CN105974721B - 投影装置以及投影控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种投影装置及投影控制方法，其中该投影装置包括：光源，具有多个发光色；投影单元，使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影；以及控制单元，在通过上述投影单元进行投影的影像的整面成为黑的情况下，使上述光源按照每个发光色使亮度降低到规定亮度的发光状态，在上述多个发光色全部成为规定亮度的发光状态以后使上述光源熄灭。

Description

投影装置以及投影控制方法
技术领域
本发明涉及投影装置以及投影控制方法。
背景技术
在日本特开2009－265120号公报中，为了提供能够在显示画面内实现较高对比度的投射型显示装置，而提案有如下技术：在投射光路中设置两个光调制元件，将这两个光调制元件各自的对比度之积作为综合对比度。
包括日本特开2009－265120号公报所记载的技术在内，人们进行了多种提案，通过采用在投影系统的光路中使用光圈机构、快门机构、两个光调制元件机构等复杂的构造，来实现较高的对比度。
然而，近年来，将LED(发光二极管)、LD(半导体激光)等半导体发光元件用于光源的投影仪装置被制品化。
在将这种半导体发光元件作为光源的投影仪装置中，在投影动作中与画面整面成为全黑的影像定时相一致，暂时将光源的元件本身熄灭，由此避免产生由显示元件的漏光等引起的所谓“黑色浮动(black-floating)”，并能够得到更高的对比度。
如上述那样，在与画面整面成为全黑的影像定时同步地使光源的元件一齐熄灭的情况下，在投影图像中从此前的使光源点亮的状态瞬时成为完全黑色的影像，在投影表现上，从用户侧观察有时会感到唐突、产生一些不适感。
因此，在画面整面成为全黑的影像连续的情况下，例如可以考虑设定1[秒]左右的一定的时间幅度，使光源的元件的发光亮度逐渐降低那样的驱动方法。
然而，在作为光源所使用的半导体发光元件，例如使用发光色为R(红色)、G(绿色)、B(蓝色)这3种LED(发光二极管)的情况下，按照所使用的LED的每种颜色，确切地说按照每个元件个体而顺向下降电压等发光物理特性不同，因此在使各颜色的发光亮度逐渐降低的过程中，难以使全部颜色准确地同时熄灭。
作为其结果，延迟熄灭的LED的发光色被用户感觉为基于单色的原色或者混色的补色，并被识别为画面整面成为全黑之前的不自然的投影图像。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的实际情况而进行的，其目的在于提供能够更自然、无不适感地向整面成为黑的影像转移的投影装置以及投影控制方法。
本发明的投影装置，包括：光源，具有多个发光色；投影单元，使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影；以及控制单元，在通过上述投影单元进行投影的影像的整面成为黑的情况下，使上述光源按照每个发光色使亮度降低到规定亮度的发光状态，在上述多个发光色全部成为规定亮度的发光状态以后使上述光源熄灭。
本发明的投影控制方法，是具备光源以及投影部的装置的投影控制方法，该光源具有多个发光色，该投影部使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影，该投影控制方法具有控制工序，在该控制工序中，在通过上述投影部进行投影的影像的整面成为黑的情况下，使上述光源按照每个发光色使亮度降低到规定亮度的发光状态，在上述多个发光色全部成为规定亮度的发光状态的时刻使上述光源熄灭。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的投影仪装置的功能构成的框图。
图2是表示与该实施方式的影像显示平行地执行的光量控制的处理内容的流程图。
图3A、图3B、图3C是说明对该实施方式的光源发光元件的控制的概念的图。
图4A、图4B、图4C是例示对该实施方式的半导体发光元件进行分时驱动的情况下的驱动电流的转移状态的图。
图5A、图5B是例示对该实施方式的半导体发光元件进行分时驱动的情况下的驱动电流的转移状态的图。
具体实施方式
