JP2006003615A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】白セグメントによる白成分の強調効果を活用しながら、着色部が投影像において黒ずんで見えるのを防止する。
【解決手段】光源とデジタルマイクロミラーデバイスパネルと白セグメントを含むカラーホイルとを利用して色毎の映像光を時分割で投射する光学エンジンと、前記デジタルマイクロミラーデバイスパネルに対してR,G,B信号を出力するパネル駆動装置とを有した表示装置において、輝度補正回路１０２が輝度信号成分に対して、輝度成分のレベルに応じた非線形変換処理を施し、色補正回路１０３が２つの色差信号成分に対して、彩度を上げる非線形変換処理を施すようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）方式のカラープロジェクタに用いて有効な映像表示装置に関する。

ＤＬＰ方式のカラープロジェクタでは、白色光源からの光がカラーホイルのＢ（青），Ｇ（緑），Ｒ（赤）のセグメントを介してデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）パネルに照射される。ＤＭＤパネルは、時分割で与えられるＢ，Ｇ，ＲセグメントからのＢ，Ｇ，Ｒ光に同期してＢ，Ｇ，Ｒの光学像を多数のマイクロミラーの反射により形成して出力する。Ｂ，Ｇ，Ｒの光学像は、投射レンズにより拡大されてスクリーンに投影される。
特開２００１−１８８１９６号公報 特開２０００−２３１０７９号公報

ところで、カラープロジェクタでは像の明るさを向上させるために、カラーホイルに、Ｂ，Ｇ，Ｒセグメントに加えて、さらに白（Ｗ）セグメントを有するものも考えられている。すると、ＤＭＤパネルに照射される光としては、Ｂ光，Ｇ光，Ｒ光、Ｗ光が時分割で与えられることになる。Ｗ光のときは、白の像がＤＭＤよりミラー反射される。

このように白セグメントを利用して輝度を向上させた場合、色の薄い高輝度の部分の輝度は光学的に向上し、像が明るくなる。しかし、例えば、白を背景として、着色した被写体があるようなシーンの投影像においては、人間の目の性質から、着色された被写体の色が背景の白色と対比して認識されるために、逆に着色部が黒ずんで見える（感じられる）という不具合が生じる。白色の視覚的な影響で、色の鮮やかさが逆に失われて感じられる場合がある。

そこで、この発明は上記の事情に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、白セグメントによる白成分の強調効果を活用しながら、着色部が投影像において黒ずんで見えるのを防止することができる表示装置を提供することにある。

この発明は上記の目的を達成するために、光源と、白セグメントを含む複数の色セグメントを有したカラーホイルと、デジタルマイクロミラーデバイスパネルとを用いて、白及び色毎の映像光を時分割で投射する光学エンジンと、前記デジタルマイクロミラーデバイスパネルに対してそのマイクロミラーを駆動するのに適したＲ,Ｇ,Ｂ信号を出力するパネル駆動装置と、入力映像信号を構成する輝度信号成分に対して、輝度成分のレベルに応じて高い輝度側を抑圧する非線形変換処理を施す輝度補正回路と、前記入力映像信号を構成する２つの色差信号成分に対して、彩度を上げる非線形変換処理を施す色補正回路と、前記輝度補正回路及び色補正回路の出力をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換して前記パネル駆動装置に与える変換回路とを備える。

上記の非線形変換処理により、輝度の高い部分が抑えられ、逆に色成分は彩度を上げるために鮮やかになり、白成分を強調するプロジェクタであっても、着色部が黒ずんで見えることがない。

以下この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用されたプロジェクタの概略構成を示している。入力部１１には、アナログのＢ，Ｇ，Ｒ信号が入力され、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３に導かれる。一方、入力部１２には、ビデオ信号が導入され、ビデオデコーダ１４に導かれる。

Ａ／Ｄ変換器１３は、デジタル化したＧ，Ｂ，Ｒ信号を本発明の特徴部である色補正及び輝度補正装置１００の逆マトリックス変換回路１０１に出力する。逆マトリックス変換回路１０１は、デジタルのＧ，Ｂ，Ｒ信号を輝度（Ｙ）信号と、デジタルの色差信号（Ｃｂ／Ｃｒ信号）（以下Ｃ信号と称してもよい）に変換する。

