltage) from the liquid crystal driving unit 601, and applies an image (image light) to light incident from a light source 527 described later. Let it form.

ここにいう「透過/反射率」は、入射した光を透過または反射する液晶素子(画像形成パネル100)の該光に対する可変の透過率または反射率を示す。なお、後述するように本実施例では、画像形成パネル100として、反射型液晶パネルを用いるので、以下の説明では「透過/反射率」を、反射率という。   Here, “transmission / reflectance” indicates a variable transmittance or reflectance of the liquid crystal element (image forming panel 100) that transmits or reflects incident light. As will be described later, in this embodiment, since a reflective liquid crystal panel is used as the image forming panel 100, “transmission / reflectance” is referred to as reflectance in the following description.

画像形成パネル100の各画素の反射率と、その画素に対応する後述の光源527におけるLEDの発光率(可変値)とを乗じて得られる値によって、投射画像の画素ごとの階調(明るさ)が決まる。   The gradation (brightness) for each pixel of the projected image is determined by a value obtained by multiplying the reflectance of each pixel of the image forming panel 100 and the light emission rate (variable value) of an LED in a light source 527 described later corresponding to that pixel. ) Is decided.

551は映像入力端子であり、外部映像ソース源からの映像信号(アナログ信号またはデジタル信号)が入力される。制御部501は、入力部530にて使用者によって設定された表示モードやズーム設定等の設定情報に応じて、画像入力部522に制御信号を送信する。画像入力部522は、該制御信号に応じて、映像入力端子551から入力された映像信号に対してA/D変換処理やデコード処理等の入力処理を行う。画像処理部523は、画像入力部522から出力された入力処理後の映像信号に対して、ノイズ除去、輪郭強調、スケーリングおよび台形補正等の画像処理を行い、該画像処理により生成された画像データを液晶駆動部601に出力する。   Reference numeral 551 denotes a video input terminal to which a video signal (analog signal or digital signal) from an external video source source is input. The control unit 501 transmits a control signal to the image input unit 522 in accordance with setting information such as a display mode and zoom setting set by the user at the input unit 530. The image input unit 522 performs input processing such as A / D conversion processing and decoding processing on the video signal input from the video input terminal 551 in accordance with the control signal. The image processing unit 523 performs image processing such as noise removal, contour enhancement, scaling, and keystone correction on the video signal after input processing output from the image input unit 522, and generates image data generated by the image processing. Is output to the liquid crystal driver 601.

液晶駆動部601は、画像データ保持機能を有するメモリ524を用いて、画像データに倍速駆動タイミングの同期信号を付加したりガンマ変換等の処理を行ったりする。そして、これらの処理後の画像データから、画像形成パネル100の各画素を駆動するための液晶駆動データ(液晶駆動信号)を生成して出力する。また、液晶駆動部601は、後述する光源527の各LEDを駆動するためのLED駆動データを生成して出力する。制御部501および液晶駆動部601により、制御手段が構成される。   The liquid crystal driving unit 601 uses a memory 524 having an image data holding function to add a synchronization signal of double speed driving timing to the image data or perform processing such as gamma conversion. Then, liquid crystal driving data (liquid crystal driving signal) for driving each pixel of the image forming panel 100 is generated and output from the processed image data. Further, the liquid crystal driving unit 601 generates and outputs LED driving data for driving each LED of the light source 527 described later. The control unit 501 and the liquid crystal drive unit 601 constitute a control unit.

液晶駆動信号は、画像DA変換部531によってアナログ信号に変換された後、画像形成パネル100に入力される。   The liquid crystal drive signal is input to the image forming panel 100 after being converted into an analog signal by the image DA converter 531.

本実施例では、画像形成パネル100として、赤(R)、緑(G)および青(B)用の3つが設けられている。各画像形成パネル100は、倍速駆動タイミングの同期信号と画像DA変換部531によりアナログ信号に変換された液晶駆動信号を受けて、各画素の反射率が液晶駆動信号に応じた値となるように駆動される。   In this embodiment, three image forming panels 100 for red (R), green (G), and blue (B) are provided. Each image forming panel 100 receives the synchronization signal of the double speed driving timing and the liquid crystal driving signal converted into the analog signal by the image DA converter 531 so that the reflectance of each pixel becomes a value corresponding to the liquid crystal driving signal. Driven.

制御部501から駆動信号を受けた光源駆動部526は、光源527としてのLEDを点灯させる。光源527の構成については、後に詳しく説明する。   The light source drive unit 526 that has received the drive signal from the control unit 501 turns on the LED as the light source 527. The configuration of the light source 527 will be described in detail later.

光学系800は、光源527からの白色光かつ無偏光光を特定の偏光方向を有する偏光光に変換するとともに、R光、G光およびB光に分離してこれらをR、GおよびB用の画像形成パネル100に導く。R、GおよびB用の画像形成パネル100はそれぞれ、画素ごとに制御された反射率でR光、G光およびB光を反射し、かつ変調することでR画像光、G画像光およびB画像光を生成する。   The optical system 800 converts white light and non-polarized light from the light source 527 into polarized light having a specific polarization direction, and separates the light into R light, G light, and B light, which are used for R, G, and B light. Guide to the image forming panel 100. The image forming panel 100 for R, G, and B reflects and modulates R light, G light, and B light with a reflectance controlled for each pixel, thereby modulating R image light, G image light, and B image. Produce light.

さらに光学系800は、R、GおよびB用の画像形成パネル100からのR画像光、G画像光およびB画像光を合成して投影光学部529に導く。投影光学部529は、被投射面に投射画像を拡大投射する。   Further, the optical system 800 combines the R image light, the G image light, and the B image light from the R, G, and B image forming panels 100 and guides them to the projection optical unit 529. The projection optical unit 529 enlarges and projects the projection image on the projection surface.

基準DA変換部520は、制御部501からの通信信号を受けて画像形成パネル100の画素電極に対して対向している共通電極の電圧であるVcom電圧と、画像DA変換部531およびコントラストDA変換部532の駆動電圧を発生させる。   The reference DA conversion unit 520 receives a communication signal from the control unit 501, a Vcom voltage that is a voltage of a common electrode facing the pixel electrode of the image forming panel 100, an image DA conversion unit 531, and a contrast DA conversion. The drive voltage of the unit 532 is generated.

