JP5144029B2 - Spatial light modulation system, driving method thereof and projector - Google Patents
Spatial light modulation system, driving method thereof and projector Download PDFInfo
- Publication number
- JP5144029B2 JP5144029B2 JP2006138107A JP2006138107A JP5144029B2 JP 5144029 B2 JP5144029 B2 JP 5144029B2 JP 2006138107 A JP2006138107 A JP 2006138107A JP 2006138107 A JP2006138107 A JP 2006138107A JP 5144029 B2 JP5144029 B2 JP 5144029B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- chromatic
- modulation system
- color
- spatial light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、空間光変調システム、即ちDMD(Digital Micromirror Device:米国テキサスインスツルメンツ社の商標(以下、略))等のような空間光変調装置と、この空間光変調装置が光変調を行なうための光を発光する光源と、これらを制御する制御回路とを備えたシステム及びその駆動方法に関する。また本発明は上記のような本発明に係る空間光変調システムを組み込んだプロジェクタ、更には本発明に係る空間光変調システムの駆動方法を採用したプロジェクタに関する。 The present invention relates to a spatial light modulation system, that is, a spatial light modulation device such as DMD (Digital Micromirror Device: trademark of Texas Instruments Inc., USA) and the like, and the spatial light modulation device for performing light modulation. The present invention relates to a system including a light source that emits light and a control circuit that controls the light source, and a driving method thereof. The present invention also relates to a projector incorporating the spatial light modulation system according to the present invention as described above, and further to a projector employing the method for driving the spatial light modulation system according to the present invention.
プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、コンピュータ又は種々の映像再生装置から入力された画像信号により表される画像を外部のスクリーン等へ投射するフロント投射方式のプロジェクタ、又は箱型の筐体内に設置されたプロジェクタから筐体の一側面に設けられたスクリーンへ画像を投射するリアプロジェクタTV等のDLP(Digital Light Processing:米国テキサスインスツルメンツ社の商標(以下、略))システムが用いられている。このようなDLPシステムは、空間光変調装置、具体的にはDMD等に画像信号をデジタルデータとして与えることにより、光源が発光した光を画像信号に基づいて変調した画像を表す変調光を生成し、生成された変調光をスクリーンへ投射するように構成されている。 In the field of presentation or video projection, it is installed in a front projection type projector that projects an image represented by an image signal input from a computer or various video playback devices onto an external screen or the like, or in a box-shaped housing. A DLP (Digital Light Processing: trademark (hereinafter abbreviated as US) Texas Instruments) system such as a rear projector TV that projects an image from a projector to a screen provided on one side of a housing is used. Such a DLP system generates modulated light representing an image obtained by modulating light emitted from a light source based on an image signal by providing an image signal as digital data to a spatial light modulator, specifically a DMD or the like. The generated modulated light is projected onto the screen.
ところで、上述のようなDLPシステムでは従来は、1枚の板状の空間光変調装置にR(赤),B(青),G(緑)各色の光と場合によっては白色光とを時分割で投射することによりカラー画像を投射する方式と、一般的には3枚の空間光変調装置それぞれにR(赤),B(青),G(緑)各色の光を投射して各色別の変調光を発生させ、それらを合成することによりカラー画像を投射する方式とが存在する。 By the way, in the DLP system as described above, conventionally, light of each color of R (red), B (blue), G (green) and sometimes white light is time-divided into one plate-like spatial light modulator. In general, a color image is projected by projecting with R, and in general, light of each color R (red), B (blue), and G (green) is projected to each of the three spatial light modulators. There exists a method of projecting a color image by generating modulated light and combining them.
前者の方式を一般的に単板方式と称する。この単板方式では従来は各有彩色(R,B,G)光と場合によっては白色光とをそれぞれ透過させるフィルタセグメントが円周方向に配列されたカラーホィールを回転させることにより、光源が発光した光(白色光)を各有彩色と場合によっては白色とに分離して空間光変調装置へ時分割で与えられるようにしている。 The former method is generally called a single plate method. In this single-plate method, the light source emits light by rotating a color wheel in which filter segments that transmit each chromatic (R, B, G) light and, in some cases, white light are arranged in the circumferential direction. The light (white light) is separated into each chromatic color and, in some cases, white, and is given to the spatial light modulator in a time-sharing manner.
ところで、上述のような単板方式のDLPシステムでは、カラーホィールに3色又は4色の光をそれぞれ透過させるフィルタセグメントを配列して空間光変調装置による変調周期(画像信号の各色の成分が分離されてそれぞれが空間光変調装置に与えられる周期)に同期させて回転させる必要がある。このような従来の単板方式のDLPシステムではカラーセパレーション及びカラーブレイクアップと称される、画質を低下させる現象が知られている。 By the way, in the above-described single-plate DLP system, filter segments that transmit light of three colors or four colors are arranged on a color wheel, and a modulation period (a component of each color of an image signal is separated) by a spatial light modulator. Thus, it is necessary to rotate each of them in synchronization with the period given to the spatial light modulator. In such a conventional single-plate DLP system, a phenomenon called color separation and color break-up, which degrades image quality, is known.
カラーセパレーションとは、上述したような単板方式のDLPシステムからスクリーン等へ投射された画像上を観察者の視線が移動した場合にR,B,Gの3原色の画像が分離して視認される現象である。一方、カラーブレイクアップとは、スクリーン等へ動画像が投射された場合に観察者に3原色の画像が分離して視認される現象である。いずれも、カラーホィールの色分割数を多くするか、回転数を高くすることによって低減させることが可能ではある。しかしそのためには、カラーホィールの回転系の高精度化、画像表示の周波数の向上等が必要であり、コストアップ要因となる。このような問題は上述のような単板方式ではない方式、たとえば3板方式であればカラーホィールを使用しないので生じない問題ではある。しかし、3板方式は全体の構成が比較的大型であり、且つ複雑であり、従って高コストにならざるを得ない。このため、比較的構成が単純で小型である単板方式においても何らかの改善策が求められている。 Color separation means that images of the three primary colors R, B, and G are separated and viewed when the observer's line of sight moves on an image projected from a single-plate DLP system as described above onto a screen or the like. It is a phenomenon. On the other hand, color breakup is a phenomenon in which images of three primary colors are separated and visually recognized by an observer when a moving image is projected onto a screen or the like. In either case, it is possible to reduce the color wheel by increasing the number of color divisions or increasing the number of rotations. However, in order to do so, it is necessary to improve the accuracy of the color wheel rotation system, improve the frequency of image display, and the like, which causes an increase in cost. Such a problem is not a problem that does not occur because a color wheel is not used in a method that is not a single plate method as described above, for example, a three plate method. However, the three-plate system has a relatively large overall structure and is complicated, and therefore has to be expensive. For this reason, some improvement measures are required even in a single-plate system having a relatively simple configuration and a small size.
このような事情からたとえば特許文献1には、単板方式であるにも拘わらずカラーホィールを使用しない空間光変調システムの発明が開示されている。この特許文献1に開示されている発明では、3原色それぞれのLEDを順次的に発光させることによって、上述したカラーホィールの色分割数を多くした場合、又は回転数を高くした場合と実質的に同様の効果を得ている。
Under such circumstances, for example,
図7は従来の一般的なカラーホィールを使用する単板方式のDLPシステムにおける画像信号の1フレーム分の各色の表示タイミングを示すタイミングチャートである。この例では、図7(a) に示す1フレームの期間が図7(b), (c), (d) にそれぞれ示すようにR,B,G各色を順次的に表示するための表示期間(サブフレームSFR,SFB,SFG)として3等分されており、図7(e), (f), (g) に示すようにそれぞれの色用のサブフレームSFR,SFB,SFGの期間内においてカラーホィールの対応する各色(R,B,G)のフィルタセグメントを光源からの光が透過するようにカラーホィールの回転が同期される。従って、図7(h) に示すように、画像信号の1フレームの間の各サブフレームにおいて画像信号をR,B,Gの各色の成分に分解した画像がそれぞれの色で表示されるので、人間の目には1フレームの期間に画像信号の同一フレームのR,B,Gの各色別の画像が視認され、これらが残像現象によってカラー画像として視認される。 FIG. 7 is a timing chart showing the display timing of each color for one frame of an image signal in a single-plate DLP system using a conventional general color wheel. In this example, the period of one frame shown in FIG. 7A is a display period for sequentially displaying R, B, and G colors as shown in FIGS. 7B, 7C, and 7D, respectively. (Subframes SFR, SFB, SFG) are divided into three equal parts, and within the periods of the subframes SFR, SFB, SFG for the respective colors as shown in FIGS. 7 (e), (f), (g). The rotation of the color wheel is synchronized so that the light from the light source is transmitted through the filter segment of each color (R, B, G) corresponding to the color wheel. Therefore, as shown in FIG. 7 (h), an image obtained by decomposing the image signal into R, B, and G color components is displayed in each color in each subframe between one frame of the image signal. In the human eye, images of each color of R, B, and G in the same frame of the image signal are visually recognized in one frame period, and these are visually recognized as color images by the afterimage phenomenon.
一方、図8は従来技術である特許文献1に開示されている発明の各色の表示タイミングを簡易的に示したタイミングチャートである。この特許文献1に開示されている発明では、図8(a) に示す画像信号の1フレームの期間が8個のサブフレームSF1〜SF8に分割されており、各サブフレームにおいてR,B,Gの各色の成分が表示される。具体的には、図8(b) に示すR成分の第1の表示期間の次は図8(c) に示すようにB成分の第1の表示期間であり、その次は図8(d) に示すようにG成分の第1の表示期間である。これらのR,B,G各色の第1の表示期間により第1サブフレームSF1が構成される。そして、第1サブフレームSF1の最後のG成分の第1の表示期間の次は第2サブフレームSF2になり、その最初がR成分の第2の表示期間であり、その次はB成分の第2の表示期間であり、更にその次はG成分の第2の表示期間である。以下、各サブフレームSF3〜SF8において、R,B,Gそれぞれの色の表示期間が存在する。
On the other hand, FIG. 8 is a timing chart simply showing the display timing of each color of the invention disclosed in
一方、各サブフレームSF1〜SF8のR,B,G各色の表示期間において図8(e) 〜(g) に示すように、各色の光の発光期間が同期している。これらの各色の光の発光時間は図7に示したカラーホィールを使用する従来技術に比して非常に短く、しかも非常に高頻度であるが、前述したようにR,B,Gの各色の光をそれぞれ発光する光源としてのLEDの光速応答性により実現可能である。 On the other hand, as shown in FIGS. 8E to 8G, the light emission periods of the respective colors are synchronized in the display periods of the R, B, and G colors of the subframes SF1 to SF8. The light emission times of these colors are very short compared to the prior art using the color wheel shown in FIG. 7 and very frequently. However, as described above, the light emission times of the colors R, B, and G are as follows. This can be realized by the light speed response of the LED as a light source for emitting light.
