CN109417608B - 影像显示装置 - Google Patents

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Abstract

影像显示装置能够实现装置的小型化，且能够使影像的各灰阶值的明亮度逐渐变化。包括：根据驱动电流使出射的光量变化的激光光源部；输出影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号的影像处理部；基于影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号，输出驱动电流的激光驱动器；和将指定影像的明亮度的调光水平分割成多个调光模式，并且在所分割的调光模式内分割成模式内水平的调光水平处理部，影像处理部包括：影像灰阶值输出部，其基于调光模式和模式内水平，输出对影像的灰阶值进行了缩放和偏置后的影像灰阶信号；输出与调光模式对应的电流增益信号的电流增益输出部；和输出与调光模式对应的电流偏置信号的电流偏置输出部。

Description

影像显示装置
技术领域
本发明涉和影像显示装置。本发明主张2016年7月7日提出申请的日本国专利申请号2016-135072的优先权，对于认可由于文献的参照而援引加入的指定国，其申请所记载的内容通过参照而引入本申请中。
背景技术
专利文献1中公开有：“在使用多个调光控制设备进行投影光的调光控制时，能够避免投影光的明亮度瞬间增大的投影仪和平视显示器装置”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－195184号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，在专利文献1中公开的方法中，能够通过变更减光滤光器的透射率来变更影像的明亮度，但需要减光滤光器和用于驱动减光滤光器的驱动部，存在影像显示装置大型化的问题。
另外，为了能够使使用者不感到不适感地变更影像的明亮度，以各灰阶值的明亮度成为连续的明亮度的方式控制光的出射光量至为重要。
因此，本发明的目的在于，提供一种能够实现装置的小型化，并且使影像的各灰阶值的明亮度逐渐地变化的技术。
用于解决问题的技术方案
本发明包含多个解决上述技术问题的至少一部分的方案，列举其例，则如下所述。为了解决上述问题，本发明提供一种影像显示装置，其特征在于，包括：根据驱动电流使出射的光量变化的激光光源部；输出影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号的影像处理部；基于所述影像灰阶信号、所述电流增益信号和所述电流偏置信号，输出所述驱动电流的激光驱动器；和将指定影像的明亮度的调光水平分割成多个调光模式，并且在所分割的所述调光模式内分割成模式内水平的调光水平处理部，所述影像处理部包括：影像灰阶值输出部，其基于所述调光模式和所述模式内水平，输出对影像的灰阶值进行了缩放和偏置后的所述影像灰阶信号；输出与所述调光模式对应的所述电流增益信号的电流增益输出部；和输出与所述调光模式对应的所述电流偏置信号的电流偏置输出部。
发明效果
根据本发明，能够实现装置的小型化，且使影像的各灰阶值的明亮度逐渐变化。上述以外的技术问题、结构和效果将根据以下的实施方式的说明变得明了。
附图说明
图1是表示第一实施方式的影像显示系统的结构例的图。
图2是表示激光光源部的框结构例的图。
图3是表示控制部的框结构例的图。
图4是表示激光驱动器的框结构例的图。
图5是表示影像处理部的框结构例的图。
图6是相对于调光水平的、影像信号的最大灰阶值和不为0的最小灰阶值的输出亮度的图表。
图7是表示与调光模式的模式内水平对应的灰阶偏置和灰阶增益的其它设定方法的图。
图8是表示与调光模式的模式内水平对应的灰阶偏置和灰阶增益的其它设定方法的图。
图9是表示第二实施方式的影像显示系统的结构例的图。
图10是表示控制部的框结构例的图。
图11是表示修正处理部的框结构例的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下，参照附图说明本发明的实施方式。激光光源通过在激光光源中流通的电流量来控制其发光量。在激光光源中流通的电流I为规定的振荡阈值Ith以下的情况下，激光光源稍微发光，但该发光量相比于该激光光源的最大额定输出非常小。在电流I为振荡阈值Ith以上的情况下，激光光源的出射光量与“I－Ith”大致成比例。
这样，激光光源具有根据在激光光源中流通的电流I为振荡阈值Ith以下的情况和为振荡阈值Ith以上的情况，而使得出射光量的变化相对于电流的变化大幅不同的性质。即，激光光源中流通的电流和出射光量具有非线形的关系。
在激光扫描型的影像显示装置中，根据要显示的影像的灰阶值控制驱动激光光源的电流值，由此能够进行影像显示。激光光源中的电流和出射光量如上所述具有非线形的关系，因此，要按各灰阶值形成所希望的输出亮度，需要预先准备从灰阶值转换为电流值的表。
另外，以下说明的本发明的影像显示装置通过偏置电流和对应于影像信号而加在偏置电流中的相加电流这两种电流，来设定激光光源中流通的电流量ILD。因此，如果将偏置电流设为“Ioffset”、增益设为“Gain”、激光驱动用的影像灰阶信号的值设为“X”，则激光光源中流通的电流量ILD由下式(1)表示。
