JP2017129700A - 表示装置、及び、表示装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光源に供給される電力に対する光源の輝度の変化に対応して、簡易な動作によって、表示品質の低下を抑制できる表示装置、及び、表示装置の制御方法を提供することを目的とする。
この構成によれば、光源に供給する駆動電流のデューティー比と光源の明るさ比とを対応付ける制御情報に基づいて光源の輝度を制御し、この制御情報を簡易な動作で補正できる。これにより、光源に供給される電力に対する光源の輝度の変化に対応して、表示品質の低下を抑制できる。
この構成によれば、駆動電流の波形なまりに起因して、デューティー比が実質的に目減りするような場合であっても、光源の輝度を適切に制御できる。
この構成によれば、制御情報を簡易な動作により補正できる。
この構成によれば、少ない測定結果に基づいて制御情報を適切に補正できる。
この構成によれば、光源に供給される駆動電流の周波数が高く、駆動電流の波形なまりの影響を受けやすい場合に、制御情報を補正することにより、光源の輝度を適切に制御できる。
この構成によれば、駆動電流のデューティー比を変化させずに、パルスの間隔を拡大することが可能となり、電流の波形なまりの影響を抑制できる。
この構成によれば、光源に供給する駆動電流のデューティー比と光源の明るさ比とを対応付ける制御情報に基づいて光源の輝度を制御し、この制御情報を簡易な動作で補正できる。これにより、光源に供給される電力に対する光源の輝度の変化に対応して、表示品質の低下を抑制できる。
図1は、本発明を適用した実施形態に係るプロジェクター100の構成を示す図である。
プロジェクター100(表示装置)は、パーソナルコンピューターや各種映像プレーヤー等の外部の画像供給装置200に接続され、画像供給装置200から供給される画像信号に基づく画像を投射対象に投射する装置である。
画像供給装置200には、ビデオ再生装置、DVD(Digital Versatile Disk)再生装置、テレビチューナー装置、CATV(Cable television)のセットトップボックス、ビデオゲーム装置等の映像出力装置、パーソナルコンピューター等を用いることができる。
また、投射対象は、建物や物体など、一様に平らではない物体であってもよいし、スクリーンSCや、建物の壁面等の平らな投射面を有するものであってもよい。図1には、投射対象として平面のスクリーンSCを示す。
画像入力I/F部151は、ケーブルを接続するコネクター及びインターフェース回路(いずれも図示略)を備え、ケーブルを介して接続された画像供給装置200から供給される画像信号を入力する。画像入力I/F部151は、入力された画像信号を画像データに変換して画像処理部153に出力する。
画像入力I/F部151が備えるインターフェースは、例えば、Ethernet(登録商標)、IEEE1394、USB等のデータ通信用のインターフェースであってもよい。また、画像入力I/F部151のインターフェースは、MHL(登録商標)、HDMI(登録商標)、DisplayPort等の画像データ用のインターフェースであってもよい。
また、画像入力I/F部151は、コネクターとして、アナログ映像信号が入力されるVGA端子や、デジタル映像データが入力されるDVI(Digital Visual Interface)端子を備える構成であってもよい。さらに、画像入力I/F部151は、A/D変換回路を備え、VGA端子を介してアナログ映像信号が入力された場合、A/D変換回路によりアナログ映像信号を画像データに変換し、画像処理部153に出力する。
また、光源部111は、赤色、緑色及び青色の各色に対応した3つの光源を備える構成であってもよい。具体的には、赤色光を発する光源と、緑色光を発する光源と、青色光を発する光源とを備える構成としてもよい。この場合、色分離部112は、光源部111が発する3色の色光をそれぞれ光変調装置113に導く。
また、光源部111は、光源から射出される光を走査させる光走査素子や、出射光の光学特性を高めるためのレンズ群を備える構成としてもよい。
光源駆動部121は、PWM信号生成部122から入力されるPWM信号に従って、光源部111に出力する駆動電流を生成し、光源部111に駆動電流を供給する。光源駆動部121が出力する駆動電流は、PWM信号生成部122から入力されるPWM信号の立ち上がり及び立ち下がりに同期するパルス電流である。従って、光源駆動部121が出力する駆動電流のパルス幅および周波数はPWM信号により制御される。また、光源駆動部121には制御部170から駆動電流の電流値を指定する情報が入力され、光源駆動部121は、入力される情報に従って駆動電流の電流値を決定する。これにより、制御部170は、光源部111の光源が出力する光量(以下、出力光量という)を制御する。別の言い方をすれば、制御部170は、光源部111の光源の輝度を制御する。
光センサー117は、フォトダイオード、照度センサー、R,G,Bの各色のカラーセンサー等、いわゆる光センサーと呼ばれる種々のセンサーを用いることができる。
ユーザーインターフェースとして機能する操作パネル141には、各種の操作キーや、液晶パネルにて構成された表示画面が表示される。入力処理部143は、操作パネル141に表示された操作キーが操作されると、操作されたキーに対応したデータを制御部170に出力する。また、入力処理部143は、制御部170の制御に従って、操作パネル141に各種画面を表示させる。
