JP3802473B2

JP3802473B2 - Projection-type image display device and illumination device

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Publication number: JP3802473B2
Application number: JP2002295354A
Authority: JP
Inventors: 峰樹田岡; 治彦村田; 俊哉飯沼; 孝治石井; 和樹橋住; 一弘新井; 秀行金山; 貴司池田; 正一吉居; 恵紘横手
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP2004004463A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、投写型映像表示装置及び照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示パネル（ＬＣＤ）、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）といったディスプレイは、ホールド型ディスプレイと呼ばれている。これは、図１に示すように、陰極線管（ＣＲＴ）がインパルス状の画像出力をするのに対し、ＬＣＤ等は、次の画像出力までその状態を維持することを意味する。このようなホールド型ディスプレイでは、動画像を表示した際に、ＣＲＴとは異なり、画像が不明瞭になってしまうという問題がある。
【０００３】
従来、動画像を表示した際のこれらの画質劣化は、デバイスの表示応答の遅さによるものであると考えられてきた。しかし、近年視覚の研究が進むにつれ、表示デバイスの応答速度が向上し、仮に即時応答となった場合においても、ある一定の画質劣化は避けられないことが判ってきた。このような画質劣化をホールドブラーリング（ＨｏｌｄＢｌｕｒｉｎｇ）と呼ぶ。
【０００４】
ホールドブラーリングは人間の視覚情報処理系の積算効果によるものであり、図２に示すように、ＣＲＴ等のインパルス出力のディスプレイデバイスでは生じない現象である。人間は動画像を観測する際に、動画像中の物体を視線で追いかける。この時、眼球の追従速度は急激に変化できないため、通常の動画像のリフレッシュ期間（１７ｍｓ）では、ほぼ一定速度で運動する。しかし、ホールド型ディスプレイデバイスでは、図３及び図４（ａ）に示すように、同じ位置に所定期間（１７ｍｓ）同じ映像が出力される。このため、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、視線位置に対して表示されている映像は相対的に後退することになり、網膜上には後退する動きを伴った像が投影される。
【０００５】
ただし、これらは視覚情報処理系の前段でのことであり、実際に認知される速度は１７ｍｓよりも十分に遅い。これらの画像は、図５（ｂ）に示すように、一定期間内の積算が行われ、積算された画像が視覚として認知される。この結果、認知される画像は一定期間に網膜上で動いた軌跡を重ね合わせたようなぼやけたものとなる。この積算期間はブロッホの定理として知られており、５０ｍｓ〜８０ｍｓ程度といわれている。これに対してＣＲＴの場合、図６（ａ）（ｂ）に示すように、一瞬出力された映像が積算されるだけである。追随によって積算を行っても、視線に対して戻る画像が網膜に投影されることがないため、鮮明な画像が認知されることとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ホールドブラーリングを改善する最も一般的な手法は、ＣＲＴに近づけることである。ＣＲＴはインパルス出力であるため、前述のような問題は発生しない。このため、ホールド型ディスプレイの動画像表示特性を向上させる最も有力な方法は、図７（ａ）（ｂ）に示すように、液晶やＤＭＤへの照射光を間欠照射することにより、間欠表示を行うことである（特開平９−３２５７１５号公報参照：ＩＰＣＧ０９Ｆ９／３５）。
【０００７】
しかし、実際には照射時間を６０％程度に制限するため、液晶の輝度も６０％に低下する。また、６０％という照射時間の制限は、ホールド障害による画質劣化の改善として十分なものとは言えない。当然ながら照射時間を短くすればする程改善効果はあがるが、明るいバックライトが必要となったり、電源等が大型化するなど、コストの上昇が大きな問題となる。
【０００８】
また、このような方法は高出力のランプを使用する液晶プロジェクターでは実現が困難である。ランプの点滅はランプへのダメージが激しく寿命に影響を及ぼす。またシャッタリングを行った場合にも、シャッターされた光の多くは熱となるため、放熱の問題が生じる。
【０００９】
直視型液晶ディスプレイにおいてバックライトを分離し、それぞれの点滅をスクロールすることによりシャッタリングと同じ効果を得る方法（特開２００１−２３５７２０号公報参照：ＩＰＣＧ０２Ｆ１／１３３）がある。この方法も上述した方法と同様、同期の調整が困難であり、表示輝度が低下するという問題がある。また、回路も大型化し、製造コストが大幅に増加する。
【００１０】
また、ホールド型ディスプレイの表示の際に一定期間毎に黒レベル表示を挿入する方法が提案されている（特開平１１−１０９９２１号公報参照：ＩＰＣＧ０９Ｆ９／３６）。通常この一定期間は、フレームのリフレッシュ期間の間に位置しており、例えば１７ｍｓ期間中９ｍｓ期間は画像を表示し、残りの８ｍｓ期間は黒を表示するという方法をとる。この方法を用いた場合、同期は安定するが、表示輝度の低下は避けられない。また液晶等の場合では応答速度が速いデバイスが必要となる。
【００１１】
間欠表示以外のホールドブラーリング抑制方法としては、フレームレート変換がある。これはホールド型ディスプレイの場合、１７ｍｓ期間同じ画像が提示された結果、ブレが生じてしまうことに着目し、この期間に途中の画像を提示するものである。具体的には６０Ｈｚの画像を出力する際、それぞれの画像から各画像の中間に相当する画像を６０枚生成し、１２０Ｈｚの画像として表示する。この結果ホールドブラーリングの原因となる同じ画像が提示される期間が半分となる。この結果認識されるブラーリングは半分となり、６０Ｈｚの画像を表示した際よりも鮮明な画像が得られる。
【００１２】
しかしこの方法は中間の画像にある程度の正確性が要求され、現在の技術ではこのような中間画像を確実に生成できていない。
【００１３】
液晶プロジェクターに関し、特開２００２−６８１５号公報（Ｇ０９Ｇ３／３６）には、集光ミラーによってパネル上に光スクロールする方法が開示されている。しかしながら、ここで開示されている集光システム（ポリゴンミラー）では反射作用によって光スクロールを行なうため、プロジェクターを構成した場合に光学系が非常に大きくなる欠点がある。
【００１４】
本発明は、上記の事情に鑑み、小型化可能な光学系にてホールド型表示素子上に光スクロールを行ない、ホールドブラーリングと呼ばれる動画像表示の際の画質劣化を改善できる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明の投写型映像表示装置は、照射された光を受けて透過および／または反射させる際に当該光に循環的な偏向を生じさせる回転駆動型の光偏向手段と、光偏向手段からの光を３原色に分離して３つのホールド型表示素子に各々導く色分離手段と、各ホールド型表示素子を経て得られる各色映像光を合成して投写する投写手段と、各ホールド型表示素子に画素駆動信号を与える素子駆動手段とを備え、各ホールド型表示素子上で当該素子よりも小さな面積で集光される各色光が循環的にスクロールされるように構成されたことを特徴とする。
【００１６】
上記の構成であれば、各ホールド型表示素子上で当該素子よりも小さな面積で集光される各色光が循環的にスクロールされるため、ホールド型表示素子に対して実質的に光の間欠照射が行なわれることになり、ホールドブラーリングを抑制することができる。そして、光スクロールを生じさせるための光偏向手段は、照射された光を受けて主に透過させる際に当該光に循環的な偏向を生じさせるから、ポリゴンミラーのようなシステムに比べて光学系の小型化が容易となる。
【００１７】
前記素子駆動手段は、各ホールド型表示素子上で照明領域が通り過ぎる位置に存在する画素に対して次のフレームの画素駆動信号を供給し始めるように構成されているのがよい。これによれば、スクロール光の照射期間（表示時）を画素の応答終了時点（表示目標値達成時点）に合わせることが容易となる。
【００１８】
画素駆動信号の供給をフレームレートのＮ倍（Ｎは２以上の整数）で行い、画素への照明タイミングと当該画素の応答平坦化時とを一致させるように構成されているのがよい。ここで、画素の応答は指数関数的に変化するため、スクロール光の照射期間中において画素の輝度変化が生じ、二重映像が感じられてしまうが、上記のごとく画素への照明タイミングと当該画素の応答平坦化時とを一致させることで、輝度変化による二重映像を低減することができる。
【００１９】
上記画素応答の平坦化を図る構成において、画素の必要応答値が得られる画素駆動信号よりも過大な画素駆動信号を供給して遅れ補償を行なうように構成されているのがよい。これによれば、画素の応答速度が低い場合にも対応できる。そして、かかる構成においては、前フレームの最終画素値と今回の画素値とによって前記過大な画素駆動信号のデータが得られるテーブルを備えるのがよい。
【００２０】
フレーム周期と光偏向手段による偏向周期とのずれを検出し、このずれが解消されるように又はずれが一定に生じるように偏向周期を補正制御する制御手段を備えているのがよい。これによれば、光偏向手段の回転精度にばらつきがある場合にも対応できる。
【００２１】
また、上記ずれを生じた際の画素の応答と当該画素への光照射期間とで定まる画素の輝度値を、ずれを生じない場合の予定輝度値に一致させる制御を行なうのがよい。これによれば、輝度変化の追従不足を解消できる。かかる構成においては、前記ずれに応じて画素応答の目標値よりも高い値を設定して画素駆動信号を供給するようにしてもよいし、或いは、前記ずれに応じて画素駆動信号の供給タイミングを制御するようにしてもよい。
【００２２】
光源から出射されて集光された光を光偏向手段に導くためのロッドプリズムを備えてもよい。また、このロッドプリズムは光の分散を緩和するようにテーパ形状を有しているのがよい。
【００２３】
前記光偏向手段としては、円盤状に複数の凸レンズから成る機能部を円周方向に沿って配置して成るレンズアレイホイールを用いてもよいし、プリズムを回転自在に設けて成るスクローリングプリズムを用いても良いし、渦状に形成された光透過部を有し、この光透過部以外の領域に反射面を有する円盤部材から成るものを用いてもよし、周面に周期的に光透過部と反射部とが交互に形成された円筒状部材を用いてもよい。また、ロッドプリズムは光入射方向と光出射方向とが異なるように折り曲げられ、光偏向手段は周面に周期的に光透過部と反射部とが交互に形成された円筒状部材から成り、前記円筒状部材の内側に前記ロッドプリズムの全部又は一部が位置していてもよい。また、この発明の照明装置は、光源から照射された光を受けて透過させる際に当該光に循環的な偏向を生じさせる回転駆動型の照明装置において、光入射方向と光出射方向とが異なる折り曲げ型のロッドプリズムと、周面に周期的に光透過部と反射部とが交互に形成された円筒状部材とを備えて成り、前記円筒状部材の内側に前記ロッドプリズムの全部又は一部が位置していることを特徴とする。
【００２４】
前記渦状に形成された光透過部を有する構成、当該円盤部材を光照射方向に対して斜めに配置し、前記円盤部材の反射面からの光を受ける位置に補助ミラーを設け、補助ミラーにて反射させた光を前記円盤部材の光透過部に導くように構成してもよい。前記円盤部材は透明部材から成り、この透明部材の表裏両面に反射面が形成されていてもよい。
【００２５】
これらの投写型映像表示装置において、前記色分離手段により色分離された各色光は互いに等しい光路長で各色用のホールド型素子に導かれるように構成されているのがよい。かかる構成において、色分離前の光の光軸上に３原色光の二光と他の一光を分離する手段及び分離された３原色を合成する手段が配置され、前記光軸を中心に二光の光路と一光の光路は対称とされ、前記二光の光路の途中箇所でそのなかの一光が分離されて前記光軸上に導かれるように構成されていてもよい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の投写型映像表示装置を図８乃至図４１に基づいて説明する。
【００２７】
（実施形態１）
図８はこの実施形態の投写型映像表示装置を示したブロック図である。光源１は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成る。集光部２は、光源１から出射された光を受けて反射する楕円鏡、或いは放物面鏡と集光レンズとの組み合わせ等から成る。集光部２にて集光された光はインテグレータ（ロッドプリズム）３に入射し、その内面で全反射作用を繰り返した後に均一な面光源となって出射される。そして、このようにインテグレートされた光は光偏向手段であるレンズアレイホイール（ＬＡＷ）４に向けて出射される。レンズアレイホイール４上における光照射領域（大きさ）は、後述する液晶表示パネル上においてその横の長さと略同一で縦の長さが例えば１／３となる大きさとしている。なお、インテグレータ３として、受光側の面よりも出射側の面の方が大きくなるテーパ形状を有するものを用いれば、出射光においてその分散をできるだけ緩和することができる。
【００２８】
レンズアレイホイール４は、円盤形状に複数の凸レンズ機能部を円周方向に沿って配置して成るものである。凸レンズ機能部は通常の凸レンズを扇型に切り取った形状を有する。このレンズアレイホイール４は、その円盤形状の中心部を回転中心（回転軸）とし、モータ１１によって回転駆動され、前記回転中心（回転軸）と平行な方向から光を受ける。これにより、複数の凸レンズ機能部は前記インテグレータ３の光出射面側を循環的に通過することになり、凸レンズ機能部の周期的な位置変位が生じて光偏向が周期的に行なわれることになる。
【００２９】
リレーレンズ光学系５は偏向された光を入射し、映像光生成系６における色分離ダイクロイックプリズム６ａへと像伝達を行なう。色分離ダイクロイックプリズム６ａに入射した光はＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光に分離され、それぞれＲ用の液晶表示パネル７Ｒ、Ｇ用の液晶表示パネル７Ｇ、Ｂ用の液晶表示パネル７Ｂに導かれる。前記のレンズアレイホイール４による光偏向により、各液晶表示パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに導かれる色光（照射形状は短冊状）は、当該パネル上に各々同じタイミングでスクロール照射される。このスクロール照射の様子を図１０乃至図１６に示す。なお、これら図１０乃至図１６において、レンズアレイホイール４と液晶表示パネルとの間に位置させたレンズ状の部材は、リレー光学系５及び色分離ダイクロイックプリズム６ａ等を表している。
【００３０】
そして、各液晶表示パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに入射した各色光は当該パネル上の画素の応答（光透過度）の状態で変調され、この変調により得られた各色映像光は、色合成ダイクロイックプリズム６ｂにて合成されてカラー映像光となり、投写レンズ８にてスクリーン９に投影される。
【００３１】
このように、各色の短冊状の照明光が液晶表示パネル７上で循環的にスクロールすることにより、当該パネルの一画素に着目するとフレーム期間中の一部の期間のみ表示し、残りの期間は黒となる結果、間欠表示が実現され、動画像を表示した場合のブラーリングが改善される。例えば、短冊状の照明領域をパネル（画面）全体の１／３にした場合には、図１７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、１／３期間表示で２／３期間非表示という間欠表示と等価となる。
【００３２】
次に、信号処理系について説明していく。パネル駆動部１５は入力された映像信号に基づいて各液晶表示パネル７Ｒ，７Ｇ，７Ｂを駆動する。すなわち、映像信号に基づいて各液晶表示パネルの各画素の光透過度を設定する素子駆動電圧を生成して各画素に与える。同期分離回路１４は映像信号から垂直同期信号を取り出してスクロール位相検出部１２に与える。スクロール位相検出部１２はレンズアレイホイール４の回転周期と垂直同期とから位相差を検出する。レンズアレイホイール４の回転周期情報は、例えば、ロータリエンコーダの構成によって得ることができる。モータ１１の回転を制御する回転制御部１３は、前記位相差を示す信号をスクロール位相検出部１２から受け取り、レンズアレイホイール４の回転周期を垂直同期に合致させるよう制御を行なう。この制御内容を図９のフローチャートに示す。回転周期が垂直同期から遅れれば回転速度を高めるべくモータ１１への供給電圧（或いはパルス数やパルス幅等）を増加し、早ければ回転速度を低くするべくモータ１１への供給電圧（或いはパルス数やパルス幅等）を減少し、一致すればそのままとする。
【００３３】
ところで、液晶表示パネルの応答速度が高速であれば問題はないのであるが、通常の液晶表示パネルでは十分な応答速度が得られないため、スクロール光の照射期間中に画素の最終応答が完了していないことが生じる。こように画素の最終応答が完了していないと、画像データに対応した輝度値が得られていないことになる。そこで、図１８に示すように、照射光がスクロールした直後の画素に次のフレームデータを書き込む。液晶の応答例を図１９に示す。液晶は図のように反応するため、理想的には▲２▼で示す期間において光照射が行なわれるようにする。すなわち、図２０に示すように、液晶応答と表示（パネル照明）のタイミングを設定することとする。しかし、通常の透過型液晶プロジェクターに用いる液晶パネルはフレーム期間、つまり１７ｍｓ期間では応答出来ない。このためフレームの書き込みタイミングに至っても２フレーム前の画像が液晶パネル上に残存していることになり、全期間を通じて常に二重像が表示されていることになる。このようなパネルを用いて照射光のスクローリングによる間欠表示を行った場合、二重像が強調される結果となり、画質が向上したという印象が得られない。このため、パネルへのデータ書き込みにオーバードライブという手法を用いて１７ｍｓ期間での応答を実現し、二重像を低減する。透過型液晶プロジェクターでは、例えば１００→２００に液晶を応答させる場合には書き込み期間内に１８０までしか応答しないとする。しかし、例えば２００ではなく２３０を入力した場合に書き込み期間内に２００まで応答するのであれば、この場合の入力値としては２００ではなく２３０を用いれば良い。この様子を図２１に示す。これらは１７ｍｓで応答しないパネルの例である。図２１（ａ）では２フレーム期間で所望の値に応答していることがわかる。このため、図２１（ｂ）に示すように変化分を強調することにより、液晶の応答を速くする。この結果、１７ｍｓ期間内に液晶が応答し、二重像を低減することが可能となる。また、図１９に示すように照射光はフレーム書き込みの期間に略一致するのが望ましい。液晶応答が変化している期間には二重像が発生しているためである。この場合、照射光の期間は図１８に示すように書き込み期間の直前に合わせることが考えられる。しかしこの場合照射開始点では強い二重像となっており、この結果表示した画像からは比較的強い二重像が認識される。この場合、図１９の▲２▼に示すように書き込み期間を若干超えることにより比較的良い結果が得られる。これは動き部分の両側に薄い影のように像が見えるようになる、所謂薄い三重像の状態である。この状態の方が主観画質が高いという結果が得られている。以下の実施例では、混乱を避けるためにフレーム書き込みの直前に照射光を合わせるものとして説明を行うが、この照射パターンに限定されるものではなく、前述の説明のようにフレーム書き込み期間に略一致させることにより、主観的な画質を向上させる手法を用いることに何ら制約を与えないことを付記しておく。
【００３４】
（実施形態２）
実施形態２の投写型映像表示装置の構成を図２６に示す。そして、図２１乃至図２５及び図２７によって問題点を示しつつ、この問題点を解決できるこの実施形態の投写型映像表示装置を説明していく。
【００３５】
図２１（ａ）には実施形態１による液晶応答状態を模式的に示し、図２１（ｂ）には実施形態２による液晶応答状態を模式的に示している。
【００３６】
ここで、液晶の応答は指数関数的な変化となり、理想的な光照射を行った場合でも、図２２に示すように表示期間中に輝度の変化があり、これが二重像となって認識されてしまう。そこで、液晶画素への照明タイミングと当該液晶画素の応答平坦化時とを一致させる。具体的には、図２３に示すように、液晶画素への書き込みをフレームレートの整数倍で行う。例えば６０Ｈｚで駆動する系では１２０Ｈｚで書き込みを行う。そして最初の非表示の１／１２０秒期間内に希望値（目標値）まで液晶を応答させ、残りの表示期間である１／１２０秒期間において液晶応答を一定とする。
【００３７】
