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JP2005300832A - Image projection device - Google Patents

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JP2005300832A
JP2005300832A JP2004115530A JP2004115530A JP2005300832A JP 2005300832 A JP2005300832 A JP 2005300832A JP 2004115530 A JP2004115530 A JP 2004115530A JP 2004115530 A JP2004115530 A JP 2004115530A JP 2005300832 A JP2005300832 A JP 2005300832A
Authority
JP
Japan
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light
timing
modulation element
amount
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2004115530A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Yamamoto
山本  誠
Daikichi Morohashi
大吉 師橋
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
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Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
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Publication of JP2005300832A publication Critical patent/JP2005300832A/en
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image projection apparatus capable of obtaining a uniform image with little unevenness and an image in which flicker, that is time unevenness, is few by following an input when starting time variations of input frame-unit image information and jitter are included. <P>SOLUTION: The apparatus comprises; a light source unit part 34 in which a plurality of LEDs 18 with one body structure for emitting an illumination light are arranged on circumference and which sequentially turns on each LED 18; a spacial modulation element 46 which is modulated according to the input frame-unit image information; a light guide rod member 12 which leads illumination light emitted by the LEDs 18 which are sequentially turned on, to the spacial modulation element 46 by synchronizing with a turn-on timing of the plurality of LEDs 18 and by moving relatively with the plurality of LEDs 18; and a read-out timing controller 42 for controlling a frame timing of the image information which is modulated by the spacial modulation element 46. The read-out timing controller 42 controls the frame timing of the image information which is modulated by the spacial modulation element 46 by synchronizing with a relative moving timing of the plurality of LEDs 18 and the light guide rod member 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入力されるフレーム単位の画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、特に、LED等の発光素子をリング状に並べて、光学ロッドを回転させることで集光を行う光源ユニット部を用いた画像投影装置に関する。   The present invention is an image projection apparatus that projects an image according to image information in units of input frames, and in particular, collects light by arranging light emitting elements such as LEDs in a ring shape and rotating an optical rod. The present invention relates to an image projection apparatus using a light source unit.

本発明と構成が近似する先行例は他に見当たらないが、敢えて挙げるならば、次の2件である。   There are no other prior examples that are similar in structure to the present invention, but the following two cases are mentioned.

第1は、LED等の発光素子をリング状に並べて回転させ、ファイバで集光を行う光源ユニット部を開示している特許文献1が挙げられる。この光源ユニット部では、映像信号の同期信号に対してLEDの発光パルス、LEDユニットの回転位相を関連付けているが、その同期信号は撮影用カメラを駆動するための同期信号であって、内部のタイミングコントローラのクロックに同期するもので、そもそもジッタを持たないので、本発明が課題とする問題点が発生しない。   First, there is Patent Document 1 that discloses a light source unit section in which light-emitting elements such as LEDs are arranged and rotated in a ring shape and condensed by a fiber. In this light source unit, the LED emission pulse and the rotation phase of the LED unit are associated with the synchronization signal of the video signal, and the synchronization signal is a synchronization signal for driving the photographing camera, Since it synchronizes with the clock of the timing controller and does not have jitter in the first place, the problem that the present invention poses does not occur.

第2は、複数の色フィルタを1枚の円盤として構成したカラーホイールと空間変調器としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD(商標))を用いたプロジェクタを開示している特許文献2が挙げられる。この特許文献2には、カラーホイールの回転位相とDMD駆動のデータとに対して入力映像データの位相を合わせるためのフレームメモリの構成と制御について記載があるが、こちらは光源が本発明と構成が異なり、多数の発光素子から構成されないため、発光素子個々の光量ばらつきからなる画面内ムラの課題が発生しない。
特開2003−24275号公報 特開平8−051638号公報
Secondly, Patent Document 2 discloses a projector that uses a color wheel in which a plurality of color filters are configured as one disk and a digital micromirror device (DMD (trademark)) as a spatial modulator. It is done. This Patent Document 2 describes the configuration and control of a frame memory for adjusting the phase of input video data to the rotation phase of the color wheel and the DMD drive data. However, since the light emitting element is not composed of a large number of light emitting elements, there is no problem of unevenness in the screen due to variations in the light amount of each light emitting element.
JP 2003-24275 A JP-A-8-051638

本発明は、LED等の発光素子をリング状に並べて、光学ロッドを回転させることで集光を行う光源ユニット部を用いたプロジェクタにおける課題を解決するためのものである。即ち、光学ロッドはガラス等を主材料としているため、重量が大きく、慣性モーメントも大きいため、ビデオの再生信号などの起動時変動やジッタを含む場合、入力に追従しにくいという課題がある。   The present invention is to solve the problem in a projector using a light source unit that collects light by arranging light emitting elements such as LEDs in a ring shape and rotating an optical rod. That is, since the optical rod is mainly made of glass or the like, it has a large weight and a large moment of inertia. Therefore, there is a problem that it is difficult to follow the input when it includes fluctuations at start-up such as a video reproduction signal and jitter.

該光源ユニット部は、光学ロッドが移動しながら個々の発光素子からの光束を集めるため、光源ユニット部から出力される光量は一回転の中で時間的に変動する。そのため、この光源ユニット部を用いたプロジェクタの投影画像は画面内での光量ムラが基本的に存在し、一回転する時間が変わらなくとも一回転の中で細かく回転速度が変化すると、画面内でムラが移動するノイズが発生するという課題がある。   Since the light source unit collects light beams from the individual light emitting elements while the optical rod moves, the amount of light output from the light source unit varies with time in one rotation. For this reason, the projection image of a projector using this light source unit basically has unevenness in the amount of light on the screen, and if the rotation speed changes finely within one rotation even if the time for one rotation does not change, There exists a subject that the noise which a nonuniformity moves generate | occur | produces.

また、このようなプロジェクタにおいて発光素子をロッド通過時のみ発光させる点灯方式の場合は、一回転に必要とする時間が変わると一回転で得られる光量も変化し、投影画像としてはフレーム単位の光量変動としてフリッカが発生し易い。   In addition, in the case of a lighting method in which the light emitting element emits light only when passing through the rod in such a projector, the amount of light obtained in one rotation changes when the time required for one rotation changes, and the amount of light in a frame unit is used as a projection image. Flicker is likely to occur as a fluctuation.

さらに、同一円周上にRGBの発光素子を順番に並べ、一回転する間に各色のフレーム画像を順番に表示する面順次方式の場合は、色フリッカの課題や、空間変調素子を制御する信号の色要素と光源の色要素の対がずれることによる色再現性の劣化の課題も発生する。   Furthermore, in the case of the frame sequential method in which RGB light emitting elements are arranged in order on the same circumference and the frame images of each color are displayed in order during one rotation, the problem of color flicker and the signal for controlling the spatial modulation element There is also a problem of deterioration of color reproducibility due to deviation of the color element pair of the light source and the color element of the light source.

図10は、光源の発光光量の変動と入力映像信号の位相変動とを示している。本発明が想定する画像投影装置では、リング状に並ぶLEDを個別に発光させるための発光パルスがシーケンシャルに順次オン動作して行き、発光する個別のLEDからの光を光学ロッドが追い駆けるように回転して集光することで照明光としての発光光量が得られるものである。このような構成の画像投影装置では、同図に示すように、LEDの空間的な配光のピーク位置を光学ロッドが通過するときに光量が最大になるような脈動のある発光パターンとなる。実際には個別のLEDの発光光量にばらつきがあるため、使用するLEDの個数に相当する回数だけ変動する。入力映像信号の位相にジッタ等の変動が無い場合は、発光パルスと入力映像信号の同期信号は局所的にも同期しているが、位相変動がある場合は発光パルスに対して相対的に同期信号が変動する。   FIG. 10 shows fluctuations in the amount of light emitted from the light source and phase fluctuations in the input video signal. In the image projection apparatus assumed by the present invention, the light emission pulses for individually emitting the LEDs arranged in a ring shape are sequentially turned on sequentially so that the optical rods drive the light from the individual LEDs emitting light. By rotating and condensing, a light emission amount as illumination light can be obtained. In the image projection apparatus having such a configuration, as shown in the figure, the light emission pattern has a pulsation that maximizes the amount of light when the optical rod passes through the peak position of the spatial light distribution of the LED. Actually, there is a variation in the amount of light emitted from individual LEDs, so that the number of times corresponding to the number of LEDs used varies. When there is no fluctuation such as jitter in the phase of the input video signal, the sync signal of the light emission pulse and the input video signal is synchronized locally, but when there is a phase fluctuation, it is relatively synchronized with the light emission pulse. The signal fluctuates.

空間変調素子として透過型LCD等を用いる場合は、個別LEDの発光光量がばらついていても、同期信号が相対的に安定していて位相に変動が無ければ、空間変調素子の画面上の任意表示画素の映像データを設定してから次に書き換えるまでのフレーム区間は画素間で一定であり、図11に示す各画素に照明される積分光量も面積Sで一定になるので、個別LEDの発光光量ばらつきが直接的に画面内のムラとして表れることはない。これに対して、同期信号が相対的に変動すると、空間変調素子の画面上の任意表示画素のフレーム区間が変化することで、積分光量の差分が面積ΔSとして表れる。この面積ΔSは、個別LEDの発光光量ばらつきと脈動から単純に時間比例するものではなく、よって、ムラの補正手段にリアルタイム性が要求され、且つ、補正処理が複雑になる課題がある。   When a transmissive LCD or the like is used as the spatial modulation element, an arbitrary display on the screen of the spatial modulation element is possible as long as the sync signal is relatively stable and the phase does not vary even if the amount of light emitted from the individual LEDs varies. The frame interval from the setting of the video data of the pixel to the next rewriting is constant between the pixels, and the integrated light amount illuminated on each pixel shown in FIG. Variation does not appear directly as unevenness in the screen. On the other hand, when the synchronization signal relatively changes, the frame interval of the arbitrary display pixel on the screen of the spatial modulation element changes, so that the difference between the integrated light quantities appears as the area ΔS. This area ΔS is not simply proportional to the time from the variation in the amount of emitted light and the pulsation of the individual LEDs, so that there is a problem that the unevenness correction means requires real-time properties and the correction processing becomes complicated.