従って、図7に示したカラーホィールを使用する従来技術の場合のタイミングチャートでは、1フレームの期間に各色の表示期間がそれぞれ1回ずつであったのが、特許文献1に開示されている発明では図8(h) に示すようにそれぞれ8回に分散される。従って、特許文献1に開示されている発明では、カラーホィールを高速回転させた場合と実質的に同様の効果を得ることが可能になるのでカラーセパレーション及びカラーブレイクアップが発生する可能性は低減される。またこの特許文献1に開示されている発明では、回転駆動するカラーホィールを使用していないので、振動,騒音等が発生せず、また光源としても高熱を発生する白色光ランプを使用しないので冷却に関しても有利である。
Therefore, in the timing chart in the case of the prior art using the color wheel shown in FIG. 7, the display period of each color is once in one frame period. Then, as shown in FIG. 8 (h), each is dispersed eight times. Therefore, in the invention disclosed in
ところで、従来のDLPシステムでは、色の階調表現を行なうためには、各色の光が空間光変調装置に照射されている間に空間光変調装置が実際にその色の光を反射する時間の長さを調整する処理が行なわれていた。たとえば説明を簡単にするために、2ビットで階調を表現する場合を考えると、2ビット目に対応する時間が1ビット目に対応する時間の半分に設定されていた。これにより、1ビット目に対応する時間を「1」とした場合、1ビット目と2ビット目との組み合わせとして「0」、「0.5」、「1.0」、「1.5」の4段階の時間を設定することが可能になるので、4階調の表現が可能になる。 By the way, in the conventional DLP system, in order to express the gradation of the color, the time during which the spatial light modulator actually reflects the light of the color while the light of each color is irradiated on the spatial light modulator. Processing to adjust the length was performed. For example, in order to simplify the explanation, when considering a case where gradation is expressed by 2 bits, the time corresponding to the second bit is set to half of the time corresponding to the first bit. As a result, when the time corresponding to the first bit is “1”, the combinations of the first bit and the second bit are “0”, “0.5”, “1.0”, “1.5”. 4 times can be set, so that four gradations can be expressed.
通常のDLPシステムでは一般的には8ビットで各色の階調を制御しており、第1ビットから第8ビットの順に表示時間を半分ずつに短く、又は逆に2倍ずつに長くしているので256階調の表現が可能になる。一方、空間光変調装置は各画素を表示する素子が対応するデジタルデータでオン/オフされるので、単純に階調制御を行なった場合には入力画像データと変調光の明るさ(強度)との関係は直線対応するものの、いわゆるガンマカーブを表現することは出来ない。その理由は、ガンマカーブを表現するためには低階調の部分で変調光の明るさをより細かく変化させる必要があるが、そのためには256階調では階調数が不足するからである。 In a normal DLP system, the gradation of each color is generally controlled by 8 bits, and the display time is shortened by half in the order from the 1st bit to the 8th bit, or conversely by 2 times. Therefore, 256 gradations can be expressed. On the other hand, since the spatial light modulation device is turned on / off by the digital data corresponding to the element that displays each pixel, the input image data and the brightness (intensity) of the modulated light are simply controlled when gradation control is performed. Although the relationship of corresponds to a straight line, a so-called gamma curve cannot be expressed. This is because, in order to express the gamma curve, it is necessary to change the brightness of the modulated light more finely in the low gradation part, but for this purpose, the number of gradations is insufficient in 256 gradations.
このような階調数の不足に対して従来は空間光変調装置にデータを与える前に画像処理することにより、たとえばいわゆる誤差分散法の一種である面積階調と称される技術を利用して対応していた。面積階調とは、たとえば同じ色の画素がマトリクス状に4個集合した領域が存在する場合に、その内のたとえば2個の画素のみを表示(オン)することによって4画素全体の明るさを1/2に低下させる、換言すれば階調値を1/2に変換する技術である。この場合、表示画素が固定されると4個の画素の内の2個の画素は連続して黒点として表示されることになるので、たとえば表示周期毎に表示する画素をランダムに変化させることにより黒点が識別されないようにする。但し、本来は同色に表示されるべき4個の画素の内のいずれか2個が表示されたりされなかったりすることになるので、画像がちらつくようなノイズが混入することになる。 In order to cope with such a shortage of the number of gradations, conventionally, image processing is performed before giving data to the spatial light modulator, for example, using a technique called area gradation which is a kind of so-called error dispersion method. It corresponded. For example, when there is a region in which four pixels of the same color are gathered in a matrix, for example, only two of the pixels are displayed (turned on), thereby increasing the brightness of the entire four pixels. This is a technique of reducing the gradation value to 1/2, in other words, converting the gradation value to 1/2. In this case, when the display pixel is fixed, two of the four pixels are displayed as black dots continuously. For example, by changing the display pixel at every display cycle at random. Prevent black spots from being identified. However, since any two of the four pixels that should be displayed in the same color are not displayed, noise that flickers the image is mixed.
なお、図8にはR,B,Gの各色のそれぞれ8回の表示期間を同一の長さとして示してあるが、実際には上述したような階調表現を行なうために各色それぞれの8回の表示期間の長さを異ならせてある。具体的には、図9のタイミングチャートに示すように、R,B,Gの第1の表示期間R1,B1,G1それぞれの時間を「1」とした場合、R,B,Gの第2の表示期間R2,B2,G2それぞれは「1/2」の時間となり、以下、「1/4」、「1/8」…と短くなる。引用文献1に記載の発明ではこのようにして階調表現を行なえるようにしている(上述の例とは逆に、2倍ずつ長くしてもよい)。
しかしながら、上述の特許文献1に記載の発明では、カラーホィールを高速回転させた場合と実質的に同様の効果を得ることが可能であるので、カラーセパレーション及びカラーブレイクアップと称される現象が発生することに対する対策としては有効であるかもしれない。しかし、表示状態が低階調である場合には誤差拡散法に起因するノイズが目立ち、表示品質の低下を招来するという問題がある。
However, since the invention described in
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、従来の単板方式でカラーホィールを使用するDLPシステムに存在していたカラーセパレーション及びカラーブレイクアップと称される現象の発生を低減させると共に、表示状態が低階調である場合に目立つ誤差拡散法に起因するノイズの発生を抑制することが可能な空間光変調システム及びその駆動方法の提供を主たる目的とする。また本発明は上記のような空間光変調システムを組み込んだプロジェクタ、更には空間光変調システムの駆動方法を採用したプロジェクタに関する。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the occurrence of phenomena called color separation and color breakup, which existed in a conventional DLP system using a color wheel in a single plate system, has been made. The main object of the present invention is to provide a spatial light modulation system and a driving method thereof that can reduce the occurrence of noise caused by the error diffusion method that is conspicuous when the display state is low gradation. The present invention also relates to a projector incorporating the spatial light modulation system as described above, and further to a projector employing a driving method of the spatial light modulation system.
本発明に係る空間光変調システムは、異なる有彩色の光をそれぞれ発光する複数の光源と、前記複数の光源がそれぞれ発光する有彩色の光に対応して画像信号を複数の有彩色の成分それぞれを表す変調光に変換すると共に、画像信号の1フレームの期間を、前記複数の有彩色別に、表示時間が順次的に変化する複数の期間に分割して各々サブフレームとし、各サブフレームで表示するか否かを制御して各有彩色の成分の階調を表現する空間光変調装置と、前記複数の光源がそれぞれ発光する有彩色の光に対応して画像信号を複数の有彩色の成分に分離して前記空間光変調装置に与える空間光変調装置制御手段と、前記空間光変調装置が画像信号を複数の有彩色の成分をそれぞれ表す変調光に変換するタイミングと前記複数の光源が対応する有彩色の光を発光するタイミングとを同期させる光源制御手段とを備えた空間光変調システムにおいて、前記光源制御手段は、各サブフレームに応じて異なる値に定めたデータを記憶した記憶手段と、サブフレームの各期間よりも短い周期を有し、且つ、該記憶手段が記憶しているデータに対応するデューティ比を有するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、該パルス信号発生手段が発生したパルス信号のデューティ比に応じて前記各光源それぞれに有彩色の光を発光させる駆動手段とを備えることを特徴とする。 The spatial light modulation system according to the present invention includes a plurality of light sources that emit light of different chromatic colors, and an image signal corresponding to the chromatic light emitted by the plurality of light sources, respectively. In addition, the period of one frame of the image signal is divided into a plurality of periods in which the display time sequentially changes for each of the plurality of chromatic colors, and each subframe is displayed. A spatial light modulator that controls whether or not to express the gradation of each chromatic color component, and a plurality of chromatic color components corresponding to the chromatic color light emitted by each of the plurality of light sources The spatial light modulation device control means for separating and supplying the spatial light modulation device to the spatial light modulation device, the timing at which the spatial light modulation device converts the image signal into modulated light respectively representing a plurality of chromatic color components, and the plurality of light sources Have In the spatial light modulation system comprising a light source control means to synchronize the timing of emission colors of light, the light source control means includes a storage means for storing data that defines a different value depending on each sub-frame, sub Pulse signal generating means for generating a pulse signal having a cycle shorter than each period of the frame and having a duty ratio corresponding to the data stored in the storage means, and pulses generated by the pulse signal generating means characterized Rukoto and a driving means for emitting the light of the chromatic color in each of the light source in accordance with the duty ratio of the signal.
このような本発明に係る空間光変調システムでは、各光源それぞれが発光する有彩色の光に対応する色の画像成分の表示に際して、対応する色の光の発光期間が変化する。
しかも、画像信号の1フレームを複数に分割したサブフレームに応じて異なる値に定めたデータに対応するデューティ比のパルス信号のデューティ比に応じて、各光源それぞれが有彩色の光を発光する。
In such a spatial light modulation system according to the present invention, when displaying an image component of a color corresponding to chromatic light emitted from each light source, the light emission period of the corresponding color changes.
In addition , each light source emits chromatic color light according to the duty ratio of the pulse signal having a duty ratio corresponding to data set to a different value according to the subframe obtained by dividing one frame of the image signal into a plurality of subframes.
