JP2015126334A - 画像表示装置、および画像表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、画像表示装置の第1の実施形態として、光源から射出された光を画像情報(画像信号)に基づいて変調し、この変調された光を外部のスクリーン等に投写して画像を表示するプロジェクターについて、図面を参照して説明する。本実施形態では、2つの光変調装置の位置ずれ情報は、手動で入力するものとする。
図1に示すように、プロジェクター1は、光源装置11、フライアイレンズ(均一照明手段)12a,12b、偏光変換装置13、ダイクロイックミラー(色分離手段)14a,14b、反射ミラー15a,15b,15c、第2の光変調装置としての調光用液晶ライトバルブ17R2,17G2,17B2、第1の光変調装置としての表示用液晶ライトバルブ17R1,17G1,17B1,クロスダイクロイックプリズム18、投写レンズ(投写手段)19等を備えている。
調光機能を持たない従来のプロジェクターの場合、入力された画像情報(映像信号)は適当な補正処理を経て、そのまま液晶駆動部(液晶パネルドライバー)に供給される。しかし、本実施形態のように調光機能を有するプロジェクターの場合、画像情報に基づいて各色光強度を制御する必要がある。
図2に示すように、プロジェクター1は、表示部としての画像投写部10、制御部20、操作受付部21、画像情報入力部31、画像処理部32、ライトバルブ制御部40等を備えている。
図3は、調光用液晶ライトバルブ17R2および表示用液晶ライトバルブ17R1の配置を表す斜視図である。
図4は、調光用液晶ライトバルブ17R2および表示用液晶ライトバルブ17R1の正面図であり、(a)は、調光用液晶ライトバルブ17R2の正面図であり、(b)は、表示用液晶ライトバルブ17R1の正面図である。
図5は、調光用液晶ライトバルブ17R2と表示用液晶ライトバルブ17R1との配置関係に、位置ずれがある状態を表す斜視図である。
図6は、調光用液晶ライトバルブ17R2と表示用液晶ライトバルブ17R1との配置関係に、位置ずれがある状態の正面図であり、(a)は、調光用液晶ライトバルブ17R2の正面図であり、(b)は、表示用液晶ライトバルブ17R1の正面図である。
図7に示すように、照明範囲SAの各表示画素には、照明強度Sが記載されている。照明強度Sは、中心に近いほど高く、周辺になるほど低い値となる。この照明強度Sは、調光用液晶ライトバルブ17R2と表示用液晶ライトバルブ17R1の配置関係によって定まるものであり、製品開発時に予め測定を行い、照明範囲SAと共に照明分布記憶部41に記憶される。ここで、各表示画素の照明強度Sは、「0」以上で「1」以下の値で表現される。
0≦In_P1(i,j)≦1 , (i,j)∈SA(m,n)… (1)
F(m,n)=max(In_P1(i,j)) … (2)
A(m,n)=F(m,n) … (3)
L(i,j) = ΣA(m,n)×S(i,j,m,n) … (4)
ここで、0≦L(i,j)≦1とする。また、m,n∈SB(i,j)とする。
SB(i,j)は、注目表示画素(i,j)を照明する調光画素(m,n)の集合であり、このSB(i,j)に含まれる全ての調光画素(m,n)についてのΣ(シグマ)を算出する。本実施形態においては、(m,n)は、注目表示画素(i,j)=(6,11)を照明する、抽出された4つの調光画素P2(2,3),P2(3,3),P2(2,4),P2(3,4)を表す。
Out_P1(i,j) = In_P1(i,j)/L(i,j) … (5)
ここで、0≦Out_P1(i,j)≦1とする。
図8は、プロジェクター1のライトバルブ制御部40が行う処理のフローチャートである。
(1)プロジェクター1は、表示画素を有する表示用液晶ライトバルブ17R1,17G1,17B1と、調光画素を有する調光用液晶ライトバルブ17R2,17G2,17B2とを備える。プロジェクター1は、調光画素を通過した光が照明する表示用液晶ライトバルブ上の照明範囲を位置ずれ情報に基づいてずらし、ずらした照明範囲に対応する表示画素に応じた第1の画像情報の画素値の最大値を、調光用液晶ライトバルブの当該調光画素の画素値(即ち、調光量(調光情報))A(m,n)として調光を行う。これにより、各調光画素からの照明光の位置ずれに基づいた照明範囲に対応する表示画素に応じた第1の画像情報の画素値に基づいて、調光用液晶ライトバルブの各調光画素は、好適な調光を行うことが可能になる。例えば、第1の画像情報に明るい画素が存在する場合には、その明るさを再現するように調光を行うため、有益である。
