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JP2008281707A - Color image display device - Google Patents

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JP2008281707A
JP2008281707A JP2007124827A JP2007124827A JP2008281707A JP 2008281707 A JP2008281707 A JP 2008281707A JP 2007124827 A JP2007124827 A JP 2007124827A JP 2007124827 A JP2007124827 A JP 2007124827A JP 2008281707 A JP2008281707 A JP 2008281707A
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JP
Japan
Prior art keywords
subframe
color
image data
frame
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007124827A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinzo Matsui
紳造 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2007124827A priority Critical patent/JP2008281707A/en
Publication of JP2008281707A publication Critical patent/JP2008281707A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a color image display device capable of improving visibility by suppressing the occurrence of a color-breakage phenomenon. <P>SOLUTION: The color image display device includes: a plurality of light sources 2, 3, 4 which emit light rays of different colors; an optical modulation part 7 which modulates the light rays from the plurality of light sources 2, 3, 4; and a sub-frame control part 9 which controls the light sources 2, 3, 4 and the optical modulation part 7 by assigning sub-frame times to respective sub-frame image data in accordance with sizes of a plurality of input sub-frame image data with different colors, wherein the sub-frame control part 9 shortens the sub-frame time assigned to the respective sub-frame image data in accordance with the reduction of the sub-frame image data. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラー画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a color image display device.

従来、単板DLP方式のカラー画像表示装置は、シーケンシャルカラー方式を用いて、DMD(Digital Micromirror
Device)単板をRGB光で照明しカラー画像を表示するようになっている。その際、白色光源のランプからの照明光を回転カラーフィルタターレットによってRGB光に変換し順次出射するようにしているため、各色のサブフレーム時間は固定されている(例えば、特許文献1〜4参照。)。
Conventionally, a single-plate DLP type color image display apparatus uses a sequential color system and uses a DMD (Digital Micromirror).
Device) A single plate is illuminated with RGB light to display a color image. At that time, since the illumination light from the lamp of the white light source is converted into RGB light by the rotating color filter turret and sequentially emitted, the subframe time of each color is fixed (for example, see Patent Documents 1 to 4). .)

特許第3645350号明細書Japanese Patent No. 3645350 特開2003−241714号公報JP 2003-241714 A 特開2003−102030号公報JP 2003-102030 A 特開2003−284088号公報JP 2003-284088 A

しかしながら、シーケンシャルカラー方式の場合に、RGB光のような3原色の光を順次出射するので、急速な眼球運動が行われると画像の周囲において3原色の分離、いわゆるカラーブレイク現象が発生するという不都合がある。カラーブレイク現象は眼精疲労や精神的ストレスに繋がるため、極力抑えることが好ましい。   However, in the case of the sequential color method, light of the three primary colors such as RGB light is sequentially emitted, and therefore, when the eye movement is performed rapidly, the separation of the three primary colors, that is, a so-called color break phenomenon occurs around the image. There is. Since the color break phenomenon leads to eye strain and mental stress, it is preferable to suppress it as much as possible.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、カラーブレイク現象の発生を抑制し、見やすさを向上することができるカラー画像表示装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a color image display device capable of suppressing the occurrence of a color break phenomenon and improving the visibility.

上記目的を達成するために本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、異なる色の光を出射する複数の光源と、該複数の光源からの光を変調する光変調部と、入力された複数の異なる色のサブフレーム画像データの大きさに応じて各サブフレーム画像データにサブフレーム時間を割り当てて、前記光源および前記光変調部を制御するサブフレーム制御部とを備え、
該サブフレーム制御部は、前記サブフレーム画像データが小さくなるに従って、各サブフレーム画像データに割り当てるサブフレーム時間を短くするカラー画像表示装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention provides a plurality of light sources that emit light of different colors, a light modulation unit that modulates light from the plurality of light sources, and a plurality of input sub-frame image data of different colors. A subframe control unit that controls the light source and the light modulation unit by allocating a subframe time to subframe image data;
The subframe control unit provides a color image display device that shortens a subframe time allocated to each subframe image data as the subframe image data becomes smaller.

本発明によれば、サブフレーム制御部に複数の異なる色のサブフレーム画像データが入力されると、その各サブフレーム画像データの大きさに応じて、各サブフレーム画像データにサブフレーム時間が割り当てられる。サブフレーム時間は、サブフレーム画像データが小さい場合には短縮され、より色毎の表示時間を短縮することができ、カラーブレイク現象の発生を抑制することができる。   According to the present invention, when subframe image data of a plurality of different colors is input to the subframe control unit, a subframe time is allocated to each subframe image data according to the size of each subframe image data. It is done. The subframe time is shortened when the subframe image data is small, the display time for each color can be further shortened, and the occurrence of the color break phenomenon can be suppressed.

上記発明においては、前記サブフレーム制御部が、サブフレーム画像データにおける複数画素の階調値を色別に分析して前記データゲインを各色のサブフレーム画像データに乗算して前記光変調部に出力するスケーリング部と、前記サブフレーム時間に応じて前記光源を点灯させるよう制御する点灯制御部とを備えることとしてもよい。   In the above invention, the sub-frame control unit analyzes gradation values of a plurality of pixels in the sub-frame image data for each color, multiplies the data gain by the sub-frame image data of each color, and outputs the result to the light modulation unit. A scaling unit and a lighting control unit that controls to turn on the light source according to the subframe time may be provided.