ただし、ほとんどの液晶は１２０Ｈｚでは応答できないため、希望の値に液晶が応答するように、図２６に示すオーバードライブ回路２１にてオーバードライブ制御を行う。オーバードライブ制御は液晶に希望の値よりも大きな変化値を入力して、遅れを補償するものである。図２２に示すように、希望する値を入力しても書き込み期間内に液晶は応答できない場合が多い。このため、例えば１００→２００に液晶を応答させる場合には書き込み期間内に１８０までしか応答しないとする。しかし、例えば２００ではなく２３０を入力したとして書き込み期間内に２００まで応答するのであれば、２００ではなく２３０を入力すればよい。この書き込み期間内に希望値まで液晶が応答する値は、液晶の現在の状態と目標とする状態、つまり前のフレームでの値と書き込むフレームでの値とにより決定される。また、これらの値は線形ではないため、関数ではなくテーブル的に決定される。テーブルは書き込む前の状態の画素値（前のフレームでの値）及び次に書き込みたい画素値（書き込むフレームでの値）を入力（読出アドレス）とする構成とすればよい。そして、このテーブルでは、出力データとして、１７ｍｓ後に書き込みたい画素値（目標値）になるために必要とするパネルへの入力データ値（過大な書込値）が得られる。このためには、前のフレームの画素値をフレームメモリ２２（図２６参照）に記憶し、各画素に対しフレームメモリ２２上の値と書き込もうとする値とをアドレスとしてテーブルを参照ことにより、書き込む画素データ（パネルへの入力データ値）がテーブルから得られる。
【００３８】
通常ドライブとオーバードライブの比較を図２４に示す。同図（ａ）は通常ドライブの液晶応答であり、同図（ｂ）がオーバードライブの液晶応答である。同図（ｂ）の応答状態とパネル照明期間との関係を図２５に示す。この図２５から分かるように、パネル照明期間と当該液晶画素の応答平坦化時とが一致することになり、パネル照明期間内での輝度変化を抑え、二重映像防止が図られる。
【００３９】
図２７はオーバードライブ回路２１の書込タイミングを表示素子上で表した図である。表示が終了した部分（照明領域が過ぎ去った箇所）から次のフレームデータを書き込むが、これは上述したような応答速度対応が必要なためにオーバードライブ書き込みを行うことになる。そして表示期間に入る前に正規の値を書き込むことで、以降の表示期間（１フレーム期間の残り）における液晶応答を平坦状態に保持する。
【００４０】
（実施形態３）
実施形態３の投写型映像表示装置の構成を図３０に示す。そして、図２８及び図２９に基づいて前述の実施形態の構成での問題点を示しつつこの実施形態を説明していく。
【００４１】
問題とするはレンズアレイホイール３の回転精度（モータ１１の回転精度）である。照明位置がフレーム書き込みのタイミングに必ず一致するのであれば問題ないのであるが、通常のモータ１１の回転速度は完全には安定しない。このため、光の照射期間（表示期間）はフレーム期間中で前後することになる。この現象は、２つの状態に分けられる（図１９参照）。まず、理想的な状態は、図２８（ａ）に示すように、表示期間が垂直同期の位相に略合致する状態である。これに対し、図２８（ｂ）に示すように、表示期間が垂直同期の位相に対して大きくシフトした場合には二重像が知覚されることになる。この段階では液晶が応答中であるため、液晶パネルに表示されているのは前フレーム画像と書き込んだフレーム画像とが表示された二重像である。この結果、知覚される画像も二重像となり、大きな画質劣化として認識される。図２８ではフレームレートと書き込みレートが同じ場合を示している。なお、図２５に示したごとく、画素応答を早めて平坦化させる場合においては、フレーム周期と光偏向手段による偏向周期とのずれが、フレーム周期の位相に対して画素への光照射期間が早まる側で生じるように偏向周期を補正制御するようにしてもよい。
【００４２】
この実施形態３では、上記二重像の問題に対して、図２８（ｃ）に示すようなオーバードライブ法による解決を開示する。ここでのオーバードライブは、光の照射期間（表示期間）で二重像が消えるように応答を間に合わせることにある。すなわち、光の照射期間（表示期間）の箇所で液晶応答が間に合うように、入力画素値よりもオーバーした値を画素値として入力する（強調する）。例えば、５０から１００に変化する場合に１３０を、１００から５０に変化する場合に３０を入力する。これらの値は液晶応答速度、及び照射しているタイミングによって決定され、照射したタイミング（垂直同期との位相差の程度）で二重像が消えるように入力値が強調される。
【００４３】
ここでのオーバードライブでは、テーブルの入力に更に位相差が入ることになる。この場合の目標値は、図２８（ｃ）のパターンで形成される面積が図２８（ａ）のパターンでの面積と同じになるように決定されるべきである。このため、前のフレームの値及び書き込もうとする画素データの値（目標値）、そして位相差により実際の書込値が決定される。
【００４４】
この場合に注意が必要なのは、通常のオーバードライブとこの実施形態３におけるオーバードライブとの相違である。通常のオーバードライブでは、入力された画素値が最終目標値となるように書き込みを行うため、液晶応答のフレーム期間の最終値は入力画素データと同一である。従って、次のフレームの書き込みを行う場合には前記入力画素データと次のフレームの入力画素データとを比較し、書込値を決定すればよい。これに対し、この実施形態３の位相差を加味したオーバードライブは、垂直同期との位相差の程度に対応してオーバードライブの程度が変わることになり、フレーム期間の最終値もこれによって変わる。従って、フレーム期間の最終値は入力画素データと同一にはならない。ゆえに、次のフレームの書き込みを行う場合にはフレーム期間の最終値に相当するデータをオーバードライブ回路３１の側からフレームメモリ３２に対して書き込んでおき、このフレーム期間の最終値に相当するデータと次のフレームの入力画素データとを比較し、書込値を決定することになる。
【００４５】
繰り返しになるが、通常のオーバードライブと位相差を加味したオーバードライブとの相違を更に以下に述べていく。図２９において、点線は通常のオーバードライブを用いた場合の液晶応答を示している。Ａは画素値（フレームの入力画素データ）であり、この画素値Ａよりも大きな値を液晶表示パネルに入力することにより、液晶は実線のような応答を示す。液晶はフレームの切り替えのタイミングで画素値、つまり目標レベルまで応答しているため、通常のオーバードライブにおいては、次のフレームでのオーバードライブは画素値Ａに基づいて行えばよい。だが、位相差を加味したオーバードライブでは、実際に光が照射されている期間の面積を目標値として入力するため、フレーム期間の最終値はＣのようになる。このため、次のフレームのオーバードライブは、このＣの値を基準に行うことになる。オーバードライブ回路３１は、フレームの入力画素データ（Ａ）と、位相差を加味したオーバードライブによる実際の書込値（印加電圧Ｂ）と、によってフレーム期間の最終値（Ｃ）が与えられるテーブルを内部に搭載し、フレーム期間の最終値（Ｃ）をフレームメモリ３２に与える。そして、次のフレームにおいてはそのフレームの入力画素データと、フレームメモリ３２から受け取った前記フレーム期間の最終値（Ｃ）とスクロール位相検出部１２から受け取った位相差情報とにより、オーバードライブを行なうことになる。
【００４６】
（実施形態４）
実施形態４の投写型映像表示装置を図３１乃至図３３に基づいて説明する。この実施形態では、実施形態３と同様、二重像の問題を解決するものであるが、実施形態３とは異なる手法を提案するものである。
【００４７】
この実施形態の投写型映像表示装置は、図３１に示すように、映像データを格納するメモリ４１及び読出タイミング制御回路４２を備える。メモリ４１によって映像データ（フレーム）を記憶し、実際に供給されてくるフレームより１フレーム前の映像データを読出タイミング制御回路４２に与える。読出タイミング制御回路４２は、メモリ４１から順次画素データを読み出してこれをパネル駆動部１５に供給するのであるが、スクロール位相検出部１２から位相差情報を受け取り、この位相情報（スクロールずれ）に応じて前記画素データの供給タイミングを調整する。これにより、図３３における（ａ）に示す位相ずれ無しの状態から図３３における（ｂ）に示すような位相ずれが生じると、これがセンサ（スクロール位相検出部１２）の出力（位相情報）として現れ、読出タイミング制御回路４２の制御により、データの書き込み位置（パネルへの供給タイミング）は早い期間にシフトされる。これにより、図３２（ｃ）に示すように、垂直同期と照明パターンのずれに合わせて、データを読み出すタイミングと液晶パネルに書き込むタイミングが調整され、表示輝度が保証されることになる。
【００４８】
なお、レンズアレイホイール（ＬＡＷ）に替えて、スクロール円盤４Ａを用いることができる。このスクロール円盤４Ａは一部に透明部分を設け、残りをミラーとしたものに相当する。このスクロール円盤４Ａを図３４に示す。図３４において、４Ａａが透明部分であり、４Ａｂがミラー部分である。これにより、図３５に示すように、例えばスクロール円盤の透過部分の期間のみ白色光が液晶表示パネルに投射され、残りはロッドインテグレータ３内部に戻り、反射して再利用されることになる。
【００４９】
図３６に光偏向手段として白黒ホイール４Ｂを示す。光を入射する部分に角度を設けたインテグレータ３′を構成し、その周囲に円筒状の白黒ホイール４Ｂを形成する。このホイール４Ｂはインテグレータ３′の出射光を、フレーム期間毎に一部透過、残りを反射するという回転構成になっており、このホイール４Ｂを回転することにより液晶パネル上にスクロール光を得る。
【００５０】
通常のロッドインテグレータ（３）は直線的な形状をしているが、そのままでは白黒ホイール４Ｂ内において周面側へと光を照射できない。このため、途中で折り曲げたロッドインテグレータ３′を用いて光を入射する。ホイールの黒色部分は内部への反射面、白い部分は透明な透過面を示している。黒色の反射面に照射された光は内部に戻り、再利用される。透過面が画面の一部( 図では約1/3)の領域となっているため、この領域に集光された光が液晶パネルに照射され、この白黒ホイール４Ｂを回転することにより照射光がスクロールすることになる。
【００５１】
図３６に示す構成では、ロッドインテグレータ３′の光入射側を折り曲げているが、図３７に示すように、光出射側を折り曲げたロッドインテグレータ３″を用い、小径の白黒ホイール４Ｃを用いることもできる。この場合には構造が横方向に長くなるが、小径の白黒ホイール４Ｃを用いることができるため、高速回転のモータが使用できる。一般にモータは高速回転の方が制御しやすく、二重像の発生を防止する面からも効果が高い。
【００５２】
また、図３８に示すように、スクローリングプリズム４Ｄを用いることができる。このスクローリングプリズム４Ｄは、立方体形状を成し、図において紙面垂直方向に回転軸を設定し、ロッドインテグレータ３の光出射面に対して４つの面が周期的に角度を変えて対面し、光の屈折作用にて出射光がスクロールするように構成されたものである。
【００５３】
なお、以上説明した実施形態では、透過型の液晶表示パネルを用いたが、これに限るものではなく、反射型の液晶表示パネルやマトリクス状に配置された微小鏡を各々画素データに基づいて駆動するデバイスなども用いることができる。
【００５４】
図３９にスクロール円盤４４Ａを示す。図の太線四角枠は光源からの光が導かれる一次像形成領域を示している。また、図において、スクロール円盤４４Ａの光反射領域をハッチングにより示している。図４０にスクロール円盤４４ＡにおけるＡ−Ａ断面を示す。同図（ａ）（ｂ）（ｃ）はスクロール円盤４４Ａが回転することで光透過状態が変化する様子を示している。スクロール円盤４４Ａは、光軸に対して４５°傾いて配置されている。そして、光源からの導入光を阻害しない位置においてスクロール円盤４４Ａに対面させて補助ミラー４５を設けている。スクロール円盤４４Ａの光反射領域にて反射した光は、補助ミラー４５に導かれ、この補助ミラー４５にて反射した光はスクロール円盤４４Ａの光透過領域を透過する。スクロール円盤４４Ａの光透過領域の透過作用と前述の反射作用とにより、スクロール円盤４４Ａの一次像形成領域に導かれた光源からの光は無駄にされずに液晶表示パネルに導かれることになるので、表示映像の輝度向上が図れることになる。
【００５５】
図３９，４０に示したスクロール円盤４４Ａは透明円盤の片面に光反射領域を形成したが、透明円盤の両面に光反射領域を形成してもよい。透明円盤の両面を光反射に用いることで、片面のみ光反射面とする場合の制約から解放され、スクロール円盤の設計容易化等が図れる。
【００５６】
また、図４１に照射光学系１００を示す。光源１０１は、メタルハライドランプやキセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ１０２へと導かれる。
【００５７】
インテグレータレンズ１０２は一対のレンズ群にて構成されており、個々のレンズ対が光源１０１から出射された光をスクロール光学系１０５の光入射領域へ導くようになっている。前述した一次像形成領域（スクロール用照明領域）は液晶表示パネルサイズに対して垂直方向に短くされており、インテグレータレンズ１０２の各レンズはこれに対応して垂直方向に短くされている。スクロール光学系１０５は、前述したレンズアレイホイール４やスクロール円盤４Ａ，４４Ａ等を用いて構成することができる。インテグレータレンズ１０２を経た光は、集光レンズ１０３、ミラー１０４、スクロール光学系１０５等を経た後、クロス配置されたダイクロイックミラー１０６ａ，１０６ｂへと導かれる。
【００５８】
ダイクロイックミラー１０６ａは赤色光成分及び緑色光成分を反射し、青色光成分は透過させる。ダイクロイックミラー１０６ａは青色光成分を反射し、赤色光成分及び緑色光成分は透過させる。ダイクロイックミラー１０６ａ，１０６ｂは、色分離前の光（一次像形成領域上の光）の光軸上に配置されている。また、同光軸上に色合成ダイクロイックプリズム６ｂが配置されている。前記光軸を中心に二光（赤色光及び緑色光）の光路と一光（青色光）の光路は対称とされ、前記二光の光路の途中箇所でそのなかの緑色光がダイクロイックミラー１１０によって分離されてミラー１１１により前記光軸上に導かれる。これにより、ダイクロイックミラー１０６ａからミラー１０９及びミラー１０８を経て赤色用の液晶表示パネル７Ｒまでの光路長と、ダイクロイックミラー１０６ａからダイクロイックミラー１１０及びミラー１１１を経て緑色用の液晶表示パネル７Ｇまでの光路長と、ダイクロイックミラー１０６ｂからミラー１１２及びミラー１１３を経て青色用の液晶表示パネル７Ｇまでの光路長は、互いに等しくなっている。
【００５９】
ダイクロイックプリズムによる色合成光学系を用いる一般的な構成では、例えば、青色光の光路上にリレー光学系を配置することが行われているが、このような光学系をそのまま流用した場合、リレー光学系によって照射青色光のスクロールの方向が他の色光のスクロール方向と逆になることが生じる。上述のごとく、色分離してから各色の液晶表示パネルまでの光路長を等しくしたことで、ダイクロイックプリズムによる一般的な色合成光学系の構成を用いつつリレー光学系を不要にできることになり、スクロール方向の整合性確保と同時に光学部材の削減といった優れた効果が得られることになる。
【００６０】
なお、赤色光とシアン色光とに分離し、シアン色光の光路上において緑色光を分離する構成とし、上記と同様に各色光の光路長を等しくすることもできる。
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、小型化可能な光学系にてホールド型表示素子上に光スクロールを行ない、ホールドブラーリングと呼ばれる動画像表示の際の画質劣化を改善できる。更に、画素応答の平坦化による輝度変化低減（二重映像防止）や光偏向手段の回転ブレによる不具合等も解消して表示映像品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＲＴ及びホールド型表示素子の入力信号に対する光出力特性を示した説明図である。
【図２】ＣＲＴにおける表示画像及び視認特性を示した説明図である。
【図３】ホールド型表示素子における表示画像及び視認特性を示した説明図である。
【図４】同図（ａ）（ｂ）はホールド型表示素子における二重映像の発生を説明する説明図である。
【図５】同図（ａ）（ｂ）はホールド型表示素子における二重映像の発生を説明する説明図である。
【図６】同図（ａ）（ｂ）はＣＲＴでは二重映像が発生しないことを説明する説明図である。
【図７】同図（ａ）（ｂ）はホールド型表示素子において間欠照明を行なうことで二重映像が軽減されることを示した説明図である。
【図８】この発明の実施形態１の投写型映像表示装置を示したブロック図である。
【図９】映像同期信号とスクロール位相検出回路の出力とによってモータ制御を行なうことを示したフローチャートである。
【図１０】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１１】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１２】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１３】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１４】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１５】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１６】液晶パネル上への照明光のスクロールの様子を示した説明図である。
【図１７】同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は液晶応答とスクロールによる間欠照明での液晶輝度との関係を示した説明図である。
【図１８】画面上でのスクロールの様子と画素データ書込との関係を示した説明図である。
【図１９】液晶応答と照明期間とによる表示映像品質の関係を示した説明図である。
【図２０】液晶応答と照明期間との関係を示した説明図である。
【図２１】同図（ａ）は同期の倍速でデータ書込を行なう場合の液晶応答を示し、同図（ｂ）は同書込において前半でオーバードライブを行い、後半で目標値のデータ書込を行なう場合（液晶応答平坦化）を示した説明図である。
【図２２】液晶応答と照明期間との関係を示した説明図である。
【図２３】液晶応答と照明期間との関係を示した説明図である。
【図２４】同図（ａ）は通常の書込を示し、同図（ｂ）はオーバードライブによる液晶応答平坦化を示した説明図である。
【図２５】オーバードライブによる液晶応答平坦化時に照明タイミング（表示）を合わせることを示した説明図である。
【図２６】この発明の第２実施形態の投写型映像表示装置を示したブロック図である。
【図２７】画面上でのスクロールの様子と画素データ書込との関係を示した説明図である。
【図２８】同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、フレーム期間内での照明期間のずれにより画素輝度に変化が生じること及びその解決策（オーバードライブ手法）を示した説明図である。
【図２９】フレーム期間内での照明期間のずれにより画素輝度に変化が生じることを解決する方法を示した説明図である。
【図３０】この発明の第３実施形態の投写型映像表示装置を示したブロック図である。
【図３１】この発明の第４実施形態の投写型映像表示装置を示したブロック図である。
【図３２】同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、フレーム期間内での照明期間のずれにより画素輝度に変化が生じること及びその解決策（フレーム読出制御）を示した説明図である。
【図３３】同図（ａ）は通常のフレーム読出制御を示し、同図（ｂ）は上記解決策のフレーム読出制御を示した説明図である。
【図３４】光偏向手段の他の例を示した説明図である。
【図３５】図３４の光偏向手段を用いた構成例を示した説明図である。
【図３６】光偏向手段の他の例を示した説明図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図３７】光偏向手段の他の例を示した説明図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。
【図３８】光偏向手段の他の例を示した説明図である。
【図３９】光偏向手段の他の例であるスクロール円盤を示した説明図である。
【図４０】図３９のスクロール円盤におけるＡ−Ａ断面を示した図であって、同図（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれスクロール円盤が回転することで光透過状態が変化する様子を示している。
【図４１】照射光学系を示した説明図である。
【符号の説明】
１光源
２集光部
３インテグレータ
４レンズアレイホイール
４Ａスクロール円盤
４Ｂ白黒ホイール
４Ｃ白黒ホイール
４Ｄスクローリングプリズム
５リレーレンズ
６映像光生成系
７Ｒ，７Ｇ，７Ｂ液晶表示パネル
１１ステッピングモータ
１２スクロール位相検出部
１３回転制御部
１４同期分離部
１５パネル駆動部
２１オーバードライブ回路
２２フレームメモリ
３１オーバードライブ回路
３２フレームメモリ
４１メモリ
４２読出タイミング制御部
４４Ａスクロール円盤
４５補助ミラー
１００照射光学系
１０１光源
１０２インテグレータレンズ
１０５スクロール光学系
１０６ａダイクロイックミラー
１０６ｂダイクロイックミラー
１１０ダイクロイックミラー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a projection display apparatus and an illumination apparatus.
[0002]
[Prior art]
