JP2012042708A - 制御装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子機器としての投射型表示装置1000は、映像信号の解析を行う映像信号解析部211と、映像信号解析部211による解析結果に基づいて、光源としてのランプユニット1101の調光制御値を含む調光制御信号を生成する調光制御信号生成部212と、上記調光制御値と映像信号の補正量との関係が記憶された記憶部215と、映像信号の補正量に基づいた映像補正信号を生成する映像補正信号生成部214と、映像補正信号によって、映像信号を補正して光変調手段の液晶装置100に出力する映像信号補正部231と、映像信号補正部231により補正された映像信号の出力タイミングを調光制御信号の出力タイミングよりも遅らせる映像信号遅延部としての調光制御信号処理部213と、を有する制御装置200を備えている。
【選択図】図5
Description
このような液晶表示装置においては、調光手段を用いて光源の輝度を制御するという技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、調光手段として開口を有する遮光板が例示されている。遮光板を移動または回転させることで遮光板を通過する光量を調整している。
また、例えば映像信号に応じて調光手段を制御し、映像信号に適した輝度を実現するように構成される投射型液晶表示装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。該投射型液晶表示装置では、映像信号の1画面当たりの平均輝度、最大輝度、最小輝度などを検出する輝度検出回路と、調光手段として光源輝度変調回路とを有し、光源輝度変調回路は、輝度検出回路により検出された輝度情報に応じて光源の電源電圧を上げたり下げたりして光源の輝度を制御している。
さらに特許文献3には、調光制御信号がホワイトバランス情報を含み、ホワイトバランス情報から撮影時の光源色を示す撮影時光源色情報を得た後、当該撮影時光源色情報を打ち消して、基準の色情報を示す基準点色情報に補正する補正光源情報を算出し、当該補正光源情報を基に、再生する画像信号と同期して調光素子の光量を制御することが開示されている。
この構成によれば、光源の輝度を変化させることに起因する光の色調変化が段階的に生じた場合にも、これに対応させて調光制御値を変化させた映像補正用制御信号を映像補正信号生成部に送出できる。つまり、上記光の色調変化により適合させた状態で補正された映像信号を光変調手段に入力させて、高品質な映像を表示させることができる。
この構成によれば、0以上1以下の間の係数を光源から発せられる光の色調における時間的な変化に対応させて設定すれば、段階的な光の色調変化に対応させた適正なタイミングで補正された映像信号を送出することができる。
この構成によれば、統計処理部によって少なくとも2つ以上の調光制御値を統計処理することにより、統計処理された映像補正用制御信号を映像補正信号生成部に送出するまでに時間を要する。したがって、結果的に補正された映像信号の出力タイミングを調光制御信号の出力タイミングに比べて、少なくとも統計処理を行った時間分遅らせることができる。
光源の輝度を変化させることによる光の色調変化は、光源の種類などによってもその変化の遅れ方が異なることがある。この構成によれば、光源ごとの光の色調変化の遅れに対応させて複数の記憶部のうちから所定の数を選択すればよい。したがって、光源の種類などに対した柔軟な調光制御を実現できる。
この構成によれば、調光制御信号生成部により生成された調光制御信号における調光制御値がねらいに対してばらついていたとしても、平均値を用いることにより適正化を図ることができる。
この構成によれば、調光制御信号生成部により生成された調光制御信号における調光制御値がねらいに対してばらついていたとしても、中央値を用いることにより適正化を図ることができる。
この構成によれば、調光制御信号生成部により生成された調光制御信号における調光制御値が異常値を含む場合でも、異常値が含まれる最大値と最小値とを除くので、調光制御値の適正な平均値または中央値を提供できる。すなわち、映像補正信号生成部により適正な状態に補正された映像信号を生成可能となる。
この構成によれば、補正された映像信号が1フレームごとに適正なタイミングで出力される。
この構成によれば、映像を色ずれやちらつきなどが少ない高品位な状態で表示可能な電子機器を提供できる。
この構成によれば、フルカラーの映像を色ずれやちらつきなどが少ない高品位な状態で表示可能な電子機器を提供できる。
この構成によれば、異なる発光色の光ごとの輝度変化に対応させて、補正された映像信号をそれぞれの光変調手段に入力可能となり、より優れた表示品位を実現できる。
図1は電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図、図2(a)は光変調手段としての液晶装置の構成を示す概略正面図、同図(b)は同図(a)のF−F’線で切った概略断面図、図3は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
