JP4671106B2 - Projection display device and display control method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクタ等の投影型表示装置及びその表示制御方法に関し、詳しくは、カラー画像をスクリーンなどに拡大投影する投影型表示装置及びその表示制御方法に関する。 The present invention relates to a projection display device such as a projector and a display control method thereof, and more particularly to a projection display device that enlarges and projects a color image on a screen or the like and a display control method thereof.
日常、我々が目にする色は、絵の具や塗料などで表現された物体の色(物体色)と、投影型表示装置やテレビ受信機又はパソコンディスプレイなどの表示画面上に光の三原色で表現された光の色(光源色)の二種類である。 The colors we see in everyday life are expressed in the colors of objects (object colors) expressed with paints and paints, and the three primary colors of light on display screens such as projection displays, television receivers, and personal computer displays. There are two types of light colors (light source colors).
物体色と光源色の違いの一つは原色の組み合わせにある。物体色の原色は、赤紫(マゼンタ又はその英語表記のMagentaを略してMという)、黄(イエロー又はその英語表記のYellowを略してYという)、青緑(シアン又はその英語表記のCyanを略してCという)の三つであるが、光源色の原色は、青(ブルー又はその英語表記のBlueを略してBという)、緑(グリーン又はその英語表記のGreenを略してGという)、赤(レッド又はその英語表記のRedを略してRという)の三つである。但し、光源色の原色の「青」は、厳密には純粋な青ではなく「青紫」であるが、本明細書では説明の便宜上、「青」に統一することにする。つまり、光源色の三原色を「赤(R)」、「緑(G)」及び「青(B)」であるとする。 One of the differences between object color and light source color is the combination of primary colors. The primary colors of the object colors are magenta (Magenta or its English notation Magenta is abbreviated as M), yellow (yellow or its English notation Yellow is abbreviated as Y), and blue-green (cyan or its English notation Cyan. The primary light source colors are blue (blue or blue for the English notation B for short), green (green or green for the English notation Green for short), Red (red or its English notation Red is abbreviated as R). However, strictly speaking, the primary color “blue” of the light source color is not “purple blue” but “blue purple”. However, in this specification, it is unified to “blue” for convenience of explanation. That is, it is assumed that the three primary colors of the light source color are “red (R)”, “green (G)”, and “blue (B)”.
物体色と光源色の他の違いの一つは、それぞれの原色を混合したときの色の現れ方(混色効果)にある。つまり、物体色の場合は、色を混合するほど光が多く吸収されるため、反射する光の量が引き算的に少なくなり、色は次第に“くすみ”を帯びていく。これを減法混色という。これに対して、光源色の場合は、色を混合することはそのまま光の量が足し算的に増加することになり、色はより鮮やかになっていく。これを加法混色という。 One of the other differences between the object color and the light source color is the way the colors appear when the primary colors are mixed (color mixing effect). In other words, in the case of an object color, the more light is absorbed, the more light is absorbed, so the amount of reflected light is subtractively reduced, and the color gradually becomes dull. This is called subtractive color mixing. On the other hand, in the case of the light source color, mixing the colors directly increases the amount of light, and the colors become more vivid. This is called additive color mixing.
投影型表示装置などの表示装置は、表示画像を光の三原色のドットからなる多数の画素で構成するとともに、各ドットの明るさを加減することにより、上記の「加法混色」を利用して様々な色を表現する。 A display device such as a projection display device is composed of a large number of pixels composed of three primary color dots of light, and variously utilizing the above “additive color mixture” by adjusting the brightness of each dot. Express the color.
ここで、色の感じ方は主観的であるが、一定の尺度で表現すれば、色相(Hue)、明度(Brightness)及び彩度(Saturation)の三つで表すことができる。これらを色の三属性という。色相とは、色味の違いのことであり、我々が普段、赤、緑、青などのように「色」として知覚し又は表現していることと同じ意味である。また、明度とは、色の明るさのことをいいう。最も明るい色は白、最も暗い色は黒である。彩度とは、色の鮮やかさのことをいう。彩度が低くなるにつれて“くすみ”を帯びた色味を感じない色になり、彩度が高くなるにつれて“ギラギラ”した色になる。 Here, the way of feeling the color is subjective, but if expressed on a certain scale, it can be expressed by three of hue (Hue), brightness (Brightness) and saturation (Saturation). These are called the three attributes of color. Hue is a difference in color and has the same meaning as what we usually perceive or express as “color”, such as red, green, and blue. Lightness refers to the brightness of a color. The brightest color is white and the darkest color is black. Saturation is the vividness of color. As the saturation decreases, it becomes a color that does not feel a “dull” color, and as the saturation increases, it becomes a “glare” color.
図17は、国際照明委員会(CIE)で定められたCIE色度図(特に座標軸をxyにとったCIExy色度図)である。この色度図は、色の三属性を図式化したものであり、ヨットの帆の形をした破線は、可視光域(約380nm〜780nm)のスペクトル軌跡である。このスペクトル軌跡の内側に、人の目に見えるすべての色を置くことができる。同軌跡上には、便宜的にいくつかの黒丸が入れられているが、それぞれの黒丸に併記された数値は、そのxy座標における色の波長(420nm、480nm、・・・・、700nm)を表している。なお、それらの数値に特段の意味はない。単なる例示に過ぎない。 FIG. 17 is a CIE chromaticity diagram (particularly, a CIExy chromaticity diagram with the coordinate axis set to xy) defined by the International Commission on Illumination (CIE). This chromaticity diagram is a schematic representation of the three attributes of color, and the broken line in the shape of a sail of a yacht is a spectral locus in the visible light range (about 380 nm to 780 nm). All colors visible to the human eye can be placed inside this spectral trajectory. On the same locus, several black circles are put for convenience, but the numerical value written in each black circle indicates the color wavelength (420 nm, 480 nm,..., 700 nm) in the xy coordinates. Represents. In addition, there is no special meaning in those numerical values. It is merely an example.
スペクトル軌跡の内側に描かれた三角図形は、カラーCRT(Cathode Ray Tube)の色再現領域である。三角図形の面積が大きいほど、多くの色を再現することができる。三角図形の各頂点は、それぞれ赤(R)、緑(G)及び青(B)の色座標であり、三角図形のほぼ中心に位置するWは、標準光源色(白色)である。Wに近くなるほど“色度”が低くなる。色度とは、我々が特に色と関連しているものと知覚する要素のうち輝度から独立した色のことをいい、多くの場合、色度は「色相」と「彩度」に分けられる。 A triangular figure drawn inside the spectrum locus is a color reproduction region of a color CRT (Cathode Ray Tube). The larger the area of the triangular figure, the more colors can be reproduced. Each vertex of the triangular figure is a color coordinate of red (R), green (G), and blue (B), and W, which is located at substantially the center of the triangular figure, is a standard light source color (white). The closer to W, the lower the “chromaticity”. Chromaticity refers to the color that is independent of luminance among the elements that we perceive as being particularly related to color, and in many cases, chromaticity is divided into “hue” and “saturation”.
このように、CIExy色度図では、あらゆる色の色度、つまり、「色相」と「彩度」をxy座標で表すことができる。また、色の三属性のうちの「明度」は、もう一つの軸(z軸)で表すことができる。すなわち、このCIExy色度図は、図面の表裏方向に延びる立体図形をz軸に直交して輪切りにした一つの面を表しており、z軸の直交位置、つまり、輪切りの位置で明度を表す。z軸の原点位置は明度ゼロであり、立体図形が高いほど明るさのダイナミックレンジが広がる。 Thus, in the CIExy chromaticity diagram, the chromaticity of all colors, that is, “hue” and “saturation” can be represented by xy coordinates. In addition, “brightness” among the three attributes of color can be expressed by another axis (z-axis). That is, this CIExy chromaticity diagram represents one surface obtained by cutting a three-dimensional figure extending in the front and back direction of the drawing perpendicularly to the z axis, and represents lightness at a position orthogonal to the z axis, that is, the position of the circular cut. . The origin position of the z-axis is zero brightness, and the higher the 3D figure, the wider the dynamic range of brightness.
こうした色の基礎的知識を踏まえた上で、従来の投影型表示装置(以下、従来装置という)について説明する(たとえば、特許文献1参照)。 Based on such basic knowledge of colors, a conventional projection display device (hereinafter referred to as a conventional device) will be described (for example, see Patent Document 1).