A display such as a liquid crystal display panel (LCD), a digital micromirror device (DMD), or a plasma display panel (PDP) is called a hold type display. This means that the cathode ray tube (CRT) outputs an impulse-like image as shown in FIG. 1, while the LCD or the like maintains that state until the next image output. Such a hold-type display has a problem that, when a moving image is displayed, an image becomes unclear unlike a CRT.
[0003]
Conventionally, it has been considered that such image quality degradation when displaying a moving image is due to a slow display response of the device. However, as visual research progresses in recent years, it has been found that a certain deterioration in image quality is inevitable even when the response speed of the display device is improved and an immediate response is obtained. Such image quality degradation is referred to as hold blurring.
[0004]
The hold blurring is caused by the integration effect of the human visual information processing system, and is a phenomenon that does not occur in an impulse output display device such as a CRT as shown in FIG. When a human observes a moving image, he follows an object in the moving image with his line of sight. At this time, since the following speed of the eyeball cannot be changed rapidly, it moves at a substantially constant speed during the normal moving image refresh period (17 ms). However, in the hold type display device, as shown in FIGS. 3 and 4A, the same image is output at the same position for a predetermined period (17 ms). For this reason, as shown in FIGS. 4B and 5A, the image displayed with respect to the line-of-sight position is relatively retracted, and an image with a retracting motion on the retina. Is projected.
[0005]
However, these are pre-stages of the visual information processing system, and the speed that is actually recognized is sufficiently slower than 17 ms. As shown in FIG. 5B, these images are accumulated within a certain period, and the accumulated images are recognized as vision. As a result, the perceived image becomes blurred as if the trajectories moved on the retina for a certain period are superimposed. This integration period is known as Bloch's theorem and is said to be about 50 ms to 80 ms. On the other hand, in the case of CRT, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the video output for a moment is only integrated. Even if integration is performed by following, an image returning to the line of sight is not projected onto the retina, so that a clear image is recognized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The most common way to improve hold blurring is to approach CRT. Since the CRT is an impulse output, the above-described problem does not occur. For this reason, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the most effective method for improving the moving image display characteristics of the hold type display is to intermittently irradiate the liquid crystal or DMD with the intermittent display. (See JP 9-325715 A: IPC G09F 9/35).
[0007]
However, since the irradiation time is actually limited to about 60%, the luminance of the liquid crystal is also reduced to 60%. Further, the limitation of the irradiation time of 60% is not sufficient for improving the image quality deterioration due to the hold failure. Of course, the shorter the irradiation time, the better the improvement effect. However, the cost rise becomes a big problem, such as the need for a bright backlight and the enlargement of the power source.
[0008]
Such a method is difficult to realize in a liquid crystal projector using a high-power lamp. The blinking of the lamp causes severe damage to the lamp and affects the life. Even when shuttering is performed, most of the shuttered light becomes heat, which causes a problem of heat dissipation.
[0009]
There is a method (see JP 2001-235720 A: IPC G02F 1/133) that obtains the same effect as shuttering by separating the backlight in a direct-view type liquid crystal display and scrolling each blinking. Similar to the above-described method, this method is difficult to adjust synchronization, and there is a problem that display luminance is lowered. In addition, the circuit becomes larger and the manufacturing cost increases significantly.
[0010]
In addition, a method of inserting a black level display at regular intervals when displaying on a hold-type display has been proposed (see JP-A-11-109921: IPC G09F 9/36). Usually, this fixed period is located between the refresh periods of the frame. For example, an image is displayed in the 9 ms period of the 17 ms period, and black is displayed in the remaining 8 ms period. When this method is used, synchronization is stabilized, but a decrease in display luminance is inevitable. In the case of liquid crystal or the like, a device having a high response speed is required.
[0011]
As a hold blurring suppression method other than intermittent display, there is frame rate conversion. In the case of a hold-type display, paying attention to blurring as a result of the same image being presented for a period of 17 ms, an intermediate image is presented during this period. Specifically, when outputting a 60 Hz image, 60 images corresponding to the middle of each image are generated from each image and displayed as a 120 Hz image. As a result, the period during which the same image that causes hold blurring is presented is halved. As a result, the blurring recognized is halved, and a clearer image can be obtained than when a 60 Hz image is displayed.
[0012]
However, this method requires a certain degree of accuracy for the intermediate image, and the current technology cannot reliably generate such an intermediate image.
[0013]
Regarding a liquid crystal projector, Japanese Patent Laying-Open No. 2002-6815 (G09G 3/36) discloses a method of optically scrolling on a panel using a condensing mirror. However, since the light collecting system (polygon mirror) disclosed here performs light scrolling by reflection, there is a drawback that the optical system becomes very large when a projector is configured.
[0014]
In view of the above-described circumstances, the present invention is a projection-type image display device that can perform optical scrolling on a hold-type display element with an optical system that can be miniaturized, and can improve image quality degradation during moving image display called hold blurring. The purpose is to provide.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The projection display apparatus according to the present invention includes a rotationally-driven light deflecting unit that causes cyclic deflection of the irradiated light when transmitted and / or reflected, and light from the light deflecting unit. Separating each of the three primary colors into three hold-type display elements, color separation means for guiding them to the three hold-type display elements, projection means for combining and projecting each color image light obtained through the respective hold-type display elements, and pixels for each hold-type display element Element driving means for supplying a drive signal, and each color light condensed in an area smaller than the element on each hold type display element is cyclically scrolled.
[0016]
If it is said structure, since each color light condensed with an area smaller than the said element on each hold-type display element is scrolled cyclically, it will be substantially intermittent irradiation of light with respect to a hold-type display element. As a result, hold blurring can be suppressed. The light deflecting means for generating the optical scroll causes a cyclic deflection to the light when the irradiated light is mainly received and transmitted, so that the optical system is compared with a system such as a polygon mirror. It becomes easy to reduce the size.
[0017]
The element driving means may be configured to start supplying a pixel driving signal of the next frame to a pixel existing at a position where the illumination area passes on each hold type display element. According to this, it becomes easy to match the irradiation period (display time) of the scroll light with the response end time (display target value achievement time) of the pixel.
[0018]
It is preferable that the pixel driving signal is supplied at N times the frame rate (N is an integer of 2 or more) so that the illumination timing of the pixel coincides with the response flattening time of the pixel. Here, since the response of the pixel changes exponentially, a change in luminance of the pixel occurs during the scroll light irradiation period, and a double image is felt. However, as described above, the illumination timing of the pixel and the pixel By matching with the response flattening time, it is possible to reduce the double image due to the luminance change.
[0019]
In the configuration for flattening the pixel response, it is preferable that a delay compensation is performed by supplying a pixel drive signal that is larger than the pixel drive signal that provides the required response value of the pixel. According to this, it is possible to cope with a case where the response speed of the pixel is low. In such a configuration, it is preferable to provide a table in which the data of the excessive pixel drive signal is obtained from the final pixel value of the previous frame and the current pixel value.
[0020]
It is preferable to provide control means for detecting a deviation between the frame period and the deflection period by the light deflecting means and correcting and controlling the deflection period so that the deviation is eliminated or the deviation is made constant. According to this, it is possible to cope with a case where there is a variation in the rotation accuracy of the light deflection means.