図2には、画像DA変換部531を示している。画像DA変換部531は、図1に示した液晶駆動部601からの入力信号であるCLK(クロック)信号、DATA(画像データ)、Latch信号およびINV信号を受けて、液晶駆動信号(Video信号)であるVideo0〜Video7を生成する。図3(A)〜(C)には、画像DA変換部531に対するCLK信号、DATAおよびLatch信号の入力タイミングと、Video0〜Video7の出力タイミングを示している。画像DA変換部531は、CLK信号の立ち上りで画像DA変換部531内の不図示のレジスタにVideo出力分のDATAを転送する。また、画像DA変換部531は、INV信号として、DATAに応じたアナログ電圧であるVideo出力の+/−を所定中心電圧に対して反転させて出力する。本実施例では、Video出力が8チャンネルあるので、画像DA変換部531は、8クロック分のDATAが転送された後にLatch信号の立ち上りでDATAをLatchする。   FIG. 2 shows an image DA converter 531. The image DA converter 531 receives a CLK (clock) signal, a DATA (image data), a Latch signal, and an INV signal that are input signals from the liquid crystal driver 601 shown in FIG. 1, and receives a liquid crystal drive signal (Video signal). Video0 to Video7 are generated. 3A to 3C show the input timing of the CLK signal, DATA, and Latch signal to the image DA conversion unit 531 and the output timing of Video0 to Video7. The image DA converter 531 transfers DATA corresponding to the video output to a register (not shown) in the image DA converter 531 at the rising edge of the CLK signal. Further, the image DA conversion unit 531 outputs the INV signal by inverting +/− of the video output, which is an analog voltage corresponding to DATA, with respect to the predetermined center voltage. In this embodiment, since there are 8 video outputs, the image DA converter 531 latches DATA at the rising edge of the Latch signal after transferring DATA for 8 clocks.

画像DA変換部531は、Latch信号の立ち下り後のCLK信号の立ち上がりでVideo信号を、Latch信号が立ち上がる前までのDATAに対応するVideo信号に更新する。画像DA変換部531は、この繰り返しによって液晶駆動信号を生成する。   The image DA converter 531 updates the Video signal to the Video signal corresponding to the DATA before the Latch signal rises at the rise of the CLK signal after the Latch signal falls. The image DA converter 531 generates a liquid crystal drive signal by repeating this process.

図4には、画像形成パネル100の構成を示している。画像形成パネル100は、H(水平)シフトレジスタ110と、V(垂直)シフトレジスタ120と、複数の画素が配列された画素部130とにより構成されている。Hシフトレジスタ110は、液晶駆動部601から入力されるHS信号およびHCLK信号に応じて、図5に示すH方向での走査(H走査)を行う。   FIG. 4 shows the configuration of the image forming panel 100. The image forming panel 100 includes an H (horizontal) shift register 110, a V (vertical) shift register 120, and a pixel unit 130 in which a plurality of pixels are arranged. The H shift register 110 performs scanning in the H direction (H scanning) illustrated in FIG. 5 in accordance with the HS signal and the HCLK signal input from the liquid crystal driving unit 601.

具体的には、Hシフトレジスタ110は、HS信号を水平リセット信号および水平スタート信号として、Video0〜Video7をHCLK信号の1クロック毎に更新しながら、垂直方向における8つのHライン(水平画素列)の信号線をONさせる。HCLK信号と、図3(A)に示すLatch信号とは同じ周波数の信号である。画像形成パネル100の解像度がXGA(H:1024×V:768)である場合、HCLK信号の128クロックで画素部130のH走査が行われる。そして、Hシフトレジスタ110は、次のHS信号を水平リセット信号および水平スタート信号として、次の垂直8ラインのH走査を行う。実際には、H走査に必要なHCLK信号の128クロックに対して、任意の数クロックだけブランキングを加えたクロック数でH走査を行われる。   Specifically, the H shift register 110 uses the HS signal as a horizontal reset signal and a horizontal start signal, and updates Video 0 to Video 7 for each clock of the HCLK signal, while maintaining eight H lines (horizontal pixel columns) in the vertical direction. Turn on the signal line. The HCLK signal and the Latch signal shown in FIG. 3A are signals having the same frequency. When the resolution of the image forming panel 100 is XGA (H: 1024 × V: 768), the H scan of the pixel unit 130 is performed with 128 clocks of the HCLK signal. Then, the H shift register 110 performs H scanning of the next eight vertical lines using the next HS signal as a horizontal reset signal and a horizontal start signal. Actually, the H scan is performed at the number of clocks obtained by adding blanking by an arbitrary number of clocks to 128 clocks of the HCLK signal necessary for the H scan.

また、Vシフトレジスタ120は、液晶駆動部601から入力されるVS信号およびVCLK信号に応じて、図5に示すV方向での走査(V走査)を行う。具体的には、Vシフトレジスタ120は、VS信号を垂直リセット信号および垂直スタート信号として、VCLK信号の1クロック毎にHラインを1ラインだけシフトさせる。上述したように画像形成パネル100の解像度がXGA(H:1024×V:768)である場合、VCLK信号の768クロックで画素部130のV走査が行われる。実際には、H走査と同様に、V走査に必要なVCLK信号の768クロックに対して、任意の数クロックだけブランキングを加えたクロック数でV走査が行われる。   Further, the V shift register 120 performs scanning in the V direction (V scanning) illustrated in FIG. 5 in accordance with the VS signal and the VCLK signal input from the liquid crystal driving unit 601. Specifically, the V shift register 120 shifts the H line by one line for each clock of the VCLK signal using the VS signal as a vertical reset signal and a vertical start signal. As described above, when the resolution of the image forming panel 100 is XGA (H: 1024 × V: 768), V scanning of the pixel unit 130 is performed at 768 clocks of the VCLK signal. Actually, similarly to the H scan, the V scan is performed at a clock number obtained by adding blanking by an arbitrary number of clocks to the 768 clocks of the VCLK signal necessary for the V scan.