空間変調素子としてDMD(商標)等の映像データをPWM制御するものを用いる場合は、個別LEDの発光光量にばらつきがなくとも、LEDの空間的な配光のピーク位置と光学ロッドの通過による発光光量の脈動パターンとPWMのオン/オフ動作位相の関係でムラが発生する。また、このムラに加えて、上記透過型LCD等の場合と同様に入力映像信号とLED発光パルスや光学ロッドの同期位相変動によるムラも発生するため、ムラの補正処理がより一層複雑になる課題がある。   When using a device that performs PWM control of video data such as DMD (trademark) as a spatial modulation element, light emission due to the peak position of the spatial light distribution of the LED and the passage of the optical rod, even if there is no variation in the light emission amount of the individual LED Unevenness occurs due to the relationship between the pulsation pattern of the light amount and the PWM on / off operation phase. In addition to this unevenness, unevenness due to fluctuations in the sync phase of the input video signal, LED light emission pulse, and optical rod also occurs in the same way as in the case of the above transmissive LCD, etc. There is.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、入力されるフレーム単位の画像情報の起動時変動やジッタを含む場合に入力に追従し、ムラの少ない均一な画像や時間的なムラであるフリッカの少ない画像を得ることが可能な画像投影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and follows input when there is a start-up variation or jitter in image information in units of input frames. An object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of obtaining an image with a small flicker.

本発明の画像投影装置の一態様は、入力されるフレーム単位の画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、
照明光を射出する一体として構成した複数のLED光源を円周上に配置し、各LED光源を時系列に順次点灯させる光源ユニット部と、
入力されるフレーム単位の画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
上記光源ユニット部が射出した照明光を導いて上記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記照明光学手段は、上記複数のLED光源の点灯タイミングに同期し、且つ、上記複数のLED光源に対して相対的に移動する導光手段を有することで、上記時系列に順次点灯するLED光源が射出した照明光を上記空間変調素子に導くものであり、
上記タイミング制御手段は、上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングに同期して、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御することを特徴とする。
One aspect of the image projection apparatus of the present invention is an image projection apparatus that projects an image according to input image information in units of frames,
A plurality of LED light sources configured as an integral unit for emitting illumination light are arranged on the circumference, and a light source unit unit that sequentially lights each LED light source in time series,
A spatial modulation element that is modulated in accordance with input frame-unit image information;
Illumination optical means for illuminating the spatial modulation element by guiding the illumination light emitted by the light source unit,
Timing control means for controlling frame timing of image information modulated by the spatial modulation element;
Comprising
The illumination optical means includes LED light sources that are synchronized with the lighting timings of the plurality of LED light sources and that move relative to the plurality of LED light sources, so that the LED light sources sequentially light in time series. Is directed to the spatial modulation element.
The timing control means controls frame timing of image information modulated by the spatial modulation element in synchronization with relative movement timings of the plurality of LED light sources and the light guide means.

本発明によれば、入力されるフレーム単位の画像情報の起動時変動やジッタを含む場合に入力に追従し、ムラの少ない均一な画像や時間的なムラであるフリッカの少ない画像を得ることが可能な画像投影装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a uniform image with less unevenness and an image with less flicker that is uneven in time when the input frame-unit image information includes fluctuation at start-up and jitter. A possible image projection apparatus can be provided.

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図2(A)は、本発明の第1実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部の構成を示す図であり、図3はこの光源ユニット部の電気的な構成を示すブロック図である。なお、図2(B)は図2(A)の矢視AA線断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 2A is a diagram showing a configuration of the light source unit in the image projection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the light source unit. Note that FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

即ち、本実施形態における光源ユニット部は、回動可能な保持具であるロッドホルダ10に取り付けられたT字型の光学面で構成された角型の導光手段である導光ロッド部材12を、駆動手段としての回転モータ14で回転し、ドラム状に形成したLED基板16の内周に配列した複数の発光体としてのLED18を、上記導光ロッド部材12の回転に併せて順次点灯する。   That is, the light source unit in the present embodiment includes a light guide rod member 12 that is a rectangular light guide means that is configured by a T-shaped optical surface attached to a rod holder 10 that is a rotatable holder. The LED 18 as a plurality of light emitters, which are rotated by a rotary motor 14 as a driving means and arranged on the inner periphery of the LED substrate 16 formed in a drum shape, is sequentially turned on in accordance with the rotation of the light guide rod member 12.

この導光ロッド部材12は、材質が照明光束の波長域に対して透明なガラスもしくは樹脂で、効率の観点から側面での全反射で導光するように、全反射条件を満たす光学面で構成されたものである(全面鏡面加工した光学面でも良い)。ここで、このT字状の導光ロッド部材12は、一体成形で製作しても良いし、図2(B)に示すように、角柱の平行ロッド12Aと光路折り曲げ用の斜面に反射コートを施した反射プリズム12Bとテーパロッド12Cとの5部品を接合して形成しても良い。   The light guide rod member 12 is made of an optical surface that satisfies the total reflection condition so that the light guide rod member 12 is made of glass or resin that is transparent with respect to the wavelength range of the illumination light beam, and is guided by total reflection on the side surface from the viewpoint of efficiency. (An optical surface that has been mirror-finished on the entire surface may be used). Here, the T-shaped light guide rod member 12 may be manufactured by integral molding, or, as shown in FIG. 2B, a prismatic parallel rod 12A and an inclined surface for bending the optical path are provided with a reflective coat. You may join and form 5 parts of the reflecting prism 12B and the taper rod 12C which gave.

上記LED18は、赤(R)色、緑(G)色、青(B)色の発光色を持つものがそれぞれ所定個数ずつを1セットとしてドラム状のLED基板16の内周に配列されている。   The LEDs 18 having red (R), green (G), and blue (B) emission colors are arranged on the inner periphery of the drum-shaped LED substrate 16 with a predetermined number of each set as one set. .

このような構成により、この光源ユニット部は、上記導光ロッド部材12の出射端面を仮想光源として、図示しない被照明領域を照明するものである。   With this configuration, the light source unit illuminates an illuminated area (not shown) using the emission end face of the light guide rod member 12 as a virtual light source.

更に、この光源ユニット部は、上記ロッドホルダ10の側面近傍位置に、該ロッドホルダ10の回転位置を検出するための回転センサ20が配されている。この回転センサ20としては、例えばフォトリフレクタを用い、上記ロッドホルダ10の側面に貼付された一枚の反射板、あるいは、同じくロッドホルダ10の側面の、複数のLED18が配置される各色群の切り替え位置またはLED18間の間隔に合わせた位置にそれぞれ貼付された複数の反射板で反射された光の検出により、上記ロッドホルダ10の1回転あるいは色群位置等を検出するようなものが利用できる。この回転センサ20による回転検出/色群情報は、モータ駆動制御回路22及び発光タイミング制御回路24に入力される。   Further, in the light source unit portion, a rotation sensor 20 for detecting the rotational position of the rod holder 10 is disposed near the side surface of the rod holder 10. As the rotation sensor 20, for example, a photo reflector is used, and a single reflector attached to the side surface of the rod holder 10 or switching of each color group in which the plurality of LEDs 18 are arranged on the side surface of the rod holder 10 is used. A device that detects one rotation of the rod holder 10 or a color group position or the like by detecting light reflected by a plurality of reflecting plates that are attached to the position or the position that matches the interval between the LEDs 18 can be used. The rotation detection / color group information by the rotation sensor 20 is input to the motor drive control circuit 22 and the light emission timing control circuit 24.

ここで、上記モータ駆動制御回路22は、上記回転モータ14を制御するものであり、上記回転モータ14と共に、上記導光ロッド部材12を回転可能に駆動する可動手段を構成する。即ち、上記モータ駆動制御回路22は、ユーザによるボタン操作等に従って動作開始信号が入力されると、上記回転モータ14の回転を開始させ、上記回転センサ20によるロッドホルダ10の回転位置検出結果に従って上記回転モータ14が一定速度で回転するよう駆動制御する。   Here, the motor drive control circuit 22 controls the rotation motor 14 and constitutes a movable means for driving the light guide rod member 12 to rotate together with the rotation motor 14. That is, the motor drive control circuit 22 starts the rotation of the rotary motor 14 when an operation start signal is input in accordance with a button operation or the like by a user, and the rotation sensor 20 detects the rotational position of the rod holder 10 according to the rotation position detection result. Drive control is performed so that the rotation motor 14 rotates at a constant speed.

