JP2007292823A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置に関するものである。 The present invention relates to a projection apparatus including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light corresponding to a video signal.
従来、光変調素子を備えた投影装置として、映像信号に基づく映像をスクリーン等の投影対象に拡大表示させるプロジェクタがある。
プロジェクタに用いられる光変調素子としては、透過型や反射型の液晶ディバイス、ディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a projector that enlarges and displays a video based on a video signal on a projection target such as a screen as a projection apparatus including a light modulation element.
As light modulation elements used in projectors, there are transmissive and reflective liquid crystal devices and digital micromirror devices (DMD).
また、この種のプロジェクタにおいて、稼働中に映像信号の入力がない状態となったとき、つまり映像を何も投影していないときには、光源ランプの明るさを低下させることにより、省電力と静寂化を図る要にする技術が、例えば、下記特許文献1に記載されている。
しかしながら、上記技術においては、光源ランプの明るさを低下させる期間が、映像が何も投影されていない期間に過ぎない。そのため、それにより得られる省電力効果等が僅かに過ぎず、それが未だ満足が行くものではないという問題があった。 However, in the above technique, the period during which the brightness of the light source lamp is reduced is only the period during which no image is projected. For this reason, there is a problem that the power saving effect and the like obtained by the method are not so satisfactory.
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、高い省電力効果を得ることが可能となる投影装置、及び表示制御方法と、その実現に使用されるプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a projection apparatus and a display control method capable of obtaining a high power saving effect, and a program used for realizing the projection apparatus. And
前記課題を解決するため請求項1の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置において、前記映像信号から1画面内の最大輝度値を検出する検出手段と、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御する光源制御手段と、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる階調制御手段とを備えたものとした。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention of
かかる構成においては、映像信号における1画面内の最大輝度値が低くなると、それに応じて光源の光量が自動的に低下する。
同時に、光変調素子により表現可能な階調に対する映像信号が有する輝度領域の割当倍率が、光源の光量低下に伴う投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大し、投影光による映像の輝度が維持される。
したがって、映像を投影している期間中に光源の光量を自動的に低下させることにより光源の消費電力を抑えることができる。しかも、それによって投影映像のコントラストを低下させることがない。
In such a configuration, when the maximum luminance value in one screen in the video signal is lowered, the light amount of the light source is automatically reduced accordingly.
At the same time, the allocation magnification of the luminance area of the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element is increased to an allocation magnification that complements the decrease in the luminance of the projection light accompanying the decrease in the light amount of the light source, and the luminance of the image by the projection light is increased. Maintained.
Therefore, the power consumption of the light source can be suppressed by automatically reducing the light amount of the light source during the period when the image is projected. In addition, the contrast of the projected image is not reduced thereby.
また、請求項2の発明にあっては、前記検出手段により検出された最大輝度が、予め決められている複数の輝度レベル領域のうちのいずれの領域に属するか判断する判断手段をさらに備え、前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記判断手段により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御するものとした。 Further, in the invention of claim 2, there is further provided judging means for judging which of the plurality of predetermined brightness level areas the maximum brightness detected by the detecting means belongs, The light source control means controls the light quantity of the light source to a predetermined quantity of light corresponding to the luminance level region determined by the determination means.
また、請求項3の発明にあっては、前記光源制御手段は、前記光源への供給電力を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御するものとした。 According to a third aspect of the present invention, the light source control means controls the power supplied to the light source, whereby the light quantity of the light source is changed to the video signal at the maximum luminance value detected by the detection means. The amount of light is controlled to a proportion corresponding to the level position in the luminance region of the.
また、請求項4の発明にあっては、前記光源制御手段は、前記光源の一定時間内の点灯時間を制御することにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御するものとした。 In the invention of claim 4, the light source control means controls the lighting time of the light source within a predetermined time, whereby the light quantity of the light source is determined at the maximum luminance value detected by the detection means. The amount of light is controlled to a proportion corresponding to the level position in the luminance region of the video signal.
また、請求項5の発明にあっては、前記光変調素子は、画素単位でオンオフ駆動されることにより階調を表現する構成であり、前記光源制御手段は、前記光変調素子の駆動タイミングに同期して前記光源を点灯させることにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御するものとした。 According to a fifth aspect of the present invention, the light modulation element is configured to express gradation by being turned on and off in units of pixels, and the light source control means is configured to drive the light modulation element at a driving timing. By turning on the light source synchronously, the light amount of the light source is controlled to a light amount in proportion to the level position in the luminance region of the video signal at the maximum luminance value detected by the detection means; did.
また、請求項6の発明にあっては、前記検出手段は、前記映像信号から1画面内の最大輝度値をRGBの色成分毎に検出し、前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記検出手段により検出されたRGBの色成分毎の最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御し、前記階調制御手段は、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段によるRGBの色成分毎の光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させるものとした。 In the invention of claim 6, the detecting means detects a maximum luminance value in one screen from the video signal for each RGB color component, and the light source control means determines the light quantity of the light source, The light intensity is controlled to a proportion corresponding to the level position in the luminance region of the video signal at the maximum luminance value for each of the RGB color components detected by the detection means, and the gradation control means is controlled by the light modulation element. Increasing the allocated magnification of the luminance area of the video signal for the expressible gradation to an allocated magnification that complements the decrease in luminance of the projection light accompanying the light amount control of the light source for each RGB color component by the light source control means It was.