そして、Hシフトレジスタ110およびVシフトレジスタ120は、H走査信号(HLON)とV走査信号(VLON)のそれぞれに応じて、画素部130の各画素に液晶駆動信号を印加する。これにより、画素部130の各画素の反射率が、Video0〜Video7に応じた値に制御される。   The H shift register 110 and the V shift register 120 apply a liquid crystal drive signal to each pixel of the pixel unit 130 in accordance with the H scanning signal (HLON) and the V scanning signal (VLON). Thereby, the reflectance of each pixel of the pixel unit 130 is controlled to a value according to Video0 to Video7.

なお、画素部130のうちH:1024×V:768の表示用画素の上下左右には、画素電極にVcom電圧と同じ電圧が印加される黒領域画素が8画素ずつ設けられており、これら黒領域画素にはブランキングクロックに応じて液晶駆動信号が印加される。これら黒領域画素は、後述する、画像形成パネル100r,100g,100b及びコントラスト調節パネル700r,700g,700bの取り付け位置のずれが発生した場合に表示用画素として用いられて、投射画像にずれができないようにする。   It should be noted that eight black region pixels to which the same voltage as the Vcom voltage is applied to the pixel electrode are provided on the pixel electrode 130 at the top, bottom, left, and right of the display pixel of H: 1024 × V: 768. A liquid crystal drive signal is applied to the area pixels in accordance with a blanking clock. These black area pixels are used as display pixels when mounting positions of the image forming panels 100r, 100g, and 100b and the contrast adjustment panels 700r, 700g, and 700b, which will be described later, are generated, and the projected image cannot be shifted. Like that.

画素部130は、図6のように構成されている。H走査線146とビデオ線(データ線)147とが交差する箇所には、画素スイッチング素子としての画素トランジスタ141、画素コンデンサ142および液晶(LC)143が設けられている。これら画素トランジスタ141、画素コンデンサ142および液晶(LC)143により1つの画素が構成される。   The pixel unit 130 is configured as shown in FIG. A pixel transistor 141 as a pixel switching element, a pixel capacitor 142, and a liquid crystal (LC) 143 are provided at a location where the H scanning line 146 and the video line (data line) 147 intersect. These pixel transistor 141, pixel capacitor 142, and liquid crystal (LC) 143 constitute one pixel.

Hシフトレジスタ110は、前述したようにHCLK信号に応じてHシフトレジスタ出力148により転送SW145をONして、画像DA変換部531からのVideo信号149の電圧(Video信号電圧)を信号線147に印加させる。そして、Vシフトレジスタ120のシフトレジスタ出力146は、画素トランジスタ141のゲートを駆動して、画素コンデンサ142にVideo信号電圧を蓄積する。液晶143は、画素コンデンサ142に蓄積されたVideo信号電圧に応じて、反射率を変化させる。   As described above, the H shift register 110 turns on the transfer SW 145 by the H shift register output 148 in accordance with the HCLK signal, and the voltage of the Video signal 149 (Video signal voltage) from the image DA converter 531 is applied to the signal line 147. Apply. The shift register output 146 of the V shift register 120 drives the gate of the pixel transistor 141 and accumulates the Video signal voltage in the pixel capacitor 142. The liquid crystal 143 changes the reflectance according to the video signal voltage accumulated in the pixel capacitor 142.

図7には、図1に示したプロジェクタ1000における光源527、光学系800、画像形成パネル100および投影光学部529を含む光学全系の具体的構成例を示している。光源527は、図8に示すように、RGBの3色のLEDを用いて構成されたLEDアレイにより構成されている。具体的には、1個のRのLEDと2個のGのLEDと1個のBのLEDとにより1つのLEDセットが形成され、該LEDセットが水平方向および垂直方向に複数配列された構成を有する。各LEDは、画像形成パネル100の1画素に対応している。つまり、1つのLEDからの光が画像形成パネル100の1つの画素に入射する。   FIG. 7 shows a specific configuration example of the entire optical system including the light source 527, the optical system 800, the image forming panel 100, and the projection optical unit 529 in the projector 1000 shown in FIG. As shown in FIG. 8, the light source 527 is configured by an LED array configured by using three colors of RGB LEDs. Specifically, one LED set is formed by one R LED, two G LEDs, and one B LED, and a plurality of the LED sets are arranged in the horizontal and vertical directions. Have Each LED corresponds to one pixel of the image forming panel 100. That is, light from one LED enters one pixel of the image forming panel 100.

偏光変換素子803は、光源(LED)527からの無偏光光を特定の偏光方向を有する直線偏光光(本実施例では、後述する第1〜第3の偏光ビームスプリッタ813a,813b,813cに対してS偏光となる偏光光)に変換する。偏光光としての複数の光束は、コンデンサーレンズ804により後述する3つの画像形成パネル100r,100g,100b上にて互いに重なり合うように集光されるとともに、フィールドレンズ806によりテレセントリックな光とされる。   The polarization conversion element 803 converts the non-polarized light from the light source (LED) 527 into linearly polarized light having a specific polarization direction (in this embodiment, with respect to first to third polarization beam splitters 813a, 813b, and 813c described later). Converted into S-polarized light). A plurality of light beams as polarized light are condensed by a condenser lens 804 on three image forming panels 100r, 100g, and 100b, which will be described later, and are made telecentric by a field lens 806.

フィールドレンズ806から射出した白色光は、ダイクロイックミラー808により、これを透過するG光と、これにより反射されるR光およびB光に分離される。第1〜第3の偏光ビームスプリッタ813a,813b,813cはそれぞれ、S偏光を反射してP偏光を透過させる特性を有する偏光分離膜814a,814b,814cを備えている。ダイクロイックミラー808から第1の偏光ビームスプリッタ813aに入射し、S偏光として偏光分離膜814aで反射したG光は、1/4位相差板810gおよび複屈折フィルタ811gを透過して、G用の画像形成パネル100gに入射する。   The white light emitted from the field lens 806 is separated by the dichroic mirror 808 into G light passing therethrough and R light and B light reflected thereby. Each of the first to third polarization beam splitters 813a, 813b, and 813c includes polarization separation films 814a, 814b, and 814c having characteristics of reflecting S-polarized light and transmitting P-polarized light. The G light incident on the first polarization beam splitter 813a from the dichroic mirror 808 and reflected by the polarization separation film 814a as S-polarized light is transmitted through the quarter phase plate 810g and the birefringence filter 811g, and is used for the G image. Incident on the forming panel 100g.