Ｙ信号は、輝度補正回路１０２に導かれ、Ｃ信号は、色補正回路１０３に導かれる。また先のビデオデコーダ１４もデジタルのＹ信号、Ｃ信号を得ることができ、ここからのＹ信号、Ｃ信号も輝度補正回路１０２、色補正回路１０３にそれぞれ導くことができる。なお輝度補正回路１０２、色補正回路１０３は、いずれか一方の系統のＹ信号、Ｃ信号を導入するものであり、図示していないが、入力部にセレクタが設けられている。

輝度補正回路１０２は、輝度に応じてＹ信号を非線形変換して出力する。つまり、入力映像信号を構成する輝度信号成分に対して、輝度成分のレベルに応じて高い輝度側が抑えられるような非線形変換処理を施すのである。この場合、輝度信号成分の白ピークを抑える非線形処理を行う。また、輝度信号成分の中間調を明るくする非線形処理を行う。

一方、色補正回路１０３は、入力映像信号を構成する２つの色差信号成分に対して、彩度を上げる非線形変換処理を施すのである。つまり、色補正回路１０３は、高輝度領域に属する２つの色差信号成分に対して、彩度を上げる非線形処理を行う。

図２には、上記の非線形処理の入力出力特性を示している。横軸が入力であり、縦軸が出力である。この図では、Ｙ信号とＣ信号の両方を同時に示している。リニアな特性ラインＡ１（点線）は、非線形変換が行われない場合である。特性ラインＡ２（実線）はＹ信号に対する変換特性である。また特性ラインＡ３（一点鎖線）は、Ｃ信号に対する変換特性である。Ｙ信号に対しては、輝度信号成分の白ピークを抑え、中間調を明るくする非線形特性が適用される。Ｃ信号に対しては、高輝度領域に属する成分に対して、彩度を上げる非線形特性が適用される。

図１に戻って、上記の補正が行われた補正後Ｙ信号と補正後Ｃ信号とは、マトリックス変換回路１０４に入力されて、Ｇ，Ｂ，Ｒ信号となり，スケーラー２２に入力される。このスケーラー２２とその後段のＤＭＤ制御回路２３は、ＤＭＤパネルを駆動するパネル駆動装置を構成している。

スケーラー２２は、ＤＭＤパネル２０３の解像度（画素数）に対応したＧ，Ｂ、Ｒ画素信号を得るためのもので、入力したＧ，Ｂ，Ｒ信号の解像度と、ＤＭＤパネルの解像度との整合を取っている。つまり入力したＧ，Ｂ，Ｒ信号の画素数を調整してＤＭＤパネルの複数のマイクロミラー（複数の画素）に適応するようにしている。

スケーラー２２から出力されたＧ，Ｂ、Ｒ画素信号は、ＤＭＤ制御回路２３に入力される。ＤＭＤ制御回路２３は、Ｇ，Ｂ、Ｒ画素信号からＷ（白）画素信号を生成する。そして、入力されたＧ，Ｂ、Ｒ画素信号、及びＷ画素信号とを、光学エンジン２４を構成しているＤＭＤパネル２０３に時分割で与える。

ＤＭＤ制御回路２３は、Ｇ，Ｂ、Ｒ画素信号からＷ（白）画素信号を生成するとしたが、単純に白セグメントに対応する信号として全画面一定のＷ画素信号を生成してもよい。

光学エンジン２４は、ＤＭＤパネル２３、光源２０１、ホワイトセグメント付きカラーホイル２０２、レンズ２０４等で構成されている。

図３には、光学エンジン２４の原理的な図を示している。光源２０１から出力された光は、カラーホイル２０２を透過して、ＤＭＤパネル２０３のマイクロミラーアレイ面に照射される。カラーホイル２０２は、Ｂ，Ｇ，Ｒ、Ｗのセグメントを有する。ＤＭＤ２０３は、Ｇ，Ｂ、Ｒ画素信号、及びＷ画素信号に応じてマイクロミラー画素の反射方向が時分割で切換られ、入射光をレンズ２０４方向へ着色映像光として反射する。カラーホイル２０２は、ＤＭＤパネル２０３がＧ，Ｂ、Ｒ画素信号及びＷ画素信号に対応して駆動されるのに同期して、Ｂ，Ｇ，Ｒ、ＷセグメントがＤＭＤパネル２０３に時分割で対向するように駆動されている。カラーホイル２０２の回転軸には、同期回転するモータ（図示せず）が取り付けられている。図１に戻って、上記のレンズ２０４から出射された拡大カラー像は、スクリーン２０５に投影される。

