JP2009053720A - 光変調装置、光学表示装置、光変調制御プログラム及び光学表示装置制御プログラム、並びに光変調制御方法及び光学表示装置制御方法 - Google Patents
光変調装置、光学表示装置、光変調制御プログラム及び光学表示装置制御プログラム、並びに光変調制御方法及び光学表示装置制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】投射型表示装置100は、色変調ライトバルブにおける各画素の透過率をHDR表示データの3つの画素データに応じた透過率にそれぞれ短い時間間隔で順次切り換え、一方、色変調ライトバルブの透過率の切り換えタイミングに合わせて(同期して)、これに対応する輝度変調ライトバルブにおける3画素のうち1画素だけを画素データに応じた透過率に設定し残り2画素を不透過(最低透過率)に設定する処理を行うことにより、輝度変調ライトバルブの解像度によってHDR画像のフルカラー表示を行う。
【選択図】図1
Description
光学表示装置のなかでも、液晶プロジェクタ、DLP(登録商標)(Digital Light Processing、TI社の商標)プロジェクタといった投射型表示装置は、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティさや迫力を再現する上で効果的な装置である。この分野では、上記の課題を解決するために、次のような提案がなされている。
非特許文献1および特許文献2記載の発明とも、第1光変調素子としてLCDを、第2光変調素子としてLEDまたは蛍光灯等の変調可能な照明を用いている。
Rp = Tp×Rs …(1)
Tp = T1×T2×G …(2)
ただし、上式(1),(2)において、Rsは光源の輝度、Gはゲインであり、いずれも定数である。また、Tpは、光変調率である。
非特許文献1記載の発明にあっては、2つの光変調素子を用いた場合に高い輝度ダイナミックレンジを実現できることを概念的に説明するにとどまり、HDR表示データに基づいて第1光変調素子および第2光変調素子の各画素の制御値(すなわち、T1およびT2)をどのように決定し、またその制御値を用いてどのように制御するかについてまでは開示されていない。したがって、T1およびT2の決定の仕方及び決定した制御値による制御の仕方によっては画質が劣化するという問題があった。
従って、第2光変調素子における、第1光変調素子の各画素に対応するn個の画素の光伝搬特性を、第1光変調素子の各画素の切換えタイミングに合わせて各画素毎に適切な光伝搬特性に切り換えることによって、第2光変調素子の有する解像度(画素数)の光によって形成される光学像を目的位置に伝達できるという効果が得られる。
ここで、光伝搬特性とは、光の伝搬に影響を与える特性をいい、例えば、光の透過特性、反射特性、屈折特性その他の伝搬特性が含まれる。以下、発明2の光学表示装置、発明12及び13の光変調装置、発明14、24及び25の光変調制御プログラム、発明15の光学表示装置制御プログラム、発明26、37及び38の光変調制御方法、並びに、発明27の光学表示装置制御方法において同じである。
また、第1光変調素子および第2光変調素子により光源の光を2段階に変調するので、比較的高い輝度ダイナミックレンジおよび階調数を実現することができるという効果が得られる。
このような構成であれば、前記第1光伝搬特性制御手段及び第2光伝搬特性制御手段は、表示する画像が静止画像であるきに前記切換制御を行う。
ここで、静止画とは、画像データ自体が静止画である場合に限らず、動画データ中において、ある領域のデータが変化しない場合も静止画として含む。
従って、上記時分割の切換制御によって低下する表示画像の輝度を第1光変調素子の各画素の光伝搬効率を高めることにより補うことができるという効果が得られる。
従って、上記時分割の切換制御によって低下する表示画像の輝度を第2光変調素子の画素の光伝搬効率を高めることにより補うことができるという効果が得られる。
従って、第2光変調素子において、インターレース走査と同様の手順で光の変調処理を行うことができるので、表示解像度が2倍になっても1倍速動作を2回行うことで画像の表示を行うことができるので、回路構成や光学構成の簡易化によるコスト低減ができるという効果が得られる。
また、インターレース信号とのマッチングが良くなるためインターレース映像信号による画像表示時の画質が向上する。
従って、第2光変調素子において、インターレース走査と同様の手順で光の変調処理を行うことができるので、表示解像度が2倍になっても1倍速動作を2回行うことで画像の表示を行うことができるので、回路構成や光学構成の簡易化によるコスト低減ができるという効果が得られる。
また、インターレース信号とのマッチングが良くなるためインターレース映像信号による画像表示時の画質が向上する。
このような構成であれば、第2光変調素子として、従来のカラーフィルタ付きのLCDパネルからカラーフィルタを取り外したものを転用したり、従来のカラーフィルタ付きLCDのカラーフィルタをモノクロフィルタに交換したものを転用したりできるので、コストを低減できるという効果が得られる。
従って、輝度変調光源におけるn個の光源の輝度を、各画素の光伝搬特性の切換えタイミングに合わせて各光源毎に適切な制御パターンに切り換えることによって、輝度変調光源の有する解像度(光源数)の光によって形成される光学像を目的位置に伝達できるという効果が得られる。