更に本発明に係る空間光変調システムは上記の空間光変調システムの発明において、前記各光源それぞれが発光する有彩色の光を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果に応じて前記各光源それぞれが発光する有彩色の光の発光期間を変更するための補正データを生成する補正手段と、該補正手段が生成した補正データを記憶する補正データ記憶手段とを更に備え、前記光源制御手段は、前記記憶手段が記憶しているデータを前記補正データ記憶手段が記憶している補正データで補正するデータ補正手段を備え、前記パルス信号発生手段は、前記データ補正手段が補正したデータに対応するデューティ比を有し、前記サブフレームの期間よりも短い周期を有するパルス信号を発生し、前記駆動手段は、前記パルス信号発生手段が前記データ補正手段が補正したデータに対応して発生したパルス信号のデューティ比に応じて前記各光源それぞれに有彩色の光を発光させるようにしてあることを特徴とする。 Furthermore, the spatial light modulation system according to the present invention is the above-described spatial light modulation system invention, wherein the light source emits chromatic light emitted from each of the light sources, and the light sources according to the detection results of the detection means. The light source control means further comprises correction means for generating correction data for changing the light emission period of the chromatic light emitted from each of the light sources, and correction data storage means for storing the correction data generated by the correction means. , Data correction means for correcting the data stored in the storage means with correction data stored in the correction data storage means , and the pulse signal generation means corresponds to the data corrected by the data correction means. A pulse signal having a duty ratio and having a cycle shorter than the period of the subframe is generated, and the driving means is configured such that the pulse signal generating means Wherein the chromatography data correcting means are so as to emit light chromatic respectively the light sources in accordance with the duty ratio of the pulse signal generated in response to the correction data.
このような本発明に係る空間光変調システムでは前記の空間光変調システムの発明において、検出手段による検出結果に応じて各光源それぞれが発光する有彩色の光の発光期間を変更するための補正データが生成される。そして、補正データで補正されたデータに対応するデューティ比のパルス信号が発生され、このパルス信号のデューティ比に応じて各光源それぞれが有彩色の光を発光する。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in the invention of the spatial light modulation system, correction data for changing the light emission period of chromatic light emitted by each light source according to the detection result by the detection means Is generated. Then, a pulse signal having a duty ratio corresponding to the data corrected by the correction data is generated, and each light source emits chromatic light according to the duty ratio of the pulse signal.
更に本発明に係る空間光変調システムは上記の空間光変調システムの各発明のいずれか一つにおいて、前記複数の有彩色は赤,青,緑であり、前記光源制御手段は各色の光を発光する光源の全て、又はいずれか二つを選択的に発光させることにより、白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光を発光させるように構成してあることを特徴とする。 Furthermore, the spatial light modulation system according to the present invention is the spatial light modulation system according to any one of the above spatial light modulation systems, wherein the plurality of chromatic colors are red, blue, and green, and the light source control means emits light of each color. The light source is configured to emit white light or light of any color of cyan, magenta, and yellow by selectively emitting all or any two of the light sources.
このような本発明に係る空間光変調システムでは上記の空間光変調システムの発明のいずれか一つにおいて、赤,青,緑色の光を発光する光源の組み合わせによって白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光を発光する。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in any one of the spatial light modulation system inventions described above, white light, cyan, magenta, or yellow can be obtained by a combination of light sources that emit red, blue, and green light. Emits light of any color.
本発明に係る空間光変調システムの駆動方法は、異なる有彩色の光をそれぞれ発光する複数の光源と、画像信号を前記複数の光源がそれぞれ発光する有彩色の光に対応した複数の有彩色の成分を表す変調光に変換すると共に、画像信号の1フレームの期間を、前記複数の有彩色別に、表示時間が順次的に変化する複数の期間に分割して各々サブフレームとし、各サブフレームで表示するか否かで各有彩色の成分の階調を表現する空間光変調装置とを備えた空間光変調システムの駆動方法において、前記サブフレームは、表示時間が同一である異なる色の表示期間が連続するようにしてあり、各サブフレームに含まれる各色の表示期間に同期して前記複数の光源の内の対応する色の光源を、前記サブフレームの各期間よりも短い周期を有し、各サブフレームに応じた異なるデューティ比のパルス信号で発光させることを特徴とする。 The spatial light modulation system driving method according to the present invention includes a plurality of light sources that respectively emit light of different chromatic colors, and a plurality of chromatic colors corresponding to the chromatic light that the plurality of light sources emit respectively. converts the modulated light representing the components, the period of one frame of images signals, the plurality of chromatic color separately, and each subframe is divided into a plurality of periods in which the display time is changed sequentially, each sub-frame In the method of driving a spatial light modulation system comprising a spatial light modulation device that expresses the gradation of each chromatic color component depending on whether or not the display is performed, the sub-frame displays different colors with the same display time. The period is continuous, and the light source of the corresponding color in the plurality of light sources is synchronized with the display period of each color included in each subframe , and has a cycle shorter than each period of the subframe. , each And characterized in that light by a pulse signal of different duty ratios corresponding to the subframe.
このような本発明に係る空間光変調システムの駆動方法では、画像信号の1フレームの間に複数の有彩色に分離された各色の画像が複数回にわたって表示され、しかもそれぞれにおいて光源の発光期間を変更することが可能であるので、従来に比してより精細な階調の画像を表示することが可能になる。 In such a driving method of the spatial light modulation system according to the present invention, images of each color separated into a plurality of chromatic colors are displayed a plurality of times during one frame of the image signal, and the light emission period of the light source is set in each of them. Since it can be changed, it is possible to display an image with a finer gradation than in the past.
また本発明に係る空間光変調システムの駆動方法は上記の空間光変調システムの駆動方法の発明において、サブフレームの表示時間の長短に対応させて前記複数の光源を発光させるパルス信号のデューティ比の大小を調整することを特徴とする。 The spatial light modulation system driving method according to the present invention is the above-described spatial light modulation system driving method invention, wherein a duty ratio of a pulse signal for causing the plurality of light sources to emit light corresponding to the length of display time of a subframe is set. It is characterized by adjusting the size .
このような本発明に係る空間光変調システムでは上記の空間光変調システムの発明において、表示時間が長い場合には光源を発光させるパルス信号のデューティ比が大にされ、逆に表示時間が短い場合には光源を発光させるパルス信号のデューティ比が小にされるので、画像のコントラストが強くなる。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in the above-described spatial light modulation system invention, when the display time is long, the duty ratio of the pulse signal for causing the light source to emit is increased, and conversely, the display time is short. Since the duty ratio of the pulse signal for causing the light source to emit is reduced, the contrast of the image is increased.
更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法は前記の空間光変調システムの駆動方法の発明において、各サブフレームの表示時間の長さに正比例して前記複数の光源を発光させるパルス信号のデューティ比を異ならせることを特徴とする。 Furthermore, the spatial light modulation system driving method according to the present invention is the above-described spatial light modulation system driving method invention, wherein the duty cycle of the pulse signal for causing the plurality of light sources to emit light is directly proportional to the display time length of each subframe. It is characterized by different ratios.
このような本発明に係る空間光変調システムでは前記の空間光変調システムの発明において、表示時間が長い場合には光源を発光させるパルス信号のデューティ比を大にすることが可能になり、逆に表示時間が短い場合には光源を発光させるパルス信号のデューティ比を小にすることが可能になる。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in the invention of the spatial light modulation system described above, when the display time is long, it becomes possible to increase the duty ratio of the pulse signal for causing the light source to emit light. When the display time is short, the duty ratio of the pulse signal for causing the light source to emit light can be reduced.
また本発明に係る空間光変調システムの駆動方法は上記の空間光変調システムの駆動方法の各発明のいずれか一つにおいて、前記各光源それぞれが発光する有彩色の光を検出手段により検出し、前記検出手段による検出結果と所定値との差に応じて前記複数の光源を発光させるパルス信号のデューティ比を変更することを特徴とする。 The spatial light modulation system driving method according to the present invention is any one of the above-described spatial light modulation system driving methods, wherein the chromatic color light emitted from each of the light sources is detected by a detection means, A duty ratio of a pulse signal for causing the plurality of light sources to emit light is changed according to a difference between a detection result by the detection means and a predetermined value.
このような本発明に係る空間光変調システムでは前記の空間光変調システムの発明のいずれか一つにおいて、検出手段による検出結果と所定値との差に応じて複数の光源を発光させるパルス信号のデューティ比が変更される。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in any one of the spatial light modulation system inventions described above, a pulse signal for causing a plurality of light sources to emit light according to a difference between a detection result by the detection means and a predetermined value. The duty ratio is changed.
更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法は上記の空間光変調システムの駆動方法の各発明のいずれか一つにおいて、前記複数の有彩色は赤,青,緑であり、前記光源の全て、又はいずれか二つを選択的に発光させることにより、白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光を発光させることを特徴とする。 Furthermore, the driving method of the spatial light modulation system according to the present invention is any one of the above-described driving methods of the spatial light modulation system, wherein the plurality of chromatic colors are red, blue and green, and all of the light sources Alternatively, white light or light of any color of cyan, magenta, and yellow is emitted by selectively emitting any two of them.
このような本発明に係る空間光変調システムでは前記の空間光変調システムの発明のいずれか一つにおいて、赤,青,緑色の光を発光する光源の組み合わせによって白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光を発光することが可能になる。 In such a spatial light modulation system according to the present invention, in any one of the spatial light modulation system inventions described above, white light or cyan, magenta, and yellow light can be obtained by combining light sources that emit red, blue, and green light. It becomes possible to emit light of any color.
更に本発明に係るプロジェクタは、前記のいずれか一つの空間光変調システムと、前記空間光変調装置が変換した変調光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とする。 Furthermore, a projector according to the present invention includes any one of the spatial light modulation systems described above and a projection lens that projects the modulated light converted by the spatial light modulation device.
このような本発明に係るプロジェクタでは、前記のいずれか一つの空間光変調システムの特徴を有するプロジェクタが実現される。 In such a projector according to the present invention, a projector having the characteristics of any one of the spatial light modulation systems described above is realized.
また更に本発明に係るプロジェクタは、空間光変調システムと、前記空間光変調装置が変換した変調光を投射する投射レンズとを備えたプロジェクタであって、前記空間光変調システムが前記のいずれか一つの空間光変調システムの駆動方法により駆動されることを特徴とする。 Still further, a projector according to the present invention is a projector including a spatial light modulation system and a projection lens that projects the modulated light converted by the spatial light modulation device, and the spatial light modulation system is any one of the above. It is driven by the driving method of one spatial light modulation system.
