JP2006047464A - Image projection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像投影装置に関する。 The present invention relates to an image projection apparatus.
従来、液晶パネルを用いた液晶プロジェクタにおいては、RGB三原色の色相のばらつきや外光による投影画像の輝度又はコントラストの低下といった問題があり、様々な表示画像の改善技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、光源であるランプの温度上昇による色温度の変化を補正し、液晶プロジェクタの色温度が一定の範囲内に維持できるようにするための技術が記載されている。
特許文献2には、液晶プロジェクタの周辺光の明るさおよび色合いに応じて投写画像の色合いを補正するための技術が記載されている。
特許文献3には、液晶プロジェクタにおいて、周辺光量を検出して光源用ランプ゜の電力を制御し、低消費電力化、光源用ランプの調光による明るさ調整、光源用ランプの長寿命化を可能にするための技術が記載されている。
特許文献4には、周辺や映像投射面の明るさや色合いなどの投射環境に応じて液晶プロジェクタの投射映像の画質を適切に補正するための技術が記載されている。
特許文献5には、投射型液晶プロジェクタにおいて、1画面毎に1画面全体に対する映像信号の輝度レベルを検出し、1画面全体に対する映像信号の輝度レベルに応じて、光源からの光を空間的に遮断し、また、液晶パネルに送る映像信号のレベルを調整し、コントラストが大きくとれるようにするための技術が記載されている。
特許文献6には、液晶プロジェクタ装置の周囲の光量を検出し、検出された光量に応じて光シャッタで光を遮断し、黒色の浮きによるコントラストの低下を抑制するための技術が記載されている。
特許文献7には、液晶パネルの印加電圧−透過率特性を測定し、その結果に基づいた補正データに従ってガンマ補正を行うための技術が記載されている。
特許文献8には、液晶プロジェクタの色相のばらつきを、ガンマカーブの特性を調整して投写画像の色再現性を改善する際に、ガンマカーブの複数箇所のレベルを調整できるようにして、黒浮きや、中間調での色相まで改善可能とし、また、調整を自動で行って調整時間を短縮するための技術が記載されている。
特許文献9には、ユーザによって選択された目標プロファイルに基づき目標色域を演算するとともに、プロジェクタプロファイル、色光センサからの環境情報に基づ色変換を行った後、所定の演算式を用いてガンマ補正を行うための技術が記載されている。
特許文献10には、投影画像の色情報をカラーセンサで取り込み、入力画像の色空間と投影面上の色空間とに基づいて、色の見えを一致させる色変換処理を行い入力画像の色を補正し、補正色の画像を必要に応じてガンマ補正するための技術が記載されている。
特許文献11には、スクリーンとその周辺の明るさ(輝度)を測定し、その測定結果に応じてプロジェクタ出力の階調設定を行い、具体的には、明るさの設定とガンマの設定を変更することにより、常に適切な階調表現となるようにするための技術が記載されている。
For example,
In Patent Document 3, in a liquid crystal projector, the peripheral light amount is detected to control the power of the light source lamp, thereby reducing power consumption, adjusting the brightness by adjusting the light source lamp, and extending the life of the light source lamp. Techniques to make it possible are described.
In
Patent Document 6 describes a technique for detecting the amount of light around the liquid crystal projector device, blocking light with an optical shutter in accordance with the detected amount of light, and suppressing a decrease in contrast due to black floating. .
Patent Document 7 describes a technique for measuring an applied voltage-transmittance characteristic of a liquid crystal panel and performing gamma correction according to correction data based on the result.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-228867 describes a variation in hue of a liquid crystal projector, in which when adjusting the characteristics of a gamma curve to improve the color reproducibility of a projected image, the level of a plurality of locations on the gamma curve can be adjusted. In addition, there is described a technique for making it possible to improve a hue in a halftone, and for performing adjustment automatically to shorten the adjustment time.
In Patent Document 9, a target color gamut is calculated based on a target profile selected by a user, color conversion is performed based on environment information from a projector profile and a color light sensor, and a gamma is calculated using a predetermined calculation formula. A technique for performing the correction is described.
In
しかし、上述した従来の技術では、上記した課題(RGB三原色の色相のばらつきや投影画像の持つ外光による輝度又はコントラストの低下)に対して個別にアプローチしており、トータルな画質改善を実現するものではない。
また、近年、RGB三原色のLED(Light Emitting Diode)を用いて白色光を生成するLED光源を備えた液晶プロジェクタが検討されている。しかしながら、上記従来技術は、白色光を発光するランプを光源として使用する液晶プロジェクタが前提であり、LED光源を使用する液晶プロジェクタに対しては適していないという問題がある。
However, the above-described conventional techniques individually approach the above-described problems (variation of hues of the three primary colors of RGB and reduction in luminance or contrast due to external light of the projected image), thereby realizing total image quality improvement. It is not a thing.
In recent years, a liquid crystal projector including an LED light source that generates white light using RGB (Primary Emitting Diode) LEDs (Light Emitting Diodes) has been studied. However, the above prior art is based on a liquid crystal projector that uses a lamp that emits white light as a light source, and has a problem that it is not suitable for a liquid crystal projector that uses an LED light source.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、LED光源および液晶パネルを使用し、RGB三原色の色相のばらつきや外光による投影画像の輝度又はコントラストの低下などに対してトータルな画質改善を実現することができる画像投影装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to use LED light sources and liquid crystal panels to reduce variations in the hues of RGB three primary colors and to reduce the brightness or contrast of projected images due to external light. An object of the present invention is to provide an image projection apparatus capable of realizing a total image quality improvement.
上記の課題を解決するために、本発明に係る画像投影装置は、入力された画像情報に応じた画像をスクリーンに投影する画像投影装置であって、波長帯毎の輝度分布である色バランスが制御可能な照明光を射出する光源手段と、前記光源手段が射出した照明光を前記画像情報に基づいて変調する空間変調手段と、前記空間変調手段で変調した照明光をスクリーンに投影する投影手段と、前記投影手段がスクリーンに投影した画像の色または輝度に係る所定パラメータの変化量を検知するパラメータ検知手段と、前記パラメータ検知手段が検知した所定パラメータの変化量に応じて、前記光源手段が射出する照明光の色バランスと前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブのうち少なくとも照明光の色バランスを補正し制御する制御手段とを有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, an image projection apparatus according to the present invention is an image projection apparatus that projects an image corresponding to input image information onto a screen, and has a color balance that is a luminance distribution for each wavelength band. Light source means for emitting controllable illumination light, spatial modulation means for modulating the illumination light emitted by the light source means based on the image information, and projection means for projecting the illumination light modulated by the spatial modulation means on a screen And a parameter detection unit that detects a change amount of a predetermined parameter related to a color or luminance of an image projected on the screen by the projection unit, and the light source unit is configured to respond to the change amount of the predetermined parameter detected by the parameter detection unit. Control means for correcting and controlling at least the color balance of the illumination light among the color balance of the emitted illumination light and the γ curve used for modulation by the spatial modulation means It is characterized by having a.
本発明に係る画像投影装置においては、前記入力された画像情報の輝度値の平均値を求める画像情報監視手段を更に有し、前記所定パラメータの変化量は、前記画像情報監視手段が求めた輝度値平均値の変化量であり、前記制御手段は、前記輝度値平均値が所定の閾値を下回ったか否かに応じて制御を行うことを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes image information monitoring means for obtaining an average value of luminance values of the input image information, and the change amount of the predetermined parameter is the luminance obtained by the image information monitoring means. It is a change amount of the average value of the value, and the control means performs control according to whether or not the luminance value average value has fallen below a predetermined threshold value.
