JP2005234006A - Projection-type display device and method of controlling the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection display device for clearing a projection image, and to provide a method for controlling it. <P>SOLUTION: The projection display device comprises a light source 10 for emitting light, a mirror device 30 for time-modulating incident light by controlling the emitting direction of the light emitted from the light source 10; and a modulated light means, having a projection means 70 for projecting modulated light, dividing the incident light entering the mirror device 30 into a plurality of regions, and a dimming means 40 for dimming the incident light at each divided region. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法に関する。   The present invention relates to a projection display device and a control method for the projection display device.

現在、光変調デバイスとして液晶表示装置（ＬＣＤ）の他に、例えばＴＩ（テキサスインスツルメンツ）社のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス、登録商標）素子などのミラーデバイスなどを用いた投射型表示装置（プロジェクタ）が知られている。   Currently, in addition to a liquid crystal display device (LCD) as a light modulation device, for example, a projection display device (projector) using a mirror device such as a DMD (digital micromirror device, registered trademark) element of TI (Texas Instruments). It has been known.

この投射型表示装置の光源としては、通常白色光を射出する高圧水銀ランプが使用されており、射出された白色光を、カラーホイールを用いて時間軸方向に、Ｒ、Ｇ、Ｂ色に分離し、それぞれの色をＤＭＤ素子の各マイクロミラーでさらに有効反射時間を調整することで投射画像を形成している（例えば、非特許文献１参照。）。
「日経 エレクトロニクス」、２００３年１１月２４日、ｐ．１１４ A high-pressure mercury lamp that normally emits white light is used as the light source of this projection display device, and the emitted white light is separated into R, G, and B colors in the time axis direction using a color wheel. Then, the projected image is formed by adjusting the effective reflection time for each color with each micromirror of the DMD element (see, for example, Non-Patent Document 1).
“Nikkei Electronics”, November 24, 2003, p. 114

上述した投射型表示装置においては、１つの光源で投射画像の一面が均一な明るさとなるように照明しているため、画像の一部領域を明るく、別の一部領域を暗くするような画像に対しては、少なくともどちらか一方の領域において画像を表現するのに充分な階調を得ることができず、鮮明な画像を表示できないという問題があった。   In the projection display device described above, since one surface of the projected image is illuminated with a single light source, an image that brightens a partial area of the image and darkens another partial area. However, there is a problem in that a gradation sufficient to express an image cannot be obtained in at least one of the areas, and a clear image cannot be displayed.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、投射画像を鮮明にすることができる投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projection display device and a control method for the projection display device that can sharpen a projected image.

上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光を射出する光源と、光源から入射された光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有し、ミラーデバイスに入射する入射光を複数領域に分割し、分割した領域ごとに入射光を調光する調光手段が備えられていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a projection display device according to the present invention includes a light source that emits light, a mirror device that temporally modulates incident light by controlling an emission direction of light incident from the light source, and modulation. And a dimming means for dividing the incident light incident on the mirror device into a plurality of areas and dimming the incident light for each divided area. to.

すなわち、本発明の投射型表示装置は、分割された領域ごとに入射光を調光してミラーデバイスに入射させることができるので、各領域におけるダイナミックレンジ中で使用できる階調が増加し、画像を鮮明にすることができる。
つまり、従来においては、最高輝度の輝度制御もミラーデバイスで行っているため、ミラーデバイスの使用可能な階調の上限（明るい側）近傍の階調は用いられることが少なく、使用できる階調が少なかった。それに対して本発明においては、各領域における最高輝度の輝度制御を調光手段により行うことができるため、ミラーデバイスは、その使用可能な階調の上限（明るい側）まで画像の表示に用いることができ、使用できる階調が増加され、画像を鮮明にすることができる。
例えば、従来において、画像の暗い領域を表現するには、ミラーデバイスにより入射光の光量を遮るために、ミラーデバイスが表現できる階調の一部（明るい側の階調）が用いられる。そのため、暗い領域は残りの階調を用いて表現されることになる。一方、本発明においては、画像の暗い領域を表現するには、調光手段によりミラーデバイスへの入射光の光量を遮るため、従来では使用できなかった階調の一部も暗い領域の表現に用いることができ、暗い領域においても鮮明に表現することができる。 In other words, the projection display device of the present invention can dimm the incident light for each divided area and enter the mirror device, so that the gradation that can be used in the dynamic range in each area increases, Can be clarified.
In other words, since the brightness control of the maximum brightness is also performed by the mirror device in the past, the gradation near the upper limit (bright side) of the usable gradation of the mirror device is rarely used, and the usable gradation is It was small. On the other hand, in the present invention, since the brightness control of the maximum brightness in each region can be performed by the light control means, the mirror device is used for displaying an image up to the upper limit (bright side) of the usable gradation. The gradation that can be used is increased, and the image can be sharpened.
For example, conventionally, in order to represent a dark region of an image, a part of the gradation that can be represented by the mirror device (the gradation on the bright side) is used in order to block the amount of incident light by the mirror device. Therefore, the dark area is expressed using the remaining gradation. On the other hand, in the present invention, in order to express a dark area of an image, the light control means blocks the amount of light incident on the mirror device, so that some of the gradations that could not be used conventionally are also expressed in the dark area. It can be used and can be clearly expressed even in a dark region.

上記の構成を実現するために、より具体的には、調光手段が分割した領域ごとに入射光を調光する液晶パネルを有してもよい。
上記の構成を実現するために、より具体的には、調光手段が分割した領域ごとに入射光を調光するエレクトロクロミックガラスを有してもよい。
この構成によれば、駆動する電圧を制御することにより、液晶パネルまたはエレクトロクロミックガラスを透過する光の割合（光透過率）または反射する光の割合を略０％から略１００％まで連続的に制御することができる。そのため、ミラーデバイスに入射する光をきめ細かく調光することができ、投射される画像をより鮮明にすることができる。 In order to realize the above configuration, more specifically, a liquid crystal panel for dimming incident light may be provided for each region divided by the dimming unit.
In order to implement | achieve said structure, you may have the electrochromic glass which dimmes incident light for every area | region which the light modulation means divided | segmented more specifically.
According to this configuration, by controlling the driving voltage, the ratio of light transmitted through the liquid crystal panel or electrochromic glass (light transmittance) or the ratio of reflected light is continuously reduced from approximately 0% to approximately 100%. it is possible to control. Therefore, the light incident on the mirror device can be finely adjusted, and the projected image can be made clearer.

上記の構成を実現するために、より具体的には、光源が光を射出する固体光源を複数配列した固体光源アレイであって、固体光源アレイを複数の領域に分割し、調光手段が、分割した領域ごとに固体光源への供給電圧または供給電流を制御する制御部を有してもよい。
この構成によれば、固体光源アレイの領域ごとに供給電圧または供給電流を制御することにより、各領域の固体光源から射出される光の光量を制御することができる。そのため、例えば光源とミラーデバイスとの間に配置した調光素子などにより光源から射出した光を遮ることがないため、光源から射出された光の利用効率を向上させることができ、投射型表示装置の消費電力低減を図ることができる。
また、例えば光源とミラーデバイスとの間に調光素子を配置しなくても、ミラーデバイスに入射する入射光を領域ごとに調光することができ、投射型表示装置の小型化を図ることができる。 More specifically, in order to realize the above configuration, a solid light source array in which a plurality of solid light sources from which the light source emits light is arranged, the solid light source array is divided into a plurality of regions, and the light control means includes: You may have a control part which controls the supply voltage or supply current to a solid light source for every divided | segmented area | region.
According to this configuration, by controlling the supply voltage or supply current for each region of the solid light source array, the amount of light emitted from the solid light source in each region can be controlled. Therefore, for example, since no block the light emitted from the light source due disposed dimming element between the light source and the mirror device, it is possible to improve the utilization efficiency of light emitted from the light source, the projection display device Power consumption can be reduced.
Further, for example, incident light incident on the mirror device can be dimmed for each region without arranging a dimming element between the light source and the mirror device, thereby reducing the size of the projection display device. it can.

