JP4543782B2 - Color wheel reference timing correction method and color wheel reference timing correction device for image display device - Google Patents
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Description
本発明は、スクリーン上にカラー映像を投射するプロジェクタ装置等に適用される画像表示装置に関し、特に、画像表示装置のカラーホイール基準タイミング補正方法及びカラーホイール基準タイミング補正装置に関する。 The present invention relates to an image display device applied to a projector device or the like that projects a color image on a screen, and more particularly to a color wheel reference timing correction method and a color wheel reference timing correction device for an image display device.
プロジェクタ装置等に適用される画像表示装置としては、たとえば、特許文献1、特許文献2、特許文献3に示されるものがある。
As an image display device applied to a projector device or the like, for example, there are those shown in Patent Literature 1,
これらの画像表示装置は、白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の色フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、このカラーホイールを一定の回転周波数で回転駆動する回転駆動部と、カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子とを備えている。すなわち、カラーホイールを通過した青色光に対して、光変調素子において、その青色光に対応した画像データに基づく光変調を行い、緑色光及び赤色光において同様の光変調を行う。 These image display devices are provided with a light source for projecting white light, and at least a blue, green, and red color filter, and are rotated in a disc shape to separate white light projected from the light source by time-division color separation. A color wheel, a rotation drive unit that rotates the color wheel at a constant rotation frequency, and a light modulation element that performs light modulation according to image data on each color light that has passed through the color wheel are provided. That is, with respect to the blue light that has passed through the color wheel, the light modulation element performs light modulation based on image data corresponding to the blue light, and similar light modulation is performed with respect to green light and red light.
したがって、光変調素子の画像データを青、緑、赤に切り換えるタイミングとカラーホイールの回転のタイミングを合わせることが必要である。 Therefore, it is necessary to match the timing of switching the image data of the light modulation element to blue, green, and red with the timing of rotation of the color wheel.
そこで、参考文献4に示される装置では、カラーホイールを回転させるモータの内部にモータの回転を検出するセンサを設け、このセンサが少なくともモータ1回転につき1パルスを出力するようにして基準タイミングを形成し、この基準タイミングに基づいて光変調素子の同期をとっていた。
しかしながら、上記特許文献4に示される装置では、センサの取り付け位置の精度、カラーホイールの各色フィルタの境界位置の精度、電気的な回路の誤差等が要因となって、カラーホイールの各色フィルタの切り換えタイミングと光変調素子の各色に対応する画像データの切り換えタイミングとが正確に一致しない場合があった。そこで、このような場合にはセンサで検出した基準タイミングを入力キーによってユーザが補正するようにしているが、この場合、ユーザは実際のスクリーン上の映像(たとえば、青色1色の画像等)を肉眼で見ながらキー操作を行うために、正確さに欠ける不都合があった。
However, in the apparatus disclosed in
本発明の目的は、スクリーン上の実際の映像を見る場合に比べてより正確に、且つ簡単に上記基準タイミングを補正することのできる画像表示装置のカラーホイール基準タイミング補正方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a color wheel reference timing correction method for an image display device that can correct the reference timing more accurately and easily than when an actual image on a screen is viewed. .
本発明は、白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の色フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、前記カラーホイールを一定の回転周波数で回転駆動する回転駆動部と、前記カラーホイールの基準タイミングを検出する基準タイミング検出センサと、前記基準タイミング検出センサで検出される基準タイミングを電気的に補正して補正基準タイミングとする補正手段と、この補正基準タイミングに基づいて前記カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子と、を備える画像表示装置において、
前記光変調素子のスクリーン側に該光変調素子を通過した光を検出する検出素子を配置し、前記光変調素子を特定色の光の画像変調光のみ投射する設定とした状態で、前記検出素子の前記特定色の光の検出信号波形にヒゲが出ないように前記基準タイミングを補正することを特徴とする。
The present invention includes a light source that projects white light, and a disc-shaped color wheel that is provided with at least blue, green, and red color filters and that rotates and separates white light projected from the light source by time-division color separation. Electrically rotating the color wheel at a constant rotational frequency, a reference timing detection sensor for detecting a reference timing of the color wheel, and a reference timing detected by the reference timing detection sensor. In an image display device comprising: a correction unit configured to perform correction reference timing; and a light modulation element that performs light modulation according to image data for each color light that has passed through the color wheel based on the correction reference timing.
