JP2023044893A - Light modulator and projection type display device - Google Patents

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Abstract

To provide a light modulator capable of detecting and correcting deviation in a common electrode voltage.SOLUTION: A reflection type sheet polarizer 13b transmits first polarized light out of modulated light emitted from a reflection type liquid crystal display element 12b, and reflects second polarized light. A transmission type sheet polarizer 15b transmits the second polarized light reflected on the reflection type sheet polarizer 13b, and reflects the first polarized light. An optical sensor 21b receives the first polarized light reflected on the transmission type sheet polarizer 15b, and outputs a detection signal. A detection circuit 23b generates a primary flag composed of first to third flags according to a difference between an absolute value of a positive polarity peak and an absolute value of a negative polarity peak. A selection circuit 24b replaces the second and third flags with the first flag unless two adjoining frames of an input image signal represent substantially identical images. When a secondary flag is the second flag, a correction circuit 25b performs correction to lower the common electrode voltage. When the secondary flag is the third flag, the correction circuit performs correction to heighten the common electrode voltage.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、光変調装置及び投射型表示装置に関する。 The present invention relates to an optical modulation device and a projection display device.

投射型表示装置は、光変調装置によって、投射しようとする画像に応じて照明光を光変調することにより、スクリーンに所望の画像を拡大投影する。光変調装置は、一構成部品として液晶表示素子を備える。液晶表示素子は、画素電極、画素電極と対向するように配置された共通電極、画素電極と共通電極とで挟まれた液晶とを有する。 A projection display device modulates illumination light according to an image to be projected by a light modulation device, thereby projecting a desired image in an enlarged manner onto a screen. A light modulation device includes a liquid crystal display element as one component. A liquid crystal display element includes a pixel electrode, a common electrode arranged to face the pixel electrode, and liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the common electrode.

光変調装置は、液晶表示素子の共通電極に直流電圧である共通電極電圧(いわゆるVcom)を印加する。光変調装置は、画素電極と共通電極との間にフレーム周期またはライン周期で反転する交流電圧を印加して、入射する照明光を光変調する。このとき、画素電極駆動用トランジスタの特性上のばらつき、液晶材料の電気光学特性のばらつき、液晶の配向条件のばらつき、液晶への不純物の混入、画素電極と共通電極との材質の違い等に起因して、画素電極と共通電極との間に印加される交流電圧の正極性側と負極性側とで非対称性が生じることがある。 The light modulator applies a common electrode voltage (so-called Vcom), which is a DC voltage, to the common electrode of the liquid crystal display element. The light modulating device modulates incident illumination light by applying an AC voltage that is inverted at a frame period or a line period between a pixel electrode and a common electrode. At this time, it is caused by variations in the characteristics of the pixel electrode driving transistor, variations in the electro-optical characteristics of the liquid crystal material, variations in the orientation conditions of the liquid crystal, contamination of the liquid crystal with impurities, and differences in the materials of the pixel electrode and the common electrode. As a result, an asymmetry may occur between the positive polarity side and the negative polarity side of the AC voltage applied between the pixel electrode and the common electrode.

交流電圧の正極性側と負極性側とで非対称性が生じると、Vcomが交流電圧の反転中心電圧からずれて、液晶表示素子に直流電圧成分が印加されることにより、投影像にフリッカが発生する。投影像にフリッカが発生するとコントラストが低下して、表示階調が狭くなる。それに加えて、液晶表示素子に直流電圧成分が印加されるため、液晶中のイオン性物質が一方の電極に引き寄せられ、液晶表示素子に焼き付きが発生し、液晶表示素子の動作の信頼性が低下することがある。 If asymmetry occurs between the positive side and the negative side of the AC voltage, Vcom will deviate from the inversion center voltage of the AC voltage, and a DC voltage component will be applied to the liquid crystal display element, resulting in flicker in the projected image. do. When flicker occurs in the projected image, the contrast is lowered and the display gradation is narrowed. In addition, since a DC voltage component is applied to the liquid crystal display element, ionic substances in the liquid crystal are attracted to one of the electrodes, causing burn-in to the liquid crystal display element and lowering the operational reliability of the liquid crystal display element. I have something to do.

特許文献1及び特許文献2には、光学センサを用いてフリッカに起因する光のちらつきを検出してVcomを調整することにより、フリッカを抑制することが記載されている。 Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. 2005-100001 and 2003-200001 describe suppressing flicker by detecting light flicker caused by flicker using an optical sensor and adjusting Vcom.

特開2009-193044号公報JP 2009-193044 A 特開2011-2745号公報JP 2011-2745 A

特許文献1に記載の構成は、Vcomの反転中心電圧からのずれを補正するために特定のパターンの画像を投影する必要がある。特許文献1記載の構成は、入力画像信号に基づく通常の画像を投影している状態ではVcomのずれを補正することができない。特許文献2に記載の構成は、特定のパターンの画像を投影する必要はないものの、フレームレートを2倍にして各フレームを連続して2度読み出す倍速変換処理が必要となる。特許文献2に記載の構成は、各フレームの1度目の読み出しで正極性、2度目の読み出しで負極性とすることによってVcomのずれを検出して補正する。 The configuration described in Patent Document 1 needs to project an image of a specific pattern in order to correct the deviation from the inversion center voltage of Vcom. The configuration described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200010 cannot correct the deviation of Vcom while projecting a normal image based on an input image signal. The configuration described in Patent Document 2 does not need to project an image of a specific pattern, but requires double-speed conversion processing in which the frame rate is doubled and each frame is successively read out twice. The configuration described in Patent Document 2 detects and corrects the deviation of Vcom by setting positive polarity in the first readout of each frame and negative polarity in the second readout.

近年の投射型表示装置は、時間方向の解像度向上を目的として、入力画像信号のフレームレートを従来一般的な60Hzの2倍の120Hzとすることが多くなっている。入力画像信号のフレームレートが120Hzであるときに、特許文献2に記載の構成を採用しようとすると、フレームレートを240Hzにする必要がある。投射型表示装置をフレームレート240Hzで動作させようとすると、回路規模及びコストの大幅な増大を招くため、特許文献2に記載の構成を採用することは実質的に困難である。 In recent projection display devices, the frame rate of an input image signal is often set to 120 Hz, which is twice the conventional general 60 Hz, for the purpose of improving the resolution in the time direction. When the frame rate of the input image signal is 120 Hz, the frame rate needs to be 240 Hz if the configuration described in Patent Document 2 is to be adopted. If the projection type display device is operated at a frame rate of 240 Hz, the circuit scale and cost will increase significantly, so it is practically difficult to adopt the configuration described in Patent Document 2.

本発明は、共通電極電圧のずれを補正するために特定のパターンの画像の投影、及び入力画像信号のフレームレートの倍速変換処理の必要がなく、共通電極電圧のずれを検出して補正することができる光変調装置及び投射型表示装置を提供することを目的とする。 The present invention detects and corrects common electrode voltage deviations without the need for projection of a specific pattern image and double-speed conversion processing of the frame rate of an input image signal in order to correct common electrode voltage deviations. It is an object of the present invention to provide a light modulation device and a projection display device capable of

本発明は、画素電極と、共通電極電圧が印加される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とで挟まれた液晶とを有し、入射する一方向の直線偏光である第1の偏光を入力画像信号に基づいて光変調して、変調光として射出する液晶表示素子と、前記液晶表示素子より射出された変調光のうち、前記第1の偏光を透過し、前記第1の偏光と直交する一方向の直線偏光である第2の偏光を反射する反射型偏光板と、前記反射型偏光板で反射する前記第2の偏光を透過し、前記第1の偏光を反射する透過型偏光板と、前記透過型偏光板で反射する前記第1の偏光を受光して検出信号を出力する光センサと、前記入力画像信号の極性を前記共通電極電圧に対して1垂直期間ごとに正極性と負極性とで反転させて前記画素電極に供給する液晶駆動回路と、前記液晶駆動回路が前記画素電極に前記入力画像信号を正極性で供給している垂直期間に前記光センサから出力される前記検出信号のピークの絶対値である正極性側ピーク絶対値と、前記液晶駆動回路が前記画素電極に前記入力画像信号を負極性で供給している垂直期間に前記光センサから出力される前記検出信号のピークの絶対値である負極性側ピーク絶対値との差分を算出し、前記差分が0であれば一次フラグとして第1のフラグを生成し、前記差分が正であれば一次フラグとして第2のフラグを生成し、前記差分が負であれば一次フラグとして第3のフラグを生成する検出回路と、前記入力画像信号における隣接する2フレームを比較して、両者が実質的に同じ画像であるか否かを判定し、両者が実質的に同じ画像であると判定されれば、前記一次フラグをそのまま二次フラグとして出力し、両者が実質的に同じ画像ではないと判定されれば、前記第2及び第3のフラグを前記第1のフラグに置換して二次フラグとして出力する選択回路と、前記二次フラグが前記第1のフラグであれば前記共通電極電圧を補正せず、前記二次フラグが前記第2のフラグであれば前記共通電極電圧を低くするよう補正し、前記二次フラグが前記第3のフラグであれば前記共通電極電圧を高くするよう補正する補正回路とを備える光変調装置を提供する。 The present invention has a pixel electrode, a common electrode to which a common electrode voltage is applied, and a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the common electrode, and a first polarized light that is incident linearly polarized light in one direction. based on an input image signal, and emits modulated light; A reflective polarizing plate that reflects a second polarized light that is linearly polarized light in one orthogonal direction, and a transmissive polarized light that transmits the second polarized light reflected by the reflective polarizing plate and reflects the first polarized light. a plate, an optical sensor that receives the first polarized light reflected by the transmissive polarizing plate and outputs a detection signal, and a polarity of the input image signal that is positive for each vertical period with respect to the common electrode voltage. and a liquid crystal drive circuit for supplying the input image signal to the pixel electrode after inverting it with a negative polarity, and output from the photosensor during a vertical period in which the liquid crystal drive circuit supplies the input image signal to the pixel electrode with a positive polarity. The positive peak absolute value, which is the absolute value of the peak of the detection signal, and the output from the photosensor during the vertical period in which the liquid crystal drive circuit supplies the input image signal to the pixel electrode with negative polarity A difference from the absolute value of the peak of the detection signal, which is the negative peak absolute value, is calculated. If the difference is 0, a first flag is generated as a primary flag, and if the difference is positive, a primary flag is generated. a detection circuit for generating a second flag and generating a third flag as a primary flag if said difference is negative; and comparing two adjacent frames in said input image signal to determine if they are substantially the same image. If it is determined that both are substantially the same image, the primary flag is output as it is as a secondary flag, and if it is determined that both are not substantially the same image a selection circuit that replaces the second and third flags with the first flag and outputs a secondary flag; and if the secondary flag is the first flag, the common electrode voltage is not corrected. a correction circuit for correcting the common electrode voltage to be lower if the secondary flag is the second flag, and correcting the common electrode voltage to be higher if the secondary flag is the third flag; and an optical modulation device.