このような本発明に係るプロジェクタでは、前記のいずれか一つの空間光変調システムの駆動方法の特徴を有するプロジェクタが実現される。 In such a projector according to the present invention, a projector having the characteristics of the driving method of any one of the spatial light modulation systems described above is realized.
前述のような本発明に係る空間光変調システムによれば、各光源それぞれが発光する有彩色の光に対応する色の画像成分の表示に際して、各色の表示時間と対応する色の光源の発光期間との組み合わせで画像の明るさを調整できるので、より精細な階調表現が可能になると共にいわゆるガンマカーブをも容易に表現することが可能になる。 According to the spatial light modulation system according to the present invention as described above, when displaying an image component of a color corresponding to chromatic light emitted by each light source, the display time of each color and the light emission period of the corresponding color light source Since the brightness of the image can be adjusted by combining with the above, it becomes possible to express a finer gradation and to easily express a so-called gamma curve.
また本発明に係る空間光変調システムによれば上記の空間光変調システムの発明において、画像信号の1フレームを複数に分割したサブフレームに応じて異なる値に定めたデータに対応するデューティ比のパルス信号のデューティ比に応じて、各光源それぞれが有彩色の光を発光するので、光源を一定の発光強度に維持して画像表示期間の長さを変化させる場合に比して電力使用量を削減することが可能になる。 Also, according to the spatial light modulation system of the present invention, in the above spatial light modulation system invention, pulses of a duty ratio corresponding to data set to different values according to subframes obtained by dividing one frame of an image signal into a plurality of subframes Each light source emits chromatic light according to the duty ratio of the signal, so power consumption is reduced compared to changing the length of the image display period while maintaining the light source at a constant emission intensity It becomes possible to do.
更に本発明に係る空間光変調システムによれば前記の空間光変調システムの発明において、検出手段による検出結果に応じて各光源それぞれが発光する有彩色の光の発光期間を変更するための補正データが生成されるので、製造時の厳密な調整が不要になり、またLEDの経年劣化を補償することも可能になる。 Further, according to the spatial light modulation system of the present invention, in the spatial light modulation system invention, correction data for changing the light emission period of the chromatic light emitted from each light source according to the detection result by the detection means. Therefore, strict adjustment during manufacture is not necessary, and it is possible to compensate for aging of the LED.
また更に本発明に係る空間光変調システムによれば上記の空間光変調システムの発明のいずれか一つにおいて、赤,青,緑色の光を発光する光源のみにて、白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光が必要な場合にも対応可能になるので、いわゆるデータプロジェクタと称される画像の輝度が優先されるような用途にも光源の発光制御のみで対応することが可能になると共に、シアン,マゼンタ,イエロー等の中間色を使用してより精細な色表現を行なうことも容易に可能になる。 Furthermore, according to the spatial light modulation system according to the present invention, in any one of the spatial light modulation system inventions described above, only white light or cyan, magenta, Since it is possible to cope with the case where light of any color of yellow is required, it is possible to cope with an application in which the luminance of an image called a so-called data projector is given priority only by light emission control of the light source. At the same time, it becomes possible to easily perform finer color expression using intermediate colors such as cyan, magenta, and yellow.
前述のような本発明に係る空間光変調システムの駆動方法によれば、画像信号の1フレームの間に複数の有彩色に分離された各色の画像が複数回にわたって表示され、しかもそれぞれにおいて光源の発光期間を変更することが可能であるので、各色の表示時間と対応する色の光源の発光期間との組み合わせで画像の明るさを調整できるので、より精細な階調表現が可能になると共に、いわゆるガンマカーブをも容易に表現することが可能になる。 According to the driving method of the spatial light modulation system according to the present invention as described above, an image of each color separated into a plurality of chromatic colors is displayed a plurality of times during one frame of the image signal, and each of the light sources of the light source is displayed. Since the light emission period can be changed, the brightness of the image can be adjusted by a combination of the display time of each color and the light emission period of the corresponding color light source. A so-called gamma curve can be easily expressed.
また本発明に係る空間光変調システムの駆動方法によれば上記の空間光変調システムの駆動方法の発明において、表示時間が長い場合には光源の発光期間が長くなり、逆に表示時間が短い場合には光源の発光期間が短くされるので、よりコントラストの強い画像を表示することが可能になる。 Further, according to the method for driving a spatial light modulation system according to the present invention, in the above-described invention for the method for driving a spatial light modulation system, when the display time is long, the light emission period of the light source becomes long, and conversely, the display time is short. Since the light emission period of the light source is shortened, an image with higher contrast can be displayed.
また更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法によれば前記の空間光変調システムの駆動方法の発明において、特に画像の低階調度の部分においてより階調度を下げることができるので、事前の画像処理を行なうこと無しにガンマカーブを表現することが可能になる。 Furthermore, according to the method for driving a spatial light modulation system according to the present invention, in the invention for the method for driving a spatial light modulation system, the gradation can be lowered more particularly in the low gradation portion of the image. It is possible to express a gamma curve without performing image processing.
更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法によれば前記の空間光変調システムの駆動方法の発明において、各光源それぞれが発光する有彩色の光の発光期間を変更するための補正データが生成されるので、製造時の厳密な調整が不要になり、またLEDの経年劣化を補償することも可能になる。 Furthermore, according to the method for driving a spatial light modulation system according to the present invention, correction data for changing the light emission period of chromatic light emitted from each light source is generated in the invention for the method for driving a spatial light modulation system. Therefore, strict adjustment at the time of manufacture becomes unnecessary, and it becomes possible to compensate for aging of the LED.
また更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法によれば、前記の空間光変調システムの駆動方法の発明のいずれか一つにおいて、R,B,G光を発光する光源のみにて、白色光又はシアン,マゼンタ,イエローのいずれかの色の光が必要な場合にも対応可能になるので、いわゆるデータプロジェクタと称される画像の輝度が優先されるような用途にも光源の発光制御のみで対応することが可能になり、更にシアン,マゼンタ,イエロー等の中間色を使用してより精細な色表現を行なうことも容易に可能になる。 Furthermore, according to the method for driving a spatial light modulation system according to the present invention, in any one of the inventions for the method for driving a spatial light modulation system described above, only a light source that emits R, B, and G light is used. Since light or cyan, magenta, or yellow light is necessary, it is possible to cope with light source light emission control only in applications where priority is given to image brightness, so-called data projectors. In addition, it is possible to easily perform finer color expression using intermediate colors such as cyan, magenta, and yellow.
また更に本発明に係るプロジェクタによれば、各色の表示時間と対応する色の光源の発光期間との組み合わせで画像の明るさを調整できるので、より精細な階調表現が可能になると共にいわゆるガンマカーブをも容易に表現することが可能になる。また、いわゆるデータプロジェクタと称される画像の輝度が優先されるような用途にも光源の発光期間の制御のみで対応することが可能になり、更にシアン,マゼンタ,イエロー等の中間色を使用してより精細な色表現を行なうことも容易に可能になり、また光源を一定の発光強度に維持して画像表示期間の長さを変化させる場合に比して電力使用量を削減することが可能になる。 Furthermore, according to the projector of the present invention, the brightness of the image can be adjusted by a combination of the display time of each color and the light emission period of the corresponding color light source. A curve can be easily expressed. In addition, it is possible to deal with an application in which the luminance of an image called a so-called data projector is given priority only by controlling the light emission period, and further using intermediate colors such as cyan, magenta, and yellow. It is also possible to express finer colors easily, and it is possible to reduce power consumption compared to changing the length of the image display period while maintaining the light source at a constant light emission intensity. Become.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明に係る空間光変調システムの一実施の形態をDLPシステムの一例としてのプロジェクタに組み込んだ場合の要部の構成例を示す模式図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a main part when an embodiment of a spatial light modulation system according to the present invention is incorporated in a projector as an example of a DLP system.