また、請求項7の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置における表示制御方法であって、前記映像信号から1画面内の最大輝度を検出する工程と、前記光源の光量を、検出した最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御すると同時に、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる工程とを含む方法とした。 The invention according to claim 7 is a display control method in a projection apparatus including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light in accordance with a video signal, and includes within one screen from the video signal. The light intensity of the light source can be expressed by the light modulation element at the same time that the light intensity of the light source is controlled to a light quantity in proportion to the level position in the luminance area of the video signal at the detected maximum brightness value. And increasing the assigned magnification of the luminance area of the video signal for a certain gradation to an assigned magnification that compensates for the decrease in the brightness of the projection light accompanying the light amount control of the light source by the light source control means.
かかる方法によれば、映像信号における1画面内の最大輝度値が低くなると、それに応じて光源の光量が自動的に低下する。
同時に、光変調素子により表現可能な階調に対する映像信号が有する輝度領域の割当倍率が、光源の光量低下に伴う投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大し、投影光による映像の輝度が維持される。
したがって、映像を投影している期間中に光源の光量を自動的に低下させることにより光源の消費電力を抑えることができる。しかも、それによって投影映像のコントラストを低下させることがない。
According to this method, when the maximum luminance value in one screen in the video signal is lowered, the light amount of the light source is automatically lowered accordingly.
At the same time, the allocation magnification of the luminance area of the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element is increased to an allocation magnification that complements the decrease in the luminance of the projection light accompanying the decrease in the light amount of the light source, and the luminance of the image by the projection light is increased. Maintained.
Therefore, the power consumption of the light source can be suppressed by automatically reducing the light amount of the light source during the period when the image is projected. In addition, the contrast of the projected image is not reduced thereby.
また、請求項8の発明にあっては、光源からの光を映像信号に応じた投影光に変調する光変調素子を備えた投影装置が有するコンピュータに、前記映像信号から1画面内の最大輝度を検出する処理と、前記光源の光量を、検出した最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御すると同時に、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる処理とを実行させるためのプログラムとした。 According to an eighth aspect of the present invention, a computer having a projection apparatus including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light according to a video signal has a maximum luminance within one screen from the video signal. And a gradation that can be expressed by the light modulation element at the same time as controlling the light amount of the light source to a light amount in proportion to the level position in the luminance region of the video signal at the detected maximum luminance value. And a process for increasing the assigned magnification of the luminance region of the video signal to an assigned magnification that complements the reduction in the brightness of the projection light accompanying the light amount control of the light source by the light source control means.
以上のように本発明によれば、映像を投影している期間中に光源の光量を自動的に低下させることにより光源の消費電力を抑えることができ、しかも、それによって投影映像のコントラストを低下させることがない。よって、投影映像の質を維持しながら高い省電力効果を得ることができる。 As described above, according to the present invention, the power consumption of the light source can be suppressed by automatically reducing the light amount of the light source during the period when the image is projected, and the contrast of the projected image is thereby reduced. I will not let you. Therefore, a high power saving effect can be obtained while maintaining the quality of the projected image.
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明に係るプロジェクタの概略構成を示したブロック図であり、以下の構成を備えている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a projector according to the present invention, which has the following configuration.
すなわち本実施の形態のプロジェクタは、映像入力端子1から入力した各種のアナログの映像信号(例えばアナログRGB信号やビデオ信号)をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ2を備えている。本実施の形態においてA/Dコンバータ2の量子化ビット数は10ビットであり、ここで変換された映像データは階調変換部3、及び輝度抽出部4へそれぞれ出力される。
That is, the projector according to the present embodiment includes an A / D converter 2 that converts various analog video signals (for example, analog RGB signals and video signals) input from the
輝度抽出部4は、A/Dコンバータ2から出力された10ビットの映像データから輝度成分を抽出し、フレーム毎に1画面分すなわち全画素分の輝度情報をCPU5へ逐次出力する。 The luminance extraction unit 4 extracts luminance components from the 10-bit video data output from the A / D converter 2, and sequentially outputs luminance information for one screen, that is, all pixels, to the CPU 5 for each frame.
階調変換部3は、A/Dコンバータ2から出力された10ビットの映像データを、後述する投影ディバイス8で表現可能な階調数に応じた8ビットの映像データに変換する、つまりビット数を削減することにより、1024階調の映像データを256階調の映像データに変換し、変換後の映像データをイメージプロセッサ3へ出力する。 The gradation converting unit 3 converts the 10-bit video data output from the A / D converter 2 into 8-bit video data corresponding to the number of gradations that can be expressed by the projection device 8 described later, that is, the number of bits. , The 1024 gradation video data is converted to 256 gradation video data, and the converted video data is output to the image processor 3.
また、階調変換部3は、上記の階調変換を行うときの動作モードとして1倍モードと2倍モードと4倍モードの3つの階調変換モードを有しており、CPU5からフレーム毎に送られる指令に従い所定の階調変換モードによって階調変換を行う。
ここで、1倍モードは、入力した10ビットの映像データから上位側8ビットのデータを抽出するモードであり、2倍モードは、入力した10ビットの映像データから最上位ビットと最下位ビットとを除く中位8ビットのデータを抽出するモードであり、4倍モードは、入力した10ビットの映像データから下位側8ビットのデータを抽出するモードである。
Further, the gradation conversion unit 3 has three gradation conversion modes of 1 × mode, 2 × mode, and 4 × mode as operation modes when performing the above-described gradation conversion, and the CPU 5 receives each frame from the frame. The gradation conversion is performed in a predetermined gradation conversion mode in accordance with the command sent.