本発明は、光源から射出した白色光の光束を、ランダム偏光の赤色光、緑色光、及び青色光の各光束に分光するダイクロイックミラーと、ランダム偏光の赤色光、緑色光、及び青色光の各光束を一方向の直線偏光である第1の偏光に揃えて射出する偏光変換素子と、前記第1の偏光に揃えられた赤色光、緑色光、及び青色光の各光束の光路に設けられた上記の光変調装置と、前記光変調装置における前記透過型偏光板を透過した赤色光、緑色光、及び青色光の、前記第1の偏光と直交する一方向の直線偏光である第2の偏光の各光束を色合成する色合成プリズムと、前記色合成プリズムで色合成された合成光を拡大投影する投射レンズとを備える投射型表示装置を提供する。 The present invention includes a dichroic mirror that splits a white light beam emitted from a light source into randomly polarized red light, green light, and blue light beams, and a dichroic mirror that splits a light beam of white light emitted from a light source into each of randomly polarized red light, green light, and blue light. A polarization conversion element that aligns a light flux into a first polarized light that is linearly polarized light in one direction and emits the light, and a light path of each light flux of red light, green light, and blue light aligned with the first polarized light. and the second polarized light, which is linearly polarized light in one direction orthogonal to the first polarized light, of the red light, the green light, and the blue light transmitted through the transmissive polarizing plate in the optical modulator. and a projection lens for enlarging and projecting the synthesized light color-synthesized by the color synthesis prism.

本発明の光変調装置及び投射型表示装置によれば、共通電極電圧のずれを補正するために特定のパターンの画像の投影、及び入力画像信号のフレームレートの倍速変換処理の必要がなく、共通電極電圧のずれを検出して補正することができる。 According to the light modulation device and the projection display device of the present invention, there is no need to project an image of a specific pattern and double-speed conversion processing of the frame rate of an input image signal in order to correct the deviation of the common electrode voltage. Electrode voltage deviations can be detected and corrected.

一実施形態の投射型表示装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection-type display apparatus of one Embodiment. 一実施形態の投射型表示装置が備える偏光変換素子の部分側面図である。FIG. 4 is a partial side view of a polarization conversion element included in the projection display device of one embodiment; 図1における一点鎖線で囲んだ符号50の部分の拡大図である。2 is an enlarged view of a portion indicated by reference numeral 50 surrounded by a dashed line in FIG. 1. FIG. 一実施形態の投射型表示装置が備える反射型偏光板として用いられているワイヤグリッド偏光子を示す概念的斜視図である。1 is a conceptual perspective view showing a wire grid polarizer used as a reflective polarizing plate provided in a projection display device of one embodiment; FIG. 一実施形態の光変調装置が備える光センサに入射される光束を示す部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view showing a light beam incident on a photosensor included in the optical modulation device of one embodiment; 一実施形態の光変調装置が備える光センサが、光センサに入射されるべきでない光束の影響を受けない位置に配置されていることを示す部分拡大図である。4 is a partially enlarged view showing that the optical sensor included in the optical modulation device of one embodiment is arranged at a position that is not affected by a light beam that should not be incident on the optical sensor; FIG. 一実施形態の光変調装置の概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the optical modulation apparatus of one Embodiment. 一実施形態の光変調装置が備える検出回路、選択回路、補正回路の詳細な構成例を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a detailed configuration example of a detection circuit, a selection circuit, and a correction circuit included in the optical modulation device of one embodiment; FIG. 一実施形態の光変調装置が実行する処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing processing executed by the optical modulation device of one embodiment; 一実施形態の投射型表示装置の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the projection display device of one embodiment; 一実施形態の投射型表示装置の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the projection display device of one embodiment; 一実施形態の投射型表示装置の動作を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing the operation of the projection display device of one embodiment;

以下、一実施形態の光変調装置及び投射型表示装置について、添付図面を参照して説明する。図1に示す投射型表示装置1は次のように構成されている。図1において、キセノンランプ2aと凹面鏡2bとを有する光源2は、高輝度の白色光を射出する。白色光の光路上には、赤外線透過フィルタ3が45度傾斜して配置されている。赤外線透過フィルタ3は波長700nm近傍以上の赤外線を透過し、それ以外の波長帯域の光束を反射する。これにより、波長700nm近傍以上の赤外線が除去される。 An optical modulation device and a projection display device according to one embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. The projection display device 1 shown in FIG. 1 is configured as follows. In FIG. 1, a light source 2 having a xenon lamp 2a and a concave mirror 2b emits white light with high brightness. An infrared transmission filter 3 is arranged at an angle of 45 degrees on the optical path of the white light. The infrared transmission filter 3 transmits infrared rays having a wavelength of about 700 nm or more, and reflects light beams in other wavelength bands. As a result, infrared rays having a wavelength of about 700 nm or more are removed.

赤外帯域以外の波長帯域の光束は赤外線透過フィルタ3で光路が90度折り曲げられ、紫外線反射フィルタ4に入射する。紫外線反射フィルタ4は波長400nm近傍以下の紫外線を反射し、それ以外の波長帯域の光束を透過する。これにより、波長400nm近傍以下の紫外線が除去される。赤外線及び紫外線が除去された白色光は、光路に対して45度傾斜して配置されたダイクロイックミラー5に入射する。ダイクロイックミラー5は、青色光(以下、B光)を反射し、赤緑色光(以下、RG光)光を透過することにより、入射した白色光をB光とRG光とに分光する。 A light beam in a wavelength band other than the infrared band has its optical path bent 90 degrees by the infrared transmission filter 3 and is incident on the ultraviolet reflection filter 4 . The ultraviolet reflection filter 4 reflects ultraviolet rays with a wavelength of about 400 nm or less, and transmits light beams in other wavelength bands. As a result, ultraviolet light having a wavelength of about 400 nm or less is removed. The white light from which infrared rays and ultraviolet rays have been removed enters a dichroic mirror 5 arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical path. The dichroic mirror 5 reflects blue light (hereinafter referred to as B light) and transmits reddish green light (hereinafter referred to as RG light), thereby splitting incident white light into B light and RG light.

ダイクロイックミラー5で反射するB光の光路上には、反射ミラー6、B光用の第1のフライアイレンズ7b、B光用の第2のフライアイレンズ8b、偏光変換素子9b、コンデンサレンズ10b、フィールドレンズ11b、反射型偏光板13b、B光用の反射型液晶表示素子12bがこの順で配置されている。反射ミラー6は、ダイクロイックミラー5より射出されたB光の光路に対して45度傾斜して配置されており、B光の光路を90度折り曲げる。反射型液晶表示素子12b及び後述する反射型液晶表示素子12r及び12gは、液晶表示素子の一例である。 On the optical path of the B light reflected by the dichroic mirror 5 are a reflecting mirror 6, a first fly-eye lens 7b for B light, a second fly-eye lens 8b for B light, a polarization conversion element 9b, and a condenser lens 10b. , a field lens 11b, a reflective polarizing plate 13b, and a reflective liquid crystal display element 12b for B light are arranged in this order. The reflecting mirror 6 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the B light emitted from the dichroic mirror 5, and bends the optical path of the B light by 90 degrees. The reflective liquid crystal display element 12b and reflective liquid crystal display elements 12r and 12g, which will be described later, are examples of liquid crystal display elements.

光源2の凹面鏡2bより射出される白色光の断面が円形であるから、反射ミラー6で反射する光束の断面は円形である。反射ミラー6で反射する断面が円形である光束を、矩形状の反射型液晶表示素子12bの有効画素領域に効率的に照射するために、円形の光束を矩形の光束に変換する必要がある。 Since the cross section of the white light emitted from the concave mirror 2b of the light source 2 is circular, the cross section of the luminous flux reflected by the reflecting mirror 6 is also circular. In order to efficiently irradiate the effective pixel area of the rectangular reflective liquid crystal display element 12b with the luminous flux reflected by the reflecting mirror 6 and having a circular cross section, the circular luminous flux must be converted into a rectangular luminous flux.

第1のフライアイレンズ7bは、小さな矩形の凸レンズがマトリクス状に配置された構成を有する。第2のフライアイレンズ8bも、小さな矩形の凸レンズがマトリクス状に配置された構成を有する。第2のフライアイレンズ8bの各凸レンズは、第1のフライアイレンズ7bの各凸レンズの焦点位置に配置されている。第1のフライアイレンズ7b及び第2のフライアイレンズ8bは、B光の光束の形状を反射型液晶表示素子12bの形状に一致させ、反射型液晶表示素子12b上の照度分布を均一化するために、入射した光束を複数の矩形の部分光束に分割する。 The first fly-eye lens 7b has a configuration in which small rectangular convex lenses are arranged in a matrix. The second fly-eye lens 8b also has a configuration in which small rectangular convex lenses are arranged in a matrix. Each convex lens of the second fly-eye lens 8b is arranged at the focal position of each convex lens of the first fly-eye lens 7b. The first fly-eye lens 7b and the second fly-eye lens 8b match the shape of the B light flux to the shape of the reflective liquid crystal display element 12b, and uniform the illuminance distribution on the reflective liquid crystal display element 12b. For this purpose, the incident beam is split into a plurality of rectangular partial beams.

第2のフライアイレンズ8bより射出された部分光束であるB光は偏光状態が揃っていないランダム偏光である。偏光変換素子9bは、ランダム偏光の複数の部分光束を一方向の直線偏光の複数の部分光束に変換する。偏光変換素子9bは図2に示すように構成されている。 The B light, which is the partial light beam emitted from the second fly-eye lens 8b, is randomly polarized light having different polarization states. The polarization conversion element 9b converts a plurality of randomly polarized partial light beams into a plurality of linearly polarized partial light beams in one direction. The polarization conversion element 9b is constructed as shown in FIG.

図2に示すように、平板状の偏光ビームスプリッタアレイ91の内部には、破線で示す偏光分離面92と実線で示す反射面93とが面に沿った方向に交互に形成されている。偏光分離面92及び反射面93は、偏光変換素子9bの光の入射面に対して45度の角度を有するように形成されている。偏光分離面92はP偏光(第1の偏光)を透過してS偏光(第2の偏光)を反射する。S偏光は偏光分離面92で進行方向が90°曲げられて反射面93に向かう。反射面93は入射したS偏光を反射し、進行方向を90°曲げる。 As shown in FIG. 2, inside a planar polarization beam splitter array 91, polarization splitting surfaces 92 indicated by broken lines and reflecting surfaces 93 indicated by solid lines are alternately formed along the surface. The polarization separation surface 92 and the reflection surface 93 are formed to have an angle of 45 degrees with respect to the light incident surface of the polarization conversion element 9b. The polarization splitting surface 92 transmits P-polarized light (first polarized light) and reflects S-polarized light (second polarized light). The traveling direction of the S-polarized light is bent by 90° at the polarization splitting surface 92 and travels toward the reflecting surface 93 . The reflecting surface 93 reflects the incident S-polarized light and bends the direction of travel by 90°.