また、ダイクロイックミラー808からのR光およびB光は、色選択性位相差板809aに入射する。色選択性位相差板809aは、B光の偏光方向のみを90°回転させて該B光をP偏光とする。色選択性位相差板809aから射出したS偏光のままのR光は、第2の偏光ビームスプリッタ813bの偏光分離膜814bで反射し、1/4位相差板810rおよび複屈折フィルタ811rを透過して、R用の画像形成パネル100rに入射する。一方、色選択性位相差板809aから射出したP偏光としてのB光は、第2の偏光ビームスプリッタ813bの偏光分離膜814bを透過して、1/4位相差板810bおよび複屈折フィルタ811bを透過して、B用の画像形成パネル100bに入射する。   Further, the R light and B light from the dichroic mirror 808 enter the color selective phase difference plate 809a. The color selective phase difference plate 809a rotates only the polarization direction of the B light by 90 ° to change the B light into P-polarized light. The S-polarized R light emitted from the color selective phase difference plate 809a is reflected by the polarization separation film 814b of the second polarization beam splitter 813b, and is transmitted through the quarter phase difference plate 810r and the birefringence filter 811r. Then, the light enters the R image forming panel 100r. On the other hand, the B light as P-polarized light emitted from the color selective phase difference plate 809a is transmitted through the polarization separation film 814b of the second polarization beam splitter 813b, and passes through the quarter phase difference plate 810b and the birefringence filter 811b. The light passes through and enters the B image forming panel 100b.

なお、1/4位相差板810r,810g,810bは、直線偏光光を円偏光光に、円偏光光を直線偏光光に変換する。また、複屈折フィルタ811r,811g,811bは、各画像形成画素液晶パネルが黒表示状態のときに発生する位相差を補正する複屈折性位相差補償素子としての一軸性のフィルタである。
画像形成パネル100r,100g,100bは、前述したように反射型液晶パネルであり、入射した光を、前述した入力映像信号(Video0〜Video7)に応じた反射率で反射し、かつ変調する。これにより、R,G,Bの画像光が生成される。G用の画像形成パネル100gからのG画像光は、複屈折フィルタ811gおよび1/4位相差板810gを再び透過して、第1の偏光ビームスプリッタ813aの偏光分離膜814aを透過する。そして、第3の偏光ビームスプリッタ813cに入射し、その偏光分離膜814cで反射して投影光学部529に進む。
The quarter retardation plates 810r, 810g, and 810b convert linearly polarized light into circularly polarized light and circularly polarized light into linearly polarized light. The birefringent filters 811r, 811g, and 811b are uniaxial filters as birefringent phase difference compensation elements that correct a phase difference that occurs when each image forming pixel liquid crystal panel is in a black display state.
The image forming panels 100r, 100g, and 100b are reflective liquid crystal panels as described above, and reflect and modulate incident light with reflectivity according to the input video signals (Video 0 to Video 7) described above. Thereby, R, G, and B image light is generated. The G image light from the G image forming panel 100g is transmitted again through the birefringence filter 811g and the quarter retardation plate 810g, and is transmitted through the polarization separation film 814a of the first polarization beam splitter 813a. Then, the light enters the third polarizing beam splitter 813 c, is reflected by the polarization separation film 814 c, and proceeds to the projection optical unit 529.

また、R用の画像形成パネル100rからのR画像光は、複屈折フィルタ811rおよび1/4位相差板810rを再び透過し、第2の偏光ビームスプリッタ813bの偏光分離膜814bを透過する。そして、第3の偏光ビームスプリッタ813cに入射し、その偏光分離膜814cを透過して投影光学部529に進む。さらに、B用の画像形成パネル100bからのB画像光は、複屈折フィルタ811bおよび1/4位相差板810bを再び透過し、第2の偏光ビームスプリッタ813bの偏光分離膜814bで反射する。そして、第3の偏光ビームスプリッタ813cに入射し、その偏光分離膜814cを透過して投射光学部529に進む。こうして、G画像光、R画像光およびB画像光が合成されて、投影光学部529により被投射面に拡大投射される。   Further, the R image light from the R image forming panel 100r is transmitted again through the birefringence filter 811r and the quarter retardation plate 810r, and is transmitted through the polarization separation film 814b of the second polarization beam splitter 813b. Then, the light enters the third polarization beam splitter 813 c, passes through the polarization separation film 814 c, and proceeds to the projection optical unit 529. Further, the B image light from the B image forming panel 100b is transmitted again through the birefringence filter 811b and the quarter retardation plate 810b and reflected by the polarization separation film 814b of the second polarization beam splitter 813b. Then, the light enters the third polarizing beam splitter 813c, passes through the polarization separation film 814c, and proceeds to the projection optical unit 529. Thus, the G image light, the R image light, and the B image light are combined and enlarged and projected onto the projection surface by the projection optical unit 529.

以上のように構成されたプロジェクタ1000の動作を、図9のフローチャートを用いて説明する。この動作は、制御部501が、コンピュータプログラムに従って行う。まず、ステップS101において、制御部501は、入力部530に設けられた電源SWがオンされているか否かを判断する。電源SWがオンされている場合は、制御部501は、ステップS103に進み、初期設定を行う。具体的には、制御部501は、記憶部510から初期設定値を読み出し、各部に通信を行う。また、制御部501は、ステップS105にて画像入力部522の初期設定を、ステップS107にて画像処理部523の初期設定を、ステップS109にて液晶駆動部601の初期設定をそれぞれ行う。液晶駆動部601の初期設定については後に詳述する。   The operation of projector 1000 configured as described above will be described using the flowchart of FIG. This operation is performed by the control unit 501 in accordance with a computer program. First, in step S101, the control unit 501 determines whether or not the power SW provided in the input unit 530 is turned on. When the power SW is turned on, the control unit 501 proceeds to step S103 and performs initial setting. Specifically, the control unit 501 reads an initial setting value from the storage unit 510 and communicates with each unit. Further, the control unit 501 performs initial setting of the image input unit 522 in step S105, initial setting of the image processing unit 523 in step S107, and initial setting of the liquid crystal driving unit 601 in step S109. The initial setting of the liquid crystal driving unit 601 will be described in detail later.