Here, the 1 × mode is a mode in which the upper 8 bits of data are extracted from the input 10-bit video data, and the 2 × mode is the most significant bit and the least significant bit from the input 10-bit video data. The quadruple mode is a mode for extracting lower 8-bit data from input 10-bit video data.
図2は、階調変換部3における各々の階調変換モードによる入力輝度と出力輝度との関係をそれぞれ示した図であって、同図(a)が1倍モードでの変化、同図(b)が2倍モードでの変化、同図(c)が4倍モードでの変化である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the input luminance and the output luminance in each gradation conversion mode in the gradation converting unit 3. FIG. 2A shows the change in the 1 × mode. b) shows the change in the 2 × mode, and FIG. 5C shows the change in the 4 × mode.
図示したように、各々の階調変換モードにおいては、8ビットデータを抽出するビット範囲がそれぞれ異なることにより、入力輝度が最低輝度値1から最大輝度値256まで変化すると、出力輝度が以下のよう変化する。
As shown in the figure, in each gradation conversion mode, when the input luminance changes from the
すなわち2倍モード(b)では入力輝度値が128レベル上がる毎に出力輝度値が1から256まで変化し、4倍モード(c)では入力輝度値が64レベル上がる毎に出力輝度値が1から256まで変化する。 That is, in the double mode (b), the output luminance value changes from 1 to 256 every time the input luminance value increases by 128 levels, and in the quadruple mode (c), the output luminance value increases from 1 every time the input luminance value increases by 64 levels. It changes up to 256.
なお、図示しないが出力輝度値の実際の変化は、1倍モード(a)では入力輝度値が4レベル増える毎に1レベル増える階段状の変化となり、2倍モード(b)では入力輝度値が2レベル増える毎に1レベル増える階段状の変化となる。 Although not shown, the actual change in the output luminance value is a step-like change that increases by one level every time the input luminance value increases by four levels in the 1 × mode (a), and the input luminance value in the 2 × mode (b) changes. Every time 2 levels increase, it becomes a step-like change that increases 1 level.
前記イメージプロセッサ6は、上述したいずれかの階調変換モードによって階調変換された8ビットの映像データを、一定のフレームレートで図示しないフレームメモリに1画面毎に取り込み、CPU5の指示に応じて、取り込んだ映像(画像)データに対する拡大・縮小・台形歪み補正等の変形処理や色合い調整等の画像処理を行い、処理後の映像信号を投影処理LSI7へ順次出力する。 The image processor 6 fetches 8-bit video data that has undergone gradation conversion in any of the gradation conversion modes described above into a frame memory (not shown) at a constant frame rate for each screen, and in accordance with an instruction from the CPU 5. Then, deformation processing such as enlargement / reduction, trapezoidal distortion correction, and image processing such as hue adjustment are performed on the captured video (image) data, and the processed video signal is sequentially output to the projection processing LSI 7.
そして、前記投影処理LSI7は、8ビットの映像信号に含まれる画素毎の階調情報に基づく駆動信号を生成し、その駆動信号により所定のフレームレートで投影ディバイス8を駆動する。 The projection processing LSI 7 generates a drive signal based on the gradation information for each pixel included in the 8-bit video signal, and drives the projection device 8 at a predetermined frame rate by the drive signal.
前記投影ディバイス8はDMDや透過型液晶、反射型液晶等の光変調素子であり、投影処理LSI7は投影ディバイス8に応じた所定の駆動信号を生成して投影ディバイス8を駆動する。 The projection device 8 is a light modulation element such as DMD, transmissive liquid crystal, or reflective liquid crystal, and the projection processing LSI 7 generates a predetermined drive signal corresponding to the projection device 8 to drive the projection device 8.
投影ディバイス8は前記駆動信号によって駆動されることにより、光源9からの一定光量の光ビームを、例えば画素毎の反射角度を変化させたり、画素毎の透過率を変化させたりすることにより変調する。 The projection device 8 is driven by the drive signal to modulate the light beam having a constant light amount from the light source 9 by changing the reflection angle for each pixel or changing the transmittance for each pixel, for example. .
そして、変調された光ビームが投影光学系10により拡散され、投影光として任意のスクリーン上に照射されることによって、入力した映像信号に基づく映像がスクリーン上に投影表示される。
Then, the modulated light beam is diffused by the projection
また、前記光源9は発光量の調整が可能で、かつ十分な応答性を有するものであり、例えばLED等であり、その光量(明るさ)を光量調整部11によって調整される。
The light source 9 is capable of adjusting the light emission amount and has sufficient responsiveness. For example, the light source 9 is an LED or the like, and its light amount (brightness) is adjusted by the light
光量調整部11は、図示しない電源部から光源9へ供給する電力を変化させることにより、光源9の光量をCPU5の指示に応じた割合の光量に調整する。なお、本実施の形態では後述するように100%、50%、25%の3段階に調整する。
The light
CPU5は、前述したように階調変換部3やイメージプロセッサ6、光量調整部11の動作を制御するとともに、プログラムメモリ12に記憶されている制御プログラムに従いプロジェクタ全体を制御する。なお、制御プログラムにはCPU5を本発明の検出手段、光源制御手段、階調制御手段、判断手段として機能させるプログラムが含まれている。
As described above, the CPU 5 controls the operations of the gradation converting unit 3, the image processor 6, and the light
図3は、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときCPU5が実行する本発明に係る処理を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a process according to the present invention that is executed by the CPU 5 when the projector displays an image based on an arbitrary image signal on the screen.