[0021]
In addition, it is preferable to perform control so that the luminance value of the pixel determined by the response of the pixel when the deviation occurs and the light irradiation period to the pixel matches the planned luminance value when no deviation occurs. According to this, lack of follow-up of the luminance change can be solved. In such a configuration, the pixel drive signal may be supplied by setting a value higher than the target value of the pixel response according to the deviation, or the supply timing of the pixel drive signal may be set according to the deviation. You may make it control.
[0022]
You may provide the rod prism for guiding the light radiate | emitted from the light source and condensed to the optical deflection | deviation means. The rod prism preferably has a tapered shape so as to reduce the dispersion of light.
[0023]
As the light deflecting means, a lens array wheel in which a functional portion made up of a plurality of convex lenses in a disc shape is arranged along the circumferential direction may be used, or a scrolling prism in which a prism is rotatably provided. It may be used, or may be a disk member having a light transmitting portion formed in a spiral shape and having a reflecting surface in a region other than the light transmitting portion. You may use the cylindrical member in which the reflection part and the reflection part were formed alternately. Further, the rod prism is bent so that the light incident direction and the light emitting direction are different, and the light deflecting means is composed of a cylindrical member in which light transmitting portions and reflecting portions are alternately formed on the peripheral surface periodically. All or part of the rod prism may be located inside the cylindrical member. In addition, the illumination device of the present invention is a rotationally driven illumination device that causes cyclic deflection of the light emitted from the light source and transmits the light, and the light incident direction is different from the light emitting direction. A folding-type rod prism, and a cylindrical member having a light transmission portion and a reflection portion alternately formed on a peripheral surface thereof, and all or a part of the rod prism inside the cylindrical member. Is located.
[0024]
A structure having a light transmitting portion formed in a spiral shape, the disk member is disposed obliquely with respect to the light irradiation direction, an auxiliary mirror is provided at a position for receiving light from the reflection surface of the disk member, and the auxiliary mirror You may comprise so that the reflected light may be guide | induced to the light transmissive part of the said disk member. The said disk member consists of a transparent member, and the reflective surface may be formed in the front and back both surfaces of this transparent member.
[0025]
In these projection display apparatuses, it is preferable that each color light color-separated by the color separation means is guided to a hold-type element for each color with an equal optical path length. In such a configuration, means for separating the two primary light beams from the other primary light and means for synthesizing the separated three primary colors are arranged on the optical axis of the light before color separation. The optical path of light and the optical path of one light may be symmetric, and one light among them may be separated and guided onto the optical axis in the middle of the optical path of the two lights.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A projection display apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0027]
(Embodiment 1)
FIG. 8 is a block diagram showing a projection display apparatus according to this embodiment. The light source 1 is composed of an ultra-high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like. The condensing unit 2 includes an elliptical mirror that receives and reflects light emitted from the light source 1, or a combination of a parabolic mirror and a condensing lens. The light condensed by the condensing unit 2 enters the integrator (rod prism) 3 and is emitted as a uniform surface light source after repeating the total reflection action on the inner surface thereof. The light integrated in this way is emitted toward a lens array wheel (LAW) 4 which is a light deflecting unit. The light irradiation area (size) on the lens array wheel 4 is substantially the same as the horizontal length on the liquid crystal display panel, which will be described later, and the vertical length is, for example, 1/3. If the integrator 3 has a tapered shape in which the exit side surface is larger than the light receiving side surface, the dispersion of the exit light can be reduced as much as possible.
[0028]
The lens array wheel 4 is formed by arranging a plurality of convex lens functional portions in a disc shape along the circumferential direction. The convex lens functional unit has a shape obtained by cutting a normal convex lens into a fan shape. The lens array wheel 4 has a disk-shaped center portion as a rotation center (rotation axis), is rotated by a motor 11, and receives light from a direction parallel to the rotation center (rotation axis). As a result, the plurality of convex lens function portions cyclically pass through the light exit surface side of the integrator 3, and the positional displacement of the convex lens function portions occurs, so that light deflection is periodically performed. .
[0029]
The relay lens optical system 5 receives the deflected light and transmits an image to the color separation dichroic prism 6 a in the image light generation system 6. The light incident on the color separation dichroic prism 6a is separated into R (red) light, G (green) light, and B (blue) light, and the R liquid crystal display panel 7R, the G liquid crystal display panels 7G, and B, respectively. To the liquid crystal display panel 7B. Color light (irradiation shape is a strip shape) guided to the respective liquid crystal display panels 7R, 7G, and 7B by the light deflection by the lens array wheel 4 is scroll-irradiated on the panel at the same timing. The state of this scroll irradiation is shown in FIGS. 10 to 16, the lens-like member positioned between the lens array wheel 4 and the liquid crystal display panel represents the relay optical system 5, the color separation dichroic prism 6a, and the like.
[0030]
Each color light incident on each liquid crystal display panel 7R, 7G, 7B is modulated in a state of response (light transmittance) of pixels on the panel, and each color image light obtained by this modulation is converted into a color synthesis dichroic prism. The image is combined into color image light at 6 b and projected onto the screen 9 by the projection lens 8.
[0031]
In this way, when the strip-shaped illumination light of each color is scrolled cyclically on the liquid crystal display panel 7, when focusing on one pixel of the panel, only a part of the frame period is displayed, and the remaining period is As a result of being black, intermittent display is realized and blurring in the case of displaying a moving image is improved. For example, when the strip-shaped illumination area is set to 1/3 of the entire panel (screen), as shown in FIGS. 17A, 17B, and 17C, the 1/3 period display is not displayed for 2/3 period. This is equivalent to intermittent display called display.
[0032]
Next, the signal processing system will be described. The panel drive unit 15 drives each liquid crystal display panel 7R, 7G, 7B based on the input video signal. That is, an element driving voltage for setting the light transmittance of each pixel of each liquid crystal display panel is generated on the basis of the video signal and is given to each pixel. The synchronization separation circuit 14 extracts a vertical synchronization signal from the video signal and supplies it to the scroll phase detector 12. The scroll phase detector 12 detects a phase difference from the rotation period of the lens array wheel 4 and the vertical synchronization. The rotation period information of the lens array wheel 4 can be obtained by the configuration of a rotary encoder, for example. A rotation control unit 13 that controls the rotation of the motor 11 receives a signal indicating the phase difference from the scroll phase detection unit 12 and performs control so that the rotation cycle of the lens array wheel 4 is matched with vertical synchronization. This control content is shown in the flowchart of FIG. If the rotation cycle is delayed from the vertical synchronization, the supply voltage (or pulse number, pulse width, etc.) to the motor 11 is increased in order to increase the rotation speed, and the supply voltage (or pulse number) to the motor 11 to decrease the rotation speed at the earliest. And the pulse width, etc.) are reduced, and if they match, they are left as they are.
[0033]