また、操作パネル141には、操作パネル141への接触を検出するタッチセンサーが重ね合わされて一体形成される。入力処理部143は、ユーザーの指等が接触した操作パネル141の位置を入力位置として検出し、検出した入力位置に対応したデータを制御部170に出力する。
リモコン受光部142は、リモコン5から送信される赤外線信号を受光する。入力処理部143は、リモコン受光部142が受光した赤外線信号をデコードして、リモコン5における操作内容を示すデータを生成し、制御部170に出力する。
フレームレート変換処理は、画像処理部153が、画像データのフレームレートを、制御部170により指定されたフレームレートに変換する処理である。
形状補正処理は、画像処理部153が、制御部170から入力される補正パラメーターに従って画像データを変換して、スクリーンSCに投射する画像の形状を補正する処理である。
ズーム処理は、リモコン5や操作パネル141の操作によりズームが指示された場合に、画像処理部153が、画像を拡大/縮小する処理である。
色調補正処理は、画像データの色調を変換する処理であり、画像処理部153は、制御部170により指定された色調に合わせて画像データに含まれる各画素のデータを変更する。この処理において、プロジェクター100は、映画鑑賞に適した色調、スクリーンSCが明るい環境に設置された場合に適した色調、黒板などの非白色のスクリーンSCに投射する場合に適した色調等を実現できる。色調補正処理に加え、コントラスト調整等を行ってもよい。
輝度補正処理は、画像処理部153が、画像データの輝度を補正する処理である。輝度補正処理により、画像データの輝度が、光源部111の発光状態やプロジェクター100が設置された環境の明るさ等に対応した輝度に補正される。
画像処理部153が実行する上記の処理の内容、パラメーター、及び処理の開始、終了のタイミングは制御部170により制御される。
画像処理部153は、処理後の画像データをフレームメモリー155から読み出し、表示画像信号として光変調装置駆動部123に出力する。
具体的には、投射制御部171は、画像処理部153を制御して、画像入力I/F部151から入力される画像データに対して画像処理を実施させる。この際、投射制御部171は、画像処理部153が処理に必要なパラメーターを記憶部160から読み出して、画像処理部153に出力してもよい。
図2は、光源部111の駆動電流波形の説明図である。縦軸は電流を示し、横軸は時間の経過を示す。なお、図2に示す駆動電流の波形は、波形の鈍りの影響を明らかに理解できるよう、鈍りの部分を強調するようにデフォルメしてあり、実際に光源駆動部121が出力する駆動電流の波形と一致するとは限らない。
固体光源は、上述した経時変化により、発光閾値電流が上昇する。ここで、プロジェクター100の使用時間(工場出荷時からの通算の使用時間)が短いとき(A時点とする)の発光閾値電流を図中にTh1で示し、A時点よりも使用時間が長いとき(B時点とする)の発光閾値電流をTh2で示す。発光閾値電流Th2は、発光閾値電流Th1よりも高い値となる。
なお、鈍りの大きさや、鈍りにより駆動電流の立ち上がりが遅れる遅延時間の長さは、PWM信号生成部122の回路特性による影響を受ける。また、駆動電流がピークまで立ち上がるまでの遅延時間は、駆動電流の電流値が大きいほど長くなる傾向がある。
プロジェクター100は、補正制御部173は、光センサー117を利用して、駆動電流のデューティー比と光源部111の明るさ比との対応を求め、光源制御情報161を補正することで、光源部111の発光の明るさ比を適切に制御できる。これにより、光源部111の固体光源が経時変化しても、画像入力I/F部151に入力される画像データに対応して、光源部111の光源の明るさ比を適切に調整し、経時変化が発生しても高品位の画像を投射できる。
(a)に示すように、光源制御情報161が示す駆動電流−明るさ比の相関は、明るさ比が低い領域(図3の例では80%未満)における区間S1では、ほぼ線形である。区間S1の駆動電流−明るさ比の相関は、多項式(例えば、ax+b。但しa,bは定数)で表現することができ、或いは近似できる。区間S1における駆動電流−明るさ比の相関は、例えば、工場出荷時におけるプロジェクター100の検査および設定の機会に算出され、光源制御情報161として記憶部160に記憶される。
デューティー比が高い場合、(a)の矩形波で示すパルスのオン時間P01が長く、オフ時間PF1が短くなる。ここで、オフ時間PF1が短いと波形の鈍りによって駆動電流の立ち下がりに時間がかかるようになり、次の立ち上がりと重なる現象が起きる。すなわち、(b)に示すように、鈍りD1が発生したためにオフ時間PF1において駆動電流が十分に下がっていない。その結果、デューティー比が100%でなく、オフ時間PF1があるにも関わらず、デューティー比が100%の場合と同じ状態になる。この場合、光源部111の光源は、デューティー比が100%の駆動電流が入力された場合と同様に発光する。
また、区間S1と区間S11との間の区間S21は、区間S1と、区間S11とを接続するように決定される。例えば、区間S1の上端Q1と区間S11の下端Q2とを結ぶ直線として決定できる。