以下、第2の実施形態として、調光用液晶ライトバルブと表示用液晶ライトバルブとの位置ずれを検出可能なプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
図9に示すように、プロジェクター2の構成は、撮像検出部50以外は、第1の実施形態のプロジェクター1(図2参照)と同様である。よって、撮像検出部50以外の説明は省略する。ここで、第1の実施形態と同一の構成部については、同一の符号を使用する。
図10は、第2の実施形態に係るプロジェクター2の位置ずれ情報の検出処理のフローチャートである。当該位置ずれ情報の検出処理は、プロジェクター2に備わる操作受付部21によって、所定の指示操作がなされた際に実行する。なお、位置ずれ情報の検出処理が実行されるタイミングは、これに限定するものではない。例えば、プロジェクター2の起動時等に行ってもよい。
調光用液晶ライトバルブのP2(2,3)に対応する表示用液晶ライトバルブの画素(A1,B1,C1,D1)に囲まれる領域を点灯し、撮像画像の座標上の重心(WX_CAM_A(2,3),WY_CAM_A(2,3))を算出する(調光用液晶ライトバルブは、全画素白表示とする)。
調光用液晶ライトバルブのP2(2,3)を点灯し、撮像画像の座標上の重心(WX_CAM_P(2,3),WY_CAM_P(2,3))を算出する(表示用液晶ライトバルブは、全画素白表示とする)。
位置ずれ情報(Dx,Dy)の算出を、以下の式(6),(7)で説明する。
ここで、{(WX_CAM_A(2,4)−WX_CAM_A(2,3))/(領域A1B1C1D1の横画素数)}は、プロジェクター2の1画素分に相当するカメラ画素数(X方向)である。
ここで、{(WY_CAM_A(3,3)−WY_CAM_A(2,3))/(領域A1B1C1D1の縦画素数)}は、プロジェクター2の1画素分に相当するカメラ画素数(Y方向)である。
全調光画素に対してずれ計測をする場合、キャリブレーションにおいて、右端と下端の調光画素には右隣と下隣の領域が存在しない。その場合には、左隣と上隣の領域を用いる。
(1)プロジェクター2の撮像検出部50および制御部20は、撮像部51が撮像した撮像画像に基づいて、位置ずれ情報を算出する。ずれ情報取得部45は、位置検出部53から位置ずれ情報を取得する。これにより、プロジェクター2は、撮像部51を用いて位置ずれ情報を検出することが可能になり、調光用液晶ライトバルブと表示用液晶ライトバルブとに位置ずれが生じた場合にも、正確な階調を再現することが可能になるため有益である。
図11は、LEDアレイの斜視図である。図11に示すように、LEDアレイ60は、発光部(LED)L1がマトリクス状に複数配置されて形成されている。このようなLEDアレイ60を、プロジェクター1の調光用液晶ライトバルブ17R2,17G2,17B2の代わりに設置した構成としてもよい。また、画像表示装置がFPD(Flat Panel Display)等である場合には、FPDの液晶パネル等の背面側に、このようなLEDアレイ60を照明部として設置した構成としてもよい。この場合は、LEDアレイ60に含まれる複数の発光部L1のそれぞれが調光要素に相当する。
また、プロジェクター1,2は、図示しない通信部を備えて、プロジェクター1,2の外部機器から照明範囲SAおよび照明強度Sの情報を受信して、制御部20を介して、照明分布記憶部41を書き換えてもよい。
Claims (9)
- 複数の表示画素を有し、入力される第1の画像情報に基づいて光を変調する第1の光変調装置と、
複数の調光要素を有し、調光された光を前記第1の光変調装置へ射出する照明部と、
前記調光要素から射出された光が、前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明範囲を記憶する照明分布記憶部と、
前記照明分布記憶部に記憶された前記照明範囲の表示画素に対応する前記第1の画像情報の特徴量に基づいて、前記照明部の前記調光要素を制御するための調光情報を決定する調光情報決定部と、
前記第1の光変調装置と前記照明部との位置ずれ情報を取得するずれ情報取得部と、
を備え、
前記調光情報決定部は、前記照明部の各調光要素から射出された光が前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明範囲を、前記ずれ情報取得部が取得した前記位置ずれ情報に基づいて修正し、修正された照明範囲の表示画素に対応する前記第1の画像情報の特徴量に基づいて、前記調光情報を決定することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記照明分布記憶部は、前記調光要素から射出された光が、前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明強度の分布情報をさらに記憶し、