By the way, there is no problem as long as the response speed of the liquid crystal display panel is high, but a sufficient response speed cannot be obtained with a normal liquid crystal display panel, so the final response of the pixels is completed during the scroll light irradiation period. Not happen. Thus, if the final response of the pixel is not completed, the luminance value corresponding to the image data is not obtained. Therefore, as shown in FIG. 18, the next frame data is written in the pixel immediately after the irradiation light scrolls. An example of the response of the liquid crystal is shown in FIG. Since the liquid crystal reacts as shown in the figure, ideally light irradiation is performed during the period indicated by (2). That is, as shown in FIG. 20, the liquid crystal response and display (panel illumination) timing are set. However, a liquid crystal panel used in a normal transmissive liquid crystal projector cannot respond in a frame period, that is, a 17 ms period. For this reason, even when the frame writing timing is reached, the image two frames before remains on the liquid crystal panel, and a double image is always displayed throughout the entire period. When intermittent display is performed by scrolling the irradiation light using such a panel, the result is that the double image is emphasized, and the impression that the image quality is improved cannot be obtained. For this reason, a response of 17 ms is realized by using a method called overdrive for writing data to the panel, and the double image is reduced. In the transmissive liquid crystal projector, for example, when the liquid crystal is caused to respond from 100 to 200, it is assumed that it responds only up to 180 within the writing period. However, for example, if 230 is input instead of 200 and if 200 responses are made within the writing period, 230 instead of 200 may be used as the input value in this case. This is shown in FIG. These are examples of panels that do not respond in 17 ms. In FIG. 21A, it can be seen that a desired value is responded in two frame periods. For this reason, the response of the liquid crystal is made faster by emphasizing the change as shown in FIG. As a result, the liquid crystal responds within the 17 ms period, and the double image can be reduced. Further, as shown in FIG. 19, it is desirable that the irradiation light substantially coincides with the frame writing period. This is because a double image is generated during the period when the liquid crystal response is changing. In this case, it is conceivable that the irradiation light period is adjusted immediately before the writing period as shown in FIG. However, in this case, a strong double image is obtained at the irradiation start point, and a relatively strong double image is recognized from the displayed image. In this case, a relatively good result can be obtained by slightly exceeding the writing period as indicated by (2) in FIG. This is a so-called thin triple image state in which images appear as thin shadows on both sides of the moving part. The result that the subjective image quality is higher in this state is obtained. In the following examples, in order to avoid confusion, the description will be made on the assumption that the irradiation light is adjusted immediately before frame writing. However, the present invention is not limited to this irradiation pattern, and substantially matches the frame writing period as described above. It should be noted that there is no restriction on using a method for improving subjective image quality.
[0034]
(Embodiment 2)
FIG. 26 shows the configuration of the projection display apparatus according to the second embodiment. Then, while showing the problem with FIGS. 21 to 25 and FIG. 27, the projection display apparatus of this embodiment capable of solving this problem will be described.
[0035]
FIG. 21A schematically illustrates the liquid crystal response state according to the first embodiment, and FIG. 21B schematically illustrates the liquid crystal response state according to the second embodiment.
[0036]
Here, the response of the liquid crystal changes exponentially, and even when ideal light irradiation is performed, there is a change in luminance during the display period as shown in FIG. 22, and this is recognized as a double image. End up. Therefore, the illumination timing for the liquid crystal pixel is matched with the response flattening time of the liquid crystal pixel. Specifically, as shown in FIG. 23, writing to the liquid crystal pixels is performed at an integer multiple of the frame rate. For example, in a system driven at 60 Hz, writing is performed at 120 Hz. Then, the liquid crystal is caused to respond to a desired value (target value) within the first non-display 1/120 second period, and the liquid crystal response is made constant during the remaining display period 1/120 second period.
[0037]
However, since most liquid crystals cannot respond at 120 Hz, overdrive control is performed by the overdrive circuit 21 shown in FIG. 26 so that the liquid crystal responds to a desired value. In the overdrive control, a change value larger than a desired value is input to the liquid crystal to compensate for the delay. As shown in FIG. 22, even if a desired value is input, the liquid crystal often cannot respond within the writing period. For this reason, for example, when the liquid crystal is caused to respond from 100 to 200, it is assumed that it responds only to 180 within the writing period. However, for example, if 230 is input instead of 200 and 200 is responded within the writing period, 230 instead of 200 may be input. The value that the liquid crystal responds to the desired value within this writing period is determined by the current state of the liquid crystal and the target state, that is, the value in the previous frame and the value in the writing frame. Moreover, since these values are not linear, they are determined not as a function but as a table. The table may be configured such that the pixel value in the state before writing (value in the previous frame) and the pixel value to be written next (value in the writing frame) are input (read addresses). In this table, an input data value (excessive writing value) to the panel required to become a pixel value (target value) to be written after 17 ms is obtained as output data. For this purpose, the pixel value of the previous frame is stored in the frame memory 22 (see FIG. 26), and writing is performed for each pixel by referring to the table with the values on the frame memory 22 and the values to be written as addresses. Pixel data (input data value to the panel) is obtained from the table.
[0038]
A comparison between normal drive and overdrive is shown in FIG. FIG. 4A shows the liquid crystal response of the normal drive, and FIG. 4B shows the liquid crystal response of the overdrive. FIG. 25 shows the relationship between the response state of FIG. As can be seen from FIG. 25, the panel illumination period coincides with the response flattening time of the liquid crystal pixels, so that a change in luminance within the panel illumination period is suppressed and double image prevention is achieved.
[0039]
FIG. 27 is a diagram showing the write timing of the overdrive circuit 21 on the display element. The next frame data is written from the portion where the display is completed (the portion where the illumination area has passed). This requires overdrive writing because the response speed as described above is required. Then, by writing a normal value before entering the display period, the liquid crystal response in the subsequent display period (remaining one frame period) is kept flat.
[0040]
(Embodiment 3)
FIG. 30 shows the configuration of the projection display apparatus according to the third embodiment. Then, this embodiment will be described based on FIGS. 28 and 29 while showing problems in the configuration of the above-described embodiment.
[0041]
The problem is the rotational accuracy of the lens array wheel 3 (rotational accuracy of the motor 11). If the illumination position always matches the frame writing timing, there is no problem, but the rotation speed of the normal motor 11 is not completely stable. For this reason, the light irradiation period (display period) changes before and after the frame period. This phenomenon is divided into two states (see FIG. 19). First, as shown in FIG. 28A, an ideal state is a state in which the display period substantially matches the vertical synchronization phase. On the other hand, as shown in FIG. 28B, when the display period is largely shifted with respect to the phase of vertical synchronization, a double image is perceived. Since the liquid crystal is responding at this stage, what is displayed on the liquid crystal panel is a double image in which the previous frame image and the written frame image are displayed. As a result, the perceived image also becomes a double image and is recognized as a large image quality deterioration. FIG. 28 shows a case where the frame rate and the writing rate are the same. As shown in FIG. 25, in the case of flattening the pixel response earlier, the difference between the frame period and the deflection period by the light deflecting means increases the light irradiation period to the pixel with respect to the phase of the frame period. The deflection cycle may be corrected and controlled so as to occur on the side.
[0042]