すなわちCPU5は、輝度抽出部4からフレーム毎に1画面分の輝度情報が入力する毎に、それらのうちの最大輝度を検出する(ステップS1)。 That is, every time the luminance information for one screen is input from the luminance extraction unit 4 for each frame, the CPU 5 detects the maximum luminance among them (step S1).
次に、検出した最大輝度が、予め決められている輝度レベル領域(輝度範囲)のうちのいずれの領域に属するかを確認する(ステップS2)。すなわち本実施の形態においては輝度レベル領域として、輝度範囲が「1〜64」の低輝度レベル領域と、輝度範囲が「65〜128」の中輝度レベル領域と、輝度範囲が「129〜256」の高輝度レベル領域の3つの輝度レベル領域に分けられており、ステップS2では、検出した最大輝度がそれらの輝度レベル領域のいずれに属するのか確認する。 Next, it is confirmed whether the detected maximum luminance belongs to a predetermined luminance level region (luminance range) (step S2). That is, in the present embodiment, as the luminance level region, a low luminance level region with a luminance range of “1 to 64”, a middle luminance level region with a luminance range of “65 to 128”, and a luminance range of “129 to 256”. Are divided into three luminance level regions, and in step S2, it is confirmed to which of the luminance level regions the detected maximum luminance belongs.
そして、確認した輝度レベル領域が高輝度レベル領域であって、例えば入力映像に非常に明るい部分が存在しているときには、前記光量調整部11に光源9の光量を100%に調整させ、かつ前記階調変換部3に1倍モードによる階調変換を行わせる(ステップS3)。
Then, when the confirmed luminance level region is a high luminance level region, for example, when there is a very bright part in the input image, the light
これにより、通常の輝度を有する映像、つまりに入力した映像内に絶対輝度値が最大(輝度値256)である部分が存在するときには、その部分が投影ディバイス8において表現可能な最大輝度(輝度値256)となる映像が表示される。 As a result, when there is a portion having the maximum absolute luminance value (luminance value 256) in the video having normal luminance, that is, the input video, the maximum luminance (luminance value) that can be expressed by the projection device 8. 256) is displayed.
また、ステップS2で確認した輝度レベル領域が中輝度レベル領域であって、例えば入力映像に特別明るい部分が存在していないときには、前記光量調整部11に光量を50%(1/2)に調整(低下)させ、かつ前記階調変換部3に2倍モードによる階調変換を行わせる(ステップS4)。
Further, when the luminance level region confirmed in step S2 is a medium luminance level region and, for example, there is no extra bright portion in the input video, the light
係る処理により、まず光源9の消費電力を抑える。同時に、投影ディバイス8による表現階調に対する、映像信号におけるその時点のフレームの1画面に存在する全ての輝度が含まれる輝度領域(以下、有効輝度領域という)である輝度値1〜128の輝度領域の階調の割当倍率(以下、階調割当倍率という)を、1倍モードによる階調変換が行われる通常の2倍(1〜256)、つまり光源9の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源9の光量の低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完する。これにより光源9の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。 By such processing, power consumption of the light source 9 is first suppressed. At the same time, a luminance region having a luminance value of 1 to 128, which is a luminance region (hereinafter, referred to as an effective luminance region) including all luminances existing in one screen of a frame at that time in the video signal with respect to the gradation expressed by the projection device 8 The gradation allocation magnification (hereinafter referred to as gradation allocation magnification) is twice the normal (1 to 256) gradation conversion in the 1 × mode, that is, the reciprocal of the light amount reduction rate of the light source 9. By doing so, the amount of decrease in the luminance of the projected video accompanying the decrease in the light amount of the light source 9 is complemented. Thereby, the same brightness as that in the case where the light amount of the light source 9 is not reduced is ensured in the projected image.
なお、1倍モード(通常)のときと2倍モードのときの階調割当倍率の違いは、図2(a)及び同図(b)に示した入力輝度に対する出力輝度の変化の傾き角度の違いに相当する。 Note that the difference in gradation allocation magnification between the 1 × mode (normal) and the 2 × mode is the inclination angle of the change in output luminance with respect to the input luminance shown in FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b). It corresponds to the difference.
さらに、ステップS2で確認した輝度レベル領域が低輝度レベル領域であって、例えば入力映像が明るい部分全く存在せず全体的にも暗い映像であるときには、前記光量調整部11に光源9の光量を25%(1/4)に調整(低減)させ、かつ前記階調変換部3に4倍モードによる階調変換を行わせる(ステップS5)。
Furthermore, when the luminance level region confirmed in step S2 is a low luminance level region and, for example, the input image is a dark image as a whole without any bright part, the light
係る処理により、先の場合と同様にまず光源9の消費電力を抑える。同時に、投影ディバイス8による表現階調に対する、映像信号における有効輝度領域である輝度値1〜64の輝度領域の階調割当倍率を、1倍モードによる階調変換が行われる通常の4倍(1〜256)、つまり光源9の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源9の光量低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完する。これにより光源9の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。
With this processing, the power consumption of the light source 9 is first suppressed as in the previous case. At the same time, the gradation allocation magnification of the luminance region of
以後、上述した処理がフレーム毎に繰り返されることにより、入力映像信号の1画面内の最大輝度(Y)の変化に応じて、供給電力の制御による光源9の光量(明るさ)、及び投影ディバイス8による表現階調に対する映像信号の階調の割当倍率が自動的に変化する。 Thereafter, the above-described processing is repeated for each frame, so that the amount of light (brightness) of the light source 9 by controlling the supply power and the projection device according to the change in the maximum luminance (Y) within one screen of the input video signal. The assigned magnification of the gradation of the video signal with respect to the expression gradation of 8 automatically changes.