上記の構成を実現するために、より具体的には、固体光源が発光ダイオードであってもよい。
この構成によれば、固体光源として、例えば高圧水銀ランプなどと比較して、射出される光の光量制御を行いやすい発光ダイオードを用いることにより、ミラーデバイスに入射する入射光の調光を行いやすくなる。 In order to realize the above configuration, more specifically, the solid-state light source may be a light emitting diode.
According to this configuration, as a solid-state light source, for example, by using a light emitting diode that can easily control the amount of emitted light as compared with a high-pressure mercury lamp or the like, it is easy to control the incident light incident on the mirror device. Become.

上記の構成を実現するために、より具体的には、光源が光を射出するランプを複数配列したランプアレイであって、ランプアレイを複数の領域に分割し、調光手段が、分割された領域ごとにランプへの供給電圧または供給電流を制御する制御部を有してもよい。
この構成によれば、ランプアレイの領域ごとに供給電圧または供給電流を制御することにより、各領域のランプから射出される光の光量を制御することができる。そのため、例えば光源とミラーデバイスとの間に配置した調光素子などにより光源から射出した光を遮ることがないため、光源から射出された光の利用効率を向上させることができ、投射型表示装置の消費電力低減を図ることができる。
また、例えば光源とミラーデバイスとの間に調光素子を配置しなくても、ミラーデバイスに入射する入射光を領域ごとに調光することができ、投射型表示装置の小型化を図ることができる。 More specifically, in order to realize the above configuration, a lamp array in which a plurality of lamps that emit light from a light source is arranged, the lamp array is divided into a plurality of regions, and the light control means is divided. You may have a control part which controls the supply voltage or supply current to a lamp | ramp for every area | region.
According to this configuration, the amount of light emitted from the lamps in each region can be controlled by controlling the supply voltage or supply current for each region of the lamp array. Therefore, for example, since no block the light emitted from the light source due disposed dimming element between the light source and the mirror device, it is possible to improve the utilization efficiency of light emitted from the light source, the projection display device Power consumption can be reduced.
Further, for example, incident light incident on the mirror device can be dimmed for each region without arranging a dimming element between the light source and the mirror device, thereby reducing the size of the projection display device. it can.

上記の構成を実現するために、より具体的には、ランプへの供給電圧または供給電流を段階的に制御し、供給電圧または供給電流に応じて、ミラーデバイスの駆動制御に用いる色テーブルを変えてもよい。
ランプは、供給される電圧または電流が変化すると、射出される光の光量が変化すると同時に、光の波長分布も変化する。この光の波長変化により、投射される画像の色バランスも変化してしまうが、この構成によれば、波長分布の変化に応じて色テーブルを変えるため、供給電圧または電流を変化させても、表示される画像の色バランスを一定に保つことができる。 More specifically, in order to realize the above configuration, the supply voltage or supply current to the lamp is controlled in stages, and the color table used for mirror device drive control is changed according to the supply voltage or supply current. it may be.
When the voltage or current supplied to the lamp changes, the amount of emitted light changes and the wavelength distribution of the light also changes. Although the color balance of the projected image also changes due to the wavelength change of the light, according to this configuration, the color table is changed according to the change of the wavelength distribution, so even if the supply voltage or current is changed, The color balance of the displayed image can be kept constant.

上記の構成を実現するために、より具体的には、入射光の調光と、ミラーデバイスによる変調とが、当該装置内に設けられた制御部により制御されてもよい。
この構成によれば、当該投射型表示装置内に設けられた制御部より、入射光の調光とミラーデバイスによる変調とが制御されているため、画像情報のみを有する映像信号を入力するだけで鮮明な画像を投射することができる。つまり、当該投射型表示装置に、通常のＴＶ信号、ビデオ信号などを入力することにより、鮮明な画像を容易に投射することができる。
また、当該投射型表示装置の外に制御信号の生成を行う機器を備える場合と比べ、当該投射型表示装置のみで鮮明な画像を投射できるため、持ち運び性に優れ、設置場所を必要としないといった優れた点を有する。 In order to realize the above configuration, more specifically, the dimming of incident light and the modulation by the mirror device may be controlled by a control unit provided in the apparatus.
According to this configuration, since the dimming of the incident light and the modulation by the mirror device are controlled by the control unit provided in the projection display apparatus, it is only necessary to input a video signal having only image information. A clear image can be projected. That is, a clear image can be easily projected by inputting a normal TV signal, a video signal, or the like to the projection display device.
Moreover, compared with the case of providing a device for generating a control signal to the outside of the projection type display device, it is possible to project a clear image only in the projection type display device, excellent portability of, say not to require installation site It has an excellent point.

上記の構成を実現するために、より具体的には、入射光の調光と、ミラーデバイスによる変調とが、当該装置外に設けられた制御部により制御されてもよい。
この構成によれば、当該投射型表示装置外に設けられた制御部より、入射光の調光とミラーデバイスによる変調とが制御されているため、当該投射型表示装置内で入射光の調光とミラーデバイスによる変調とを制御している場合と比較して、より鮮明な画像を投射することができる。
つまり、投射型表示装置よりもスペースの制約が少ない外部の制御部で制御信号の生成を行うため、より複雑、大型な回路を用いることができ、それにより複雑な演算アルゴリズムによるきめ細かな制御を行うことができる。 In order to realize the above configuration, more specifically, dimming of incident light and modulation by a mirror device may be controlled by a control unit provided outside the apparatus.
According to this configuration, since the dimming of the incident light and the modulation by the mirror device are controlled by the control unit provided outside the projection display, the dimming of the incident light is performed in the projection display. Compared with the case where the modulation by the mirror device is controlled, a clearer image can be projected.
In other words, since the control signal is generated by an external control unit that has less space constraints than the projection display device, it is possible to use a more complicated and large circuit, thereby performing fine control by a complicated arithmetic algorithm. be able to.

本発明の投射型表示装置の制御方法は、光を射出する光源と、光源から入射された光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有する投射型表示装置の制御方法であって、ミラーデバイスに入射する光を複数領域に分割し、各領域における画素の最大出力値に基づいて、各領域の光を調光し、各領域の階調を増加させることを特徴とする。   A control method for a projection display device according to the present invention includes a light source that emits light, a mirror device that temporally modulates the incident light by controlling the emission direction of the light incident from the light source, and projects the modulated light. And a projection unit that divides the light incident on the mirror device into a plurality of regions and dimms the light in each region based on the maximum output value of the pixels in each region. and, wherein the increasing the tone of each region.

すなわち、本発明の投射型表示装置の制御方法は、ミラーデバイスに入射する入射光を、分割された領域ごとに、各領域における画素の最大出力値に基づいて調光してミラーデバイスに入射させることができるので、各領域におけるダイナミックレンジ中で使用できる階調が増加し、画像を鮮明にすることができる。
つまり、従来においては、最高輝度の輝度制御もミラーデバイスで行っているため、ミラーデバイスの使用可能な階調の上限（明るい側）近傍の階調は用いられることが少なく、使用できる階調が少なかった。それに対して本発明においては、各領域における最高輝度の輝度制御を調光手段により行うことができるため、ミラーデバイスは、その使用可能な階調の上限（明るい側）まで画像の表示に用いることができ、使用できる階調が増加され、画像を鮮明にすることができる。 That is, according to the control method of the projection display device of the present invention, the incident light incident on the mirror device is dimmed for each divided region based on the maximum output value of the pixel in each region and is incident on the mirror device. Therefore, the gradation that can be used in the dynamic range in each region increases, and the image can be sharpened.
In other words, since the brightness control of the maximum brightness is also performed by the mirror device in the past, the gradation near the upper limit (bright side) of the usable gradation of the mirror device is rarely used, and the usable gradation is It was small. On the other hand, in the present invention, since the brightness control of the maximum brightness in each region can be performed by the light control means, the mirror device is used for displaying an image up to the upper limit (bright side) of the usable gradation. The gradation that can be used is increased, and the image can be sharpened.

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明における実施の形態に係る投射型表示装置およびその制御方法について図１から図４を参照して説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る投射型表示装置について説明する。本実施形態の投射型表示装置は、光源から射出された白色光を、カラーホイールによりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光に変換し、ミラーデバイスにより時間変調してカラー画像を表示する投射型カラー表示装置である。 [First Embodiment]
Hereinafter, a projection display device and a control method thereof according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a projection display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Projection display device of this embodiment, the white light emitted from the light source, the color wheel R (red), G (green), and converted to a different color light of B (blue), to modulate time by a mirror device It is a projection type color display device that displays a color image.