次に、制御部501は、ステップS110にて、画像形成パネル100および画像DA変換部531への電圧を出力する基準DA変換部520の初期設定を行う。   Next, in step S <b> 110, the control unit 501 performs initial setting of the reference DA conversion unit 520 that outputs a voltage to the image forming panel 100 and the image DA conversion unit 531.

また、ステップS101にて電源SWがオンされていた場合、上述した液晶駆動に関する初期設定処理に並行して、制御部501は、投影光学部529に関する初期設定処理を行う。すなわち、まずステップS111で投影光学部529におけるレンズリセットを行う。このレンズリセットでは、制御部501は、記憶部510に記憶されている初期位置データに基づいて、レンズ駆動部541を介して、AFレンズ542およびズームレンズ543を所定の初期レンズ位置に移動させる。また、レンズシフト部544を介して、投影光学部529のシフト位置を所定の初期シフト位置に移動させる。   If the power SW is turned on in step S101, the control unit 501 performs an initial setting process for the projection optical unit 529 in parallel with the initial setting process for the liquid crystal driving described above. That is, first, in step S111, the lens reset in the projection optical unit 529 is performed. In this lens reset, the control unit 501 moves the AF lens 542 and the zoom lens 543 to a predetermined initial lens position via the lens driving unit 541 based on the initial position data stored in the storage unit 510. Further, the shift position of the projection optical unit 529 is moved to a predetermined initial shift position via the lens shift unit 544.

レンズリセットが終了すると、制御部501は、ステップS113にて画像形成パネル100に所定の初期画像を表示させるための駆動を行う。そして、光源527を点灯させて被投射面に該初期画像を投射する。   When the lens reset is completed, the control unit 501 performs driving for displaying a predetermined initial image on the image forming panel 100 in step S113. Then, the light source 527 is turned on to project the initial image on the projection surface.

次に、制御部501は、ステップS115にて測距部201に位相差方式でプロジェクタ1000から被投射面までの距離を検出させ、ステップS116にてレンズ駆動部541を通じてAFレンズ542を移動させ、ピント合わせを行う。   Next, in step S115, the control unit 501 causes the distance measuring unit 201 to detect the distance from the projector 1000 to the projection surface using the phase difference method, and in step S116, moves the AF lens 542 through the lens driving unit 541. Focus on the subject.

以上の電源ON時の設定処理(ステップS103〜S116)が終了すると、制御部501は、ステップS117にてこれら電源ON時の設定処理が終了したことを確認した上で、ステップS119に進む。ステップS119では、制御部501は、映像入力端子551から入力され、画像入力部522および画像処理部523を経た映像信号(画像データ)を液晶駆動部601に入力する。液晶駆動部601は、画像DA変換部531を介して液晶駆動信号を画像形成パネル100に印加し、その駆動を開始する。これにより、画像形成パネル100にて形成された画像に対応する投射画像が被投射面上に表示される。   When the above power-on setting process (steps S103 to S116) is completed, the control unit 501 confirms that the power-on setting process has been completed in step S117, and then proceeds to step S119. In step S119, the control unit 501 inputs a video signal (image data) input from the video input terminal 551 and passed through the image input unit 522 and the image processing unit 523 to the liquid crystal driving unit 601. The liquid crystal driving unit 601 applies a liquid crystal driving signal to the image forming panel 100 via the image DA conversion unit 531 and starts driving the liquid crystal driving signal. Thereby, a projection image corresponding to the image formed on the image forming panel 100 is displayed on the projection surface.

次に、液晶駆動部601の詳しい構成について、図10を用いて説明する。図10において、液晶駆動部601は、画像処理部523からの映像入力(画像データ)を受けて、倍速変換回路611によりメモリ524に映像入力のうち1フレーム分の画像データを書き込む。そして、液晶駆動部601は、その1フレーム分の画像データを2回読み出すことにより、60Hzの液晶駆動を2回行う倍速駆動(つまはり120Hzでの駆動)を行うためのデータ信号を作成する。倍速変換回路611から出力されたデータ信号は、色相/輝度振り分け回路614によって、画像形成パネル100に対するデータ信号(液晶駆動データ)と光源527に対するデータ信号(LED駆動データ)として振り分けられる。   Next, a detailed configuration of the liquid crystal driving unit 601 will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the liquid crystal driving unit 601 receives video input (image data) from the image processing unit 523, and writes image data for one frame of the video input to the memory 524 by the double speed conversion circuit 611. Then, the liquid crystal driving unit 601 reads out the image data for one frame twice, thereby generating a data signal for performing double speed driving (driving at 120 Hz) that performs 60 Hz liquid crystal driving twice. The data signal output from the double speed conversion circuit 611 is distributed by the hue / luminance distribution circuit 614 as a data signal (liquid crystal drive data) for the image forming panel 100 and a data signal (LED drive data) for the light source 527.

ガンマ回路615は、画像形成パネル100のガンマ特性に合わせて色相/輝度振り分け回路614からのデータ信号(液晶駆動データ)の補正を行う。画像出力処理回路616は、ガンマ回路615から出力された液晶データ信号において画像形成パネル100の走査方向である左右方向と上下方向でのデータの並び替えを行い、該データをセレクタ回路617を介して画像DA変換部531に出力する。画像DA変換部531は、セレクタ回路617からのデータに基づいて液晶駆動信号としての電圧を出力して画像形成パネル100を駆動する。また、画像TG回路618は、画像DA変換部531から出力された液晶駆動信号による画像形成パネル100の駆動タイミング(HおよびVシフトレジスタの動作タイミング)を示すタイミング信号を出力する。PLL回路612は、逓倍速により各回路のクロック/データの位相を最適化する。   The gamma circuit 615 corrects the data signal (liquid crystal drive data) from the hue / brightness distribution circuit 614 in accordance with the gamma characteristic of the image forming panel 100. The image output processing circuit 616 rearranges the data in the horizontal and vertical directions that are the scanning direction of the image forming panel 100 in the liquid crystal data signal output from the gamma circuit 615, and outputs the data via the selector circuit 617. The image is output to the image DA converter 531. The image DA converter 531 drives the image forming panel 100 by outputting a voltage as a liquid crystal drive signal based on the data from the selector circuit 617. The image TG circuit 618 outputs a timing signal indicating the driving timing of the image forming panel 100 (the operation timing of the H and V shift registers) by the liquid crystal driving signal output from the image DA converter 531. The PLL circuit 612 optimizes the clock / data phase of each circuit at a multiplication rate.