素子基板10は、例えば透明な石英基板あるいは不透明なシリコン基板を用いることができる。サイズは対向基板20よりも大きく、対向基板20の1辺部側に突出した端子部10aを有する。
対向基板20は、透明な例えば石英基板を用いることができる。両基板は、シール40を介して接合され、その隙間に正または負の誘電異方性を有する液晶が封入されて液晶層50を構成している。具体的には、一対の基板のいずれか一方に額縁状にシール40を配置した後に、シール40が配置された方の基板を下方にして両基板を減圧雰囲気下に対向配置する。そして、シール40の内側に所定量の液晶を滴下した後に、両基板を重ね合わせて接合するODF(One Drop Fill)方式によって液晶が封入されている。なお、液晶を封入する方法はODFに限るものではなく、シール40に注入口を設けて液晶を注入した後に、該注入口を封止する方式であってもかまわない。
周辺回路のうちデータ線駆動回路101と走査線駆動回路102とにそれぞれ電気的に接続された配線105aが端子部10aに配列した複数の外部接続用端子104にそれぞれ接続している。また、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105bが該端子部10aと対向する他の1辺部に沿って検査回路103との間に設けられている。
また、素子基板10に設けられる少なくとも上記周辺回路と平面的に重なるように額縁状に形成されている。これにより、周辺回路へ侵入する光を遮断して、周辺回路における光誤動作を防いでいる。さらには、不必要な光が画素領域Eに入射することを防いでいる。
データ線6aはデータ線駆動回路101(図2参照)に接続されており、データ線駆動回路101から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは走査線駆動回路102(図2参照)に接続されており、走査線駆動回路102から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを各画素Pに供給する。データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路102は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と共通電極23との間に形成される液晶容量と並列に保持容量16が接続されている。保持容量16は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。
本実施形態における投射型表示装置1000においては、上記色光ごとの映像信号を解析して、光源としてのランプユニット1101の輝度を上げたり下げたりする調光制御が行われている。具体的には、ランプユニット1101に供給される電力(W)を上げたり下げたりすることで輝度(明るさ)を制御している。
このような時間軸上の光の色調変化における遅れ(図4では例えばΔtとして示した)は、本実施形態のように光源であるランプユニット1101に与える電力(W)を制御して、直接的に輝度を制御する場合に顕著である。例えば、特許文献1(特開2003−186111号公報)に示されたように、光源には一定の電力を供給して一定の輝度で発光させ、遮光板などの機械的な調光手段によって射出された発光の光量を制御する方法などに比べて顕著であり、光の色調変化の輝度変化に対する時間的な遅れΔtが映像の「色ずれ」や「ちらつき」となって認識されるおそれがある。
図5は実施例1の制御装置を含む投射型表示装置の電気的な構成を示すブロック図、図6は調光制御とホワイトバランスとの関係を示すCIExy色度図、図7は調光制御値と映像信号の補正量との関係を示す表、図8は調光制御値のばらつきを示すグラフである。
そしてWの色特性XW、YW、ZWと、Rの色特性XR、YR、ZRと、Gの色特性XG、YG、ZGと、Bの色特性XB、YB、ZBとの関係は、係数a及びbを用いて、以下の数式(2)から(4)で表すことができる。
YW=aYR+YG+bYB ・・・(3)
ZW=aZR+ZG+bZB ・・・(4)
ここで、以下の数式(5)及び(6)で表される係数x及びyを考える。
y=Y/(X+Y+Z) ・・・(6)
そして、この係数x及びyの値が初期値から変わらないような係数a及びbを計算する。このときのaがR用補正係数、1がG用補正係数、bがB用補正係数となる。尚、aまたはbの値が“1”を超える場合は、大きい方の値で他の2つの係数を割ったものが補正係数となる。例えば、a>b且つa>1の場合、R用補正係数はa/a=1、G用補正係数は1/a、B用補正係数はb/aとなる。
本実施形態における制御装置200の調光制御信号処理部213は、上述した調光制御値のばらつきを考慮して構成されている。
図10は、制御装置の制御動作を示すフローチャートである。図10に示すように、本実施形態における制御装置200の制御動作すなわち調光制御方法は、映像信号解析工程(ステップS1)と、調光制御信号生成工程(ステップS2)と、調光制御工程(ステップS3)と、統計処理工程(ステップS4)と、映像補正信号生成工程(ステップS5)と、映像補正工程(ステップS6)とを備えている。ステップS2において調光制御信号が生成されると、ステップS3とステップS4〜ステップS6とは並行して処理が進行する。