また、輝度変調光源は、LED(Light Emitting Diode)、OLED(Organic Light Emitting Diode)、蛍光灯などの輝度を調整可能な光源により構成されたものを含む。以下、発明13の光学表示装置、発明24及び25の光変調制御プログラム、並びに、発明37及び38の光変調制御方法において同じである。
従って、各光源に対応するn個の画素の光伝搬特性を、各光源の切換えタイミングに合わせて適切な制御パターンに切り換えることによって、光変調素子の有する解像度(画素数)の光によって形成される光学像を目的位置に伝達できるという効果が得られる。
また、複数種の制御パターンは、輝度変調光源の各光源の切り換えタイミングに合わせて、所定数の画素を全て光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性とする組み合わせも含む。以下、発明25の光変調制御プログラム及び発明38の光変調制御方法において同じである。
ここで、本発明は、発明5の光学表示装置に適用可能なプログラムであり、これにより発明5の光学表示装置と同等の効果が得られる。
ここで、本発明は、発明7の光学表示装置に適用可能なプログラムであり、これにより発明7の光学表示装置と同等の効果が得られる。
ここで、本発明は、発明8の光学表示装置に適用可能なプログラムであり、これにより発明8の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明1の光変調装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明2の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明3の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明4の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明5の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明6の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明7の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明8の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明9の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明10の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明11の光学表示装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明12の光変調装置と同等の効果が得られる。
これにより、発明13の光変調装置と同等の効果が得られる。
本実施の形態は、本発明に係る光変調装置、光学表示装置、光変調制御プログラムおよび光学表示装置制御プログラム、並びに光変調制御方法および光学表示装置制御方法を、図1に示すように、投射型表示装置100に適用したものである。
図1は、投射型表示装置100の主たる光学構成を示すブロック図である。
投射型表示装置100は、図1に示すように、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等から成る光源10と、光源10からの光の輝度むらを分散し、照射面で一様な照度分布を得るための2枚のフライアイレンズ32a,32bと、フライアイレンズ32a,32bを介して入射した光の波長領域のうちRGB3原色の輝度をそれぞれ変調する色変調部14と、色変調部14から入射した光をリレーレンズ50に効率よく入射させるための入射側レンズ47と、入射側レンズ47を介して入射した光を後述する輝度変調部15にその強度分布をほぼ保存した状態で、かつ光損失を殆ど伴うことなく正確に伝達するためのリレーレンズ50と、リレーレンズ50を介して入射した光の全波長領域の輝度を変調する輝度変調部15と、輝度変調部15から入射した光をスクリーン(不図示)に投射する投射部16とで構成されている。
まず、2枚のフライアイレンズ32a,32bを介して色変調部14に入射した光をダイクロイックミラー44a,44bにより赤色、緑色および青色のRGB3原色に分光するとともに、フィールドレンズ42R,42G,42B1〜42B3およびミラー46a〜46cを介して液晶ライトバルブ40R〜40Bに入射する。そして、分光したRGB3原色の光の輝度を液晶ライトバルブ40R〜40Bによりそれぞれ変調し、変調したRGB3原色の光をダイクロイックプリズム45により集光して入射側レンズ47、リレーレンズ50及び出射側レンズ48を介して液晶ライトバルブ30に入射する。更に、液晶ライトバルブ30により、入射光の全波長領域の輝度を変調し投射部16に出射する。
図2は、表示制御装置200のハードウェア構成を示すブロック図である。
表示制御装置200は、図2に示すように、制御プログラムに基づいて演算およびシステム全体を制御するCPU170と、所定領域にあらかじめCPU170の制御プログラム等を格納しているROM172と、ROM172等から読み出したデータやCPU170の演算過程で必要な演算結果を格納するためのRAM174と、外部装置に対してデータの入出力を媒介するI/F178とで構成されており、これらは、データを転送するための信号線であるバス179で相互にかつデータ授受可能に接続されている。