A detection element that detects light that has passed through the light modulation element is disposed on the screen side of the light modulation element, and the detection is performed with the light modulation element configured to project only image-modulated light of a specific color. and correcting the reference timing so as beard does not appear on the detection signal waveform of the specific color of light elements.
カラーホイール基準タイミングを補正する時には、光変調素子のスクリーン側に該光変調素子を通過した特定色の光を検出する検出素子を配置する。検出素子は、たとえばフォトダイオードで構成する。特定色は、好ましくは青色光とする。すなわち、カラーホイールの基準タイミングを検出してその基準タイミングから青色光が通過する間の光を検出する。この時、基準タイミングが正確であれば、すなわち、カラーホイールの回転と、光変調素子の各色に対応する画像データの切り換えタイミングとが完全に一致していれば前記検出素子の特定色の光(上記の例では青色光)の信号波形にヒゲがでないが、両者のタイミングが一致していなければその程度に応じて上記信号波形にヒゲが観測される。ユーザは、このヒゲがでないように基準タイミング補正用の入力キー等を操作することによって同基準タイミングの補正を行う。これによれば、実際のスクリーン上の特定色の光を見ながら基準タイミングを補正するのに比較して、より正確な補正が可能となる。また、ヒゲが生じないように入力キー等を操作するだけであるために、補正操作もより簡単である。 When correcting the color wheel reference timing, a detection element that detects light of a specific color that has passed through the light modulation element is disposed on the screen side of the light modulation element. The detection element is composed of, for example, a photodiode. The specific color is preferably blue light. In other words, the reference timing of the color wheel is detected, and light while blue light passes is detected from the reference timing. At this time, if the reference timing is accurate, that is, if the rotation of the color wheel and the switching timing of the image data corresponding to each color of the light modulation element completely match, the light of the specific color ( In the above example, there is no beard in the signal waveform of blue light), but if the timings of the two do not match, beard is observed in the signal waveform according to the degree. The user corrects the reference timing by operating an input key or the like for correcting the reference timing so that the beard does not appear. This makes it possible to perform more accurate correction than when the reference timing is corrected while viewing the light of a specific color on the actual screen. Further, the correction operation is simpler because only the input key or the like is operated so as not to cause a beard.
特定色の光を青色光とするのが好ましい理由は、白色光を投射する光源の一般的特性から、青色光の分光強度が相対的に低いからである。すなわち、分光強度の大きい赤色光等を特定色の光として検出するようにすれば、上記タイミングがずれている場合にはヒゲが生じるのではなくパルスの立ち上がりや立ち下がりが鈍ってしまうことになるが、この鈍ってしまう波形よりもヒゲの有無を観測する方がユーザにとってはより分かりやすいからである。 The reason why the specific color light is preferably blue light is that the spectral intensity of blue light is relatively low due to the general characteristics of a light source that projects white light. That is, if red light or the like having a high spectral intensity is detected as light of a specific color, when the timing is shifted, the rise and fall of the pulse become dull rather than the beard. However, it is easier for the user to observe the presence or absence of whiskers than the dull waveform.
本発明によれば、非常に簡単な方法によって、ユーザが正確に基準タイミングを補正することができる。また、同基準タイミングを簡単な構成で自動的に補正することもできる。 According to the present invention, the user can correct the reference timing accurately by a very simple method. Further, the reference timing can be automatically corrected with a simple configuration.