偏光分離面92と反射面93とで挟まれて反射面93で反射するS偏光を射出する領域には、複屈折性を有する1/2波長板94が貼り付けられている。偏光分離面92と反射面93とで挟まれて偏光分離面92を透過したP偏光を射出する領域には、1/2波長板94が貼り付けられていない。1/2波長板94は、入射したS偏光の偏光方向を90°回転して、P偏光を射出する。このようにして、偏光変換素子9bは入射したランダム偏光を一方向の直線偏光であるP偏光に揃えて射出する。 A half-wave plate 94 having birefringence is attached to a region sandwiched between the polarization splitting surface 92 and the reflecting surface 93 and emitting the S-polarized light reflected by the reflecting surface 93 . A half-wave plate 94 is not attached to a region sandwiched between the polarization splitting surface 92 and the reflecting surface 93 and emitting the P-polarized light transmitted through the polarization splitting surface 92 . The half-wave plate 94 rotates the polarization direction of the incident S-polarized light by 90° and emits P-polarized light. In this manner, the polarization conversion element 9b aligns incident random polarized light into P polarized light, which is linearly polarized light in one direction, and emits it.

偏光変換素子9b及び後述する偏光変換素子9rgは、入射したランダム偏光を一方向の直線偏光であるS偏光に揃えて射出してもよい。偏光変換素子9b及び後述する偏光変換素子9rgがS偏光を射出する場合には、後述する各色の光変調装置は入射するS偏光に対応するように構成される。この場合、第1の偏光はS偏光であり、第2の偏光はP偏光である。 The polarization conversion element 9b and the polarization conversion element 9rg, which will be described later, may align incoming random polarized light into S-polarized light, which is linearly polarized light in one direction, and emit it. When the polarization conversion element 9b and the polarization conversion element 9rg, which will be described later, emit S-polarized light, the light modulators for each color, which will be described later, are configured to correspond to the incident S-polarized light. In this case, the first polarization is S-polarization and the second polarization is P-polarization.

コンデンサレンズ10bは、偏光変換素子9bより射出された一方向の直線偏光(P偏光)の複数の部分光束を合成して、1つにまとめた光束を射出する。フィールドレンズ11bは、入射した直線偏光の光束をB光のテレセントリックな照明光に変換する。 The condenser lens 10b synthesizes a plurality of partial light fluxes of linearly polarized light (P-polarized light) in one direction emitted from the polarization conversion element 9b and emits a combined light flux. The field lens 11b converts the incident linearly polarized light into telecentric illumination light of B light.

図3は、図1における一点鎖線で囲んだ符号50の部分を拡大して示している。図1または図3において、略三角柱の支持体20bの3つの側面には矩形状の開口が形成されており、3つの側面の内面側には、各開口を塞ぐように、反射型液晶表示素子12b、反射型偏光板13b、透過型偏光板15bが固着されている。反射型偏光板13bは、支持体20bのフィールドレンズ11bと対向する側面に固着されており、フィールドレンズ11bから射出したB光が入射される。反射型偏光板13bは、B光の光路に対して45度の角度で傾斜している。反射型液晶表示素子12bが固着されている側面の外面には、放熱用のヒートシンク19bが固着されている。 FIG. 3 shows an enlarged view of a portion 50 surrounded by a dashed line in FIG. In FIG. 1 or FIG. 3, rectangular openings are formed in three side surfaces of a substantially triangular prismatic support 20b, and a reflective liquid crystal display element is provided on the inner surface side of the three side surfaces so as to cover the respective openings. 12b, a reflective polarizing plate 13b, and a transmissive polarizing plate 15b are fixed. The reflective polarizing plate 13b is fixed to the side surface of the support 20b facing the field lens 11b, and the B light emitted from the field lens 11b is incident thereon. The reflective polarizing plate 13b is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the B light. A heat sink 19b for heat dissipation is fixed to the outer surface of the side surface to which the reflective liquid crystal display element 12b is fixed.

図4に示すように、反射型偏光板13bとしてワイヤグリッド偏光子が用いられている。ワイヤグリッド偏光子である反射型偏光板13bは、偏光子光学ガラス板131上に、アルミニウム等の金属線132を、例えば、140nm程度のピッチで規則正しくストライプ状に形成した反射面を有する。反射型偏光板13bは、入射した光束のうちストライプ状に形成された金属線132に垂直な偏光成分(ここではP偏光)をそのまま透過させ、金属線132に平行な偏光成分(ここではS偏光)を反射する特性を有する。 As shown in FIG. 4, a wire grid polarizer is used as the reflective polarizing plate 13b. The reflective polarizing plate 13b, which is a wire grid polarizer, has a reflective surface in which metal wires 132 such as aluminum are formed on a polarizer optical glass plate 131 in regular stripes at a pitch of about 140 nm, for example. The reflective polarizing plate 13b transmits the polarized light component perpendicular to the metal wires 132 (here, P-polarized light) of the incident light flux as it is, and transmits the polarized light component parallel to the metal wires 132 (here, S-polarized light). ) is reflected.

反射型偏光板13bとしてワイヤグリッド偏光子を用いると、反射型偏光板13bを軽量とすることができる。ワイヤグリッド偏光子は入射する光を吸収しにくいため、反射型偏光板13bとしてワイヤグリッド偏光子を用いると、発熱によって発生するガラスの複屈折を起因とする投影像の品質低下を抑えることができる。 If a wire grid polarizer is used as the reflective polarizer 13b, the weight of the reflective polarizer 13b can be reduced. Since a wire grid polarizer does not easily absorb incident light, the use of a wire grid polarizer as the reflective polarizing plate 13b can suppress deterioration in quality of a projected image due to birefringence of glass caused by heat generation. .

図1または図3に戻り、反射型偏光板13bは、フィールドレンズ11bから射出したB光を透過させる。反射型偏光板13bを透過したB光は反射型液晶表示素子12bに入射する。反射型液晶表示素子12bは、入力画像信号を構成するRGB信号のうちのB信号に基づいて光変調し、光変調によって偏光状態が変化したB光(S偏光)を変調光として反射して射出する。反射型偏光板13bは、反射型液晶表示素子12bで反射したB光を反射する。反射型偏光板13bで反射するB光は透過型偏光板15bを透過して、クロスダイクロイックプリズム16に入射する。クロスダイクロイックプリズム16は、色合成プリズムの一例である。 Returning to FIG. 1 or 3, the reflective polarizing plate 13b transmits the B light emitted from the field lens 11b. The B light transmitted through the reflective polarizing plate 13b enters the reflective liquid crystal display element 12b. The reflective liquid crystal display element 12b modulates light based on the B signal of the RGB signals constituting the input image signal, and reflects and emits the B light (S-polarized light) whose polarization state is changed by the light modulation as modulated light. do. The reflective polarizing plate 13b reflects the B light reflected by the reflective liquid crystal display element 12b. The B light reflected by the reflective polarizing plate 13 b passes through the transmissive polarizing plate 15 b and enters the cross dichroic prism 16 . Cross dichroic prism 16 is an example of a color combining prism.

透過型偏光板15b及び後述する透過型偏光板15g及び15rは、入射するB光に含まれている不要偏光(P偏光)を反射して除去することにより、S偏光の偏光度を向上させ、ひいてはコントラストを向上させるために設けられている。 The transmissive polarizing plate 15b and transmissive polarizing plates 15g and 15r, which will be described later, reflect and remove unnecessary polarized light (P polarized light) contained in the incident B light, thereby improving the degree of polarization of S polarized light. As a result, it is provided to improve the contrast.

図1において、ダイクロイックミラー5を透過したRG光の光路上には、RG光用の第1のフライアイレンズ7rg、RG光用の第2のフライアイレンズ8rg、偏光変換素子9rg、コンデンサレンズ10rg、ダイクロイックミラー14がこの順で配置されている。第1のフライアイレンズ7rg、第2のフライアイレンズ8rg、偏光変換素子9rg、コンデンサレンズ10rgは、それぞれ、第1のフライアイレンズ7b、第2のフライアイレンズ8b、偏光変換素子9b、コンデンサレンズ10bと同様の構成及び機能を有する。 In FIG. 1, on the optical path of the RG light transmitted through the dichroic mirror 5 are a first fly-eye lens 7rg for RG light, a second fly-eye lens 8rg for RG light, a polarization conversion element 9rg, and a condenser lens 10rg. , and the dichroic mirror 14 are arranged in this order. The first fly-eye lens 7rg, the second fly-eye lens 8rg, the polarization conversion element 9rg, and the condenser lens 10rg are respectively the first fly-eye lens 7b, the second fly-eye lens 8b, the polarization conversion element 9b, and the condenser lens 10rg. It has the same configuration and function as the lens 10b.

ダイクロイックミラー14は、RG光のうち緑色光(以下、G光)を反射し、赤色光(以下、R光)を透過することにより、入射したRG光をR光とG光とに分光する。 The dichroic mirror 14 reflects green light (hereinafter referred to as G light) of the RG light and transmits red light (hereinafter referred to as R light), thereby splitting the incident RG light into R light and G light.

ダイクロイックミラー14を透過したR光の光路上には、フィールドレンズ11r、反射型偏光板13r、R光用の反射型液晶表示素子12rがこの順で配置されている。フィールドレンズ11rは、入射した直線偏光の光束をR光のテレセントリックな照明光に変換する。 On the optical path of the R light transmitted through the dichroic mirror 14, a field lens 11r, a reflective polarizing plate 13r, and a reflective liquid crystal display element 12r for R light are arranged in this order. The field lens 11r converts the incident linearly polarized light into telecentric illumination light of R light.

略三角柱の支持体20rの3つの側面には矩形状の開口が形成されており、3つの側面の内面側には、各開口を塞ぐように、反射型液晶表示素子12r、反射型偏光板13r、透過型偏光板15rが固着されている。 Rectangular openings are formed in three side surfaces of a substantially triangular prismatic support 20r, and a reflective liquid crystal display element 12r and a reflective polarizing plate 13r are provided on the inner surface side of the three side surfaces so as to close the respective openings. , a transmissive polarizing plate 15r is fixed.

反射型偏光板13rは、支持体20rのフィールドレンズ11rと対向する側面に固着されており、フィールドレンズ11rから射出したR光が入射される。反射型偏光板13rは、R光の光路に対して45度の角度で傾斜している。反射型液晶表示素子12rが固着されている側面の外面には、放熱用のヒートシンク19rが固着されている。 The reflective polarizing plate 13r is fixed to the side surface of the support 20r facing the field lens 11r, and the R light emitted from the field lens 11r is incident thereon. The reflective polarizing plate 13r is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the R light. A heat sink 19r for heat dissipation is fixed to the outer surface of the side surface to which the reflective liquid crystal display element 12r is fixed.

反射型偏光板13rは、フィールドレンズ11rから射出したR光を透過させる。反射型偏光板13rを透過したR光は反射型液晶表示素子12rに入射する。反射型液晶表示素子12rは、入力画像信号を構成するRGB信号のうちのR信号に基づいて光変調し、光変調によって偏光状態が変化したR光(S偏光)を反射して変調光として射出する。反射型偏光板13rは、反射型液晶表示素子12rで反射したR光を反射する。反射型偏光板13rで反射するR光は透過型偏光板15rを透過して、クロスダイクロイックプリズム16に入射する。 The reflective polarizing plate 13r transmits the R light emitted from the field lens 11r. The R light transmitted through the reflective polarizing plate 13r enters the reflective liquid crystal display element 12r. The reflective liquid crystal display element 12r modulates light based on the R signal of the RGB signals constituting the input image signal, reflects the R light (S polarized light) whose polarization state has been changed by the light modulation, and emits it as modulated light. do. The reflective polarizing plate 13r reflects the R light reflected by the reflective liquid crystal display element 12r. The R light reflected by the reflective polarizing plate 13 r passes through the transmissive polarizing plate 15 r and enters the cross dichroic prism 16 .