ILD＝Ioffset+Gain×X…(1)
表现X的信息量(位数)没有限定，激光光源中流通的电流和出射光量如上所述具有非线形的关系。因此，通过将能够显示要显示的最低亮度的最大电流作为偏置电流在激光光源中流通，能够在出射光量大幅变化的电流域表现较多的灰阶数。影像显示装置包括“Ioffset”的查找表(以下有时称作LUT)、“Gain”的LUT、将影像的灰阶值转换为激光驱动用的影像灰阶信号的LUT。
在影像显示装置中，期望能够根据利用场景变更影像的明亮度。例如，在将激光扫描型的影像显示装置用于车载的平视显示器的情况等中，为了能够在白天看到影像且防止黑夜中的目眩，影像的明亮度期望能够在较宽的范围中进行变更。更具体而言，鉴于晴天时的白天的照度为100,000[lx]程度，夜街灯下的照度为100[lx]程度，期望能够以1000:1以上的比率进行变更。
对应于显示的影像的明亮度水平(以下有时称作调光水平)而激光光源中流通的电流不同，因此，上述的表需要针对每一调光水平进行变更。在能够将影像显示装置显示的调光水平在宽亮度范围、且例如300阶段等多阶段地变更的情况下，按每一调光水平独立地准备上述的表时，影像显示装置的处理负荷高，不优选。因此，在本发明中，将调光水平分为大致的亮度范围即多个组(下称调光模式)，按每一调光模式准备基准表。另外，通过修正基准表的LUT，准备针对各调光水平的表。
在使调光水平逐渐变化的情况下，在切换调光模式的时刻，切换基准表。特别是，基准表具有偏置电流的LUT，根据调光模式而要显示的最低亮度不同，因此，偏置电流也不同。在不考虑该偏置电流的变化而进行激光光源的驱动的情况下，在使影像的明亮度逐渐变化时，产生在基准表改变的时刻，偏置电流改变，低灰阶值的明亮度突然大幅改变的问题。为了不使影像显示装置因追加减光滤光器等而大型化，不使使用者感到不适地变更影像的明亮度，在使调光水平逐渐变化时，以各灰阶值的明亮度成为连续的明亮度的方式控制激光光源至为重要。
图1是表示第一实施方式的影像显示系统1的结构例的图。如图1所示，影像显示系统1具有影像显示装置2和屏幕3。
影像显示装置2是使激光在屏幕3上扫描来显示影像的激光扫描型影像显示装置。影像显示装置2具有控制部10、激光光源部20、扫描部30。
向控制部10输入要在屏幕3显示的影像的影像信号和控制在屏幕3显示的影像的控制信号。控制信号中例如包含用于调整影像的明亮度的信号。影像的明亮度例如由用户指定。控制部10将与影像信号和控制信号对应的驱动电流输出到激光光源部20。
从控制部10输出的驱动电流输入到激光光源部20。激光光源部20将与所输入的驱动电流对应的激光出射到扫描部30。
扫描部30具有扫描元件31。扫描元件31具有将从激光光源部20出射的激光向屏幕3反射的反射镜面。
扫描元件31的反射镜面以2轴旋转，在屏幕3上二维扫描激光。例如，扫描元件31的反射镜面以在屏幕3上在y方向(垂直方向)上扫描激光的旋转轴(以下，有时称作第一轴)和在屏幕3上在x方向(水平方向)扫描激光的旋转轴(以下，有时称作第二轴)进行旋转。第一轴和第二轴例如正交。
在此，将显示于屏幕3的影像的帧率设为“f”，将x方向的像素数设为“H”，将y方向的像素数设为“V”。扫描部30使扫描元件31的第一轴(y方向扫描用的轴)旋转，将激光在1帧期间“1/f”之间向y方向扫描一次。另外，扫描部30使第二轴(x方向扫描用的轴)旋转，将激光在1帧期间“1/f”之间向x方向扫描V次。y方向和x方向的扫描定时与调制激光光源部20的激光的影像信号同步。
这样，影像显示装置2进行沿x方向具有H像素、沿y方向具有V像素的1帧量的扫描，且反复进行该1帧量的扫描。由此，在屏幕3上显示与影像信号对应的影像I1。
此外，扫描元件31的第一轴和第二轴的一者或两者根据屏幕3上的扫描图案存在仅向一个方向(例如仅右旋转)旋转的情况、和向两个方向反复旋转(例如以小于360度反复左旋转和右旋转)的情况。
另外，图1中，扫描部30包括扫描元件31，但不限于此。例如，扫描部30分别包括具有反射镜面的两个扫描元件，两个扫描元件各自也能够具有一个旋转轴。这两个旋转轴与上述的第一轴和第二轴对应，两个扫描元件各自的反射镜面通过其旋转使激光在屏幕3上在y方向和x方向上扫描。
图2是表示激光光源部20的框结构例的图。如图2所示，激光光源部20包括激光光源41a、41b、41c、二向色反射镜42a、42b。以下，在无需将激光光源41a、41b、41c相互区别的情况下，统一记载为激光光源41。
激光光源41a、41b、41c例如是激光二极管(LD)。激光光源41a、41b、41c通过从图1所示的控制部10输出的驱动电流来出射激光。
激光光源41a、41b、41c分别出射不同颜色的激光。例如，激光光源41a出射“R(红色)”的激光，激光光源41b出射“G(绿色)”的激光，激光光源41c出射“B(蓝色)”的激光。此外，任一激光光源41a、41b、41c也能够出射任一色的激光。
二向色反射镜42a、42b将激光光源41出射的光合波。激光光源41和二向色反射镜42a、42b以3色的激光按大致同一光轴沿大致同一方向行进的方式配置。
此外，上述中，激光光源部20利用“R、G、B”3色的激光进行影像I1的全彩色显示，但不限于此。激光光源部20也能够简化光学系统而使用1色或2色的激光显示影像I1。或者，激光光源部20为了提高光输出强度而每一色利用多个激光光源。
图3是表示控制部10的框结构例的图。如图3所示，控制部10具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)51、影像处理部52、激光驱动器53。
对CPU51输入控制信号。CPU51基于所输入的控制信号，生成控制影像处理部52的动作的影像处理部控制信号。CPU51将所生成的影像处理部控制信号输出到影像处理部52。
影像信号被输入到影像处理部52。影像信号包含影像的灰阶值。灰阶值例如是0～255的整数。当然，灰阶值不限于上述值的范围。另外，灰阶值也能够是实数。
影像处理部52基于从影像信号和CPU51输出的影像处理部控制信号，生成激光驱动器驱动信号。激光驱动器驱动信号包含后述的影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号。影像处理部52将所生成的激光驱动器驱动信号输出到激光驱动器53。
激光驱动器53基于从影像处理部52输出的激光驱动器驱动信号，生成驱动电流。激光驱动器53将所生成的驱动电流向激光光源部20输出。激光光源部20以与从激光驱动器53所输出的驱动电流对应的发光强度发光。
图4是表示激光驱动器53的框结构例的图。如图4所示，激光驱动器53具有电流增益电路61、电流偏置电路62、电流加法电路63。激光驱动器53根据偏置电流和与对应于影像信号的偏置电流相加的电流这两种电流来设定激光光源部20中流通的驱动电流的电流量。
激光驱动器53从影像处理部52接收影像灰阶信号、电流增益信号、电流偏置信号作为激光驱动器驱动信号(参照图3)。以下，对影像灰阶信号为0以上1023以下的整数进行说明，但本发明不限于此，也能够是0以上255以下的整数等其它范围的整数，也能够是实数。
电流偏置电路62基于电流偏置信号，决定激光光源部20中流通的下限的电流(偏置电流)。
电流增益电路61基于影像灰阶信号和电流增益信号，决定对于偏置电流的相加电流(叠加电流)。相加电流例如是与影像灰阶信号的值和电流增益信号的值的积成比例的电流。
电流加法电路63将偏置电流与相加电流相加，作为激光光源部20的驱动电流输出。在将从电流偏置电路62输出的偏置电流设为“Ioffset”、电流增益信号的值设为“Gain”、影像灰阶信号的值设为“X”时，驱动电流由上式(1)表示。激光驱动器53将式(1)所示的驱动电流向激光光源部20输出。
图5是表示影像处理部52的框结构例的图。如图5所示，影像处理部52包括灰阶增益LUT81、灰阶增益乘法电路82、灰阶偏置LUT83、灰阶偏置加法电路84、影像灰阶LUT85、电流增益LUT86和电流偏置LUT87。影像处理部52输出影像灰阶信号、电流增益信号、电流偏置信号作为激光驱动器驱动信号(参照图3)。此外，图5中也一并示出CPU51。CPU51包括调光水平处理部71。
CPU51从外部接收包含调光水平Ndim的控制信号。控制信号中包含的调光水平Ndim例如是0～299的整数，值越小，影像显示装置2的输出亮度越大。即，如果将调光水平Ndim为Ndim＝i时的影像最大灰阶值(影像信号的灰阶值＝255)的输出亮度设为L(i)，则L(i+1)÷L(i)为1以下。另外，L(i)以使得L(i+1)÷L(i)的值比规定的值大的方式设定。
调光水平处理部71根据所接收的调光水平Ndim(例如0～299)计算出调光模式Nm和模式内水平Nn。在此，调光模式Nm是表示影像显示装置2的输出亮度的大致范围的值，例如取0、1、2的值。调光模式Nm表示值越小则影像显示装置2的输出亮度越大。
模式内水平Nn是在调光模式Nm指示的亮度范围中精细设定影像显示装置2的输出亮度的值，例如取0～99的整数。调光水平处理部71根据以下的式(2)和式(3)计算出调光模式Nm和模式内水平Nn。
Nm＝Floor[Ndim÷100]…(2)
Nn＝Ndim－100×Nm…(3)
在此，Floor[x]是x以下的整数。即，调光水平Ndim被分割成多个调光模式Nm，在所分割的调光模式Nm内，被分割成模式内水平Nn。CPU51将所计算出的调光模式Nm和模式内水平Nn发送到影像处理部52。
影像处理部52利用影像信号和从CPU51接收到的调光模式Nm以及模式内水平Nn，如下所述计算出影像灰阶信号。
首先，影像处理部52以调光模式Nm和模式内水平Nn为参数，通过灰阶增益LUT81决定灰阶增益。灰阶增益表示缩放影像信号的灰阶值的比率。
灰阶增益乘法电路82将影像信号和从灰阶增益LUT81输出的灰阶增益相乘，作为已乘增益灰阶值输出。
接着，影像处理部52以调光模式Nm和模式内水平Nn为参数，通过灰阶偏置LUT83决定灰阶偏置。灰阶偏置表示对于已乘增益灰阶值加上规定的偏置的量。
灰阶偏置加法电路84将已乘增益灰阶值和灰阶偏置相加，作为已加偏置灰阶值算出。
进而，影像处理部52根据调光模式Nm和已加偏置灰阶值，通过影像灰阶LUT85决定影像灰阶信号。在此，影像灰阶LUT85是按每一调光模式Nm所设定的、将已加偏置灰阶值换算为影像灰阶信号“X”的LUT。由此，影像信号的灰阶值和出射光量被修正为大致线形的关系。
影像处理部52不仅计算出上述的影像灰阶信号，还计算出电流增益信号和电流偏置信号。具体而言，影像处理部52以调光模式Nm为参数，通过电流增益LUT86决定电流增益信号。另外，影像处理部52以调光模式Nm为参数，通过电流偏置LUT87决定电流偏置信号。
在此，电流增益LUT86是将调光模式Nm转换为电流增益信号的LUT。例如，电流增益LUT86在Nm＝0时，输出作为某正值的“gain0”的电流增益信号，在Nm＝1时，输出作为某正值的“gain1”的电流增益信号，在Nm＝2时，输出作为某正值的“gain2”的电流增益信号。
另外，电流偏置LUT87是将调光模式Nm转换为电流偏置信号的LUT。例如，电流偏置LUT87在Nm＝0时，输出作为某正值的“offset0”的电流偏置信号，在Nm＝1时，输出作为某正值的“offset1”的电流偏置信号，在Nm＝2时，输出作为某正值的“offset2”的电流偏置信号。
图6是相对于调光水平Ndim的、影像信号的最大灰阶值(灰阶值＝255)和不为0的最小灰阶值(灰阶值＝1、下称非零最小灰阶值)的输出亮度的图表。图6所示的横轴表示调光水平Ndim，纵轴表示从激光光源部20输出的光的亮度。
如图6所示，“0～299”的调光水平Ndim被分为“0、1、2”的调光模式Nm和“0～99”的模式内水平Nn。影像信号为最大灰阶值(255)时的输出亮度如波形W1所示，随着调光模式Nm增大、而且随着模式内水平Nn增大而减小。另外，影像信号为非零最小灰阶值(1)时的输出亮度也如波形W2所示，随着调光模式Nm增大、而且随着模式内水平Nn增大而减小。
图6的斜线所示的三个三角形各自的调光水平Ndim中的高度通过从图5的灰阶偏置LUT83输出的灰阶偏置来决定。如图5所说明，灰阶偏置的值通过调光模式Nm和模式内水平Nn来决定。灰阶偏置的值随着模式内水平Nn增大而减小(例如，三个三角形各自的调光水平Ndim中的高度随着模式内水平Nn增大而减小)。
如图5所说明，从灰阶增益LUT81输出的灰阶增益的值通过调光模式Nm和模式内水平Nn决定。灰阶增益的值随着模式内水平Nn增大而减小。
例如，Nm＝0、Nn＝0的时的灰阶增益的值为小于“4”且接近“4”的值。最大灰阶值(255)下的Nm＝0、Nn＝0时的从影像灰阶LUT85输出的影像灰阶信号“X”为在最大灰阶值(255)与灰阶增益(上述的接近“4”的值)相乘的值上加上Nm＝0、Nn＝0时的灰阶偏置LUT83的值所得到的值，且为由影像灰阶LUT85进行了修正的值。另外，Nm＝0、Nn＝99时的灰阶增益的值例如为小于“2”的小值。即，灰阶增益的值例如在Nm＝0时，随着Nn增大而从小于“4”且接近“4”的值变化为小于“2”的值。同样，灰阶增益值在Nm＝1、2时也随着模式内水平Nn增大而减小。
如图5所说明，从图5的电流增益LUT86输出的电流增益信号的值由调光模式Nm决定。在图6的例子中，电流增益信号的值在Nm＝0时，设为“gain0”，在Nm＝1时，设为“gain1”，在Nm＝2时，设为“gain2”。
如图5所说明，从图5的电流偏置LUT87输出的电流偏置信号的值由调光模式Nm决定。在图6的例子中，电流偏置信号的值在Nm＝0时，设为“offset0”，在Nm＝1时，设为“offset1”，在Nm＝2时，设为“offset2”。
电流增益信号和电流偏置信号如上所述由调光模式Nm确定。因此，如果调光模式Nm相同，则影像灰阶信号“X”为“1023”时的输出亮度91a、91b、91c分别不依赖于模式内水平Nn而为一定。
另外，电流偏置信号如上所述由调光模式Nm确定。因此，如果调光模式Nm相同，则使由电流偏置信号确定的偏置电流在激光光源部20中流通时的输出亮度92a、92b、92c分别不依赖于模式内水平Nn而为一定。
电流偏置信号以输出亮度92成为各调光模式中的最大模式内水平“Nn＝99”的非零最小灰阶值(1)的期望输出亮度以下的方式设定。由此，能够输出在各调光模式内输出的最小亮度的光。
另外，电流增益信号以输出亮度91成为各调光模式中的最小模式内水平“Nn＝0”的最大灰阶值(255)的期望输出亮度以上的方式设定。优选的是，电流增益信号以输出亮度91与各调光模式中的最小模式内水平“Nn＝0”的最大灰阶值(255)的期望输出亮度相等的方式设定。由此，能够输出在各调光模式内输出的最大亮度的光。
通过将调光水平Ndim分割为多个调光模式Nm，按每一调光模式Nm设定电流偏置信号和电流增益信号，能够将各调光水平下的影像信号的最大灰阶值(255)的影像灰阶信号与非零最小灰阶值(1)的影像灰阶信号之差设为规定的值以上。另外，能够将可通过各调光水平表现的灰阶数设为规定数以上。
另外，表现影像灰阶信号的信息量(位数)被限定。另外，激光二极管中流通的电流和出射光量如上所述具有非线形的关系。因此，通过在能够输出在各调光模式中输出的最小亮度的光的范围内按各调光模式设定最大的电流偏置信号，能够在出射光量大幅变化的电流域表现较多的灰阶数。
激光二极管不依赖于流通的电流是否为振荡阈值以上地进行发光。因此，激光二极管通过由电流偏置信号确定的偏置电流流通而发光，电流偏置信号因调光模式而不同，所以偏置电流在激光光源部20流通时的输出亮度根据调光模式而不同。另外，因为电流增益信号和电流偏置信号根据调光模式而不同，所以影像灰阶信号为“1023”时的输出亮度根据调光模式而不同。
为了在使调光水平逐渐变化时，影像的各灰阶值的明亮度不会突然大幅变化而是逐渐地变化，因此，影像处理部52如下所述设定灰阶偏置和灰阶增益。
针对各调光模式中的最大模式内水平“Nn＝99”的灰阶偏置为比规定的值小的值。优选为0。另外，针对各调光模式中的最大模式内水平“Nn＝99”的灰阶增益，以使得由灰阶增益和灰阶偏置确定的最大灰阶值(灰阶值＝255)的输出亮度成为期望的输出亮度的方式来设定。
针对调光模式Nm＝1和调光模式Nm＝2的最小模式内水平Nn＝0的灰阶偏置，以使得各调光水平Ndim的非零最小灰阶值(灰阶值＝1)的输出亮度、与调光模式Nm＝0和调光模式Nm＝1的最大模式内水平Nn＝99的非零最小灰阶值(灰阶值＝1)的输出亮度相等(包含大致相等，以下相同)的方式设定。针对调光模式Nm＝0的最小模式内水平Nn＝0的灰阶偏置被设定为规定的值。另外，针对各调光模式中的最小模式内水平Nn＝0的灰阶增益，以使得由灰阶增益和灰阶偏置确定的最大灰阶值(灰阶值＝255)的输出亮度成为期望的输出亮度的方式来设定。
如果将与调光模式Nm中的模式内水平Nn对应的灰阶偏置的值设为Off(Nm、Nn)，则对于0≦Nn≦98，以使Abs[Off(Nm、Nn+1)－Off(Nm、Nn)]小于规定的值的方式设定Off(Nm、Nn)。在此，Abs[x]为x的绝对值。
例如，能够以Abs[Off(Nm、Nn+1)－Off(Nm、Nn)]不依赖于模式内水平Nn而成为一定(包含大致一定，以下相同)的值的方式设定Off(Nm、Nn+1)。或者，能够以Off(Nm、Nn+1)÷Off(Nm、Nn)不依赖于模式内水平Nn而成为一定的值的方式设定Off(Nm、Nn+1)。
另外，对于1≦Nn≦98，与调光模式Nm中的模式内水平Nn对应的灰阶增益的值，以由灰阶增益和灰阶偏置确定的影像最大灰阶值(255)的输出亮度成为期望的输出亮度的方式来设定。
当通过上述的灰阶偏置和灰阶增益的设定，使调光水平Ndim逐渐变化时，影像最大灰阶值(255)和非零最小灰阶值(1)的输出亮度不会突然大幅变化而是逐渐地变化。在输出光强度相对于影像信号的灰阶值的伽玛修正为“γ＝1”的情况下，即使如上所述影像的灰阶值为1或255以外的情况下，输出亮度也不会突然大幅变化而是逐渐地变化。在伽玛修正为“γ≠1”的情况下，由于伽玛修正函数的非线形性，在影像的灰阶值为1或255以外的情况下，输出亮度产生跳动。因此，以消除该跳动的方式修正灰阶值即可。
图7是表示与调光模式Nm的模式内水平Nn对应的灰阶偏置和灰阶增益的另一设定方法的图。将调光模式Nm的模式内水平Nn的最大灰阶值的输出亮度101和非零最小灰阶值的输出亮度102设为Lmax(Nm、Nn)和Lmin(Nm、Nn)。灰阶偏置和灰阶增益以在各调光模式Nm的各模式内水平Nn中、最大灰阶值的输出亮度101为期望的输出亮度、并且Lmax(Nm、Nn)÷Lmin(Nm、Nn)不依赖于调光模式Nm和模式内水平Nn而成为一定的方式来设定。
由此，在使调光水平Ndim逐渐变化时，能够将Lmax(Nm、Nn)÷Lmin(Nm、Nn)保持为一定、并且使影像的各灰阶值的输出亮度不突然大幅变化而是逐渐地变化。
图8是表示与调光模式Nm的模式内水平Nn对应的灰阶偏置和灰阶增益的另一设定方法的图。对于k＝0、1，以调光模式“k”的模式内水平“99”的最大灰阶值的亮度与调光模式“k+1”的模式内水平“0”的最大灰阶值的亮度相等，且调光模式“k”的模式内水平“99”的非零最小灰阶值的亮度与调光模式“k+1”的模式内水平“0”的非零最小灰阶值的亮度相等的方式设定灰阶偏置和灰阶增益。另外，在各调光模式中，以随着模式内水平从0增加，非零最小灰阶值的亮度例如按指数函数等、连续且急速地收敛为输出亮度111的方式来设定灰阶偏置。
由此，在0或99以外的模式内水平中，能够增加可表现的灰阶数、并且使影像的各灰阶值的输出亮度不突然大幅变化而是逐渐地变化。
如以上所说明，影像显示装置2包括：能够依照驱动电流使出射的光量变化的激光光源部20；输出影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号的影像处理部52；基于影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号输出驱动电流的激光驱动器53；将指定影像的明亮度的调光水平Ndim分割成多个调光模式Nm，并且在所分割的调光模式Nm内分割成模式内水平Nn的调光水平处理部71。而且，影像处理部52包括：基于调光模式Nm和模式内水平Nn，输出将影像的灰阶值进行了缩放和偏置后的影像灰阶信号的灰阶增益LUT81、灰阶增益乘法电路82、灰阶偏置LUT83、和灰阶偏置加法电路84、输出与调光模式Nm对应的电流增益信号的电流增益LUT86、输出与调光模式Nm对应的电流偏置信号的电流偏置LUT87。
由此，影像显示装置2能够实现装置的小型化，能够使影像的各灰阶值的明亮度逐渐变化。例如，影像显示装置2无需用于调整明亮度的减光滤光器、用于驱动减光滤光器的驱动部。