図１は、本実施の形態に係る投射型表示装置の概略を示す図である。
投射型表示装置は、図１に示すように、照明光である白色光を射出する照明装置１と、白色光を調光する液晶ライトバルブ（調光手段、液晶パネル）４０と、白色光をＲＧＢの異なる色光に変調するカラーホイール４５と、各色光を時間変調するミラーデバイス３０と、時間変調された変調光を投射する投射レンズ（投射手段）７０とから概略構成されている。 FIG. 1 is a diagram showing an outline of a projection display device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projection display device includes a lighting device 1 that emits white light that is illumination light, a liquid crystal light valve (light control means, liquid crystal panel) 40 that controls white light, and white light. A color wheel 45 that modulates light of different colors of RGB, a mirror device 30 that time-modulates each color light, and a projection lens (projection means) 70 that projects the time-modulated modulated light are schematically configured.

照明装置１は、照明光としての白色光を射出する光源１０と、白色光の照度分布を均一化するインテグレータレンズ２１、２２と、から構成されている。光源１０は高圧水銀ランプ等のランプ１１とランプ１１の光を反射するリフレクタ１２とから構成されている。
また、光源光の照度分布を被照明領域である液晶ライトバルブ４０、およびミラーデバイス３０において均一化させるため、光源１０側から第１のインテグレータレンズ２１、第２のインテグレータレンズ２２が順次設置されている。ここで、インテグレータレンズ２１、２２は複数のマイクロレンズを平面状に配列したマイクロレンズアレイとして形成され、第１のインテグレータレンズ２１は光源１０から射出された光（照明光）を複数の光束に分割し、第２のインテグレータレンズ２２はライトバルブ位置においてそれらを重畳する重畳レンズとしての機能を有する。場合によっては２次光源像を重畳するためのコンデンサーレンズを第２のインテグレータレンズ２２の位置、もしくはその後段に配しても良い。以下では重畳レンズとして第２のインテグレータレンズが用いられた場合について説明を行う。 The illumination device 1 includes a light source 10 that emits white light as illumination light, and integrator lenses 21 and 22 that uniformize the illuminance distribution of the white light. The light source 10 includes a lamp 11 such as a high-pressure mercury lamp and a reflector 12 that reflects light from the lamp 11.
Further, in order to the illuminance distribution of the light source light is uniform in the liquid crystal light valve 40 and the mirror device 30 is illuminated region, a first integrator lens 21 from the light source 10 side, a second integrator lens 22 are sequentially installed there. Dividing Here, integrator lenses 21 and 22 are formed a plurality of micro-lenses as the micro lens array which is arranged in a plane, a first integrator lens 21 the light emitted from the light source 10 (illumination light) into a plurality of light beams The second integrator lens 22 has a function as a superimposing lens that superimposes them at the light valve position. In some cases, a condenser lens for superimposing the secondary light source image may be disposed at the position of the second integrator lens 22 or at the subsequent stage. Hereinafter, the case where the second integrator lens is used as the superimposing lens will be described.

液晶ライトバルブ４０は、投射画像を４つに分割した領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４（図２参照）に対応する４つの領域（画素）が形成されたセグメント型の透過型液晶パネルから構成されており、信号処理した映像信号に基づいて入射した光を領域ごとに光の透過率を変える（調光する）ように駆動される。つまり、液晶ライトバルブの光透過性電極に印加する電圧を制御することにより、光の透過率を０％に近い値から１００％の間で制御している。
また、液晶ライトバルブ４０には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのアクティブマトリクス方式透過型液晶セルが使用されている。
なお、上述のように、液晶ライトバルブ４０を４つの領域に分割してもよいし、８領域や１６領域に分割してもよく、特に分割する数を限定するものではない。
なお、上述のように、液晶ライトバルブ４０として、透過型液晶パネルを用いてもよいし、反射型液晶パネルを用いてもよい。 Liquid crystal light valve 40 is composed of the projection image from four to divided areas A1, A2, A3, A4 transmissive liquid crystal panel segmented four regions corresponding (pixel) is formed (see FIG. 2) Therefore, the incident light is driven based on the video signal subjected to signal processing so as to change the light transmittance (dimming) for each region. That is, by controlling the voltage applied to the light transmissive electrode of the liquid crystal light valve, the light transmittance is controlled from a value close to 0% to 100%.
Further, the liquid crystal light valve 40, the thin film transistor as a pixel switching element (Thin Film Transistor, hereinafter referred to as TFT) is employ a TN (Twisted Nematic) mode active matrix type transmissive liquid crystal cell using are used.
As described above, the liquid crystal light valve 40 may be divided into four regions, or may be divided into 8 regions or 16 regions, and the number of divisions is not particularly limited.
As described above, a transmissive liquid crystal panel or a reflective liquid crystal panel may be used as the liquid crystal light valve 40.

液晶ライトバルブ４０およびカラーホイール４５の間には、ランプ１１から射出された白色光に含まれる赤外線を除去するＩＲカットミラー４１が配置されている。
また、ＩＲカットミラー４１およびカラーホイール４５の間には、白色光をカラーホイール４５のカラーフィルタに集光させる集光レンズ４２が配置されている。 Between the liquid crystal light valve 40 and the color wheel 45, an IR cut mirror 41 for removing infrared rays contained in white light emitted from the lamp 11 is disposed.
A condensing lens 42 that condenses white light on the color filter of the color wheel 45 is disposed between the IR cut mirror 41 and the color wheel 45.

カラーホイール４５は円盤状に形成されるとともに、円盤の中心に回転軸（図示せず）が形成されている。さらに、カラーホイール４５の回転軸には電動モータなどの駆動装置４６が配置されていて、カラーホイール４５は駆動装置４６により周方向に回転駆動するように構成されている。また、カラーホイール４５は、周方向に沿ってＲ、Ｇ、Ｂの各色光を透過する薄膜干渉フィルタなどのカラーフィルタ（図示せず）が配置されている。
カラーホイール４５とミラーデバイス３０との間には、各色光をミラーデバイス３０に導くリレーレンズ４７が配置されている。 The color wheel 45 is formed in a disk shape, and a rotation shaft (not shown) is formed at the center of the disk. Further, a driving device 46 such as an electric motor is disposed on the rotating shaft of the color wheel 45, and the color wheel 45 is configured to be rotationally driven by the driving device 46 in the circumferential direction. Further, the color wheel 45 is provided with a color filter (not shown) such as a thin film interference filter that transmits R, G, and B color light along the circumferential direction.
Between the color wheel 45 and the mirror device 30, a relay lens 47 that guides each color light to the mirror device 30 is disposed.

ミラーデバイス３０は、画像の画素に対応するマイクロミラーがマトリクス状に配置されるとともに、マイクロミラーの反射面の向きを変えられるように（首振り可能に）、配置されている。また、信号処理した映像信号に基づいて、入射した各色光の射出方向を制御することにより、各色光を投射表示される変調光と吸収される無効光とに時間変調し、変調光の割合を０％から１００％まで制御することができる。   The mirror device 30 is arranged so that the micromirrors corresponding to the pixels of the image are arranged in a matrix and the direction of the reflecting surface of the micromirror can be changed (so that it can swing). Also, by controlling the emission direction of each incident color light based on the signal processed video signal, each color light is time-modulated into modulated light that is projected and displayed and absorbed light that is absorbed, and the ratio of the modulated light is determined. 0% can be controlled up to 100%.

ミラーデバイス３０および投射レンズ７０間の変調光の経路上には、ミラーデバイス３０から射出された光を投射レンズ７０に導くプリズム５０が配置されている。プリズム５０は、三角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に変調光を反射するミラー面が対角線状に形成されている。また、プリズム５０のミラー面に対向するとともに、変調光が入射する面と隣接する面には、変調光を反射する反射板５１が配置されている。
投射レンズ７０は、プリズム５０から射出された変調光をスクリーン７１上に拡大投射するように配置されている。 A prism 50 that guides the light emitted from the mirror device 30 to the projection lens 70 is disposed on the path of the modulated light between the mirror device 30 and the projection lens 70. The prism 50 has a structure in which a triangular prism is bonded, and a mirror surface that reflects modulated light is formed diagonally on the inner surface thereof. In addition, a reflecting plate 51 that reflects the modulated light is disposed on a surface facing the mirror surface of the prism 50 and adjacent to the surface on which the modulated light is incident.
The projection lens 70 is arranged to enlarge and project the modulated light emitted from the prism 50 onto the screen 71.