前記照明部の前記調光情報と、前記照明強度の分布情報と、前記位置ずれ情報とに基づいて、前記第1の光変調装置の前記表示画素毎に到達する光の照明値を算出する照明値算出部と、
前記照明値算出部によって算出された前記表示画素毎に到達する前記照明値と前記第1の画像情報とに基づいて、前記第1の光変調装置に設定するための第2の画像情報を生成する画像情報生成部と、
をさらに備えることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置であって、
前記画像情報生成部において、前記第1の画像情報の画素値を前記照明値で除した値を前記第2の画像情報の画素値とすることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記調光情報決定部における前記第1の画像情報の前記特徴量は、前記照明範囲を前記位置ずれ情報に基づいて修正された照明範囲における前記第1の画像情報の画素値の最大値とすることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記画像表示装置に対する操作入力を受け付ける操作受付部をさらに有し、
前記操作受付部は、前記位置ずれ情報の入力を受け付け、
前記ずれ情報取得部は、前記操作受付部によって入力された前記位置ずれ情報を取得することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像表示装置であって、
前記画像表示装置が表示した画像を含む範囲を撮像して撮像画像データを生成する撮像部と、
前記撮像部が撮像した前記撮像画像データに基づいて、前記位置ずれ情報を検出する検出部と、
をさらに有し、
前記ずれ情報取得部は、前記検出部から前記位置ずれ情報を取得することを特徴とする画像表示装置。 - 請求項6に記載の画像表示装置であって、
前記検出部は、
前記撮像画像データと表示画像との位置関係を対応付けるキャリブレーション部と、
前記照明部の前記調光要素を順次点灯させて、前記表示画像において各調光要素の重心に対応する位置を特定する重心特定部と、
前記重心特定部によって算出された前記各調光要素の重心に基づき、前記位置ずれ情報を算出する位置ずれ算出部と、
を有することを特徴とする画像表示装置。 - 複数の表示画素を有し、入力される第1の画像情報に基づいて光を変調する第1の光変調装置と、複数の調光要素を有し、調光された光を前記第1の光変調装置へ射出する照明部と、前記調光要素から射出された光が、前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明範囲を記憶する照明分布記憶部と、を有する画像表示装置の制御方法であって、
前記照明分布記憶部に記憶された前記照明範囲の表示画素に対応する前記第1の画像情報の特徴量に基づいて、前記照明部の前記調光要素を制御するための調光情報を決定する調光情報決定ステップと、
前記第1の光変調装置と前記照明部との位置ずれ情報を取得するずれ情報取得ステップと、
を備え、
前記調光情報決定ステップは、前記照明部の各調光要素から射出された光が前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明範囲を、前記ずれ情報取得部が取得した前記位置ずれ情報に基づいて修正し、修正された照明範囲の表示画素に対応する前記第1の画像情報の特徴量に基づいて、前記調光情報を決定することを特徴とする画像表示装置の制御方法。 - 請求項8に記載の画像表示装置の制御方法であって、
前記照明分布記憶部は、前記調光要素から射出された光が、前記第1の光変調装置の表示画素を照明する照明強度の分布情報をさらに記憶し、
前記照明部の前記調光情報と、前記照明強度の分布情報と、前記位置ずれ情報とに基づいて、前記第1の光変調装置の前記表示画素毎に到達する光の照明値を算出する照明値算出ステップと、
前記照明値算出ステップによって算出された前記表示画素毎に到達する前記照明値と前記第1の画像情報とに基づいて、前記第1の光変調装置に設定するための第2の画像情報を生成する画像情報生成ステップ部と、
をさらに備えることを特徴とする画像表示装置の制御方法。
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