また、上記発光タイミング制御回路24は、上記回転センサ20による上記ロッドホルダ10の回転位置検出に基づいてタイミング信号を発生して、駆動LED選択回路26に入力する。この駆動LED選択回路26は、その入力されたタイミング信号に従って、上記LED基板16上に実装された各LED18を駆動するための各LED駆動回路28と共に順次点灯回路を構成するもので、各LED駆動回路28に選択的に駆動制御信号を与えることで、上記導光ロッド部材12の光取込口12Iつまり平行ロッド12Aの入射面の位置となったLED18を順次点灯させるよう制御する。またこのときの上記LED駆動回路28によるLED18の駆動電流は、LED駆動電流制御回路30によってLED18の発光光量が最適となるように制御される。   The light emission timing control circuit 24 generates a timing signal based on the rotation position detection of the rod holder 10 by the rotation sensor 20 and inputs the timing signal to the drive LED selection circuit 26. The drive LED selection circuit 26 constitutes a lighting circuit sequentially with each LED drive circuit 28 for driving each LED 18 mounted on the LED board 16 in accordance with the input timing signal. By selectively giving a drive control signal to the circuit 28, the light intake port 12I of the light guide rod member 12, that is, the LED 18 at the position of the incident surface of the parallel rod 12A is controlled to be turned on sequentially. At this time, the LED 18 drive current by the LED drive circuit 28 is controlled by the LED drive current control circuit 30 so that the light emission amount of the LED 18 is optimized.

なお、上記ドラム状のLED基板16の外周にはヒートシンク32が設けられており、LED18の発光に伴って発生される熱を放熱することで、熱によるLED18の特性変化を防止し、該照明装置を連続運転しても安定した照明が得られるようになっている。   In addition, a heat sink 32 is provided on the outer periphery of the drum-shaped LED substrate 16 to dissipate heat generated by light emission of the LED 18, thereby preventing changes in the characteristics of the LED 18 due to heat, and the illumination device. Stable lighting can be obtained even if the is operated continuously.

このように、複数のLED18を順次切り替えパルス発光させ、放射光を取込む導光ロッド部材12との相対位置関係をLED18の発光切り替えに併せて選択しながら変移させることによって、それぞれ導光ロッド部材12が1回転する過程回路によってLED18の発光光量が最適となるように制御される。赤(R)色、青(B)色、緑(G)色、赤(R)色、青(B)色、緑(G)色の順に、発光する光の色が切り替わり、実効的に高輝度の3色のLED18が得られ、大光量の平行度の向上した3色の光が導光ロッド部材12の出射端面から得られることになる。なお、発光色の順序は上記に限定されるものではなく、適宜設定されれば良い。   In this way, by sequentially switching the plurality of LEDs 18 to emit pulsed light and changing the relative positional relationship with the light guide rod member 12 that takes in the radiated light together with the light emission switching of the LEDs 18, the light guide rod members are respectively changed. The light emission amount of the LED 18 is controlled to be optimal by a process circuit in which the 12 rotates once. The color of the emitted light is switched in the order of red (R) color, blue (B) color, green (G) color, red (R) color, blue (B) color, and green (G) color. The LEDs 18 of three colors with luminance are obtained, and three colors of light with improved parallelism with a large amount of light can be obtained from the exit end face of the light guide rod member 12. Note that the order of the emission colors is not limited to the above, and may be set as appropriate.

なお、この構成では、LED18と導光ロッド部材12の相対位置変移を、導光ロッド部材12を回転させることで行っているが、LED18を移動させることによっても実現し得る。しかしながら、導光ロッド部材12を移動するほうがLED18への給電の観点からみれば好適である。   In this configuration, the relative position shift between the LED 18 and the light guide rod member 12 is performed by rotating the light guide rod member 12, but it can also be realized by moving the LED 18. However, it is preferable to move the light guide rod member 12 from the viewpoint of power supply to the LED 18.

また、LED18の故障時には、図3に示すように、その故障したLEDを含めてLED基板16ごと交換できるように構成されている。   Further, when the LED 18 fails, as shown in FIG. 3, the entire LED board 16 including the failed LED can be replaced.

図1(A)は、上記のような構成の光源ユニット部34と映像信号処理部とを含む本実施形態に係る画像投影装置の全体構成を示す図であり、図1(B)は、上記光源ユニット部34からのタイミング信号に基づく映像信号処理方法を説明するための、光源ユニット部と読出しタイミングコントローラの構成の詳細を示す図である。   FIG. 1A is a diagram showing the overall configuration of the image projection apparatus according to the present embodiment including the light source unit 34 and the video signal processing unit configured as described above, and FIG. It is a figure which shows the detail of a structure of a light source unit part and a read-out timing controller for demonstrating the video signal processing method based on the timing signal from the light source unit part.

図1(A)において、パソコン等から出力されたアナログRGB信号は、ビデオフロントエンド部36にて所定ビットのデジタルデータに変換される。同様に、テレビジョン(NTSC)等のビデオ信号は、このビデオフロントエンド部36にて、その入力信号形態により、同期分離、Y/C分離された後、デジタルデータに変換される。こうしてデジタルデータに変換された映像データは、デジタル信号処理部38に入力される。なお、ビデオ信号がインターレース信号の場合、該デジタル信号処理部38においてIP変換(インターレース→プログレッシブ)処理がされる場合もある。上記デジタル変換された(必要によりIP変換された)映像データは、de−γ処理、スケーリング(解像度変換)、色空間変換等の所定の処理がされる。以上が表示デバイスに入力信号を表示する際の一般的な映像信号処理のプロセスである。   In FIG. 1A, an analog RGB signal output from a personal computer or the like is converted into digital data of a predetermined bit by a video front end unit 36. Similarly, a video signal of a television (NTSC) or the like is converted into digital data after being subjected to synchronization separation and Y / C separation in the video front end unit 36 according to the input signal form. The video data thus converted into digital data is input to the digital signal processing unit 38. When the video signal is an interlace signal, the digital signal processing unit 38 may perform IP conversion (interlace → progressive) processing. The digitally converted video data (IP converted as necessary) is subjected to predetermined processing such as de-γ processing, scaling (resolution conversion), and color space conversion. The above is a general video signal processing process when an input signal is displayed on a display device.

そして、本実施形態では、さらに、デジタル変換された映像データは、赤(R)、青(B)、緑(G)毎に時分割処理された後に、フレームメモリ40R,40G,40Bに書き込まれる。このフレームメモリ40R,40G,40Bに書き込まれた映像データは、読出しタイミングコントローラ42から与えられる所定のフレームメモリ読出しクロックで読み出され、レート変換映像信号としてドライバ部44へ供給される。上記読出しタイミングコントローラ42は、タイミング制御手段として機能するもので、光源ユニット部34からのタイミング信号に基づいて、上記フレームメモリ読出しクロック及び上記ドライバ部44へ与えるタイミング制御信号を生成する。   In the present embodiment, the digitally converted video data is further time-divided for each of red (R), blue (B), and green (G) and then written to the frame memories 40R, 40G, and 40B. . The video data written in the frame memories 40R, 40G, and 40B is read by a predetermined frame memory read clock supplied from the read timing controller 42, and supplied to the driver unit 44 as a rate conversion video signal. The read timing controller 42 functions as a timing control means, and generates a timing control signal to be supplied to the frame memory read clock and the driver unit 44 based on a timing signal from the light source unit 34.

ドライバ部44は、上記読出しタイミングコントローラ42からのタイミング制御信号に基づいて、同じくそこからのレート変換映像信号に従って、上述のように上記光源ユニット部34から出射された照明光で照明されている表示デバイスとしての空間変調素子46を駆動することで、投影画像を得る。この投影画像は、図示しない投影光学系により、図示しないスクリーンに投影される。   Based on the timing control signal from the readout timing controller 42, the driver unit 44 is illuminated with the illumination light emitted from the light source unit unit 34 as described above according to the rate converted video signal therefrom. By driving the spatial modulation element 46 as a device, a projection image is obtained. This projected image is projected onto a screen (not shown) by a projection optical system (not shown).

上記読出しタイミングコントローラ42は、図1(B)に示すように、光源ユニット部34のモータ駆動制御回路22及び発光タイミング制御回路24からのタイミング信号に対し、PLL回路48にて位相同期処理を行い、上記タイミング信号に対し所定倍された周波数のフレームメモリ読出しクロックを生成する。なお、このフレームメモリ読出しクロックは、空間変調素子46の表示解像度によって一意的に決まるものである。従って、上記フレームメモリ40R,40G,40Bから読み出された映像信号は、上記光源ユニット部34からの位相タイミング信号に同期し、且つ、表示する空間変調素子46の解像度に合うように信号レート変換がなされることになる。   As shown in FIG. 1B, the readout timing controller 42 performs phase synchronization processing in the PLL circuit 48 on the timing signals from the motor drive control circuit 22 and the light emission timing control circuit 24 of the light source unit 34. A frame memory read clock having a frequency multiplied by a predetermined value with respect to the timing signal is generated. The frame memory read clock is uniquely determined by the display resolution of the spatial modulation element 46. Therefore, the video signal read from the frame memories 40R, 40G, and 40B is signal rate converted so as to be synchronized with the phase timing signal from the light source unit 34 and match the resolution of the spatial modulation element 46 to be displayed. Will be made.