記憶装置182は、輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを駆動するためのHDR表示データを記憶している。
また、記憶装置182は、色変調ライトバルブ及び輝度変調ライトバルブの制御値を登録した制御値登録テーブルを記憶している。
本実施の形態においては、説明の便宜上、図3(a)に示すように、色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ40R〜40B)の画素面は縦3画素×横4画素から構成されており、図3(b)に示すように、輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ30)の画素面は縦3画素×横12画素から構成されている。つまり、輝度変調ライトバルブの横の解像度が色変調ライトバルブの横の解像度の丁度3倍となっている。
次に、CPU170の構成およびCPU170で実行される処理を説明する。
図4は、表示制御処理を示すフローチャートである。
表示制御処理は、HDR表示データに基づいて輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブの制御値をそれぞれ決定し、決定した制御値に基づいて輝度変調ライトバルブおよび色変調ライトバルブを駆動する処理であって、CPU170において実行されると、図4に示すように、まず、ステップS100に移行するようになっている。
ステップS102では、上記読み出したHDR表示データを解析し、画素値のヒストグラムや、輝度レベルの最大値、最小値および平均値等を算出してステップS104に移行する。ここで、解析結果は、暗めのシーンを明るくしたり、明るすぎるシーンを暗くしたり、中間部コントラストを協調するなどの自動画像補正に使用したり、トーンマッピングに使用したりする。
ここで、図5は、トーンマッピング処理を説明するための図である。
HDR表示データを解析した結果、HDR表示データに含まれる輝度レベルの最小値がSminで、最大値がSmaxであるとする。また、投射型表示装置1の輝度ダイナミックレンジの最小値がDminで、最大値がDmaxであるとする。図5の例では、SminがDminよりも小さく、SmaxがDmaxよりも大きいので、このままでは、HDR表示データを適切に表示することができない。そこで、Smin〜SmaxのヒストグラムがDmin〜Dmaxのレンジに収まるように正規化する。
ステップS106では、輝度変調ライトバルブの解像度に合わせてHDR画像をリサイズ(拡大または縮小)してステップS108に移行する。ここで、HDR画像のアスペクト比を保持したままHDR画像をリサイズする。また、リサイズ方法としては、例えば、平均値法、中間値法、ニアレストネイバー法(最近傍法)が挙げられる。
ステップS110では、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの複数の画素毎にこれら複数画素の透過率T2の組み合わせを決定してステップS112に移行する。本実施の形態においては、色変調ライトバルブの1画素に対して輝度変調ライトバルブの3画素が対応しているので、これら3画素に対応する表示画像データの画素データ(ここでは、画素データa〜cとする)に基づき設定する。例えば、色変調ライトバルブのP11に対応する輝度変調ライトバルブのP34については、A34を表示画像データの対応する画素の輝度情報に応じた透過率T2Aとし、残りのB34及びC34を輝度変調ライトバルブにおける最低の透過率(電圧非印加)とした組み合わせと、B34を表示画像データの対応する画素の輝度情報に応じた透過率T2Bとし、残りのA34及びC34を輝度変調ライトバルブにおける最低の透過率とした組み合わせと、C34を表示画像データの対応する画素の輝度情報に応じた透過率T2Cとし、残りのA34及びB34を輝度変調ライトバルブにおける最低の透過率とした組み合わせとの表示画像データの3画素にそれぞれ対応する3つの組み合わせを決定する。以下、上記した輝度変調ライトバルブの透過率の組み合わせを、透過率T2Aを含むものをT2AS、透過率T2Bを含むものをT2BS、透過率T2Cを含むものをT2CSと称す。
ステップS116では、ライトバルブ駆動装置180によって、色変調ライトバルブの各画素の透過率を上記算出したT1A〜T1Cの各々に所定時間間隔(例えば、1/120秒間隔)で順番に切り替え、一方、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの3画素の透過率を、色変調ライトバルブの各画素の透過率T1A〜T1Cの切り替えタイミングに合わせて、T2AS〜T2CSの各々に順番に切り替えることにより、投影部16を介してHDR画像をスクリーン上に投影し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。ここで、色変調ライトバルブの各画素の透過率の切り替え順番と、これに対応する輝度変調ライトバルブの3画素の透過率の切り替え順番とは、HDR表示データの対応する画素に基づいて決定される。
図6に示すように、ライトバルブ駆動装置180によって、液晶ライトバルブ40R〜40Bの各画素に対して、それぞれHDR表示データの画素aに対応した透過率T1A(R)〜T1A(B)となるように、駆動電圧V1A(R)〜V1A(B)をそれぞれ印加し、一方、輝度変調ライトバルブの対応する3画素(ここでは、画素A〜C)に対して、HDR表示データの画素データaに対応する画素Aについては、透過率T2Aとなるように駆動電圧V2Aを印加し、残りの画素B及び画素Cについては駆動電圧を印加しない。これにより、色変調ライトバルブの画素データa〜cに対応する画素(液晶ライトバルブ40R〜40B)には、透過率T1A(R)〜T1A(B)が設定され、輝度変調ライトバルブの画素Aには透過率T2Aが設定される。ここで、図6中のTdは、液晶の応答にかかる時間を示しており、液晶は電圧を印加してから所望の透過率に変化するまで時間Tdを要する。