図18(a)は、従来装置に用いられているカラーホイールの構造図である。カラーホイールとは、白色光を時間軸上で光の三原色(RGB)に分光するための光デバイスである。基本的なカラーホイールはRGBの三領域だけであるが、ここでは、RGBに加えて、さらに白色光の透過領域(W)を備えたものを示している。すなわち、図示のカラーホイール1は、中心部分にモータシャフト取り付け部2を形成したガラス円盤を放射状に90度ずつ4等分し、各々の分割部分を、赤色の分光領域(R領域1a)、緑色の分光領域(G領域1b)、青色の分光領域(B領域1c)及び白色光の透過領域(W領域1d)としたものである。
FIG. 18A is a structural diagram of a color wheel used in a conventional apparatus. The color wheel is an optical device for splitting white light into three primary colors (RGB) of light on the time axis. Although the basic color wheel has only three regions of RGB, here, in addition to RGB, the one having a white light transmission region (W) is shown. That is, the illustrated
このカラーホイール1は、不図示のモータによって回転駆動されるようになっており、且つ、その回転時に、カラーホイール1の所定部分に不図示の光源からの白色のスポット光3が照射されるようになっている。
The
スポット光3のサイズは、R領域1a、G領域1b、B領域1c及びW領域1dの大きさよりも充分に小さい。このため、たとえば、カラーホイール1の回転方向を図面に向かって反時計回り方向とすると、スポット光3がR領域1aに照射されているときには、カラーホイール1から赤色光が取り出され、また、スポット光3がG領域1bに照射されているときには、カラーホイール1から緑色光が取り出され、また、スポット光3がB領域1cに照射されているときには、カラーホイール1から青色光が取り出され、さらに、スポット光3がW領域1dに照射されているときには、カラーホイール1から白色光が取り出される。
The size of the
なお、図18(b)〜(d)は、スポット光3が領域の境界線4を越えるときの様子(以下、越境状態という)を示している。後でも詳しく説明するが、この越境状態においては、スポット光3は、カラーホイール1の回転に伴い、図18(b)に示すような単一の領域(図ではR領域1a)への照射状態から、図18(c)に示すような二つの領域(図ではR領域1aとG領域1b)に跨った照射状態を経て、再び、図18(d)に示すような単一の領域(図ではG領域1b)への照射状態に遷移する。
18B to 18D show a state when the
越境状態における図18(c)の継続時間、すなわち、二つの領域(図ではR領域1aとG領域1b)に跨った照射状態の継続時間は、スポット光3の直径、すなわち、図18(d)に示すように、二つの領域の境界線4とスポット光3の外接線5との角度αに比例して大きくなる。たとえば、角度αを便宜的に30度とすると、スポット光3が二つの領域の境界線4の前後15度、つまり、角度α(=30度)を照射している間、図18(c)の状態を継続する。
The duration of FIG. 18C in the cross-border state, that is, the duration of the irradiation state across the two regions (
図19は、従来装置におけるカラーホイールの駆動タイミング図である。この図において、R画像、G画像、B画像及びW画像は、それぞれ光変調素子(後述のDMD33を参照:図2)に時分割で与えられる画像信号である。R画像はRGBのフレーム画像から取り出された赤画像、G画像は同フレーム画像から取り出された緑画像、B画像は同フレーム画像から取り出された青画像、W画像は同フレーム画像から取り出された白画像(輝度情報のみの画像)である。なお、W画像(白画像)は、次式(1)に示すように、R画像、G画像及びB画像を所定の割合で合成することによって作り出すことができる。
W=0.299R+0.587G+0.114B ・・・・(1)
FIG. 19 is a timing chart for driving the color wheel in the conventional apparatus. In this figure, an R image, a G image, a B image, and a W image are image signals given to the light modulation elements (see
W = 0.299R + 0.587G + 0.114B (1)
この図に示すように、カラーホイール1の回転位置(R領域1a、G領域1b、B領域1c及びW領域1dの各位置)に同期させて、R画像、G画像、B画像及びW画像を順次に光変調素子に与え、それらの画像で変調された赤、緑、青及び白色の各変調光からなる照明光束を投影型表示装置からスクリーンに照射することにより、スクリーン上にカラー画像を表示することができる。
As shown in this figure, the R image, the G image, the B image, and the W image are synchronized with the rotation position of the color wheel 1 (the positions of the
ここで、投影型表示装置は、ホームシアターなどのように色の再現性を重視する用途と、プレゼンテーションなどのように明るさを重視する用途の二通りの利用スタイルがある。色の再現性を重視する場合、カラーホイール1の各色領域(R領域1a、G領域1b及びB領域1c)の色純度を高めて、できるだけ原色に近付ければよい。しかし、そうすると今度は、光の透過率が低下して明るさを確保できなくなる。したがって、この場合はプレゼンテーション用途に不適合となる。逆に、充分な明るさを得るために、カラーホイール1の各色領域(R領域1a、G領域1b及びB領域1c)透過率を高くすると、色純度が損なわれてしまい、ホームシアター用途に不適合となる。なお、明るさの確保は、光源の光量アップでも可能であるが、発熱や電力消費の点で限界がある。
Here, the projection display device has two usage styles, that is, an application that emphasizes color reproducibility such as a home theater, and an application that emphasizes brightness such as a presentation. When emphasizing color reproducibility, the color purity of each color region (
かかる背景から、図示の従来装置においては、W画像の駆動時間を可変できるようにしている。すなわち、図19の矢印“イ”で示すように、明るさを確保する場合にはW画像の駆動時間を長くし、一方、色の再現性を確保する場合にはW画像の駆動時間を短くして、上記の二つの用途に適合できるようにしている。 From such a background, in the illustrated conventional apparatus, the driving time of the W image can be varied. That is, as shown by the arrow “A” in FIG. 19, the W image drive time is lengthened to ensure brightness, while the W image drive time is shortened to ensure color reproducibility. Thus, it can be adapted to the above two applications.
なお、従来技術では、スポット光3が二つの領域の境界線4を横切る期間(前記の越境状態にある期間)、つまり、スポット光3がR領域1aとG領域1bの境界及びG領域1bとB領域1cの境界を横切る前後15度(α/2)の期間についての説明はないが、たとえば、この期間をW画像で駆動すれば、明るさをよりアップすることが可能であると考えられる。
In the prior art, a period in which the
図20は、越境状態にあるときにもW画像で駆動するようにしたカラーホイールの駆動タイミング図である。この図に示すように、W画像の駆動期間は、カラーホイール1のW領域1dだけでなく、各領域の境界の前後15度(=α)、つまり、R領域1aとG領域1bの境界線前後15度、G領域1bとB領域1cの境界線前後15度、B領域1cとW領域1dの境界線前後15度、及び、W領域1dとR領域1aの境界線前後15度も含む。このため、W画像のトータルの駆動期間は、W領域1dの角度+3α=90度+30度+30度+30度となり、結局、カラーホイール1のほぼ半周分に相当する180度にも及ぶ長い期間にわたってW画像で駆動できるようになり、明るさをよりアップすることができる。
FIG. 20 is a timing chart for driving a color wheel that is driven with a W image even in a cross-border state. As shown in this figure, the drive period of the W image is not limited to the
しかしながら、上記の従来装置において、カラーホイール1のほぼ半周分に相当する180度にも及ぶ長い期間にわたってW画像で駆動した場合、明るさをよりアップできる点で好ましいものの、その一方で、W画像だけが突出して大きくなるため、R、G、B画像やその補色画像(C画像、M画像、Y画像)とのバランスが崩れてしまうという問題点がある。
However, in the above-described conventional apparatus, when the W image is driven for a long period of 180 degrees corresponding to approximately half of the circumference of the
図21は、従来装置のCIExy色度図及び画像ごとの明るさの概念図である。このCIExy色度図において、三角図形の各頂点は、前記のCIExy色度図と同様に、それぞれ赤(R)、緑(G)及び青(B)の色座標である。C(シアン)はGとBの補色(G+R)、M(マゼンタ)はRとBの補色(R+B)、Y(イエロー)はRとGの補色(R+G)である。 FIG. 21 is a CIExy chromaticity diagram of the conventional apparatus and a conceptual diagram of brightness for each image. In this CIExy chromaticity diagram, each vertex of the triangular figure is color coordinates of red (R), green (G), and blue (B), respectively, similarly to the CIExy chromaticity diagram. C (cyan) is a complementary color of G and B (G + R), M (magenta) is a complementary color of R and B (R + B), and Y (yellow) is a complementary color of R and G (R + G).
R、G、B、C、M、Y及びWの各画像の明るさを対比すると、図(b)に示すように、概ね「R:G:B:C:M:Y:W=1:1:1:2:2:2:9」の比率になっており、Wの値が飛び抜けて高い。これは、上記のように、カラーホイール1のほぼ半周分に相当する180度にも及ぶ長い期間にわたってW画像で駆動したからである。
When the brightness of each image of R, G, B, C, M, Y, and W is compared, as shown in FIG. 5B, it is generally “R: G: B: C: M: Y: W = 1: 1: 1: 2: 2: 2: 9 ”, and the value of W is extremely high. This is because, as described above, the W image is driven over a long period of 180 degrees corresponding to approximately half of the circumference of the
一般的に、R、G、B、C、M、Y及びWの適正な比率は、「1:1:1:2:2:2:3」程度、すなわち、R、G、BとC、M、Yが「1:2」程度で且つ、R、G、BとWが「1:3」程度とされている。この比率のときに、色と明るさの理想的なバランスが得られるとされているが、従来装置の比率は、このバランスから大きくかけ離れているため、色がくすんで見えるという問題点がある。 Generally, the proper ratio of R, G, B, C, M, Y and W is about “1: 1: 1: 2: 2: 2: 3”, ie, R, G, B and C, M and Y are about “1: 2”, and R, G, B, and W are about “1: 3”. It is said that an ideal balance between color and brightness can be obtained at this ratio, but the ratio of the conventional apparatus is far from this balance, so there is a problem that the color looks dull.
そこで、本発明の目的は、カラーホイールの各領域と各画像との駆動パターンを柔軟に変化し得るようにし、以て、明るさ重視から色再現性重視まで幅広い要求に応えることができる投影型表示装置及びその表示制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to enable the drive pattern of each region of the color wheel and each image to be changed flexibly, and thus to be able to meet a wide range of demands from brightness emphasis to color reproducibility emphasis. To provide a display device and a display control method thereof.