図1は、本発明の実施形態である画像表示装置が適用されるプロジェクタの要部構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a projector to which an image display apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
コンボジット信号等からなるビデオ信号は信号分離部1において同期信号と画像信号とに分離される。同期信号の内VSYNCは制御部2に入力し、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の画像信号は画像制御部3に入力する。制御部2には、さらに図示していない操作パネルに設けられている基準タイミング補正用の補正キー4からの信号が入力している。
A video signal composed of a composite signal or the like is separated into a synchronization signal and an image signal by the signal separation unit 1. Among the synchronization signals, VSYNC is input to the
制御部2からの制御信号は、ランプ駆動部5、回転駆動部6、画像制御部3及び補正部7に入力される。
A control signal from the
ランプ駆動部5は、ハロゲンランプ等からなる白色の光源10を駆動し、その光は楕円ミラー11によって集光され、カラーホイール12を通過してロッドレンズ13に入光する。ロッドレンズ13では照度分布が均一な状態に変換され、リレーレンズ14、15と凹面反射鏡16等を介して、DMD(ディジタル・マイクロミラー・デバイス)等の光変調素子17へと導かれる。光変調素子17で、赤色、緑色、青色の各色の画像信号で光変調された光は投射レンズ18を介して図外のスクリーン上に導かれる。
The
前記カラーホイール12は、図2に示すように、R、G、Bの各色の色フィルタを有し、モータ19によって一定の回転周波数で回転駆動される。モータ19は、回転駆動部6によって駆動される。モータ19の回転軸に同軸に設けられている回転部20には、基準マーク21が設けられている。また、その基準マーク21を検出するため基準マーク検出センサ(基準タイミング検出センサ)22が設けられ、この基準マーク検出センサ22の検出信号は補正部7に入力する。補正部7は、上記基準マークの検出タイミングをカラーホイールの基準タイミングT0として、この基準タイミングT0に補正時間Δtを加減算することで補正基準タイミングT0′を形成して制御部2に出力する。この補正時間Δtは、補正キー4を操作することによって決められる。
As shown in FIG. 2, the
前記光変調素子17と投射レンズ18との間にはフォトダイオード23か配置されている。このフォトダイオード23の検出信号はオシロスコープ24の入力端子に接続されている。
A
以上の構成で、制御部2をカラーホイール基準タイミング補正モードに設定する。このモードに設定すると、制御部2は画像制御部3を介して、光変調素子17を青色の画像変調光のみ投射するように制御する。そして、そのタイミングは、補正部7で補正により得られる補正基準タイミングT0′に基づいて設定される。すなわち、図3に示すように、補正基準タイミングT0′に基づいて青色の画像変調光を投射する期間TBを設定し、この期間において光変調素子17から青色変調光が投射されるように制御する。一方、カラーホイール12は、上記の制御とは関係なく、光源10から投射された白色光をR、G、Bの順に時分割色分離する。
With the above configuration, the
なお、上記図1において、補正部7は、補正キー4が操作されると、それに応じて基準タイミングT0にΔtを+又は−する補正操作を行う。すなわち、補正キー4のうち+キーが操作されると、基準タイミングT0にΔtを+する。+キーがもう一度操作されると、Δtをさらに+する。反対に、−キーが操作されると、Δtを−する。このようにして、補正基準タイミングT0′を形成して制御部2に出力する。制御部2は、この補正基準タイミングT0′に基づいて、画像制御部3を制御することになる。
In FIG. 1, when the
ここで、光変調素子17による上記の制御がない場合は、フォトダイオード23の出力波形は図3(C)に示すようになるが、光変調素子17を上記のように制御することによって、フォトダイオード23の出力信号を増幅するアンプ25の出力波形は図3(D)に示すようになる。すなわち、図示するようにカラーホイール21のBの期間と補正基準タイミングT0′のタイミングのズレに基づくBの制御期間TBがズレていれば、図3(D)に示すようにアンプ25の出力にヒゲの部分aが観測される。図示する例では、ヒゲaがG(緑色)の側に観測されるため、区間TBがG側に擦れていることを示す。反対に、右側にヒゲが観測される場合には、区間TBがR(赤色)側に擦れていると判断することができる。
Here, when there is no control by the
ユーザは、図3(D)に示すような信号波形をオシロスコープ24の画面上で観測しながら、ヒゲaが生じないように補正キー4を操作する。これにより、補正基準タイミングT0′負荷補正されていき、カラーホイールのBの区間と上記TBの期間が完全に一致させることができる。これらの期間が一致すると、アンプ25の出力2はaで示すヒゲが観測されなくなる。
The user operates the
図4は、本発明の他の実施形態を示している。 FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
この実施形態では、オシロスコープ24を使用せずに、自動的に補正基準タイミングT0′が補正される。
In this embodiment, the correction reference timing T0 ′ is automatically corrected without using the
図4においては、上記フォトダイオード23に加えて、第2のフォトダイオード30を配置する。この第2のフォトダイオード30は、カラーホイール12と光変調素子17との間に設けられる。実施形態では、リレーレンズ15の出力側にこの第2のフォトダイオード30を配置している。この第2のフォトダイオード30による検出信号は青色光検出部31に導かれる。この青色光検出部31は、リレーレンズ15の出力光が、図3(C)に示すようにR、G、Bによってその強度が異なることを利用して、一定のしきい値と比較することによって青色光の信号のみを検出する。この青色光検出部31で検出した信号S1と、上記フォトダイオード23による検出信号S2との位相差αを位相差検出部32で検出する。この検出信号は補正部7に導かれる。補正部7では、この位相差検出部32から入力された信号に基づいて、上記位相差αが一定の値以下となるようにΔtを調整して上記補正基準タイミングT0′を出力する。これにより、ユーザが補正キー4を操作しなくても、自動的に基準タイミングの補正が行われる。
In FIG. 4, in addition to the
なお、上記図1においては、フォトダイオード23を光変調器17と投射レンズ18との間に配置したが、投射レンズ18とスクリーンとの間に配置することも可能である。このようにすれば、フォトダイオード23を予めプロジェクタ内に設定する必要はなく、後に、フォトダイオード23を設けた治具を利用して上記基準タイミングの補正を行うことが可能である。