一方、輝度補正回路620は、色相/輝度振り分け回路614からのデータ信号(LED駆動データ)に対する輝度補正を行う。LED出力処理回路621は、輝度補正回路620から出力されたLEDデータ信号において光源527としてのLEDアレイの走査方向である左右方向と上下方向でのデータの並び替えを行う。そして、該データを光源駆動部526に出力する。光源駆動部526は、データ信号に応じたLED駆動信号を出力して、LEDアレイを駆動する。LED駆動信号は、LEDに流す電流値を制御するための定電流信号またはLEDの点灯時間を制御するPWM変調信号である。また、LEDTG回路623は、LED駆動信号によるLEDアレイの駆動タイミングを示すタイミング信号を出力する。レジスタ回路613は、各回路の設定および調整値の書き込みを行う。   On the other hand, the luminance correction circuit 620 performs luminance correction on the data signal (LED drive data) from the hue / luminance distribution circuit 614. The LED output processing circuit 621 rearranges the data in the horizontal direction and the vertical direction that are the scanning direction of the LED array as the light source 527 in the LED data signal output from the luminance correction circuit 620. Then, the data is output to the light source driver 526. The light source driver 526 outputs an LED drive signal corresponding to the data signal to drive the LED array. The LED drive signal is a constant current signal for controlling a current value flowing through the LED or a PWM modulation signal for controlling the lighting time of the LED. The LEDTG circuit 623 outputs a timing signal indicating the driving timing of the LED array by the LED driving signal. The register circuit 613 performs setting of each circuit and writing of an adjustment value.

次に、液晶駆動部601による画像形成パネル100と光源(LED)527の駆動について、図11および図12を用いて説明する。まず図11(A),(B)には、一般的な液晶の応答性、すなわち透過/反射率の変化とその変化が得られる速度を示す応答時間との関係を示している。横軸は透過/反射率を示し、縦軸は応答時間(応答速度)を示している。   Next, driving of the image forming panel 100 and the light source (LED) 527 by the liquid crystal driving unit 601 will be described with reference to FIGS. 11 and 12. First, FIGS. 11A and 11B show the relationship between general liquid crystal response, that is, the change in transmission / reflectance and the response time indicating the speed at which the change is obtained. The horizontal axis represents transmission / reflectance, and the vertical axis represents response time (response speed).

図11(A)に示すように、透過/反射率が低から高に変化する場合であって0→10%に変化する場合の応答時間は約23msである。これに対して、0→100%に変化する場合の応答時間は約4.5msであり、0→10%に変化する場合の約1/5の時間である。このように、輝度が高い画像では液晶の応答性は良好であるが、輝度の低い画像では応答性の遅さが目立つ。一方、図11(B)に示すように、透過/反射率が高から低に変化する場合であって10→0%に変化する場合の応答時間は約3msである。これに対して、100→0%に変化する場合の応答時間は約2msであり、10→0%に変化する場合に比べてほとんど差がない。このことから、液晶応答性を向上させるには、できるだけ透過/反射率が高い状態で駆動すればよいと言える。しかし、これでは諧調を表現できない。   As shown in FIG. 11A, the response time when the transmittance / reflectance changes from low to high and changes from 0 to 10% is about 23 ms. On the other hand, the response time when changing from 0 to 100% is about 4.5 ms, and is about 1/5 of the time when changing from 0 to 10%. As described above, the responsiveness of the liquid crystal is good in an image with high luminance, but the responsiveness is conspicuous in an image with low luminance. On the other hand, as shown in FIG. 11B, the response time when the transmittance / reflectance changes from high to low and changes from 10 to 0% is about 3 ms. In contrast, the response time when changing from 100 to 0% is about 2 ms, which is almost the same as when changing from 10 to 0%. From this, it can be said that in order to improve the liquid crystal responsiveness, it is sufficient to drive in a state where the transmittance / reflectance is as high as possible. However, this cannot express tone.

そこで本実施例では、光源527と画像形成パネル100とを、図12に示す2つの条件を満足するように駆動する。第1の条件として、光源527の発光率と画像形成パネル100の反射率との合成値(積)である発光・反射率(発光・透過/反射率)が、投射画像における目標階調に対応する値(目標発光・透過/反射率:以下、目標発光・反射率という)となるように駆動する。光源527の発光率(出力率ともいう)は、該光源527を構成する各LEDの最大発光量に対する実際の発光量の割合である。また、第2の条件として、投射画像のフレームごとに、光源527の発光率よりも画像形成パネル100の反射率が高い第1の状態と、光源527の発光率よりも画像形成パネル100の反射率が低い第2の状態とを切り替える。投射画像のフレームを、以下、画像フレームという。   Therefore, in this embodiment, the light source 527 and the image forming panel 100 are driven so as to satisfy the two conditions shown in FIG. As a first condition, light emission / reflectance (light emission / transmission / reflectance), which is a combined value (product) of the light emission rate of the light source 527 and the reflectance of the image forming panel 100, corresponds to the target gradation in the projection image. To a value (target emission / transmission / reflectance: hereinafter referred to as target emission / reflection). The light emission rate (also called output rate) of the light source 527 is a ratio of the actual light emission amount to the maximum light emission amount of each LED constituting the light source 527. Further, as a second condition, for each frame of the projection image, a first state in which the reflectance of the image forming panel 100 is higher than the light emission rate of the light source 527, and a reflection of the image forming panel 100 than the light emission rate of the light source 527. Switch to the second state where the rate is low. Hereinafter, the frame of the projected image is referred to as an image frame.

さらに、上記第1および第2の状態において、画像形成パネル100の反射率を目標発光・反射率よりも高くすることが望ましい。ただし、目標発光・反射率がある程度高い場合はこの限りではない。   Furthermore, in the first and second states, it is desirable that the reflectance of the image forming panel 100 be higher than the target light emission / reflectance. However, this is not the case when the target light emission / reflectance is high to some extent.