請求項1記載の発明は、白色のスポット光を発生する光源と、前記光源からのスポット光を時分割に色分割する色分割手段と、前記色分割された各々の分割色を画像信号で空間光変調する空間光変調手段と、前記空間光変調手段によって変調された光を投影する投影手段と、前記空間光変調手段に与える画像信号を前記色分割手段の色分割タイミングに同期させて制御する少なくとも2つ以上の画像信号に対応する切替の位置が異なる制御パターンから選択する画像信号選択手段とを備え、前記色分割手段は、光の三原色の各々に対応する三つの大面積分光領域と、両端に光の三原色のいずれかに対応した小面積分光領域をもつ白色光に対応する分光領域とを有し、前記小面積分光領域は、隣接する前記大面積分光領域と異なる三原色のいずれかに対応することを特徴とする投影型表示装置である。
ここで、「白色のスポット光」とは、少なくとも可視光領域の波長の光を含む細く絞り込まれた光束のことをいう。この光束は、平行光であることが望ましいが、実用上は、光源から色分割手段を経て空間光変調手段に至る短い距離の間でスポットを維持できるものであれば、多少の広がりをもった光束であっても構わない。また、「空間光変調手段」とは、上記のスポット光を画像信号の画素情報に応じて変調するものであり、たとえば、DMDや液晶デバイスなどである。
請求項2記載の発明は、前記色分割手段の、各分光領域とその分光領域両側に隣接する2つの分光領域は、異なる色の分光領域であることを特徴とする請求項1に記載の投影型表示装置である。
請求項3記載の発明は、前記画像信号選択手段によって選択する制御パターンは、前記色分割手段の色分割が、混色していない期間の場合には、その分光領域に対応した色情報の画像信号を選択すると共に、混色している期間の場合には、輝度情報の画像信号を選択するように画像信号に対応する切替の位置を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影型表示装置である。
請求項4記載の発明は、前記画像信号選択手段によって選択する制御パターンは、前記色分割手段の色分割が、混色していない期間の場合には、その分光領域に対応した色情報の画像信号を選択すると共に、三原色が混色している期間の場合には、その混色の比率の高い三原色の画像信号を選択すると共に、それ以外の混色している期間の場合には輝度情報の画像信号を選択するように画像信号に対応する切替の位置を制御することを特徴とする請求項1乃至3に記載の投影型表示装置である。
請求項5記載の発明は、前記小面積分光領域の期間は、前記色分割手段の色分割が、小面積分光領域以外の三原色が混色している各期間の略半分の期間としたことを特徴とする請求項1乃至4記載の投影型表示装置である。
請求項6記載の発明は、前記色分割手段は、カラーホイールであることを特徴とする請求項1乃至5記載の投影型表示装置である。
請求項7記載の発明は、白色のスポット光を時分割に色分割する色分割工程と、前記色分割された各々の分割色を画像信号で空間光変調する空間光変調工程と、前記空間光変調工程によって変調された光を投影する投影工程と、前記空間光変調工程に与える画像信号を前記色分割工程の色分割タイミングに同期させて制御する少なくとも2つ以上の画像信号に対応する切替の位置が異なる制御パターンから選択する画像信号選択工程とを備え、前記色分割工程は、光の三原色の各々に対応する三つの大面積分光領域と、両端に光の三原色のいずれかに対応した小面積分光領域をもつ白色光に対応する分光領域とを有し、前記小面積分光領域は、隣接する前記大面積分光領域と異なる三原色のいずれかに対応するカラーホイールを用いて実行されることを特徴とする表示制御方法である。
According to a first aspect of the present invention, a light source that generates white spot light, a color dividing unit that color-divides the spot light from the light source in a time-division manner, and each of the color-divided divided colors as a space in an image signal Spatial light modulation means for performing light modulation, projection means for projecting light modulated by the spatial light modulation means, and image signals applied to the spatial light modulation means are controlled in synchronization with the color division timing of the color division means Image signal selection means for selecting from control patterns having different switching positions corresponding to at least two or more image signals, and the color dividing means includes three large-area spectral regions corresponding to the three primary colors of light, possess a spectral region corresponding to the white light with a small area spectral region corresponding to one of the three primary colors of light at both ends, the small area spectral regions, of a different between the large area spectral regions adjacent three primary colors Izu A projection type display apparatus characterized by crab corresponding.
Here, the “white spot light” refers to a light beam that is narrowly narrowed and contains at least light having a wavelength in the visible light region. This light beam is preferably parallel light. However, in practice, if the spot can be maintained within a short distance from the light source to the spatial light modulation means through the color dividing means, it has a slight spread. It may be a light beam. The “spatial light modulating means” modulates the spot light according to the pixel information of the image signal, and is, for example, a DMD or a liquid crystal device.
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, the control pattern selected by the image signal selection means is an image signal of color information corresponding to the spectral region when the color division of the color division means is a period in which the color division is not mixed. 3. The projection according to
According to a fourth aspect of the present invention, the control pattern selected by the image signal selecting means is an image signal of color information corresponding to the spectral region when the color division of the color dividing means is a period in which the colors are not mixed. In the period where the three primary colors are mixed, the image signal of the three primary colors having a high ratio of the mixed colors is selected, and in the other mixed period, the image signal of the luminance information is selected. 4. The projection display device according to
The invention according to claim 5 is characterized in that the period of the small area spectral region is approximately half of each period in which the three primary colors other than the small area spectral region are mixed. The projection display device according to
A sixth aspect of the present invention is the projection type display device according to any one of the first to fifth aspects , wherein the color dividing means is a color wheel .
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a color division step of time-dividing white spot light, a spatial light modulation step of spatially modulating each of the divided colors by an image signal, and the spatial light. A projection step for projecting light modulated by the modulation step, and switching corresponding to at least two image signals for controlling the image signal applied to the spatial light modulation step in synchronization with the color division timing of the color division step An image signal selecting step for selecting from control patterns having different positions, and the color dividing step includes three large-area spectral regions corresponding to each of the three primary colors of light and a small size corresponding to one of the three primary colors of light at both ends. A spectral region corresponding to white light having an area spectral region, and the small area spectral region is executed using a color wheel corresponding to one of the three primary colors different from the adjacent large area spectral region. A display control method according to claim Rukoto.
本発明によれば、色分割手段の色分割タイミングが、光の三原色のいずれかの色分割から他の色分割へと入れ替わるものであるときに、入れ替え後の色分割に対応した画像信号に切り替えられる。
ここで、色分割手段は、光の三原色の各々に対応する三つの大面積分光領域と、白色光に対応する一つの中面積分光領域と、該中面積分光領域の両側に位置して前記大面積分光領域のいずれかに隣接する二つの小面積分光領域とを有するものであり、たとえば、三つの大面積分光領域は後述の実施例におけるR領域、G領域及びB領域に相当し、一つの中面積分光領域は同実施例におけるW領域に相当し、二つの小面積分光領域は同実施例におけるsR領域及びsB領域に相当する。
このような構成において、R領域、G領域及びB領域の各々に同期させて空間光変調手段をR画像、G画像及びB画像で駆動するとともに、sR領域、W領域及びsB領域に同期させて空間光変調手段をW画像で駆動すれば、色再現性の向上を図ることができ、一方、R領域、G領域及びB領域を切り替える際の前後所定時間の間も空間光変調手段をW画像で駆動すれば、画像の明るさの向上を図ることができる。
According to the present invention, when the color division timing of the color division unit is changed from one of the three primary colors of light to another color division, the image signal is switched to the image signal corresponding to the color division after the replacement. It is done.
Here, the color dividing means is positioned on both sides of the three large area spectral regions corresponding to the three primary colors of light, one medium area spectral region corresponding to white light, and the large area spectral region. Two small area spectral regions adjacent to one of the area spectral regions. For example, the three large area spectral regions correspond to an R region, a G region, and a B region in an example described later. The medium area spectral region corresponds to the W region in the embodiment, and the two small area spectral regions correspond to the sR region and the sB region in the embodiment.
In such a configuration, the spatial light modulator is driven by the R image, the G image, and the B image in synchronization with each of the R region, the G region, and the B region, and is synchronized with the sR region, the W region, and the sB region. If the spatial light modulation means is driven with a W image, the color reproducibility can be improved. On the other hand, the spatial light modulation means can also be used for a predetermined time before and after switching between the R area, the G area, and the B area. If it is driven with, the brightness of the image can be improved.
以下、本発明の実施形態を、プロジェクタを例にして、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等(以下「周知事項」)についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a projector as an example. It should be noted that the specific details or examples in the following description and the illustrations of numerical values, character strings, and other symbols are only for reference in order to clarify the idea of the present invention, and the present invention may be used in whole or in part. Obviously, the idea of the invention is not limited. In addition, a well-known technique, a well-known procedure, a well-known architecture, a well-known circuit configuration, and the like (hereinafter, “well-known matter”) are not described in detail, but this is also to simplify the description. Not all or part of the matter is intentionally excluded. Such well-known matters are known to those skilled in the art at the time of filing of the present invention, and are naturally included in the following description.