In the third embodiment, a solution by the overdrive method as shown in FIG. 28C is disclosed for the problem of the double image. The overdrive here is to make a response in time so that the double image disappears in the light irradiation period (display period). In other words, a value that exceeds the input pixel value is input (emphasized) as a pixel value so that the liquid crystal response is in time during the light irradiation period (display period). For example, 130 is input when changing from 50 to 100, and 30 is input when changing from 100 to 50. These values are determined by the liquid crystal response speed and the irradiation timing, and the input value is emphasized so that the double image disappears at the irradiation timing (degree of phase difference from vertical synchronization).
[0043]
In this overdrive, a phase difference is further added to the table input. The target value in this case should be determined so that the area formed by the pattern of FIG. 28C is the same as the area of the pattern of FIG. Therefore, the actual writing value is determined by the value of the previous frame, the value of the pixel data to be written (target value), and the phase difference.
[0044]
In this case, it is necessary to pay attention to the difference between the normal overdrive and the overdrive in the third embodiment. In normal overdrive, writing is performed so that the input pixel value becomes the final target value, so the final value of the frame period of the liquid crystal response is the same as the input pixel data. Therefore, when writing the next frame, the input pixel data and the input pixel data of the next frame are compared to determine the write value. On the other hand, in the overdrive in consideration of the phase difference of the third embodiment, the degree of overdrive changes corresponding to the degree of the phase difference from the vertical synchronization, and the final value of the frame period also changes accordingly. Therefore, the final value of the frame period is not the same as the input pixel data. Therefore, when writing the next frame, data corresponding to the final value of the frame period is written to the frame memory 32 from the overdrive circuit 31 side, and the data corresponding to the final value of the frame period is The write value is determined by comparing with the input pixel data of the next frame.
[0045]
Again, the difference between normal overdrive and overdrive with phase difference is further described below. In FIG. 29, the dotted line shows the liquid crystal response when the normal overdrive is used. A is a pixel value (input pixel data of a frame). When a value larger than the pixel value A is input to the liquid crystal display panel, the liquid crystal shows a response like a solid line. Since the liquid crystal responds to the pixel value, that is, the target level at the timing of frame switching, overdrive in the next frame may be performed based on the pixel value A in normal overdrive. However, in the overdrive that takes into account the phase difference, the area of the period during which light is actually irradiated is input as the target value, so the final value of the frame period is C. For this reason, overdrive of the next frame is performed based on the value of C. The overdrive circuit 31 is a table in which the final value (C) of the frame period is given by the input pixel data (A) of the frame and the actual write value (applied voltage B) by the overdrive taking the phase difference into account. It is mounted inside and the final value (C) of the frame period is given to the frame memory 32. In the next frame, overdrive is performed based on the input pixel data of the frame, the final value (C) of the frame period received from the frame memory 32, and the phase difference information received from the scroll phase detector 12. become.
[0046]
(Embodiment 4)
A projection display apparatus according to Embodiment 4 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as in the third embodiment, the double image problem is solved, but a method different from that in the third embodiment is proposed.
[0047]
As shown in FIG. 31, the projection display apparatus according to this embodiment includes a memory 41 for storing image data and a read timing control circuit 42. The video data (frame) is stored in the memory 41, and the video data one frame before the actually supplied frame is supplied to the read timing control circuit. The read timing control circuit 42 sequentially reads out pixel data from the memory 41 and supplies it to the panel drive unit 15. The read timing control circuit 42 receives phase difference information from the scroll phase detection unit 12 and responds to this phase information (scroll deviation). The pixel data supply timing is adjusted. Thus, when a phase shift as shown in (b) in FIG. 33 occurs from a state without phase shift shown in (a) in FIG. 33, this appears as an output (phase information) of the sensor (scroll phase detecting unit 12). By the control of the read timing control circuit 42, the data write position (supply timing to the panel) is shifted to an early period. As a result, as shown in FIG. 32 (c), the timing of reading data and the timing of writing to the liquid crystal panel are adjusted in accordance with the vertical synchronization and the deviation of the illumination pattern, and the display luminance is guaranteed.
[0048]
A scroll disk 4A can be used instead of the lens array wheel (LAW). This scroll disk 4A corresponds to a part provided with a transparent part and the rest as a mirror. This scroll disk 4A is shown in FIG. In FIG. 34, 4Aa is a transparent portion and 4Ab is a mirror portion. As a result, as shown in FIG. 35, for example, white light is projected onto the liquid crystal display panel only during the transmission portion of the scroll disk, and the rest returns to the inside of the rod integrator 3 to be reflected and reused.
[0049]
FIG. 36 shows a black and white wheel 4B as light deflecting means. An integrator 3 'having an angle at a light incident portion is formed, and a cylindrical black and white wheel 4B is formed around the integrator 3'. The wheel 4B has a rotating structure in which the light emitted from the integrator 3 'is partially transmitted and reflected by the frame period, and scroll light is obtained on the liquid crystal panel by rotating the wheel 4B.
[0050]
The normal rod integrator (3) has a linear shape, but as it is, it cannot irradiate light to the peripheral surface side in the black and white wheel 4B. For this reason, light is incident using the rod integrator 3 ′ bent halfway. The black part of the wheel indicates the internal reflection surface, and the white part indicates the transparent transmission surface. The light applied to the black reflecting surface returns to the inside and is reused. Since the transmission surface is an area of a part of the screen (about 1/3 in the figure), the light condensed in this area is irradiated to the liquid crystal panel, and the black and white wheel 4B is rotated so that the irradiation light is emitted. Will scroll.
[0051]
In the configuration shown in FIG. 36, the light incident side of the rod integrator 3 ′ is bent. However, as shown in FIG. In this case, the structure becomes longer in the lateral direction, but since a small-diameter black and white wheel 4C can be used, a high-speed rotation motor can be used. The effect is also high in terms of preventing the occurrence of the occurrence.
[0052]
Further, as shown in FIG. 38, a scrolling prism 4D can be used. The scrolling prism 4D has a cubic shape, has a rotation axis set in the direction perpendicular to the paper surface in the figure, and four surfaces face each other with respect to the light exit surface of the rod integrator 3 at different angles. In this configuration, the emitted light is scrolled by the refraction action.
[0053]
In the embodiment described above, a transmissive liquid crystal display panel is used. However, the present invention is not limited to this, and a reflective liquid crystal display panel and micromirrors arranged in a matrix are driven based on pixel data. A device to be used can also be used.
[0054]
FIG. 39 shows a scroll disk 44A. A bold square frame in the figure indicates a primary image forming region where light from a light source is guided. In the figure, the light reflection area of the scroll disk 44A is indicated by hatching. FIG. 40 shows an AA cross section of the scroll disk 44A. (A), (b), and (c) in FIG. 5 show how the light transmission state changes as the scroll disk 44A rotates. The scroll disk 44A is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the optical axis. An auxiliary mirror 45 is provided so as to face the scroll disk 44A at a position where the light introduced from the light source is not obstructed. The light reflected by the light reflection area of the scroll disk 44A is guided to the auxiliary mirror 45, and the light reflected by the auxiliary mirror 45 passes through the light transmission area of the scroll disk 44A. The light from the light source guided to the primary image forming area of the scroll disk 44A is guided to the liquid crystal display panel without being wasted by the transmission action of the light transmission area of the scroll disk 44A and the reflection action described above. As a result, the brightness of the displayed image can be improved.
[0055]
In the scroll disk 44A shown in FIGS. 39 and 40, the light reflecting area is formed on one side of the transparent disk, but the light reflecting area may be formed on both sides of the transparent disk. By using both surfaces of the transparent disk for light reflection, it is freed from the restriction when only one surface is used as a light reflecting surface, and the design of the scroll disk can be facilitated.
[0056]