このようにすることで、画像信号分析部の作動により、入力されたサブフレーム画像データの複数画素の階調値が色別に分析されて色毎のデータゲインおよびサブフレーム時間が出力される。そして、スケーリング部の作動により、データゲインが各色のサブフレーム画像データに乗算されて光変調部に出力される。また、サブフレーム時間に応じて光源が点灯させられる。これにより、複数の光源からそれぞれのサブフレーム時間に応じた光量の光が出射され、サブフレーム画像データとデータゲインとを乗算して得られたデータにより、階調値が達成されるように光変調部が作動させられる。   By doing so, the operation of the image signal analysis unit analyzes the gradation values of a plurality of pixels of the input subframe image data for each color, and outputs the data gain and subframe time for each color. Then, by the operation of the scaling unit, the data gain is multiplied by the sub-frame image data of each color and output to the light modulation unit. Further, the light source is turned on according to the subframe time. As a result, light of a light amount corresponding to each subframe time is emitted from a plurality of light sources, and the light is obtained so that the gradation value is achieved by the data obtained by multiplying the subframe image data and the data gain. The modulator is activated.

また、上記発明においては、前記画像信号分析部が、前記サブフレーム画像データにおける複数画素の階調値の最大値を色別に検出し、検出された色別の最大値に応じたサブフレーム時間を出力し、かつ、入力されるサブフレーム画像データの上限値を、前記検出された色別の最大値で除算した値を前記データゲインとして出力することとしてもよい。
このようにすることで、例えば、色別の最大値が小さい場合には、データゲインが大きく設定され、サブフレーム時間が短く設定されるので、表示期間が短縮されてカラーブレイク現象(色が分離して虹色に見える現象)の発生を抑制することができる。また、光源の点灯時間を最小限に抑えて省エネを図るとともに、迷光を低減して画像のコントラストの低下を防止することができる。
In the above invention, the image signal analysis unit detects a maximum value of gradation values of a plurality of pixels in the subframe image data for each color, and sets a subframe time corresponding to the detected maximum value for each color. A value obtained by dividing the upper limit value of the input subframe image data by the detected maximum value for each color may be output as the data gain.
In this way, for example, when the maximum value for each color is small, the data gain is set large and the subframe time is set short, so the display period is shortened and the color break phenomenon (color separation is performed). Occurrence of a rainbow-colored phenomenon) can be suppressed. In addition, energy saving can be achieved by minimizing the lighting time of the light source, and stray light can be reduced to prevent a decrease in image contrast.

また、上記発明においては、前記異なる色全てのサブフレーム画像データを表示する1周期の時間であるフレーム時間を一定とし、前記画像信号分析部から出力されるサブフレーム時間の合計がフレーム時間より短い場合に、光源を点灯しない非表示時間を設けることとしてもよい。
このようにすることで、フレーム時間を一定として動画に対応することができる。非表示時間が設けられた各フレームにおいては、表示期間が短縮されるので、カラーブレイク現象の発生を抑制することができる。
In the above invention, the frame time, which is one period of time for displaying the sub-frame image data of all the different colors, is constant, and the total of the sub-frame times output from the image signal analysis unit is shorter than the frame time. In this case, a non-display time during which the light source is not turned on may be provided.
In this way, it is possible to handle a moving image with a fixed frame time. In each frame provided with a non-display time, the display period is shortened, so that the occurrence of a color break phenomenon can be suppressed.

また、上記発明においては、前記画像信号分析部から出力されるサブフレーム時間の合計がフレーム時間の半分より短い場合に、全サブフレーム画像の表示を繰り返すこととしてもよい。
このようにしても、フレーム時間を一定にして動画に対応でき、かつ、カラーブレイク現象の抑制を図り、しかも、空いた時間を利用して繰り返し表示することにより、1フレームでの階調表現力を向上することができる。
In the above invention, display of all subframe images may be repeated when the total subframe time output from the image signal analysis unit is shorter than half of the frame time.
Even in this way, it is possible to handle moving images with a fixed frame time, suppress the color break phenomenon, and display repeatedly using the free time to express gradation in one frame. Can be improved.

本発明によれば、カラーブレイク現象の発生を抑制し、見やすさを向上することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of the color break phenomenon and improve the visibility.