次に、上記の構成からなる投射型表示装置における作用について説明する。
照明装置１のランプ１１から射出された照明光（白色光）の一部は、図１に示すように、直接第１のインテグレータレンズ２１に入射する。残りの光は、リフレクタ１２に反射されて第１のインテグレータレンズ２１に入射する。
第１のインテグレータレンズ２１に入射された照明光は、第１のインテグレータレンズ２１および第２のインテグレータレンズ２２により液晶ライトバルブ４０においてその照度分布が均一化するように重畳される。 Next, the operation of the projection display device having the above configuration will be described.
A part of the illumination light (white light) emitted from the lamp 11 of the illumination device 1 directly enters the first integrator lens 21 as shown in FIG. The remaining light is reflected by the reflector 12 and enters the first integrator lens 21.
Illumination light incident on the first integrator lens 21, the illumination distribution is superimposed so as to equalize the liquid crystal light valve 40 by the first integrator lens 21 and the second integrator lens 22.

各液晶ライトバルブ４０に入射された白色光は、投射型表示装置に入力された映像信号に基づいて領域ごとに調光された後に、ＩＲカットミラー４１に向けて射出される。
ＩＲカットミラー４１に入射した白色光は、可視光領域の光だけが集光レンズ４２に向けて反射される（赤外線はカットされる）。
集光レンズ４２に入射された白色光は、カラーホイール４５のカラーフィルタが回転する領域に照射するように集光される。 The white light incident on each liquid crystal light valve 40 is dimmed for each region based on the video signal input to the projection display device, and then emitted toward the IR cut mirror 41.
In the white light incident on the IR cut mirror 41, only the light in the visible light region is reflected toward the condenser lens 42 (infrared rays are cut).
The white light incident on the condenser lens 42 is condensed so as to irradiate the area where the color filter of the color wheel 45 rotates.

カラーホイール４５は駆動装置４６により回転駆動されており、白色光が照射されている領域にカラーフィルタを通過させることにより、白色光をＲＧＢの各色光に変換している。
ＲＧＢの各色光は、リレーレンズ４７によりミラーデバイス３０に導かれ、ミラーデバイス３０のマイクロミラーが配列された面に入射する。 The color wheel 45 is driven to rotate by a driving device 46, and the white light is converted into each color light of RGB by passing the color filter through the region irradiated with the white light.
Each color light of RGB is guided to the mirror device 30 by the relay lens 47 and is incident on the surface on which the micromirrors of the mirror device 30 are arranged.

ミラーデバイス３０のマイクロミラーは、入力される映像信号に基づいてマイクロミラーごとに反射される光の射出方向を、プリズム５０方向と、それ以外の方向、例えば光を吸収する吸収体（図示せず）方向とに制御することにより、入射した各色光を時間変調する。   The micromirror of the mirror device 30 has an emission direction of light reflected from each micromirror based on an input video signal, the prism 50 direction, and other directions, for example, an absorber (not shown) that absorbs light. ) by controlling to the direction, modulating each color light incident time.

ミラーデバイス３０から射出された変調光はプリズム５０に入射し、プリズム５０内のミラー面に反射されて反射板５１に入射し、投射レンズ７０に向けて反射される。
投射レンズ７０方向に反射された光は、投射レンズ７０に入射してスクリーン７１上に拡大投射される。 The modulated light emitted from the mirror device 30 enters the prism 50, is reflected by the mirror surface in the prism 50, enters the reflecting plate 51, and is reflected toward the projection lens 70.
The light reflected in the direction of the projection lens 70 enters the projection lens 70 and is enlarged and projected on the screen 71.

ここで、液晶ライトバルブ４０により、表示される画像の使用可能な階調が増加し、鮮明な画像が表示される作用について説明する。
図２は、ある投射画像を４つに分割した場合を示す概念図である。
図２に示す画像において、領域Ａ１では、最高輝度部は太陽の部分であり最低輝度部は地面の部分となる。領域Ａ２では、最高輝度部が空の部分となり最低輝度部が地面の部分となる。領域Ａ３では、車の窓が最高輝度部となり地面が最低輝度部となる。領域Ａ４では、木の葉の部分が最高輝度部となり地面が最低輝度部となる。
そのため、領域Ａ１では太陽の明るさ、領域Ａ２では空の明るさ、領域Ａ３では窓の明るさ、領域Ａ４では木の葉の明るさが出力の上限であればよく、各領域における照明の輝度を前述の明るさが表現できる輝度に変えることができる。
各領域における照明の輝度を変えると、最高輝度と最低輝度とにより決まるダイナミックレンジ中で使用できる階調が増加し、画像が鮮明となる。 Here, a description will be given of the operation in which the usable gradation of the displayed image is increased by the liquid crystal light valve 40 and a clear image is displayed.
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a case where a certain projection image is divided into four.
In the image shown in FIG. 2, in the area A1, the highest luminance part is the sun part and the lowest luminance part is the ground part. In the area A2, the highest luminance part is an empty part and the lowest luminance part is a ground part. In area A3, the car window is the highest luminance part and the ground is the lowest luminance part. In the area A4, the leaf portion is the highest luminance portion and the ground is the lowest luminance portion.
Therefore, the region A1 in the brightness of the sun, the area A2 in the sky brightness, the brightness of the window in the region A3, may be a maximum output brightness of the foliage in the area A4, above the brightness of illumination in each area The brightness can be changed to a brightness that can be expressed.
When the brightness of illumination in each region is changed, the gradation that can be used in the dynamic range determined by the maximum brightness and the minimum brightness increases, and the image becomes clear.

図３（ａ）は、ミラーデバイスの各領域における照明の輝度を変えないときの画素値と出力値との関係を示す図である。図３（ｂ）は、各領域における照明の輝度を変えたときの画素値と出力値との関係を示す図である。
図３（ａ）、（ｂ）において、画素値が最大値の場合には、ミラーデバイス３０のマイクロミラーにおける入射光の反射率は１００％とし、画素値が０の場合には、入射光の反射率は０％となっている。 FIG. 3A is a diagram illustrating a relationship between a pixel value and an output value when the luminance of illumination in each region of the mirror device is not changed. FIG. 3B is a diagram illustrating the relationship between the pixel value and the output value when the luminance of illumination in each region is changed.
3A and 3B, when the pixel value is the maximum value, the reflectance of the incident light at the micromirror of the mirror device 30 is 100%, and when the pixel value is 0, the incident light The reflectance is 0%.

まず、図３（ａ）に示すように、ミラーデバイス３０の各領域における照明光の出力（輝度）を変えないときには、ある画像における画素値がｉ１からｉ２であるとすると、出力値はｏ１からｏ２となる。表示される画像の階調は、画素値ｉ１からｉ２の間の階調、図３（ａ）においては３階調と同じであり、画素値ｉ２からｍａｘまでの階調は使用することができない。
一方、図３（ｂ）に示すように、ミラーデバイス３０の各領域における照明光の出力（輝度）を出力の最大値ｏ２と等しい輝度に変えた場合、図３（ａ）の場合と同様にｏ１からｏ２までの出力を得るためには、画素値としてｉ１からｍａｘ（マイクロミラーの反射率を１００％とする値）を用いることになる。つまり、入力側である画素値のダイナミックレンジが広がり、使用できる階調が増加する。その結果として、表示される画像の階調も増加し、画像が鮮明となる。 First, as shown in FIG. 3A, when the output (luminance) of illumination light in each region of the mirror device 30 is not changed, assuming that the pixel value in a certain image is i1 to i2, the output value is from o1. the o2. The gradation of the displayed image is the same as the gradation between the pixel values i1 and i2, and the three gradations in FIG. 3A, and the gradation between the pixel values i2 and max cannot be used. .
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the illumination light output (luminance) in each region of the mirror device 30 is changed to a luminance equal to the maximum output value o2, as in FIG. In order to obtain an output from o1 to o2, i1 to max (a value in which the reflectance of the micromirror is 100%) is used as the pixel value. That is, the dynamic range of the pixel value on the input side is expanded, and usable gradations are increased. As a result, the gradation of the displayed image increases, and the image becomes clear.