図1は、投影型表示装置としてのプロジェクタ10の外観図である。一つの例として示すプロジェクタ10は、任意の意匠でデザインされた形状(図示の例では直方体状)の筐体11を有しており、その筐体11の前面に、カバー12の奥に隠れた投影レンズ34が配設されている。カバー12は、通常は図示位置にあって投映レンズ13を隠している(保護している)が、この投影レンズ34は、カバー12を手動でスライドさせることによって不図示のスクリーンを臨むように露出する。
FIG. 1 is an external view of a
投影レンズ34は、後述のDMD33で形成された光像を投影するためのものであり、ここでは、フォーカスと投射倍率(ズーム)を任意に可変できるものとする。
The
筐体11の上面には、本体操作表示部14、上面カバー15及びスピーカ16が配設されている。本体操作表示部14はタッチパネル付きの平面表示デバイス(液晶表示パネルまたは有機表示パネルもしくはELパネル等)で構成されており、この本体操作表示部14は、各動作状況に必要な様々な操作ボタンをグラフィカル表示して、対応するボタンがタッチ操作されるとその操作イベント信号を発生し、また、動作異常などが発生した場合にはその内容等を文字列または図形等で表示する。
A main body
スピーカ16は、映像を投射する際、または、任意のプレゼンテーションソフトウェアを実行する際に、それらの映像やプレゼンテーションソフトウェアの音声情報を拡声出力する。
The
上面カバー15の下には、通常は隠れて見えない本体サブキー17が設けられており、この本体サブキー17は、本体操作表示部14に表示されるボタン操作以外の詳細な動作設定を行う際に、適宜に上面カバー15を開いて操作される。
A
図2は、プロジェクタ10の内部ブロック図である。プロジェクタ10は、スピーカ16、音声処理部18、表示駆動部19、本体操作表示部14(平面表示デバイス14a、タッチパネル14b)、本体サブキー17を含む操作部20、中央制御部21(画像信号選択手段)、入出力コネクタ22、入出力I/F23、画像変換部24、ビデオRAM25(少なくともR画像プレーン25a、G画像プレーン25b及びB画像プレーン25cを含む)、投影エンコーダ26、投影駆動部27、リフレクタ28、光源29、カラーホイール30(色分割手段)、カラーホイール駆動用モータ31、カラーホイール回転角センサ32、DMD33(空間光変調手段)、投影レンズ34(投影手段)、フォーカス/ズーム駆動用モータ35、冷却ファン36、冷却ファン駆動用モータ37などのブロックを含む。
FIG. 2 is an internal block diagram of the
中央制御部21は、表示駆動部19を介して本体操作表示部14の平面表示デバイス14aに所要の操作ボタン類をグラフィカル表示する。ユーザによって任意の操作ボタンがタッチ操作されると、そのタッチ座標がタッチパネル14bで検出され、中央制御部21は、その検出座標に基づいて、タッチ操作されたボタンの種類を特定し、その特定結果に対応した制御モード(たとえば、フォーカスやズーム等の投影条件設定モード及び後述の表示制御モードなど)を実行する。
The
また、中央制御部21は、表示駆動部19を介して本体操作表示部14の平面表示デバイス14aに、入力画像の解像度、入力コネクタ部20の使用端子選択、音声の有無等の設定に必要な操作ボタン類をグラフィカル表示する。ユーザによって任意の操作ボタンがタッチ操作されると、そのタッチ座標がタッチパネル14bで検出され、中央制御部21は、その検出座標に基づいて、タッチ操作されたボタンの種類を特定し、その特定結果に対応した設定動作を実行する。
Further, the
たとえば、入力画像の解像度がXGA(1024×768画素)、入力コネクタ部20の使用端子がRCA端子、且つ、音声ありの場合は、入出力I/F23を制御して入出力コネクタ22の当該端子(RCA端子)を選択し、その端子に加えられた外部機器からの入力画像と音声とを取り込み、それらを画像変換部24と音声処理部18に転送する。
For example, when the resolution of the input image is XGA (1024 × 768 pixels), the input terminal of the
さらに、中央制御部21は、表示駆動部19を介して本体操作表示部14の平面表示デバイス14aに、色再現性重視の表示制御モード(以下、第一の表示制御モード)と明るさ優先の表示モード(以下、第二の表示制御モード)とを選択するためのボタンを表示し、ユーザが、そのときの用途に応じて、そのボタンの中から適切なものをタッチ選択すると、そのタッチ座標がタッチパネル14bで検出され、中央制御部21は、その検出座標に基づいて、タッチ操作されたボタンの種類(第一の表示制御モード、第二の表示制御モード)を特定し、その特定結果に対応した表示制御モードを実行する。
Further, the
音声処理部18は音声を増幅してスピーカ16で拡声出力し、画像変換部24は、入力画像を所定のフォーマットに変換し、その変換画像を投影エンコーダ26に転送する。
The
投影エンコーダ26は、送られてきた画像信号をビデオRAM25に展開記憶(R画像→R画像プレーン25a、G画像→G画像プレーン25b、B画像→B画像プレーン25c)させた上で、このビデオRAM25の各プレーンの記憶内容を、R画像、G画像及びB画像の順に読み出すとともに、W画像については、それらのR画像、G画像及びB画像から生成する(前式(1)参照)。
The
投影駆動部27は、それらのR画像、G画像及びB画像並びにW画像から構成される、たとえば、30フレーム/秒のフレーム画像でDMD33を駆動する。
The
DMD(Digital Micro-mirror Device)33は、微小な可動ミラーを多数個平面上に敷き詰めた半導体集積光スイッチである。可動ミラーの大きさは、たとえば、十数μm角であり、ミラーのオンとオフの状態で±10度程度傾斜が変化するように支柱に取り付けられている。ミラーの直下にはメモリー素子が形成されており、このメモリー素子の正電界作用によってミラーのオンとオフの状態を切り換える。DMD33の反射光量は、ミラーをオンにしたときに最大(白階調)、オフにしたときに最小(黒階調)となるが、各ミラーのスイッチングスピード(オンとオフの切り換えスピード)を毎秒50万回以上にすることもできるため、各ミラーのスイッチングレシオを変えることにより、DMD33の反射光量を中間階調(グレースケール)にすることもできる。
A DMD (Digital Micro-mirror Device) 33 is a semiconductor integrated optical switch in which a large number of minute movable mirrors are spread on a plane. The size of the movable mirror is, for example, a dozen μm square, and the movable mirror is attached to the column so that the inclination changes by about ± 10 degrees when the mirror is on and off. A memory element is formed immediately below the mirror, and the on / off state of the mirror is switched by the positive electric field effect of the memory element. The amount of light reflected by the
このようなDMD33に対して、リフレクタ28内に配置された超高圧水銀灯等の光源29から高輝度の白色のスポット光Paを照射すると、その反射光Pbは、DMD33の各ミラーのオンオフ及びそのスイッチングレシオに対応して画素ごとに光変調(画像信号の内容で画素単位に光変調)されたものとなり、この反射光Pbを投影レンズ34を介して図示しないスクリーンに投射することによって、そのスクリーン上に画像信号の拡大映像を投影することができる。
When such a
但し、図示の例では、DMD33の数は1個であり、また、光源29から照射されたスポット光Paは「白色光」であるから、この場合、スクリーン上にはモノクロの映像しか投影できない。そこで、実際には、光源29の前面にカラーホイール30を配置して、このカラーホイール30をカラーホイール駆動用モータ31で回転駆動するようにし、且つ、ビデオRAM25に画像信号を展開記憶する際に、光の三原色(RGB)ごとのビデオ信号成分に分けて展開記憶するようにしている。なお、本実施形態においては、後述するように、R画像、G画像及びB画像に加えて、W画像も必要とするが、このW画像については、たとえば、前式(1)を用いて、R画像、G画像及びB画像から計算で求めるようにしている。
However, in the illustrated example, the number of
図3(a)は、カラーホイール30の正面図である。本実施形態のカラーホイール30は、円盤状の透明プレートを90度ずつ4等分したうちの三つの領域をそれぞれR領域30a、G領域30b及びB領域30cにし、さらに、残りの一つの領域のセンター部分(両側の15度を除く60度の部分)をW領域30dにすると共に、そのW領域30dの両側の15度の部分をそれぞれsR領域30e(小面積分光領域)とsB領域30f(小面積分光領域)にしている。R領域30a及びsR領域30eは可視光域の光のうち“赤色”の光の分光特性を持った領域である。同様に、B領域30c及びsB領域30fは“青色”の光の分光特性を持った領域であり、G領域30bは“緑色”の光の分光特性を持った領域である。また、W領域30dは可視光域の光全体を透過する透明な領域である。なお、sR領域30eとsB領域30fの“s”は、R領域30aやG領域30bと区別するための単なる識別記号である。
FIG. 3A is a front view of the
カラーホイール30上の各領域は、図面に向かって時計回り方向にR領域30a→G領域30b→B領域30c→sR領域30e→W領域30d→sB領域30fの順で配置されており、特にsR領域30eはB領域30cとW領域30dの間に位置し、sB領域30fはW領域30fとR領域30aの間に位置している。
The respective regions on the
R領域30a、G領域30b、B領域30c、W領域30d、sR領域30e、sB領域30fの各々の面積は、R領域30a、G領域30b及びB領域30cが同一面積且つ最大であり、W領域30dがそれに次、sR領域30e及びsB領域30fが同一面積且つ最小であるから、R領域30a、G領域30b及びB領域30cは発明の要旨に記載の“大面積分光領域”に相当し、W領域30dは発明の要旨に記載の“中面積分光領域”に相当し、sR領域30e及びsB領域30fは発明の要旨に記載の“小面積分光領域”に相当する。
The area of each of the
カラーホイール30の透明プレートの中央部分には、カラーホイール駆動用モータ31のシャフトを取り付けるための円形開口30gが形成されており、さらに、カラーホイール30の透明プレートの外周縁の所定位置(図ではR領域30aとsB領域30fの境界線30hから時計回り方向に15度ずれた位置)には、このカラーホイール30の回転角を検出する際の基準位置を示す基準穴30iが形成されている。
A
図3(b)は、カラーホイール30とカラーホイール回転角センサ32との対応関係図である。カラーホイール回転角センサ32は、発光部32aと受光部32bを内蔵したコの字状ボディ32cを備え、そのボディ32cで、カラーホイール30の透明プレートの外周縁付近を非接触状態で挟み込み、カラーホイール30の基準穴30iを通過した発光部32aからの光を受光部32bで受光し、その光の有無に対応した間欠的な回転角検出信号CPを出力する。
FIG. 3B is a correspondence diagram between the
図3(c)は、回転角検出信号CPの波形図である。回転角検出信号CPは、発光部32aからの光が透明プレートで遮られている間、ローレベルを維持するが、発光部32aからの光が透明プレートの基準穴30iを通過するとハイレベルに立ち上がる。カラーホイール30は、カラーホイール駆動用モータ31によって所定の速度で回転駆動されるため、発光部32aからの光が透明プレートの基準穴30iを通過するのは一瞬である。したがって、回転角検出信号CPは、カラーホイール30の一回転ごとに1回、瞬間的にハイレベルに立ち上がることになり、そのハイレベルの立ち上がり時点を回転角0度とすると、ハイレベルからハイレベルまでの期間でカラーホイール30の刻一刻と変化する回転角(0〜360度)を表すことができる。
FIG. 3C is a waveform diagram of the rotation angle detection signal CP. The rotation angle detection signal CP maintains a low level while the light from the
図4は、カラーホイール30の各領域の分光特性を示す図であり、(a)はR領域30aとsR領域30eの分光特性、(b)はG領域30bの分光特性、(c)はB領域30cとsB領域30fの分光特性を示している。これらの図において、縦軸は光の透過強度、横軸は光の波長である。赤色光の波長に対して緑色光の波長は短く、青色光の波長はさらに短い。図中の破線で分けた三つのエリア(R、G、B)は、赤色光、緑色光及び青色光の便宜上の波長帯域を示している。図(a)に示すように、赤色光の分光特性は、R領域30aとsR領域30eの透過率を高めることによって得られる。同様に、図(b)に示すように、緑色光の分光特性は、G領域30bの透過率を高めることによって得られ、また、図(c)に示すように、青色光の分光特性は、B領域30cとsB領域30fの透過率を高めることによって得られる。
4A and 4B are diagrams showing the spectral characteristics of each region of the
図5は、光源29から照射されるスポット光Paとカラーホイール30との対応関係図である。この図において、スポット光Paの光軸Pは、カラーホイール30の半径上の所定位置に固定されており、カラーホイール30の回転に伴い、そのカラーホイール30の円周方向にスポット光Paが相対的に移動するようになっている。
FIG. 5 is a correspondence diagram between the spot light Pa emitted from the