FIG. 41 shows the irradiation optical system 100. The light source 101 is composed of a metal halide lamp, a xenon lamp, or the like, and the irradiation light is emitted as parallel light by a parabolic reflector and guided to the integrator lens 102.
[0057]
The integrator lens 102 is composed of a pair of lens groups, and each pair of lenses guides the light emitted from the light source 101 to the light incident area of the scroll optical system 105. The primary image formation area (scroll illumination area) described above is shortened in the vertical direction with respect to the liquid crystal display panel size, and each lens of the integrator lens 102 is shortened in the vertical direction correspondingly. The scroll optical system 105 can be configured using the lens array wheel 4 or the scroll disks 4A, 44A described above. The light that has passed through the integrator lens 102 passes through the condenser lens 103, the mirror 104, the scroll optical system 105, and the like, and is then guided to the dichroic mirrors 106a and 106b arranged in a cross.
[0058]
The dichroic mirror 106a reflects the red light component and the green light component and transmits the blue light component. The dichroic mirror 106a reflects the blue light component and transmits the red light component and the green light component. The dichroic mirrors 106a and 106b are disposed on the optical axis of the light before color separation (light on the primary image forming region). A color synthesis dichroic prism 6b is disposed on the same optical axis. The optical path of two lights (red light and green light) and the optical path of one light (blue light) are symmetrical with respect to the optical axis, and the green light in the middle of the optical path of the two lights is dichroic mirror 110. The light is separated and guided onto the optical axis by the mirror 111. Thus, the optical path length from the dichroic mirror 106a through the mirror 109 and the mirror 108 to the red liquid crystal display panel 7R, and the optical path length from the dichroic mirror 106a through the dichroic mirror 110 and the mirror 111 to the green liquid crystal display panel 7G. The optical path lengths from the dichroic mirror 106b through the mirror 112 and the mirror 113 to the blue liquid crystal display panel 7G are equal to each other.
[0059]
In a general configuration using a color synthesizing optical system using a dichroic prism, for example, a relay optical system is arranged on the optical path of blue light. However, when such an optical system is used as it is, a relay optical system is used. Depending on the system, the scroll direction of the irradiated blue light may be opposite to the scroll direction of the other color light. As described above, by equalizing the optical path length from the color separation to the liquid crystal display panel for each color, it becomes possible to eliminate the need for a relay optical system while using the configuration of a general color synthesis optical system using a dichroic prism, and scrolling. As a result, it is possible to obtain excellent effects such as ensuring direction consistency and reducing the number of optical members.
[0060]
In addition, it is possible to separate red light and cyan light and separate green light on the light path of cyan light, and the optical path lengths of the respective color lights can be made equal as described above.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, optical scrolling is performed on a hold-type display element with an optical system that can be reduced in size, and image quality deterioration during moving image display called hold blurring can be improved. Furthermore, it is possible to improve the display image quality by eliminating the luminance change reduction (double image prevention) by the flattening of the pixel response and the problems caused by the rotation blur of the light deflection means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing optical output characteristics with respect to input signals of a CRT and a hold type display element.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a display image and visual recognition characteristics in a CRT.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a display image and visual recognition characteristics in a hold type display element.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams for explaining generation of a double image in a hold type display element.
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for explaining the generation of a double image in the hold type display element.
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams for explaining that a double image does not occur in a CRT.
FIGS. 7A and 7B are explanatory diagrams showing that double images are reduced by performing intermittent illumination in the hold type display element.
FIG. 8 is a block diagram showing a projection display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing that motor control is performed by a video synchronization signal and an output of a scroll phase detection circuit.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a state of scrolling of illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a state of scrolling illumination light onto a liquid crystal panel.
FIGS. 17A, 17B, and 17C are explanatory diagrams showing the relationship between the liquid crystal response and the liquid crystal luminance in intermittent illumination by scrolling.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a relationship between a state of scrolling on the screen and pixel data writing.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a relationship between display video quality according to a liquid crystal response and an illumination period.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a relationship between a liquid crystal response and an illumination period.
FIG. 21A shows a liquid crystal response when data writing is performed at synchronous double speed, and FIG. 21B shows overwriting in the first half in the writing and data writing of the target value in the second half. It is explanatory drawing which showed the case where liquid crystal is performed (liquid crystal response flattening).
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a relationship between a liquid crystal response and an illumination period.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a relationship between a liquid crystal response and an illumination period.
FIG. 24A shows normal writing, and FIG. 24B is an explanatory view showing liquid crystal response flattening by overdrive.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing that the illumination timing (display) is matched when the liquid crystal response is flattened by overdrive.
FIG. 26 is a block diagram showing a projection display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 27 is an explanatory diagram showing a relationship between a state of scrolling on the screen and pixel data writing;
FIGS. 28A, 28B, and 28C are explanatory diagrams showing a change in pixel luminance due to a shift in illumination period within a frame period and a solution (overdrive method) thereof. .
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a method for solving a change in pixel luminance due to a shift in an illumination period within a frame period.
FIG. 30 is a block diagram showing a projection display apparatus according to a third embodiment of the invention.
FIG. 31 is a block diagram showing a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the invention.
FIGS. 32A, 32B, and 32C are explanatory diagrams showing a change in pixel luminance due to a shift in illumination period within a frame period and a solution (frame readout control). .
FIG. 33A shows normal frame read control, and FIG. 33B is an explanatory view showing frame read control of the above solution.
FIG. 34 is an explanatory view showing another example of the light deflecting means.
35 is an explanatory view showing a configuration example using the light deflecting means of FIG. 34. FIG.
FIG. 36 is an explanatory view showing another example of the light deflecting means, in which FIG. 36 (a) is a side view and FIG. 36 (b) is a front view.
FIGS. 37A and 37B are explanatory views showing another example of the light deflecting unit, where FIG. 37A is a side view and FIG. 37B is a front view.
FIG. 38 is an explanatory view showing another example of the light deflecting means.
FIG. 39 is an explanatory view showing a scroll disk as another example of the light deflecting means.
FIGS. 40A and 40B are cross-sectional views taken along the line AA of the scroll disk of FIG. 39. FIGS. 40A and 40B show how the light transmission state changes as the scroll disk rotates. Show.
FIG. 41 is an explanatory view showing an irradiation optical system.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Condenser
3 Integrator
4 Lens array wheel
4A Scroll Disc
4B Black and white wheel
4C black and white wheel
4D scrolling prism
5 Relay lens
6 Image light generation system
7R, 7G, 7B LCD panel
11 Stepping motor
12 Scroll phase detector
13 Rotation control unit
14 Sync separator
15 Panel drive unit
21 Overdrive circuit
22 frame memory
31 Overdrive circuit
32 frame memory
41 memory
42 Read timing controller
44A Scroll Disc
45 Auxiliary mirror
100 Irradiation optics
101 Light source
102 Integrator lens
105 Scroll optical system
106a dichroic mirror
106b dichroic mirror
110 Dichroic Mirror