本発明の一実施形態に係るカラー画像表示装置1について、図1および図2を参照して以下に説明する。
本実施形態に係るカラー画像表示装置1は、図1に示されるように、RGB3原色の光をそれぞれ出射可能な3つの光源2,3,4と、該光源2,3,4からの光を合成する合成プリズム5と、該合成プリズム5により同一光路に合成された光を導光する間に指向性を高める照明光学系6と、該照明光学系6の出口に配置された液晶素子(光変調部)7と、該液晶素子7を透過した光を投影する投影レンズ8と、前記光源2,3,4および前記液晶素子7を制御するサブフレーム制御部9とを備えている。
前記光源2,3,4は、例えば、それぞれ、LED2a,3a,4aと、該LED2a,3a,4aを駆動制御する駆動部2b,3b,4bと、LED2a,3a,4aからの光を一方向に指向させるリフレクタ2c,3c,4cとを備えている。
A color image display device 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1, the color image display device 1 according to this embodiment includes three light sources 2, 3, and 4 that can emit light of RGB three primary colors, and light from the light sources 2, 3, and 4, respectively. A combining prism 5 to combine, an illumination optical system 6 that enhances directivity while guiding the light combined in the same optical path by the combining prism 5, and a liquid crystal element (light) disposed at the exit of the illumination optical system 6 A modulation unit 7, a projection lens 8 that projects light transmitted through the liquid crystal element 7, and a subframe control unit 9 that controls the light sources 2, 3, and 4 and the liquid crystal element 7.
The light sources 2, 3, 4 are, for example, LEDs 2 a, 3 a, 4 a, driving units 2 b, 3 b, 4 b that drive and control the LEDs 2 a, 3 a, 4 a and light from the LEDs 2 a, 3 a, 4 a in one direction, respectively. Reflectors 2c, 3c, and 4c that are directed toward the surface.

前記サブフレーム制御部9は、入力されるフレーム画像データを分析して、データゲイン(Gr,Gg,Gb)とサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)とを決定する画像信号分析部10と、入力されるフレーム画像データと前記データゲイン(Gr,Gg,Gb)とに基づいてサブフレーム画像データを生成して液晶素子7に出力するスケーリング部11と、決定されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)に同期して各駆動部2b,3b,4bを駆動する点灯制御部12とを備えている。
ここで、入力されるフレーム画像データとは、カラー画像を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に分解したそれぞれの画像データからなるものとして、以下説明する。なお、入力されるフレーム画像データはRGBに限るものではなく、例えば、YCrCbなどのカラー画像でも良い。YCrCbのカラー画像データが入力された場合には、サブフレーム制御部9の入力段階で、YCrCbをRGBに変換する処理を加えればよい。
The sub-frame control unit 9 analyzes input frame image data and determines a data gain (Gr, Gg, Gb) and a sub-frame time (Fr, Fg, Fb), A scaling unit 11 that generates subframe image data based on the input frame image data and the data gain (Gr, Gg, Gb) and outputs the subframe image data to the liquid crystal element 7, and the determined subframe time (Fr, Fg) , Fb) and a lighting control unit 12 for driving the driving units 2b, 3b, 4b.
Here, the input frame image data will be described below on the assumption that it consists of image data obtained by separating a color image into three colors of red (R), green (G), and blue (B). The input frame image data is not limited to RGB, and may be a color image such as YCrCb, for example. When YCrCb color image data is input, a process of converting YCrCb to RGB may be added at the input stage of the subframe control unit 9.

画像信号分析部10は、色毎に、サブフレーム画像データの全画素の階調値を分析して最大値(Rmax,Gmax,Bmax)を検出する。そして、検出された最大値に応じてデータゲイン(Gr,Gg,Gb)とサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)とを出力する。
なお、ここで、R,G,B各最大値とは、画像データが表現できる最大階調値(以降、上限値)が1となるように正規化して求めたものであり、以降の説明でも同様である。
ここで、データゲイン(Gr,Gg,Gb)は、上限値1を最大値で除算した値、つまり最大値の逆数を算出して決める。一方、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)は、サブフレーム時間の規定値に最大値を乗算して決める。
The image signal analysis unit 10 analyzes the gradation values of all the pixels of the subframe image data for each color and detects the maximum values (Rmax, Gmax, Bmax). Then, the data gain (Gr, Gg, Gb) and the subframe time (Fr, Fg, Fb) are output according to the detected maximum value.
Here, the R, G, B maximum values are obtained by normalization so that the maximum gradation value (hereinafter referred to as the upper limit value) that can be expressed by the image data is 1, and will be described later. It is the same.
Here, the data gain (Gr, Gg, Gb) is determined by calculating the value obtained by dividing the upper limit value 1 by the maximum value, that is, the reciprocal of the maximum value. On the other hand, the subframe time (Fr, Fg, Fb) is determined by multiplying the prescribed value of the subframe time by the maximum value.

図2を例にして、このサブフレーム時間の規定値を説明する。サブフレーム時間の規定値とは、RGB3色のデータゲイン(Gr,Gg,Gb)がそれぞれ等しい時、RGB3色の照明光を合わせた光が白色となるように、すなわち光源光量や光変調部の透過率等を考慮した上でホワイトバランスが合うように求めたRGBそれぞれのサブフレーム時間の比率であり、RGB各サブフレーム時間の規定値は、RGBのうち最も長くなるサブフレーム時間が1となるように正規化して求める。以降では説明を簡単にするために各サブフレーム時間の規定値は、RGB3色とも1とする。   The prescribed value of the subframe time will be described with reference to FIG. The specified value of the subframe time is such that when the data gains (Gr, Gg, Gb) of the three RGB colors are equal to each other, the combined light of the RGB three colors becomes white, that is, the light source light quantity and the light modulation unit This is the ratio of RGB subframe times determined so that the white balance is matched in consideration of the transmittance and the like. The specified value of each RGB subframe time is 1 which is the longest subframe time of RGB. Normalize as follows. In the following, for the sake of simplicity, the specified value for each subframe time is set to 1 for all three RGB colors.