本発明に係る空間光変調システムを組み込んだプロジェクタは、外部から入力された表示すべき画像信号の各フレームを複数の有彩色、たとえばR,B,G(赤,青,緑)の成分に分解して各有彩色別の画像データ信号DSを生成するDMD駆動回路11と、このDMD駆動回路11が生成したフレーム単位の各有彩色別の画像データ信号DSに従って多数のマイクロミラーの反射角を制御(オン/オフ)することにより、後述するLED回路15からの各有彩色別の投射光を空間光変調して各有彩色別の画像を表す投射光に変調する空間光変調装置としてのDMD12と、DMD12により空間光変調された各有彩色別の変調光を外部のスクリーン等へ投射する投射レンズ13とを備えている
A projector incorporating a spatial light modulation system according to the present invention decomposes each frame of an image signal to be displayed inputted from the outside into components of a plurality of chromatic colors, for example, R, B, G (red, blue, green). Then, the
投射レンズ13から外部のスクリーン等へ時分割で投射された各有彩色別の変調光は人間の眼による残像効果により合成されてカラー画像として認識される。
The modulated light for each chromatic color projected from the
また、本発明に係る空間光変調システムを組み込んだプロジェクタは、DMD駆動回路11が生成した各有彩色別の画像データに同期してR,B,Gの3色の光の発光タイミングを制御するLED駆動回路14と、このLED駆動回路14により制御されてR,B,Gの3色の光を発光するLED回路15と、LED回路15が発光したR,B,Gの3色の光をDMD12へ投射する光学系16とを備えている。なお、LED駆動回路14には、DMD駆動回路11が生成した各有彩色別のフレーム単位の画像データに同期して各有彩色別のLEDの発光タイミングを制御するためのLED制御信号LEDCS がDMD駆動回路11から与えられている。詳細は後述するが、DMD駆動回路11からLED駆動回路14へ与えられるLED制御信号LEDCS には、1フレームの期間内の各サブフレームを特定するサブフレーム信号SFS と、このサブフレーム信号SFS で特定される各サブフレーム期間内のR,B,Gの各色の光を発光すべき期間を特定するサブフレーム期間信号SFPSとが含まれている。従って、サブフレーム期間信号SFPSには、R光を発光すべき期間を特定するR光用のサブフレーム期間信号RSFPS と、B光を発光すべき期間を特定するB光用のサブフレーム期間信号BSFPS と、G光を発光すべき期間を特定するG光用のサブフレーム期間信号GSFPS とが含まれる。
Further, the projector incorporating the spatial light modulation system according to the present invention controls the light emission timings of the three colors R, B, and G in synchronization with the image data for each chromatic color generated by the
なお、本発明に係る空間光変調システムは外部のスクリーン等へ画像を投射するいわゆるフロント投射方式にも、スクリーンの背面から投射するリア投射方式にも適用可能であり、更には他の用途、たとえば空間光変調装置としての液晶パネルに直接画像を表示するような用途にも適用可能である。また、本実施の形態では空間光変調装置としてDMD12を備えているが、他の方式の空間光変調装置、たとえば液晶パネル等も高速応答可能であれば使用可能であることは勿論である。
The spatial light modulation system according to the present invention can be applied to a so-called front projection method for projecting an image to an external screen or the like, and a rear projection method for projecting from the back of the screen. The present invention can also be applied to an application in which an image is directly displayed on a liquid crystal panel as a spatial light modulator. In the present embodiment, the
なお、光学系16はLED回路15が発光したR,B,Gの3色の光をDMD12へ投射するために適宜のレンズ,ロッドインテグレータ,反射鏡等を備えているが、それ自体は公知の技術であるので詳細な説明は省略する。また、投射レンズ13も一般的には複数のレンズで構成されており、焦点調整機構,ズーム機構等が組み込まれているが、それ自体は公知の技術であるので詳細な説明は省略する。更に、R,B,Gの3色の光の他に白色光も使用する場合には、LED回路15においてR,B,Gの3色の光を同時に発光することにより白色光を発光させることも、いずれか2色を選択的に同時に発光することによりシアン,マゼンタ,イエローの中間色光を発光させることも可能である。
The
図2はLED回路15とLED駆動回路14との構成を示すブロック図である。図1ではLED回路15とLED駆動回路14とは便宜上、分離された構成として示されているが、両者は図2に示すように一体的に構成されている。LED駆動回路14及びLED回路15はR,B,Gの各色の光用に個別の回路を含んでいるが、それぞれは同一の構成であるので以下においては一例としてR光用の回路について説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
R光用の回路は、個々に赤色光(R光)を発光するR光発光回路を複数並列接続して構成されている。各R光発光回路が発光したR光は同一光軸上をR光用集約反射鏡15MR方向へ進行して合成R光となる。具体的には、赤色光(R光)を発光するLED152Rと、LED152Rが発光したR光を上述したR光用集約反射鏡15MR方向へ反射させる反射鏡151Rと、LED152Rのオン/オフを制御するスイッチ153Rとで一組のR光発光回路が構成されている。そして、各R光発光回路のスイッチ153Rの制御端子がR光用ドライブ回路14Rにそれぞれ接続されている。また、各R光発光回路のLED152Rの一端がR光用電源150Rに、他端がそれぞれのスイッチ153Rを介して接地端子に接続されている。
The circuit for R light is configured by connecting in parallel a plurality of R light emitting circuits that individually emit red light (R light). The R light emitted from each R light emitting circuit travels on the same optical axis in the direction of the R light collective reflector 15MR to become combined R light. Specifically, the
従って、R光用ドライブ回路14Rがオン信号を出力して各スイッチ153Rの制御端子に入力されると、各スイッチ153Rに接続されている各LED152Rは一端がR光用電源150Rに、他端が接地端子にそれぞれ接続されるので、各LED152RはR光を発光する。なお、以下においては、各R光発光回路の内の集約反射鏡15MRに近い方を下流側、遠い方を上流側という。
Therefore, when the R
各反射鏡151Rはそれぞれが属するR光発光回路のLED152Rが発光したR光をR光用集約反射鏡15MR方向へ反射すると共に、上流側のLED152Rが発光したR光を直線的に透過させるハーフミラーが使用されている。従って、各LED152Rが発光したR光はそれぞれのR光発光回路の反射鏡151Rにより同一光軸上をR光用集約反射鏡15MR方向へ反射されると共に下流側のR光発光回路の反射鏡151Rを透過させるが、この光軸の延長上にはR光用の集約反射鏡15MRが備えられている。従って、R光用回路に含まれる複数のR光発光回路の各LED152Rは同一タイミングで発光するので、その発光基間に応じて、集約反射鏡15MRへ達するR光(合成R光)の強度(明るさ)を調整することが可能になる。
Each reflecting
換言すれば、R光用ドライブ回路14Rから出力されるオン信号の期間に応じて合成R光の強度(明るさ)が制御される。
In other words, the intensity (brightness) of the combined R light is controlled according to the period of the ON signal output from the R
他のB光用回路及びG光用回路も上述したR光用回路と基本的には同様の構成である。但し、B光用の集約反射鏡15MBはR光用の集約反射鏡15MRが反射したR光を直線的に透過させると共にB光用の各LED152Bが発光したB光を自身が透過させたR光の光軸と同一光軸上で反射するハーフミラーである。一方、G光用の集約反射鏡15MGはG光用の各LED152Gが発光したG光を直線的に透過させると共にR光用の集約反射鏡15MR及びB光用の集約反射鏡15MBにより反射されたR光及びB光をG光がG光用集約反射鏡15MGを透過した光軸上に反射させる。従って、最終的にはG光用集約反射鏡15MGからR,B,G光が同一光軸上に出射される。なお、G光用集約反射鏡15MGから出射されたR,B,G光は光学系16を介してDMD12へ投射される。
Other B light circuits and G light circuits have basically the same configuration as the R light circuit described above. However, the B light collective reflecting mirror 15MB linearly transmits the R light reflected by the R light collective reflecting mirror 15MR and transmits the B light emitted by each of the B
なお、前述したように、白色光が必要な場合にはR光用回路,B光用回路及びG光用回路で同時に各色の光を発光させることにより白色光をDMD12へ投射することが可能になる。また、R,B,G光以外の中間色、即ちシアン,マゼンタ,イエローの光が必要な場合にもR光用回路,B光用回路及びG光用回路を選択的に同時発光させることによりそれぞれの色の光をDMD12へ投射させることが可能になる。
As described above, when white light is required, white light can be projected onto the
図3はLED回路15と共にドライブ回路14の具体的な構成例を示すブロック図である。但しここでは一例として、R光用LED回路15Rと共にR光用ドライブ回路14Rの具体的な構成例を示している。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration example of the
R光用ドライブ回路14Rは、DMD駆動回路11から出力されているLED制御信号LEDCS に含まれるサブフレーム信号SFS が与えられるアドレスレコーダ141Rと、このアドレスレコーダ141Rのデコード結果に応じたアドレスに記憶されているデータ(調整データ)を出力する調整値メモリ142R及び補正値メモリ144Rと、この調整値メモリ142R及び補正値メモリ144Rから出力されたデータをそれぞれ一時記憶する読出レジスタ143R及び145Rと、両レジスタ143R及び145Rが一時記憶しているデータを加算する加算回路146Rと、この加算回路146Rによる加算結果のデータをロードして一時記憶するリロードレジスタ147Rと、所定のクロックCLKを計数するカウンタ149Rと、リロードレジスタ147Rが一時記憶しているデータとカウンタ149Rの計数値とを比較して比較結果に応じた論理信号(比較結果信号RS)を出力するコンパレータ148Rと、このコンパレータ148Rが出力する比較結果信号RSとDMD制御駆動回路11から出力されているLED制御信号LEDCS に含まれるR光用のサブフレーム期間信号RSFPS とが与えられる2入力のアンドゲート155とを備えている。
The R
なお、アンドゲート155Rの出力信号はプリドライバ156Rに与えられる。プリドライバ156Rは、アンドゲート155Rの出力信号が「H(有意)」である場合にトランジスタである各スイッチ153Rをオン状態にさせ得る電気信号を出力し、アンドゲート155Rの出力信号が「L(無為)」である場合にトランジスタである各スイッチ153Rをオン状態にさせ得る電気信号を出力しない、即ち各スイッチ153Rをオフ状態にするドライブ電流を出力するアンプである。
Note that the output signal of the AND
上述したサブフレーム信号SFS は画像データの1フレームを分割した各サブフレームの期間を示す信号である。また、R光用のサブフレーム期間信号RSFPS は上記のサブフレーム信号SFS で指定される各サブフレームの期間内のR光用に割り当てられた期間、より具体的にはR光を発光すべき期間を示す信号である。 The above-described subframe signal SFS is a signal indicating the period of each subframe obtained by dividing one frame of image data. The R light subframe period signal RSFPS is a period allocated for R light within the period of each subframe specified by the subframe signal SFS, more specifically, a period during which R light should be emitted. It is a signal which shows.