図4は、その一例を示した図である。なお、同図は、便宜上、入力映像信号の最大輝度(Y)を、それが最大輝度値256であるときを100%として示したものであり、50%が輝度値128に相当し、25%が輝度値64に相当する。
FIG. 4 is a diagram showing an example thereof. For the sake of convenience, this figure shows the maximum luminance (Y) of the input video signal as 100% when the maximum luminance value is 256, 50% corresponds to the
したがって、本実施の形態にプロジェクタにおいては、映像を投影している期間中においても、光源9の光量を自動的に低下させることによって光源9の消費電力を抑えることができる。しかも、それによって投影映像のコントラストを低下させることがない。これにより、投影映像の質を維持しながら高い省電力効果を得ることができる。 Therefore, in the projector according to the present embodiment, the power consumption of the light source 9 can be suppressed by automatically reducing the light amount of the light source 9 even during the period when the image is projected. In addition, the contrast of the projected image is not reduced thereby. Thereby, a high power saving effect can be obtained while maintaining the quality of the projected image.
しかも、前述した光源9の光量及び階調割当倍率の制御が、フレーム毎に、その時の1画面内の最大輝度値に従い自動的に行われるため、ユーザにあっては特定の動作モードを設定する必要がなく、使い勝手もよい。 In addition, since the above-described control of the light amount of the light source 9 and the gradation allocation magnification is automatically performed for each frame according to the maximum luminance value in one screen at that time, a specific operation mode is set for the user. There is no need and it is easy to use.
なお、本実施の形態においては、光源9の光量及び階調割当倍率を、入力映像信号の1画面内の最大輝度値が属する輝度レベル領域に応じて3段階に制御するものについて説明したが、それを4段階以上の複数段階に制御するようにしてもよいし、さらには、上記最大輝度値の変化に応じてリニアに制御するようにしてもよい。
その場合、階調割当倍率の制御については、例えば前記階調変換部3に前述した方法とは異なる任意の方法、例えば入力した映像信号の輝度成分を、フレーム毎の1画面内の最大輝度に応じた増幅率で増幅させるといった方法による階調変換動作を行わせればよい。
In the present embodiment, the light intensity of the light source 9 and the gradation allocation magnification are controlled in three stages according to the luminance level region to which the maximum luminance value in one screen of the input video signal belongs. It may be controlled in a plurality of stages of four or more stages, or may be controlled linearly according to the change in the maximum luminance value.
In that case, for the control of the gradation allocation magnification, for example, an arbitrary method different from the method described above for the gradation converting unit 3, for example, the luminance component of the input video signal is set to the maximum luminance within one screen for each frame. The gradation conversion operation may be performed by a method of performing amplification at a corresponding amplification factor.
また、階調変換部3を、投影に先立つ種々の画像処理を行うイメージプロセッサ6の前段に設けたものについて説明したが、階調変換部3はイメージプロセッサ3の後段に設けてもよい。 Further, although the description has been given of the gradation converter 3 provided in the preceding stage of the image processor 6 that performs various image processing prior to projection, the gradation converting part 3 may be provided in the subsequent stage of the image processor 3.
また、入力映像信号の1画面内の最大輝度値の検出、光源9の光量及び階調割当倍率の制御を行うための構成は前述したものに限定されるものではなく任意であり、本実施の形態とは異なり、それらをハードウェアのみにより行う構成や、ソフトウェア(CPU5)のみにより行う構成としてもよい。 In addition, the configuration for detecting the maximum luminance value in one screen of the input video signal, and controlling the light amount of the light source 9 and the gradation allocation magnification is not limited to the above-described configuration, and is arbitrary. Unlike a form, it is good also as a structure which performs only those with hardware, or a structure performed only with software (CPU5).
また、本実施の形態では、入力する映像信号が動画像の信号である場合に対応可能とするため、光源9が、光量制御に際して十分な応答性を有するLED等であることを前提としたが、光源9はハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等とすることもできる。 In the present embodiment, it is assumed that the light source 9 is an LED or the like having sufficient responsiveness in controlling the amount of light in order to cope with the case where the input video signal is a moving image signal. The light source 9 can be a halogen lamp, a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like.
その場合であっても、入力する映像信号が静止画像の信号である場合においては前述した効果を得ることができる。また、その場合には、光量を低下させたとき、それと共に上記ランプの放熱用の冷却ファンの回転数を下げることにより、消費電力をより効果的に削減することができる。特に明るい部分全く存在せず全体的にも暗い映像である静止画像を投影している間については、その効果が大きい。 Even in such a case, the effects described above can be obtained when the input video signal is a still image signal. In that case, when the light quantity is reduced, the power consumption can be more effectively reduced by reducing the rotational speed of the cooling fan for heat radiation of the lamp. In particular, the effect is great when a still image that is a dark video as a whole is not projected at all.