ここで、スポット光Paの左右の外接線La、Lbをカラーホイール30の回転中心Oで交差させたとき、その交差角θと、カラーホイール30に形成されたsR領域30e及びsB領域30fの各々の角度(15度)の2倍の角度(30度)とが一致するように、スポット光Paの直径(AB)を設定してもよい。今、θ=30度であるから、スポット光Paの直径(AB)は、「2×OA×(sinθ/2)」で与えられる。OAは、カラーホイール30の回転中心Oからスポット光Paの点Aまでの距離である。たとえば、OA=10mmとすると、AB=5.18mmになるから、スポット光Paの直径を5.18mmにすれば、カラーホイール30に形成されたsR領域30e及びsB領域30fの各々の角度(15度)の2倍の角度(30度)と交差角θとを一致させることができる。
Here, when the left and right circumscribing lines La and Lb of the spot light Pa intersect at the rotation center O of the
図6〜図9は、カラーホイール30の回転状態を示す図であり、たとえば、図6(a)はカラーホイール30の回転角が0度のときの状態図、図6(b)は同回転角が60度のときの状態図、図6(c)は同回転角が90度のときの状態図、図7(a)は同回転角が150度のときの状態図、図7(b)は同回転角が180度のときの状態図、図7(c)は同回転角が240度のときの状態図、図8(a)は同回転角が255度のときの状態図、図8(b)は同回転角が270度のときの状態図、図8(c)は同回転角が285度のときの状態図、図9(a)は同回転角が315度のときの状態図、図9(b)は同回転角が330度のときの状態図、図9(c)は同回転角が345度のときの状態図である。
6 to 9 are diagrams showing the rotation state of the
これらの回転角のうち0度は、カラーホイール30に形成された基準穴30iがカラーホイール回転角センサ32の位置に一致しているときのものである。このときの回転角(0度)を基準にして、カラーホイール30を反時計回り方向に回転させていくと、回転角が徐々に増え、カラーホイール30が一回転すると、再び0度に戻って、以降、この回転角の変化を繰り返す。
Of these rotation angles, 0 degrees is when the
ここで、上記の各回転角(0度、60度、90度、150度、180度、240度、255度、270度、285度、315度、330度及び345度)は、それぞれ特異な角度である。すなわち、カラーホイール30の回転方向を図面に向かって反時計回り方向とすれば、0度はスポット光PaがsB領域30fを抜け出した直後の角度であり(図6(a)参照)、60度はスポット光PaがG領域30bに入る寸前の角度である(図6(b)参照)。また、90度はスポット光PaがR領域30aを抜け出した直後の角度であり(図6(c)参照)、150度はスポット光PaがB領域30cに入る寸前の角度である(図7(a)参照)。さらに、180度はスポット光PaがG領域30bを抜け出した直後の角度であり(図7(b)参照)、240度はスポット光PaがsR領域30eに入る寸前の角度である(図7(c)参照)。
Here, each rotation angle (0 degree, 60 degree, 90 degree, 150 degree, 180 degree, 240 degree, 255 degree, 270 degree, 285 degree, 315 degree, 330 degree and 345 degree) is unique. Is an angle. That is, if the rotation direction of the
また、255度はスポット光Paが二つの領域(B領域30cとsR領域30e)に跨っている角度であり(図8(a)参照)、270度もスポット光Paが二つの領域(sR領域30eとW領域30d)に跨っている角度である(図8(a)参照)。
Further, 255 degrees is an angle at which the spot light Pa straddles two areas (
また、285度はスポット光PaがsR領域30eを抜け出した直後の角度であり(図8(c)参照)、315度はスポット光PaがsB領域30fに入る寸前の角度である(図9(a)参照)。
Further, 285 degrees is an angle immediately after the spot light Pa exits the
また、330度はスポット光Paが二つの領域(W領域30dとsB領域30f)に跨っている角度であり(図9(b)参照)、345度もスポット光Paが二つの領域(sB領域30fとR領域30a)に跨っている角度である(図9(c)参照)。
330 degrees is an angle at which the spot light Pa straddles two regions (
このようなカラーホイール30の回転角変化をまとめると、次の三つのパターンに分類することができる。
When the rotation angle changes of the
<スポット光Paが単一の領域に照射されているパターン>
0度〜60度、90度〜150度、180度〜240度、285度〜315度の間では、スポット光Paが単一の領域に位置しているため、カラーホイール30からは純粋な一つの色の光だけが取り出される。すなわち、0度〜60度の間では、スポット光PaがR領域30aのみに位置しているため、カラーホイール30からは純粋な赤色光だけが取り出される。同様に、90度〜150度の間では、スポット光PaがG領域30bのみに位置しているため、カラーホイール30からは純粋な緑色光だけが取り出される。また、180度〜240度の間では、スポット光PaがB領域30cのみに位置しているため、カラーホイール30からは純粋な青色光だけが取り出され、さらに、285度〜315度の間では、スポット光PaがW領域30dのみに位置しているため、カラーホイール30からは純粋な白色光だけが取り出される。
<Pattern in which spot light Pa is applied to a single region>
Between 0 ° to 60 °, 90 ° to 150 °, 180 ° to 240 °, and 285 ° to 315 °, the spot light Pa is located in a single region. Only one color of light is extracted. That is, between 0 degrees and 60 degrees, since the spot light Pa is located only in the
<スポット光Paが二つの領域に跨って照射されているパターン>
60度〜90度、150度〜180度、240度〜255度、270度〜285度、315度〜330度、345度〜360度(0度)の間では、スポット光Paが二つの領域に跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色が取り出される。すなわち、60度〜90度の間では、スポット光PaがR領域30aとG領域30bに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(R+G)である黄色光が取り出される。そして、この混合色(黄色)は、カラーホイール30の回転角が60度から90度へと増えるにつれて赤に近い黄色から緑に近い黄色へと線形的に変化する。
<Pattern irradiated with spot light Pa over two regions>
Between 60 degrees to 90 degrees, 150 degrees to 180 degrees, 240 degrees to 255 degrees, 270 degrees to 285 degrees, 315 degrees to 330 degrees, 345 degrees to 360 degrees (0 degrees), the spot light Pa is in two regions. Therefore, the
同様に、150度〜180度の間では、スポット光PaがG領域30bとB領域30cに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(G+B)であるシアン光が取り出される。そして、この混合色(シアン)は、カラーホイール30の回転角が150度から180度へと増えるにつれて緑に近いシアンから青に近いシアンへと線形的に変化する。また、240度〜255度の間では、スポット光PaがB領域30cとsR領域30eに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(B+R)であるマゼンタ光が取り出される。そして、この混合色(マゼンタ)は、カラーホイール30の回転角が240度から255度へと増えるにつれて青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタへと線形的に変化する。
Similarly, between 150 degrees and 180 degrees, since the spot light Pa is located across the
また、270度〜285度の間では、スポット光PaがsR領域30eとW領域30dに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(R+W)である輝度可変赤色光が取り出される。“輝度可変”赤色光とは、Wの割合に応じて明るさを増す色のことをいい、最も明るくなったときに色味のない白色になる色のことをいう。そして、この混合色(輝度可変赤色)は、カラーホイール30の回転角が270度から285度へと増えるにつれて赤と白を均等に含む輝度半減赤色から白色(色味のない色)へと線形的に変化する。
In addition, since the spot light Pa is located between the
また、315度〜330度の間では、スポット光PaがW領域30dとsB領域30fに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(W+B)である輝度可変青色光が取り出される。そして、この混合色(輝度可変青色光)は、カラーホイール30の回転角が315度から330度へと増えるにつれて白色(色味のない色)から輝度半減青色へと線形的に変化する。
In addition, since the spot light Pa is located between the
また、345度〜360度の間では、スポット光PaがsB領域30fとR領域30aに跨って位置しているため、カラーホイール30からはそれらの二つの領域の混合色(B+R)であるマゼンタが取り出される。そして、この混合色(マゼンタ)は、カラーホイール30の回転角が345度から360度へと増えるにつれて青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタへと線形的に変化する。
Further, since the spot light Pa is located between the
<スポット光Paが三つの領域に跨って照射されているパターン>
255度〜270度、330度〜345度の間では、スポット光Paが三つの領域に跨って位置する。このため、カラーホイール30からはそれらの三つの領域の混合色が取り出される。すなわち、255度のときには、スポット光PaがB領域30cとsR領域30eに跨って位置しているが、255度を少しでも過ぎると、スポット光PaがさらにW領域30dにも跨ることになる。このため、255度〜270度の間では、当初はB領域30cとsR領域30eの混合色(B+R)であるマゼンタが取り出されるが、255度を少しでも過ぎると、この混合色(B+R)にW領域30dの白色が加えられ始め、最終的に270度に達すると、sR領域30eの赤色とW領域30dの白色とを均等に含む輝度半減赤色になる。
<Pattern irradiated with spot light Pa over three regions>
Between 255 degrees to 270 degrees and 330 degrees to 345 degrees, the spot light Pa is located across three regions. For this reason, the mixed color of these three regions is extracted from the
同様に、330度のときには、スポット光PaがW領域30dとsB領域30fに跨って位置しているが、330度を少しでも過ぎると、スポット光PaがさらにR領域30aにも跨ることになる。このため、330度〜345度の間では、当初はW領域30dとsB領域30fの均等混合色(W+B)である輝度半減青色が取り出されるが、330度を少しでも過ぎると、この混合色(W+B)にR領域30aの赤色が加えられ始め、最終的に345度に達すると、sB領域30fの青色とR領域30aの赤色とを均等に含む黄色になる。
Similarly, at 330 degrees, the spot light Pa is located over the
図10は、カラーホイール30の回転角変化とそのカラーホイール30から取り出される光色の対応関係図である。先にも述べたように、カラーホイール30の基準回転角(0度)は、回転角検出信号CPの瞬間的なハイレベルへの立ち上がりタイミングに同期する。カラーホイール30の回転角が、この基準回転角(0度)にあるとき、スポット光PaはsB領域30fを抜け出した直後にあるから、スポット光Paはその全体で、sB領域30fに隣接するR領域30aを照射している。したがって、回転角が0度のとき、カラーホイール30から取り出される光色はR領域30aの透過光である純粋な「赤色」になる。同様に、カラーホイール30の回転角が0度〜60度にあるときも、スポット光PaはまだR領域30aに位置し続けているから、カラーホイール30から取り出される光色は、依然としてR領域30aの透過光である純粋な「赤色」を持続する。