ダイクロイックミラー14で反射するG光の光路上には、フィールドレンズ11g、反射型偏光板13g、G光用の反射型液晶表示素子12gがこの順で配置されている。フィールドレンズ11gは、入射した直線偏光の光束をG光のテレセントリックな照明光に変換する。 On the optical path of the G light reflected by the dichroic mirror 14, a field lens 11g, a reflective polarizing plate 13g, and a reflective liquid crystal display element 12g for G light are arranged in this order. The field lens 11g converts the incident linearly polarized light into telecentric illumination light of G light.

略三角柱の支持体20gの3つの側面には矩形状の開口が形成されており、3つの側面の内面側には、各開口を塞ぐように、反射型液晶表示素子12g、反射型偏光板13g、透過型偏光板15gが固着されている。 Rectangular openings are formed in three side surfaces of a substantially triangular prism support 20g, and a reflective liquid crystal display element 12g and a reflective polarizing plate 13g are provided on the inner surfaces of the three side surfaces so as to close the respective openings. , a transmissive polarizing plate 15g is fixed.

反射型偏光板13gは、支持体20gのフィールドレンズ11gと対向する側面に固着されており、フィールドレンズ11gから射出したG光が入射される。反射型偏光板13gは、G光の光路に対して45度の角度で傾斜している。反射型液晶表示素子12gが固着されている側面の外面には、放熱用のヒートシンク19gが固着されている。 The reflective polarizing plate 13g is fixed to the side surface of the support 20g facing the field lens 11g, and the G light emitted from the field lens 11g is incident thereon. The reflective polarizing plate 13g is inclined at an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the G light. A heat sink 19g for heat dissipation is fixed to the outer surface of the side surface to which the reflective liquid crystal display element 12g is fixed.

反射型偏光板13gは、フィールドレンズ11gから射出したG光を透過させる。反射型偏光板13gを透過したG光は反射型液晶表示素子12gに入射する。反射型液晶表示素子12gは、入力画像信号を構成するRGB信号のうちのG信号に基づいて光変調し、光変調によって偏光状態が変化したG光(S偏光)を反射して変調光として射出する。反射型偏光板13gは、反射型液晶表示素子12gで反射したG光を反射する。反射型液晶表示素子12gで反射するG光は透過型偏光板15gを透過して、クロスダイクロイックプリズム16に入射する。 The reflective polarizing plate 13g transmits the G light emitted from the field lens 11g. The G light transmitted through the reflective polarizing plate 13g enters the reflective liquid crystal display element 12g. The reflective liquid crystal display element 12g modulates light based on the G signal among the RGB signals constituting the input image signal, reflects the G light (S-polarized light) whose polarization state is changed by the light modulation, and emits it as modulated light. do. The reflective polarizing plate 13g reflects the G light reflected by the reflective liquid crystal display element 12g. The G light reflected by the reflective liquid crystal display element 12g passes through the transmissive polarizing plate 15g and enters the cross dichroic prism 16. FIG.

クロスダイクロイックプリズム16は、3つの側面から入射したR光、G光、B光を色合成して、合成光を射出面16aから射出する。投射レンズ17は、射出面16aから射出した合成光をスクリーン18に拡大投影する。 The cross dichroic prism 16 color-synthesizes the R light, G light, and B light incident from three side surfaces, and emits the synthesized light from the exit surface 16a. The projection lens 17 enlarges and projects the combined light emitted from the exit surface 16 a onto the screen 18 .

図1に示すように、透過型偏光板15r、15g、15bで反射する不要偏光の光路上で、支持体20r、20g、20bの外側には、それぞれ、光センサ21r、21g、21bが配置されている。光センサ21r、21g、21bは、入射した光を光量に応じて電気信号に変換する。光センサ21r、21g、21bは、光量を電圧、電流、または周波数等に変換し、検出信号として出力する。 As shown in FIG. 1, optical sensors 21r, 21g, and 21b are arranged outside the supports 20r, 20g, and 20b on the optical paths of the unwanted polarized light reflected by the transmissive polarizing plates 15r, 15g, and 15b, respectively. ing. The optical sensors 21r, 21g, and 21b convert incident light into electrical signals according to the amount of light. The optical sensors 21r, 21g, and 21b convert the amount of light into voltage, current, frequency, or the like, and output it as a detection signal.

図5及び図6を用いて、光センサ21r、21g、21bがそれぞれ支持体20r、20g、20b近傍のどのような位置に配置されているかを説明する。ここでは代表して、支持体20bに対する光センサ21bの位置を説明する。 5 and 6, the position of the optical sensors 21r, 21g and 21b near the supports 20r, 20g and 20b will be described. Here, as a representative, the position of the optical sensor 21b with respect to the support 20b will be described.

図5において、コンデンサレンズ10bから射出したP偏光であるB光の光束Haは、フィールドレンズ11bで反射型液晶表示素子12bの表示エリア(有効画素領域)の大きさに合わせて屈折され、反射型偏光板13bに入射する。反射型偏光板13bを透過したP偏光の光束Hbは、反射型液晶表示素子12bで光変調されてその一部がS偏光となって反射して、反射型偏光板13bに再入射する。S偏光になった光束Hbは反射型偏光板13bで反射して、光束Hcとして透過型偏光板15bに入射する。 In FIG. 5, the luminous flux Ha of P-polarized B light emitted from the condenser lens 10b is refracted by the field lens 11b in accordance with the size of the display area (effective pixel area) of the reflective liquid crystal display element 12b. It is incident on the polarizing plate 13b. The P-polarized luminous flux Hb transmitted through the reflective polarizing plate 13b is optically modulated by the reflective liquid crystal display element 12b, part of which is reflected as S-polarized light, and reenters the reflective polarizing plate 13b. The S-polarized beam Hb is reflected by the reflective polarizing plate 13b and enters the transmissive polarizing plate 15b as the beam Hc.

透過型偏光板15bはS偏光を透過し、不要なP偏光を反射する。光センサ21bは、透過型偏光板15bで反射するP偏光の破線で示す光束Hd上に配置されている。 The transmissive polarizing plate 15b transmits S-polarized light and reflects unnecessary P-polarized light. The optical sensor 21b is arranged on the P-polarized light flux Hd indicated by the dashed line reflected by the transmissive polarizing plate 15b.

図6に示すように、反射型偏光板13bは、入射したP偏光のB光の光束Haの100%を透過させるのではなく、若干の割合のP偏光を反射し、入射した光束Haに若干含まれるS偏光も反射する。よって、反射型偏光板13bのフィールドレンズ11b側の面から、支持体20bの外側へと向かう、P偏光及びS偏光を含む破線で示す光束Heが射出される。この光束Heは、反射型液晶表示素子12bで光変調されていないため、反射型液晶表示素子12bに起因するフリッカの影響を受けていない。加えて、光束Heは、反射型液晶表示素子12bに起因するフリッカの影響を受けて透過型偏光板15bで反射する光束Hdと比較して光量が大きい。 As shown in FIG. 6, the reflective polarizing plate 13b does not transmit 100% of the incident P-polarized B light beam Ha, but reflects a small proportion of the P-polarized light beam Ha, thereby making the incident light beam Ha slightly The included S-polarized light is also reflected. Therefore, a light beam He including P-polarized light and S-polarized light indicated by the dashed line is emitted from the surface of the reflective polarizing plate 13b on the field lens 11b side toward the outside of the support 20b. Since this luminous flux He is not optically modulated by the reflective liquid crystal display element 12b, it is not affected by flicker caused by the reflective liquid crystal display element 12b. In addition, the luminous flux He is affected by flicker caused by the reflective liquid crystal display element 12b and has a larger amount of light than the luminous flux Hd reflected by the transmissive polarizing plate 15b.

そのため、光センサ21bは、透過型偏光板15bで反射する光束Hd上であって、反射型偏光板13bで反射する光束Heを避けて、光束Heの影響を受けない位置に配置する必要がある。 Therefore, the optical sensor 21b must be placed on the luminous flux Hd reflected by the transmissive polarizing plate 15b, avoiding the luminous flux He reflected by the reflective polarizing plate 13b, and arranged at a position not affected by the luminous flux He. .

このように、光センサ21r、21g、21bは、透過型偏光板15r、15g、15bで反射する光束Hd上であって、反射型偏光板13r、13g、13bで反射する光束Heの影響を受けない位置に配置されている。 In this way, the optical sensors 21r, 21g, and 21b are on the luminous flux Hd reflected by the transmissive polarizing plates 15r, 15g, and 15b, and are affected by the luminous flux He reflected by the reflective polarizing plates 13r, 13g, and 13b. It is placed in a position where there is no

図1では、光センサ21r、21g、21bを1つしか示していないが、反射型液晶表示素子12r、12g、12bの有効画素領域における複数の画素での変調を受けた反射光を含む光束Hdを受光するように、複数の光センサ21r、21g、21bを配置してもよい。複数の光センサ21r、21g、21bは、有効画素領域における水平方向の複数画素及び垂直方向の複数画素よりなる矩形領域での変調を受けた反射光を含む光束Hdを受光するように、直交する2つの方向に配列されているのがよい。 Although only one optical sensor 21r, 21g, 21b is shown in FIG. A plurality of photosensors 21r, 21g, and 21b may be arranged to receive . The plurality of photosensors 21r, 21g, and 21b are orthogonal to each other so as to receive a light beam Hd including reflected light modulated by a rectangular area composed of a plurality of pixels in the horizontal direction and a plurality of pixels in the vertical direction in the effective pixel area. They are preferably arranged in two directions.

複数の光センサ21r、21g、21bにおける各光センサは単一の受光部を有する。複数の受光部を有する各1つの光センサ21r、21g、21bを用いてもよい。複数の受光部は、反射型液晶表示素子12r、12g、12bにおける複数の画素で変調を受けた反射光を受光する。 Each photosensor in the plurality of photosensors 21r, 21g, and 21b has a single light receiving portion. Each one optical sensor 21r, 21g, 21b having a plurality of light receiving portions may be used. A plurality of light-receiving portions receive reflected light modulated by a plurality of pixels in the reflective liquid crystal display elements 12r, 12g, and 12b.

図7~図9を用いて、共通電極電圧(以下、Vcom)の補正動作を詳細に説明する。図7に示すように、B光用の光変調装置60は、反射型液晶表示素子12b、反射型偏光板13b、透過型偏光板15bの他に、光センサ21b、液晶駆動回路22b、検出回路23b、選択回路24b、補正回路25bを備える。反射型液晶表示素子12bは、画素電極121、共通電極122、画素電極121と共通電極122との間に封入された液晶123を有する。 The correcting operation of the common electrode voltage (hereinafter referred to as Vcom) will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9. FIG. As shown in FIG. 7, the B light optical modulator 60 includes a reflective liquid crystal display element 12b, a reflective polarizing plate 13b, a transmissive polarizing plate 15b, an optical sensor 21b, a liquid crystal drive circuit 22b, and a detection circuit. 23b, a selection circuit 24b, and a correction circuit 25b. The reflective liquid crystal display element 12 b has a pixel electrode 121 , a common electrode 122 , and liquid crystal 123 sealed between the pixel electrode 121 and the common electrode 122 .