なお、R光用以外のG光用及びB光用のドライブ回路14G及び14Bも同一の構成であり、それぞれの動作も以下に説明するR光用ドライブ回路14Rと同様である。但し、サブフレーム信号SFS は各色の光用のアドレスデコーダ141R,141B,141Gに同一の信号が与えられるが、サブフレーム期間信号SFPSは各色別の信号(RSFPS, BSFPS, GSFPS) が各色別の光用ドライブ回路14R,14B,14Gにそれぞれ与えられる。具体的には、R光用のサブフレーム期間信号RSFPS は各サブフレーム期間内のR光が発光すべき期間として割り当てられた期間に有意になる信号であり、R光用ドライブ回路14Rに与えられる。B光用のサブフレーム期間信号BSFPS は各サブフレーム期間内のB光が発光すべき期間として割り当てられた期間に有意になる信号であり、B光用ドライブ回路14Bに与えられる。G光用のサブフレーム期間信号GSFPS は各サブフレーム期間内のG光が発光すべき期間として割り当てられた期間に有意になる信号であり、G光用ドライブ回路14Gに与えられる。
The G light and B
R光用LED回路15Rは具体的には、それぞれの一端がR光用電源150Rに接続された複数の赤色光(R光)を発光するLED152Rと、それぞれの一端が各LED152Rの他端に接続されたトランジスタであるスイッチ153Rとで構成されている。なお、各スイッチ153Rの他端は設置されており、また各スイッチ153Rのゲートはプリドライバ156Rの出力端子に接続されている。従って、プリドライバ156Rから出力されるドライブ電流に応じて、各スイッチ153Rがオン/オフし、この結果として各LED152Rが同時に発光する/発光しない状態に制御される。
Specifically, the R
アドレスデコーダ141RにはDMD駆動回路11からサブフレーム信号SFS が与えられている。サブフレーム信号SFS は前述したように、各フレームを分割したそれぞれのサブフレームの期間であるとを示す信号である。アドレスデコーダ141Rはこのサブフレーム信号SFS をデコードすることにより、調整値メモリ142Rのいずれかのデータを読出レジスタ143Rへ出力させる。具体的には、調整値メモリ142R(及び補正値メモリ144R)は各色の階調を表現するためのビット数と同数の調整値データ(及び補正値データ)を記憶している。たとえば、4ビット階調である場合は調整値メモリ142R(及び補正値メモリ144R)には4個の調整値データ(及び補正値データ)が記憶されている。そして、アドレスデコーダ141Rがサブフレーム信号SFS をデコードした結果に応じた、換言すればその時点のサブフレームに応じた調整値のデータを読出レジスタ143Rへ出力させる。
The
なお、調整値メモリ142Rに記憶されている調整値データは、たとえば第1サブフレームに対しては「100」、第2サブフレームに対しては「50」、第3サブフレームに対しては「25」、第4サブフレームに対しては「12」というように、サブフレームの順序に従って順次的に小さくされている。但し、補正値メモリ144Rに記憶されている補正値データはサブフレームの順序とは関係なく設定されるが、詳細に付いては後述する。
The adjustment value data stored in the
調整値メモリ142Rから読み出されて読出レジスタ143Rに一時記憶された調整値データは加算器146Rを経てリロードレジスタ147Rに一時記憶された状態でコンパレータ148Rに読み出される。なお、ここでは加算器146Rでは加算は行なわれないものとして(補正値データが「0」であるとして)、加算が行なわれる場合の動作については後述する。
The adjustment value data read from the
一方、カウンタ149Rは所定のクロックCLKを計数しており、その計数値がコンパレータ148Rに読み出される。コンパレータ148Rはリロードレジスタ147Rが一時記憶しているデータ(調整値データと補正値データとの加算値)とカウンタ149Rの計数値とを比較する。コンパレータ148Rの動作は具体的には、カウンタ149Rの計数値がリロードレジスタ147Rが一時記憶しているデータに達するまでは「H(ハイレベル:有意)」の比較結果信号RSを出力し、それ以後は「L(ローレベル:無為)」の比較結果信号RSを出力する。なお、カウンタ149Rは自身の計数値が予め定められている値に達すると、即ちオーバフローするとそれまでの計数値が自動的にリセットされ、所定のクロックCLKの計数を再度開始する。
On the other hand, the
ところで、上述した如く、4ビットで階調を表現する場合、1フレームは4個のサブフレームに分割される。この場合、カウンタ149Rがオーバフローする計数値に対応する期間は最も短いサブフレームの期間と同一又はより長く設定される。より具体的には、最も短いサブフレームの期間がカウンタ149Rがオーバフローする計数値に対応する期間と同一に設定されるか、又は整数倍に設定されることが望ましい。たとえば、カウンタ149Rが計数値「128」でオーバフローする場合、所定のクロックCLKの128周期の期間が最も短いサブフレームの期間と同一に設定されるか、又は所定のクロックCLKの128周期の期間が最も短いサブフレームの期間の整数分の1(1/2,1/4,1/8等)に設定されることが望ましい。
By the way, as described above, when gradation is expressed by 4 bits, one frame is divided into four subframes. In this case, the period corresponding to the count value at which the
アンドゲート155Rは前述した如く2入力であり、上述したコンパレータ148Rの比較結果信号RSの他にDMD駆動回路から出力されているLED制御信号LEDCS に含まれる前述したようなR光用のサブフレーム期間信号SFPSが与えられている。従って、アンドゲート155Rはコンパレータ148Rから出力される比較結果信号RSが「H(有意)」であり、且つR光用サブフレーム期間信号RSHPS が「H(有意)」である場合にのみ「H(有意)」の信号を出力する。そして、アンドゲート155Rから「H」の信号が出力されている間、プリドライバ156Rはトランジスタである各スイッチ153Rをオンさせ得る駆動信号DSをそれぞれのゲートに与える。
The AND
トランジスタである各スイッチ153Rはそれぞれのゲートにプリドライバ156Rからオン信号が与えられることにより、赤色光(R光)を発光する各LED152Rが発光する。いうまでもないが、アンドゲート155Rからの出力信号が「L」になるとプリドライバ156Rから出力されている駆動信号DSも「L」(オフ信号)になるので、各LED152Rの発光は停止する。
Each
以上、R光用ドライブ回路14Rの構成及び基本的な動作について説明したが、他のB光用ドライブ回路14B及びG光用ドライブ回路14Gも同一の構成であり、従ってそれぞれの基本的な動作も上述したR光用ドライブ回路14Rのそれと同様である。
Although the configuration and basic operation of the R
ところで、図3に示されているように、R光発光回路には、各LED152Rの発光量を検出するためのR光用の光センサ157Rが備えられている。このR光用の光センサ157RにはR光用のサブフレーム期間信号RSFPS が入力されている。そして、R光用の光センサ157Rは、R光用のサブフレーム期間信号RSFPS が入力されている期間においてのみ、R光用の各LED125Rの発光量(明るさ)を積分して検出するように構成されている。またこの光センサ157Rの検出結果は検出信号RFBSとしてR光用の補正回路158Rに与えられている。
Incidentally, as shown in FIG. 3, the R light emission circuit is provided with an R light
R光用の補正回路158Rは、R光用の調整値メモリ142Rに各サブフレームに対応して記憶されている調整値データによって発光されるR光の光量の設計値を記憶している。従って、R光用の補正回路158Rは、R光用の光センサ157Rの検出信号RFBSと予め記憶している設計値とを比較することにより、R光発光回路の実際の発光量と設計値との間に所定値以上の差が存在する場合にはその差を補正するための補正値データを補正値メモリ144Rに記憶させる。
The R
また、R光用の調整装置159Rはユーザによるマニュアル調整のために用意されている。即ち、ユーザが投射された画像の赤色の成分を増減したい場合、R光用の調整装置159Rを操作することにより、任意のの補正値データを補正値メモリ144Rに記憶させることが可能である。
Further, the
なお、上述した光センサ157R、補正回路158R、調整装置159R等は他のB光用及びG光用発光回路にも同様に備えられている。ただし、これらの要素の動作については後述する。
Note that the above-described
図4はカウンタ149Rの計数値とコンパレータ148Rの出力信号との関係の一例を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an example of the relationship between the count value of the
カウンタ149Rは、図4(a) に示すように、所定のクロックCLKを計数値「0」から計数し始め、「128」まで計数するとオーバフローしてその計数値が「0」にリセットされ、再度計数を開始して計数値「128」でオーバフローして計数値が「0」にリセットされる、という動作を反復している。そしてたとえば調整値メモリ142Rから調整値データとして「100」が読出レジスタ143Rに読み出され(補正値データの加算は行なわれないとする)、リロードレジスタ147Rに保持されている場合、図4(b) に示すように、コンパレータ148Rの出力信号は、カウンタ149Rの計数値が「0」から「100」までの間は「H」であり、カウンタ149Rの計数値が「101」になると「L」に転じる。この後、カウンタ149Rの計数値が「128」に達してオーバフローするまではコンパレータ148Rの出力信号は「L」を維持し、カウンタ149Rの計数値が「128」に達してオーバフローするとカウンタ149Rはリセットされてその計数値が「0」になるので、コンパレータ148Rの出力信号は再度「H」に転じる。
As shown in FIG. 4 (a), the
同様に、たとえば調整値メモリ142Rから調整値データとして「50」が読出レジスタ143Rに読み出されてリロードレジスタ147Rに保持されている場合、図4(c) に示すように、コンパレータ148Rの出力信号は、カウンタ149Rの計数値が「0」から「50」までの間は「H」であり、カウンタ149Rの計数値が「51」になると「L」に転じる。この後、カウンタ149Rの計数値が「128」に達してオーバフローするまではコンパレータ148Rの出力信号は「L」を維持し、カウンタ149Rの計数値が「128」に達してオーバフローするとカウンタ149Rはリセットされてその計数値が「0」になるので、コンパレータ148Rの出力信号は再度「H」に転じる。
Similarly, for example, when “50” is read as the adjustment value data from the
以下、図4(d), (e)にそれぞれ示すように、調整値データが「25」、「12」である場合についても同様である。 The same applies to the cases where the adjustment value data is “25” and “12”, as shown in FIGS. 4D and 4E.
以上のことから、リロードレジスタ147Rに保持されている調整値データに正比例して、コンパレータ148Rからの出力信号、換言すればプリドライバ156Rから出力されるオン信号のデューティが変化することになる。このことは、調整値メモリ142Rから出力された調整値データに正比例してR用の各LED152Rの発光がPWM制御されることを意味している。
From the above, the duty of the output signal from the
図5はコンパレータ148Rの出力信号(図5(a))と、R光用サブフレーム期間信号RSFPS(図5(b))と、R光用の各LED152Rの発光期間(図5(c))との関係を示すタイミングチャートである。
FIG. 5 shows the output signal of the
図5(a) に示すコンパレータ148Rの出力信号は、図4(a) に示した調整値データが「100」の場合を実線で、同じく「50」、「25」、「12」の場合を破線でそれぞれ示してある。図5(b) に示すR光用のサブフレーム期間信号RSFPが「H(有意)」である期間において、サブフレーム信号SFS により指定される調整値データに応じたデューティ比のパルス信号がコンパレータ148Rから出力信号として出力されると、図5(c) に示したR光用の各LED152Rの発光期間もサブフレーム信号SFS により指定される調整値データに応じたデューティ比で発光することになる。即ち、調整値メモリ142Rに記憶されている調整値データの内のサブフレーム信号SFS で指定される調整値データ(サブフレーム信号SFS が示すサブフレームに対応する調整値データ)に応じたデューティ比でR光用の各LED152Rが発光する。換言すれば、調整値メモリ142Rに記憶されている調整値データの内のサブフレーム信号SFS で指定される調整値データ(サブフレーム信号SFS が示すサブフレームに対応する調整値データ)に応じたデューティ比に比例する明るさでR光用の各LED152Rが発光する。
The output signal of the
なお、以上の説明はR光発光回路に関する説明であるが、他のB光発光回路及びG光用発光回路もR光発光回路と全く同様に動作することは明らかである。 Although the above description relates to the R light emitting circuit, it is obvious that the other B light emitting circuits and the G light emitting circuit operate in exactly the same manner as the R light emitting circuit.
以上のような本発明に係る空間光変調システムによれば、R,B,G各色の表示期間において各色に対応するR光用回路,B光用回路及びG光用回路による各色の光の発光強度をPWM制御することが可能になる。図6は本発明に係る空間光変調システムの駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。 According to the spatial light modulation system according to the present invention as described above, light emission of each color by the R light circuit, the B light circuit, and the G light circuit corresponding to each color in the R, B, and G color display periods. The intensity can be PWM controlled. FIG. 6 is a timing chart showing an example of a driving method of the spatial light modulation system according to the present invention.