FIG. 10 is a correspondence diagram between the change in the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が60度を越え且つ90度未満にあるとき、スポット光PaはR領域30aとG領域30bに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(R領域30aとG領域30b)を照射している。したがって、回転角が60度を越え且つ90度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、R領域30aとG領域30bの同時透過光である赤色と緑色の混色(黄色)になる。そして、その黄色は、回転角が60度から90度に増えるにつれて、赤に近い黄色から緑に近い黄色へと線形的に変化する。なお、図中において、60度〜90度の範囲でRの図形とGの図形を左下がりの斜線で接合しているが、これは、赤に近い黄色から緑に近い黄色へと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、60度〜90度の範囲では、Rの図形の面積が徐々に減り、その一方でGの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が赤に近い黄色から緑に近い黄色へと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が90度にあるとき、スポット光PaはG領域30bに完全に入り込んでいるから、スポット光Paはその全体でG領域30bを照射している。したがって、回転角が90度にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、G領域30bの透過光である純粋な「緑色」になる。同様に、カラーホイール30の回転角が90度〜150度にあるときも、スポット光PaはまだG領域30bに位置し続けているから、カラーホイール30から取り出される光色は、依然としてG領域30bの透過光である純粋な「緑色」を持続する。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が150度を越え且つ180度未満にあるとき、スポット光PaはG領域30bとB領域30cに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(G領域30bとB領域30c)を照射している。したがって、回転角が150度を越え且つ180度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、G領域30bとB領域30cの同時透過光である緑色と青色の混色(シアン)になる。そして、そのシアンは、回転角が150度から180度に増えるにつれて、緑に近いシアンから青に近いシアンへと線形的に変化する。なお、図中において、150度〜180度の範囲でGの図形とBの図形を左下がりの斜線で接合しているが、これは、緑に近いシアンから青に近いシアンへと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、150度〜180度の範囲では、Gの図形の面積が徐々に減り、その一方でBの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が緑に近いシアンから青に近いシアンへと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が180度にあるとき、スポット光PaはB領域30cに完全に入り込んでいるから、スポット光Paはその全体でB領域30cを照射している。したがって、回転角が180度にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、B領域30cの透過光である純粋な「青色」になる。同様に、カラーホイール30の回転角が180度〜240度にあるときも、スポット光PaはまだB領域30cに位置し続けているから、カラーホイール30から取り出される光色は、依然としてB領域30cの透過光である純粋な「青色」を持続する。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が240度を越え且つ255度未満にあるとき、スポット光PaはB領域30cとsR領域30eに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(B領域30cとsR領域30e)を照射している。したがって、回転角が240度を越え且つ255度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、B領域30cとsR領域30eの同時透過光である青色と赤色の混色(マゼンタ)になる。そして、そのマゼンタは、回転角が240度から255度に増えるにつれて、青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタへと線形的に変化する。なお、図中において、240度〜255度の範囲でBの図形とsRの図形を左下がりの斜線で接合しているが、これは、青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタへと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、240度〜255度の範囲では、Bの図形の面積が徐々に減り、その一方でsRの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタへと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が255度を越え且つ270度未満にあるとき、スポット光PaはB領域30cとsR領域30eとW領域30dに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの三つの領域(B領域30cとsR領域30eとW領域30d)を照射している。したがって、回転角が255度を越え且つ270度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、B領域30cとsR領域30eとW領域30dの同時透過光である青色と赤色と白色の混色(輝度可変のマゼンタ)になる。そして、その輝度可変のマゼンタは、回転角が255度から270度に増えるにつれて、青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタを経て明るさをアップしたマゼンタへと線形的に変化する。なお、図中において、255度〜270度の範囲でBの図形とsRの図形とWの図形をそれぞれ左下がりの斜線で接合しているが、これは、青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタを経て明るさをアップしたマゼンタへと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、255度〜270度の範囲では、Bの図形の面積が徐々に減り、その一方でsRの図形の面積とWの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタを経て明るさをアップしたマゼンタへと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が270度を越え且つ285度未満にあるとき、スポット光PaはsR領域30eとW領域30dに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(sR領域30eとW領域30d)を照射している。したがって、回転角が270度を越え且つ285度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、sR領域30eとW領域30dの同時透過光である赤色と白色の混色(輝度可変の赤色)になる。そして、その輝度可変の赤色は、回転角が270度から285度に増えるにつれて、純粋な赤から明るさをアップした赤へと線形的に変化する。なお、図中において、270度〜285度の範囲でsRの図形とWの図形をそれぞれ左下がりの斜線で接合しているが、これは、純粋な赤から明るさをアップした赤へと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、270度〜285度の範囲では、sRの図形の面積が徐々に減り、その一方でWの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が純粋な赤から明るさをアップした赤へと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が285度にあるとき、スポット光PaはW領域30dに完全に入り込んでいるから、スポット光Paはその全体でW領域30dを照射している。したがって、回転角が285度にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、W領域30dの透過光である純粋な「白色」になる。同様に、カラーホイール30の回転角が285度〜3150度にあるときも、スポット光PaはまだW領域30dに位置し続けているから、カラーホイール30から取り出される光色は、依然としてW領域30dの透過光である純粋な「白色」を持続する。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が315度を越え且つ330度未満にあるとき、スポット光PaはW領域30dとsB領域30fに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(W領域30dとsB領域30f)を照射している。したがって、回転角が315度を越え且つ330度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、W領域30dとsB領域30fの同時透過光である白色と青色の混色(輝度可変の青色)になる。そして、その輝度可変の青色は、回転角が315度から330度に増えるにつれて、白色に近い明るい青から輝度半減の青へと線形的に変化する。なお、図中において、315度〜330度の範囲でWの図形とsBの図形を左下がりの斜線で接合しているが、これは、白色に近い青から輝度半減の青へと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、315度〜330度の範囲では、Wの図形の面積が徐々に減り、その一方でsBの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が白色に近い青から輝度半減の青へと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が330度を越え且つ345度未満にあるとき、スポット光PaはW領域30dとsB領域30fとR領域30aに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの三つの領域(W領域30dとsB領域30fとR領域30a)を照射している。したがって、回転角が330度を越え且つ345度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、W領域30dとsB領域30fとR領域30aの同時透過光である白色と青色と赤色の混色(輝度可変のシアン)になる。そして、その輝度可変のシアンは、回転角が330度から345度に増えるにつれて、白色に近いシアンから輝度半減のシアンを経て青と赤を均等に含む純粋なシアンへと線形的に変化する。なお、図中において、330度〜345度の範囲でWの図形とsBの図形とRの図形をそれぞれ左下がりの斜線で接合しているが、これは、白色に近いシアンから輝度半減のシアンを経て青と赤を均等に含む純粋なシアンへと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、330度〜345度の範囲では、Wの図形の面積が徐々に減り、その一方でsBの図形の面積とRの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が白色に近いシアンから輝度半減のシアンを経て青と赤を均等に含む純粋なシアンへと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
次に、カラーホイール30の回転角が345度を越え且つ360度未満にあるとき、スポット光PaはsB領域30fとR領域30aに跨っている(越境している)から、スポット光Paはその全体で、これらの二つの領域(sB領域30fとR領域30a)を照射している。したがって、回転角が345度を越え且つ360度未満にあるとき、カラーホイール30から取り出される光色は、sB領域30fとR領域30aの同時透過光である青色と赤色の混色(黄色)になる。そして、その黄色は、回転角が345度から360度に増えるにつれて、青に近い黄色から赤に近い黄色へと線形的に変化する。なお、図中において、345度〜360度の範囲でsBの図形とRの図形を左下がりの斜線で接合しているが、これは、青に近い黄色から赤に近い黄色へと線形的に変化する様子を模式的に示すためのものである。すなわち、345度〜360度の範囲では、sBの図形の面積が徐々に減り、その一方でRの図形の面積が徐々に増えているため、当該角度範囲における透過光の色が青に近い黄色から赤に近い黄色へと線形的に変化している。
Next, when the rotation angle of the
このように、本実施形態のカラーホイール30によれば、その回転角が0度〜60度の間で「赤色光(R)」を取り出し、同回転角が60度を越え且つ90度の間で赤に近い黄色から緑に近い黄色へと線形的に変化する「赤色と緑色の混色光(R→Y→G)」を取り出し、同回転角が90度を越え且つ150度の間で「緑色光(G)」を取り出し、同回転角が150度を越え且つ180度の間で緑に近いシアンから青に近いシアンへと線形的に変化する「緑色と青色の混色光(G→シアン→B)」を取り出し、同回転角が180度を越え且つ240度の間で「青色光(B)」を取り出すことができる。
Thus, according to the
加えて、同回転角が240度を越え且つ285度の間で青に近いマゼンタから赤に近いマゼンタを経て純粋な赤さらに輝度を高めた赤へと線形的に変化する「青色と赤色と白色の混色光(B→マゼンタ→R→W)」を取り出し、同回転角が285度を越え且つ315度の間で「白色光(W)」を取り出し、同回転角が315度を越え且つ360度の間で輝度を高めた青から純粋な青を経てマゼンタさらに赤へと線形的に変化する「白色と青色と赤色の混色光(W→B→マゼンタ→R)」を取り出すことができる。 In addition, when the rotation angle exceeds 240 degrees and between 285 degrees, it changes linearly from magenta close to blue to magenta close to red and then to pure red and red with higher brightness. “Blue, red and white Of mixed color light (B → magenta → R → W) ”, the same rotation angle exceeds 285 degrees and between 315 degrees,“ white light (W) ”is extracted, the rotation angle exceeds 315 degrees and 360 It is possible to take out “mixed light of white, blue and red (W → B → magenta → R)” that linearly changes from blue, which has been increased in luminance to pure magenta to red through magenta.