また、以上においては、便宜上、投影光が単色光である構成を前提として本実施の形態を説明したが、前述したプロジェクタをカラー映像(画像)の投影が可能な構成であっても、前述した効果を得ることができる。
その場合におけるカラー表現方式については、単板式や3板式のいずれであってもよく、また単板式の場合、色面順次方式(フィールドシーケンシャルカラー方式)等の任意の方式を採用することができる。
Further, in the above, for convenience, the present embodiment has been described on the assumption that the projection light is monochromatic light. However, the above-described projector may be configured to project a color video (image). An effect can be obtained.
In this case, the color expression method may be either a single plate type or a three plate type, and in the case of a single plate type, an arbitrary method such as a color plane sequential method (field sequential color method) can be adopted.
(実施形態2)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図1に示した構成において、前記光量調整部11が第1の実施の形態と異なり、光源9をデューティ駆動によって点灯させるとともに、そのデューティ比つまり単位時間内の点灯率をCPU5の指示に応じて100%、50%、25%の3段階に変化させるものである。なお、これ以外については第1の実施の形態と同様である。ただし、使用可能な光源9としては、デューティ比の変化により光量が調整可能で、かつ優れた応答性を有するLED等の発光素子である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the light
図5は、本実施の形態のプロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときの動作を示した図4に対応する図である。 FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 4 illustrating the operation when the projector according to the present embodiment displays a video based on an arbitrary video signal on the screen.
したがって、本実施の形態においても、光源9の光量、及び映像信号の階調割当倍率を、入力映像信号の1画面内の最大輝度値が属する輝度レベル領域に応じて3段階に制御することにより、スクリーン上の投影映像のコントラストを低下させることなく、映像を投影している期間中であっても光源9の消費電力を抑えることができ、投影映像の質を維持しながら省電力化を図ることができる。 Therefore, also in the present embodiment, the light amount of the light source 9 and the gradation allocation magnification of the video signal are controlled in three steps according to the luminance level region to which the maximum luminance value in one screen of the input video signal belongs. The power consumption of the light source 9 can be suppressed even during the image projection period without reducing the contrast of the projection image on the screen, and the power can be saved while maintaining the quality of the projection image. be able to.
しかも、前述した光源9の光量及び階調割当倍率の制御が、フレーム毎に、その時の1画面内の最大輝度値に従い自動的に行われるため、ユーザにあっては特定の動作モードを設定する必要がなく、使い勝手もよい。 In addition, since the above-described control of the light amount of the light source 9 and the gradation allocation magnification is automatically performed for each frame according to the maximum luminance value in one screen at that time, a specific operation mode is set for the user. There is no need and it is easy to use.
また、光源9の光量をデューティ比の変化により調整するものであるため、光源9として、供給電力により制御可能な光量の制御幅が狭いものを用いる場合であって、光量の制御幅を広げることができる。
In addition, since the light amount of the light source 9 is adjusted by changing the duty ratio, the light source 9 having a narrow control range of the light amount that can be controlled by the supplied power is used, and the control range of the light amount is increased. Can do.
(実施形態3)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記投影ディバイス8としてDMDを用いる場合に関するものである。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment relates to the case where a DMD is used as the projection device 8 in the projector described in the second embodiment.
その場合には、前記光量調整部11が光源9をデューティ駆動するとき、その駆動(発光)タイミングをDMDの駆動タイミングに同期させることにより、DMDのマイクロミラーがオン状態にあるオン動作期間内に光源9を点灯させる。図6は、その一例を示した図である。係る実施の形態においても、第1及び第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In that case, when the light
なお、各画素がオンオフ駆動されるとともに単位時間内にオン動作状態に駆動される比率によって階調を表現するものであれば、DMDに限らず他の光変調素子を前記投影ディバイス8として用いる場合についても、本実施の形態と同様、光源9の駆動タイミングを光変調素子の駆動タイミングと同期させればよい。
In the case where each pixel is driven on / off and the gradation is expressed by the ratio of being driven to the on operation state within a unit time, not only the DMD but also another light modulation element is used as the projection device 8. As with the present embodiment, the driving timing of the light source 9 may be synchronized with the driving timing of the light modulation element.
(実施形態4)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記光源9を、光量の調整可能でかつ優れた応答性を有するLED等の発光素子を用いRGBの色成分別に設けることにより、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現を可能とする場合に関するものである。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the projector described in the first embodiment, the light source 9 is provided for each RGB color component using light emitting elements such as LEDs that can adjust the light amount and have excellent responsiveness. The present invention relates to a case where a single plate type and color plane sequential color expression is possible.
その場合は、前記階調変換部3を、入力した映像データをRGBの色成分毎に階調変換するものとし、また光量調整部11を、RGB各色の発光素子を1フレーム内に決められた順で時分割発光させ、その際の発光量を供給電力の調整により色別に3段階に調整するものとして、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときには、CPU5に図3の処理と同様の処理を色成分毎に行わせる。
In this case, the gradation conversion unit 3 performs gradation conversion on the input video data for each RGB color component, and the light
すなわち、まずフレーム毎に前記イメージプロセッサ3からRGB毎の輝度情報を取得させ、RGB毎に1画面内での最大輝度値が、高、中、低のいずれの輝度レベル領域に属するのかを確認させる。そして、各色の発光素子の発光量として、RGB毎の輝度レベル領域に応じた割合の光量を設定させ、かつ階調変換部3におけるRGB毎の階調変換モードを所定のモードに設定させる。なお、RGBのそれぞれについて各輝度レベル領域に対応する光量、及び階調変換モードの制御内容についても第1の実施の形態と同様とする。 That is, first, the luminance information for each RGB is acquired from the image processor 3 for each frame, and it is confirmed whether the maximum luminance value in one screen belongs to the high, medium, or low luminance level region for each RGB. . Then, as a light emission amount of each color light emitting element, a light amount in a proportion corresponding to a luminance level region for each RGB is set, and a gradation conversion mode for each RGB in the gradation conversion unit 3 is set to a predetermined mode. Note that the amount of light corresponding to each luminance level region and the control content of the gradation conversion mode for each of RGB are the same as in the first embodiment.