以下，参照附图对将本发明应用于DLP(Digital Light Processing：数字光处理)(注册商标)方式的投影仪装置的情况下的一个实施方式进行详细说明。
图1是表示该实施方式的投影仪装置10的功能电路的构成的框图。在该图中，从影像输入部11输入来自外部设备，例如未图示的个人计算机、具有视频再生功能的智能手机等信息设备的各种影像信号。
影像输入部11为，如果根据需要而输入的影像信号为模拟信号，则在进行了数字数据化之后向影像处理部12输出。
影像处理部12为，根据预先设定的图像尺寸、帧率、每个像素的量子化比特数等格式，对所赋予的影像数据进行转换，并且根据需要在重叠了菜单项目等OSD信息的影像的基础上，基于处理后的影像数据对影像元件13进行显示驱动。
该影像元件13例如由将WXGA(1280点×800点)量的像素个数的极小可动镜排列为矩阵状的微镜元件以及其驱动电路构成，进行与影像处理部12的显示驱动相对应的显示动作。
对于该影像元件13，从光源发光元件14分时地照射原色或者补色的光。光源发光元件14具备半导体发光元件即LED(发光二极管)以及LD(半导体激光)，并单独地发出原色的R(红色)光、G(绿色)光、B(蓝色)光，由此使原色光同时发出2色或者3色，来将作为混色的补色光对上述影像元件13以成为各色分时的方式进行循环照射。
另外，光源发光元件14不仅为将来自半导体发光元件的直接光向影像元件13出射的构成，例如也可以考虑如下那样构成：将LD发出的B光向光源发光元件14内部的旋转荧光体照射，使作为其透射光或者反射光而得到的G光向影像元件13出射。
通过由影像元件13反射的反射光来形成光像，所形成的光像被投影透镜部15放大，朝向成为被投影对象的未图示的屏幕等照射。
上述影像处理部12还将影像数据向黑辨别部16输出。黑辨别部16根据该影像数据以帧单位对画面整体是否成为全黑进行辨别，并将其辨别结果向光源电流值计算部17送出。
光源电流值计算部17根据黑辨别部16的辨别结果，对构成上述光源发光元件14的各个半导体发光元件的驱动电流值进行计算，并将计算结果向光源驱动部18输出。
光源驱动部18用于向光源发光元件14的各半导体发光元件供给所需要的驱动电流，特别是在画面整面成为全黑的投影状态下，基于光源驱动部18的计算结果对向光源发光元件14供给的驱动电流进行控制。
接着，对上述实施方式的动作进行说明。
图2是表示在该投影仪装置10的投影动作时，与影像处理部12进行的影像元件13中的影像显示相平行地，黑辨别部16、光源电流值计算部17以及光源驱动部18以影像1帧单位执行的光源发光元件14中的光量控制的一系列的处理内容的流程图。
在其处理最初，黑辨别部16取得来自影像处理部12的1帧量的影像数据(步骤S101)，并根据该内容对画面整面是否是成为全黑的影像进行辨别(步骤S102)。
在此，在辨别为影像数据不是画面整面成为全黑、而至少在画面的一部分对需要明亮度的影像进行投影的情况下，根据该辨别结果，光源电流值计算部17对整面成为全黑的投影状态的继续时间进行复位而设为“0(零)”(步骤S104)。
另一方面，在上述步骤S102中，在判断为影像数据是画面整面成为全黑的情况下，光源电流值计算部17对到此为止进行计时的整面成为全黑的投影状态的继续时间进行正更新(positive update)(步骤S103)。
在上述步骤S103或者S104的处理后，光源电流值计算部17根据在该时刻计时的、整面成为全黑的投影状态的继续时间，对构成光源发光元件14的每个色的半导体发光元件的输出率进行计算(步骤S105)。
在此，上述输出率[％]通过下式得到：
输出率＝100[％]－Tbk×α …(1)
(其中，Tbk：整面黑的时间[毫秒]，
α：预先赋予的系数)。
在上述步骤S104中对整面成为全黑的投影状态的继续时间进行复位而设为“0(零)”的情况下，上述(1)式的右边第二项成为“0(零)”，因此输出率成为100[％]。
在上述输出率的计算后，光源电流值计算部17判断全部颜色的发光元件的元件的输出率是否达到与维持发光的最低电流相当的值(步骤S106)。