したがって、調光制御信号処理部213において、記憶部は、4つに限定されることはなく、光の色調変化の遅れΔtを考慮した数の記憶部を設けておくことがよい。あるいは、複数の記憶部を設けておき、光の色調変化の遅れΔtによって選択される記憶部の数を異ならせてもよい。このようにすれば、光源の仕様の変化にも柔軟に対応可能な制御装置200を構成することができる。
なお、複数の記憶部を設ける場合、調光制御値のデジタル処理を考慮すると、記憶部の数は偶数であることが望ましい。そして、ステップS5へ進む。
図11は、実施例2の制御装置における調光制御信号処理部の電気的な構成を示すブロック図、図12は実施例2の調光制御値の算出方法の一例を示すグラフである。
また、光変調手段は液晶装置100を用いたものに限定されず、DMD(Digital Micromirror Device)を用いた場合にも、制御装置200による調光制御を適用できる。
さらには、光変調手段は、色光ごとに設けることに限定されず、1つの光変調手段に対して異なるタイミングで少なくとも赤(R)、緑(G)、青(B)の色光が入射するように構成してもよい。
Claims (12)
- 光変調手段に対して入力される映像信号と、光源から前記光変調手段に入射される光の輝度とを制御する制御装置であって、
前記映像信号の解析を行う映像信号解析部と、
前記映像信号解析部による解析結果に基づいて、前記光源の輝度を制御するための調光制御値を含む調光制御信号を生成する調光制御信号生成部と、
前記調光制御値と前記映像信号の補正量との関係が記憶された記憶部と、
前記映像信号の補正量に基づいた映像補正信号を生成する映像補正信号生成部と、
前記映像補正信号によって、前記映像信号を補正する映像信号補正部と、
前記映像信号補正部から出力される補正された前記映像信号の出力タイミングを前記調光制御信号の出力タイミングよりも遅らせる映像信号遅延部と、を備えたことを特徴とする制御装置。 - 前記映像信号遅延部は、前記調光制御信号生成部と前記映像補正信号生成部との間にあって、時間軸上で段階的に前記調光制御値を変化させた映像補正用制御信号を前記映像補正信号生成部に送出することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記映像信号遅延部は、目標の調光制御値と時間軸上における直前の調光制御値との差分を演算する第1演算部と、
前記差分に0以上1以下の間の係数を乗じて得られた演算値に前記直前の調光制御値を加えて時間軸上の現在の調光制御値を算出する第2演算部と、
前記現在の調光制御値が記憶される記憶部と、を備え、
前記第1演算部は、前記現在の調光制御値が前記目標の調光制御値となるまで時間軸上において演算を繰り返すことを特徴とする請求項2に記載の制御装置。 - 前記映像信号遅延部は、前記調光制御信号生成部から出力された前記調光制御信号を記憶する少なくとも1つの記憶部と、
前記調光制御信号における少なくとも2つ以上の前記調光制御値を統計処理する統計処理部と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記統計処理部は、複数の前記記憶部の中から所定の数の前記記憶部を選択し、選択された前記記憶部に記憶された前記調光制御信号の前記調光制御値を統計処理することを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
- 前記統計処理部は、複数の前記調光制御信号における前記調光制御値の平均値を算出することを特徴とする請求項4または5に記載の制御装置。
- 前記統計処理部は、複数の前記調光制御信号における前記調光制御値の中央値を算出することを特徴とする請求項4または5に記載の制御装置。
- 前記統計処理部は、複数の前記調光制御信号における前記調光制御値の最大値と最小値とを除いた平均値または中央値を算出することを特徴とする請求項6または7に記載の制御装置。
- 前記記憶部は、前記映像信号における1フレームごとの前記調光制御値を記憶することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項に記載の制御装置。
- 光変調手段と、
前記光変調手段に光を入射させる光源と、
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えたことを特徴とする電子機器。 - 前記光源は、少なくとも赤色、緑色、青色の3色の色光を分離して発光させ、
前記光変調手段は、前記色光を変調することを特徴とする請求項10に記載の電子機器。 - 前記光源は、少なくとも赤色、緑色、青色の3色の色光を分離して発光させ、
前記光変調手段は、前記色光ごとに対応して設けられていることを特徴とする請求項10に記載の電子機器。
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