また、上記実施の形態においては、輝度変調ライトバルブの横の解像度が色変調ライトバルブの3倍である場合を例として説明したが、これに限らず、輝度変調ライトバルブの縦の解像度が色変調ライトバルブの縦の解像度より高い場合、あるいは、縦と横の解像度がいずれも高い場合でも上記同様の処理によって、輝度変調ライトバルブの解像度でHDR画像のフルカラー表示を実現することが可能である。
なお、動画のように表示画像が変化する場合には、人間の視覚の解像度は相対的に落ちるため、上記一連の表示処理を、静止画像にのみ行うようにしても良い。但し、ここで、静止画とは、画像データ自体が静止画である場合に限らず、動画データ中において、ある領域のデータが変化しない場合も静止画として含む。
上記実施の形態においては、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの複数画素(例えば、3画素)に対する表示内容が全て同じ内容のものであっても、上記同様に色変調ライトバルブの各画素及びこれに対応する輝度変調ライトバルブの複数画素を短い時間間隔で順次切り換える処理を行う。しかし、表示処理のアルゴリズムは上記実施の形態の方法に限定されるものではなく、本変形例1においては、投射型表示装置100に、輝度変調ライトバルブの複数画素に対して表示内容が全て同じであった場合に、透過率の切り換え処理を省略する機能を追加した。また、上記実施の形態においては、短い時間間隔で透過率を時分割で切り換えているため、例えば、3画素に対する透過率を時間間隔1/120秒で時分割に切り換える場合には、これらの画素について表示輝度が1/3に低下してしまう。本変形例1においては、投射型表示装置100に、更に透過率の切り換え処理によって低下する表示輝度を補う機能を追加した。
ここで、図8(a)は、輝度変調ライトバルブの各画素と表示画像データの画素値との対応関係を示す図であり、(b)は、(a)の表示内容に対応した色変調ライトバルブ側の透過率の切換内容を示す図であり、(c)は、(a)の表示内容に対応した輝度変調ライトバルブ側の透過率の切換内容を示す図であり、(d)は、(b)と(c)の切換処理の組み合わせによる表示結果を示す図であり、(e)は、色変調ライトバルブ側において輝度を補う処理を行う一例を示す図であり、(f)は、輝度変調ライトバルブ側において輝度を補う処理を行う一例を示す図である。但し、図8(a)〜(f)は、色変調ライトバルブの1画素に対して、輝度変調ライトバルブの3画素を対応させた場合のものである。
[変形例2]
また、上記実施の形態において、投射型表示装置100は、色変調部14および輝度変調部15を内蔵して構成したが、これに限らず、図9に示すように、投射部16を取り除き、RGB3原色ごとに光の輝度を変調する3板式投射型表示装置310と、3板式投射型表示装置310からの投影光を受ける投光性のフレネルレンズ312と、フレネルレンズ312の出射側に設けかつ光の全波長領域の輝度を変調する直視型の輝度変調パネル314とからなる直視型表示システム300として構成することもできる。
ここで、3板式投射型表示装置310は、3板高温ポリシリコンTFT液晶色パネル投射系であり、その解像度は横18画素×縦12画素である。一方、輝度変調パネル314は、カラーフィルター無し単板輝度アモルファスシリコンTFT液晶表示パネルであり、その解像度は横54×縦12画素である。つまり、輝度変調パネル314の行方向の解像度が3板式投射型表示装置310の行方向の解像度の2倍となっている。従って、本変形例2の直視型表示システム300においても、上記実施の形態と同様にHDR画像の時系列表示処理を行うことが可能である。
近年の液晶表示パネルの分野における技術の発達により、輝度変調パネル314としては、一般的なアモルファスシリコンTFT液晶表示パネルの画素構造をそのまま使用することが可能である。つまり、一般的なアモルファスシリコンTFT液晶表示パネルからカラーフィルタを取り外すか、あるいは、カラーフィルタをモノクロのフィルターに置き換えるだけで利用が可能である。従って、従来の生産ラインをそのまま利用することも可能であり、コスト的に非情に有利となる。つまり、低コストで高画質を実現することが可能である。
上記実施の形態において、投射型表示装置100は、色変調ライトバルブの後段に輝度変調ライトバルブを配置した構成となっているが、これに限らず、図12に示すように、輝度変調ライトバルブを色変調ライトバルブの前段に配置する構成としても良い。
ここで、図12は、投射型表示装置100における輝度変調ライトバルブを色変調ライトバルブの前段に設けた場合の主たる光学構成を示す図である。