本発明に係る画像投影装置においては、前記制御手段は、前記画像情報監視手段が求めた輝度値平均値が所定の閾値を下回った際に、前記光源手段が射出する照明光の光量を落とすと共に、射出する照明光の光量を落とすことによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正することを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the control unit reduces the amount of illumination light emitted by the light source unit when the average luminance value obtained by the image information monitoring unit falls below a predetermined threshold value. The γ curve used for modulation by the spatial modulation means is corrected so as to cancel the change in the color balance of the illumination light emitted by the light source means caused by reducing the amount of emitted illumination light. And
本発明に係る画像投影装置においては、前記入力された画像情報の色分布を求める画像情報監視手段を更に有し、前記所定パラメータの変化量は、前記画像情報監視手段が求めた色分布の変化量であり、前記制御手段は、前記色分布の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて制御を行うことを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes image information monitoring means for obtaining a color distribution of the input image information, and the change amount of the predetermined parameter is a change in the color distribution obtained by the image information monitoring means. The control means performs control according to whether or not the amount of change in the color distribution exceeds a predetermined threshold value.
本発明に係る画像投影装置においては、前記制御手段は、前記色分布の変化量が所定の閾値を超えた際に、前記光源手段が射出する照明光の色バランスを前記入力された画像情報の色分布に応じて補正すると共に、射出する照明光の色バランスを補正することによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正することを特徴とする。 In the image projecting device according to the present invention, the control means determines the color balance of the illumination light emitted by the light source means when the change amount of the color distribution exceeds a predetermined threshold value. When modulating by the spatial modulation means so as to cancel the change in the color balance of the illumination light emitted by the light source means, which is generated by correcting the color distribution and correcting the color balance of the illumination light to be emitted. The gamma curve used for the correction is corrected.
本発明に係る画像投影装置においては、本画像投影装置が設置された環境における外光光量を検出する外光光量センサを更に有し、前記所定パラメータの変化量は、前記外光光量センサが検出した外光光量の変化量であり、前記制御手段は、前記外光光量の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて制御を行うことを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes an external light quantity sensor that detects an external light quantity in an environment where the image projection apparatus is installed, and the change amount of the predetermined parameter is detected by the external light quantity sensor. The amount of change in the amount of external light is controlled, and the control means performs control according to whether the amount of change in the amount of external light exceeds a predetermined threshold.
本発明に係る画像投影装置においては、前記制御手段は、前記外光光量センサが求めた外光光量が所定の閾値を上回った際に、前記光源手段が射出する照明光の光量を増加させると共に、射出する照明光の光量を増加させることによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正することを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the control unit increases the amount of illumination light emitted by the light source unit when the amount of external light obtained by the external light amount sensor exceeds a predetermined threshold. Correcting the γ curve used for modulation by the spatial modulation means so as to cancel the change in the color balance of the illumination light emitted by the light source means caused by increasing the amount of illumination light emitted. Features.
本発明に係る画像投影装置においては、前記空間変調手段または近傍の温度を検出する温度センサを更に有し、前記所定パラメータの変化量は、前記温度センサが検出した温度の変化量であり、前記制御手段は、前記温度の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて制御を行うことを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes a temperature sensor that detects a temperature of the spatial modulation unit or the vicinity thereof, and the change amount of the predetermined parameter is a change amount of the temperature detected by the temperature sensor, The control means performs control according to whether or not the amount of change in temperature exceeds a predetermined threshold value.
本発明に係る画像投影装置においては、前記制御手段は、前記温度センサが求めた前記空間変調手段または近傍の温度が所定の閾値を上回った際に、この温度変化に伴い発生する前記空間変調手段が変調する照明光の色バランスの変化を相殺するように前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、前記γカーブを補正することによって生じた前記空間変調手段の照明光の光量の変化を相殺するように、前記光源手段が射出する照明光の光量を補正することを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the control means generates the spatial modulation means that is generated in accordance with the temperature change when the temperature of the spatial modulation means obtained by the temperature sensor or a nearby temperature exceeds a predetermined threshold. Corrects the γ curve used in the modulation by the spatial modulation means so as to cancel the change in the color balance of the illumination light modulated by the illumination light, and corrects the illumination light of the spatial modulation means generated by correcting the γ curve. The light amount of the illumination light emitted from the light source means is corrected so as to cancel the change in the light amount.
本発明に係る画像投影装置においては、前記光源手段が射出する照明光の色バランスを検出する第1のカラーセンサを更に有し、前記所定パラメータの変化量は、前記第1のカラーセンサが検出した色バランスの変化量であり、前記制御手段は、前記色バランスの変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて制御を行うことを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes a first color sensor that detects a color balance of illumination light emitted from the light source means, and the first color sensor detects the amount of change in the predetermined parameter. The color balance change amount, wherein the control means performs control according to whether the color balance change amount exceeds a predetermined threshold value.
本発明に係る画像投影装置においては、前記制御手段は、前記第1のカラーセンサが検出した色バランスの変化量が所定の閾値を上回った際に、前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、前記γカーブを補正することによって生じた前記空間変調手段の照明光の光量の変化を相殺するように、前記光源手段が射出する照明光の光量を補正することを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the control means is configured such that the color balance of the illumination light emitted by the light source means when the change amount of the color balance detected by the first color sensor exceeds a predetermined threshold value. So as to cancel the change in the light intensity of the illumination light of the spatial modulation means generated by correcting the γ curve. The light quantity of the illumination light emitted from the light source means is corrected.
本発明に係る画像投影装置においては、前記光源手段が射出する照明光の色バランスを検出する第1のカラーセンサと、前記空間変調手段で変調された照明光の色バランスを検出する第2のカラーセンサと、前記第1のカラーセンサが検出した色バランスと前記第2のカラーセンサが検出した色バランスとに基づいて、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを求め直すキャリブレーション手段とを更に有することを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, a first color sensor for detecting the color balance of the illumination light emitted from the light source means, and a second color sensor for detecting the color balance of the illumination light modulated by the spatial modulation means. Calibration means for re-determining a γ curve used for modulation by the spatial modulation means based on the color sensor and the color balance detected by the first color sensor and the color balance detected by the second color sensor It further has these.
本発明に係る画像投影装置においては、前記キャリブレーション手段は、前記光源手段が交換された際に前記γカーブを求め直すことを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the calibration means recalculates the γ curve when the light source means is replaced.
本発明に係る画像投影装置においては、前記光源手段が持つ識別情報を検出する光源識別情報読取手段を更に有し、前記キャリブレーション手段は、前記光源識別情報読取手段の検出結果を用いて、前記光源手段が交換されたことを検知することを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes a light source identification information reading unit that detects identification information of the light source unit, and the calibration unit uses the detection result of the light source identification information reading unit, It is characterized by detecting that the light source means has been replaced.
本発明に係る画像投影装置においては、前記キャリブレーション手段は、前記空間変調手段が交換された際に前記γカーブを求め直すことを特徴とする。 In the image projection apparatus according to the present invention, the calibration means recalculates the γ curve when the spatial modulation means is replaced.
本発明に係る画像投影装置においては、前記空間変調手段が持つ識別情報を検出するパネル識別情報読取手段を更に有し、前記キャリブレーション手段は、前記パネル識別情報読取手段の検出結果を用いて、前記空間変調手段が交換されたことを検知することを特徴とする。 The image projection apparatus according to the present invention further includes panel identification information reading means for detecting identification information of the spatial modulation means, and the calibration means uses a detection result of the panel identification information reading means, It is detected that the spatial modulation means has been replaced.
本発明によれば、LED光源および液晶パネルを使用し、RGB三原色の色相のばらつきや外光による投影画像の輝度又はコントラストの低下などに対してトータルな画質改善を実現することができる。 According to the present invention, using an LED light source and a liquid crystal panel, it is possible to realize a total image quality improvement with respect to variations in hues of the three primary colors of RGB and a decrease in brightness or contrast of a projected image due to external light.