それにより、図7に示したように、入力映像信号の1画面内の最大輝度(Y)の変化に応じて、1フレーム内でのRGBの各表示期間におけるRGB毎の光量(明るさ)、及び投影ディバイス8による表現階調に対する映像信号のRGB毎の階調の割当倍率を自動的に変化させる。 Accordingly, as shown in FIG. 7, in accordance with the change in the maximum luminance (Y) within one screen of the input video signal, the light amount (brightness) for each RGB in each RGB display period within one frame, And the assigned magnification of the gradation for each RGB of the video signal with respect to the expression gradation by the projection device 8 is automatically changed.
つまり暗い映像等を投影するときには、光源9(発光素子)の光量をRGB毎に所定の割合に低下させると同時に、映像信号のRGB毎の階調の割当倍率を、RGB毎の光量の低下率の逆数倍とすることにより、光源9の光量低下に伴う投影映像の輝度の低下分を補完して、光源9の光量を低下させない場合と同様の輝度を投影映像に確保する。 That is, when projecting a dark image or the like, the light amount of the light source 9 (light emitting element) is reduced to a predetermined ratio for each RGB, and at the same time, the assigned magnification of the gradation for each RGB of the video signal is set to the light amount reduction rate for each RGB. By compensating for the amount of decrease in the luminance of the projection image due to the decrease in the amount of light from the light source 9, the same luminance as in the case where the amount of light from the light source 9 is not decreased is ensured in the projection image.
これにより、単板式でかつ色面順次方式によりカラー表現を可能とする場合においても、第1〜第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 As a result, even when the color representation is possible by the single plate type and the color plane sequential method, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained.
なお、ここでは、本発明をRGBの色成分毎に光源を有する構成のものに適用する場合を説明したが、これに限らず、本発明は一般的な単板式のプロジェクタ、つまり図1に示した構成において、前記投影ディバイス8と前記投影光学系9との間にRGBの三色のカラーフィルタを備えたカラーホイールが設けられるとともに、それを回転するためのモータや駆動回路が付加された構成のプロジェクタにも採用することができる。
Here, the case where the present invention is applied to a configuration having a light source for each of RGB color components has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is shown in FIG. In this configuration, a color wheel including three color filters of RGB is provided between the projection device 8 and the projection optical system 9, and a motor and a drive circuit for rotating the color wheel are added. It can also be used in other projectors.
(実施形態5)
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第2の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、第4の実施の形態と同様、前記光源9をRGBの色成分別のLED等の発光素子により構成し、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現を可能とする場合に関するものである。
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, in the projector described in the second embodiment, as in the fourth embodiment, the light source 9 is composed of light emitting elements such as LEDs for RGB color components, and is a single plate type. The present invention relates to a case where color expression by a color plane sequential method is possible.
その場合は、前記階調変換部3を、入力した映像データをRGBの色成分毎に階調変換するものとし、光量調整部11を、RGB各色の発光素子を1フレーム内に決められた順で時分割発光させ、その際の発光量をデューティ比(単位時間内の点灯率)の調整により色別に3段階に調整するものとする。
In this case, the gradation conversion unit 3 performs gradation conversion on the input video data for each RGB color component, and the light
そして、プロジェクタが任意の映像信号に基づく映像をスクリーンに表示しているときには、先に第4の実施の形態で説明した処理と同様の処理を行わせ、それにより、図8に示したように、入力映像信号の1画面内の最大輝度(Y)の変化に応じて、1フレーム内でのRGBの各表示期間におけるRGB毎の光量(明るさ)、及び投影ディバイス8による表現階調に対する映像信号のRGB毎の階調の割当倍率を自動的に変化させる。 When the projector displays a video based on an arbitrary video signal on the screen, the same processing as that described in the fourth embodiment is performed, and as shown in FIG. In accordance with the change in the maximum luminance (Y) in one screen of the input video signal, the light quantity (brightness) for each RGB in each RGB display period in one frame, and the video for the expression gradation by the projection device 8 The assigned magnification of gradation for each RGB of the signal is automatically changed.
したがって、係る実施の形態においても、単板式でかつ色面順次方式によるカラー表現が可能な構成において、第1〜第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Therefore, also in this embodiment, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained in a configuration that is a single plate type and that can perform color expression by the color plane sequential method.
なお、ここでは、本発明をRGBの色成分毎に光源を有する構成のものに適用する場合を説明したが、これに限らず、本発明は一般的な単板式のプロジェクタにも採用することができる。
Here, the case where the present invention is applied to a configuration having a light source for each of the RGB color components has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a general single-plate projector. it can.
(実施形態6)
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第5の実施の形態で説明したプロジェクタにおいて、前記投影ディバイス8としてDMDを用いる場合に関するものである。
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. This embodiment relates to a case where DMD is used as the projection device 8 in the projector described in the fifth embodiment.