本変形例3において、色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ40R〜40B)の画素面は横960画素×縦540画素から構成されており、輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ30)の画素面は横1920画素×縦1080画素から構成されている。つまり、輝度変調ライトバルブの横及び縦の解像度が色変調ライトバルブの横及び縦の解像度の丁度2倍となっている。図12に示す構成の投射型表示装置100において、上記実施の形態と同様の処理を行うことができるが、本変形例3においては、色変調ライトバルブの各画素と輝度変調ライトバルブの隣り合う4画素(横2画素×縦2画素)とが光学的に対応させ、色変調ライトバルブの各画素に対応する輝度変調ライトバルブの4画素に対して上記実施の形態における時系列の表示処理と公知のインターレース走査とを組み合わせた表示処理を行う。以下、図13に基づき、本変形例3におけるHDR画像の表示処理について説明する。図13は、変形例3におけるHDR画像の表示処理の流れを示す図である。
ライトバルブ制御装置180は、入力された制御値に応じて、図13に示すように、色変調ライトバルブの各画素Xの透過率をT1A(R)〜T1A(B)となるように、駆動電圧V1A(R)〜V1A(B)を印加する。一方、V1A(R)〜V1A(B)の印加タイミングに合わせて、輝度変調ライトバルブの対応する画素A〜Dに対して、上記T2ASに応じた印加電圧を印加する。これにより、色変調ライトバルブの各画素Xの透過率はT1A(R)〜T1A(B)に設定され、輝度変調ライトバルブの画素Aの透過率はT2Aに、画素C〜Dは不透過(最低透過率)に設定される。更に、この設定から1/120秒後に、上記同様に、上記T2BSに基づき色変調ライトバルブの各画素Xの透過率をT1B(R)〜T1B(B)に設定し、輝度変調ライトバルブの画素Bの透過率をT2Bに、画素A,C,Dを不透過(最低透過率)に設定し、この設定から1/120秒後に、上記T2CSに基づき色変調ライトバルブの各画素Xの透過率をT1C(R)〜T1C(B)に設定し、輝度変調ライトバルブの画素Cの透過率をT2Cに、画素A,B,Dを不透過(最低透過率)に設定し、この設定から1/120秒後に、上記T2DSに基づき色変調ライトバルブの各画素Xの透過率をT1D(R)〜T1D(B)に設定し、輝度変調ライトバルブの画素Dの透過率をT2Dに、画素A〜Cを不透過(最低透過率)に設定する。
また、本変形例3において、投射型表示装置100は、輝度変調部12および色変調部14を光学的に直接接続して構成したが、これに限らず、図14に示すように、輝度変調部12および色変調部14の間にリレーレンズ50を設けて構成することもできる。
また、上記実施の形態において、色変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ40R〜40B)は、発明1〜10、14〜16、18〜23、26〜28及び30〜35のいずれか1の第1光変調素子に対応する。
また、上記実施の形態において、表示制御装置200による輝度変調ライトバルブ(液晶ライトバルブ40R〜40B)の画素の透過率の時分割切り換え処理は、発明2〜6、9、10、15〜17、19、22及び23のいずれか1の第2光伝搬特性制御手段に対応する。
また、上記実施の形態において、ステップS116は、発明2〜6、9、10、15〜17、19、22及び23のいずれか1の第2光伝搬特性制御手段、または発明27〜29、31、34及び35のいずれか1の第2光伝搬特性切換ステップに対応する。
また、上記実施の形態において、投射型表示装置100は、色変調ライトバルブの各画素を、1つの輝度変調ライトバルブの複数画素に光学的に対応させるようにしたが、これに限らず、色変調ライトバルブの各画素に複数の輝度変調ライトバルブの1画素又は複数画素を光学的に対応させて、上記時系列の表示処理を行うようにしても良い。
また、上記実施の形態において、図7のフローチャートに示す処理を実行するにあたっては、ROM172にあらかじめ格納されている制御プログラムを実行する場合について説明したが、これに限らず、これらの手順を示したプログラムが記憶された記憶媒体から、そのプログラムをRAM174に読み込んで実行するようにしてもよい。
Claims (21)
- 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第1光変調素子より多数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子の1個の画素に対応する前記第2光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して光源からの光を変調して画像を表示する装置であって、
表示画像データのうち1の画素に対応する画素値を、前記第1光変調素子制御用の画素値及び前記第2光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第1光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第2光変調素子制御用の画素値に基づき前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第1光伝搬特性制御手段と、
前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第2光伝搬特性制御手段と、を備えることを特徴とする光学表示装置。 - 前記第1光変調素子の1画素に対応する前記第2光変調素子のn個の画素に対する前記画素値が全て同じ値であるときに、
前記第1光伝搬特性制御手段は、前記第1光変調素子の各画素の光伝搬特性を前記画素値をさらに区分した複数の原始画素値に基づく光伝搬特性に切り換え、且つ、当該切り換えた光伝搬特性を前記n個の画素の制御に応じた時間維持するようになっており、