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る液晶プロジェクタシステムの構成を示すブロック図である。図1において、液晶プロジェクタシステムは、画像投影装置1とスクリーン2から構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal projector system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the liquid crystal projector system includes an
図1の画像投影装置1において、信号入力部11には、パーソナルコンピュータ等からのアナログRGB信号、又は、テレビジョン(NTSC)等のビデオ信号などの映像信号が入力される。信号入力部11は、入力信号の形態に応じて、入力された映像信号に対して同期分離、Y/C分離等の所定の処理を行い、その処理結果の信号をA/Dコンバータ12又はビデオデコーダ13へ出力する。A/Dコンバータ12又はビデオデコーダ13は、入力された信号をデジタルデータに変換してデジタル信号処理&色変換処理部14へ出力する。
In the
デジタル信号処理&色変換処理部14は、入力されたデジタル映像データに対して、LCD(Liquid Crystal Display)パネル(液晶パネル)の画素数に応じた画素サイズ(例えばXGA:1024×768ドット)に解像度変換を行うスケーリング、台形(キーストーン)補正、色空間変換等の所定の処理を行い、その処理結果の信号を適応ガンマ補正部(適応γ補正部)15へ出力する。
The digital signal processing & color
CPU(中央演算処理装置)16は、画像投影装置1の各部を制御する機能を有する。CPU16は、適応ガンマ補正部15に対して、γ補正用の制御信号を出力する。適応γ補正部15は、デジタル信号処理&色変換処理部14からの入力信号に対して、CPU16からの制御信号に基づきγ補正処理を行い、その処理結果の信号をLCD用信号処理部&パネル駆動処理部17に出力する。
The CPU (central processing unit) 16 has a function of controlling each unit of the
LCD用信号処理部&パネル駆動処理部17において、LCD用信号処理部は、適応γ補正部15からの入力信号に対して、液晶の面ムラ補正等の所定の処理を行う。この処理結果の信号は、液晶ドライバによりアナログ化および交流反転され、交流反転映像信号としてLCDパネル18へ出力される。また、パネル駆動処理部は、LCDパネル18の駆動用クロックや駆動タイミング信号等を生成してLCDパネル18へ出力する。LCDパネル18は、LCD用信号処理部&パネル駆動処理部17からのタイミング信号および交流反転映像信号を使用して映像の表示を行う。
In the LCD signal processing unit & panel
LCDパネル18には、光源ユニット19からの照明光が照明レンズ20を介して入射される。LCDパネル18に表示された映像は、光源ユニット19からの照明光により投影レンズ21を介して、スクリーン2に投影される。
The illumination light from the
電流制御部22は、CPU16からの制御信号に基づき、光源ユニット19に供給する電流を制御する。
光源ユニット19には、RGBカラーセンサ23が設けられている。RGBカラーセンサ23からのR、G、Bの各出力信号は、R、G、Bの各A/Dコンバータ24によりデジタル化されてカラーセンサ1データとしてCPU16に入力される。
The
The
LCDパネル18には、温度センサ25が設けられている。温度センサ25からの出力信号は、A/Dコンバータ26によりデジタル化されて温度センサデータとしてCPU16に入力される。
投影レンズ21には、RGBカラーセンサ27が設けられている。RGBカラーセンサ27からのR、G、Bの各出力信号は、R、G、Bの各A/Dコンバータ28によりデジタル化されてカラーセンサ2データとしてCPU16に入力される。
The
The
投影面周囲光量センサ29は、スクリーン2の投影面の周囲の光量を検出するための光量センサである。投影面周囲光量センサ29からの出力信号は、A/Dコンバータ30によりデジタル化されて周囲光量センサデータとしてCPU16に入力される。
The projection surface ambient
図2、図3は、図1に示す光源ユニット19の構造を示す図であり、図2は平面図、図3は図2の中心線Aに沿った縦断面図である。図4は、図1に示す光源ユニット19の電気的な構成を示すブロック図である。
図2、図3に示されるように、光源ユニット19は、回動可能な保持具であるロッドホルダ51に取り付けられたT字型の光学面で構成された角型の光学手段である導光ロッド部材52を、駆動手段としての回転モータ53で回転し、ドラム状に形成したLED基板54の内周に配列した複数のRGB三原色の発光体としてのLED55(図4ではL1〜Ln)を、導光ロッド部材52の回転に併せて順次切り替え、パルス点灯させることを特徴とする光源である。
2 and 3 are views showing the structure of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
さらに、ロッドホルダ51の側面近傍位置には、該ロッドホルダ51の回転位置を検出するための回転センサ56が配されており、この回転センサ56による回転位置検出信号に従って、LED基板54上に実装された各LED55を駆動するための制御回路基板57上の各LED駆動回路D1〜Dn(図4参照)に選択的に駆動制御信号を与えることで(発光タイミング制御回路71、駆動LED選択回路72)、導光ロッド部材52の入射端面P1つまり平行ロッド58の入射面位置となったLED55を順次点灯させるよう制御する。またこのときのLED駆動回路D1〜DnによるLED55の駆動電流は、CPU16からの適応光源電流制御信号に基づき、電流制御部22のLED駆動電流制御回路73によってLED55の発光量が最適となるように制御される。LED駆動電流制御回路73には、光源情報メモリ74で保持されているデータと、適応光源電流制御信号がD/Aコンバータ(DAC)75によりアナログ化された信号とが入力され、これらの入力信号からLED駆動電流制御用の基準電圧が基準電圧生成回路81により生成される。
Further, a
入射端面P1から平行ロッド58内に入射した光は、反射プリズム63によってテーパロッド64内に導かれる。そして、上記導光ロッド部材52の出射端面P2を仮想光源として、照明レンズ20でLCDパネル18上に光学瞳を作るケーラー照明光学系を構成する。
なお、上記回転モータ53はモータ駆動回路76によって駆動される。また、光源ユニット19はベース61上に形成されており、放熱用のヒートシンク62を備えている。
Light that has entered the
The
このように、複数のLED55を順次切り替えパルス発光させ、放射光を取込む平行ロッド58との相対位置関係をLED55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、実効的に高輝度のLEDが得られ、多光量で平行度の向上した光が導光ロッド部材52から得られる。
In this way, a plurality of
なお、この構成では、LED55と平行ロッド58の相対位置変移を、平行ロッド58および導光ロッド部材52を回転させることで行っているが、発光デバイス側を移動させることによっても実現し得る。しかしながら、発光デバイスへの給電の観点からみれば平行ロッド58および導光ロッド部材52を移動する方が信頼性の面から好適である。この場合、例えば導光ロッド部材52の出射端面P2内の光強度分布は導光ロッド部材52の長さがある程度あればムラが小さくなっているため、この出射端面P2を均一度の高い仮想の矩形上面光源と見なせるため、被照射物であるLCDパネル18の面と導光ロッド部材52の出射端面P2とを共役関係にして照明するクリティカル照明を行っても良いが、導光ロッド部材52の出射端面P2の周縁部が被照射物に投影されて照明されるため、照明ムラになってしまう。実際には回転するため、照明領域は円形形状となり回転速度によっては見た目的には周縁部がわからないが、ある瞬間において、導光ロッド出射端面P2の周縁部が照明ムラとなっており、時々刻々照明ムラが領域内で変移することになってしまい、時分割で階調表現を行うような表示デバイスには適用できない。
In this configuration, the relative position of the
これに対し、本構成のように、導光ロッド部材52から射出される光束の角度強度分布を照明領域における位置強度分布に変換するケーラー照明の場合、導光ロッド部材52が変移しても、導光ロッド部材52から射出される光束の角度強度分布は変化しないため、照明領域における照明ムラが小さい照明装置が実現できる。
On the other hand, in the case of Koehler illumination that converts the angular intensity distribution of the light beam emitted from the light
上記した構成により、光源ユニット19は、波長帯毎(R,G,B等)の輝度分布である色バランスが制御可能な照明光を射出する光源手段の一実施例である。
With the above-described configuration, the
次に、図1に示すデジタル信号処理&色変換処理部14およびCPU16による適応制御に係る動作について詳細に説明する。
Next, operations related to adaptive control by the digital signal processing & color
[第1の実施形態]
図5は、デジタル信号処理&色変換処理部14に備わるAPL(平均輝度レベル)演算部100の構成を示すブロック図である。図5において、輝度演算&加算/平均回路部101は、入力された所定ビット数のRGBデータを使用して、(1)式により人間の視感度から求まる輝度を計算する。
Y=0.3R+0.59G+0.11B ・・・(1)
[First Embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an APL (Average Brightness Level)
Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B (1)
また、演算期間生成回路102は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロックに基づいて演算期間を算出し、輝度演算&加算/平均回路部101へ出力する。
ライン間引き量演算回路103は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロック、並びにCPU16からの間引き量指定データに基づいて、ライン間引き量を算出する。
ドット間引き量演算回路104は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロック、並びにCPU16からの間引き量指定データに基づいて、ドット間引き量を算出する。
セレクタ/合成回路105は、ライン間引き量演算回路103で算出されたライン間引き量およびドット間引き量演算回路104で算出されたドット間引き量に基づいてデータ間引き量を求め、輝度演算&加算/平均回路部101へ出力する。
The calculation
The line thinning
The dot thinning
The selector /
輝度演算&加算/平均回路部101は、演算期間生成回路102からの演算期間およびセレクタ/合成回路105からのデータ間引き量、並びに上記(1)式により算出した輝度に基づいて、1画面内での輝度レベルの平均値(APL)を算出し、算出結果の輝度データ(APLデータ)をCPU16に出力する。
The luminance calculation / addition /
CPU16は、そのAPLデータと、予め設定された閾値データとを比較する。そして、その比較結果に基づき、光源ユニット19の発光量を制御する。具体的には、平均輝度レベルが暗閾値以下の場合は光源ユニット19の発光量を下げ、中間閾値範囲内にあるときは光源ユニット19の発光量を現状維持し、明閾値範囲内にある場合は光源ユニット19の発光量を上げる。CPU16は、光源ユニット19の発光量を補正するための光量補正データを生成し、適応光源電流制御信号として光源ユニット19に出力する。光源ユニット19では、LED駆動電流制御回路73が、CPU16からの光量補正データに基づいてLED駆動電流を制御することにより、発光量の補正を行う。
The
なお、上記したAPLデータと比較する閾値は、入力映像信号のモード(NTSCビデオモードやPCモード等)やプロジェクタの表示モード(DVDシネマモード等)ごとに予め用意して閾値テーブルに格納して記憶し、適宜切り替え可能とする。また、ユーザによって閾値の個別調整ができるようにしてもよい。また、CPU16内部に閾値データを保持してもよく、或いは、CPU16は外部記憶素子(例えばROM)から閾値データを読み出すようにしてもよい。
The threshold value to be compared with the above APL data is prepared in advance for each input video signal mode (NTSC video mode, PC mode, etc.) and projector display mode (DVD cinema mode, etc.) and stored in a threshold table. And can be switched as appropriate. Further, the threshold value may be individually adjusted by the user. Further, the threshold data may be held in the
図6は、光源ユニット19の駆動電流対発光強度特性の一例を示すグラフ図である。
図6に示されるように、LEDを使用した光源ユニット19では、発光量を上げるように駆動電流補正を行うと、RGBの各色毎に発光強度が異なるようになり、色バランスが崩れるという問題がある。
そこで、CPU16は、光源に使用するLEDの駆動電流対発光強度特性のデータを予め保持し、この特性データ及び各カラーセンサ23、27から取得したカラーセンサ1データ、カラーセンサ2データに基づき、光源ユニット19が発する光の色バランスが適切に保たれている時はRGBともに同一のγ補正を行うようにし、一方、色バランスが崩れた時には色バランスを適正に保つようにRGBの各色毎のγ補正を行う。例えば、光源ユニット19に対する駆動電流補正により赤(R)の輝度が下がった場合には、赤の輝度を上げるようなγ補正データを生成し、適応γ補正部15に出力する。適応γ補正部15はCPU16からのγ補正データにより赤の輝度を上げるためのγ補正を行う。これにより、入力映像信号の平均輝度レベル及び光源ユニット19の発光量に応じた最適なγ補正が行われることになる。
FIG. 6 is a graph showing an example of the drive current vs. light emission intensity characteristics of the
As shown in FIG. 6, in the
Therefore, the
図7は、上記したAPL(平均輝度レベル)に基づいた適応制御に係るCPU16の動作を説明するためのフロー図である。
図7において、先ずCPU16は、初期設定を行う(ステップS1)。この初期設定では、光量補正量Hを0に設定する。また、暗閾値T1および明閾値T2を閾値テーブルから読み出して設定する。また、駆動電流対発光強度特性のデータをメモリから読み出して設定する。また、RGBの各γ補正値R−γ、G−γ、B−γにデフォルト値を設定する。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the
In FIG. 7, first, the
次いで、CPU16は、APL演算部100からのAPLデータを取得する(ステップS2)。次いで、その取得したAPLデータの平均輝度レベルと暗閾値T1とを比較する(ステップS3)。この結果、平均輝度レベルが暗閾値T1より小さい場合(ステップS3がYES)、黒浮きを防ぐために光源ユニット19の発光量を下げると判断する(ステップS4)。
Next, the
一方、平均輝度レベルが暗閾値T1以上である場合(ステップS3がNO)、ステップS5で平均輝度レベルと明閾値T2とを比較する。この結果、平均輝度レベルが明閾値T2より大きい場合(ステップS5がYES)、白沈みを防ぐために光源ユニット19の発光量を上げると判断する(ステップS6)。平均輝度レベルが明閾値T2以下である場合は(ステップS5がNO)、そのままステップS7へ進む。
On the other hand, when the average luminance level is equal to or higher than the dark threshold T1 (NO in step S3), the average luminance level is compared with the bright threshold T2 in step S5. As a result, when the average luminance level is larger than the bright threshold value T2 (YES in step S5), it is determined that the light emission amount of the
次いで、ステップS7では、CPU16は、上記閾値判定結果に基づいて、光源ユニット19の発光量を補正するための光量補正データを生成する。この結果、平均輝度レベル<T1の場合、発光量を下げるための光量補正データが生成される。T1<平均輝度レベル<T2の場合、デフォルトデータが光量補正データとして使用される。平均輝度レベル>T2の場合、光量を上げるための光量補正データが生成される。次いで、CPU16は、生成した光量補正データを適応光源電流制御信号として光源ユニット19に出力する(ステップS8)。これにより、光源ユニット19の発光量が補正される。
Next, in step S <b> 7, the
次いで、CPU16は、周囲光量センサデータ、カラーセンサ1データ、カラーセンサ2データ及び温度センサデータを取得する(ステップS9)。次いで、それら取得したセンサデータに基づいて、γカーブの切り替えの要否を判定する(ステップS10)。この結果、切替不要である場合には、デフォルトデータの選択とし(ステップS11)、適応γ補正部15に対してγ補正カーブ選択信号によりデフォルトデータを選択するよう指示する(ステップS12)。
Next, the
一方、γカーブの切替要である場合には、ステップS13へ進み、駆動電流対発光強度特性のデータ、カラーセンサ1データおよびカラーセンサ2データに基づき、色バランスを適正に保つためにRGBの各色毎のγ補正値を算出する。例えば、図6のような特性を持つLEDの場合、Rの発光量を上げると、Rの輝度はある駆動電流値を境に頭打ちになり、以降は駆動電流を増加させても輝度は上がらず所望の輝度が得られなくなる。このため、その不足分を補正するため、Rの輝度を上げるようなγカーブを生成するためのγ補正値を算出する。次いで、算出した各色毎のγ補正値に基づき、γ補正データを生成する(ステップS14)。次いで、そのγ補正データを適応γ補正部15へ出力する(ステップS15)。
これにより、平均輝度レベルに応じた光源ユニット19の発光量の補正によって変化した色バランスが、γ補正により適切に保たれる。
On the other hand, if it is necessary to switch the γ curve, the process proceeds to step S13, where each of the RGB colors is maintained in order to maintain an appropriate color balance based on the drive current versus emission intensity characteristic data, the
Thereby, the color balance changed by the correction of the light emission amount of the