たとえば図6(a) に示すように、1フレームの内の第1サブフレームSF1において、第1サブフレームSF1を示すサブフレーム信号SFS0の期間内の各色別の光用のサブフレーム期間信号RSFPS, BSFPS, BSFPS にてそれぞれ示される第1のR,B,G表示期間(R1,B1,G1)の長さ(時間)をそれぞれ「1」とした場合に、第2サブフレームSF2を示すサブフレーム信号SFS1の期間内の各色別の光用のサブフレーム期間信号RSFPS, BSFPS, BSFPS にてそれぞれ示される第2のR,B,G表示期間(R2,B2,G2)の長さ(時間)がそれぞれ「1/2」に、第3サブフレームSF3を示すサブフレーム信号SFS2の期間内の各色別の光用のサブフレーム期間信号RSFPS, BSFPS, BSFPS にてそれぞれ示される第3のR,B,G表示期間(R3,B3,G3)の長さ(時間)がそれぞれ「1/4」に、第4サブフレームSF4を示すサブフレーム信号SFS3の期間内の各色別の光用のサブフレーム期間信号RSFPS, BSFPS, BSFPS にてそれぞれ示される第4のR,B,G表示期間(R4,B4,G4)の長さ(時間)がそれぞれ「1/8」になるような4ビットで階調表現する例を考える。この場合、図6(b) に示すように、各サブフレームSF1〜SF4に対応する各色の光の発光強度を4段階に徐々に低下させることが可能になる。 For example, as shown in FIG. 6 (a), in the first subframe SF1 in one frame, the subframe period signals RSFPS for light for each color within the period of the subframe signal SFS0 indicating the first subframe SF1 A subframe indicating the second subframe SF2 when the length (time) of the first R, B, G display periods (R1, B1, G1) indicated by BSFPS and BSFPS is set to “1”, respectively. The length (time) of the second R, B, and G display periods (R2, B2, and G2) indicated by the subframe period signals RSFPS, BSFPS, and BSFPS for each color within the period of the signal SFS1 are as follows. The third R, B, respectively indicated by the optical subframe period signals RSFPS, BSFPS, BSFPS for each color within the period of the subframe signal SFS2 indicating the third subframe SF3 are respectively set to “1/2”. G display period (R3, B3, G3) length The length (time) is “1/4”, and the fourth subframe period signals RSFPS, BSFPS, and BSFPS for each color within the period of the subframe signal SFS3 indicating the fourth subframe SF4 are respectively indicated. Consider an example in which gradation representation is performed with 4 bits such that the length (time) of each of the R, B, and G display periods (R4, B4, and G4) is “1/8”. In this case, as shown in FIG. 6B, the light emission intensity of each color corresponding to each of the subframes SF1 to SF4 can be gradually reduced in four stages.
具体的には、R光用回路,B光用回路及びG光用回路それぞれの調整値メモリ142R,142B,142Gに前述したように、第1サブフレームSF1を示すサブフレーム信号SFS0に対応する調整値データとして「100」が、第2サブフレームSF2を示すサブフレーム信号SFS1に対応する調整値データとして「50」が、第3サブフレームSF3を示すサブフレーム信号SFS2に対応する調整値データとして「25」が、第4サブフレームSF4を示すサブフレーム信号SFS3に対応する調整値データとして「12」がそれぞれ記憶されているとする。
Specifically, as described above in the
このような場合に、第1サブフレームSF1においては各色の第1の表示期間R1,B1,G1にそれぞれ「100:126」のデューティ比で、第2サブフレームSF2においては各色の第2の表示期間R2,B2,G2にそれぞ「50:126」のデューティ比で、第3サブフレームSF3においては各色の第3の表示期間R3,B3,G3にそれぞれ「25:126」のデューティ比で、第4サブフレームSF4においては各色の第4の表示期間R4,B4,G4にそれぞれ「12:126」のデューティ比で各色別のLED152R,152B,152Gを発光させるというように、R光用ドライブ回路14R,B光用ドライブ回路14B,G光用ドライブ回路14Gがそれぞれに接続されているスイッチ153R,153B,153Gを制御する。
In such a case, the first display period R1, B1, G1 of each color in the first subframe SF1 has a duty ratio of “100: 126”, and the second display of each color in the second subframe SF2. In the periods R2, B2, and G2, the duty ratio is “50: 126”, and in the third subframe SF3, the duty ratio is “25: 126” in the third display periods R3, B3, and G3 of the respective colors. In the fourth sub-frame SF4, the R-light drive circuit causes the
いうまでもないが、上述のような各ドライブ回路14R,14B,14Gによる発光制御はDMD駆動回路11から与えられるLED制御信号LEDSC によって、DMD駆動回路11がDMD12を駆動するタイミングと同期される。
Needless to say, the light emission control by the
このように、本来、画像の低階調度の部分を表現するための比較的表示時間が短いサブフレームにおいて各色の光の光源からの発光強度をPWM制御で低下させることにより、画像信号に含まれる階調度が低い部分を意図的により低階調度に表現することが可能になるので、ガンマカーブを表現することが可能になる。 In this manner, the light intensity of the light of each color from the light source is reduced by the PWM control in the subframe in which the display time for expressing the low gradation portion of the image is relatively short, so that it is included in the image signal. Since it is possible to express a portion having a low gradation degree with a lower gradation degree intentionally, it is possible to express a gamma curve.
ところで、図3に示されているR光用回路の光センサ157RはR光用の各LED125Rの発光量を検出するために備えられている。この光センサ157RにはR光用のサブフレーム期間信号RSFPS が入力されており、このR光用のサブフレーム期間信号RSFPS が入力されている期間のR光用の各LED125Rの発光量を積分して検出するように構成されている。またこの光センサ157Rの検出結果は検出信号RFBSとして補正回路158Rに与えられている。
By the way, the
従って、光センサ157Rのいずれかのサブフレームにおける検出結果がたとえば設計値と一致しないような場合には、補正回路158Rは設計値と発光量(明るさ)とが一致しないサブフレームに対応する補正値メモリ144Rのアドレスに補正値データを記憶させる。図3に示されている例では、第1サブフレームに対応する補正値メモリ144Rのアドレスには補正値データとして「+3」が、第2サブフレームに対応する補正値メモリ144Rのアドレスには補正値データとして「−2」が、第3サブフレームに対応する補正値メモリ144Rのアドレスには補正値データとして「−1」が、第4サブフレームに対応する補正値メモリ144Rのアドレスには補正値データとして「0」がそれぞれ記憶されている。
Accordingly, when the detection result in any subframe of the
また、R光用の調整装置159Rはユーザによるマニュアル調整のために用意されている。即ち、ユーザがスクリーン等に実際に投射された画像の赤色の成分を増減したい場合にはR光用の調整装置159Rを操作することにより、補正値メモリ144Rが記憶している調整値データを変更することが可能である。この結果、ユーザによる調整装置159Rの操作に応じて、投射画像の赤色成分が増減されることになる。
Further, the
なお、上述の説明ではR光用回路について説明したが、他のB光用及びG光用回路に関しても同一の構成であり、またその動作も同様であることはいうまでもない。また、調整回路に関しては個々の色用に設けるのではなく、全体のカラーバランス等を調整するために共通の調整回路を設けるようにしてもよい。 In the above description, the R light circuit has been described, but the other B light and G light circuits have the same configuration and the operation is also similar. Further, the adjustment circuit is not provided for individual colors, but a common adjustment circuit may be provided to adjust the overall color balance and the like.
以上に詳述したように本発明に係る空間光変調システム及びプロジェクタによれば、各色の表示時間とPWM制御による対応する色の光源の発光期間との組み合わせで画像の明るさを調整できるので、より精細な階調表現が可能になると共にいわゆるガンマカーブをも容易に表現することが可能になる。また、光源を一定の発光強度に維持して画像表示期間の長さを変化させる場合に比して電力使用量を削減することが可能になる。更に、R,B,G光を発光する光源のみにて、いわゆるデータプロジェクタと称される画像の輝度が優先されるような用途にも光源の発光制御のみで対応することが可能になると共に、シアン,マゼンタ,イエロー等の中間色を使用してより精細な色表現を行なうことも容易に可能になる。 As described above in detail, according to the spatial light modulation system and the projector according to the present invention, the brightness of the image can be adjusted by combining the display time of each color and the light emission period of the corresponding color light source by PWM control. It becomes possible to express more detailed gradation and to easily express a so-called gamma curve. In addition, it is possible to reduce the amount of power used as compared with the case where the length of the image display period is changed while maintaining the light source at a constant light emission intensity. Furthermore, it is possible to cope with an application in which the luminance of an image called a data projector is given priority only by a light source that emits R, B, and G light only by light emission control of the light source. It is also possible to easily perform finer color expression using intermediate colors such as cyan, magenta, and yellow.
また更に本発明に係る空間光変調システムの駆動方法及びプロジェクタによれば、画像信号の1フレームの間に複数の有彩色に分離された各色の画像が複数回にわたって表示され、しかもそれぞれにおいて光源の発光期間をPWM制御により変更することが可能であるので、各色の表示時間と対応する色の光源の発光期間との組み合わせで画像の明るさを調整できる。従って、より精細な階調表現が可能になると共にいわゆるガンマカーブをも容易に表現することが可能になると共に、よりコントラストの強い画像を表示することが可能になる。更に、事前の画像処理を行なうこと無しにガンマカーブを表現することが可能になる。また更に、光源を一定の発光強度に維持して画像表示期間の長さを変化させる場合に比して電力使用量を削減することが可能になる。更にまた、いわゆるデータプロジェクタと称される画像の輝度が優先されるような用途にも光源の発光期間のPWM制御のみで対応することが可能になると共に、シアン,マゼンタ,イエロー等の中間色を使用してより精細な色表現を行なうことも容易に可能になる。 Furthermore, according to the driving method of the spatial light modulation system and the projector according to the present invention, images of each color separated into a plurality of chromatic colors are displayed a plurality of times during one frame of the image signal, Since the light emission period can be changed by PWM control, the brightness of the image can be adjusted by combining the display time of each color and the light emission period of the corresponding color light source. Therefore, it becomes possible to express a finer gradation, to easily express a so-called gamma curve, and to display an image with higher contrast. Furthermore, it is possible to express a gamma curve without performing prior image processing. Furthermore, it is possible to reduce the amount of power used compared to the case where the length of the image display period is changed while maintaining the light source at a constant light emission intensity. Furthermore, it is possible to deal with an application in which the luminance of an image called a so-called data projector is prioritized only by PWM control of the light emission period of the light source, and intermediate colors such as cyan, magenta, and yellow are used. Thus, it is possible to easily perform finer color expression.