第1フレームは、検出された最大値が、(Rmax,Gmax,Bmax)=(1,1,1)となる場合であり、各色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)は最大値の逆数の(1,1,1)にフレーム時間の規定値(1,1,1)を乗算して決定される。 The first frame is a case where the detected maximum value is (Rmax, Gmax, Bmax) = (1, 1, 1), and the subframe time (Fr, Fg, Fb) of each color is the reciprocal of the maximum value. (1,1,1) of the frame time is multiplied by a prescribed value (1,1,1) of the frame time.

次に、第2フレームにおいては、検出された最大値が、(Rmax,Gmax,Bmax)=(1,1,0.5)となる場合であり、各色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)は(1,1,0.5)として決定される。   Next, in the second frame, the detected maximum value is (Rmax, Gmax, Bmax) = (1, 1, 0.5), and the subframe times (Fr, Fg, Fb) of the respective colors. ) Is determined as (1, 1, 0.5).

その結果、全ての色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の合計は第1フレームの(Fr,Fg,Fb)=(1,1,1)の場合と比較して(2.5)/3倍に短縮される。   As a result, the sum of the subframe times (Fr, Fg, Fb) of all colors is (2.5) compared with the case of (Fr, Fg, Fb) = (1, 1, 1) of the first frame. / 3 times shorter.

さらに、第3フレームにおいては、検出された最大値が、(Rmax,Gmax,Bmax)=(0.3,0.7,0.5)となる場合であり、各色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)は(Fr,Fg,Fb)=(0.3,0.7,0.5)となるように決定される。その結果、全ての色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の合計は第1フレームの(Fr,Fg,Fb)=(1,1,1)の場合と比較して1/2倍に短縮される。   Further, in the third frame, the detected maximum value is (Rmax, Gmax, Bmax) = (0.3, 0.7, 0.5), and the subframe time (Fr, Fg, Fb) is determined such that (Fr, Fg, Fb) = (0.3, 0.7, 0.5). As a result, the sum of the sub-frame times (Fr, Fg, Fb) for all colors is halved compared to the case of (Fr, Fg, Fb) = (1, 1, 1) in the first frame. Shortened.

画像信号分析部10においては、決定されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)に応じて同期信号を生成し、決定されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)および同期信号を後述するスケーリング部11および点灯制御部12に向けて出力する。   In the image signal analysis unit 10, a synchronization signal is generated according to the determined subframe time (Fr, Fg, Fb), and the determined subframe time (Fr, Fg, Fb) and the synchronization signal are scaled to be described later. Output to the unit 11 and the lighting control unit 12.

次に、図2を使って、最大値に応じて、データゲイン(Gr,Gg,Gb)を出力する例を説明する。   Next, an example in which the data gain (Gr, Gg, Gb) is output according to the maximum value will be described with reference to FIG.

データゲイン(Gr,Gg,Gb)は各レーム画像データの最大値の逆数となるので、第1フレームの場合、(Gr,Gg,Gb)=(1,1,1)、第2フレームの場合、(Gr,Gg,Gb)=(1,1,1/0.5)、第3フレームの場合、(Gr,Gg,Gb)=(1/0.3,1/0.7,1/0.5)となるように決定される。決定されたデータゲインは、スケーリング部11に出力される。   Since the data gain (Gr, Gg, Gb) is the reciprocal of the maximum value of each frame image data, in the case of the first frame, (Gr, Gg, Gb) = (1, 1, 1), in the case of the second frame , (Gr, Gg, Gb) = (1, 1, 1 / 0.5), and in the case of the third frame, (Gr, Gg, Gb) = (1 / 0.3, 1 / 0.7, 1 / 0.5). The determined data gain is output to the scaling unit 11.

前記スケーリング部11は、フレーム画像データと、画像信号分析部10から出力されたデータゲイン(Gr,Gg,Gb)とを乗算してサブフレーム画像データを生成し、液晶素子7に出力するようになっている。
また、スケーリング部11は、画像信号分析部10から出力されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)に応じて生成された同期信号に同期して、サブフレーム画像データを液晶素子7に出力するようになっている。
The scaling unit 11 multiplies the frame image data by the data gain (Gr, Gg, Gb) output from the image signal analysis unit 10 to generate subframe image data, and outputs the subframe image data to the liquid crystal element 7. It has become.
Further, the scaling unit 11 outputs the subframe image data to the liquid crystal element 7 in synchronization with the synchronization signal generated according to the subframe time (Fr, Fg, Fb) output from the image signal analysis unit 10. It is like that.