図11は、プロジェクタ10の中央制御部21で実行される制御プログラムの概略的なフローチャートを示す図である。この制御プログラムでは、まず、光源ON(光源29の点灯)及びカラーホイール回転(カラーホイール駆動用モータ31の動作開始)を行った後(ステップS10)、表示制御モード分岐処理を実行する(ステップS11)。表示制御モードとは、前記のとおり、本体操作表示部14の平面表示デバイス14aに表示される選択肢ボタンをタッチすることにより、ユーザによって適宜に指定された表示制御モードのことである。より詳細には、色再現性重視の表示制御モード(第一の表示制御モード)と明るさ優先の表示モード(第二の表示制御モード)のことである。
FIG. 11 is a diagram illustrating a schematic flowchart of a control program executed by the
ステップS11の分岐処理によって、「第一表示制御モード」が判定されたときには、第一表示制御モード処理を実行し(ステップS12)、「第二表示制御モード」が判定されたときには、第二表示制御モード処理を実行する(ステップS13)。 When the “first display control mode” is determined by the branch process in step S11, the first display control mode process is executed (step S12). When the “second display control mode” is determined, the second display control mode is executed. A control mode process is executed (step S13).
そして、いずれの表示制御モードにおいても、1フレームの画像を表示後、画像の表示終了を判定し(ステップS14)、表示終了でなければ、再びステップS11の分岐処理以降を繰り返す一方、表示終了であれば、光源OFF及びカラーホイール停止(ステップS15)を行った後、プログラムを終了する。 In any display control mode, after displaying the image of one frame, the display end of the image is determined (step S14). If the display is not ended, the branching process of step S11 is repeated again while the display ends. If there is, the light source is turned off and the color wheel is stopped (step S15), and then the program is terminated.
図12は、第一表示制御モードプログラムのフローチャートを示す図である。この図において、まず、カラーホイール30の回転角を取り込み、変数CAにセットする(ステップS12a)。
FIG. 12 is a flowchart of the first display control mode program. In this figure, first, the rotation angle of the
次いで、「345度<CA<75度」であるか否かを判定し(ステップS12b)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像でDMD33を駆動する(ステップS12c)。
Next, it is determined whether or not “345 degrees <CA <75 degrees” (step S12b). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「75度<CA<165度」であるか否かを判定し(ステップS12d)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したG画像でDMD33を駆動する(ステップS12e)。
Next, it is determined whether or not “75 degrees <CA <165 degrees” (step S12d). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「165度<CA<255度」であるか否かを判定し(ステップS12f)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したB画像でDMD33を駆動する(ステップS12g)。
Next, it is determined whether or not “165 degrees <CA <255 degrees” (step S12f). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「255度<CA<345度」であるか否かを判定し(ステップS12h)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像、G画像及びB画像に基づいて(たとえば、前式(1)により)生成されたW画像でDMD33を駆動する(ステップS12i)。
Next, it is determined whether or not “255 degrees <CA <345 degrees” (step S12h). If the determination result is affirmative (YES), based on the R image, G image, and B image read from the
図13は、第二表示制御モードプログラムのフローチャートを示す図である。この図において、まず、カラーホイール30の回転角を取り込み、変数CAにセットする(ステップS13a)。
FIG. 13 is a diagram showing a flowchart of the second display control mode program. In this figure, first, the rotation angle of the
次いで、「0度<CA<60度」であるか否かを判定し(ステップS13b)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像でDMD33を駆動する(ステップS13c)。
Next, it is determined whether or not “0 degree <CA <60 degrees” (step S13b). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「60度<CA<90度」であるか否かを判定し(ステップS13d)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像、G画像及びB画像に基づいて(たとえば、前式(1)により)生成されたW画像でDMD33を駆動する(ステップS13e)。
Next, it is determined whether or not “60 degrees <CA <90 degrees” (step S13d). If the determination result is affirmative (YES), based on the R image, G image, and B image read from the
次いで、「90度<CA<150度」であるか否かを判定し(ステップS13f)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したG画像でDMD33を駆動する(ステップS13g)。
Next, it is determined whether or not “90 degrees <CA <150 degrees” (step S13f). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「150度<CA<180度」であるか否かを判定し(ステップS13h)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像、G画像及びB画像に基づいて(たとえば、前式(1)により)生成されたW画像でDMD33を駆動する(ステップS13i)。
Next, it is determined whether or not “150 degrees <CA <180 degrees” (step S13h). If the determination result is affirmative (YES), based on the R image, G image, and B image read from the
次いで、「180度<CA<240度」であるか否かを判定し(ステップS13j)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したB画像でDMD33を駆動する(ステップS13k)。
Next, it is determined whether or not “180 degrees <CA <240 degrees” (step S13j). If the determination result is affirmative (YES), the
次いで、「240度<CA<360度」であるか否かを判定し(ステップS13m)、判定結果が肯定(YES)の場合に、ビデオRAM25から読み出したR画像、G画像及びB画像に基づいて(たとえば、前式(1)により)生成されたW画像でDMD33を駆動する(ステップS13n)。
Next, it is determined whether or not “240 degrees <CA <360 degrees” (step S13m). If the determination result is affirmative (YES), based on the R image, G image, and B image read from the
図14は、以上の第一表示制御モード及び第二表示制御モードの概念的なタイムシーケンス図である。これらの図において、最上段はカラーホイールの位置(回転角)を表し、上から2段目はカラーホイールから取り出された照明光束を表している。また、その下のP1は第一表示制御モードを表し、P2は第二表示制御モードを表している。 FIG. 14 is a conceptual time sequence diagram of the first display control mode and the second display control mode described above. In these figures, the uppermost row represents the position (rotation angle) of the color wheel, and the second row from the top represents the illumination light beam extracted from the color wheel. Further, P1 below it represents the first display control mode, and P2 represents the second display control mode.
照明光束は、各モードに共通であり、0度〜60度は赤色(R)、60度を越え且つ90度未満は赤色(R)と黄色(Y)の混色、90度〜150度は緑色(G)、150度を越え且つ180度未満は緑色(G)と青(B)の混色、240度を超え、且つ285度未満は青色(B)と赤色(R)と白色(W)の混色、285度〜315度は白色(W)、315度を超え、且つ360度未満は白色(W)と青色(B)と赤色(R)の混色となっている。 The illumination luminous flux is common to each mode, 0 to 60 degrees is red (R), more than 60 degrees and less than 90 degrees is a mixture of red (R) and yellow (Y), and 90 to 150 degrees is green. (G), green (G) and blue (B) mixed colors exceeding 150 degrees and less than 180 degrees, blue (B), red (R) and white (W) exceeding 240 degrees and less than 285 degrees The mixed color of 285 degrees to 315 degrees is white (W), exceeds 315 degrees, and less than 360 degrees is a mixed color of white (W), blue (B), and red (R).
二つの表示制御モード(P1、P2)は、R、G、Bの各駆動画像の駆動時間の点、及び、W画像の利用の仕方の点で相違する。 The two display control modes (P1, P2) are different in terms of the driving time of each of the R, G, and B driving images and the way of using the W image.
まず、第一表示制御モード(P1)を説明すると、このモードでは、カラーホイールの位置(回転角)が345度〜75度の間DMD33をR画像で駆動し、同回転角が75度〜165度の間DMD33をG画像で駆動し、同回転角が165度〜255度の間DMD33をB画像で駆動し、同回転角が255度〜345度の間DMD33をW画像で駆動する。すなわち、この第一表示制御モード(P1)では、R画像→G画像→B画像→W画像→・・・・の順でDMD33を駆動し、且つ、R画像、G画像、B画像及びW画像の各々の駆動時間は、回転角で90度に相当する同一の時間である。
First, the first display control mode (P1) will be described. In this mode, the
次に、第二表示制御モード(P2)を説明すると、このモードでは、カラーホイールの位置(回転角)が0度〜60度の間DMD33をR画像で駆動し、同回転角が90度〜150度の間DMD33をG画像で駆動し、同回転角が180度〜240の間DMD33をB画像で駆動すると共に、同回転角が60度〜90度、150度〜180度及び240度〜360度の間DMD33をW画像で駆動する。すなわち、この第二表示制御モード(P2)では、R画像→W画像→G画像→W画像→B画像→W画像→・・・・の順でDMD33を駆動しており、各々のR画像、G画像及びB画像の駆動時間を回転角で60度に相当する同一の時間にするとともに、残りの時間をすべてW画像の駆動時間としている。
Next, the second display control mode (P2) will be described. In this mode, the
図15は、第一表示制御モード(P1)のCIExy色度図及び画像ごとの明るさの概念図である。この図において、色度図上の三角図形の大きさは、従来装置のもの(図21参照)よりも若干狭くなっているが、R、G、B、C、M、Y及びWの各画像の明るさの比率は「1.5:1.5:1.5:3:3:3:8」となっており、従来装置の比率(図21参照)に比べて、R、G、B、C、M、Y及びWのいずれもほぼ理想に近い比率になっている。したがって、この第一表示制御モード(P1)によれば、明るさと色合いのバランスがとれた投影画像を得ることができ、とりわけ、ホームシアターなどの色再現性重視の用途に適したものとすることができる。 FIG. 15 is a CIExy chromaticity diagram in the first display control mode (P1) and a conceptual diagram of brightness for each image. In this figure, the size of the triangular figure on the chromaticity diagram is slightly narrower than that of the conventional device (see FIG. 21), but each image of R, G, B, C, M, Y and W The brightness ratio of “1.5: 1.5: 1.5: 3: 3: 3: 8” is R, G, B compared to the ratio of the conventional device (see FIG. 21). , C, M, Y, and W are nearly ideal ratios. Therefore, according to the first display control mode (P1), it is possible to obtain a projection image in which the brightness and the hue are balanced, and in particular, it is suitable for an application that emphasizes color reproducibility such as a home theater. it can.