[第2の実施形態]
図8は、デジタル信号処理&色変換処理部14に備わる色分布演算部200の構成を示すブロック図である。図8において、色分布演算回路201は、入力された所定ビット数のRGBデータを使用して、(2)式により色分布データ(X,Y,Z)を計算する。
X=2.76R+1.75G+1.13B
Y=1.00R+4.59G+5.59B
Z=0.00R+0.05G+5.59B
・・・(2)
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the color
X = 2.76R + 1.75G + 1.13B
Y = 1.00R + 4.59G + 5.59B
Z = 0.00R + 0.05G + 5.59B
... (2)
また、演算期間生成回路203は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロックに基づいて演算期間を算出し、色度演算&加算回路202へ出力する。
ライン間引き量演算回路204は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロック、並びにCPU16からの間引き量指定データに基づいて、ライン間引き量を算出する。
ドット間引き量演算回路205は、入力映像信号から分離生成された水平同期信号、垂直同期信号およびドットクロック、並びにCPU16からの間引き量指定データに基づいて、ドット間引き量を算出する。
セレクタ/合成回路206は、ライン間引き量演算回路204で算出されたライン間引き量およびドット間引き量演算回路205で算出されたドット間引き量に基づいてデータ間引き量を求め、色度演算&加算回路202へ出力する。
The calculation
The line thinning
The dot thinning
The selector /
次いで、色度演算&加算回路202は、演算期間生成回路102からの演算期間およびセレクタ/合成回路105からのデータ間引き量、並びに上記(2)式により算出された色分布データ(X,Y,Z)を使用して、(3)式により、1画面内での色度レベルの分布を表す色度データ(x,y)を計算する。この色度データ(x,y)はCPU16に出力される。
x=X/X+Y+Z、y=Y/X+Y+Z ・・・(3)
Next, the chromaticity calculation &
x = X / X + Y + Z, y = Y / X + Y + Z (3)
CPU16は、その色度データと、予め設定された閾値データとを比較する。そして、その比較結果に基づき、光源ユニット19の発光量を制御する。具体的には、色度分布比重が赤側閾値内にあるか、緑側閾値内にあるか、或いは青側閾値内にあるかを判定し、この判定結果に基づいて該当する閾値に係る色のLEDの発光量を上げる。例えば、入力映像信号の色が緑側に分布している場合には、緑のLEDの発光量を上げ、赤と青のLEDの発光量を下げるための光量補正データを生成し、適応光源電流制御信号として光源ユニット19に出力する。光源ユニット19では、LED駆動電流制御回路73が、CPU16からの光量補正データに基づいてLED駆動電流を制御することにより、発光量の補正を行う。
The
なお、上記した色度データと比較する閾値は、入力映像信号のモード、例えばビデオ入力のNTSC色度やデジタルカメラのsRGB色度のように、その色再現範囲が異なるモードごとに予め用意して閾値テーブルに格納して記憶し、適宜切り替え可能とする。また、ユーザによって閾値の個別調整ができるようにしてもよい。また、CPU16内部に閾値データを保持してもよく、或いは、CPU16は外部記憶素子(例えばROM)から閾値データを読み出すようにしてもよい。
The threshold value to be compared with the above chromaticity data is prepared in advance for each mode in which the color reproduction range is different, such as the mode of the input video signal, for example, the NTSC chromaticity of the video input or the sRGB chromaticity of the digital camera. It is stored and stored in a threshold table so that it can be switched appropriately. Further, the threshold value may be individually adjusted by the user. Further, the threshold data may be held in the
図9は、光源ユニット19の色度分布特性の一例を示すグラフ図である。
上記図6の駆動電流対発光強度特性を有する光源ユニット19では、上述したようにLEDの発光量を上げるように駆動電流補正を行うと、RGBの各色毎に発光強度が異なることになり、色バランスが崩れる。そして、図9に示されるように、例えば、緑のLEDの発光量を上げると、緑の発光色が青側にシフトするという問題がある。
FIG. 9 is a graph showing an example of the chromaticity distribution characteristics of the
In the
そこで、CPU16は、光源に使用するLEDの駆動電流対発光強度特性のデータと、カラーセンサ1データおよびカラーセンサ2データとに基づき、光源ユニット19が発する光の色バランスおよび色度分布を崩さないように適応的にγ補正を行う。
Therefore, the
図10は、上記した色度に基づいた適応制御に係るCPU16の動作を説明するためのフロー図である。
図10において、先ずCPU16は、初期設定を行う(ステップS21)。この初期設定では、R光量補正量Rhを0、G光量補正量Ghを0、B光量補正量Bhを0に各々設定する。また、R色度閾値(Rx,Ry)、G色度閾値(Gx,Gy)及びB色度閾値(Bx,By)を閾値テーブルから読み出して設定する。また、駆動電流対発光強度特性のデータをメモリから読み出して設定する。また、RGBの各γ補正値R−γ、G−γ、B−γにデフォルト値を設定する。
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation of the
In FIG. 10, first, the
次いで、CPU16は、色分布演算部200からの色度データ(x,y)を取得する(ステップS22)。次いで、その取得した色度データ(x,y)とR色度閾値(Rx,Ry)とを比較する(ステップS23)。この結果、色度データ(x,y)がR色度閾値(Rx,Ry)より大きい場合(ステップS23がYES)、Rが支配的な画像データであるので、RのLEDの発光量を上げると判断する(ステップS24)。
Next, the
他方、色度データ(x,y)がR色度閾値(Rx,Ry)以下である場合(ステップS23がNO)、ステップS25で色度データ(x,y)とG色度閾値(Gx,Gy)とを比較する。この結果、色度データ(x,y)がG色度閾値(Gx,Gy)より大きい場合(ステップS25がYES)、Gが支配的な画像データであるので、GのLEDの発光量を上げると判断する(ステップS26)。 On the other hand, when the chromaticity data (x, y) is equal to or less than the R chromaticity threshold (Rx, Ry) (NO in step S23), the chromaticity data (x, y) and the G chromaticity threshold (Gx, Y) are determined in step S25. Gy). As a result, if the chromaticity data (x, y) is larger than the G chromaticity threshold value (Gx, Gy) (YES in step S25), G is the dominant image data, so the light emission amount of the G LED is increased. Is determined (step S26).
他方、色度データ(x,y)がG色度閾値(Gx,Gy)以下である場合(ステップS25がNO)、ステップS27で色度データ(x,y)とB色度閾値(Bx,By)とを比較する。この結果、色度データ(x,y)がB色度閾値(Bx,By)より大きい場合(ステップS27がYES)、Bが支配的な画像データであるので、BのLEDの発光量を上げると判断する(ステップS28)。色度データ(x,y)がB色度閾値(Bx,By)以下である場合は(ステップS27がNO)、そのままステップS29へ進む。 On the other hand, when the chromaticity data (x, y) is equal to or less than the G chromaticity threshold (Gx, Gy) (NO in step S25), the chromaticity data (x, y) and the B chromaticity threshold (Bx, Y) are determined in step S27. By). As a result, when the chromaticity data (x, y) is larger than the B chromaticity threshold value (Bx, By) (YES in step S27), B is dominant image data, so the light emission amount of the B LED is increased. Is determined (step S28). If the chromaticity data (x, y) is equal to or less than the B chromaticity threshold (Bx, By) (step S27 is NO), the process proceeds to step S29 as it is.