その場合には、前記光量調整部11がRGBの色成分毎に発光素子をデューティ駆動するとき、各々の駆動(発光)タイミングをDMDの駆動タイミングに同期させることにより、DMDのマイクロミラーがオン状態にあるオン動作期間内に各色成分の発光素子を点灯させる。図9は、その一例を示した図である。係る実施の形態においても、第4及び第5の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
In that case, when the light
なお、各画素がオンオフ駆動されるとともに単位時間内にオン動作状態に駆動される比率によって階調を表現するものであれば、DMDに限らず他の光変調素子を前記投影ディバイス8として用いる場合についても、本実施の形態と同様、RGBの色成分毎に発光素子の駆動タイミングを光変調素子の駆動タイミングと同期させればよい。 In the case where each pixel is driven on / off and the gradation is expressed by the ratio of being driven to the on operation state within a unit time, not only the DMD but also another light modulation element is used as the projection device 8. Similarly to the present embodiment, the driving timing of the light emitting element may be synchronized with the driving timing of the light modulation element for each of the RGB color components.
1 映像入力端子
2 A/Dコンバータ
3 階調変換部
4 輝度抽出部
5 CPU
6 イメージプロセッサ
7 投影処理LSI
8 投影ディバイス
9 光源
10 投影光学系
11 光量調整部
12 プログラムメモリ
1 Video Input Terminal 2 A / D Converter 3 Gradation Conversion Unit 4 Luminance Extraction Unit 5 CPU
6 Image processor 7 Projection processing LSI
8 Projection device 9
Claims (8)
前記映像信号から1画面内の最大輝度値を検出する検出手段と、
前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御する光源制御手段と、
前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる階調制御手段と
を備えたことを特徴とする投影装置。 In a projection apparatus including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light corresponding to a video signal,
Detecting means for detecting a maximum luminance value in one screen from the video signal;
A light source control means for controlling the light quantity of the light source to a ratio of the light quantity according to the level position in the luminance region of the video signal at the maximum luminance value detected by the detection means;
A gradation that increases the assigned magnification of the luminance region of the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element to an assigned magnification that complements the decrease in brightness of the projection light accompanying the light amount control of the light source by the light source control means. And a control unit.
前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記判断手段により判断された輝度レベル領域に対応して予め決められている割合の光量に制御する
ことを特徴とする請求項1記載の投影装置。 A judgment means for judging which of the plurality of predetermined brightness level areas the maximum brightness detected by the detection means belongs to;
The projection apparatus according to claim 1, wherein the light source control unit controls the light amount of the light source to a predetermined amount of light corresponding to the luminance level region determined by the determination unit.
前記光源制御手段は、前記光変調素子の駆動タイミングに同期して前記光源を点灯させることにより、前記光源の光量を、前記検出手段により検出された最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御する
ことを特徴とする請求項4記載の投影装置。 The light modulation element is configured to express gradation by being turned on and off in units of pixels,
The light source control means turns on the light source in synchronization with the drive timing of the light modulation element, whereby the light quantity of the light source is a luminance region included in the video signal at the maximum luminance value detected by the detection means. The projection apparatus according to claim 4, wherein the amount of light is controlled to a proportion corresponding to the level position.
前記光源制御手段は、前記光源の光量を、前記検出手段により検出されたRGBの色成分毎の最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御し、
前記階調制御手段は、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段によるRGBの色成分毎の光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる
ことを特徴とする請求項1乃至5いずれか記載の投影装置。 The detecting means detects the maximum luminance value in one screen from the video signal for each RGB color component,
The light source control unit controls the light amount of the light source to a light amount of a proportion corresponding to a level position in a luminance region of the video signal at the maximum luminance value for each RGB color component detected by the detection unit,
The gradation control means determines the assigned magnification of the luminance area of the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element, and the projection light accompanying the light amount control of the light source for each RGB color component by the light source control means. The projection apparatus according to claim 1, wherein the allocation ratio is increased to compensate for a decrease in luminance.
前記映像信号から1画面内の最大輝度を検出する工程と、
前記光源の光量を、検出した最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御すると同時に、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる工程と
を含むことを特徴とする表示制御方法。 A display control method in a projection apparatus including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light according to a video signal,
Detecting a maximum luminance within one screen from the video signal;
At the same time as controlling the light quantity of the light source to a light quantity in proportion to the level position in the luminance area of the video signal at the detected maximum luminance value, the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element has And a step of increasing the assigned magnification of the brightness area to an assigned magnification that compensates for a decrease in brightness of the projection light accompanying the light amount control of the light source by the light source control means.
前記映像信号から1画面内の最大輝度を検出する処理と、
前記光源の光量を、検出した最大輝度値における前記映像信号が有する輝度領域でのレベル位置に応じた割合の光量に制御すると同時に、前記光変調素子により表現可能な階調に対する前記映像信号が有する輝度領域の割当倍率を、前記光源制御手段による光源の光量制御に伴う前記投影光の輝度低下を補完する割当倍率に増大させる処理と
を実行させるためのプログラム。
A computer having a projection device including a light modulation element that modulates light from a light source into projection light according to a video signal,
A process for detecting the maximum luminance within one screen from the video signal;
At the same time as controlling the light quantity of the light source to a light quantity in proportion to the level position in the luminance area of the video signal at the detected maximum luminance value, the video signal for the gradation that can be expressed by the light modulation element has And a process for increasing the assigned magnification of the luminance region to an assigned magnification that complements the reduction in brightness of the projection light accompanying the light amount control of the light source by the light source control means.
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