液晶駆動回路22bは、入力画像信号(R信号)の極性を、Vcomを中心として1垂直期間ごとに正極性と負極性とで反転させて画素電極121に供給する。検出回路23bは、光センサ21bからの検出信号及び液晶駆動回路22bより出力される各種の駆動信号に基づいて、Vcomの状態を検出する。後述するように、検出回路23bは、Vcomの状態の検出結果に基づいて一次フラグを生成する。後述するように、選択回路24bは二次フラグを出力する。補正回路25bは、二次フラグに応じてVcomを補正し、補正したVcomを反射型液晶表示素子12bの共通電極122に供給する。 The liquid crystal drive circuit 22b inverts the polarity of the input image signal (R signal) between positive and negative polarities around Vcom every vertical period, and supplies the signal to the pixel electrodes 121 . The detection circuit 23b detects the state of Vcom based on the detection signal from the optical sensor 21b and various drive signals output from the liquid crystal drive circuit 22b. As will be described later, detection circuit 23b generates a primary flag based on the detection result of the state of Vcom. As will be described later, selection circuit 24b outputs a secondary flag. The correction circuit 25b corrects Vcom according to the secondary flag, and supplies the corrected Vcom to the common electrode 122 of the reflective liquid crystal display element 12b.

R光用の反射型液晶表示素子12rに対しても、液晶駆動回路22b、検出回路23b、選択回路24b、補正回路25bと同様の、液晶駆動回路22r、検出回路23r、選択回路24r、補正回路25rを備えるR光用の光変調装置60が設けられている。G光用の反射型液晶表示素子12gに対しても、液晶駆動回路22b、検出回路23b、選択回路24b、補正回路25bと同様の、液晶駆動回路22g、検出回路23g、選択回路24g、補正回路25gを備えるG光用の光変調装置60が設けられている。 A liquid crystal drive circuit 22r, a detection circuit 23r, a selection circuit 24r, and a correction circuit similar to the liquid crystal drive circuit 22b, detection circuit 23b, selection circuit 24b, and correction circuit 25b are also provided for the reflective liquid crystal display element 12r for R light. A light modulator 60 for R light with 25r is provided. A liquid crystal drive circuit 22g, a detection circuit 23g, a selection circuit 24g, and a correction circuit similar to the liquid crystal drive circuit 22b, detection circuit 23b, selection circuit 24b, and correction circuit 25b are also provided for the reflective liquid crystal display element 12g for G light. A light modulation device 60 for G light having 25g is provided.

図8は、検出回路23r、23g、23bと、補正回路25r、25g、25bと、選択回路24r、24g、24bの具体的な構成例を示している。検出回路23r、23g、23bは、ADコンバータ231、タイミングジェネレータ232、正極性側データホールド回路233、負極性側データホールド回路234、減算器235、フラグ生成器236を有する。選択回路24r、24g、24bは、フレームメモリ241、比較器242、フラグ選択器243を有する。補正回路25r、25g、25bは、データホールド回路251、演算器252、DAコンバータ253を有する。 FIG. 8 shows specific configuration examples of the detection circuits 23r, 23g, and 23b, the correction circuits 25r, 25g, and 25b, and the selection circuits 24r, 24g, and 24b. The detection circuits 23r, 23g, and 23b have an AD converter 231, a timing generator 232, a positive data hold circuit 233, a negative data hold circuit 234, a subtractor 235, and a flag generator 236. The selection circuits 24r, 24g, and 24b have a frame memory 241, a comparator 242, and a flag selector 243. The correction circuits 25r, 25g, and 25b have a data hold circuit 251, a calculator 252, and a DA converter 253.

図8と、図9に示すフローチャートを参照しながら、代表して、検出回路23b、選択回路24b、補正回路25bの動作を説明する。検出回路23bの動作は次のとおりである。投射型表示装置1の電源がオンされると、投射型表示装置1は図9に示す処理を開始する。ADコンバータ231は、光センサ21bより出力された検出信号をAD変換する(図9のステップS1)。デジタル信号に変換された検出信号は、正極性側データホールド回路233及び負極性側データホールド回路234に供給される。 The operations of the detection circuit 23b, the selection circuit 24b, and the correction circuit 25b will be described representatively with reference to the flow charts shown in FIGS. The operation of the detection circuit 23b is as follows. When the power of the projection display device 1 is turned on, the projection display device 1 starts the processing shown in FIG. The AD converter 231 AD-converts the detection signal output from the optical sensor 21b (step S1 in FIG. 9). The detection signal converted into a digital signal is supplied to the positive side data hold circuit 233 and the negative side data hold circuit 234 .

液晶駆動回路22bは、入力画像信号に同期した水平及び垂直走査信号と、1垂直期間ごとにハイとローとを繰り返す極性切換信号に基づいて、入力画像信号の極性を反転させる。液晶駆動回路22bは、極性切換信号と、水平及び垂直同期信号をタイミングジェネレータ232に供給する。タイミングジェネレータ232は、正極性側データホールド回路233及び負極性側データホールド回路234にそれぞれ正極性側及び負極性側のトリガ信号を供給する。 The liquid crystal drive circuit 22b inverts the polarity of the input image signal based on the horizontal and vertical scanning signals synchronized with the input image signal and the polarity switching signal that repeats high and low for each vertical period. The liquid crystal drive circuit 22b supplies the timing generator 232 with a polarity switching signal and horizontal and vertical synchronization signals. The timing generator 232 supplies the positive side and negative side trigger signals to the positive side data hold circuit 233 and the negative side data hold circuit 234, respectively.

正極性側データホールド回路233及び負極性側データホールド回路234は、それぞれ、ADコンバータ231から供給された検出信号を格納する。正極性側データホールド回路233は、液晶駆動回路22bが画素電極121に入力画像信号を正極性で供給している垂直期間に、格納された検出信号から正極性側のピークを検出して、ピークの絶対値である正極性側ピーク絶対値を出力する(図9のステップS2)。負極性側データホールド回路234は、液晶駆動回路22bが画素電極121に入力画像信号を負極性で供給している垂直期間に、格納された検出信号から正極性側のピークを検出して、ピークの絶対値である負極性側ピーク絶対値を出力する(図9のステップS3)。 The positive data hold circuit 233 and the negative data hold circuit 234 each store the detection signal supplied from the AD converter 231 . The positive polarity side data hold circuit 233 detects the positive polarity side peak from the stored detection signal during the vertical period in which the liquid crystal drive circuit 22b supplies the input image signal to the pixel electrode 121 in positive polarity, and detects the peak. is output (step S2 in FIG. 9). The negative data hold circuit 234 detects a positive peak from the stored detection signal during a vertical period in which the liquid crystal drive circuit 22b supplies the input image signal to the pixel electrode 121 with a negative polarity, and detects the peak. is output (step S3 in FIG. 9).

減算器235は、正極性側ピーク絶対値と負極性側ピーク絶対値との差分を算出する(ステップS3)。一例として、減算器235は、正極性側ピーク絶対値から負極性側ピーク絶対値を減算する。Vcomが反転中心電圧よりも高いと、正極性側の投影像を表示しているときに、S偏光が規定の量よりも少なく、P偏光が規定の量よりも多くなる。逆に、負極性側の投影像を表示しているときには、S偏光が規定の量よりも多く、P偏光が規定の量よりも少なくなる。 The subtractor 235 calculates the difference between the positive peak absolute value and the negative peak absolute value (step S3). As an example, the subtractor 235 subtracts the negative peak absolute value from the positive peak absolute value. When Vcom is higher than the inversion center voltage, the amount of S-polarized light is less than the specified amount and the amount of P-polarized light is greater than the specified amount when displaying the positive polarity side projection image. Conversely, when displaying a projected image on the negative polarity side, the amount of S-polarized light is greater than the prescribed amount, and the amount of P-polarized light is smaller than the prescribed amount.

光センサ21bは、投影像を形成するために用いられないP偏光を検出するので、正極性側ピーク絶対値から負極性側ピーク絶対値を減算した差分が正であるということは、Vcomが高すぎることを意味する。逆に差分が負であるということは、Vcomが低すぎることを意味する。 Since the optical sensor 21b detects P-polarized light that is not used to form a projected image, a positive difference obtained by subtracting the negative peak absolute value from the positive peak absolute value means that Vcom is high. means too much. Conversely, a negative difference means that Vcom is too low.

フラグ生成器236は、減算器235よる算出結果である差分に応じて例えば2ビットのフラグを生成する。フラグ生成器236は、2フレームごとにハイとなる2フレームタイミング信号が供給され、2フレームタイミング信号がハイとなるとフラグを生成して出力する。 The flag generator 236 generates, for example, a 2-bit flag according to the difference calculated by the subtractor 235 . The flag generator 236 is supplied with a two-frame timing signal that goes high every two frames, and generates and outputs a flag when the two-frame timing signal goes high.

フラグ生成器236は、減算器235より出力された差分が0であれば、一次フラグとして第1のフラグ“00”を生成し、差分が正であれば一次フラグとして第2のフラグ“11”を生成し、差分が負であれば一次フラグとして第3のフラグ“01”を生成する(図9のステップS4~S8)。一次フラグの第1~第3のフラグ“00”、“11”、“01”はそれぞれ10進数の“0”、“3”、“1”を示す。フラグ生成器236は、2フレームごとに、第1~第3のフラグ“00”、“11”、“01”のいずれかである一次フラグを出力する。 The flag generator 236 generates a first flag "00" as a primary flag if the difference output from the subtractor 235 is 0, and generates a second flag "11" as a primary flag if the difference is positive. is generated, and if the difference is negative, a third flag "01" is generated as a primary flag (steps S4 to S8 in FIG. 9). The first to third primary flags "00", "11" and "01" indicate decimal numbers "0", "3" and "1", respectively. The flag generator 236 outputs a primary flag which is one of the first to third flags "00", "11", and "01" every two frames.

選択回路24bの動作は次のとおりである。選択回路24bには、入力画像信号F(n)が入力される。入力画像信号のフレームは、…F(n-1)、F(n)、F(n+1)…のように進行する。入力画像信号F(n)は、一連のフレームの総称を意味することがある。 The operation of the selection circuit 24b is as follows. An input image signal F(n) is input to the selection circuit 24b. The frames of the input image signal progress as . . . F(n-1), F(n), F(n+1) . The input image signal F(n) may refer to a series of frames collectively.

フレームメモリ241は、入力画像信号F(n)を1フレーム期間遅延させて1フレーム前の画像信号F(n-1)を出力する。フレームメモリ241より出力されるフレームは、…F(n-2)、F(n-1)、F(n)…のように進行する。同様に、画像信号F(n-1)は、1フレーム遅延の一連のフレームの総称を意味することがある。 The frame memory 241 delays the input image signal F(n) by one frame period and outputs the image signal F(n−1) one frame before. The frames output from the frame memory 241 progress in the order of . . . F(n-2), F(n-1), F(n) . Similarly, the image signal F(n-1) may refer generically to a series of frames delayed by one frame.