次いで、ステップS29では、CPU16は、上記閾値判定結果に基づいて、光源ユニット19のRGBの各色のLEDの発光量を補正するための光量補正データを生成する。この結果、RのLEDの発光量を上げる場合には、RのLEDの発光量を上げるための光量補正データが生成される。GのLEDの発光量を上げる場合には、GのLEDの発光量を上げるための光量補正データが生成される。BのLEDの発光量を上げる場合には、GのLEDの発光量を上げるための光量補正データが生成される。RGBいずれのLEDも発光量を上げない場合には、デフォルトデータが光量補正データとして使用される。
Next, in step S29, the
上記光源ユニット19は、RGB個別に発光量を制御可能な光源であるので、色度データに基づき、画像データにおける支配的な色のLEDの発光量を上げ、その他の色のLEDの発光量はデフォルト値に設定にする。例えば、Rが支配的な画像データの場合は、RのLEDの発光量を上げ、その他のG、Bの色のLEDの発光量はデフォルト値に設定にする。これにより、表示輝度のダイナミックレンジを上げ、且つ全体としての省電力化が実現できる。
Since the
次いで、CPU16は、生成した光量補正データを適応光源電流制御信号として光源ユニット19に出力する(ステップS30)。これにより、光源ユニット19の該当する色のLEDの発光量が補正される。
Next, the
次いで、CPU16は、周囲光量センサデータ、カラーセンサ1データ、カラーセンサ2データ及び温度センサデータを取得する(ステップS31)。次いで、それら取得したセンサデータに基づいて、γカーブの切り替えの要否を判定する(ステップS32)。この結果、切替不要である場合には、デフォルトデータの選択とし(ステップS33)、適応γ補正部15に対してγ補正カーブ選択信号によりデフォルトデータを選択するよう指示する(ステップS34)。
Next, the
一方、γカーブの切替要である場合には、ステップS35へ進み、駆動電流対発光強度特性のデータ、カラーセンサ1データおよびカラーセンサ2データに基づき、色バランスを適正に保つためにRGBの各色毎のγ補正値を算出する。次いで、算出した各色毎のγ補正値に基づき、γ補正データを生成する(ステップS36)。次いで、そのγ補正データを適応γ補正部15へ出力する(ステップS37)。
これにより、色度に応じた光源ユニット19のRGB各色のLEDの発光量の補正によって変化した色バランスが、γ補正により適切に保たれる。
On the other hand, if it is necessary to switch the γ curve, the process proceeds to step S35, where each of the RGB colors is maintained in order to maintain an appropriate color balance based on the drive current versus emission intensity characteristic data, the
As a result, the color balance changed by correcting the light emission amounts of the RGB LEDs of the
[第3の実施形態]
図11は、外光光量またはLCDパネル周囲温度の変化量に基づいた適応制御に係る構成を示すブロック図である。
初めに、図11を参照して、外光光量の変化量に基づいた適応制御に係るCPU16の動作を説明する。図11において、外光光量センサ29−1は、図1に示される画像投影装置1の投影面となるスクリーン2の面の周辺の光量を検出する。この検出されたデータはアナログの電流値であるので、I−V変換部29−2によりアナログ電圧値に変換された後、A/Dコンバータ30によりデジタル化されて周囲光量センサデータとしてCPU16に入力される。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration related to adaptive control based on the amount of external light or the amount of change in the LCD panel ambient temperature.
First, the operation of the
CPU16において、光量変化演算部301は、検出時間設定部302に設定された所定の時間における光量の変化量を算出する。データ比較演算部303は、閾値データ記憶部304に予め設定された所定の閾値データと、光量変化演算部301で算出された光量の変化量とを比較する。そして、この比較結果に基づき、投影面の周囲光量の変化量に応じた補正データを生成する。
In the
この補正データは、光源ユニット19の駆動電流およびγカーブの補正データであり、最適な表示になるように生成される。具体的には、CPU16は、外光光量センサ29−1による外光光量が所定の閾値を上回った際に、光源ユニット19が射出する照明光の光量を増加させると共に、射出する照明光の光量を増加させることによって生じた光源ユニット19が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、LCDパネル18で変調する際に用いるγカーブを補正する。
The correction data is correction data for the drive current and γ curve of the
次に、図11を参照して、LCDパネル周囲温度の変化量に基づいた適応制御に係るCPU16の動作を説明する。図11において、LCDパネル周囲温度センサ25−1は、図1に示されるLCDパネル18の周囲温度を検出する。この検出されたデータはアナログの電流値であるので、I−V変換部25−2によりアナログ電圧値に変換された後、A/Dコンバータ26によりデジタル化されて温度センサデータとしてCPU16に入力される。
Next, the operation of the
CPU16において、温度変化演算部311は、検出時間設定部302に設定された所定の時間における温度の変化量を算出する。データ比較演算部312は、閾値データ記憶部313に予め設定された所定の閾値データと、温度変化演算部311で算出された温度の変化量とを比較する。そして、この比較結果に基づき、LCDパネル18の周囲温度の変化量に応じた補正データを生成する。
In the
この補正データは、光源ユニット19の駆動電流およびγカーブの補正データであり、最適な表示になるように生成される。具体的には、CPU16は、LCDパネル周囲温度センサ25−1による温度が所定の閾値を上回った際に、この温度変化に伴い発生するLCDパネル18が変調する照明光の色バランスの変化を相殺するようにLCDパネル18で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、γカーブを補正することによって生じたLCDパネル18の照明光の光量の変化を相殺するように、光源ユニット19が射出する照明光の光量を補正する。
The correction data is correction data for the drive current and γ curve of the
図11の各パラメータセレクトor統括部320は、上記投影面周囲光量の変化量に応じた補正データまたはLCDパネル周囲温度の変化量に応じた補正データのいずれかを選択するか、或いは、双方の補正データを統括する処理を行う。CPU16は、各パラメータセレクトor統括部320の出力結果に基づいて、光源ユニット19の駆動電流およびγカーブの補正を行う。
Each parameter selector or supervising
なお、閾値データは上記図11のようにCPU16内部にを保持してもよく、或いは、CPU16は外部記憶素子(例えばROM)から閾値データを読み出すようにしてもよい。
The threshold data may be held inside the
[第4の実施形態]
図12は、光源ユニット19から発せられる光の色分布の変化量に基づいた適応制御に係る構成を示すブロック図である。
RGBごとのカラーセンサ23−1は、光源ユニット19からの光のRGB各色の光量を検出する。これら検出されたデータはアナログの電流値であるので、各I−V変換部23−2によりアナログ電圧値に変換された後、A/Dコンバータ24によりデジタル化されてカラーセンサ1データとしてCPU16に入力される。
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration related to adaptive control based on the amount of change in the color distribution of light emitted from the
The RGB color sensor 23-1 detects the amount of light of each RGB color of the light from the
CPU16において、色分布変化演算部401は、検出時間設定部402に設定された所定の時間における色分布の変化量を算出する。データ比較演算部403は、閾値データ記憶部404に予め設定された所定の閾値データと、色分布変化演算部401で算出された色分布の変化量とを比較する。そして、この比較結果に基づき、光源ユニット19から発生される光の色分布の変化量に応じた補正データを生成する。
In the
この補正データは、光源ユニット19の駆動電流およびγカーブの補正データであり、最適な表示になるように生成される。具体的には、CPU16は、RGBカラーセンサ23が検出した色バランスの変化量が所定の閾値を上回った際に、光源ユニット19が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するようにLCDパネル18で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、γカーブを補正することによって生じたLCDパネル18の照明光の光量の変化を相殺するように、光源ユニット19が射出する照明光の光量を補正する。
The correction data is correction data for the drive current and γ curve of the
図12の各パラメータセレクトor統括部420は、上記光源ユニット19から発生される光の色分布の変化量に応じた補正データ中のRGB各色ごとの補正データのいずれかを選択するか、或いは、複数の補正データを統括する処理を行う。CPU16は、各パラメータセレクトor統括部420の出力結果に基づいて、光源ユニット19の駆動電流およびγカーブの補正を行う。
Each parameter selector or supervising
なお、閾値データは上記図12のようにCPU16内部にを保持してもよく、或いは、CPU16は外部記憶素子(例えばROM)から閾値データを読み出すようにしてもよい。
Note that the threshold data may be held in the
[第5の実施形態]
図13は、光源ユニット19またはLCDパネル18の交換による自動キャリブレーションに係る構成を示すブロック図である。
RGBごとのカラーセンサ23−1は、光源ユニット19からの光のRGB各色の光量を検出し、これら検出されたデータは各I−V変換部23−2によりアナログ電圧値に変換された後、A/Dコンバータ24によりデジタル化されてカラーセンサ1データとしてCPU16に入力される。
RGBごとのカラーセンサ27−1は、LCDパネル18からの投影光のRGB各色の光量を検出し、これら検出されたデータは各I−V変換部27−2によりアナログ電圧値に変換された後、A/Dコンバータ28によりデジタル化されてカラーセンサ2データとしてCPU16に入力される。
[Fifth Embodiment]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration relating to automatic calibration by replacement of the
The RGB color sensors 23-1 detect the light amounts of the RGB colors of the light from the
The RGB color sensor 27-1 detects the RGB light amounts of the projection light from the
CPU16において、交換検出部501は、光源ユニット19からユニット識別情報を読み取り、過去の読み取り結果と比較することによって光源ユニット19の交換の有無を判断する。また、LCDパネル18からパネル識別情報を読み取り、過去の読み取り結果と比較することによってLCDパネル18の交換の有無を判断する。そして、光源ユニット19またはLCDパネル18の交換有りを検出した場合、開始設定部502に交換通知信号を出力する。開始設定部502は、交換通知信号を受信すると、色分布演算部503および504に演算開始信号を出力する。
In the
色分布演算部503および504は、演算開始信号を受信すると、色分布演算を開始する。色分布演算部503は、カラーセンサ1データを使用して色度データを算出する。色分布演算部504は、カラーセンサ2データを使用して色度データを算出する。色分布演算部503および504で算出された各色度データは、データ比較演算部505に入力される。
When receiving the calculation start signal, the color
データ比較演算部505は、色分布演算部503からの色度データと色分布演算部504からの色度データとを比較して比較結果をキャリブレーションデータ演算部506に出力する。キャリブレーションデータ演算部506は、データ比較演算部505からの比較結果に基づいて、色バランスを適正に保つためにγ補正データを生成する。CPU16は、そのγ補正データを適応γ補正部15へ出力する。