在此，在判断为全部颜色的发光元件的输出率中、至少一个未达到与维持发光的最低电流相当的值的情况下(步骤S106的否)，光源电流值计算部17根据该时刻的输出率，对于达到与维持发光的最低电流相当的值的颜色的发光元件，维持其输出率，并且对于其他颜色，根据该时刻的输出率来进行对驱动电流进行降低设定的电流下限处理(步骤S108)，根据所设定的每个颜色的电流值，使光源驱动部18执行光源发光元件14的驱动(步骤S109)，之后再次返回从上述步骤S101起的处理。
另外，在之前的上述步骤S105中计算的输出率为100[％]的情况下，在上述步骤S108中，取消上述电流下限处理，将全部颜色的发光元件的输出率设为在该时刻设定的投影模式的额定电流的100[％]，之后在接着的步骤S109中，使光源驱动部18执行光源发光元件14的驱动。
此外，在上述步骤S106中，在判断为全部颜色的发光元件的元件的输出率达到与维持发光的最低电流相当的值的情况下(步骤S106的是)，光源电流值计算部17将向全部颜色的发光元件的驱动电流设为“0”(步骤S107)，并使光源发光元件14熄灭(步骤S109)，之后再次返回从上述步骤S101的处理。
图3是说明构成光源发光元件14的半导体发光元件例如为发出R光、G光、B光的3种光的情况下的上述图2中的控制的概念的图。
在画面整面不是全黑的通常的影像投影时，反复执行上述步骤S101、S102、S104、S105、S106、S108、S109的处理，使对于R、G、B的各色半导体发光元件的驱动电流分别按照额定、在维持100[％]的状态下进行发光驱动。
然后，如图3中的定时t11所示那样，从黑辨别部16辨别为画面整面成为全黑的时刻起，反复执行上述步骤S101、S102、S103、S105、S106、S108、S109的处理，与从上述定时t11起的时间经过一致地使上述输出率逐渐降低，在保持每个颜色的驱动电流的比率的同时使对于R、G、B的各色半导体发光元件的驱动电流逐渐降低，由此在保持整体的颜色平衡的同时使亮度降低。
然后，例如图3B所示那样，在B光的半导体发光元件成为维持发光的最低电流的时刻，光源电流值计算部17进行设定，以便对于该半导体元件也维持该最低电流。
并且，如图3A所示那样，在G光的半导体发光元件也成为维持发光的最低电流的时刻，光源电流值计算部17进行设定，以便对于该半导体元件也维持该最低电流。
然后，如图3C所示那样，在R光的半导体发光元件也成为维持发光的最低电流的定时t12，在上述步骤S106中，当判断为全部颜色的发光元件的元件的输出率达到与维持发光的最低电流相当的值时，光源电流值计算部17在接着的步骤S107中使向全部颜色的发光元件的驱动电流成为“0”，并使光源发光元件14整体熄灭，之后返回从上述步骤S101起的处理。
以后，在来自影像输入部11的影像数据依然是画面整面成为全黑的期间，反复执行上述步骤S101、S102、S103、S105、S106、S107、S109的处理，使光源发光元件14熄灭的投影状态被维持。
然后，在来自影像输入部11的影像数据返回到画面整面不是全黑的通常的影像投影时的情况下，在上述步骤S102中对该情况进行判断，以后反复执行上述步骤S101、S102、S104、S105、S106、S108、S109的处理，使对于R、G、B的各色半导体发光元件的驱动电流分别按照额定恢复为维持100[％]的发光驱动。
此外，如果该投影仪装置10是对R、G、B分别使用独立的合计三个影像元件13、并同时并行地进行原色图像的投影的所谓3板式的投影仪装置，则能够直接应用上述图3的驱动控制方法。
然而，在通过影像元件13由一个微镜元件以及其驱动电路构成、从光源发光元件14分时地照射例如R、G、B的原色光(以及补色光)而分时地形成各颜色的光像那样的所谓单板式的投影仪进行分时驱动的情况下，实际的光源发光元件14的驱动定时成为图4所示那样。
图4是例示在按照G光、B光、R光的顺序作为1帧周期对光源发光元件14的各色半导体发光元件进行分时驱动的情况下、画面整面成为全黑时的驱动电流的转移状态的图。
在该图中，从通过光源发光元件14对B光进行发光驱动中的定时t21起，辨别为画面整面成为全黑而使上述输出率逐渐降低，在保持每个颜色的驱动电流的比率的同时使对于R、G、B的各色半导体发光元件的驱动电流逐渐降低，在保持颜色平衡的同时使发光量降低。