前記点灯制御部12は、前記画像信号分析部10から入力されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)および同期信号を使用して、同期信号に同期するタイミングで、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)にわたって各LED2a,3a,4aを点灯するように駆動部2b,3b,4bに指令信号を出力するようになっている。   The lighting control unit 12 uses the subframe time (Fr, Fg, Fb) and the synchronization signal input from the image signal analysis unit 10 and uses the subframe time (Fr, Fg) at the timing synchronized with the synchronization signal. , Fb), a command signal is output to the drive units 2b, 3b, 4b so that the LEDs 2a, 3a, 4a are lit.

このように構成された本実施形態に係るカラー画像表示装置1の作用について説明する。
フレーム画像データが入力されると、画像信号分析部10の作動により、データゲイン(Gr,Gg,Gb)とサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)が決定され、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)に基づいて同期信号が生成される。決定されたデータゲイン(Gr,Gg,Gb)および同期信号は、スケーリング部11に送られ、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)および同期信号は点灯制御部12に送られる。
The operation of the color image display device 1 according to this embodiment configured as described above will be described.
When the frame image data is input, the data gain (Gr, Gg, Gb) and the subframe time (Fr, Fg, Fb) are determined by the operation of the image signal analysis unit 10, and the subframe time (Fr, Fg, Fb) is determined. A synchronization signal is generated based on Fb). The determined data gain (Gr, Gg, Gb) and the synchronization signal are sent to the scaling unit 11, and the subframe time (Fr, Fg, Fb) and the synchronization signal are sent to the lighting control unit 12.

スケーリング部11においては、入力されたフレーム画像データにデータゲイン(Gr,Gg,Gb)を乗算することによりサブフレーム画像データが生成され、画像信号分析部10から入力される同期信号に同期して液晶素子7に出力される。
点灯制御部12においては、画像信号分析部10から入力される同期信号に同期して、同じく入力されたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)にわたって各LED2a,3a,4aを点灯させる。
In the scaling unit 11, subframe image data is generated by multiplying the input frame image data by a data gain (Gr, Gg, Gb), and in synchronization with the synchronization signal input from the image signal analysis unit 10. It is output to the liquid crystal element 7.
In the lighting control unit 12, the LEDs 2a, 3a, 4a are turned on over the same input subframe time (Fr, Fg, Fb) in synchronization with the synchronization signal input from the image signal analysis unit 10.

この場合において、本実施形態に係るカラー画像表示装置1によれば、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)が、入力されるフレーム画像データの大きさによって決定されるので、フレーム画像データが小さい場合に、短いサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)でサブフレーム画像データが表示される。その結果、より色毎の表示時間を短縮することができ、カラーブレイク現象の発生を抑制することができる。   In this case, according to the color image display device 1 according to the present embodiment, since the subframe time (Fr, Fg, Fb) is determined by the size of the input frame image data, the frame image data is small. In this case, the subframe image data is displayed with a short subframe time (Fr, Fg, Fb). As a result, the display time for each color can be further shortened, and the occurrence of the color break phenomenon can be suppressed.

また、本実施形態に係るカラー画像表示装置1によれば、データゲイン(Gr,Gg,Gb)は、入力される各色のサブフレーム画像データの上限値を検出された色別の最大値で除算した値に設定されるので、最大値が大きい色については、小さいデータゲイン(Gr,Gg,Gb)が乗算されて、LED2a,3a,4aへの供給電流が低減される。その代わり、最大値に応じたサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)で画像が表示されるので、最大値が大きい色については長いサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)が設定される。   Further, according to the color image display device 1 according to the present embodiment, the data gain (Gr, Gg, Gb) is obtained by dividing the upper limit value of the input sub-frame image data of each color by the detected maximum value for each color. Therefore, for a color with a large maximum value, a small data gain (Gr, Gg, Gb) is multiplied to reduce the supply current to the LEDs 2a, 3a, 4a. Instead, since an image is displayed with a subframe time (Fr, Fg, Fb) corresponding to the maximum value, a long subframe time (Fr, Fg, Fb) is set for a color with a large maximum value.

その結果、入力されたフレーム画像データに相当する出力画像を表示することができる。また、最大値の大きな色の1フレーム内での階調表現力を向上することができる。さらに、LED2a,3a,4aへの供給電力が低減されるので、発光効率を向上することができる。また、LED2a,3a,4aの発光時間を最小限に抑えることができるので省エネルギに効果的である。   As a result, an output image corresponding to the input frame image data can be displayed. Further, it is possible to improve the gradation expressing ability within one frame of a color having a large maximum value. Furthermore, since the power supplied to the LEDs 2a, 3a, 4a is reduced, the light emission efficiency can be improved. Moreover, since the light emission time of the LEDs 2a, 3a, 4a can be minimized, it is effective for energy saving.

なお、本実施形態においては、フレーム画像データが小さい場合に、各色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)が短縮され、その合計であるフレーム時間自体も短縮される場合について説明したが、これに代えて、図3に示されるように、LED2a,3a,4aを点灯させない消灯時間Tsを設け、フレーム時間を一定にすることにしてもよい。このようにすることにより、フレーム時間を一定に維持して、フレーム画像データが動画である場合においても、適用することができる。また、このようにすることで、常時点灯するものと比べて、消灯時間が増えるので迷光を減らすことができてコントラスト低下を抑制することができる。   In the present embodiment, when the frame image data is small, the subframe time (Fr, Fg, Fb) of each color is shortened and the total frame time itself is shortened. Instead of this, as shown in FIG. 3, it is possible to provide a turn-off time Ts during which the LEDs 2a, 3a, 4a are not turned on, and to make the frame time constant. In this way, the present invention can be applied even when the frame time is kept constant and the frame image data is a moving image. Moreover, by doing in this way, since a light extinction time increases compared with what always lights, stray light can be reduced and the contrast fall can be suppressed.