また、上記読出しタイミングコントローラ42から上記ドライバ部44へ供給されるタイミング制御信号は、映像同期信号(フレーム信号)とドライバタイミング制御信号とを含む。ここで、映像同期信号(フレーム信号)も上記フレームメモリ読出しクロックと同様に、光源ユニット部34のモータ駆動制御回路22及び発光タイミング制御回路24からのタイミング信号に対し、読出しタイミングコントローラ42内のPLL回路48にて位相同期処理がされ、上記タイミング信号に対し所定倍された周波数にされる。また、ドライバ部44の動作タイミングを指示するドライバタイミング制御信号は、上記フレームメモリ読出しクロックに基づき、上記読出しタイミングコントローラ42内のドライバ制御回路50によって生成される。   The timing control signal supplied from the read timing controller 42 to the driver unit 44 includes a video synchronization signal (frame signal) and a driver timing control signal. Here, the video synchronization signal (frame signal) is also a PLL in the read timing controller 42 in response to the timing signals from the motor drive control circuit 22 and the light emission timing control circuit 24 of the light source unit 34, similarly to the frame memory read clock. A phase synchronization process is performed in the circuit 48 to obtain a frequency multiplied by a predetermined value with respect to the timing signal. A driver timing control signal for instructing the operation timing of the driver unit 44 is generated by the driver control circuit 50 in the read timing controller 42 based on the frame memory read clock.

なお、図1(B)上記モータ駆動制御回路22からのタイミング信号は、LED18が配置された円の1周期単位で、導光ロッド部材12が回転する毎に出力される位相タイミングパルスである。また、上記発光タイミング制御回路24からのタイミング信号は、複数のLED18が配置される各色群毎、各LED18間の距離毎に出力される位相タイミングパルスである。これらの位相タイミングパルスは、図1(B)読出しタイミングコントローラ42内のタイミング選択回路52により、これら位相タイミングパルスの一方又は他方、及び双方を選択的に切替が可能である。   Note that the timing signal from the motor drive control circuit 22 in FIG. 1B is a phase timing pulse that is output every time the light guide rod member 12 rotates in one cycle unit of the circle in which the LEDs 18 are arranged. The timing signal from the light emission timing control circuit 24 is a phase timing pulse output for each color group in which the plurality of LEDs 18 are arranged and for each distance between the LEDs 18. These phase timing pulses can be selectively switched by using a timing selection circuit 52 in the readout timing controller 42 in FIG.

上記発光タイミング制御回路24では、上記回転センサ20からの回転検出/色群情報がそれらPLL回路54及び発光タイミング生成回路56に入力される。PLL回路54は、その入力された回転検出/色群情報により、上記導光ロッド部材12の回転に同期した基準クロックを生成して、発光タイミング生成回路56に供給する。この発光タイミング生成回路56は、これら入力された基準クロックと回転検出/色群情報とから、導光ロッド部材12の光取込口12Iの位置とLED18の点灯位置とのずれを補償した上記タイミング信号と点灯切替クロックとを生成する。   In the light emission timing control circuit 24, rotation detection / color group information from the rotation sensor 20 is input to the PLL circuit 54 and the light emission timing generation circuit 56. The PLL circuit 54 generates a reference clock synchronized with the rotation of the light guide rod member 12 based on the input rotation detection / color group information and supplies it to the light emission timing generation circuit 56. The light emission timing generation circuit 56 compensates for the deviation between the position of the light inlet 12I of the light guide rod member 12 and the lighting position of the LED 18 from the input reference clock and rotation detection / color group information. A signal and a lighting switching clock are generated.

また、本実施形態では、図3に示した駆動LED選択回路26と各LED駆動回路28は、実際には、図1(B)に示すように、複数の順次点灯回路58(系列A順次点灯回路58A〜系列D順次点灯回路58D)として構成されている。各系列の駆動ラインには、7個または8個のLED18がそれぞれ接続され、系列A,BのLED18、系列C,DのLED18がそれぞれ交互に、合計31個のLED18が円形に且つ発光面を円の内側に向けて配置されている。また、A−1,B−1,A−2,B−2,…というように、同じ系列のLED18が並ばないように交互に配置している。このように配置されたLED18の内側に配置されるT字型の導光ロッド部材12の光取込口12IはそれぞれLED2個分の幅をもつ。系列A順次点灯回路58A〜系列D順次点灯回路58Dは、上記発光タイミング生成回路56からの上記点灯切替クロックに従って、各系列のLED18が1つずつ順に、合計4つのLED18が同時に点灯するように、点灯するLED18を切り替えていく。   In the present embodiment, the drive LED selection circuit 26 and each LED drive circuit 28 shown in FIG. 3 are actually provided with a plurality of sequential lighting circuits 58 (series A sequential lighting as shown in FIG. 1B). Circuit 58A to series D sequential lighting circuit 58D). Seven or eight LEDs 18 are connected to the drive lines of each series, the LEDs 18 of series A and B, and the LEDs 18 of series C and D are alternately arranged, so that a total of 31 LEDs 18 are circular and have a light emitting surface. It is arranged toward the inside of the circle. Also, the LEDs 18 of the same series are alternately arranged so as not to line up such as A-1, B-1, A-2, B-2,. The light inlets 12I of the T-shaped light guide rod member 12 arranged inside the LEDs 18 arranged in this way each have a width corresponding to two LEDs. The series A sequential lighting circuit 58A to the series D sequential lighting circuit 58D are configured so that, in accordance with the lighting switching clock from the light emission timing generation circuit 56, the LEDs 18 of each series are sequentially turned on one by one, and a total of four LEDs 18 are simultaneously turned on. The LED 18 to be lit is switched.

以上のような構成の本実施形態に係る画像投影装置によれば、入力映像データに光源ユニット部34側の回転速度や、発光制御を追従させる制御方式の改善により、起動時やジッタなど、映像信号の位相が変動したときに画像が安定するまでの応答時間を短縮することができる。   According to the image projection apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, an image such as a start-up time or jitter can be improved by improving the rotation speed on the light source unit 34 side and the control method for making the light emission control follow the input video data. The response time until the image is stabilized when the signal phase fluctuates can be shortened.

投影画像としてはLED18個別の光量ばらつきによる面ムラの時間的、位置的変動が少なくなることで補正が容易になり、補正結果としてムラの少ない均一な画像や、時間的なムラであるフリッカの少ない画像が得られる。   The projection image can be easily corrected by reducing temporal and positional fluctuations of surface unevenness due to individual light amount variations of the LEDs 18, and the correction result is a uniform image with little unevenness and less flicker that is temporal unevenness. An image is obtained.

また、光源を色が異なる複数のLED18から構成した場合は、入力映像データの位相が変動したとき映像データの色と発光色の位相がずれないように同期が取れることで、色再現性が劣化することが無くなる。   In addition, when the light source is composed of a plurality of LEDs 18 having different colors, color reproducibility is deteriorated by synchronizing so that the phase of the video data and the phase of the emission color do not shift when the phase of the input video data fluctuates. There is nothing to do.

[第2実施形態]
上記読出しタイミングコントローラ42は、図4に示すような構成とすることもできる。即ち、読出クロックジェネレータ60により発生した所定周期の読出クロックを、強制リセット回路62を介して上記フレームメモリ読出しクロックとしてフレームメモリ40R,40G,40Bに供給し、また、入力映像データの水平/垂直同期信号を、上記強制リセット回路62を介して上記同期信号として上記ドライバ部44へ供給する。更に、上記読出クロックジェネレータ60からの読出クロックを上記強制リセット回路62を介して上記ドライバ制御回路50に与えて、上記ドライバ部44へのドライバタイミング制御信号を生成する。
[Second Embodiment]
The read timing controller 42 may be configured as shown in FIG. That is, a read clock having a predetermined period generated by the read clock generator 60 is supplied to the frame memories 40R, 40G, and 40B as the frame memory read clock via the forced reset circuit 62, and the horizontal / vertical synchronization of the input video data is performed. A signal is supplied to the driver unit 44 as the synchronization signal via the forced reset circuit 62. Further, the read clock from the read clock generator 60 is supplied to the driver control circuit 50 through the forced reset circuit 62, and a driver timing control signal to the driver unit 44 is generated.

そして、本実施形態においては、強制リセット回路62は、発光タイミング生成回路56からのタイミング信号により、上記フレームメモリ読出しクロック、同期信号及びドライバ制御回路50によるドライバタイミング制御信号を強制的にリセットすることで、複数のLED18と導光ロッド部材12との相対的な移動タイミングに同期して、上記空間変調素子46で変調する画像情報のフレームタイミングを制御する。   In the present embodiment, the forced reset circuit 62 forcibly resets the frame memory read clock, the synchronization signal, and the driver timing control signal from the driver control circuit 50 in accordance with the timing signal from the light emission timing generation circuit 56. Thus, the frame timing of the image information modulated by the spatial modulation element 46 is controlled in synchronization with the relative movement timing of the plurality of LEDs 18 and the light guide rod member 12.

[第3実施形態]
なお、本実施形態に係る画像投影装置は、図2(A)に示すように、上記導光ロッド部材12の出射端面12Oつまりテーパロッド12Cの出射端面から射出された照明光の光量を検出する光量検出センサ64を備えている。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 2A, the image projection apparatus according to the present embodiment detects the amount of illumination light emitted from the exit end face 120 of the light guide rod member 12, that is, the exit end face of the tapered rod 12C. A detection sensor 64 is provided.

図5は、本実施形態における光源ユニット部34の構成を示す図で、図1(B)に示した光源ユニット部34の構成に、さらに照明光量の変動による光量補正回路を追加したものである。   FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the light source unit 34 in the present embodiment, in which a light amount correction circuit due to variation in the amount of illumination light is added to the configuration of the light source unit 34 shown in FIG. .