比較器242は、入力画像信号F(n)と画像信号F(n-1)とを比較し、1フレームにおける全画素のうちの所定の割合以上、同一画素位置の画素値が一致すれば、一致を示す“1”を、そうでなければ不一致を示す“0”を比較結果信号として出力する。所定の割合は例えば90%のように適宜の値に設定すればよい。 The comparator 242 compares the input image signal F(n) and the image signal F(n−1), and if the pixel values at the same pixel position match for a predetermined ratio or more of all pixels in one frame, It outputs "1" indicating a match, and otherwise outputs "0" indicating a mismatch as a comparison result signal. The predetermined ratio may be set to an appropriate value such as 90%.

1フレームにおける全画素のうちの所定の割合以上、同一画素位置の画素値が一致するということは、入力画像信号F(n)における隣接する2フレームが実質的に同じ画像であるということである。比較器242は、隣接する2フレームが実質的に同じ画像であるか否かを判定する(図9のステップS9)。比較器242は、隣接する2フレームが実質的に同じ画像であると判定されれば、比較結果信号として“1”を出力し、隣接する2フレームが実質的に同じ画像ではないと判定されれば、比較結果信号として“0”を出力する。 The fact that the pixel values at the same pixel position match for a predetermined ratio or more of all pixels in one frame means that two adjacent frames in the input image signal F(n) are substantially the same image. . The comparator 242 determines whether two adjacent frames are substantially the same image (step S9 in FIG. 9). The comparator 242 outputs "1" as the comparison result signal if it is determined that the two adjacent frames are substantially the same image, and if it is determined that the two adjacent frames are not substantially the same image. If so, it outputs "0" as the comparison result signal.

比較器242による一致と不一致の判定は、Vcomの調整精度の高低に応じた判定精度としてもよい。Vcomの調整精度をさほど高精度にしなくてもよい場合には、比較器242による一致と不一致の判定を簡易的に行ってもよい。例えば、各画素データが12ビットである場合、上位10ビットで入力画像信号F(n)と画像信号F(n-1)との同一画素位置の画素値が一致するか否かを判定してもよい。 The determination of matching or non-matching by the comparator 242 may be made according to the level of the adjustment accuracy of Vcom. If the adjustment accuracy of Vcom does not need to be so high, the comparator 242 may simply determine match or mismatch. For example, when each pixel data is 12 bits, it is determined whether or not the pixel values of the same pixel positions of the input image signal F(n) and the image signal F(n−1) match with the upper 10 bits. good too.

また、比較器242は、1フレームにおける全画素で画素値が一致するか否かを判定しなくてもよく、フレーム内の一部の画素で画素値が一致するか否かを判定してもよい。比較器242は、光センサ21bが光束Hdを検出する空間的な範囲に対応する一部の画素で画素値が一致するか否かを判定してもよい。比較器242は、Vcomの調整精度が所定の精度以上で確保されるように、一致または不一致を判定すればよい。 Further, the comparator 242 may not determine whether the pixel values of all pixels in one frame match or not, and may determine whether the pixel values of some pixels in the frame match. good. The comparator 242 may determine whether the pixel values of some pixels corresponding to the spatial range in which the optical sensor 21b detects the light flux Hd match. The comparator 242 may determine match or mismatch so that the adjustment accuracy of Vcom is ensured at a predetermined accuracy or higher.

フラグ選択器243は、比較器242から供給される比較結果信号が一致を示す“1”であれば、フラグ生成器236より出力される一次フラグをそのまま二次フラグとして出力する(図9のステップS10)。フラグ選択器243は、比較結果信号が不一致を示す“0”であれば、一次フラグが第1~第3のフラグのうちのいずれのフラグかによって、二次フラグとして出力するフラグを異ならせる。 If the comparison result signal supplied from the comparator 242 is "1" indicating match, the flag selector 243 outputs the primary flag output from the flag generator 236 as it is as the secondary flag (step 1 in FIG. 9). S10). If the comparison result signal is "0" indicating non-coincidence, the flag selector 243 outputs different flags as secondary flags depending on which of the first to third flags the primary flag is.

フラグ選択器243は、一次フラグが第1のフラグ“00”であれば、第1のフラグ“00”をそのまま二次フラグとして出力する。フラグ選択器243は、一次フラグが第2のフラグ“11”または第3のフラグ“01”であれば、第2のフラグ“11”または第3のフラグ“01”を第1のフラグ“00”に置換して二次フラグとして出力する(図9のステップS11)。即ち、フラグ選択器243は、比較結果信号が不一致を示す“0”であれば、フラグ生成器236より出力される一次フラグにかかわらず、固定的に第1のフラグ“00”を二次フラグとして出力する。 If the primary flag is the first flag "00", the flag selector 243 outputs the first flag "00" as it is as the secondary flag. If the primary flag is the second flag "11" or the third flag "01", the flag selector 243 switches the second flag "11" or the third flag "01" to the first flag "00". ” and output as a secondary flag (step S11 in FIG. 9). That is, if the comparison result signal is "0" indicating non-coincidence, the flag selector 243 fixedly selects the first flag "00" as the secondary flag regardless of the primary flag output from the flag generator 236. output as

第1のフラグ“00”はVcomが反転中心電圧となっていてVcomを補正する必要がないことを示す。第2のフラグ“11”はVcomが反転中心電圧よりも高く、Vcomを低く補正する必要があることを示す。第3のフラグ“01”はVcomが反転中心電圧よりも低く、Vcomを高く補正する必要があることを示す。隣接する2フレームが異なる画像である場合には、Vcomが反転中心電圧よりも高いか低いという判定結果が正しくない可能性がある。比較結果信号が不一致であるときに第2のフラグ“11”または第3のフラグ“01”を第1のフラグ“00”に置換するのは、判定結果が正しくない可能性があるときに、Vcomを補正しないようにするためである。 The first flag "00" indicates that Vcom is the inversion center voltage and it is not necessary to correct Vcom. A second flag "11" indicates that Vcom is higher than the inversion center voltage and that Vcom needs to be corrected lower. A third flag "01" indicates that Vcom is lower than the inversion center voltage and that Vcom needs to be corrected higher. If two adjacent frames are different images, the determination result that Vcom is higher or lower than the inversion center voltage may be incorrect. Replacing the second flag "11" or the third flag "01" with the first flag "00" when the comparison result signals do not match is because the determination result may be incorrect. This is to avoid correcting Vcom.

補正回路25bの動作は次のとおりである。選択回路24bより出力された二次フラグは、演算器252に入力される。データホールド回路251には、Vcomの反転中心電圧に相当するデジタル値であるVcom初期値が保持されている。上述のように、画素電極駆動用トランジスタの特性上のばらつき等の各種の条件で、Vcom初期値に基づいてVcomを設定したとしても交流電圧の正極性側と負極性側とで非対称性が生じることがあり、Vcomを補正する必要が生じることがある。なお、データホールド回路251にVcom初期値を保持することは必須ではない。データホールド回路251にVcom初期値を保持しなくても、データホールド回路251に保持されるVcom補正値が順に更新されて、所定時間後に最適なVcom補正値が得られる。 The operation of the correction circuit 25b is as follows. The secondary flag output from the selection circuit 24b is input to the calculator 252. FIG. The data hold circuit 251 holds the Vcom initial value, which is a digital value corresponding to the inversion center voltage of Vcom. As described above, even if Vcom is set based on the initial value of Vcom under various conditions such as variations in the characteristics of the pixel electrode driving transistor, asymmetry occurs between the positive polarity side and the negative polarity side of the AC voltage. and Vcom may need to be corrected. Note that it is not essential to hold the Vcom initial value in the data hold circuit 251 . Even if the Vcom initial value is not held in the data hold circuit 251, the Vcom correction values held in the data hold circuit 251 are sequentially updated, and the optimum Vcom correction value is obtained after a predetermined time.

データホールド回路251は、2フレームタイミング信号がハイになると、格納している値を読み出す。演算器252は、データホールド回路251よりVcom初期値が読み出され、二次フラグが第1のフラグ“00”であればVcom初期値を補正せず、データホールド回路251に格納し、かつ、DAコンバータ253に供給する。 The data hold circuit 251 reads the stored value when the 2-frame timing signal goes high. If the Vcom initial value is read from the data hold circuit 251 and the secondary flag is the first flag "00", the calculator 252 stores the Vcom initial value in the data hold circuit 251 without correcting it, and It is supplied to the DA converter 253 .

演算器252は、データホールド回路251よりVcom初期値が読み出され、二次フラグが第2のフラグ“11”であればVcom初期値より1ビット減算したVcom補正値を、データホールド回路251に格納し、かつ、DAコンバータ253に供給する(図9のステップS12)。演算器252は、データホールド回路251よりVcom初期値が読み出され、二次フラグが第3のフラグ“01”であればVcom初期値に1ビット加算したVcom補正値を、データホールド回路251に格納し、かつ、DAコンバータ253に供給する(図9のステップS12)。 If the Vcom initial value is read from the data hold circuit 251 and the secondary flag is the second flag “11”, the computing unit 252 supplies the data hold circuit 251 with the Vcom correction value obtained by subtracting 1 bit from the Vcom initial value. It is stored and supplied to the DA converter 253 (step S12 in FIG. 9). If the Vcom initial value is read from the data hold circuit 251 and the secondary flag is the third flag “01”, the calculator 252 supplies the data hold circuit 251 with the Vcom correction value obtained by adding 1 bit to the Vcom initial value. It is stored and supplied to the DA converter 253 (step S12 in FIG. 9).

演算器252は、データホールド回路251にVcom補正値が格納された後も同様に、データホールド回路251よりVcom補正値が読み出され、二次フラグが第2のフラグ“11”であればVcom補正値より1ビット減算した新たなVcom補正値を、データホールド回路251に格納し、かつ、DAコンバータ253に供給する(図9のステップS12)。演算器252は、データホールド回路251よりVcom補正値が読み出され、二次フラグが第3のフラグ“01”であればVcom補正値に1ビット加算した新たなVcom補正値を、データホールド回路251に格納し、かつ、DAコンバータ253に供給する(図9のステップS12)。 Similarly, after the Vcom correction value is stored in the data hold circuit 251, the calculator 252 reads out the Vcom correction value from the data hold circuit 251, and if the secondary flag is the second flag "11", the Vcom A new Vcom correction value obtained by subtracting 1 bit from the correction value is stored in the data hold circuit 251 and supplied to the DA converter 253 (step S12 in FIG. 9). If the Vcom correction value is read out from the data hold circuit 251 and the secondary flag is the third flag "01", the computing unit 252 adds a new Vcom correction value by adding 1 bit to the Vcom correction value, and stores it in the data hold circuit. 251 and supplied to the DA converter 253 (step S12 in FIG. 9).

DAコンバータ253には、データホールド回路251及び演算器252がVcom補正値を更新する動作を繰り返すことにより、最適なVcom補正値が供給される。DAコンバータ253は、入力されたVcom補正値をDA変換して、アナログ値であるVcomを共通電極122に印加する(図9のステップS13)。 The optimum Vcom correction value is supplied to the DA converter 253 by repeating the operation of updating the Vcom correction value by the data hold circuit 251 and the calculator 252 . The DA converter 253 DA-converts the input Vcom correction value and applies the analog value Vcom to the common electrode 122 (step S13 in FIG. 9).