補正制御部173は、(I)の動作を開始し、デューティー比を100%または同等に設定する(ステップS11)。補正制御部173は、設定したデューティー比の駆動電流を光源駆動部121により出力させて光源部111の光源を発光させ(ステップST12)、光センサー117の検出値を取得する(ステップST13)。ステップST13で、光センサー117が検出した検出値を、光源部111の光源の最大輝度の検出値Bmaxとする。
これにより、補正後の駆動電流−明るさ比の相関が得られるので、補正制御部173は、補正後の相関に基づき光源制御情報161を更新し(ステップST20)、本処理を終了する。
図3に例示したように、デューティー比が高い領域に相当する区間S11では、光源の輝度が最大輝度となってしまう。この影響で、多項式区間S1、S2と区間S11との間の区間S21、S22では、デューティー比の変化に対する光源の明るさ比の変化が急峻であり、明るさ比に対応してデューティー比を適切に制御する処理が複雑になりやすい。
図6において、(a)は補正前の光源制御情報161に含まれる駆動電流−明るさ比の相関を示し、(b)は上記実施形態における補正後の光源制御情報161に含まれる相関を示す。(c)は変形例における補正後の光源制御情報161に含まれる相関を示す。
図7に示すPWM信号のデューティー比は、例えば、図3に示したPWM信号と同じデューティー比とすることができる。言い換えれば、等幅パルスからなるPWM信号とデューティー比を変えることなく、パルスのオン時間の種類を異ならせて、オン時間の長いパルスを設定することにより、長いオフ時間PF2を設定できる。
また、パルス幅が異なる複数のパルスを組み合わせ、1周期にパルス幅が異なる複数のパルスを含むことにより、デューティー比が低い領域においても1つのオフ時間の長さを抑えることができる。このため、デューティー比が低い場合であっても光源部111の光源のちらつきを生じにくいという利点がある。
なお、図7に示したPWM信号及び駆動電流の波形は一例であり、例えば、パルス幅が異なる3種類以上のパルスを1周期に含んでもよい。
Claims (7)
- 光源が発する光により画像を表示する表示装置であって、
前記光源に駆動電流を出力する光源駆動部と、
前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比と、前記光源の最大輝度に対する明るさ比とを対応付ける制御情報を記憶する記憶部と、
前記制御情報に基づいて、前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比を設定する制御部と、
前記光源の明るさを検出する検出部と、を備え、
前記制御部は、前記光源駆動部が第1のデューティー比の駆動電流を出力する場合の前記検出部の検出結果と、前記光源駆動部が前記第1のデューティー比よりも低い第2のデューティー比の駆動電流を出力する場合の前記検出部の検出結果と、に基づいて、前記制御情報を補正すること、
を特徴とする表示装置。 - 前記制御部は、前記光源駆動部が出力する駆動電流の波形なまりに起因する、前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比に対する前記光源の明るさ比の低下を補うように、前記制御情報を補正すること、
を特徴とする請求項1記載の表示装置。 - 前記制御情報は、前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比と前記光源の明るさ比との相関曲線を示す情報を含み、
前記制御部は、前記制御情報に含まれる相関曲線をシフトさせることにより、前記制御情報を補正すること、
を特徴とする請求項1または2記載の表示装置。 - 前記第1のデューティー比は、前記制御情報によって前記光源の最大輝度に対応付けられる値であること、
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の表示装置。 - 前記光源駆動部が前記光源に出力する駆動電流は可聴周波数帯域以上の周波数であること、
を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の表示装置。 - 前記光源駆動部は、幅が異なる複数種類のパルスを含む駆動電流を出力すること、
を特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の表示装置。 - 光源と、前記光源に駆動電流を出力する光源駆動部とを備え、前記光源が発する光により画像を表示する表示装置の制御方法であって、
前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比と、前記光源の最大輝度に対する明るさ比とを対応付ける制御情報に基づいて、前記光源駆動部が出力する駆動電流のデューティー比を設定するステップと、
前記光源の明るさを検出するステップと、
前記光源駆動部が第1のデューティー比の駆動電流を出力する場合の前記光源の明るさの検出結果と、前記光源駆動部が前記第1のデューティー比よりも低い第2のデューティー比の駆動電流を出力する場合の前記光源の明るさの検出結果と、に基づいて、前記制御情報を補正するステップと、
を備えることを特徴とする表示装置の制御方法。
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