また、本実施形態においては、図4に示されるように、色毎のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の比率を維持しつつ延長する(図4に示す例では、10/7倍に延長。)代わりに、光源2,3,4の光量をその分(7/10倍)低下させることにしてもよい。このようにすることで、さらに省エネルギを図ることができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the ratio is extended while maintaining the ratio of the subframe times (Fr, Fg, Fb) for each color (in the example shown in FIG. 4, it is increased to 10/7). Instead, the light quantity of the light sources 2, 3, and 4 may be reduced by that amount (7/10 times). In this way, further energy saving can be achieved.

また、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の合計が、フレーム時間の半分以下となる場合には、図5に示されるように、サブフレーム画像データの出力を繰り返すことにしてもよい。このようにすることで、階調表現力を向上することができる。なお、サブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の合計の整数倍がフレーム時間とならない場合には、余った時間を非表示時間Tsとしてフレーム時間を一定に維持することにより、動画にも対応できるようなることは、上記と同様である。   Further, when the sum of the subframe times (Fr, Fg, Fb) is less than half of the frame time, the output of the subframe image data may be repeated as shown in FIG. In this way, the gradation expression power can be improved. In addition, when the integral multiple of the sum of the subframe times (Fr, Fg, Fb) does not become the frame time, the remaining time can be used as the non-display time Ts, and the frame time can be kept constant, so that the video can be handled. This is the same as described above.

また、本実施形態においては、光変調部として液晶素子7を例示したが、これに代えて、DMDを採用してもよいことは言うまでもない。
また、本実施形態においては、データゲイン(Gr,Gg,Gb)およびサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)の決定に際して、フレーム画像データを色毎に分析して全画素の階調値の最大値を検出したが、これに代えて、全画素の色別ヒストグラム算出し、例えば、大きい順の1%の値をRGBそれぞれで求めたものを検出することにしてもよい。また、その大きい順の1%以上の画素については、表現できなくなるので、視覚的に気にならないようなクリップ処理を行うことが好ましい。
Further, in the present embodiment, the liquid crystal element 7 is exemplified as the light modulation unit, but it goes without saying that a DMD may be employed instead.
In this embodiment, when determining the data gain (Gr, Gg, Gb) and the subframe time (Fr, Fg, Fb), the frame image data is analyzed for each color, and the maximum gradation value of all the pixels is obtained. Instead of this, instead of this, a histogram for each color of all pixels may be calculated, and for example, a value obtained by obtaining 1% of values in descending order for each of RGB may be detected. Further, since the pixels of 1% or more in the descending order cannot be expressed, it is preferable to perform a clipping process that is visually unnoticeable.

また、光源としてRGB光を出射する3つのLED2a,3a,4aを採用したが、これに代えて、RGMCY、RGBY、RGBCYMなどを採用してもよい。
ここで、時間順次に異なるRGBの3色等の所定数の色の光を順次に液晶素子7に出力しカラー画像を表示するいわゆるシーケンシャルカラー表示方法において、明るさ、色域、色バランスの異なる表示モードを自由に切り替える技術を説明する。
In addition, although the three LEDs 2a, 3a, and 4a that emit RGB light are used as the light source, RGMCY, RGBY, RGBCYM, or the like may be used instead.
Here, in a so-called sequential color display method for displaying a color image by sequentially outputting light of a predetermined number of colors such as three different colors of RGB which are sequentially changed to the liquid crystal element 7, brightness, color gamut, and color balance are different. A technique for freely switching display modes will be described.

図6に示されたカラー画像表示装置20は、シーケンスパターンを記憶する記憶部21と、表示モードを選択するモード切替部22と、該モード切替部22により切り替えられた表示モードに対応するシーケンスパターンで光源2a,3a,4aを制御する光源制御部23と、そのシーケンスパターンに従って、入力されたフレーム画像データを色分解した光変調データを液晶素子7に対して出力する光変調制御部24とを備えている。   The color image display device 20 shown in FIG. 6 includes a storage unit 21 for storing a sequence pattern, a mode switching unit 22 for selecting a display mode, and a sequence pattern corresponding to the display mode switched by the mode switching unit 22. A light source control unit 23 that controls the light sources 2a, 3a, and 4a, and a light modulation control unit 24 that outputs light modulation data obtained by color-separating the input frame image data to the liquid crystal element 7 according to the sequence pattern. I have.