即ち、上記光量検出センサ64の検出結果である光量モニタ信号から、光量変動補正データ生成回路66は、LED18の各色毎の補正データを生成し、その生成した補正データを光量変動記憶手段としてのROM68に書き込む。なお、この動作は、該画像投影装置の電源が入れられた際に行われるもので、各色について代表して1個のLED18をそれぞれ別個に点灯して、各色についての照明光量の変動量を検出することで、各色の補正データを生成し、上記発光タイミング生成回路56から各色のLED18に応じて異なるアドレス設定を受けてROM68に書き込むものである。なお、ROM68は、例えば電気的に書き換え可能なEEPROM等で構成する。   That is, the light amount variation correction data generation circuit 66 generates correction data for each color of the LED 18 from the light amount monitor signal that is the detection result of the light amount detection sensor 64, and the generated correction data is stored in the ROM 68 as the light amount variation storage means. Write to. This operation is performed when the power of the image projection apparatus is turned on. One LED 18 is lit separately for each color to detect the amount of change in illumination light amount for each color. As a result, correction data for each color is generated, and different address settings are received from the light emission timing generation circuit 56 according to the LED 18 for each color, and are written in the ROM 68. The ROM 68 is configured by, for example, an electrically rewritable EEPROM.

また、このROM68は、上記発光タイミング生成回路56から、各色のLED18に応じて異なるアドレス設定を受けて、異なるアドレスに上記のように書き込まれている補正データをLED駆動電流制御回路30のD/A変換回路70に出力する。そして、D/A変換回路70は、この補正データをアナログの制御電圧として、同じくLED駆動電流制御回路30の電流制御回路72に出力する。電流制御回路72は、このD/A変換回路70からの制御電圧を受けて、発光色切替に同期してLED18の制御電流を切り替えて、それぞれの発光色毎に光量を切り替えて光量制御を行う。   The ROM 68 receives different address settings from the light emission timing generation circuit 56 according to the LEDs 18 of the respective colors, and outputs the correction data written in the different addresses as described above to the D / D of the LED drive current control circuit 30. The data is output to the A conversion circuit 70. The D / A conversion circuit 70 outputs the correction data to the current control circuit 72 of the LED drive current control circuit 30 as an analog control voltage. The current control circuit 72 receives the control voltage from the D / A conversion circuit 70, switches the control current of the LED 18 in synchronization with the emission color switching, and controls the light amount by switching the light amount for each emission color. .

なお、ここでは発光色毎に光量を切り替えて光量制御を行うものとしたが、予め個々のLED18の光量変動を検出してROM68に書き込んでおき、LED18毎に光量を切り替えて光量制御を行うようにしても良い。   Here, the light amount is controlled by switching the light amount for each emission color. However, the light amount fluctuation of each LED 18 is detected and written in the ROM 68 in advance, and the light amount is controlled by switching the light amount for each LED 18. Anyway.

[第4実施形態]
本実施形態に係る画像投影装置は、図6に示すように、デジタル信号処理部38に、入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子46が変調する期間での上記空間変調素子46を照明する照明光量の変動に基づき、上記空間変調素子46を変調する際に用いる画像情報を補正制御する補正制御手段としての映像データ補正回路74を更に備えるものである。
[Fourth Embodiment]
As shown in FIG. 6, the image projection apparatus according to the present embodiment causes the digital signal processing unit 38 to include the spatial modulation element 46 in a period in which the spatial modulation element 46 modulates input image information in units of frames. A video data correction circuit 74 is further provided as correction control means for correcting and controlling image information used when the spatial modulation element 46 is modulated based on fluctuations in the amount of illumination light.

即ち、映像データ補正回路74は、光量変動補正データ生成回路66から書き込まれたROM68の補正データに基づいて、上記読出しタイミングコントローラ42から出力されるレート変換影像信号を補正して、上記ドライバ部44に供給する。   That is, the video data correction circuit 74 corrects the rate conversion image signal output from the read timing controller 42 based on the correction data in the ROM 68 written from the light quantity fluctuation correction data generation circuit 66, and the driver unit 44. To supply.

[第5実施形態]
上記第1乃至第4実施形態は、一つの光源ユニット部34でR,G,Bの3色の照明光を得るものであったが、本発実施形態は、発光色毎に別々の光源ユニット部からの照明光で一つの空間変調素子46を照明するものである。
[Fifth Embodiment]
In the first to fourth embodiments, illumination light of three colors of R, G, and B is obtained by one light source unit 34. However, in the present embodiment, a separate light source unit for each emission color. One spatial modulation element 46 is illuminated with illumination light from the unit.

即ち、図7に示すように、本実施形態に係る画像投影装置は、それぞれR,G,B何れかの単色の複数のLED18を円周上に配置した3つの光源ユニット部34R,34G,34Bを備えている。この場合、上記読出しタイミングコントローラが同期させる上記複数のLED18と上記導光ロッド部材12との相対的な移動タイミングは、上記円周上に配置された各LED18間の距離毎となる。即ち、このように発光色毎に光源ユニット部34R,34G,34Bを構成した場合、導光ロッド部材12の1回転のタイミングを検出することによって、各LED18間の距離情報を等価的に用いて1回転中の細部位相まで映像データと発光位相とを合わせることができる。   That is, as shown in FIG. 7, the image projection apparatus according to the present embodiment has three light source unit portions 34R, 34G, and 34B in which a plurality of single color LEDs 18 of R, G, and B are arranged on the circumference. It has. In this case, the relative movement timing of the plurality of LEDs 18 and the light guide rod member 12 synchronized by the readout timing controller is every distance between the LEDs 18 arranged on the circumference. That is, when the light source units 34R, 34G, and 34B are configured for each emission color in this way, the distance information between the LEDs 18 is equivalently used by detecting the timing of one rotation of the light guide rod member 12. The video data and the light emission phase can be matched up to the fine phase during one rotation.

[第6実施形態]
上記光源ユニット部34のROM68に、当該光源ユニット部34が射出する照明光に関する条件情報である光源情報を記憶させておき、その記憶している光源情報を本体側の読出しタイミングコントローラ42に供給することで、その光源情報を用いて上述したような制御を行うようにしても良い。
[Sixth Embodiment]
The ROM 68 of the light source unit 34 stores light source information, which is condition information regarding illumination light emitted from the light source unit 34, and supplies the stored light source information to the read timing controller 42 on the main body side. Thus, the above-described control may be performed using the light source information.

この光源情報としては、図8に示すように、光源ユニット部34の光量変動量、色情報、各色毎LED配置位置情報、相対移動量、光源ユニット部34の光量情報、等を含むことができる。ここで、光源ユニット部34の光量変動量とは、上記各LED18が射出する照明光の光量に関する情報である。色情報とは当該光源ユニット部34が射出可能な照明光の色情報で有り、各色毎LED配置位置情報とは色毎のLED18の配置位置に関する情報である。また、相対移動量とは、上記読出しタイミングコントローラ42が上記空間変調素子46で変調する画像情報のフレームタイミングを制御する際に用いる上記複数のLED18と上記導光ロッド部材12との相対的な移動量(即ち、位相タイミングパルスを出す位置)に関する情報である。そして、光源ユニット部34の光量情報とは、当該光源ユニット部34が射出可能な照明光の光量に関する情報である。   As shown in FIG. 8, the light source information can include a light amount fluctuation amount of the light source unit 34, color information, LED arrangement position information for each color, a relative movement amount, light amount information of the light source unit 34, and the like. . Here, the light amount fluctuation amount of the light source unit 34 is information regarding the light amount of the illumination light emitted by each LED 18. The color information is color information of illumination light that can be emitted by the light source unit 34, and the LED arrangement position information for each color is information related to the arrangement position of the LED 18 for each color. The relative movement amount is a relative movement between the plurality of LEDs 18 and the light guide rod member 12 used when the readout timing controller 42 controls the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element 46. This is information about the quantity (that is, the position where the phase timing pulse is emitted). The light amount information of the light source unit 34 is information regarding the amount of illumination light that can be emitted by the light source unit 34.

このような構成とすれば、光源ユニット部34を本体に対して着脱可能とし、各光源ユニット部34に予めそのような光源情報をROM68に書き込んでおくことにより、例えば故障等の理由によって光源ユニット部34を交換した際でも、検出や設定変更の工程を省略して、直ちに利用できるようになる。   With such a configuration, the light source unit 34 can be attached to and detached from the main body, and such light source information is written in the ROM 68 in advance in each light source unit 34. Even when the unit 34 is replaced, the detection and setting change steps can be omitted and the unit 34 can be used immediately.

なお、上記光源情報は、光源ユニット部34のROM68に書き込んでおく構成に限定するものではなく、例えば何パターンかのオン/オフ情報を読み取れるような接点として構成し、光源ユニット部34を本体に装着したときに、そのオン/オフ情報によって読出しタイミングコントローラ42が読み取るといった方式も考えられる。   The light source information is not limited to the configuration written in the ROM 68 of the light source unit unit 34. For example, the light source information is configured as a contact that can read several patterns of on / off information. A method is also conceivable in which the read timing controller 42 reads data based on the on / off information when it is mounted.

[第7実施形態]
本実施形態に係る画像投影装置は、上記空間変調素子46として、DMD(商標)を使用するものである。
[Seventh Embodiment]
The image projection apparatus according to the present embodiment uses DMD (trademark) as the spatial modulation element 46.

空間変調素子46としてDMD(商標)等の映像データをPWM制御するものを用いる場合は、個別LEDの発光光量にばらつきがなくとも、LED18の空間的な配光のピーク位置と導光ロッド部材12の通過による発光光量の脈動パターンとPWMのオン/オフ動作位相の関係でムラが発生する。   In the case where a device that performs PWM control of video data such as DMD (trademark) is used as the spatial modulation element 46, the spatial light distribution peak position of the LED 18 and the light guide rod member 12 even if there is no variation in the light emission amount of the individual LEDs. Unevenness occurs due to the relationship between the pulsation pattern of the amount of emitted light due to the passage of and the on / off operation phase of PWM.