図４には、輝度補正回路１０２と色補正回路１０３とを更に詳しく示している。Ｙ信号は、輝度演算部４１と、レベル検出器４２に入力される。レベル検出器４２は、Ｙ信号が図２で示した横軸の方向のどの位置にあるかを検出している。このレベル検出器４２の検出情報は、輝度補正データメモリ４３に与えられる。輝度補正データメモリ４３は、レベルに応じてＹ信号を補正するための係数を出力し、輝度演算部４１に与える。

ここで、Ｙ信号に対して係数が乗算及び又は加減算され、輝度補正回路１０２からは、図２の特性ラインＡ２に従った出力を得ることができる。またレベル検出器４２の検出情報は、色補正回路１０３の色補正データメモリ４４にも与えられている。色補正データメモリ４４は、やはり輝度レベルに応じてＣ信号を補正するための係数を出力し、色演算部４５に与える。これにより、色補正回路１０３からは、図２の特性ラインＡ３に従った出力を得ることができる。

上記の説明では、色補正及び輝度補正装置１００は、ハードウエアで構成されるかのように説明した。しかし本発明の趣旨はハードウエア構成に限定されるものではなく、ソフトウエアに基づいて、色補正及び輝度補正装置１００内の各ブロックがデータ処理機能として実現されてもよい。つまりデジタルプロセッサによる処理であっても可能である。

さらに上記の実施例に限定されるものではなく、補正データを微調整する手段を付加してもよい。あるいは、この手段の代わりに、レベル検出器４２の検出感度を調整する手段を設けてもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明が適用されたプロジェクタの一実施の形態を示す構成説明図。 図１の輝度補正回路及び色補正回路の入出力特性を説明するために示す図。 図１の光学エンジンの基本的な構成例を示す説明図。 図１の輝度補正回路及び色補正回路の内部を具体化して示す図。

符号の説明

１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…ビデオデコーダ、２２…スケーラー、２３…ＤＭＤ制御回路、２４…光学エンジン、１００…色補正及び輝度補正装置、１０１…逆マトリックス変換回路、１０２…輝度補正回路、１０３…色補正回路、１０４…マトリックス回路。

Claims (5)

1. 光源と、白セグメントを含む複数の色セグメントを有したカラーホイルと、デジタルマイクロミラーデバイスパネルとを用いて、白及び色毎の映像光を時分割で投射する光学エンジンと、
   前記デジタルマイクロミラーデバイスパネルに対してそのマイクロミラーを駆動するのに適したＲ,Ｇ,Ｂ信号を出力するパネル駆動装置と、
   入力映像信号を構成する輝度信号成分に対して、輝度成分のレベルに応じて高い輝度側を抑圧する非線形変換処理を施す輝度補正回路と、
   前記入力映像信号を構成する２つの色差信号成分に対して、彩度を上げる非線形変換処理を施す色補正回路と、
   前記輝度補正回路及び色補正回路の出力をＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換して前記パネル駆動装置に与える変換回路と
   を具備したことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記輝度補正回路は、輝度信号成分の白ピークを抑える前記非線形処理を行うことを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。
3. 前記輝度補正回路は、さらに輝度信号成分の中間調を明るくする前記非線形処理を行うことを特徴とする請求項２記載の映像表示装置。
4. 前記色補正回路は、高輝度領域に属する２つの色差信号成分に対して、前記彩度を上げる前記非線形処理を行うことを特徴とする請求項２記載の映像表示装置。
5. 前記輝度補正回路は、入力輝度信号のレベルを検出するレベル検出器と、このレベル検出器の検出情報に基づいて係数を出力する輝度補正データメモリと、前記係数と前記入力輝度信号との演算処理を行う輝度演算部とを有し、
   前記色補正回路は、前記検出情報に基づいて係数を出力する色補正データメモリと、このメモリの出力される係数と入力色信号との演算処理を行う色演算部とを有することを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。

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