前記モード切替部22は、例えば、操作パネル(図示略)に表示モードの選択ボタンを備え、その押下によって指定された表示モードに従うシーケンスパターンを記憶部21から読み出すようになっている。読み出されたシーケンスパターンは、光源制御部23および光変調制御部24に入力され、指定された表示モードに設定される。   The mode switching unit 22 includes, for example, a display mode selection button on an operation panel (not shown), and reads a sequence pattern from the storage unit 21 according to the display mode designated by pressing the mode button. The read sequence pattern is input to the light source control unit 23 and the light modulation control unit 24 and set to the designated display mode.

光源制御部23は、シーケンスパターンに従って、各LED2a,3a,4aの駆動部2b,3b,4bを駆動し、R、G、B光の他、R+G,R+B,G+B,R+G+B光を発生させることができるようになっている。
表1に記憶部21に記憶されるシーケンスパターンの一例を示す。
The light source control unit 23 drives the drive units 2b, 3b, 4b of the LEDs 2a, 3a, 4a according to the sequence pattern, and generates R + G, R + B, G + B, R + G + B light in addition to R, G, B light. It can be done.
Table 1 shows an example of a sequence pattern stored in the storage unit 21.

Figure 2008281707
Figure 2008281707

この表1において、Iはシーケンスパターンを示す。また、Tはサブフレーム時間を規定するもので、フレーム時間を分割しそれぞれの時間比を示したものである。
これらのシーケンスパターンP1〜P5を図7に示す。
In Table 1, I indicates a sequence pattern. T defines the subframe time, and divides the frame time to indicate the respective time ratios.
These sequence patterns P1 to P5 are shown in FIG.

例えば、表1のシーケンスパターンP1は、R、G、Bの順序に点灯する表示パターンで、かつ、フレーム時間を1:2:1に分割して各色のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)としたものである。1:2:1の期間は、1フレーム時間を1/60秒とすると、R光のLED2aのみを1/240秒点灯し、G光のLED3aのみを2/240秒点灯し、B光のLED4aを1/240秒のサブフレーム時間(Fr,Fg,Fb)となることを示している。   For example, the sequence pattern P1 in Table 1 is a display pattern that lights in the order of R, G, and B, and the frame time is divided into 1: 2: 1, and the sub-frame time (Fr, Fg, Fb) of each color. It is what. In the period of 1: 2: 1, if one frame time is 1/60 seconds, only the R light LED 2a is lit for 1/240 seconds, only the G light LED 3a is lit for 2/240 seconds, and the B light LED 4a is lighted. Is a subframe time (Fr, Fg, Fb) of 1/240 seconds.

これによれば、シーケンスパターンP1は、標準的な表示パターンであり、シーケンスパターンP2は、MYCの色順のシーケンスパターンを示す。色域がシーケンスパターンP1に対して約1/3程度、明るさが2倍程度となる表示パターンである。また、シーケンスパターンP3は、RGBCYMのシーケンスパターンを示す。色度図上はシーケンスパターンP1と同じであるが、輝度方向も含め色域が狭まり、明るさは1.5倍となる。また、シーケンスパターンP4.P5は、色域がシーケンスパターンP3と同じであるが、明るさはシーケンスパターンP1と比較して1.5倍程度であり、かつ、G色の発光時間を長くすることができる表示パターンである。   According to this, the sequence pattern P1 is a standard display pattern, and the sequence pattern P2 indicates a sequence pattern in MYC color order. In this display pattern, the color gamut is about 1/3 of the sequence pattern P1 and the brightness is about twice. A sequence pattern P3 indicates an RGBCYM sequence pattern. Although it is the same as the sequence pattern P1 on the chromaticity diagram, the color gamut including the luminance direction is narrowed, and the brightness is 1.5 times. The sequence pattern P4. P5 is a display pattern that has the same color gamut as the sequence pattern P3, but has a brightness that is about 1.5 times that of the sequence pattern P1, and can extend the G light emission time. .

すなわち、標準としてのシーケンスパターンP1と比較すると、シーケンスパターンP2は最も明るくでき、シーケンスパターンP3は、彩度をある程度保ちながら1.5倍に明るくすることができる。また、シーケンスパターンP3,P4,P5は、いずれもシーケンスパターンP1に対して明るさを1.5倍程度とし、色域においても大きな特徴的な差はないが、ホワイトバランスをとるためのRGB各LEDの発光量で不足し易いG光を補うY,Cを含んだシーケンスパターンとして使うとよい。   That is, as compared with the standard sequence pattern P1, the sequence pattern P2 can be brightest, and the sequence pattern P3 can be brightened 1.5 times while maintaining a certain degree of saturation. The sequence patterns P3, P4, and P5 are all about 1.5 times as bright as the sequence pattern P1, and there is no significant difference in color gamut. It may be used as a sequence pattern including Y and C that compensates for the G light that is likely to be insufficient with the light emission amount of the LED.

シーケンスパターンP1に比べ、他のシーケンスパターンP2〜P5は、色域を犠牲にして明るさ不足を補うもので、R、G、Bの純色など鮮やかな色を必要としない画像を表示する際に明るい表示を行うことができるという利点がある。
逆に、鮮やかな色を画像処理で抑え、シーケンスパターンP2で表示することにより、シーケンスパターンP1より十分に明るく表示することができる。
Compared to the sequence pattern P1, the other sequence patterns P2 to P5 compensate for insufficient brightness at the expense of the color gamut. When displaying an image that does not require vivid colors such as R, G, and B pure colors. There is an advantage that a bright display can be performed.
Conversely, by suppressing vivid colors by image processing and displaying them with the sequence pattern P2, it is possible to display the image sufficiently brighter than the sequence pattern P1.