このように、補正回路25bは、二次フラグが第1のフラグ“00”であればVcomを補正せず、二次フラグが第2のフラグ“11”であればVcomを低くするよう補正し、二次フラグが第3のフラグ“01”であればVcomを高くするよう補正する。補正回路25bは、常時、反転中心電圧に一致するVcomを共通電極122に印加することができる。 In this manner, the correction circuit 25b does not correct Vcom when the secondary flag is the first flag "00", and corrects to lower Vcom when the secondary flag is the second flag "11". , and if the secondary flag is the third flag "01", Vcom is corrected to be higher. The correction circuit 25b can always apply Vcom matching the inversion center voltage to the common electrode 122 .

図9のステップS14にて、投射型表示装置1の電源がオフされると、投射型表示装置1は図9に示す処理終了させる。投射型表示装置1の電源がオフされなければ、投射型表示装置1はステップS1以降の処理を繰り返す。補正回路25bは、Vcomを補正する動作を2フレームごとに繰り返す。 In step S14 of FIG. 9, when the power of the projection display device 1 is turned off, the projection display device 1 terminates the processing shown in FIG. Unless the power of the projection display device 1 is turned off, the projection display device 1 repeats the processing from step S1. The correction circuit 25b repeats the operation of correcting Vcom every two frames.

ところで、第1のフラグ“00”、第2のフラグ“11”、第3のフラグ“01”における下位ビットをVcom補正値(またはVcom初期値)に加減算するビット数を表し、上位ビットの“1”は減算を意味し、上位ビットの“0”は加算を意味するとする。演算器252を、二次フラグの上位ビット及び下位ビットをこのように定義したデジタル回路で構成することができる。演算器252をこのようなデジタル回路で構成すると、仮に誤って、定義されていない10進数の“2”を示す“10”が入力されたとしても、Vcomは補正されないから、誤動作を回避することができる。 By the way, the number of bits for adding or subtracting the lower bits of the first flag "00", the second flag "11", and the third flag "01" to or from the Vcom correction value (or the Vcom initial value) is expressed. "1" means subtraction, and "0" of the upper bit means addition. The arithmetic unit 252 can be configured by a digital circuit in which the upper bits and lower bits of the secondary flag are defined in this way. If the arithmetic unit 252 is configured with such a digital circuit, even if "10" indicating an undefined decimal number "2" is input by mistake, Vcom will not be corrected, thereby avoiding malfunction. can be done.

図8において、タイミングジェネレータ232は、水平及び垂直同期信号に基づいて、入力画像信号F(n)のブランキング期間に正極性側及び負極性側のトリガ信号を発生して、正極性側データホールド回路233及び負極性側データホールド回路234に供給するのがよい。 In FIG. 8, the timing generator 232 generates positive and negative trigger signals during the blanking period of the input image signal F(n) based on the horizontal and vertical synchronizing signals to hold the positive data. It is preferable to supply it to the circuit 233 and the negative data hold circuit 234 .

光センサ21bは、反射型液晶表示素子12r、12g、12bにおける垂直走査が開始する位置または垂直走査が終了する位置の画素で変調を受けた反射光を受光する位置に配置されているのがよい。このようにすると、1フレームの全画素を正極または負極で表示した1フレームの表示の終了時点で、Vcomのずれを検出することができる。 The optical sensor 21b is preferably arranged at a position where the reflected light modulated by the pixel at the position where the vertical scanning starts or the position where the vertical scanning ends in the reflective liquid crystal display elements 12r, 12g, and 12b is received. . By doing so, it is possible to detect the deviation of Vcom at the end of the display of one frame in which all the pixels of one frame are displayed with the positive polarity or the negative polarity.

図10A~図10Cに示すタイミングチャートを用いて、投射型表示装置1(光変調装置60)の動作を説明する。図10Aにおいて、(a)は入力画像信号F(n)、F(n+1)…の波形を概念的に示し、(b)は入力画像信号F(n)、F(n+1)…を示し、(c)は1フレーム前の画像信号F(n-1)、F(n)…を示している。入力画像信号F(n)、F(n+1)…のフレームレートは120Hzであるから、1フレームの期間は1/120秒である。 The operation of the projection display device 1 (light modulation device 60) will be described using the timing charts shown in FIGS. 10A to 10C. 10A, (a) conceptually shows waveforms of input image signals F(n), F(n+1), . . . , (b) shows input image signals F(n), F(n+1), . c) shows the image signals F(n-1), F(n), . . . one frame before. Since the frame rate of the input image signals F(n), F(n+1), . . . is 120 Hz, the period of one frame is 1/120 second.

図10Aの(d)は、比較器242による隣接する2フレームの画素ごとの比較結果C(n)、C(n+2)…を示している。図10Aの(e)は、1フレームにおける全画素のうちの所定の割合以上、画素値が一致するか否かを示す比較結果信号242(n-2)、242(n)、242(n+2)…を示している。比較器242は、1フレームの期間で得られた比較結果C(n)、C(n+2)…に基づき、次の2フレームの期間、一致を示す“1”または不一致を示す“0”である比較結果信号242(n)、242(n+2)…を出力する。 (d) of FIG. 10A shows comparison results C(n), C(n+2), . (e) of FIG. 10A shows comparison result signals 242(n−2), 242(n), and 242(n+2) indicating whether pixel values match at a predetermined ratio or more of all pixels in one frame. … is shown. Based on the comparison results C(n), C(n+2), . It outputs comparison result signals 242(n), 242(n+2), . . .

図10Bの(f)に示すように、液晶駆動回路22r、22g、22bは、ハイとローを交互に繰り返す極性切換信号をタイミングジェネレータ232に供給する。液晶駆動回路22r、22g、22bは、入力画像信号F(n)、F(n+1)…の極性を、Vcomを中心として1垂直期間ごとに正極性と負極性とで反転させて画素電極121に供給する。従って、図10Bの(g)に示すように、液晶駆動電圧は、正極性と負極性とを交互に繰り返す。極性切換信号がハイの期間では、入力画像信号は+F(n)、+F(n+2)…となり、極性切換信号がローの期間では、入力画像信号は-F(n+1)、-F(n+3)…となる。 As shown in (f) of FIG. 10B, the liquid crystal drive circuits 22r, 22g, and 22b supply the timing generator 232 with polarity switching signals that alternately repeat high and low. The liquid crystal drive circuits 22r, 22g, and 22b invert the polarities of the input image signals F(n), F(n+1), . supply. Therefore, as shown in (g) of FIG. 10B, the liquid crystal drive voltage alternately repeats positive and negative polarities. While the polarity switching signal is high, the input image signals are +F(n), +F(n+2), . . . becomes.

図10Bにおいて、(h)は垂直同期信号を示し、(i)はタイミングジェネレータ232が正極性側データホールド回路233に供給する正極性側のトリガ信号、(j)はタイミングジェネレータ232が負極性側データホールド回路234に供給する負極性側のトリガ信号を示す。正極性側及び負極性側のトリガ信号は、2フレームごとに、各フレームの先頭でハイとなる。 In FIG. 10B, (h) indicates a vertical synchronization signal, (i) indicates a positive-side trigger signal supplied by the timing generator 232 to the positive-side data hold circuit 233, and (j) indicates that the timing generator 232 3 shows a negative trigger signal to be supplied to the data hold circuit 234. FIG. The positive and negative trigger signals go high at the beginning of each frame every two frames.

図10Cの(k)に示すように、正極性側データホールド回路233は、2フレームごとに、正極性側ピーク絶対値233(n)、233(n+2)…を出力する。図10Cの(m)に示すように、負極性側データホールド回路234は、2フレームごとに、負極性側ピーク絶対値234(n)、234(n+2)…を出力する。負極性側ピーク絶対値234(n)、234(n+2)…を出力するタイミングは、正極性側ピーク絶対値233(n)、233(n+2)…を出力するタイミングより1フレームの期間遅れている。なお、図10Cでは、図10Bの(i)及び(j)と同じ正極性側及び負極性側のトリガ信号を示している。 As shown in (k) of FIG. 10C, the positive data hold circuit 233 outputs positive peak absolute values 233(n), 233(n+2), . . . every two frames. As shown in (m) of FIG. 10C, the negative data hold circuit 234 outputs negative peak absolute values 234(n), 234(n+2), . . . every two frames. The timing of outputting the negative peak absolute values 234(n), 234(n+2), . . It should be noted that FIG. 10C shows the same trigger signals on the positive side and negative side as in (i) and (j) of FIG. 10B.

図10Cの(n)に示すように、減算器235は、正極性側ピーク絶対値と負極性側ピーク絶対値との差信号235(n)、235(n+2)…を出力する。図10Cの(o)に示すように、フラグ選択器243は、二次フラグ243(n)、243(n+2)…を出力する。 As shown in (n) of FIG. 10C, the subtractor 235 outputs difference signals 235(n), 235(n+2), . . . between the positive peak absolute value and the negative peak absolute value. As shown in (o) of FIG. 10C, the flag selector 243 outputs secondary flags 243(n), 243(n+2), .

図10Cの(q)に示すように、データホールド回路251は、(p)に示す2フレームタイミング信号がハイとなるごとに、Vcom補正値251(n-2)、251(n)、251(n+2)…を出力する。図10Cの(r)に示すように、演算器252は、2フレームタイミング信号がハイとなるごとに、新たなVcom補正値252(n)、252(n+2)、252(n+4)…を出力する。 As shown in (q) of FIG. 10C, the data hold circuit 251 changes Vcom correction values 251(n−2), 251(n), 251( n+2) . As shown in (r) of FIG. 10C, the calculator 252 outputs new Vcom correction values 252(n), 252(n+2), 252(n+4), . .

Vcom補正値252(n)は、Vcom補正値251(n-2)+二次フラグ243(n)である。Vcom補正値252(n+2)は、Vcom補正値251(n)+二次フラグ243(n+2)である。Vcom補正値252(n+4)は、Vcom補正値251(n+2)+二次フラグ243(n+4)である。但し、演算器252は、二次フラグ243(n)、243(n+2)…が、第1のフラグ“00”であれば加減算処理を実行せず、第2のフラグ“11”であれば減算処理を実行し、第3のフラグ“01”であれば加算処理を実行する。 The Vcom correction value 252(n) is the Vcom correction value 251(n−2)+secondary flag 243(n). The Vcom correction value 252(n+2) is the Vcom correction value 251(n)+secondary flag 243(n+2). The Vcom correction value 252(n+4) is the Vcom correction value 251(n+2)+secondary flag 243(n+4). However, if the secondary flags 243(n), 243(n+2), . Processing is executed, and if the third flag is "01", addition processing is executed.