次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図４は本実施形態における投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
本実施形態では、図４に示すように、例えばＰＣや、ＤＶＤ、ＴＶアンテナから出力されたアナログ信号である映像信号がＡ／Ｄ変換部８１に入力され、デジタル信号に変換されて制御部８２に入力される。
なお、投射型表示装置に入力される映像信号がデジタル信号である場合には、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部８１は不要となり、制御部８２へ直接デジタル信号を入力してもよい。また、投射型表示装置に入力される映像信号が、例えばＭＰＥＧ２などの圧縮されたデータの場合、Ａ／Ｄ変換部８１の代わりに圧縮データをデコードするデコーダ部を備え、デコーダ部に圧縮信号を入力してもよいし、制御部８２にデコード機能を持たせ、制御部８２に圧縮信号を入力してもよい。 Next, a driving method of the projection display device of this embodiment will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device according to this embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, for example, a video signal that is an analog signal output from a PC, a DVD, or a TV antenna is input to an A / D converter 81 and converted into a digital signal to be converted into a controller 82. It is input to.
When the video signal input to the projection display device is a digital signal, the A / D conversion unit 81 that converts the analog signal into a digital signal is not necessary, and the digital signal is directly input to the control unit 82. Also good. In addition, when the video signal input to the projection display device is compressed data such as MPEG2, for example, a decoder unit for decoding the compressed data is provided instead of the A / D conversion unit 81, and the compressed signal is supplied to the decoder unit. Alternatively, the control unit 82 may have a decoding function, and the control unit 82 may input a compressed signal.

また、投射型表示装置には、周囲の環境の明るさを検知する光センサからなる測定素子９５が備えられている。測定素子９５としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いることができ、環境の明るさに応じて信号を出力することができる。測定素子９５から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部９６を介して制御部８２に入力される。
なお、測定素子９５と制御部８２との間には、前述のようにＡ／Ｄ変換部９６を配置してもよいし、配置しなくてもよい。 In addition, the projection display device is provided with a measuring element 95 including an optical sensor that detects the brightness of the surrounding environment. As the measuring element 95, for example, a charge coupled device (CCD) can be used, and a signal can be output according to the brightness of the environment. A signal output from the measuring element 95 is input to the control unit 82 via the A / D conversion unit 96.
Note that the A / D conversion unit 96 may or may not be disposed between the measuring element 95 and the control unit 82 as described above.

制御部８２では、入力された映像信号および測定素子９５の出力から、映像信号に対応した液晶ライトバルブ４０における領域ごとの光透過率の制御信号値と、ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号値と、を決定する。
液晶ライトバルブ４０の光透過率の制御信号（デジタル信号）は、Ｄ／Ａ変換部８３に入力され、アナログ信号の制御信号に変換される。制御信号（アナログ信号）は、パネルドライバ３９に入力され、パネルドライバ３９は、制御信号に基づき液晶ライトバルブ４０の各領域における光透過率を制御する。 In the control unit 82, the control signal value of the light transmittance for each region in the liquid crystal light valve 40 corresponding to the video signal and the modulation for each micro mirror of the mirror device 30 are calculated from the input video signal and the output of the measuring element 95. A control signal value to be controlled is determined.
The light transmittance control signal (digital signal) of the liquid crystal light valve 40 is input to the D / A converter 83 and converted into an analog signal. The control signal (analog signal) is input to the panel driver 39, and the panel driver 39 controls the light transmittance in each region of the liquid crystal light valve 40 based on the control signal.

ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号（デジタル信号）は、ミラーデバイスドライバ２９に入力され、ミラーデバイスドライバ２９は制御信号に基づき、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調などによりミラーデバイス３０の各マイクロミラーを制御する。
また、制御部８２は、カラーホイール４５の回転位相と、ミラーデバイス３０の制御の同期をとるため、カラーホイール駆動部４４に同期信号を出力している。 A control signal (digital signal) for controlling the modulation of each micromirror of the mirror device 30 is input to the mirror device driver 29. The mirror device driver 29 is based on the control signal and performs the mirror device 30 by PWM (Pulse Width Modulation) modulation or the like. to control each micro-mirror.
Further, the control unit 82 outputs a synchronization signal to the color wheel driving unit 44 in order to synchronize the rotation phase of the color wheel 45 and the control of the mirror device 30.

上記の構成によればミラーデバイス３０への入射光を、液晶ライトバルブ４０により、投射画像の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に対応する領域ごとに、各領域における最高輝度に基づいて調光することができる。そのため、各領域におけるダイナミックレンジ中で使用できる階調が増加し、画像を鮮明にすることができる。   According to the above configuration, the light incident on the mirror device 30 is dimmed by the liquid crystal light valve 40 on the basis of the maximum luminance in each region for each region corresponding to the regions A1, A2, A3, and A4 of the projection image. be able to. Therefore, the gradation that can be used in the dynamic range in each region increases, and the image can be sharpened.

液晶ライトバルブ４０は、印加される電圧を制御することにより、液晶ライトバルブ４０を透過する光の割合（光透過率）を略０％から略１００％まで連続的に制御することができる。そのため、ミラーデバイス３０に入射する光をきめ細かく調光することができ、投射される画像をより鮮明にすることができる。   The liquid crystal light valve 40 can continuously control the ratio of light transmitted through the liquid crystal light valve 40 (light transmittance) from approximately 0% to approximately 100% by controlling the applied voltage. Therefore, the light incident on the mirror device 30 can be finely adjusted, and the projected image can be made clearer.

測定素子９５の出力に基づいて液晶ライトバルブ４０およびミラーデバイス３０を制御しているため、明るい環境の時には投射される画像を明るくし、暗い環境の時には投射される画像を暗くなるように制御することができる。そのため、投射型表示装置は周囲の明るさに対して、明るすぎず暗すぎない画像を投射することができ、視聴者に対して見やすい画像を投射することができる。   Since the liquid crystal light valve 40 and the mirror device 30 are controlled based on the output of the measuring element 95, the projected image is brightened in a bright environment, and the projected image is darkened in a dark environment. be able to. Therefore, the projection display device can project an image that is neither too bright nor too dark with respect to the surrounding brightness, and can project an image that is easy to see for the viewer.

なお、上述のように、液晶ライトバルブ４０により、照明装置１から入射された白色光の調光を行ってもよいし、液晶ライトバルブ４０と同様に駆動電圧により光透過率を制御できるエレクトロクロミックガラスにより調光を行ってもよい。   As described above, the liquid crystal light valve 40 may adjust the white light incident from the illumination device 1, and the electrochromic whose light transmittance can be controlled by the driving voltage as in the liquid crystal light valve 40. it may be carried out more dimming glass.

なお、投射型表示装置には、上述のように、測定素子９５を設けて周囲の明るさに応じて液晶ライトバルブ４０およびミラーデバイス３０を制御してもよいし、測定素子９５の代わりに視聴者が好みにより投射される画像の明るさを指示する入力部を備え、入力部からの信号に基づいて液晶ライトバルブ４０およびミラーデバイス３０を制御してもよい。   As described above, the projection type display device may be provided with the measuring element 95 to control the liquid crystal light valve 40 and the mirror device 30 according to the ambient brightness. A person may include an input unit that instructs the brightness of an image projected according to his / her preference, and may control the liquid crystal light valve 40 and the mirror device 30 based on a signal from the input unit.

なお、投射型表示装置に入力される映像信号（アナログ信号）は、上述のように、Ａ／Ｄ変換部８１に直接入力されてもよいし、外部のＰＣや専用コンバータなどの画像出力機器（制御部）に入力させて、ミラーデバイス３０を制御する制御信号を画像出力機器において算出し、映像信号をＡ／Ｄ変換部８１に入力し、制御信号を制御部８２に入力させてもよい。
この構成によれば、投射型表示装置よりもスペースの制約が少ない外部の画像出力機器に制御部８２より複雑、大型な回路を配置することができ、それにより複雑な演算アルゴリズムによるきめ細かな階調制御を行うことができる。 Note that the video signal (analog signal) input to the projection display device may be directly input to the A / D conversion unit 81 as described above, or an image output device (such as an external PC or a dedicated converter). A control signal for controlling the mirror device 30 may be calculated in the image output device, a video signal may be input to the A / D converter 81, and a control signal may be input to the controller 82.
According to this configuration, it is possible to dispose a complicated and large circuit from the control unit 82 in an external image output device that has less space restrictions than the projection display device, and thereby fine gradation by a complicated arithmetic algorithm. control can be performed.