In FIG. 1, the
また、図4において第2のフォトダイオード30は、カラーホイール12と光変調器17との間であればどこに配置しても構わない。
In FIG. 4, the
また、カラーホイールは、図6に示すように、W(白色)、R、G、Bの4色の色フィルタを設けたものであっても構わない。この場合は、白色光源は4色に時分割色分離される。 Further, as shown in FIG. 6, the color wheel may be provided with four color filters of W (white), R, G, and B. In this case, the white light source is time-divided into four colors.
Claims (3)
前記光変調素子のスクリーン側に該光変調素子を通過した光を検出する検出素子を配置し、前記光変調素子を青色光の画像変調光のみ投射する設定とした状態で、前記検出素子の前記青色光の検出信号波形にヒゲが出ないように前記基準タイミングを補正することを特徴とする画像表示装置のカラーホイール基準タイミング補正方法。 A light source that projects white light, a disk-shaped color wheel that is provided with at least blue, green, and red color filters and that rotates and separates white light projected from the light source by time-division color separation, and the color wheel A rotational drive unit that rotationally drives the motor at a constant rotational frequency, a reference timing detection sensor that detects a reference timing of the color wheel, and a reference timing that is corrected by electrically correcting the reference timing detected by the reference timing detection sensor In an image display device comprising: a correcting unit; and a light modulation element that performs light modulation according to image data for each color light that has passed through the color wheel based on the correction reference timing.
A detection element that detects light that has passed through the light modulation element is disposed on the screen side of the light modulation element, and the light modulation element is set to project only blue image modulation light . color wheel reference timing correcting method for an image display device and corrects the reference timing so as beard does not appear in the detection signal waveform of the blue light.
前記光変調素子のスクリーン側に該光変調素子を通過した光を検出する検出素子を配置し、前記光変調素子を特定色の光の画像変調光のみ投射する設定とした状態で、前記検出素子の前記特定色の光の検出信号波形にヒゲが出ないように前記基準タイミングを補正することを特徴とする画像表示装置のカラーホイール基準タイミング補正方法。 A light source that projects white light, a disk-shaped color wheel that is provided with at least blue, green, and red color filters and that separates white light projected from the light source by rotating and time-division color separation, and the color wheel A rotational drive unit that rotationally drives the motor at a constant rotational frequency, a reference timing detection sensor that detects a reference timing of the color wheel, and a reference timing that is corrected by electrically correcting the reference timing detected by the reference timing detection sensor In an image display device comprising: a correcting unit; and a light modulation element that performs light modulation according to image data for each color light that has passed through the color wheel based on the correction reference timing.
A detection element that detects light that has passed through the light modulation element is disposed on the screen side of the light modulation element, and the detection is performed with the light modulation element configured to project only image-modulated light of a specific color. color wheel reference timing correcting method for an image display device and corrects the reference timing so as beard does not appear on the detection signal waveform of the specific color of light elements.
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