図16は、第二表示制御モード(P2)のCIExy色度図及び画像ごとの明るさの概念図である。この図において、色度図上の三角図形の大きさは、従来装置のもの(図21参照)と同等である。また、R、G、B、C、M、Y及びWの各画像の明るさの比率も「1:1:1:2:2:2:8」となっており、従来装置の比率(図21参照)とほぼ同等である。したがって、この第二表示制御モード(P2)によれば、第一表示制御モード(P1)に比べて、充分な明るさの投影画像を得ることができ、とりわけ、プレゼンテーションなどの明るさ優先の用途に適したものとすることができる。 FIG. 16 is a CIExy chromaticity diagram in the second display control mode (P2) and a conceptual diagram of brightness for each image. In this figure, the size of the triangular figure on the chromaticity diagram is the same as that of the conventional device (see FIG. 21). Also, the ratio of the brightness of each of the R, G, B, C, M, Y, and W images is “1: 1: 1: 2: 2: 2: 8”, which is the ratio of the conventional apparatus (see FIG. 21). Therefore, according to the second display control mode (P2), it is possible to obtain a projected image with sufficient brightness as compared with the first display control mode (P1). It can be suitable for.
このように、本実施形態によれば、色再現性重視の表示制御モード(第一表示制御モード)と、明るさ優先の表示制御モード(第二示制御モード)とを選択して使用することができ、たとえば、ホームシアターからプレゼンテーションまで幅広く利用できる利便性の高いプロジェクタ10を実現することができる。
Thus, according to the present embodiment, the display control mode (first display control mode) emphasizing color reproducibility and the display control mode (second display control mode) prioritizing brightness are selected and used. For example, it is possible to realize a highly
なお、以上の実施形態では、カラーホイール30の構造として、図3(a)に示すように、時計回り方向にR領域30a、G領域30b、B領域30c、sR領域30e、W領域30d、sB領域30fを配列しているが、すなわち、小面積分光領域を赤色光の透過領域(sR領域30e)とするとともに、小面積分光領域を青色光の透過領域(sB領域30f)としているが、これは実施可能な態様の一例にすぎない。小面積分光領域及び小面積分光領域は、隣接する領域と異なる分光特性を有していればよく、たとえば、小面積分光領域を赤色光の透過領域とするとともに、小面積分光領域を緑色光の透過領域としてもよい。この場合、時計回り方向にR領域30a、G領域30b、B領域30c、小面積分光領域(赤色)、W領域30d、小面積分光領域(緑色)を配列すればよい。
In the above embodiment, the
なお、以上の説明において、小面積分光領域の角度をそれぞれ15度としているのは、光源スポット径(図5のPa参照)の丁度半分のサイズであるからである。小面積分光領域は、光源スポット径の半分以上のサイズであることが望ましく、中でも丁度半分のサイズである時が、一番色合いのバランスが良く、W輝度が高くなる。
要するに、以上の実施形態では、スポット光Paのサイズ比率を、小面積分光領域や小面積分光領域の角度(θ)の2倍の角度に相当する大きさとしたが、これはベストモードであり、これに限定されず、たとえば、小面積分光領域や小面積分光領域の角度(θ)相当またはそれ以下としてもよい。つまり、小面積分光領域や小面積分光領域からはみ出さないサイズ比率のスポット光Paとしてもよい。
また、スポット光Paのサイズ比率の設定は、上記のように、スポット光Paのサイズを変更するのではなく、スポット光Paのサイズを固定した上で、カラーホイールの小面積分光領域の角度を変更するようにしてもよく、又は、スポット光Paのサイズと小面積分光領域の角度の両方を変更して行ってもよい。
In the above description, the angle of the small area spectral region is set to 15 degrees because it is just half the size of the light source spot diameter (see Pa in FIG. 5). The small-area spectral region is desirably a size that is at least half the diameter of the light source spot, and when the size is exactly half, the color balance is the best and the W luminance is high.
In short, in the above embodiment, the size ratio of the spot light Pa is set to a size corresponding to an angle twice the angle (θ) of the small area spectral region or the small area spectral region, but this is the best mode. It is not limited to this, For example, it is good also as the angle ((theta)) of a small area spectroscopic area or a small area spectroscopic area or less. That is, the spot light Pa may have a size ratio that does not protrude from the small area spectral region or the small area spectral region.
In addition, as described above, the size ratio of the spot light Pa is not changed, but the size of the spot light Pa is fixed, and the angle of the small area spectral region of the color wheel is fixed. It may be changed, or both the size of the spot light Pa and the angle of the small area spectral region may be changed.
Pa スポット光
10 プロジェクタ(投影型表示装置)
21 中央制御部(画像信号選択手段)
29 光源
30 カラーホイール(色分割手段)
30a R領域(大面積分光領域)
30b G領域(大面積分光領域)
30c B領域(大面積分光領域)
30d W領域(中面積分光領域)
30e sR領域(小面積分光領域)
30f sB領域(小面積分光領域)
33 DMD(空間光変調手段)
34 投影レンズ(投影手段)
21 Central control unit (image signal selection means)
29
30a R region (large area spectral region)
30b G region (large area spectral region)
30c B region (large area spectral region)
30d W region (medium area spectral region)
30e sR region (small area spectroscopic region)
30f sB region (small area spectroscopic region)
33 DMD (spatial light modulation means)
34 Projection lens (projection means)
Claims (7)
前記光源からのスポット光を時分割に色分割する色分割手段と、
前記色分割された各々の分割色を画像信号で空間光変調する空間光変調手段と、
前記空間光変調手段によって変調された光を投影する投影手段と、
前記空間光変調手段に与える画像信号を前記色分割手段の色分割タイミングに同期させて制御する少なくとも2つ以上の画像信号に対応する切替の位置が異なる制御パターンから選択する画像信号選択手段とを備え、
前記色分割手段は、光の三原色の各々に対応する三つの大面積分光領域と、両端に光の三原色のいずれかに対応した小面積分光領域をもつ白色光に対応する分光領域とを有し、
前記小面積分光領域は、隣接する前記大面積分光領域と異なる三原色のいずれかに対応することを特徴とする投影型表示装置。 A light source that generates white spot light;
Color dividing means for color-splitting the spot light from the light source in a time-sharing manner;
Spatial light modulation means for spatially modulating each of the color-divided divided colors with an image signal;
Projection means for projecting light modulated by the spatial light modulation means;
Image signal selection means for selecting image signals to be supplied to the spatial light modulation means from control patterns having different switching positions corresponding to at least two or more image signals to be controlled in synchronization with the color division timing of the color division means; Prepared,
It said color splitting means and three large area spectral regions corresponding to each of the light three primary colors, and the spectral regions corresponding to white light with a small area spectral region corresponding to one of the light three primary colors on both ends possess ,
The small-area spectral region corresponds to any of the three primary colors different from the adjacent large-area spectral region .
前記色分割手段の色分割が、混色していない期間の場合には、その分光領域に対応した色情報の画像信号を選択すると共に、混色している期間の場合には、輝度情報の画像信号を選択するように画像信号に対応する切替の位置を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の投影型表示装置。When the color division of the color dividing means is a period in which colors are not mixed, an image signal of color information corresponding to the spectral region is selected, and in the case of a period in which colors are mixed, an image signal of luminance information is selected. The projection display apparatus according to claim 1, wherein the switching position corresponding to the image signal is controlled so as to select the image signal.
前記色分割手段の色分割が、混色していない期間の場合には、その分光領域に対応した色情報の画像信号を選択すると共に、三原色が混色している期間の場合には、その混色の比率の高い三原色の画像信号を選択すると共に、それ以外の混色している期間の場合には輝度情報の画像信号を選択するように画像信号に対応する切替の位置を制御することを特徴とする請求項1乃至3に記載の投影型表示装置。When the color division of the color dividing unit is a period in which colors are not mixed, an image signal of color information corresponding to the spectral region is selected, and in a period in which the three primary colors are mixed, The image signal of the three primary colors having a high ratio is selected, and the switching position corresponding to the image signal is controlled so as to select the image signal of the luminance information in the other mixed color period. The projection display device according to claim 1.
前記色分割された各々の分割色を画像信号で空間光変調する空間光変調工程と、
前記空間光変調工程によって変調された光を投影する投影工程と、
前記空間光変調工程に与える画像信号を前記色分割工程の色分割タイミングに同期させて制御する少なくとも2つ以上の画像信号に対応する切替の位置が異なる制御パターンから選択する画像信号選択工程とを備え、
前記色分割工程は、光の三原色の各々に対応する三つの大面積分光領域と、両端に光の三原色のいずれかに対応した小面積分光領域をもつ白色光に対応する分光領域とを有し、前記小面積分光領域は、隣接する前記大面積分光領域と異なる三原色のいずれかに対応するカラーホイールを用いて実行されることを特徴とする表示制御方法。 A color splitting process for splitting the white spot light in a time-sharing manner;
A spatial light modulation step of spatially modulating each of the color-divided divided colors with an image signal;
A projection step of projecting the light modulated by the spatial light modulation step;
An image signal selection step of selecting an image signal to be given to the spatial light modulation step from control patterns having different switching positions corresponding to at least two or more image signals controlled in synchronization with the color division timing of the color division step; Prepared,
It said color splitting process, and three large area spectral regions corresponding to each of the light three primary colors, and a spectral region corresponding to the white light with a small area spectral region corresponding to one of the light three primary colors on both ends possess The display control method is characterized in that the small area spectral region is executed using a color wheel corresponding to any of the three primary colors different from the adjacent large area spectral region .
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