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図５および図６を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、照明装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図５および図６を用いて照明装置周辺のみを説明し、ミラーデバイス等の説明を省略する。
図５は、本実施の形態に係る投射型表示装置の概略を示す図である。
照明装置１０１は、図５に示すように、照明光としての白色光を射出するＬＥＤアレイ（光源、固体光源アレイ）１１０と、白色光の照度分布を均一化するインテグレータレンズ２１、２２と、から構成されている。ＬＥＤアレイ１１０は白色光を射出するＬＥＤ（固体光源、発光ダイオード）１１１（図６参照）を平面状に配置して構成されている。
また、ＬＥＤアレイ１０１は、投射画像を４つに分割した領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４（図２参照）に対応する４つの領域ごとに射出する白色光の光量を制御できるように構成されている。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection display device in the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the illumination device is different from that of the first embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the illumination device will be described with reference to FIGS. 5 and 6, and description of the mirror device and the like will be omitted.
FIG. 5 is a diagram schematically showing the projection display device according to the present embodiment.
Lighting device 101, as shown in FIG. 5, LED array (light source, solid-state light source array) for emitting white light as the illumination light 110, and integrator lenses 21 and 22 to equalize the illuminance distribution of the white light, from It is configured. The LED array 110 is configured by arranging LEDs (solid light sources, light emitting diodes) 111 (see FIG. 6) that emit white light in a planar shape.
Furthermore, LED array 101 is configured to be able to control the light amount of the white light emitted in each of the four areas corresponding to the region A1 obtained by dividing the projected images into four, A2, A3, A4 (see FIG. 2) there.

次に、上記の構成からなる投射型表示装置における作用について説明する。
照明装置１０１のＬＥＤアレイ１１０から射出された照明光（白色光）は、図５に示すように、第１のインテグレータレンズ２１に入射する。
第１のインテグレータレンズ２１に入射された照明光は、第１のインテグレータレンズ２１および第２のインテグレータレンズ２２によりミラーデバイス３０においてその照度分布が均一化するように重畳される。
以後の作用については第１の実施の形態と同様であるので、図５を示して、その説明を省略する。 Next, the operation of the projection display device having the above configuration will be described.
The illumination light (white light) emitted from the LED array 110 of the illumination device 101 is incident on the first integrator lens 21 as shown in FIG.
The illumination light incident on the first integrator lens 21 is superimposed by the first integrator lens 21 and the second integrator lens 22 so that the illuminance distribution is uniformized in the mirror device 30.
Since the subsequent operation is the same as that of the first embodiment, FIG. 5 is shown and the description thereof is omitted.

次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図６は本実施形態における投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
本実施形態では、図６に示すように、アナログ信号である映像信号がＡ／Ｄ変換部８１に入力され、デジタル信号に変換されて制御部８２に入力される。
制御部８２では、入力された映像信号および測定素子９５の出力から、映像信号に対応したＬＥＤアレイ１１０における領域ごとの射出される光量を制御する制御信号値と、ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号値と、を決定する。
ＬＥＤアレイ１１０の光量制御信号（デジタル信号）は、ＬＥＤ電源制御部８５に入力され、ＬＥＤ電源制御部８５は、ＬＥＤドライバ１０９を介して、ＬＥＤアレイ１１０における領域ごとに供給電圧を制御して、領域ごとに射出される光量を制御する。 Next, a driving method of the projection display device of this embodiment will be described.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device according to this embodiment.
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a video signal that is an analog signal is input to the A / D conversion unit 81, converted into a digital signal, and input to the control unit 82.
In the control unit 82, a control signal value for controlling the amount of light emitted for each region in the LED array 110 corresponding to the video signal, and each micromirror of the mirror device 30 from the input video signal and the output of the measuring element 95. A control signal value for controlling the modulation is determined.
The light amount control signal (digital signal) of the LED array 110 is input to the LED power supply control unit 85, and the LED power supply control unit 85 controls the supply voltage for each region in the LED array 110 via the LED driver 109. The amount of light emitted for each area is controlled.

ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号（デジタル信号）は、ミラーデバイスドライバ２９に入力され、ミラーデバイスドライバ２９は制御信号に基づき、ＰＷＭ変調などによりミラーデバイス３０の各マイクロミラーを制御する。
また、制御部８２は、カラーホイール４５の回転位相と、ミラーデバイス３０の制御の同期をとるため、カラーホイール駆動部４４に同期信号を出力している A control signal (digital signal) for controlling the modulation of each micromirror of the mirror device 30 is input to the mirror device driver 29. The mirror device driver 29 controls each micromirror of the mirror device 30 by PWM modulation or the like based on the control signal. Control.
The control unit 82 outputs a synchronization signal to the color wheel driving unit 44 in order to synchronize the rotation phase of the color wheel 45 and the control of the mirror device 30.

上記の構成によれば、ＬＥＤアレイ１１０の領域ごとに供給電圧を制御することにより、各領域のＬＥＤ１１１から射出される光の光量を制御することができる。そのため、光を遮って調光していないので、照明装置１０１から射出された光の利用効率を向上させることができ、投射型表示装置の消費電力低減を図ることができる。
また、例えば照明装置１０１とミラーデバイス３０との間に調光素子などを配置しなくても、ミラーデバイス３０に入射する入射光を領域ごとに調光することができ、投射型表示装置の小型化を図ることができる。
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、照明装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図７および図８を用いて照明装置周辺のみを説明し、ミラーデバイス等の説明を省略する。
図７は、本実施の形態に係る投射型表示装置の概略を示す図である。
照明装置１０１は、図７に示すように、照明光としての白色光を射出するＬＥＤアレイ１１０と、白色光の照度分布を均一化するインテグレータレンズ２１、２２と、から構成されている。ＬＥＤアレイ１１０は白色光を射出するＬＥＤ１１１（図８参照）を平面状に配置して構成されている。 According to said structure, the light quantity of the light inject | emitted from LED111 of each area | region can be controlled by controlling a supply voltage for every area | region of the LED array 110. FIG. Therefore, since light is not blocked and dimmed, the utilization efficiency of the light emitted from the lighting device 101 can be improved, and the power consumption of the projection display device can be reduced.
Further, for example, without placing such light control device between the illumination device 101 and the mirror device 30, the light incident on the mirror device 30 can be dimmed for each area, a small projection display device Can be achieved.
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection type display device in this embodiment is the same as the first embodiment, the first embodiment, a structure of the illumination device is different. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the illumination device will be described with reference to FIGS. 7 and 8, and description of the mirror device and the like will be omitted.
FIG. 7 is a diagram showing an outline of the projection display device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7, the illumination device 101 includes an LED array 110 that emits white light as illumination light, and integrator lenses 21 and 22 that uniformize the illuminance distribution of the white light. The LED array 110 is configured by arranging LEDs 111 (see FIG. 8) that emit white light in a planar shape.

次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図８は本実施形態における投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
本実施の形態における投射型表示装置の駆動方法は、第１の実施の形態と比較して、液晶ライトバルブ４０およびＬＥＤアレイ１１０により調光制御している点が異なっている。よって、図８を参照しながら液晶ライトバルブ４０およびＬＥＤアレイ１１０の駆動方法を中心に説明する。
本実施形態では、図８に示すように、映像信号がＡ／Ｄ変換部８１を介して制御部８２に入力される。
制御部８２では、映像信号および測定素子９５の出力から、映像信号に対応したＬＥＤアレイ１１０における領域ごとの射出される光量を制御する制御信号値と、映像信号に対応した液晶ライトバルブ４０における領域ごとの光透過率の制御信号値と、ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号値と、を決定する。 Next, a driving method of the projection display device of this embodiment will be described.
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device according to this embodiment.
The driving method of the projection display device according to the present embodiment is different from the first embodiment in that dimming control is performed by the liquid crystal light valve 40 and the LED array 110. Therefore, the driving method of the liquid crystal light valve 40 and the LED array 110 will be mainly described with reference to FIG.
In the present embodiment, the video signal is input to the control unit 82 via the A / D conversion unit 81 as shown in FIG.
In the control unit 82, the control signal value for controlling the amount of light emitted for each region in the LED array 110 corresponding to the video signal from the output of the video signal and the measuring element 95, and the region in the liquid crystal light valve 40 corresponding to the video signal A control signal value for each light transmittance and a control signal value for controlling modulation for each micromirror of the mirror device 30 are determined.