これにより、光源ユニット19またはLCDパネル18の交換の際に、適正な色バランスが得られるように、自動的にキャリブレーションが行われる。
The data
Thereby, when the
なお、γ補正データは、予め用意して外部RAM等の記憶手段に保持しておき、その中から選択するようにしてもよく、或いは、適応γ補正部15にて作られた複数個のγカーブの中から最適なカーブを、CPU16での色度データ比較結果に基づいて選択するようにしてもよい。
The γ correction data may be prepared in advance and stored in a storage unit such as an external RAM, and may be selected from the data, or a plurality of γ correction data created by the adaptive
また、光源ユニット19の交換によるキャリブレーションは、同じ種類の光源ユニットの個別の発光特性のばらつきを補正する場合にも、種類の異なる光源ユニットに交換したときのLEDの種類に依存する発光特性に最適なγカーブに補正する場合にも、適用可能である。
Further, the calibration by exchanging the
[γカーブの補正についての説明]
図14〜図20は、γカーブの補正について説明するための波形図である。
図14の波形aは、放送局などから送られてくる送像側の「γ=0.45乗」の補正特性を表している。これは、図15の波形bで示されるCRT(ブラウン管)の「γ=2.2乗」の光電変換特性を前提に、放送局側で「γ=0.45乗」の補正を映像信号に行っているためであり、NTSCにおける通常のγの値は2.2に定められている。
[Explanation about correction of γ curve]
14 to 20 are waveform diagrams for explaining correction of the γ curve.
A waveform a in FIG. 14 represents the correction characteristic of “γ = 0.45” on the image transmission side transmitted from a broadcasting station or the like. This is based on the assumption that the photoelectric conversion characteristic of “γ = 2.2” in the CRT (CRT) shown by the waveform b in FIG. 15 is that the correction of “γ = 0.45” is performed on the video signal on the broadcasting station side. This is because the normal value of γ in NTSC is set to 2.2.
これに対し、LCD表示デバイスでは、パネル個々に独自のV−T(印加電圧対透過率)特性を有している(図16の波形c)。従って、LCDパネル18により図18の波形eに示されるような線形表示を行うためには、図17の波形dに示されるような逆補正を行う必要がある。つまり、図18の波形eの線形表示を行うためには、「波形b+波形d=波形f(図19)」の補正を行えばよい。
On the other hand, the LCD display device has a unique VT (applied voltage versus transmittance) characteristic for each panel (waveform c in FIG. 16). Accordingly, in order to perform linear display as shown by the waveform e in FIG. 18 by the
本発明に係る実施形態では、その図19の波形fの補正によりγ補正を行う。つまり、図19の波形fの補正カーブに対して、上記した実施形態の各パラメータ検知手段によって得られる情報に基づいて補正を行う。例えば、入力映像信号の平均輝度レベルが高い(明閾値範囲内である)場合は、波形fに対して、波形gに示される白伸張をかけるような補正を行う。一方、平均輝度レベルが低い(暗閾値範囲内である)場合には、波形fに対して、波形hに示される黒伸張をかけるような補正を行う。これにより、コントラストの高い良好な表示を行うことができる。また、RGBの各色毎にLEDの発光量の補正を行うことにより光源ユニット19からの光に最適な色バランスを保つことができ、優れた品質の表示を行うことができる。
In the embodiment according to the present invention, γ correction is performed by correcting the waveform f in FIG. That is, correction is performed on the correction curve of the waveform f in FIG. 19 based on information obtained by each parameter detection unit of the above-described embodiment. For example, when the average luminance level of the input video signal is high (within the bright threshold range), the waveform f is corrected so as to perform white expansion indicated by the waveform g. On the other hand, when the average luminance level is low (within the dark threshold range), the waveform f is corrected so as to be subjected to black expansion indicated by the waveform h. Thereby, a favorable display with high contrast can be performed. Further, by correcting the light emission amount of the LED for each color of RGB, it is possible to maintain an optimal color balance for the light from the
上述したように本発明に係る実施形態によれば、入力映像信号の平均輝度、投影画像の輝度レベル、光源の輝度レベル、外光光量又はLEDパネルの周囲温度を検出し、最適なγ補正+(V−T補正)を行うと共に、光源の発光強度を制御することにより、LED光源に最適な階調表示や色再現表示(色温度制御)、省電力化を実現することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the average luminance of the input video signal, the luminance level of the projection image, the luminance level of the light source, the amount of external light, or the ambient temperature of the LED panel is detected, and an optimal γ correction + By performing (V-T correction) and controlling the light emission intensity of the light source, it is possible to realize gradation display, color reproduction display (color temperature control), and power saving optimum for the LED light source.
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
1…画像投影装置、11…信号入力部、12,24,26,28,30…A/Dコンバータ、13…ビデオデコーダ、14…デジタル信号処理&色変換処理部、15…適応ガンマ補正部、16…CPU、17…LCD用信号処理部&パネル駆動処理部、18…LCDパネル、19…光源ユニット、20…照明レンズ、21…投影レンズ、22…電流制御部、23…RGBカラーセンサ、25…温度センサ、27…RGBカラーセンサ、29…投影面周囲光量センサ、100…平均輝度レベル演算部、200…色分布演算部、301…光量変化演算部、401…色分布変化演算部、501…交換検出部、506…キャリブレーションデータ演算部。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
波長帯毎の輝度分布である色バランスが制御可能な照明光を射出する光源手段と、
前記光源手段が射出した照明光を前記画像情報に基づいて変調する空間変調手段と、
前記空間変調手段で変調した照明光をスクリーンに投影する投影手段と、
前記投影手段がスクリーンに投影した画像の色または輝度に係る所定パラメータの変化量を検知するパラメータ検知手段と、
前記パラメータ検知手段が検知した所定パラメータの変化量に応じて、前記光源手段が射出する照明光の色バランスと前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブのうち少なくとも照明光の色バランスを補正し制御する制御手段と、
を有することを特徴とする画像投影装置。 An image projection apparatus that projects an image according to input image information on a screen,
Light source means for emitting illumination light capable of controlling color balance, which is a luminance distribution for each wavelength band;
Spatial modulation means for modulating the illumination light emitted by the light source means based on the image information;
Projection means for projecting illumination light modulated by the spatial modulation means onto a screen;
Parameter detecting means for detecting a change amount of a predetermined parameter relating to a color or luminance of an image projected on the screen by the projecting means;
According to the change amount of the predetermined parameter detected by the parameter detecting means, at least the color balance of the illumination light out of the color balance of the illumination light emitted by the light source means and the γ curve used for modulation by the spatial modulation means is corrected. Control means for controlling
An image projection apparatus comprising:
前記所定パラメータの変化量は、前記画像情報監視手段が求めた輝度値平均値の変化量であり、
前記制御手段は、
前記輝度値平均値が所定の閾値を下回ったか否かに応じて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。 Image information monitoring means for obtaining an average value of luminance values of the input image information;
The change amount of the predetermined parameter is a change amount of the average brightness value obtained by the image information monitoring unit,
The control means includes
The image projection apparatus according to claim 1, wherein control is performed according to whether or not the average luminance value is below a predetermined threshold.