然后，例如图4B所示那样，在B光的半导体发光元件成为维持发光的最低电流的时刻，维持其最低电流。并且，如图4A所示那样，在G光的半导体发光元件也成为维持发光的最低电流的时刻，维持其最低电流。
然后，如图4C所示那样，在R光的半导体发光元件成为维持发光的最低电流的定时t22，当判断为全部颜色的发光元件的元件的输出率达到与最低电流相当的值时，光源电流值计算部17将向全部颜色的发光元件的驱动电流设为“0”，并使光源发光元件14整体熄灭。
在该情况下，影像1帧成为按照1个周期构成G区域、B区域以及R区域并取得颜色平衡，各发光元件的驱动特性与上述情况不同，例如在第“n－1”个帧的R区域中R色的发光元件先成为维持发光的最低电流，接着第“n”个帧的G区域中G色的发光元件成为维持发光的最低电流，且B区域中B色的发光元件成为维持发光的最低电流的情况下，为了对该帧中的颜色平衡进行维持，也可以在帧最后的R区域中进一步维持以最低电流的发光之后，接着在第“n+1”个帧的开始定时使向全部颜色的发光元件的驱动电流成为“0”。
此外，还对在光源发光元件14中，使用1色的半导体发光元件发出的直接光以及经由荧光体而频率转换后的间接光的情况下的驱动例进行说明。
图5是例示按照G光、B光、R光的顺序作为1帧周期，对光源发光元件14的各色半导体发光元件进行分时驱动的情况下的、画面整面成为全黑时的驱动电流的转移状态的图，其中，G光是将来自发出直接光即B光的半导体发光元件的光向荧光体照射而得到的反射光取出的光，。
在该情况下，即使是相同的半导体发光元件，在发出间接光即G光的情况和发出直接光即B光的情况下，从发光效率的方面观察，在100[％]的输出率下的驱动电流不同，在发出G光的情况下需要更高的电流。但是，对维持最低限度的发光的最低电流来说是共通的。
在该图中，从通过光源发光元件14对B光进行发光驱动中的定时t31起，辨别为画面整面成为全黑而使上述输出率逐渐降低，在保持每个颜色的驱动电流的比率的同时使对于R、G、B的各色半导体发光元件的驱动电流逐渐降低，在保持颜色平衡的同时使发光量降低。
然后，例如图5A所示那样，在B光的半导体发光元件成为维持发光的最低电流的时刻，维持其最低电流。并且，如该图5A所示那样，在G光的半导体发光元件也成为维持发光的最低电流的时刻，维持其最低电流。
然后，如图5B所示那样，在R光的半导体发光元件成为维持发光的最低电流的定时t32，当判断为全部颜色的发光元件的元件的输出率达到与最低电流相当的值时，光源电流值计算部17将向全部颜色的发光元件的驱动电流设为“0”，并使光源发光元件14整体熄灭。
此外，上述光源发光元件14的发光色不仅为上述的基于单色的原色光R、G、B，也可以对多个颜色的发光元件同时驱动而对其混色即补色进行出射，即，不对这些发光色的种类以及顺序等进行限定。
如以上详述的那样，根据本实施方式，能够更自然、无不适感地向整面成为黑的影像转移。
此外，在上述实施方式中，与被分时驱动的多个半导体发光元件的驱动周期同步地使上述光源熄灭，因此不会使帧单位下的颜色平衡破坏，能够更自然地向整面成为黑的影像转移。
另外，在上述实施方式中，为了使说明简单，根据驱动电流与发光量成正比例这种前提，如上述图3至图5所示那样，说明了使输出率从100[％]的状态到成为最低电流为止的驱动电流值直线状地变化，但也可以考虑基于所使用的元件的种类(构造)的特性、与各元件的个体差相对应的特性等，基于驱动电流与发光量的特性而预先设定为使驱动电流值的变化特性以各种曲线状进行变化。
通过进行这样的设定，能够与每个颜色、每个个体的半导体发光元件对应，实现保持了与其他发光元件之间的颜色平衡的状态下的光量控制。
此外，控制单元为，在通过投影单元进行投影的影像的整面成为黑的情况下，使光源按照每个发光色使亮度降低到规定亮度的发光状态，在多个发光色全部成为规定亮度的发光状态的时刻使光源熄灭，但使光源熄灭的时期，不限定于多个发光色全部成为规定亮度的发光状态的时刻。具体地说，只要是在多个发光色全部成为规定亮度的发光状态以后即可。
此外，本发明不限定于上述实施方式，在实施阶段能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变形。成为，在上述实施方式中执行的功能也可以尽可能适当地组合而实施。上述实施方式包括各种阶段，能够通过所公开的多个构成要件的适当组合而提取各种发明。例如，如果从实施方式所示的全部构成要件中删除几个构成要件，也能够得到效果，则删除该构成要件的构成能够被提取为发明。