即ち、図9に示すように、各LED18に対して垂直同期信号に同期する形で発光パルスが順次与えられて順次発光していき、発光する個別のLEDからの光を導光ロッド部材12が追い駆けるように回転して集光することで照明光としての発光光量が得られるものであるが、個別のLED発光ばらつきがない場合でも、LED18の空間的な配光のピーク位置を導光ロッド部材12が通過するときに光量が最大になるような脈動のある発光パターンとなり、破線で示すような平均発光光量が実効的な照明光量となる。そのとき、DMD(商標)にPWM制御データとして、図9CASE1のように3個分のLED発光の間隔を連続して反射させる(オンさせる)制御データを与えた場合と、CASE2のようにCASE1と同等のオン時間であっても時間的に2つに分割して反射させるような制御データを与えた場合とでは、オンしている期間はトータルで一緒ではあるが、上述のような発光光量の脈動があるために、区間1と区間2のように区間積分で反射光量が決まるので、CASE1とCASE2でレベル差が出てしまう。   That is, as shown in FIG. 9, light emitting pulses are sequentially given to the LEDs 18 in synchronization with the vertical synchronizing signal to sequentially emit light, and the light guide rod member 12 transmits light from the individual LEDs that emit light. The amount of light emitted as illumination light can be obtained by rotating and condensing so as to drive, but even if there is no variation in individual LED light emission, the spatial light distribution peak position of the LED 18 is guided to the light guide rod. The light emission pattern has a pulsation that maximizes the light amount when the member 12 passes, and the average light emission amount as shown by the broken line is the effective illumination light amount. At that time, the case where control data for continuously reflecting (turning on) the LED light emission intervals for three LEDs as shown in FIG. 9CASE1 is given to DMD (trademark) as CASE1 and CASE1 as shown in CASE2. Even when the ON time is equivalent, when the control data that is divided into two parts and reflected is given, the ON period is the same, but the amount of light emission as described above is the same. Since there is a pulsation, the amount of reflected light is determined by interval integration as in interval 1 and interval 2, so that a level difference occurs between CASE1 and CASE2.

従って、このようなDMD(商標)を空間変調素子46として使用する場合には、そのようなPWM制御によるムラを補正した上で、上記実施形態のような読出しタイミングコントローラ42を用いた制御を行うことが必要になる。そこで、本実施形態では、CASE3として示すように、発生されると予測されるレベル差の光量分に相当する区間分、オンしている区間を短くする制御、即ち発光位相補正を行う。   Therefore, when such a DMD (trademark) is used as the spatial modulation element 46, such unevenness due to PWM control is corrected, and control using the read timing controller 42 as in the above embodiment is performed. It will be necessary. Therefore, in the present embodiment, as indicated by CASE 3, a control for shortening the ON section by a section corresponding to the amount of light of the level difference predicted to be generated, that is, light emission phase correction is performed.

具体的には、図6における映像データ補正回路74を、入力されるフレーム単位の画像情報を空間変調素子46が変調する期間での空間変調素子46を照明する照明光量の変動に基づき、DMD(商標)の変調方法を補正制御する補正制御手段として利用する。即ち、映像データ補正回路74は、予め、上記脈動の基本パターンを記憶しておくと共に、その脈動のどの部分でオン/オフすることによってどの程度レベルが上下するかといった情報を記憶しておく。そして、ROM68を参照することによって、どの程度レベル補正しなければならないのかを求め、上記予め記憶してある情報に基づいて、空間変調素子46であるDMD(商標)のPWM制御のパルス幅、オン/オフ期間を決定する。   Specifically, the video data correction circuit 74 in FIG. 6 performs DMD (based on the variation in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element 46 during the period in which the spatial modulation element 46 modulates input frame-unit image information. (Trademark) is used as correction control means for correcting and controlling the modulation method. In other words, the video data correction circuit 74 stores in advance the basic pattern of the pulsation and information on how much the level is increased or decreased by turning on / off the pulsation. Then, the ROM 68 is referred to determine how much level correction should be performed, and based on the information stored in advance, the pulse width of the PWM control of the DMD (trademark), which is the spatial modulation element 46, is turned on. / Determine the off period.

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。   Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are naturally possible within the scope of the gist of the present invention.

例えば、本発明の画像投影装置を写真用露光装置、カラーコピー機、カラープリンタ、リライタブル電子ペーパー記録装置などにおける画像を投影する構成部分に応用すれば、カラー調整が容易であるが故に有効な画像形成手段となり得る。   For example, if the image projection apparatus of the present invention is applied to a component for projecting an image in a photographic exposure apparatus, a color copying machine, a color printer, a rewritable electronic paper recording apparatus, etc., an effective image because color adjustment is easy. It can be a forming means.

(付記)
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
(Appendix)
The invention having the following configuration can be extracted from the specific embodiment.

(1) 入力されるフレーム単位の画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、
照明光を射出する一体として構成した複数のLED光源を円周上に配置し、各LED光源を時系列に順次点灯させる光源ユニット部と、
入力されるフレーム単位の画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
上記光源ユニット部が射出した照明光を導いて上記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記照明光学手段は、上記複数のLED光源の点灯タイミングに同期し、且つ、上記複数のLED光源に対して相対的に移動する導光手段(導光ロッド部材)を有することで、上記時系列に順次点灯するLED光源が射出した照明光を上記空間変調素子に導くものであり、
上記タイミング制御手段は、上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングに同期して、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御することを特徴とする画像投影装置。
(1) An image projection apparatus for projecting an image according to input image information in frame units,
A plurality of LED light sources configured as an integral unit for emitting illumination light are arranged on the circumference, and a light source unit unit that sequentially lights each LED light source in time series,
A spatial modulation element that is modulated in accordance with input frame-unit image information;
Illumination optical means for illuminating the spatial modulation element by guiding the illumination light emitted by the light source unit,
Timing control means for controlling the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element;
Comprising
The illumination optical means includes light guide means (light guide rod member) that is synchronized with the lighting timing of the plurality of LED light sources and moves relative to the plurality of LED light sources, so that the time series In order to guide the illumination light emitted by the LED light source sequentially turned on to the spatial modulation element,
The timing control means controls the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element in synchronization with the relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guiding means. apparatus.

この構成は、図1(A)乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 1A to 9.

即ち、(1)に記載の画像投影装置によれば、光源ユニット部を用いたプロジェクタのような画像投影装置において、入力映像信号データに光源ユニット部側の回転速度や、発光制御を追従させる制御方式の改善により、起動時やジッタなど、映像信号の位相が変動したときに画像が安定するまでの応答時間を短縮することができる。   That is, according to the image projecting device described in (1), in the image projecting device such as a projector using the light source unit unit, the control for causing the rotation speed on the light source unit side and the light emission control to follow the input video signal data. By improving the system, it is possible to shorten the response time until the image is stabilized when the phase of the video signal fluctuates, such as startup or jitter.

投影画像としてはLED個別の光量ばらつきによる面ムラの時間的、位置的変動が少なくなることで補正が容易になり、補正結果としてムラの少ない均一な画像や、時間的なムラであるフリッカの少ない画像が得られる。   The projection image can be easily corrected by reducing the temporal and positional fluctuations of the surface unevenness due to the variation in individual light quantity of the LED, and the correction result is a uniform image with little unevenness and the flicker that is the temporal unevenness is small. An image is obtained.

また、LED光源を色が異なる複数のLEDから構成した場合は、入力映像信号の位相が変動したとき映像信号データの色と発光色の位相がずれないように同期が取れることで、色再現性が劣化することが無くなる。   In addition, when the LED light source is composed of a plurality of LEDs having different colors, color reproducibility can be obtained by synchronizing the phase of the video signal data and the phase of the emission color when the phase of the input video signal fluctuates. No longer deteriorates.

(2) 上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が異なる複数のLEDから構成され、且つ射出する照明光の色が同じLEDは隣接して配置され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記複数のLED光源が周上に配置される円の1周単位毎であることを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。
(2) The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having different illumination light colors, and LEDs having the same illumination light color are arranged adjacent to each other,
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide unit synchronized by the timing control unit is every one round unit of a circle in which the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. The image projector according to (1).

この構成は、図1(A)乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 1A to 9.

(3) 上記タイミング制御手段は、PLL回路を用いて上記制御を行うものであり、
上記PLL回路は、上記複数のLED光源が周上に配置される円の1周分毎に、上記複数のLED光源と上記導光手段とが相対的に移動する度に出力される位相タイミングパルスに対し、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングの位相をロックすることを特徴とする(2)に記載の画像投影装置。
(3) The timing control means performs the control using a PLL circuit.
The PLL circuit outputs a phase timing pulse that is output every time the plurality of LED light sources and the light guiding unit move relative to each other of a circle in which the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. On the other hand, the image projection apparatus according to (2), wherein the phase of the frame timing of the image information modulated by the spatial modulation element is locked.

この構成は、図1(B)に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(4) 上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が異なる複数のLEDから構成され、且つ射出する照明光の色が同じLEDは隣接して群として配置され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記複数のLED光源が配置される周上の群単位毎であることを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。
(4) The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having different colors of emitted illumination light, and LEDs having the same color of emitted illumination light are arranged adjacent to each other as a group,
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide unit synchronized by the timing control unit is a group unit on a circumference where the plurality of LED light sources are arranged (1). ).