前記画像情報監視手段が求めた輝度値平均値が所定の閾値を下回った際に、前記光源手段が射出する照明光の光量を落とすと共に、射出する照明光の光量を落とすことによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正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 control means includes
The light source generated by reducing the amount of illumination light emitted by the light source means and reducing the amount of illumination light emitted when the average luminance value obtained by the image information monitoring means falls below a predetermined threshold value The image projection apparatus according to claim 2, wherein a γ curve used for modulation by the spatial modulation unit is corrected so as to cancel a change in color balance of illumination light emitted by the unit.
前記所定パラメータの変化量は、前記画像情報監視手段が求めた色分布の変化量であり、
前記制御手段は、
前記色分布の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて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。 Image information monitoring means for obtaining a color distribution of the input image information;
The change amount of the predetermined parameter is a change amount of the color distribution obtained by the image information monitoring unit,
The control means includes
The image projection apparatus according to claim 1, wherein control is performed according to whether or not a change amount of the color distribution exceeds a predetermined threshold value.
前記色分布の変化量が所定の閾値を超えた際に、前記光源手段が射出する照明光の色バランスを前記入力された画像情報の色分布に応じて補正すると共に、射出する照明光の色バランスを補正することによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正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 control means includes
When the amount of change in the color distribution exceeds a predetermined threshold, the color balance of the illumination light emitted by the light source means is corrected according to the color distribution of the input image information, and the color of the illumination light emitted 5. The γ curve used for modulation by the spatial modulation means is corrected so as to cancel out a change in color balance of illumination light emitted from the light source means, which is generated by correcting the balance. The image projection apparatus described in 1.
前記所定パラメータの変化量は、前記外光光量センサが検出した外光光量の変化量であり、
前記制御手段は、
前記外光光量の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて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。 An external light amount sensor for detecting the amount of external light in the environment where the image projection apparatus is installed;
The change amount of the predetermined parameter is a change amount of the external light amount detected by the external light amount sensor,
The control means includes
The image projection apparatus according to claim 1, wherein control is performed in accordance with whether or not the amount of change in the amount of external light exceeds a predetermined threshold.
前記外光光量センサが求めた外光光量が所定の閾値を上回った際に、前記光源手段が射出する照明光の光量を増加させると共に、射出する照明光の光量を増加させることによって生じた前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正することを特徴とする請求項6に記載の画像投影装置。 The control means includes
When the external light quantity obtained by the external light quantity sensor exceeds a predetermined threshold, the light quantity emitted from the light source means is increased, and the light quantity of the emitted illumination light is increased. The image projection apparatus according to claim 6, wherein a γ curve used for modulation by the spatial modulation unit is corrected so as to cancel a change in color balance of illumination light emitted from the light source unit.
前記所定パラメータの変化量は、前記温度センサが検出した温度の変化量であり、
前記制御手段は、
前記温度の変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて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。 A temperature sensor for detecting the temperature of the spatial modulation means or the vicinity thereof;
The change amount of the predetermined parameter is a change amount of the temperature detected by the temperature sensor,
The control means includes
The image projection apparatus according to claim 1, wherein control is performed in accordance with whether or not the temperature change amount exceeds a predetermined threshold value.
前記温度センサが求めた前記空間変調手段または近傍の温度が所定の閾値を上回った際に、この温度変化に伴い発生する前記空間変調手段が変調する照明光の色バランスの変化を相殺するように前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、前記γカーブを補正することによって生じた前記空間変調手段の照明光の光量の変化を相殺するように、前記光源手段が射出する照明光の光量を補正することを特徴とする請求項8に記載の画像投影装置。 The control means includes
When the temperature of the spatial modulation unit obtained by the temperature sensor or the temperature in the vicinity thereof exceeds a predetermined threshold value, the change in the color balance of the illumination light modulated by the spatial modulation unit generated with the temperature change is offset. The light source means emits so as to correct the γ curve used for modulation by the spatial modulation means and to cancel the change in the amount of illumination light of the spatial modulation means caused by correcting the γ curve. The image projection apparatus according to claim 8, wherein the amount of illumination light is corrected.
前記所定パラメータの変化量は、前記第1のカラーセンサが検出した色バランスの変化量であり、
前記制御手段は、
前記色バランスの変化量が所定の閾値を超えたか否かに応じて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。 A first color sensor for detecting a color balance of illumination light emitted by the light source means;
The change amount of the predetermined parameter is a change amount of the color balance detected by the first color sensor,
The control means includes
The image projection apparatus according to claim 1, wherein control is performed according to whether or not the amount of change in the color balance exceeds a predetermined threshold value.
前記第1のカラーセンサが検出した色バランスの変化量が所定の閾値を上回った際に、前記光源手段が射出する照明光の色バランスの変化を相殺するように前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを補正すると共に、前記γカーブを補正することによって生じた前記空間変調手段の照明光の光量の変化を相殺するように、前記光源手段が射出する照明光の光量を補正することを特徴とする請求項10に記載の画像投影装置。 The control means includes
When the spatial modulation means modulates the change of the color balance of the illumination light emitted by the light source means when the change amount of the color balance detected by the first color sensor exceeds a predetermined threshold value. And correcting the amount of illumination light emitted by the light source means so as to cancel the change in the amount of illumination light of the spatial modulation means caused by correcting the γ curve. The image projection apparatus according to claim 10.
前記空間変調手段で変調された照明光の色バランスを検出する第2のカラーセンサと、
前記第1のカラーセンサが検出した色バランスと前記第2のカラーセンサが検出した色バランスとに基づいて、前記空間変調手段で変調する際に用いるγカーブを求め直すキャリブレーション手段とを更に有することを特徴とする請求項1に記載の画像投影装置。 A first color sensor for detecting a color balance of illumination light emitted by the light source means;
A second color sensor for detecting a color balance of the illumination light modulated by the spatial modulation means;
And a calibration unit for re-determining a γ curve used for modulation by the spatial modulation unit based on the color balance detected by the first color sensor and the color balance detected by the second color sensor. The image projection apparatus according to claim 1.
前記キャリブレーション手段は、前記光源識別情報読取手段の検出結果を用いて、前記光源手段が交換されたことを検知することを特徴とする請求項13に記載の画像投影装置。 Further comprising light source identification information reading means for detecting identification information of the light source means,
The image projection apparatus according to claim 13, wherein the calibration unit detects that the light source unit has been replaced using a detection result of the light source identification information reading unit.
前記キャリブレーション手段は、前記パネル識別情報読取手段の検出結果を用いて、前記空間変調手段が交換されたことを検知することを特徴とする請求項15に記載の画像投影装置。
It further has panel identification information reading means for detecting identification information possessed by the spatial modulation means,
The image projection apparatus according to claim 15, wherein the calibration unit detects that the spatial modulation unit has been replaced using a detection result of the panel identification information reading unit.
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