なお、シーケンスパターンはこれらP1〜P5に限定されるものではなく、また、色順とサブシーケンス時間の比率とにより表すことに代えて、電流値によって表すことにしてもよい。また、時間比率で表すことに代えて、時間幅を指定した情報により設定することにしてもよい。   Note that the sequence pattern is not limited to P1 to P5, and may be expressed by a current value instead of being expressed by the color order and the ratio of the subsequence time. Further, instead of expressing with a time ratio, it may be set by information specifying a time width.

本発明の一実施形態に係るカラー画像表示装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a color image display device according to an embodiment of the present invention. 図1のカラー画像表示装置のシーケンスパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sequence pattern of the color image display apparatus of FIG. 図2のシーケンスパターンの第1の変形例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a first modification of the sequence pattern in FIG. 2. 図2のシーケンスパターンの第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the sequence pattern of FIG. 図2のシーケンスパターンの第3の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd modification of the sequence pattern of FIG. カラー画像表示装置の他の実施例を示す全体構成図である。It is a whole block diagram which shows the other Example of a color image display apparatus. 図6のカラー画像表示装置のシーケンスパターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sequence pattern of the color image display apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

Fr,Fg,Fb サブフレーム時間
Gr,Gg.Gb データゲイン
1 カラー画像表示装置
2,3,4 光源
7 液晶素子(光変調部)
9 サブフレーム制御部
10 画像信号分析部
11 スケーリング部
12 点灯制御部
Fr, Fg, Fb Subframe time Gr, Gg. Gb Data gain 1 Color image display device 2, 3, 4 Light source 7 Liquid crystal element (light modulation unit)
9 Subframe control unit 10 Image signal analysis unit 11 Scaling unit 12 Lighting control unit

Claims (5)

異なる色の光を出射する複数の光源と、
該複数の光源からの光を変調する光変調部と、
入力された複数の異なる色のサブフレーム画像データの大きさに応じて各サブフレーム画像データにサブフレーム時間を割り当てて、前記光源および前記光変調部を制御するサブフレーム制御部とを備え、
該サブフレーム制御部は、前記サブフレーム画像データが小さくなるに従って、各サブフレーム画像データに割り当てるサブフレーム時間を短くするカラー画像表示装置。
A plurality of light sources that emit light of different colors;
A light modulator for modulating light from the plurality of light sources;
A subframe control unit that controls the light source and the light modulation unit by allocating a subframe time to each subframe image data according to the size of the input subframe image data of different colors.
The color image display device, wherein the subframe control unit shortens a subframe time allocated to each subframe image data as the subframe image data becomes smaller.
前記サブフレーム制御部が、サブフレーム画像データにおける複数画素の階調値を色別に分析して前記データゲインを各色のサブフレーム画像データに乗算して前記光変調部に出力するスケーリング部と、前記サブフレーム時間に応じて前記光源を点灯させるよう制御する点灯制御部とを備える請求項1に記載のカラー画像表示装置。   The sub-frame control unit analyzes gradation values of a plurality of pixels in the sub-frame image data for each color, multiplies the data gain to the sub-frame image data of each color, and outputs to the light modulation unit; The color image display apparatus according to claim 1, further comprising: a lighting control unit that controls the light source to light according to a subframe time. 前記画像信号分析部が、前記サブフレーム画像データにおける複数画素の階調値の最大値を色別に検出し、検出された色別の最大値に応じたサブフレーム時間を出力し、かつ、入力されるサブフレーム画像データの上限値を、前記検出された色別の最大値で除算した値を前記データゲインとして出力する請求項2に記載のカラー画像表示装置。   The image signal analysis unit detects a maximum value of gradation values of a plurality of pixels in the subframe image data for each color, outputs a subframe time corresponding to the detected maximum value for each color, and is input The color image display device according to claim 2, wherein a value obtained by dividing the upper limit value of the subframe image data by the detected maximum value for each color is output as the data gain. 前記異なる色全てのサブフレーム画像データを表示する1周期の時間であるフレーム時間を一定とし、
前記画像信号分析部から出力されるサブフレーム時間の合計がフレーム時間より短い場合に、光源を点灯しない非表示時間を設ける請求項2または請求項3に記載のカラー画像表示装置。
The frame time, which is one cycle time for displaying the sub-frame image data of all the different colors, is constant,
4. The color image display device according to claim 2, wherein a non-display time during which the light source is not turned on is provided when a total of subframe times output from the image signal analysis unit is shorter than a frame time.
前記画像信号分析部から出力されるサブフレーム時間の合計がフレーム時間の半分より短い場合に、全サブフレーム画像の表示を繰り返す請求項4に記載のカラー画像表示装置。   The color image display device according to claim 4, wherein display of all subframe images is repeated when a total of subframe times output from the image signal analysis unit is shorter than half of the frame time.
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