Claims

A rotationally-driven light deflecting means for causing a cyclic deflection of the irradiated light upon receiving or transmitting or reflecting the irradiated light;
Color separating means for separating the light from the light deflecting means into three primary colors and guiding them to the three hold type display elements, respectively;
Projection means for combining and projecting each color image light obtained through each hold type display element;
Element driving means for applying a pixel driving signal to each hold type display element,
Each color light collected in a smaller area than the element on each hold type display element is configured to be scrolled cyclically ,
The element driving means is configured to start supplying a pixel driving signal of the next frame to a pixel existing at a position where the illumination area passes on each hold type display element,
Projection characterized in that the pixel drive signal is supplied at N times the frame rate (N is an integer equal to or greater than 2), and the illumination timing to the pixel coincides with the response flattening time of the pixel. Type image display device.

2. The projection display apparatus according to claim 1 , wherein a delay compensation is performed by supplying a pixel drive signal in which a change is emphasized rather than a pixel drive signal from which a required response value of the pixel is obtained. Projection-type image display device.

3. The projection display apparatus according to claim 2 , further comprising a table for obtaining pixel drive signal data in which the change is emphasized by the final pixel value of the previous frame and the current pixel value. Video display device.

A rotationally-driven light deflecting means for causing a cyclic deflection of the irradiated light upon receiving or transmitting or reflecting the irradiated light;
Color separating means for separating the light from the light deflecting means into three primary colors and guiding them to the three hold type display elements, respectively;
Projection means for combining and projecting each color image light obtained through each hold type display element;
Element driving means for applying a pixel driving signal to each hold type display element,
Each color light collected in a smaller area than the element on each hold type display element is configured to be scrolled cyclically ,
A control unit that detects a deviation between the frame period and the deflection period by the light deflection unit and corrects and controls the deflection period so that the deviation is eliminated or the deviation is generated;
The pixel brightness value determined by the response of the pixel when the shift occurs and the light irradiation period to the pixel is controlled to be close to the planned brightness value when no shift occurs. Projection-type image display device.

5. The projection display apparatus according to claim 4 , wherein a pixel driving signal is supplied by setting a value that emphasizes a change from a target value of a pixel response in accordance with the deviation. apparatus.

5. The projection display apparatus according to claim 4 , wherein a supply timing of a pixel drive signal is controlled in accordance with the deviation.

A projection type video display according to any one of claims 1 to 6, it is emitted from a light source projection, characterized in that it comprises a rod prism for guiding the light collected on the light deflecting means Video display device.

8. The projection display apparatus according to claim 7 , wherein the rod prism has a tapered shape so as to reduce the dispersion of light.

A projection type video display according to any one of claims 1 to 8, wherein the light deflecting means, the lens array wheel formed by placing a functional unit composed of a plurality of convex lenses in a disk shape in the circumferential direction A projection-type image display device characterized by the above.

A projection type video display according to any one of claims 1 to 8, wherein the light deflecting means, the projection display apparatus, characterized in that the arrangement of providing a prism rotatably.

Rotation drive type light deflecting means for causing cyclic deflection of the irradiated light when it is transmitted or reflected, and light from the light deflecting means are separated into three primary colors and three hold type displays Color separation means for guiding to each element; projection means for combining and projecting each color image light obtained through each hold type display element; and element drive means for providing a pixel drive signal to each hold type display element. Each color light collected in a smaller area than the element on the hold type display element is configured to be scrolled cyclically,
The projection type image display apparatus, wherein the light deflecting means comprises a disk member having a light transmitting portion formed in a spiral shape and having a reflecting surface in a region other than the light transmitting portion.

12. The projection type image display device according to claim 11 , wherein the light deflecting means comprises a cylindrical member in which a light transmitting portion and a reflecting portion are alternately formed on a peripheral surface periodically. Video display device.

A projection type video display according to claim 7 or claim 8, wherein the rod prism and the light incidence direction and the light emitting direction is bent differently, the light deflection means and periodically light transmitting portion on the peripheral surface A projection-type image display apparatus comprising a cylindrical member formed with alternating reflecting portions, wherein all or a part of the rod prism is located inside the cylindrical member.

12. The projection display apparatus according to claim 11 , wherein the disk member is disposed obliquely with respect to a light irradiation direction, an auxiliary mirror is provided at a position for receiving light from the reflecting surface of the disk member, and the auxiliary mirror is used. A projection-type image display device configured to guide reflected light to a light transmission portion of the disk member.

15. The projection display apparatus according to claim 14 , wherein the disk member is made of a transparent member, and reflection surfaces are formed on both front and back surfaces of the transparent member.

16. The projection display apparatus according to claim 1, wherein each color light color-separated by the color separation means is guided to a hold-type element for each color with an equal optical path length. A projection-type image display device characterized by that.

17. The projection display apparatus according to claim 16 , wherein means for separating the two primary light beams from the other primary light and means for synthesizing the separated three primary colors are arranged on the optical axis of the light before color separation. The two-light optical path and the one-light optical path are symmetric with respect to the optical axis, and one of the light paths is separated and guided onto the optical axis in the middle of the two-light optical path. Projection-type image display device characterized by that.