図12において、発光・反射率が所定値(例えば、55%)より低い領域における(A)が画像形成パネル100の反射率および光源527の発光率のうち低い方を示し、(B)が高い方を示している。   In FIG. 12, (A) in a region where the light emission / reflectance is lower than a predetermined value (for example, 55%) indicates the lower of the reflectance of the image forming panel 100 and the light emission of the light source 527, and (B) is high. Shows the direction.

具体例を説明すると、目標諧調に対応する発光・反射率である目標発光・反射率が10%である場合には、画像形成パネル100の反射率と光源527の発光率を、13%(A)と75%(B)との間で画像フレームごとに交互に切り替える。13%×75%によりほぼ10%の発光・反射率が得られる。また、目標発光・反射率が30%である場合には、画像形成パネル100の反射率と光源527の発光率を、40%(A)と75%(B)との間で画像フレームごとに交互に切り替える。40%×75%により30%の発光・反射率が得られる。   To explain a specific example, when the target light emission / reflectance corresponding to the target gradation is 10%, the reflectance of the image forming panel 100 and the light emission rate of the light source 527 are set to 13% (A ) And 75% (B) alternately for each image frame. The light emission / reflectance of about 10% is obtained by 13% × 75%. When the target light emission / reflectance is 30%, the reflectance of the image forming panel 100 and the light emission rate of the light source 527 are set for each image frame between 40% (A) and 75% (B). Switch alternately. Light emission / reflectance of 30% can be obtained by 40% × 75%.

なお、上述した第2の条件は、目標発光・反射率(つまりは目標階調)が所定値より低い場合に行い、目標発光・反射率が該所定値より高い場合は画像形成パネル100の反射率と光源527の発光率とを同じに設定する(ただし、互いに異ならせてもよい)。   The second condition described above is performed when the target light emission / reflectance (that is, the target gradation) is lower than a predetermined value, and when the target light emission / reflectance is higher than the predetermined value, the reflection of the image forming panel 100 is performed. And the light emission rate of the light source 527 are set to be the same (however, they may be different from each other).

また、図12には、目標発光・反射率が上記所定値より低い場合において、反射率および発光率のうち高い方(B)を75%に固定した場合を示しているが、該高い方を75%以外の率としてもよいし、該高い方を目標発光・反射率に応じて変化させてもよい。   FIG. 12 shows a case where the higher one (B) of the reflectance and the light emission rate is fixed to 75% when the target light emission / reflectance is lower than the predetermined value. The rate may be other than 75%, or the higher one may be changed according to the target light emission / reflectance.

図13には、画像形成パネル100のある画素(以下、パネル画素という)とそのパネル画素に対応する光源527のLEDの画像フレームごとの駆動例を示している。図13(A)に示すように、パネル画素およびLEDに対応する投射画像上の画素の目標階調に対応する発光・反射率である目標発光・反射率が画像フレーム(丸囲みの1〜4で示す)ごとに変化している。これら画像フレームごとの目標発光・反射率を得るために、パネル画素の反射率を図13(B)に示すように変化させ、LEDの発光率を図13(C)に示すように変化させる。なお、本実施例では、画像形成パネル100に印加する液晶駆動信号としての電圧の極性(正負)を1画像フレーム内で1回反転させる反転駆動を行っている。   FIG. 13 shows an example of driving a pixel of the image forming panel 100 (hereinafter referred to as a panel pixel) and an LED of a light source 527 corresponding to the panel pixel for each image frame. As shown in FIG. 13A, the target light emission / reflectance, which is the light emission / reflectance corresponding to the target gradation of the pixel on the projection image corresponding to the panel pixel and LED, is the image frame (circled 1-4). Each). In order to obtain the target light emission / reflectance for each image frame, the reflectance of the panel pixel is changed as shown in FIG. 13B, and the light emission rate of the LED is changed as shown in FIG. 13C. In this embodiment, inversion driving is performed in which the polarity (positive / negative) of the voltage as a liquid crystal driving signal applied to the image forming panel 100 is inverted once in one image frame.

以下の説明では、パネル画素の反射率がLEDの発光率よりも高い状態を第1の状態という。また、パネル画素の反射率がLEDの発光率よりも低い状態を第2の状態という。   In the following description, a state where the reflectance of the panel pixel is higher than the light emission rate of the LED is referred to as a first state. A state in which the reflectance of the panel pixel is lower than the light emission rate of the LED is referred to as a second state.

例えば、最初のフレーム1での目標発光・反射率が12.5%であると、パネル画素の反射率を75%とし、LEDの発光率を16.7%とする(第1の状態)。次にフレーム2での目標発光・反射率が50%であると、パネル画素の反射率を66.7%とし、LEDの発光率を75%とする(第2の状態)。また、次のフレーム3での目標発光・反射率が25%であると、パネル画素の反射率を75%とし、LEDの発光率を33.3%とする(第1の状態)。さらに、次のフレーム4での目標発光・反射率が12.5%であると、パネル画素の反射率を16.7%とし、LEDの発光率を75%とする(第2の状態)。   For example, when the target light emission / reflectance in the first frame 1 is 12.5%, the reflectance of the panel pixel is set to 75%, and the light emission rate of the LED is set to 16.7% (first state). Next, when the target light emission / reflectance in the frame 2 is 50%, the reflectance of the panel pixel is set to 66.7%, and the light emission rate of the LED is set to 75% (second state). Further, when the target light emission / reflectance in the next frame 3 is 25%, the reflectance of the panel pixel is set to 75%, and the light emission rate of the LED is set to 33.3% (first state). Further, when the target light emission / reflectance in the next frame 4 is 12.5%, the reflectance of the panel pixel is set to 16.7% and the light emission rate of the LED is set to 75% (second state).