液晶ライトバルブ４０の光透過率の制御信号は、Ｄ／Ａ変換部８３を介してパネルドライバ３９に入力され、パネルドライバ３９は、制御信号に基づき液晶ライトバルブ４０の各領域における光透過率を制御する。
ＬＥＤアレイ１１０の光量制御信号はＬＥＤ電源制御部８５に入力され、ＬＥＤ電源制御部８５は、ＬＥＤドライバ１０９を介して、ＬＥＤアレイ１１０における領域ごとに供給電圧を制御して、領域ごとにＬＥＤ１１１から射出される光量を制御する。
ミラーデバイス３０の駆動方法、カラーホイール４５の駆動方法については、第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。 The control signal for the light transmittance of the liquid crystal light valve 40 is input to the panel driver 39 via the D / A converter 83, and the panel driver 39 determines the light transmittance in each region of the liquid crystal light valve 40 based on the control signal. Control.
The light amount control signal of the LED array 110 is input to the LED power supply control unit 85, and the LED power supply control unit 85 controls the supply voltage for each region in the LED array 110 via the LED driver 109, and from the LED 111 for each region. Controls the amount of light emitted.
Since the driving method of the mirror device 30 and the driving method of the color wheel 45 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

上記の構成によれば、まず、ＬＥＤアレイ１１０の領域ごとに射出される光量を調光し、その後液晶ライトバルブ４０によりさらに小さな領域ごとに透過する光量を調光することができる。
そのため、調光可能な領域の大きさに制限のあるＬＥＤアレイ１１０のみによる調光と比較して、液晶ライトバルブ４０も用いることにより、さらに小さな領域ごとに階調を制御することができ、画像を鮮明にすることができる。 According to the above configuration, first, the amount of light emitted for each region of the LED array 110 can be dimmed, and then the amount of light transmitted through each smaller region can be dimmed by the liquid crystal light valve 40.
Therefore, compared to the dimming only by the LED array 110 having a limited size of the dimmable area, the liquid crystal light valve 40 can be used to control the gradation for each smaller area. Can be clarified.

また、液晶ライトバルブ４０のみによる調光と比較して、光源（ＬＥＤアレイ１１０）自体による調光も用いることにより、液晶ライトバルブ４０により遮光される光量を減らすことができる。そのため、ＬＥＤアレイ１１０から射出された光の利用効率を向上させることができ、投射型表示装置の消費電力を削減することができる。   In addition, the amount of light blocked by the liquid crystal light valve 40 can be reduced by using the light control by the light source (LED array 110) itself as compared with the light control by the liquid crystal light valve 40 alone. Therefore, the utilization efficiency of the light emitted from the LED array 110 can be improved, and the power consumption of the projection display device can be reduced.

また、ミラーデバイス３０への入射光を、液晶ライトバルブ４０およびＬＥＤアレイ１１０を用いて２段階に調光することができる。そのため、各領域におけるダイナミックレンジ中で使用できる階調の増加をきめ細かく制御することができ、画像を鮮明にすることができる。
〔第３の実施形態の変形例〕
次に、本発明における第３の実施形態の変形例について図９および図１０を参照して説明する。
本変形例における投射型表示装置の基本構成は、第３の実施の形態と同様であるが、第３の実施の形態とは、照明装置の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図９および図１０を用いて照明装置周辺のみを説明し、ミラーデバイス等の説明を省略する。
図９は、本変形例に係る投射型表示装置の概略を示す図である。
照明装置１０２は、図９に示すように、照明光としての白色光を射出するランプアレイ１５０と、白色光の照度分布を均一化するインテグレータレンズ２１、２２と、から構成されている。ランプアレイ（光源）１５０は白色光を射出するランプ（光源）１５１を平面状に配置して構成されている。 In addition, light incident on the mirror device 30 can be dimmed in two stages using the liquid crystal light valve 40 and the LED array 110. Therefore, it is possible to finely control the increase in gradation that can be used in the dynamic range in each region, and the image can be sharpened.
[Modification of Third Embodiment]
Next, a modification of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The basic configuration of the projection display device in this modification is the same as that of the third embodiment, but the configuration of the illumination device is different from that of the third embodiment. Therefore, in this embodiment, only the periphery of the lighting device will be described with reference to FIGS. 9 and 10, and description of the mirror device and the like will be omitted.
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a projection display device according to this modification.
As shown in FIG. 9, the illumination device 102 includes a lamp array 150 that emits white light as illumination light, and integrator lenses 21 and 22 that uniformize the illuminance distribution of the white light. The lamp array (light source) 150 is configured by arranging lamps (light sources) 151 that emit white light in a planar shape.

次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図１０は本実施形態における投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
本実施の形態における投射型表示装置の駆動方法は、第３の実施の形態と比較して、液晶ライトバルブ４０およびランプアレイ１５０により調光制御している点が異なっている。よって、図１０を参照しながら液晶ライトバルブ４０およびランプアレイ１５０の駆動方法を中心に説明する。
本実施形態では、図１０に示すように、映像信号がＡ／Ｄ変換部８１を介して制御部８２に入力される。
制御部８２では、映像信号および測定素子９５の出力から、映像信号に対応したランプアレイ１５０における領域ごとの射出される光量を制御する制御信号値と、映像信号に対応した液晶ライトバルブ４０における領域ごとの光透過率の制御信号値と、ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号値と、を決定する。 Next, a driving method of the projection display device of this embodiment will be described.
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the drive circuit of the projection display device according to this embodiment.
The driving method of the projection display device according to the present embodiment is different from the third embodiment in that dimming control is performed by the liquid crystal light bulb 40 and the lamp array 150. Therefore, the driving method of the liquid crystal light bulb 40 and the lamp array 150 will be mainly described with reference to FIG.
In the present embodiment, the video signal is input to the control unit 82 via the A / D conversion unit 81 as shown in FIG.
In the control unit 82, the control signal value for controlling the amount of light emitted for each region in the lamp array 150 corresponding to the video signal from the output of the video signal and the measuring element 95, and the region in the liquid crystal light valve 40 corresponding to the video signal A control signal value for each light transmittance and a control signal value for controlling modulation for each micromirror of the mirror device 30 are determined.

液晶ライトバルブ４０の光透過率の制御信号は、Ｄ／Ａ変換部８３を介してパネルドライバ３９に入力され、パネルドライバ３９は、制御信号に基づき液晶ライトバルブ４０の各領域における光透過率を制御する。
ランプアレイ１５０の光量制御信号はランプ電源制御部８６に入力され、ランプ電源制御部８６は、ランプドライバ１４９を介して、ランプアレイ１５０における領域ごとに供給電圧を制御して、領域ごとにランプ１５１から射出される光量を制御する。
ミラーデバイス３０のマイクロミラーごとの変調を制御する制御信号は、ランプ１５１に供給される電圧により変化する波長分布の影響を補正するため、供給電圧に応じた色テーブル８７に基づいて決定されている。このような制御を行うことで、表示される画像の色バランスを一定に保つことができる。
上記の構成によれば、まず、ランプアレイ１５０の領域ごとに射出される光量を調光し、その後液晶ライトバルブ４０によりさらに小さな領域ごとに透過する光量を調光することができる。
そのため、調光可能な領域の大きさに制限のあるランプアレイ１５０のみによる調光と比較して、液晶ライトバルブ４０も用いることにより、さらに小さな領域ごとに階調を制御することができ、画像を鮮明にすることができる。 The control signal for the light transmittance of the liquid crystal light valve 40 is input to the panel driver 39 via the D / A converter 83, and the panel driver 39 determines the light transmittance in each region of the liquid crystal light valve 40 based on the control signal. Control.
The light amount control signal of the lamp array 150 is input to the lamp power control unit 86, and the lamp power control unit 86 controls the supply voltage for each region in the lamp array 150 via the lamp driver 149, and the lamp 151 for each region. Controls the amount of light emitted from.
The control signal for controlling the modulation for each micromirror of the mirror device 30 is determined based on the color table 87 corresponding to the supply voltage in order to correct the influence of the wavelength distribution that changes depending on the voltage supplied to the lamp 151. . By performing such control, the color balance of the displayed image can be kept constant.
According to the above configuration, first, the amount of light emitted for each region of the lamp array 150 can be dimmed, and then the amount of light transmitted through each smaller region can be dimmed by the liquid crystal light valve 40.
Therefore, compared to dimming by only the lamp array 150 having a limited size of the dimmable area, the liquid crystal light valve 40 is also used, so that gradation can be controlled for each smaller area. Can be clarified.