この構成は、図1(A)乃至図6、図8及び図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 1A to 6, 8, and 9.

(5) 上記タイミング制御手段は、PLL回路を用いて上記制御を行うものであり、
上記PLL回路は、上記複数のLED光源が周上に配置される周上の群の長さ分、上記複数のLED光源と上記導光手段とが相対的に移動する度に出力される位相タイミングパルスに対し、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングの位相をロックすることを特徴とする(4)に記載の画像投影装置。
(5) The timing control means performs the control using a PLL circuit.
The PLL circuit outputs a phase timing each time the plurality of LED light sources and the light guiding means move relative to each other by the length of a group on the circumference where the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. The image projection apparatus according to (4), wherein the phase of the frame timing of the image information modulated by the spatial modulation element is locked with respect to the pulse.

この構成は、図1(A)乃至図3、図4乃至図6、図8及び図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 1A to 3, 4 to 6, 8 and 9.

(6) 上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が単色の複数のLEDから構成され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記円周上に配置された各LED光源間の距離毎であることを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。
(6) The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having a single color of emitted illumination light,
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide unit synchronized by the timing control unit is each distance between the LED light sources arranged on the circumference (1). ).

この構成は、図7に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(7) 入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記複数のLED光源が出射する照明光の光量を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。   (7) Correcting the amount of illumination light emitted from the plurality of LED light sources based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during a period in which the spatial modulation element modulates input frame-unit image information The image projection apparatus according to (1), further comprising correction control means for controlling.

この構成は、図5乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 5 to 9.

(8) 入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記空間変調素子を変調する際に用いる画像情報を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。   (8) Correcting image information used when modulating the spatial modulation element based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during a period in which the spatial modulation element modulates input frame-unit image information The image projection apparatus according to (1), further comprising correction control means for controlling.

この構成は、図6に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(9) 上記空間変調素子はデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)であり、
入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記デジタル・マイクロミラー・デバイスの変調方法を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。
(9) The spatial modulation element is a digital micromirror device (DMD),
Correction control means for correcting and controlling the modulation method of the digital micromirror device based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during a period in which the spatial modulation element modulates input frame-unit image information The image projector according to (1), further comprising:

この構成は、図6及び図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG. 6 and FIG.

(10) 上記空間変調素子を照明する照明光量の変動量を検出する光量センサを更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記光量センサが検出した照明光量の変動量を用いて上記制御を行うことを特徴とする(7)乃至(9)の何れかに記載の画像投影装置。
(10) It further includes a light amount sensor for detecting a variation amount of the illumination light amount for illuminating the spatial modulation element,
The image projection apparatus according to any one of (7) to (9), wherein the timing control unit performs the control using a variation amount of the illumination light amount detected by the light amount sensor.

この構成は、図2(B)、図5乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG. 2B and FIGS.

(11) 上記光量センサが検出した照明光量の変動量を記憶する光量変動記憶手段を更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記光量変動記憶手段に照明光量の変動量が記憶されている場合、この記憶された照明光量の変動量を用いて上記制御を行うことを特徴とする(10)に記載の画像投影装置。
(11) further comprising a light amount variation storage means for storing a variation amount of the illumination light amount detected by the light amount sensor;
The timing control unit performs the control using the stored variation amount of the illumination light amount when the variation amount of the illumination light amount is stored in the light amount variation storage unit. Image projector.

この構成は、図5乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 5 to 9.

(12) 上記光量変動記憶手段が記憶する照明光量の変動量は、装置の電源が入れられた際に、上記光量センサが検出した照明光量の変動量によって書き換えられた値であることを特徴とする(11)に記載の画像投影装置。   (12) The illumination light amount variation stored in the light amount variation storage means is a value rewritten by the illumination light amount variation detected by the light amount sensor when the apparatus is turned on. The image projecting device according to (11).

この構成は、図5乃至図9に対応するものである。   This configuration corresponds to FIGS. 5 to 9.

(13) 上記光源ユニット部が射出する照明光に関する条件情報を記憶する条件情報記憶手段を更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記条件記憶手段が記憶した条件情報を用いて上記制御を行うことを特徴とする(1)に記載の画像投影装置。
(13) It further comprises condition information storage means for storing condition information regarding illumination light emitted by the light source unit,
The image projection apparatus according to (1), wherein the timing control unit performs the control using the condition information stored in the condition storage unit.

この構成は、図8に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(14) 上記条件情報は、上記各LED光源が射出する照明光の光量(即ち、光源ユニット部の光量変動量)に関する情報であることを特徴とする(13)に記載の画像投影装置。   (14) The image projection apparatus according to (13), wherein the condition information is information related to a light amount of illumination light emitted from each LED light source (that is, a light amount fluctuation amount of the light source unit).

この構成は、図8に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(15) 上記条件情報は、上記光源ユニット部が射出可能な照明光の色情報と色毎のLED光源の配置位置に関する情報であることを特徴とする(13)に記載の画像投影装置。   (15) The image projection apparatus according to (13), wherein the condition information is color information of illumination light that can be emitted by the light source unit and information regarding an arrangement position of the LED light source for each color.

この構成は、図8に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(16) 上記条件情報は、上記タイミング制御手段が上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御する際に用いる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動量(即ち、位相タイミングパルスを出す位置)に関する情報であることを特徴とする(13)に記載の画像投影装置。   (16) The condition information includes a relative amount of movement between the plurality of LED light sources and the light guide means used when the timing control means controls the frame timing of the image information modulated by the spatial modulation element (that is, The image projection apparatus according to (13), which is information relating to a position at which a phase timing pulse is emitted.

この構成は、図8に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(17) 上記条件情報は、上記光源ユニット部が射出可能な照明光の光量に関する情報であることを特徴とする(13)に記載の画像投影装置。   (17) The image projector according to (13), wherein the condition information is information relating to a quantity of illumination light that can be emitted by the light source unit.

この構成は、図8に対応するものである。   This configuration corresponds to FIG.

(A)は本発明の第1実施形態に係る画像投影装置の全体構成を示す図であり、(B)は第1実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部からのタイミング信号に基づく映像信号処理方法を説明するための、光源ユニット部と読出しタイミングコントローラの構成の詳細を示す図である。(A) is a figure which shows the whole structure of the image projector which concerns on 1st Embodiment of this invention, (B) is a video signal based on the timing signal from the light source unit part in the image projector which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows the detail of a structure of the light source unit part and read-out timing controller for demonstrating a processing method. (A)は第1実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部の構成を示す図であり、(B)は(A)の矢視AA線断面図である。(A) is a figure which shows the structure of the light source unit part in the image projector which concerns on 1st Embodiment, (B) is the arrow AA sectional view taken on the line of (A). 光源ユニット部の電気的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure of a light source unit part. 本発明の第2実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部からのタイミング信号に基づく映像信号処理方法を説明するための、光源ユニット部と読出しタイミングコントローラの構成の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a structure of a light source unit part and a read-out timing controller for demonstrating the video signal processing method based on the timing signal from the light source unit part in the image projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source unit part in the image projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る画像投影装置における光源ユニット部からのタイミング信号に基づく映像信号処理方法を説明するための、光源ユニット部と読出しタイミングコントローラの構成の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of a structure of a light source unit part and a read-out timing controller for demonstrating the video signal processing method based on the timing signal from the light source unit part in the image projector which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image projector which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6実施形態に係る画像投影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image projector which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態に係る画像投影装置における光源の発光光量の変動と入力映像信号の位相変動とを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the fluctuation | variation of the emitted light amount of the light source, and the phase fluctuation | variation of an input video signal in the image projector which concerns on 7th Embodiment of this invention. 本発明が想定する画像投影装置における光源の発光光量の変動と入力映像信号の位相変動とを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the fluctuation | variation of the emitted light amount of the light source in the image projector assumed by this invention, and the phase fluctuation | variation of an input video signal. 入力映像信号の位相変動による投影画像内の照明光量の変動を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the fluctuation | variation of the illumination light quantity in a projection image by the phase fluctuation | variation of an input video signal.

符号の説明Explanation of symbols

10…ロッドホルダ、 12…導光ロッド部材、 12A…平行ロッド、 12B…反射プリズム、 12C…テーパロッド、 12I…光取込口、 12O…出射端面、 14…回転モータ、 16…LED基板、 18…LED、 20…回転センサ、 22…モータ駆動制御回路、 24…発光タイミング制御回路、 26…LED選択回路、 28…LED駆動回路、 30…LED駆動電流制御回路、 32…ヒートシンク、 34,34R,34G,34B…光源ユニット部、 36…ビデオフロントエンド部、 38…デジタル信号処理部、 40R,40G,40B…フレームメモリ、 42…タイミングコントローラ、 44…ドライバ部、 46…空間変調素子、 48,54…PLL回路、 50…ドライバ制御回路、 52…タイミング選択回路、 56…発光タイミング生成回路、 58…順次点灯回路、 58A…系列A順次点灯回路、 58B…系列B順次点灯回路、 58C…系列C順次点灯回路、 58D…系列D順次点灯回路、 60…読出クロックジェネレータ、 62…強制リセット回路、 64…光量検出センサ、 66…光量変動補正データ生成回路、 68…ROM、 70…D/A変換回路、 72…電流制御回路、 74…映像データ補正回路。     DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rod holder, 12 ... Light guide rod member, 12A ... Parallel rod, 12B ... Reflective prism, 12C ... Tapered rod, 12I ... Light inlet, 12O ... Output end face, 14 ... Rotation motor, 16 ... LED board, 18 ... LED 20 Rotation sensor 22 Motor drive control circuit 24 Light emission timing control circuit 26 LED selection circuit 28 LED drive circuit 30 LED drive current control circuit 32 Heat sink 34 34R 34G , 34B ... light source unit, 36 ... video front end, 38 ... digital signal processor, 40R, 40G, 40B ... frame memory, 42 ... timing controller, 44 ... driver, 46 ... spatial modulation element, 48,54 ... PLL circuit 50 ... Driver control circuit 52 ... Timein 56: Light emission timing generation circuit, 58: Sequential lighting circuit, 58A ... Series A sequential lighting circuit, 58B ... Series B sequential lighting circuit, 58C ... Series C sequential lighting circuit, 58D ... Series D sequential lighting circuit, 60 ... Read clock generator 62 ... Forced reset circuit 64 ... Light quantity detection sensor 66 ... Light quantity fluctuation correction data generation circuit 68 ... ROM 70 ... D / A conversion circuit 72 ... Current control circuit 74 ... Video data correction circuit .