更に本発明に係る空間光変調システム及びプロジェクタによれば、実際に発光される各色の光量を検出して設計値になるように自動的にフィードバック制御することが可能であるので、製造時の調整をそれほどには慎重に行なう必要はなく、またLEDの経年劣化に対しても自動的に補正可能になる。 Further, according to the spatial light modulation system and the projector according to the present invention, it is possible to detect the light amount of each color actually emitted and automatically perform feedback control so as to obtain a design value. Therefore, it is not necessary to perform the process so carefully, and it is possible to automatically correct the aging of the LED.
なお、上述した実施例では4ビットで階調表現を行なう場合を例示したがこれはあくまでも説明の便宜のためであり、実際のシステムの設計に際しては任意のビット数で階調表現を行なうことができる。また、図2に示したLEDの数も必要な強度の合成光を得るために任意の数(1個又は4個以上でもよい)を備えることが可能である。また更に、上述した実施の形態ではR,B,Gの3色の光源を使用しているが、用途によっては他の色の光源を使用してもよい。 In the above-described embodiment, the case where gradation expression is performed with 4 bits is illustrated. However, this is for convenience of explanation, and gradation expression is performed with an arbitrary number of bits when designing an actual system. it can. In addition, the number of LEDs shown in FIG. 2 can also be provided with an arbitrary number (1 or 4 or more) in order to obtain a combined light having a required intensity. Furthermore, in the embodiment described above, light sources of three colors R, B, and G are used, but light sources of other colors may be used depending on the application.
11 DMD駆動回路
12 DMD
13 投射レンズ
14 LED駆動回路
14R,14B,14G ドライブ回路
142R,142B,142G 調整値レジスタ
144R,144B,144G 補正値レジスタ
15R,15B,15G LED回路
152R,152B,152G LED
147R,147B,147G リロードレジスタ
148R,148B,148G コンパレータ
149R,149B,149G カウンタ
153R,153B,153G スイッチ
155R,155B,155G アンドゲート
158R,158B,158G 補正回路
11
13
147R, 147B, 147G Reload
Claims (10)
前記光源制御手段は、
各サブフレームに応じて異なる値に定めたデータを記憶した記憶手段と、
サブフレームの各期間よりも短い周期を有し、且つ、該記憶手段が記憶しているデータに対応するデューティ比を有するパルス信号を発生するパルス信号発生手段と、
該パルス信号発生手段が発生したパルス信号のデューティ比に応じて前記各光源それぞれに有彩色の光を発光させる駆動手段と
を備えることを特徴とする空間光変調システム。 A plurality of light sources that respectively emit light of different chromatic colors, and an image signal corresponding to the chromatic light emitted by each of the plurality of light sources is converted into modulated light that represents each of a plurality of chromatic color components , and an image The period of one frame of the signal is divided into a plurality of periods in which the display time sequentially changes for each of the plurality of chromatic colors to form sub-frames, and whether each sub-frame is displayed or not is controlled. A spatial light modulator that expresses the gradation of a chromatic component, and a spatial light modulator that separates an image signal into a plurality of chromatic components corresponding to the chromatic light emitted by each of the plurality of light sources. Spatial light modulation device control means for supplying, timing for the spatial light modulation device to convert an image signal into modulated light representing each of a plurality of chromatic components, and timing for emitting chromatic light corresponding to the plurality of light sources Same In the spatial light modulation system comprising a light source control means for,
The light source control means,
Storage means for storing data set to different values according to each subframe;
Pulse signal generating means for generating a pulse signal having a cycle shorter than each period of the subframe and having a duty ratio corresponding to data stored in the storage means;
Driving means for causing each of the light sources to emit chromatic light according to the duty ratio of the pulse signal generated by the pulse signal generating means;
Spatial light modulation system characterized Rukoto equipped with.
該検出手段による検出結果に応じて前記各光源それぞれが発光する有彩色の光の発光期間を変更するための補正データを生成する補正手段と、
該補正手段が生成した補正データを記憶する補正データ記憶手段と
を更に備え、
前記光源制御手段は、前記記憶手段が記憶しているデータを前記補正データ記憶手段が記憶している補正データで補正するデータ補正手段を備え、
前記パルス信号発生手段は、前記データ補正手段が補正したデータに対応するデューティ比を有し、前記サブフレームの期間よりも短い周期を有するパルス信号を発生し、
前記駆動手段は、前記パルス信号発生手段が前記データ補正手段が補正したデータに対応して発生したパルス信号のデューティ比に応じて前記各光源それぞれに有彩色の光を発光させるようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の空間光変調システム。 Detecting means for detecting chromatic light emitted by each of the light sources;
Correction means for generating correction data for changing a light emission period of chromatic light emitted by each of the light sources according to a detection result by the detection means;
Correction data storage means for storing correction data generated by the correction means, and
The light source control means includes data correction means for correcting data stored in the storage means with correction data stored in the correction data storage means ,
The pulse signal generation means has a duty ratio corresponding to the data corrected by the data correction means, and generates a pulse signal having a cycle shorter than the period of the subframe,
The drive means is configured to cause each of the light sources to emit chromatic light according to a duty ratio of a pulse signal generated in response to data corrected by the data correction means by the pulse signal generation means. The spatial light modulation system according to claim 1.
前記サブフレームは、表示時間が同一である異なる色の表示期間が連続するようにしてあり、
各サブフレームに含まれる各色の表示期間に同期して前記複数の光源の内の対応する色の光源を、前記サブフレームの各期間よりも短い周期を有し、各サブフレームに応じた異なるデューティ比のパルス信号で発光させること
を特徴とする空間光変調システムの駆動方法。 Different from the plurality of light sources chromatic light emitting respectively, converts the image signals into modulated light representing a plurality of chromatic color component corresponding to the chromatic color light by the plurality of light sources emit light, respectively, images signals The one frame period is divided into a plurality of periods in which the display time sequentially changes for each of the plurality of chromatic colors to form sub-frames, and each chromatic color component is determined by whether or not each sub-frame is displayed . In a driving method of a spatial light modulation system including a spatial light modulation device that expresses gradation ,
The sub-frame is configured such that display periods of different colors having the same display time are continuous,
A light source of a corresponding color among the plurality of light sources is synchronized with a display period of each color included in each subframe , and has a cycle shorter than each period of the subframe, and a different duty corresponding to each subframe. A method for driving a spatial light modulation system, characterized in that light is emitted with a pulse signal of a ratio.
前記検出手段による検出結果と所定値との差に応じて前記複数の光源を発光させるパルス信号のデューティ比を変更すること
を特徴とする請求項4乃至6のいずれか一つに記載の空間光変調システムの駆動方法。 Detecting chromatic light emitted by each of the light sources by a detecting means,
The spatial light according to any one of claims 4 to 6 , wherein a duty ratio of a pulse signal for causing the plurality of light sources to emit light is changed in accordance with a difference between a detection result by the detection means and a predetermined value. A method for driving a modulation system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006138107A JP5144029B2 (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Spatial light modulation system, driving method thereof and projector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006138107A JP5144029B2 (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Spatial light modulation system, driving method thereof and projector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007310095A JP2007310095A (en) | 2007-11-29 |
JP5144029B2 true JP5144029B2 (en) | 2013-02-13 |
Family
ID=38843019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006138107A Expired - Fee Related JP5144029B2 (en) | 2006-05-17 | 2006-05-17 | Spatial light modulation system, driving method thereof and projector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5144029B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5286884B2 (en) * | 2008-03-31 | 2013-09-11 | カシオ計算機株式会社 | Projector, projector control program, and light source control method |
JP5573464B2 (en) * | 2010-08-03 | 2014-08-20 | セイコーエプソン株式会社 | Projection type display device and control method thereof |
CN105988272B (en) | 2015-02-15 | 2019-03-01 | 深圳光峰科技股份有限公司 | Optical projection system and its control method |
CN113933031A (en) * | 2021-10-28 | 2022-01-14 | 歌尔光学科技有限公司 | Projection device with adjustable brightness, optical waveguide detection system and projection system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100493839B1 (en) * | 2000-03-14 | 2005-06-10 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | An image display apparatus and an image display method |
JP2005233982A (en) * | 2001-06-25 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Display device, method for driving display device, display information forming apparatus, and display information transmission system |
JP4068551B2 (en) * | 2003-11-21 | 2008-03-26 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | LIGHT SOURCE DEVICE AND ITS DRIVE METHOD AND VIDEO DISPLAY DEVICE |
JP2005309325A (en) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Victor Co Of Japan Ltd | Video display device |
JP2005331705A (en) * | 2004-05-20 | 2005-12-02 | Plus Vision Corp | Projector including semiconductor light-emitting element in light source |
JP5060017B2 (en) * | 2004-08-12 | 2012-10-31 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
-
2006
- 2006-05-17 JP JP2006138107A patent/JP5144029B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007310095A (en) | 2007-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007078866A (en) | Spatial optical modulation system, driving method for same, and projector | |
CN101809645B (en) | Video display device and light source driving method thereof | |
US7083284B2 (en) | Method and apparatus for sequencing light emitting devices in projection systems | |
US8643681B2 (en) | Color display system | |
US9899000B2 (en) | Display, display control method, display control device, and electronic apparatus | |
JP4901869B2 (en) | Image display device | |
JP4645486B2 (en) | Image display device and projector | |
JP2006349731A (en) | Image projector | |
US6061049A (en) | Non-binary pulse-width modulation for improved brightness | |
JP5144029B2 (en) | Spatial light modulation system, driving method thereof and projector | |
US20060119561A1 (en) | Image display apparatus, image signal converting device, image signal converting method, image signal converting program | |
US20070063996A1 (en) | Image display system and method | |
JP2008176024A (en) | Image display device and projector | |
US8665252B2 (en) | Duty cycle calculation and implementation for solid state illuminators | |
JP6732841B2 (en) | Image projection device | |
JP2008165126A (en) | Image display device and method, and projector | |
WO2020039954A1 (en) | Display device | |
JP2009282284A (en) | Liquid crystal image display device | |
JP2009156887A (en) | Image display method and device | |
US8797458B2 (en) | Image display apparatus and image processing apparatus | |
JP5783109B2 (en) | Image display device | |
JP6314439B2 (en) | Display device and control method of display device | |
JP2013076870A (en) | Projection video display device | |
JP2005323067A (en) | Projection type video display device | |
JP2013041015A (en) | Projector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080806 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120911 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121018 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121120 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121122 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5144029 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |