JP2005300653A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数本のランプを備え、それらを交互に点灯させて画面表示を行う投写型画像表示装置では、ランプを点灯してから十分な明るさが得られるまで時間が必要であるので、ランプ切り換え時には複数のランプを同時に点灯させる必要があり、その期間だけ表示画面が明るくなってしまうという課題があった。
【解決手段】ランプ切り換え時にランプ点灯制御回路２１より複数のランプが点灯していることを示す制御信号を発生させ、映像信号変調制御回路２２でランプの明るさ変化を考慮した映像信号の変調制御信号を発生させる。この制御信号で複数本のランプが同時に点灯して表示画面が明るくなってしまう期間において、画面が少し暗くなるように映像信号レベルを変調することによって表示画面の明るさ変化の程度を少なくして、違和感を緩和させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の光源を備え、それらを切り換えて使用する構成の投写型画像表示装置に関するものである。

近年、ビデオディスクプレーヤーやパーソナルコンピューターの普及に伴い、大画面で迫力のあるプレゼンテーションや広告を行うことができる大画面画像表示装置への需要が高まってきている。このような目的で使用される大画面表示装置としては、液晶パネルなどの表示素子上に表示した画像を、高出力の光を発光するランプなどの光源で照明し、その透過光または反射光をスクリーン上に投写する投写型の画像表示装置がある。このような構成の投写型画像表示装置の光源には高圧水銀ランプなどの放電ランプが使用されるが、その寿命が１、０００〜２、０００時間程度と装置の寿命に比べて短いため、定期的なランプの交換が必要であった。この課題に対応するために装置に複数のランプを備えておき、それらを交互に点灯させるようにしてランプの交換間隔を長くした装置が提案されている。

従来の複数のランプを備えた投写型画像表示装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。図４は、特許文献１に記載された投写型画像表示装置とは少し構成が異なるが、複数のランプを備えた従来の投写型画像表示装置の一例の構成を示した構成図である。

図４において、１００ａは第１の光源ブロック、１００ｂは第２の光源ブロックである。１０１ａ、１０１ｂは各々光源である第１および第２のランプ、１０２ａ、１０２ｂは各々第１のランプ１０１ａ、第２のランプ１０１ｂより照射された光を反射するための第１および第２の反射鏡、１０３ａ、１０３ｂは照射された光を集光するための第１および第２の集光レンズ、１０４は第１のランプ１０１ａおよび第２のランプ１０１ｂより照射された光を合成するための合成反射鏡、１０５は合成反射鏡１０４で合成された光を集光するための第３の集光レンズ、１０６は液晶パネル、１０７は液晶パネル１０６上に表示された映像を拡大投写するための投写レンズ、１０８はスクリーン、１１１ａ、１１１ｂは第１のランプ１０１ａおよび第２のランプ１０１ｂを点灯させるための第１および第２のランプ駆動部、１１２は入力された映像信号を処理して一定の信号形式に変換するための映像信号処理部、１１３は映像信号処理部１１２で処理された映像信号を液晶パネル１０６に表示するための液晶パネル駆動部である。

以上のように構成された従来の投写型画像表示装置について、以下にその動作を説明する。

液晶パネルを用いた投写型画像表示装置の基本的な動作については周知であるので詳細な説明は省略する。

図４に示した構成の投写型画像表示装置では、光源であるランプに第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂを備えており、これらのランプを交互に点灯させることで装置としてのランプの交換間隔が長くなるように構成している。

一般的に投写型画像表示装置に使われている放電ランプのランプから照射される光の明るさは、ランプの駆動を開始してから十分な明るさに達するまでに１０〜２０秒間必要であるという特性がある。そのため、点灯させるランプを切り換える時に一方のランプを点灯させると同時に、他方のランプを消灯させると１０〜２０秒の間、投写されている画面が消えたり、暗くなって見えにくくなってしまうという課題が生じる。

この課題に対応するために点灯させるランプを切り換える時には、一方のランプを点灯させた後、少し遅らせて他方のランプの消灯制御が行われる。

図５は点灯させるランプを切り換える時の制御の状態を示した状態図である。

図５は第１のランプ１０１ａが点灯していた状態で、第２のランプ１０１ｂに切り換えるときの状態を示している。図５において図５（ａ）が第１のランプ１０１ａの点灯状態を、図５（ｂ）が第２のランプ１０１ｂの点灯状態を示している。図５（ｂ）に示すように、まず、第２のランプ１０１ｂを点灯させた後、一定時間Ｔの経過後、図５（ａ）に示すように第１のランプ１０１ａを消灯させる。この時間Ｔは第２のランプ１０１ｂが十分明るくなるまでの時間を考慮して決められている。このように、点灯させるランプを切り換える時に第２のランプ１０１ｂを点灯させるタイミングと、第１のランプ１０１ａを消灯させるタイミングを少しずらすように制御することで、点灯ランプ切り換え時に画面が見えにくくなるという課題に対応していた。
特開２００３−７５９１１号公報 （第３ページ〜第４ページ）

しかしながら、上記したような従来の構成では、点灯させるランプを切り換えるときに一定時間ｔの間は、２本のランプが同時に点灯するため逆に画面が明るくなってしまうという課題を有していた。

図５（ｃ）、（ｄ）はこの状態を説明した状態図である。

図５中でｔ０からｔ１までの時間で示されるランプが明るくなるまでの時間をｔｏｎ、ｔ２からｔ３までの時間で示されるランプが暗くなるまでの時間をｔｏｆｆとすると、ｔｏｆｆはｔｏｎに比べて十分短く、ほとんど瞬時である。

図５（ｃ）はランプの点灯状態をこのように制御したときの第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂの明るさを合成した明るさを示しており、画面の明るさは第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂの明るさを合成した明るさに比例したものになる。

図５（ｄ）に示すように画面の明るさは、点灯させるランプを切り換える期間である時間ｔ０から時間ｔ３迄の間は、通常のランプを１本だけ点灯させている時の明るさより明るくなってしまうという課題を有していた。

本発明は上記した従来の問題点を解決するためのもので、複数のランプを備え、それらを交互に点灯させて画面表示を行う投写型画像表示装置で、点灯ランプを切り換えるときに画面が明るくなってしまうことを回避することができる投写型画像表示装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、映像信号に基づき駆動される表示素子に光を照射することによって得られる透過光または反射光によって当該映像信号の表す画像をスクリーン上に投写する画像表示装置であって、複数の光源と、前記複数の光源の点灯状態を独立に制御できる光源点灯制御手段と、入力映像信号を処理する映像信号処理手段を具備し、前記複数の光源のうち点灯させる光源を切り換える時に、同時に前記映像信号処理手段によって表示素子に入力する映像表示信号を変調することを特徴としたものであり、点灯させる光源の切り換え時に、同時に映像信号を変調することによって表示画面が明るくなってしまうことを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記映像信号処理手段によって表示素子に入力する映像表示信号を変調する期間が、前記光源の２個以上が同時に点灯している期間を少なくとも含んでいることを特徴としたものであり、点灯させる光源の切り換え時に、同時に映像信号を変調することによって表示画面が明るくなってしまうことを抑制することができる。

以上のように本発明の投写型画像表示装置によれば、複数の光源を備え、それらを交互に点灯させて使用する投写型画像表示装置において、光源切り換え時の画面の明るさの変化を少なくして、違和感を緩和することができるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図１から図３を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態に係る投写型画像表示装置の構成の一例を示した構成図である。図１ではランプを２個有した投写型画像表示装置の例を示している。図１において図４で示した従来の投写型画像表示装置の構成と同じ構成要素には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図１において、１００ａは第１の光源ブロック、１００ｂは第２の光源ブロックである。１０１ａ、１０１ｂは各々光源である第１および第２のランプ、１０２ａ、１０２ｂは各々第１のランプ１０１ａ、第２のランプ１０１ｂより照射された光を反射するための第１および第２の反射鏡、１０３ａ、１０３ｂは照射された光を集光するための第１および第２の集光レンズ、１０４は第１のランプ１０１ａおよび第２のランプ１０１ｂより照射された光を合成するための合成反射鏡、１０５は合成反射鏡１０４で合成された光を集光するための第３の集光レンズ、１０６は液晶パネル、１０７は液晶パネル１０６上に表示された映像を拡大投写するための投写レンズ、１０８はスクリーン、１１１ａ、１１１ｂは第１のランプ１０１ａおよび第２のランプ１０１ｂを点灯させるための第１および第２のランプ駆動部、１１３は映像信号を液晶パネル１０６に表示するための液晶パネル駆動部、１０は入力された映像信号を処理して一定の信号形式に変換するための映像信号処理部、２１は第１のランプ１０１ａ、第２のランプ１０１ｂの点灯状態を制御するランプ点灯制御回路、２２はランプ点灯制御回路からの制御信号に応じて映像信号を変調するための映像信号変調制御回路である。

図２は本実施例における映像信号変調の動作を説明するために、図１における映像信号処理部１０の構成を説明するためのブロック図である。

図２において、１１は映像信号のＤＣレベルを調整するためのブライトレベル調整回路、１２は映像信号のゲインを調整するためのコントラスト調整回路、１３はコントラスト調整回路１２の制御信号を映像信号変調制御回路２２からの制御信号で変調するための乗算器、２３はブライトレベル調整回路１１、コントラスト調整回路１２を制御するための画質制御回路である。ここで、ブライトレベル調整回路１１とコントラスト調整回路１２は一般的な映像信号処理部１０の主要構成回路であるので代表して記載したが、映像信号処理部１０にその他の信号処理回路が含まれていても構わないことは言うまでもない。

以上のように構成された投写型画像表示装置について図１から図２を用いてその動作を説明する。

２本のランプを交互に切り換えて点灯させる動作状態おいて、ランプが１本だけ点灯している通常状態では、映像信号を制御して行う画質調整は画質制御回路２３からの制御信号によって、ブライトレベル調整回路１１、コントラスト調整回路１２を制御して行われている。

点灯させるランプを切り換えるときに２本のランプが点灯する期間は、その期間を示す制御信号がランプ点灯制御回路２１で発生され、映像信号変調制御回路２２はランプ点灯制御回路２１からの制御信号によって映像信号のコントラストレベルを変調する変調信号を発生する。この変調信号を乗算器１３で画質制御回路２３からのコントラスト制御信号と乗算し、映像信号のコントラストレベルを変調することによって画面の明るさの変化を制御する。本実施例でコントラストレベルを変調するように構成したのは、画面の明るさだけを変調するためにはコントラストレベルを変調することが最適であったためであり、その他の調整を行って画面の明るさを制御するように構成しても構わない。

図３は本実施例における各部の動作を説明するための状態図である。

図３を用いて上記で説明した本実施例の投写型画像表示装置の動作について再度説明する。

ランプ点灯制御回路２１は、第１のランプ駆動部１１１ａと第２のランプ駆動部１１１ｂを制御して、第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂを交互に点灯させるように制御する。第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂを交互に点灯させる制御方法は図５に示した従来の方法と同一である。

第１のランプ１０１ａが点灯していて、第２のランプ１０１ｂに切り換える場合について図３で再度簡単に説明する。第２のランプ１０１ｂを時刻ｔ０で点灯させると、第２のランプ１０１ｂは時間ｔｏｎで十分な明るさまで明るくなっていく。第１のランプ１０１ａはｔｏｎより長い時間ｔが経過した時刻ｔ２で消灯させるので、第１のランプ１０１ａが暗くなるまでの時間ｔｏｆｆを含めた時刻ｔ０から時刻ｔ３迄の時間で、画面の明るさがランプが１本だけ点灯している通常状態より明るくなる。

図３において図３（ａ）が第１のランプ１０１ａの点灯状態を、図３（ｂ）が第２のランプ１０１ｂの点灯状態を、図３（ｃ）が両者を合成した明るさを示している。

第２のランプ１０１を点灯させてから第１のランプ１０１ａを消灯させるまでの時間Ｔはランプ点灯制御回路２１によって制御されている時間であり、図３（ｄ）のような時間Ｔを示す制御信号がランプ点灯制御回路２１から映像信号変調制御回路２２に出力される。

映像信号変調制御部２２は、第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂが同時に点灯していることを示す制御信号をランプ点灯制御回路２１から受け取ると、映像信号処理部１０に対して図３（ｅ）に示すような映像信号のコントラストを下げるようにする変調信号を出力する。この変調信号は、乗算器１３でもって画質制御回路２３からのコントラスト制御信号に掛け合わされてコントラスト調整回路１２に入力されるので、コントラスト制御信号が変調されている期間だけ映像信号のコントラストレベルは通常時より低くなる。

この期間の画面の明るさの変化を図３（ｆ）に示す。図３（ｆ）で実線で示した状態がコントラストを制御したときの画面の明るさの変化であり、破線で示した状態がコントラスト制御を行わなかったときの画面の明るさの変化である。図示したように第１のランプ１０１ａと第２のランプ１０１ｂが同時に点灯している期間においてコントラストを下げることで、ランプが同時に点灯することによる画面の明るさの変化を少なくすることができる。

コントラスト制御信号による変調方法について説明する。

コントラストを制御するレベルは、ランプが２本点灯した時の明るさがランプが１本だけ点灯したときと近い明るさになるようなレベルに調整する。調整レベルとしては、信号処理回路のγ特性や、光学系の効率を考慮して、ランプを１本点灯したときのコントラストレベルより５％から２５％程度低いレベルに調整している。この調整レベルは、上記した値に限られる訳でなくランプを２本点灯したときの画面の明るさが、ランプを１本点灯したときの画面の明るさと比較して違和感がないところに調整すれば良い。

ランプ点灯制御回路２１が時刻ｔ０で第２のランプ１０１ｂを点灯させると、同時にランプ点灯制御回路２１より図３（ｄ）に示した制御信号が発生される。映像信号変調制御回路２２はこの制御信号を受けると、コントラストレベルを上記した通常より５％から２５％程度低いレベルになるように乗算器１３に変調信号を出力する。変調信号は、点灯を開始した第２のランプ１０１ｂが明るくなる迄の時間を考慮して、第２のランプ１０１ｂを点灯させた時刻ｔ０から５秒から２５秒程度の時間で上記したコントラスト変調レベルに達するようにコントラストレベルを下げていく。この時間も上記した時間に限られるわけではなく、ランプが明るくなるまでの時間を考慮して最適な時間に調整される。

そして、ランプ点灯制御回路２１が時刻ｔ２で第１のランプ１０１ａを消灯させると、同時に図３（ｄ）に示した制御信号の状態が変化するので、映像信号変調制御回路２２は直ちにコントラストレベルの変調を中止し、通常のコントラストレベルに戻す。ここで、ランプ点灯時のように変調レベルを時間をかけてゆっくり変調する必要がないのは、消灯したランプが暗くなるまでの時間は、明るくなるまでの時間と比較するとほとんど瞬時に暗くなるので、変調レベルを時間管理しなくても画面の明るさ変化にそれほど違和感を感じることが少ないからである。もちろん、多少の時間管理を行っても構わない。

以上のように本実施例の形態によれば、複数本のランプを交互に点灯させて画面表示を行う投写型画像表示装置で、点灯ランプ切り換え時に複数本のランプが同時に点灯する期間において、映像信号をランプの明るさの変化に応じて変調することによって、複数本のランプが同時に点灯するため生じる表示画面の明るさの変化程度を少なくし、違和感を緩和させることができる。

なお、上記説明はランプを２本備えていて、これらを切り換えて点灯させる構成の投写型画像表示装置について説明したが、これに限られる訳でなく、２本以上のランプを備えた投写型画像表示装置においても点灯させるランプを切り換えるときに同様に制御することで同等の効果が得られることは明らかである。

本発明にかかる投写型画像表示装置は、透過型または反射型の表示素子に表示された画像を、複数本の光源を備え、それらを交互に点灯させて表示させる装置において、点灯ランプ切り換え時に生じる画面の明るさ変化を抑制して違和感を緩和することができるので、長時間使用する投写型画像表示装置等に有用である。

本発明の実施の形態における投写型画像表示装置の構成の一例を示した構成図 同実施の形態１における映像信号処理部の構成を示したブロック図 同実施の形態１における各処理部の動作を説明するための状態図 従来の投写型画像表示装置の構成の一例を示した構成図 従来の投写型画像表示装置の動作を説明するための状態図

符号の説明

１０ 映像信号処理部
１１ ブライトレベル調整回路
１２ コントラスト調整回路
１３ 乗算器
２１ ランプ点灯制御回路
２２ 映像信号変調制御回路
２３ 画質制御回路

Claims (2)

1. 映像信号に基づき駆動される表示素子に光を照射することによって得られる透過光または反射光によって当該映像信号の表す画像をスクリーン上に投写する画像表示装置であって、
   複数の光源と、
   前記複数の光源の点灯状態を独立に制御できる光源点灯制御手段と、
   入力映像信号を処理する映像信号処理手段を具備し、
   前記複数の光源のうち点灯させる光源を切り換える時に、同時に前記映像信号処理手段によって表示素子に入力する映像表示信号を変調することを特徴とする投写型画像表示装置。
2. 前記映像信号処理手段によって表示素子に入力する映像表示信号を変調する期間が、前記光源の２個以上が同時に点灯している期間を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項１記載の投写型画像表示装置。

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