Claims (11)

1.一种投影装置，包括：
光源，具有多个发光色；
投影单元，使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影；以及
控制单元，在通过上述投影单元进行投影的影像的整面成为黑的情况下，按照每个发光色使上述光源的电流值降低到使得各个发光色的光源成为最小亮度的发光状态，将成为维持发光的最低电流值的发光色的光源的电流值维持，直到上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态为止，在上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态的时刻使上述光源熄灭。
2.如权利要求1记载的投影装置，其中，
上述光源对上述多个发光色进行分时驱动，
上述控制单元与分时驱动的上述多个发光色的驱动周期同步地使上述光源熄灭。
3.如权利要求1或者2记载的投影装置，其中，
上述控制单元根据上述光源的每个发光色的发光特性，个别地设定到成为最小亮度的发光状态为止的驱动条件。
4.如权利要求1或者2记载的投影装置，其中，
上述光源为多个发光色的半导体发光元件。
5.如权利要求3记载的投影装置，其中，
上述光源为多个发光色的半导体发光元件。
6.如权利要求1或者2记载的投影装置，其中，
上述控制单元使上述光源在整体的颜色保持平衡的同时使亮度降低到最小亮度的发光状态。
7.如权利要求3记载的投影装置，其中，
上述控制单元使上述光源在整体的颜色保持平衡的同时使亮度降低到最小亮度的发光状态。
8.如权利要求4记载的投影装置，其中，
上述控制单元使上述光源在整体的颜色保持平衡的同时使亮度降低到最小亮度的发光状态。
9.如权利要求1记载的投影装置，其中，
上述控制单元还具有判定部，该判定部判定是否上述光源中的至少一个发光色是上述最小亮度的发光状态，
在通过上述判定部判定为上述光源中的至少一个发光色是上述最小亮度的发光状态的情况下，上述控制单元将判定为是该最小亮度的发光状态的光源的电流值维持，直到上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态为止，在上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态的时刻使上述光源熄灭。
10.一种投影控制方法，是具备光源以及投影部的装置的投影控制方法，该光源具有多个发光色，该投影部使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影，
该投影控制方法具有控制工序，在该控制工序中，在通过上述投影部进行投影的影像的整面成为黑的情况下，按照每个发光色使上述光源的电流值降低到使得各个发光色的光源成为最小亮度的发光状态，将成为维持发光的最低电流值的发光色的光源的电流值维持，直到上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态为止，在上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态的时刻使上述光源熄灭。
11.一种存储介质，存储有由控制单元执行的程序，该控制单元是具备光源以及投影部的装置中内置的控制单元，该光源具有多个发光色，该投影部使用来自上述光源的光，形成与所赋予的影像信号对应的光像而进行投影，
上述程序使上述控制单元进行如下动作：在通过上述投影部进行投影的影像的整面成为黑的情况下，按照每个发光色使上述光源的电流值降低到使得各个发光色的光源成为最小亮度的发光状态，将成为维持发光的最低电流值的发光色的光源的电流值维持，直到上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态为止，在上述多个发光色全部成为最小亮度的发光状态的时刻使上述光源熄灭。
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