另外，灰阶偏置LUT83使针对第一调光模式的最亮的模式内水平的灰阶偏置的量为针对第二调光模式的最暗的模式内水平的灰阶偏置的量以上，其中，上述第二调光模式比第一调光模式亮。例如，在图6中，灰阶偏置LUT83使针对调光模式“Nm＝1”的模式内水平“Nn＝0”的灰阶偏置的量(用斜线所示的三角形的高度)为针对调光模式“Nm＝0”的模式内水平“Nn＝99”的灰阶偏置的量以上。由此，影像显示装置2能够实现装置的小型化，且能够逐渐地改变影像的各灰阶值的明亮度。
另外，灰阶偏置LUT83使针对比第一模式内水平暗的第二模式内水平的灰阶偏置的量为针对第一模式内水平的灰阶偏置的量以下，其中，上述第二模式内水平与第一模式内水平处于相同的调光模式。例如，灰阶偏置LUT83使针对调光模式“Nm＝1”的模式内水平“Nn＝50”的灰阶偏置的量为针对调光模式“Nm＝1”的模式内水平“Nn＝49”的灰阶偏置的量以下。由此，影像显示装置2能够实现装置的小型化，并且能够逐渐地改变影像的各灰阶值的明亮度。
另外，灰阶增益LUT81使针对比第一模式内水平暗的第二模式内水平的缩放的倍率为针对第一模式内水平的缩放的倍率以下，其中，上述第二模式内水平与第一模式内水平处于相同的调光模式。例如，灰阶增益LUT81使针对调光模式“Nm＝1”的模式内水平“Nn＝50”的灰阶增益的量为针对调光模式“Nm＝1”的模式内水平“Nn＝49”的灰阶增益的量以下。由此，影像显示装置2能够实现装置的小型化，并且能够逐渐地改变影像的各灰阶值的明亮度。
在上述影像处理部52的说明中，对影像处理部52利用LUT决定灰阶增益、灰阶偏置、影像灰阶信号、电流增益信号、电流偏置信号进行了说明，但本发明不限于此。影像处理部52也能够不利用LUT，根据四则运算等计算出灰阶增益、灰阶偏置、影像灰阶信号、电流增益信号、电流偏置信号中的至少一者。
[第二实施方式]
在第二实施方式中，由光检测器检测激光光源部20的出射光的一部分。并且，影像显示装置2基于光检测器的检测结果，修正影像处理部52产生的激光驱动器驱动信号。由此，即使激光光源部20的特性变化，也能够高精度地变更影像的明亮度。
图9是表示第二实施方式的影像显示系统1的结构例的图。图9中，对于与图1相同的部分标注相同符号。图9的影像显示系统1相对于图1具有分束器121、光检测器122、控制部123。
分束器121反射激光光源部20所出射的光的一部分，且使剩余的一部分透过。
光检测器122检测透过了分束器121的激光的强度，并将表示所检测到的激光的强度的光检测结果信号输出到控制部123。
控制部123基于由光检测器122检测到的光检测结果信号，修正后述的激光驱动器驱动信号。
图10是表示控制部123的框结构例的图。图10中，对于与图3相同的部分标注相同符号。控制部123相对于图3所示的控制部10还具有修正处理部131。
从光检测器122输出的光检测结果信号被输入到修正处理部131。修正处理部131基于光检测结果信号，修正从影像处理部52输出的激光驱动器驱动信号。
图11是表示修正处理部131的框结构例的图。图11中，除修正处理部131之外，还示出图5所示的CPU51和影像处理部52。如图11所示，修正处理部131具有电流增益/偏置修正处理部141、影像灰阶修正处理部142、灰阶增益/偏置修正处理部143。
电流增益/偏置修正处理部141基于从光检测器122输出的光检测结果信号，生成用于修正电流增益LUT86和电流偏置LUT87的信号即电流增益/偏置修正信号。电流增益/偏置修正处理部141将所生成的电流增益/偏置修正信号输出到电流增益LUT86和电流偏置LUT87。
影像灰阶修正处理部142基于从光检测器122输出的光检测结果信号，生成用于修正影像灰阶LUT85的信号即影像灰阶修正信号。影像灰阶修正处理部142将所生成的影像灰阶修正信号输出到影像灰阶LUT85。
灰阶增益/偏置修正处理部143基于从光检测器122输出的光检测结果信号，生成用于修正灰阶增益LUT81和灰阶偏置LUT83的信号即灰阶增益/偏置修正信号。灰阶增益/偏置修正处理部143将所生成的灰阶增益/偏置修正信号输出到灰阶增益LUT81和灰阶偏置LUT83。
接着，对基于光检测器122的检测结果的激光驱动器驱动信号的修正方法进行说明。影像显示装置2按以下3个阶段进行修正。
作为第一阶段，修正处理部131例如为了将图6的输出亮度91a～91c和输出亮度92a～92c形成为规定的亮度，进行电流增益信号和电流偏置信号的修正。因此，影像处理部52对于各调光模式Nm分别在第一时刻和第二时刻向激光驱动器53输出第一激光光源驱动电流和第二激光光源驱动电流。
电流增益/偏置修正处理部141在第一时刻和第二时刻的光检测结果信号与表示规定的亮度的信号值不同的情况下，以光检测结果信号接近表示规定的亮度的信号值的方式生成电流增益/偏置修正信号。
例如，作为第一激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号能够利用各模式的当前的值，且影像灰阶信号能够利用“1023”。另外，作为第二激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号能够利用各模式的当前的值，影像灰阶信号能够利用0或1。作为另一第二激光光源驱动电流，电流偏置信号能够利用各模式的当前的值，电流增益信号能够利用“0”，影像灰阶信号能够利用规定的值。
在利用了上述第一激光光源驱动电流和第二激光光源驱动电流的情况下，电流增益/偏置修正处理部141以第二时刻的光检测结果信号接近表示规定的亮度的信号值的方式生成使电流偏置信号增减的电流增益/偏置修正信号。另外，电流增益/偏置修正处理部141以第一时刻的光检测结果信号接近表示规定的亮度的信号值的方式生成使电流增益信号增减的电流增益/偏置修正信号。
上述内容中，基于在第二时刻的光检测结果信号，生成修正电流偏置信号的信号，并基于在第一时刻的光检测结果信号，生成修正电流增益信号的信号，但本发明不限于此，也能够基于在第一时刻和第二时刻的光检测结果信号两者，生成分别修正电流偏置信号和电流增益信号的信号。
作为第二阶段，修正处理部131以调光模式“Nm＝k”的最大模式内水平“Nn＝99”的影像信号的最大灰阶值(255)的亮度与调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”的影像信号的最大灰阶值(255)的亮度相等的方式进行影像灰阶LUT85的修正。因此，影像处理部52将第三激光光源驱动电流和第四激光光源驱动电流分别在第三时刻和第四时刻输出到激光驱动器53。
修正处理部131例如在各调光模式Nm的各模式内水平Nn中，在影像信号的灰阶值为最大灰阶值(255)的情况下，以向影像灰阶LUT85输入的灰阶值成为规定的值的方式进行修正。
作为第三激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号利用调光模式“Nm＝k”的当前的值，影像灰阶信号利用在调光模式“Nm＝k”的最大模式内水平“Nn＝99”中影像信号的灰阶值为最大灰阶值(255)时的影像灰阶信号。另外，作为第四激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号利用调光模式“Nm＝k+1”的当前的值，影像灰阶信号利用在调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”中影像信号的灰阶值为最大灰阶值(255)时的影像灰阶信号。
影像灰阶修正处理部142以在第三时刻和第四时刻的光检测结果信号相同(包含大致相同，以下相同)的方式生成影像灰阶修正信号。
例如，影像灰阶修正处理部142通过比较在第三时刻和第四时刻的光检测结果信号，判别为在第三时刻的亮度比在第四时刻的亮度大的情况下，以减小第三时刻的亮度的方式生成修正影像灰阶LUT85的影像灰阶修正信号。影像灰阶修正处理部142在判别为第三时刻的亮度比第四时刻的亮度小的情况下，以增大第三时刻的亮度的方式生成修正影像灰阶LUT85的影像灰阶修正信号。
作为第三阶段，修正处理部131以使调光模式“Nm＝k”的最大模式内水平“Nn＝99”的影像信号的非零最小灰阶值(1)的亮度与调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”的影像信号的非零最小灰阶值(1)的亮度相等的方式，进行灰阶增益LUT81和灰阶偏置LUT83的修正。因此，影像处理部52将第五激光光源驱动电流和第六激光光源驱动电流分别在第五时刻和第六时刻输出到激光驱动器53。
例如，作为第五激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号能够利用调光模式“Nm＝k”的当前的值，影像灰阶信号能够利用在调光模式“Nm＝k”的最大模式内水平“Nn＝99”中影像信号的灰阶值为非零最小灰阶值(1)时的影像灰阶信号。作为其它第五激光光源驱动电流，电流偏置信号能够利用调光模式“Nm＝k”的当前的值，电流增益信号能够利用“0”，影像灰阶信号能够利用规定的值。另外，作为第六激光光源驱动电流，电流增益信号和电流偏置信号能够利用调光模式“Nm＝k+1”的当前的值，影像灰阶信号能够利用在调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”中影像信号的灰阶值为非零最小灰阶值(1)时的影像灰阶信号。
灰阶增益/偏置修正处理部143以在第五时刻和第六时刻的光检测结果信号相同的方式生成灰阶增益、偏置修正信号。
例如，灰阶增益/偏置修正处理部143通过比较在第五时刻和第六时刻的光检测结果信号而判别为在第六时刻的亮度比第五时刻的亮度小时，以增大第六时刻的亮度的方式生成灰阶增益、偏置修正信号。具体而言，灰阶增益/偏置修正处理部143生成增大与调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”对应的灰阶偏置LUT83的值的灰阶增益、偏置修正信号。另外，灰阶增益/偏置修正处理部143在调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”中，影像信号的灰阶值为最大灰阶值(255)的情况下，以向影像灰阶LUT85输入的灰阶值成为规定的值的方式生成减小与调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”对应的灰阶增益LUT81的值的灰阶增益/偏置修正信号。