前記第2光伝搬特性制御手段は、前記第1光変調素子の各画素の切換タイミングに合わせて、前記n個の画素の光伝搬特性を前記画素値に基づく光伝搬特性に切換制御するようになっていることを特徴とする請求項2記載の光学表示装置。 - 前記第1光伝搬特性制御手段及び第2光伝搬特性制御手段は、表示する画像が静止画像であるときに前記切換制御を行うようになっていることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の光学表示装置。
- 前記第1光伝搬特性制御手段は、前記表示画像データに基づき前記第1光変調素子の各画素における前記原始画素値に応じた光伝搬特性を、当該各画素に対応する前記第2光変調素子の画素の光の伝搬効率よりも高い伝搬効率となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の光学表示装置。
- 前記第2光伝搬特性制御手段は、前記表示画像データに基づき前記第2光変調素子における画素の前記第2光変調素子制御用の画素値に応じた光伝搬特性を、当該画素に対応する前記第1光変調素子の画素の光の伝搬効率よりも高い伝搬効率となる特性に切り換えることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の光学表示装置。
- 前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子は共に前記画素がマトリクス状に配列された構成となっており、前記第2光変調素子の画素数が、前記第1光変調素子の画素数に対して行方向及び列方向共に整数倍であり、前記第1光変調素子の各画素毎に、当該画素と前記第2光変調素子のn個の画素とが規則的に且つ光学的に対応していることを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の光学表示装置。
- 異なる複数の波長領域の光に対応した複数の前記第1光変調素子を備え、
前記各第1光変調素子の各画素毎に、当該画素と前記第2光変調素子のn個の画素とが規則的に且つ光学的に対応していることを特徴とする請求項7記載の光学表示装置。 - 前記第2光変調素子の列方向の画素数が、前記第1光変調素子の行方向の画素数の2倍であり、
前記第2光伝搬特性切換手段は、前記第2光変調素子の偶数行及び奇数行のいずれか一方から順番に前記表示画像データの画素値に対応する光伝搬特性の前記切換処理を行い、当該切換処理が行われている間は他方の行の画素の光伝搬特性を光の伝搬効率が最低又は略最低となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項7又は請求項8記載の光学表示装置。 - 前記第2光変調素子の行方向の画素数が、前記第1光変調素子の列方向の画素数の2倍であり、
前記第2光伝搬特性切換手段は、前記第2光変調素子の偶数列及び奇数列のいずれか一方から順番に前記表示画像データの画素値に対応する光伝搬特性の前記切換処理を行い、当該切換処理が行われている間は他方の列の画素の光伝搬特性を光の伝搬効率が最低又は略最低となる特性に切り換えるようになっていることを特徴とする請求項7又は請求項8記載の光学表示装置。 - 前記第2光変調素子は液晶表示素子であることを特徴とする請求項2乃至請求項10のいずれか1項に記載の光学表示装置。
- 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記輝度調整光源のn個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、
前記光変調素子の1画素に対応する前記輝度調整光源のn個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度変調光源のn個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。 - 輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される装置であって、
前記光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の1個の光源に対応する前記光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のn個の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調装置。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第1光変調素子より多数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子の1個の画素に対応する前記第2光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するためのプログラムであって、
表示画像データのうち1の画素に対応する画素値を、前記第1光変調素子制御用の画素値及び前記第2光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第1光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第2光変調素子制御用の画素値に基づき前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第1光伝搬特性制御手段、及び、