このように、本実施例では、連続する画像フレームにおいて目標階調が変化する場合でも(つまりは、目標階調の変化にかかわらず)、その目標階調に対応する発光・反射率が得られるように上述した第1の状態と第2の状態とを画像フレームごとに切り替える。言い換えれば、第1の状態と第2の状態とを画像フレームごとに切り替えるように画像形成パネル100と光源527の駆動データを生成する。   Thus, in this embodiment, even when the target gradation changes in successive image frames (that is, regardless of the change in the target gradation), the light emission / reflectance corresponding to the target gradation can be obtained. As described above, the first state and the second state described above are switched for each image frame. In other words, drive data for the image forming panel 100 and the light source 527 is generated so as to switch between the first state and the second state for each image frame.

これにより、画像形成パネル100を、画像フレームごとに反射率が大きく変化するように、つまり高い応答性が得られるように駆動することができる。具体的には、例えば、画像形成パネル100を10mS程度の応答速度で駆動することができるように、液晶駆動データとLED駆動データを色相輝度振り分け回路614にて生成する。   As a result, the image forming panel 100 can be driven such that the reflectance changes greatly for each image frame, that is, high responsiveness can be obtained. Specifically, for example, the liquid crystal drive data and the LED drive data are generated by the hue luminance distribution circuit 614 so that the image forming panel 100 can be driven at a response speed of about 10 mS.

例えば、色相輝度振り分け回路614は、図12に示したグラフに相当するテーブルデータをROMに格納して持つ。そして、色相輝度振り分け回路614は、画像形成パネル100の反射率と光源527の発光率として、図12中の(A)と(B)に示した反射率と発光率を画像フレームごとに相互に切り替えるように液晶駆動データおよびLED駆動データを生成する。   For example, the hue luminance distribution circuit 614 has table data corresponding to the graph shown in FIG. 12 stored in the ROM. Then, the hue luminance distribution circuit 614 uses the reflectance and the light emission rate shown in (A) and (B) of FIG. 12 as the reflectance of the image forming panel 100 and the light emission rate of the light source 527 for each image frame. Liquid crystal drive data and LED drive data are generated so as to be switched.

以上説明したように、本実施例では、投射画像において目標階調が得られるように設定される画像形成パネル100の反射率と光源527の発光率の高低の関係を画像フレームごとに切り替える。これにより、画像形成パネル100の液晶応答性を向上させて動画視認性を向上させることができる。しかも、インパルス型表示を行わないので、明るい画像を投射することができる。   As described above, in this embodiment, the relationship between the reflectance of the image forming panel 100 and the light emission rate of the light source 527 set so as to obtain the target gradation in the projected image is switched for each image frame. Thereby, the liquid crystal responsiveness of the image forming panel 100 can be improved, and the moving image visibility can be improved. In addition, since an impulse type display is not performed, a bright image can be projected.

なお本実施例では、画像形成パネルとして反射型液晶パネルを用いる場合について説明したが、透過型液晶パネルを用いてもよい。   In this embodiment, the case where a reflective liquid crystal panel is used as the image forming panel has been described. However, a transmissive liquid crystal panel may be used.

さらに本実施例では、液晶プロジェクタ(画像投射装置)について説明したが、本発明の他の実施例として、いわゆる直視型ディスプレイ(液晶モニタ)等の画像表示装置を含む。   Further, in the present embodiment, the liquid crystal projector (image projection apparatus) has been described. However, as another embodiment of the present invention, an image display apparatus such as a so-called direct view display (liquid crystal monitor) is included.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

動画視認性が良く、明るい画像を表示できる液晶プロジェクタや液晶モニタ等の画像表示装置を提供できる。   It is possible to provide an image display device such as a liquid crystal projector or a liquid crystal monitor that can display a bright image with good moving image visibility.

100(100r,100g,100b) 画像形成パネル
501 制御部
527 光源
601 液晶駆動部
100 (100r, 100g, 100b) Image forming panel 501 Control unit 527 Light source 601 Liquid crystal driving unit

Claims (5)

発光率が可変である光源と、
該光源からの光が入射し、該光を透過または反射するときの透過率または反射率としての透過/反射率が可変である液晶素子と、
該液晶素子からの光により形成される表示画像において目標階調が得られるように前記光源の前記発光率および前記液晶素子の前記透過/反射率を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記画像のフレームごとに、前記液晶素子の前記透過/反射率が前記光源の前記発光率よりも高い第1の状態と、前記液晶素子の前記透過/反射率が前記光源の前記発光率よりも低い第2の状態とを切り替えることを特徴とする画像表示装置。
A light source having a variable emission rate;
A liquid crystal element in which the light from the light source is incident and the transmittance / reflectance as a transmittance when the light is transmitted or reflected is variable;
Control means for controlling the light emission rate of the light source and the transmittance / reflectance of the liquid crystal device so as to obtain a target gradation in a display image formed by light from the liquid crystal device,
For each frame of the image, the control means includes a first state in which the transmittance / reflectance of the liquid crystal element is higher than the light emission ratio of the light source, and the transmittance / reflectance of the liquid crystal element is equal to that of the light source. An image display device that switches between a second state lower than the light emission rate.
前記制御手段は、前記目標階調に対応する前記発光率および前記透過/反射率の合成値を目標発光・透過/反射率とするとき、前記第1および第2の状態において、前記液晶素子の前記透過/反射率を前記目標発光・透過/反射率よりも高くすることを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。   In the first and second states, the control means sets the light emission rate and the transmission / reflectance corresponding to the target gradation to a target emission / transmission / reflectance value. The image display apparatus according to claim 1, wherein the transmission / reflectance is higher than the target light emission / transmission / reflectance. 前記制御手段は、前記フレームごとの前記目標階調の変化にかかわらず、前記フレームごとに前記第1および第2の状態を切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載の画像表示装置。   The image display apparatus according to claim 1, wherein the control unit switches the first and second states for each frame regardless of a change in the target gradation for each frame. 前記制御手段は、前記目標階調が所定値より低い場合に限り、前記フレームごとに前記第1および第2の状態を切り替えることを特徴とする請求項1から3のいずかれ1項に記載の画像表示装置。   The said control means switches the said 1st and 2nd state for every said frame, only when the said target gradation is lower than predetermined value, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. Image display device. 前記光源は、LEDにより構成されており、
前記制御手段は、前記LEDに流す電流値を制御または該LEDの点灯時間を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
The light source is constituted by an LED,
5. The image display device according to claim 1, wherein the control unit controls a current value flowing through the LED or controls a lighting time of the LED. 6.
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