また、液晶ライトバルブ４０のみによる調光と比較して、光源（ランプアレイ１５０）自体による調光も用いることにより、液晶ライトバルブ４０により遮光される光量を減らすことができる。そのため、ランプアレイ１５０から射出された光の利用効率を向上させることができ、投射型表示装置の消費電力を削減することができる。   In addition, the amount of light blocked by the liquid crystal light valve 40 can be reduced by using the light control by the light source (lamp array 150) itself as compared with the light control by the liquid crystal light valve 40 alone. Therefore, the utilization efficiency of the light emitted from the lamp array 150 can be improved, and the power consumption of the projection display device can be reduced.

また、ミラーデバイス３０への入射光を、液晶ライトバルブ４０およびランプアレイ１５０を用いて２段階に調光することができる。そのため、各領域におけるダイナミックレンジ中で使用できる階調の増加をきめ細かく制御することができ、画像を鮮明にすることができる。   In addition, light incident on the mirror device 30 can be dimmed in two stages using the liquid crystal light bulb 40 and the lamp array 150. Therefore, it is possible to finely control the increase in gradation that can be used in the dynamic range in each region, and the image can be sharpened.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、照明装置として白色光を射出するＬＥＤを用い、白色光をカラーホイールにてＲＧＢの色光に変換する構成に適応して説明したが、この白色ＬＥＤとカラーホイールとより構成されているものに限られることなく、ＲＧＢの各色光を射出するＬＥＤからなる照明装置で直接ＲＧＢの色光を射出する構成など、その他各種の構成に適応することができるものである。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, an LED that emits white light as a lighting device is described adapted to white light at a color wheel configured to convert the RGB color light, the white LED and a color wheel When the present invention is not limited to those that are more configuration, etc. can be emitted directly RGB color light illumination apparatus comprising a LED for emitting color light of RGB, those that can be adapted to other various configurations.

本発明による実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。It is the schematic of the projection type display apparatus which concerns on embodiment by this invention. 本発明における投射画像を４つに分割した場合を示す概念図である。The case of dividing a projection image according to the present invention in four is a conceptual diagram showing. 本発明における画素値と出力値との関係を示す図である。It is a diagram showing a relationship between the pixel value and the output value in the present invention. 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。Same, it is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of the projection type display device. 本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。It is the schematic of the projection type display apparatus which concerns on another embodiment by this invention. 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。Same, it is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of the projection type display device. 本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。It is the schematic of the projection type display apparatus which concerns on another embodiment by this invention. 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。Same, it is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of the projection type display device. 同、変形例に係る投射型表示装置の概略図である。Same, it is a schematic view of a projection type display apparatus according to a modification. 同、投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。Same, it is a block diagram showing a configuration of a driving circuit of the projection type display device.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・光源、 １１・・・ランプ、 ３０・・・ミラーデバイス、 ４０・・・液晶ライトバルブ（調光手段、液晶パネル）、 ７０・・・投射レンズ（投射手段）、 １１０・・・ＬＥＤアレイ（光源、固体光源アレイ）、 １１１・・・ＬＥＤ（固体光源、発光ダイオード）、 １５０・・・ランプアレイ（光源）、 １５１・・・ランプ（光源）

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Light source, 11 ... Lamp, 30 ... Mirror device, 40 ... Liquid crystal light valve (light control means, liquid crystal panel), 70 ... Projection lens (projection means), 110 ... LED array (light source, solid light source array), 111 ... LED (solid light source, light emitting diode), 150 ... lamp array (light source), 151 ... lamp (light source)

Claims (10)

光を射出する光源と、前記光源から入射された光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有し、
前記ミラーデバイスに入射する入射光を複数領域に分割し、分割した領域ごとに前記入射光を調光する調光手段が備えられていることを特徴とする投射型表示装置。 A light source that emits light, a mirror device that temporally modulates the incident light by controlling an emission direction of the light incident from the light source, and a projection unit that projects the modulated light,
A projection-type display device comprising: a dimming unit configured to divide incident light incident on the mirror device into a plurality of regions and dim the incident light for each of the divided regions. 前記調光手段が、前記分割した領域ごとに前記入射光を調光する液晶パネルを有することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein the light control unit includes a liquid crystal panel that controls the incident light for each of the divided regions. 前記調光手段が、前記分割した領域ごとに前記入射光を調光するエレクトロクロミックガラスを有することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein the light control unit includes an electrochromic glass that controls the incident light for each of the divided regions. 前記光源が、光を射出する固体光源を複数配列した固体光源アレイであって、
前記固体光源アレイを複数の領域に分割し、前記調光手段が、分割した領域ごとに前記固体光源への供給電圧または供給電流を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投射型表示装置。 The light source is a solid light source array in which a plurality of solid light sources emitting light are arranged,
4. The solid-state light source array is divided into a plurality of regions, and the light control means has a control unit that controls a supply voltage or a supply current to the solid-state light source for each of the divided regions. The projection type display device according to any one of the above. 前記固体光源が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項４記載の投射型表示装置。   The solid-state light source is a projection type display apparatus according to claim 4, wherein the light-emitting diodes. 前記光源が、光を射出するランプを複数配列したランプアレイであって、
前記ランプアレイを複数の領域に分割し、前記調光手段が、分割された領域ごとに前記ランプへの供給電圧または供給電流を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の投射型表示装置。 The light source is a lamp array in which a plurality of lamps emitting light are arranged,
4. The lamp array according to claim 1, wherein the lamp array is divided into a plurality of areas, and the light control means has a control unit for controlling a supply voltage or a supply current to the lamp for each of the divided areas. Any one of the projection type display apparatuses. 前記ランプへの供給電圧または供給電流を段階的に制御し、
前記供給電圧または前記供給電流に応じて、前記ミラーデバイスの駆動制御に用いる色テーブルを変えることを特徴とする請求項６記載の投射型表示装置。 Stepwise control the supply voltage or supply current to the lamp,
The projection display device according to claim 6, wherein a color table used for driving control of the mirror device is changed according to the supply voltage or the supply current. 前記入射光の調光と、前記ミラーデバイスによる変調とが、当該装置内に設けられた制御部により制御されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の投射型表示装置。   The projection display device according to claim 1, wherein dimming of the incident light and modulation by the mirror device are controlled by a control unit provided in the device. 前記入射光の調光と、前記ミラーデバイスによる変調とが、当該装置外に設けられた制御部により制御されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の投射型表示装置。   The projection display apparatus according to claim 1, wherein dimming of the incident light and modulation by the mirror device are controlled by a control unit provided outside the apparatus. 光を射出する光源と、前記光源から入射された光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有する投射型表示装置の制御方法であって、
前記ミラーデバイスに入射する入射光を複数領域に分割し、各領域における画素の最大出力値に基づいて、領域ごとに前記入射光を調光することを特徴とする投射型表示装置の制御方法。 A light source for emitting light, and a mirror device which modulates the optical time incident by controlling the emission direction of the light incident from the light source, a projection display apparatus having a projection means for projecting the modulated light, the a control method,
A control method for a projection display device, wherein incident light incident on the mirror device is divided into a plurality of regions, and the incident light is dimmed for each region based on a maximum output value of a pixel in each region.

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