通过上述的修正方法，在调光模式“Nm＝k”的最大模式内水平“Nn＝99”和调光模式“Nm＝k+1”的最小模式内水平“Nn＝0”中，影像信号的灰阶值为最大灰阶值(255)时与为非零最小灰阶值(1)时的亮度相等。在上述以外的、其它调光水平和其它灰阶值中，为了在逐渐改变影像的明亮度时，使明亮度不会突然大幅变化而逐渐变化，影像灰阶LUT85基于影像灰阶修正信号修正影像灰阶LUT85整体的形状即可。例如，能够以向影像灰阶LUT85输入的灰阶值为最小模式内水平“Nn＝0”的影像信号的最大灰阶值(255)的情况下不进行修正、而为最大模式内水平“Nn＝99”的影像信号的最大灰阶值(255)的情况下成为上述的第二阶段记载的修正的方式，根据对影像灰阶LUT85输入的灰阶值，来进行线形插补、外插或按规定的函数进行插补、外插(外推)。另外，灰阶增益LUT81和灰阶偏置LUT83能够基于灰阶增益/偏置修正信号，修正灰阶增益LUT81和灰阶偏置LUT83整体的形状。例如，能够以在最大模式内水平“Nn＝99”不进行修正，而在最小模式内水平“Nn＝0”成为上述第三阶段记载的修正的方式，根据模式内水平进行线形插补或按规定的函数进行插补。
如以上所说明，影像显示装置2具有检测激光光源部20输出的激光的光量的光检测器122、和基于光检测器122检测到的激光的光量更新缩放的倍率和偏置的量中的至少一者的修正处理部131。由此，即使激光光源部20的特性变化，影像显示装置2也能够高精度地修正影像的明亮度，能够提高改变了影像的明亮度时的、影像的各灰阶值的明亮度的连续性。
本发明不限于上述的实施方式，而包含各种变形例。例如，上述的实施方式为了容易理解地说明本发明而详细地进行了说明，未必限定于具有所说明的全部结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其它实施方式的结构，另外，也能够在某实施方式的结构上加上其它实施方式的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、置换。
另外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等也能够通过利用例如集成电路进行设计等来用硬件实现它们的一部分或全部。另外，上述的各结构、功能等也能够通过处理器解释并执行实现各自的功能的程序而以软件实现。实现各功能的程序、表、文件等的信息能够存储于存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)等记录装置、或IC卡、SD卡、DVD等记录介质。
另外，控制线和信息线示出了认为说明上需要的线，在产品上未必限定示出所有的控制线和信息线。实际上也能够认为几乎所有的结构被相互连接。
符号说明
1…影像显示系统、2…影像显示装置、3…屏幕、10…控制部、20…激光光源部、30…扫描元件、41a～41c…激光光源、42a、42b…二向色反射镜、51…CPU、52…影像处理部、53…激光驱动器、61…电流增益电路、62…电流偏置电路、63…电流加法电路、71…调光水平处理部、81…灰阶增益LUT、82…灰阶增益乘法电路、83…灰阶偏置LUT、84…灰阶偏置加法电路、85…影像灰阶LUT、86…电流增益LUT、87…电流偏置LUT、121…分束器、122…光检测器、123…控制部、131…修正处理部、141…电流增益/偏置修正处理部、142…影像灰阶修正处理部、143…灰阶增益/偏置修正处理部。

Claims (4)

1.一种影像显示装置，其特征在于，包括：
根据驱动电流使出射的光量变化的激光光源部；
输出影像灰阶信号、电流增益信号和电流偏置信号的影像处理部；
基于所述影像灰阶信号、所述电流增益信号和所述电流偏置信号，输出所述驱动电流的激光驱动器；和
将指定影像的明亮度的调光水平分割成多个调光模式，并且在所分割的所述调光模式内按模式内水平进行分割的调光水平处理部，
所述影像处理部包括：
影像灰阶值输出部，其基于所述调光模式和所述模式内水平，输出对影像的灰阶值进行了缩放和偏置后的所述影像灰阶信号；
输出与所述调光模式对应的所述电流增益信号的电流增益输出部；和
输出与所述调光模式对应的所述电流偏置信号的电流偏置输出部，
其中，所述影像灰阶值输出部使得针对第一调光模式中的最亮的模式内水平的所述偏置的量为针对第二调光模式中的最暗的模式内水平的所述偏置的量以上，其中，所述第二调光模式比所述第一调光模式亮。
2.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于：
所述影像灰阶值输出部使得针对比第一模式内水平暗的第二模式内水平的所述偏置的量为针对所述第一模式内水平的所述偏置的量以下，其中，所述第二模式内水平与所述第一模式内水平处于相同的调光模式。
3.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于：
所述影像灰阶值输出部使得针对比第一模式内水平暗的第二模式内水平的所述缩放的倍率为针对所述第一模式内水平的所述缩放的倍率以下，其中，所述第二模式内水平与所述第一模式内水平处于相同的调光模式。
4.根据权利要求1所述的影像显示装置，其特征在于，包括：
检测所述激光光源部输出的激光的光量的光检测器；和
修正处理部，其基于所述光检测器所检测到的光量，更新所述缩放的倍率和所述偏置的量中的至少一者。
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