Claims (17)

入力されるフレーム単位の画像情報に応じた画像を投影する画像投影装置であって、
照明光を射出する一体として構成した複数のLED光源を円周上に配置し、各LED光源を時系列に順次点灯させる光源ユニット部と、
入力されるフレーム単位の画像情報に応じて変調される空間変調素子と、
上記光源ユニット部が射出した照明光を導いて上記空間変調素子を照明する照明光学手段と、
上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御するタイミング制御手段と、
を具備し、
上記照明光学手段は、上記複数のLED光源の点灯タイミングに同期し、且つ、上記複数のLED光源に対して相対的に移動する導光手段を有することで、上記時系列に順次点灯するLED光源が射出した照明光を上記空間変調素子に導くものであり、
上記タイミング制御手段は、上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングに同期して、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御することを特徴とする画像投影装置。
An image projection device that projects an image according to image information in units of input frames,
A plurality of LED light sources configured as an integral unit for emitting illumination light are arranged on the circumference, and a light source unit unit that sequentially lights each LED light source in time series,
A spatial modulation element that is modulated in accordance with input frame-unit image information;
Illumination optical means for illuminating the spatial modulation element by guiding the illumination light emitted by the light source unit,
Timing control means for controlling the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element;
Comprising
The illumination optical means includes LED light sources that are synchronized with the lighting timings of the plurality of LED light sources and that move relative to the plurality of LED light sources, so that the LED light sources sequentially light in time series. Is directed to the spatial modulation element.
The timing control means controls the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element in synchronization with the relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guiding means. apparatus.
上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が異なる複数のLEDから構成され、且つ射出する照明光の色が同じLEDは隣接して配置され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記複数のLED光源が周上に配置される円の1周単位毎であることを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having different illumination light colors, and LEDs having the same illumination light color are arranged adjacent to each other.
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide unit synchronized by the timing control unit is every one round unit of a circle in which the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. The image projection apparatus according to claim 1.
上記タイミング制御手段は、PLL回路を用いて上記制御を行うものであり、
上記PLL回路は、上記複数のLED光源が周上に配置される円の1周分毎に、上記複数のLED光源と上記導光手段とが相対的に移動する度に出力される位相タイミングパルスに対し、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングの位相をロックすることを特徴とする請求項2に記載の画像投影装置。
The timing control means performs the control using a PLL circuit,
The PLL circuit outputs a phase timing pulse that is output every time the plurality of LED light sources and the light guiding unit move relative to each other of a circle in which the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. On the other hand, the phase of the frame timing of the image information modulated by the spatial modulation element is locked.
上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が異なる複数のLEDから構成され、且つ射出する照明光の色が同じLEDは隣接して群として配置され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記複数のLED光源が配置される周上の群単位毎であることを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having different illumination light colors, and LEDs having the same illumination light color are arranged adjacent to each other as a group.
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide unit synchronized by the timing control unit is each group unit on a circumference where the plurality of LED light sources are arranged. 2. The image projection apparatus according to 1.
上記タイミング制御手段は、PLL回路を用いて上記制御を行うものであり、
上記PLL回路は、上記複数のLED光源が周上に配置される周上の群の長さ分、上記複数のLED光源と上記導光手段とが相対的に移動する度に出力される位相タイミングパルスに対し、上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングの位相をロックすることを特徴とする請求項4に記載の画像投影装置。
The timing control means performs the control using a PLL circuit,
The PLL circuit outputs a phase timing each time the plurality of LED light sources and the light guiding means move relative to each other by the length of a group on the circumference where the plurality of LED light sources are arranged on the circumference. 5. The image projection apparatus according to claim 4, wherein a phase of a frame timing of image information modulated by the spatial modulation element is locked with respect to a pulse.
上記複数のLED光源は、射出する照明光の色が単色の複数のLEDから構成され、
上記タイミング制御手段が同期させる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動タイミングは、上記円周上に配置された各LED光源間の距離毎であることを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
The plurality of LED light sources are composed of a plurality of LEDs having a single color of emitted illumination light,
The relative movement timing of the plurality of LED light sources and the light guide means synchronized by the timing control means is every distance between the LED light sources arranged on the circumference. 2. The image projection apparatus according to 1.
入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記複数のLED光源が出射する照明光の光量を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。   Correction for correcting and controlling the amount of illumination light emitted from the plurality of LED light sources based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during a period in which the spatial modulation element modulates input image information in units of frames The image projection apparatus according to claim 1, further comprising a control unit. 入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記空間変調素子を変調する際に用いる画像情報を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。   Correction for correcting and controlling image information used for modulating the spatial modulation element based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during the period in which the spatial modulation element modulates input frame-unit image information The image projection apparatus according to claim 1, further comprising a control unit. 上記空間変調素子はデジタル・マイクロミラー・デバイスであり、
入力されるフレーム単位の画像情報を上記空間変調素子が変調する期間での上記空間変調素子を照明する照明光量の変動に基づき、上記デジタル・マイクロミラー・デバイスの変調方法を補正制御する補正制御手段を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
The spatial modulation element is a digital micromirror device,
Correction control means for correcting and controlling the modulation method of the digital micromirror device based on fluctuations in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element during a period in which the spatial modulation element modulates input frame-unit image information The image projector according to claim 1, further comprising:
上記空間変調素子を照明する照明光量の変動量を検出する光量センサを更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記光量センサが検出した照明光量の変動量を用いて上記制御を行うことを特徴とする請求項7乃至9の何れかに記載の画像投影装置。
A light amount sensor for detecting a variation in the amount of illumination light that illuminates the spatial modulation element;
The image projection apparatus according to claim 7, wherein the timing control unit performs the control using a variation amount of the illumination light amount detected by the light amount sensor.
上記光量センサが検出した照明光量の変動量を記憶する光量変動記憶手段を更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記光量変動記憶手段に照明光量の変動量が記憶されている場合、この記憶された照明光量の変動量を用いて上記制御を行うことを特徴とする請求項10に記載の画像投影装置。
A light amount variation storage means for storing a variation amount of the illumination light amount detected by the light amount sensor;
The said timing control means performs the said control using the variation | change_quantity of the illumination light quantity memorize | stored when the variation | change_quantity of illumination light quantity is memorize | stored in the said light quantity fluctuation | variation storage means. Image projector.
上記光量変動記憶手段が記憶する照明光量の変動量は、装置の電源が入れられた際に、上記光量センサが検出した照明光量の変動量によって書き換えられた値であることを特徴とする請求項11に記載の画像投影装置。   The illumination light quantity fluctuation amount stored in the light quantity fluctuation storage means is a value rewritten by the illumination light quantity fluctuation amount detected by the light quantity sensor when the apparatus is turned on. The image projection device according to 11. 上記光源ユニット部が射出する照明光に関する条件情報を記憶する条件情報記憶手段を更に具備し、
上記タイミング制御手段は、上記条件記憶手段が記憶した条件情報を用いて上記制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。
Further comprising condition information storage means for storing condition information relating to the illumination light emitted by the light source unit,
The image projection apparatus according to claim 1, wherein the timing control unit performs the control using the condition information stored in the condition storage unit.
上記条件情報は、上記各LED光源が射出する照明光の光量に関する情報であることを特徴とする請求項13に記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 13, wherein the condition information is information related to a light amount of illumination light emitted from each LED light source. 上記条件情報は、上記光源ユニット部が射出可能な照明光の色情報と色毎のLED光源の配置位置に関する情報であることを特徴とする請求項13に記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 13, wherein the condition information is color information of illumination light that can be emitted by the light source unit and information regarding an arrangement position of the LED light source for each color. 上記条件情報は、上記タイミング制御手段が上記空間変調素子で変調する画像情報のフレームタイミングを制御する際に用いる上記複数のLED光源と上記導光手段との相対的な移動量に関する情報であることを特徴とする請求項13に記載の画像投影装置。   The condition information is information relating to a relative amount of movement between the plurality of LED light sources and the light guide means used when the timing control means controls the frame timing of image information modulated by the spatial modulation element. The image projection apparatus according to claim 13. 上記条件情報は、上記光源ユニット部が射出可能な照明光の光量に関する情報であることを特徴とする請求項13に記載の画像投影装置。   The image projection apparatus according to claim 13, wherein the condition information is information related to a quantity of illumination light that can be emitted by the light source unit.
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