前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第2光伝搬特性制御手段として実現される処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする光学表示装置制御プログラム。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記輝度調整光源のn個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定しておき、
前記光変調素子の1画素に対応する前記輝度調整光源のn個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度変調光源のn個の光源の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。 - 輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用されるプログラムであって、
前記光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の1個の光源に対応する前記光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のn個の画素の制御パターンを切り換えるようになっていることを特徴とする光変調制御プログラム。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能で且つ前記第1光変調素子より多数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して光源からの光を変調する光学系に適用される方法あって、
前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子の1個の画素に対応する前記第2光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのいずれかで制御するとともに、前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第1光変調素子と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する第2光変調素子とを備え、前記第1光変調素子の画素と前記第2光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記第1光変調素子及び前記第2光変調素子を介して前記光源からの光を変調して画像を表示する光学表示装置を制御するための方法であって、
表示画像データのうち1の画素に対応する画素値を、前記第1光変調素子制御用の画素値及び前記第2光変調素子制御用の画素値にそれぞれ区分し、前記第1光変調素子制御用の画素値をさらに複数の原始画素値に区分し、
前記第2光変調素子制御用の画素値に基づき前記第2光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記第1光変調素子制御用の各原始画素値に基づいて前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性を時分割に切換制御する第1光伝搬特性制御ステップと、
前記第1光変調素子の画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記第2光変調素子の画素の制御パターンを切換制御する第2光伝搬特性制御ステップとを含むことを特徴とする光学表示装置制御方法。 - 光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子と、輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源とを備え、前記光変調素子の画素と前記輝度調整光源の光源を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
前記輝度調整光源のn個の光源のうちその一部を所定輝度で点灯し残部を非点灯とした制御パターンを複数種設定し、
前記光変調素子の1画素に対応する前記輝度調整光源のn個の光源を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記光変調素子の各画素の光伝搬特性の切換タイミングに合わせて、前記各画素に対応する前記輝度変調光源のn個の光源の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。 - 輝度を独立に調整可能な複数の光源を有する輝度調整光源と、光伝搬特性を独立に制御可能な複数の画素を有する光変調素子とを備え、前記輝度調整光源の光源と前記光変調素子の画素を1:n(nは2以上の整数)で光学的に対応させ、前記光変調素子を介して前記輝度調整光源からの光を変調する光学系に適用される方法であって、
前記光変調素子のn個の画素のうちその一部を所定の光伝搬特性とし残部を光の伝搬効率が最低又は略最低となる光伝搬特性にした制御パターンを複数種設定し、
前記輝度調整光源の1個の光源に対応する前記光変調素子のn個の画素を前記複数種の制御パターンのうちいずれかで制御するとともに、前記輝度調整光源の各光源の輝度の切換タイミングに合わせて、前記各光源に対応する前記光変調素子のn個の画素の制御パターンを切り換えることを特徴とする光変調制御方法。
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