以上のように、光変調装置60、及び光変調装置60を備える投射型表示装置1は、Vcomのずれを補正するために特定のパターンの画像を投影する必要はなく、入力画像信号に基づく通常の画像を投影している状態で常時Vcomのずれを補正することができる。これにより、投影像に発生するフリッカを抑制し、液晶表示素子(反射型液晶表示素子12r、12g、12b)の経時変化を抑制することができる。投影像に発生するフリッカが抑制されるから、投射型表示装置1は高画質な画像を表示することができる。液晶表示素子の経時変化が抑制されるから、投射型表示装置1の信頼性を向上させることができる。 As described above, the light modulation device 60 and the projection display device 1 including the light modulation device 60 do not need to project an image of a specific pattern in order to correct the deviation of Vcom. It is possible to always correct the deviation of Vcom while projecting the image of . As a result, it is possible to suppress the flicker that occurs in the projected image, and to suppress the secular change of the liquid crystal display elements (the reflective liquid crystal display elements 12r, 12g, and 12b). Since the flicker that occurs in the projected image is suppressed, the projection display device 1 can display a high-quality image. Since deterioration of the liquid crystal display element over time is suppressed, the reliability of the projection display device 1 can be improved.

光変調装置60、及び光変調装置60を備える投射型表示装置1によれば、入力画像信号のフレームレートを倍速変換処理する必要はない。よって、入力画像信号のフレームレートが120Hzまたはそれ以上であっても、回路規模及びコストの大幅な増大を招くことがなく、Vcomのずれを補正することができる。 According to the light modulation device 60 and the projection display device 1 including the light modulation device 60, there is no need to double the frame rate of the input image signal. Therefore, even if the frame rate of the input image signal is 120 Hz or higher, the deviation of Vcom can be corrected without causing a large increase in circuit scale and cost.

光センサ21r、21g、21bは投射型表示装置1の内部に取り付けられているため、投射型表示装置1が大型化することはない。光センサ21r、21g、21bの存在が、投射レンズ17の交換の妨げとなることはない。投射レンズ17がスクリーン18に拡大投影する投影像に光センサ21r、21g、21bの影が映ることはない。 Since the optical sensors 21r, 21g, and 21b are attached inside the projection display device 1, the projection display device 1 does not become large. The presence of the optical sensors 21r, 21g, and 21b does not hinder replacement of the projection lens 17. FIG. Shadows of the optical sensors 21r, 21g, and 21b do not appear in the projection image projected onto the screen 18 by the projection lens 17 in an enlarged manner.

図1に示す投射型表示装置1においては、各色の光路に図8に示す構成を備える光変調装置60を設けているが、一部の色の光路のみに光変調装置60を設けてもよい。R光、G光、B光のうち、最も明るくフリッカが目立ちやすいG光の光路のみに光変調装置60を設けてもよい。波長が短く、光学部品に用いられる有機材料に対して影響を与えやすいB光の光路のみに光変調装置60を設けてもよい。 In the projection display apparatus 1 shown in FIG. 1, the light modulation device 60 having the configuration shown in FIG. 8 is provided in the optical path of each color, but the light modulation device 60 may be provided only in the optical paths of some colors. . Of the R light, G light, and B light, the light modulation device 60 may be provided only in the optical path of the G light, which is the brightest and causes conspicuous flicker. The optical modulator 60 may be provided only in the optical path of B light, which has a short wavelength and tends to affect organic materials used in optical components.

光センサをスクリーン18に表示されている投影像の近傍または投射レンズ17内に配置する従来の構成と、本実施形態の構成とを併用してもよい。 The conventional configuration in which the optical sensor is arranged in the vicinity of the projected image displayed on the screen 18 or within the projection lens 17 may be used in combination with the configuration of the present embodiment.

本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。検出回路23r,23g,23b、選択回路24r,24g,24b、補正回路25r,25g,25bは集積回路によって構成されていてもよいし、少なくとも一部の回路がマイクロコンピュータによって構成されていてもよい。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. The detection circuits 23r, 23g, 23b, the selection circuits 24r, 24g, 24b, and the correction circuits 25r, 25g, 25b may be configured by integrated circuits, or at least a part of the circuits may be configured by a microcomputer. .

1 投射型表示装置
2 光源
5,14 ダイクロイックミラー
9r,9g,9b 偏光変換素子
16 クロスダイクロイックプリズム
17 投射レンズ
12r,12g,12b 反射型液晶表示素子
13r,13g,13b 反射型偏光板
15r,15g,15b 透過型偏光板
21r,21g,21b 光センサ
22r,22g,22b 液晶駆動回路
23r,23g,23b 検出回路
24r,24g,24b 選択回路
25r,25g,25b 補正回路
1 projection display device 2 light source 5, 14 dichroic mirror 9r, 9g, 9b polarization conversion element 16 cross dichroic prism 17 projection lens 12r, 12g, 12b reflective liquid crystal display element 13r, 13g, 13b reflective polarizing plate 15r, 15g, 15b transmissive polarizing plate 21r, 21g, 21b optical sensor 22r, 22g, 22b liquid crystal drive circuit 23r, 23g, 23b detection circuit 24r, 24g, 24b selection circuit 25r, 25g, 25b correction circuit

Claims (4)

画素電極と、共通電極電圧が印加される共通電極と、前記画素電極と前記共通電極とで挟まれた液晶とを有し、入射する一方向の直線偏光である第1の偏光を入力画像信号に基づいて光変調して、変調光として射出する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子より射出された変調光のうち、前記第1の偏光を透過し、前記第1の偏光と直交する一方向の直線偏光である第2の偏光を反射する反射型偏光板と、
前記反射型偏光板で反射する前記第2の偏光を透過し、前記第1の偏光を反射する透過型偏光板と、
前記透過型偏光板で反射する前記第1の偏光を受光して検出信号を出力する光センサと、
前記入力画像信号の極性を前記共通電極電圧に対して1垂直期間ごとに正極性と負極性とで反転させて前記画素電極に供給する液晶駆動回路と、
前記液晶駆動回路が前記画素電極に前記入力画像信号を正極性で供給している垂直期間に前記光センサから出力される前記検出信号のピークの絶対値である正極性側ピーク絶対値と、前記液晶駆動回路が前記画素電極に前記入力画像信号を負極性で供給している垂直期間に前記光センサから出力される前記検出信号のピークの絶対値である負極性側ピーク絶対値との差分を算出し、前記差分が0であれば一次フラグとして第1のフラグを生成し、前記差分が正であれば一次フラグとして第2のフラグを生成し、前記差分が負であれば一次フラグとして第3のフラグを生成する検出回路と、
前記入力画像信号における隣接する2フレームを比較して、両者が実質的に同じ画像であるか否かを判定し、両者が実質的に同じ画像であると判定されれば、前記一次フラグをそのまま二次フラグとして出力し、両者が実質的に同じ画像ではないと判定されれば、前記第2及び第3のフラグを前記第1のフラグに置換して二次フラグとして出力する選択回路と、
前記二次フラグが前記第1のフラグであれば前記共通電極電圧を補正せず、前記二次フラグが前記第2のフラグであれば前記共通電極電圧を低くするよう補正し、前記二次フラグが前記第3のフラグであれば前記共通電極電圧を高くするよう補正する補正回路と、
を備える光変調装置。
It has a pixel electrode, a common electrode to which a common electrode voltage is applied, and a liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the common electrode. a liquid crystal display element that modulates light based on and emits modulated light;
a reflective polarizing plate that transmits the first polarized light and reflects the second polarized light, which is linearly polarized light in one direction perpendicular to the first polarized light, out of the modulated light emitted from the liquid crystal display element;
a transmissive polarizing plate that transmits the second polarized light reflected by the reflective polarizing plate and reflects the first polarized light;
an optical sensor that receives the first polarized light reflected by the transmissive polarizing plate and outputs a detection signal;
a liquid crystal driving circuit that inverts the polarity of the input image signal between positive and negative polarities with respect to the common electrode voltage every vertical period and supplies the input image signal to the pixel electrode;
a positive peak absolute value that is the absolute value of the peak of the detection signal output from the photosensor during a vertical period in which the liquid crystal drive circuit supplies the input image signal to the pixel electrode in positive polarity; The difference from the negative peak absolute value, which is the absolute value of the peak of the detection signal output from the photosensor during the vertical period in which the liquid crystal drive circuit supplies the input image signal to the pixel electrode with negative polarity, is If the difference is 0, a first flag is generated as a primary flag, if the difference is positive, a second flag is generated as a primary flag, and if the difference is negative, a second flag is generated as a primary flag. a detection circuit that generates 3 flags;
comparing two adjacent frames in the input image signal to determine whether they are substantially the same image, and if it is determined that both are substantially the same image, the primary flag is left unchanged a selection circuit for outputting as a secondary flag and, if it is determined that the two are not substantially the same image, replacing the second and third flags with the first flag and outputting as the secondary flag;
If the secondary flag is the first flag, the common electrode voltage is not corrected; if the secondary flag is the second flag, the common electrode voltage is corrected to be low; is the third flag, a correction circuit for correcting the common electrode voltage to be higher;
A light modulating device comprising:
前記光センサは、前記液晶表示素子における垂直走査が開始する位置または垂直走査が終了する位置の画素で変調を受けた反射光を受光する位置に配置されている請求項1に記載の光変調装置。 2. The light modulation device according to claim 1, wherein the optical sensor is arranged at a position for receiving reflected light modulated by a pixel at a position where vertical scanning starts or a position where vertical scanning ends in the liquid crystal display element. . 前記透過型偏光板で反射する前記第1の偏光を複数の受光部で受光して検出信号を出力する1つの光センサ、または前記透過型偏光板で反射する前記第1の偏光を単一の受光部で受光して検出信号を出力する複数の光センサを備える請求項1または2に記載の光変調装置。 One optical sensor that receives the first polarized light reflected by the transmissive polarizing plate with a plurality of light receiving units and outputs a detection signal, or a single optical sensor that receives the first polarized light reflected by the transmissive polarizing plate 3. The optical modulation device according to claim 1, comprising a plurality of optical sensors for receiving light with a light receiving portion and outputting a detection signal. 光源から射出した白色光の光束を、ランダム偏光の赤色光、緑色光、及び青色光の各光束に分光するダイクロイックミラーと、
ランダム偏光の赤色光、緑色光、及び青色光の各光束を一方向の直線偏光である第1の偏光に揃えて射出する偏光変換素子と、
前記第1の偏光に揃えられた赤色光、緑色光、及び青色光の各光束の光路に設けられた請求項1~3のいずれか1項に記載の光変調装置と、
前記光変調装置における前記透過型偏光板を透過した赤色光、緑色光、及び青色光の、前記第1の偏光と直交する一方向の直線偏光である第2の偏光の各光束を色合成する色合成プリズムと、
前記色合成プリズムで色合成された合成光を拡大投影する投射レンズと、
を備える投射型表示装置。
a dichroic mirror that splits a white light flux emitted from a light source into randomly polarized red light, green light, and blue light fluxes;
a polarization conversion element that aligns each light flux of randomly polarized red light, green light, and blue light into a first polarized light that is linearly polarized light in one direction and emits the light;
the light modulation device according to any one of claims 1 to 3, provided in the optical paths of the red light, green light, and blue light beams aligned with the first polarized light;
Color-combining each light flux of second polarized light, which is linearly polarized light in one direction orthogonal to the first polarized light, of red light, green light, and blue light transmitted through the transmissive polarizing plate in the light modulation device. a color synthesizing prism;
a projection lens that enlarges and projects the combined light color-combined by the color-combining prism;
A projection display device.
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