JP2018013656A - Projection type display device - Google Patents

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辰也 辻
Tatsuya Tsuji
辰也 辻
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device that achieves optimization of luminosity and increase in contrast in accordance with a picture signal and environment light without being affected by constraint on a quality.SOLUTION: An illumination optical device, which comprises: a light source that is capable of adjusting an amount of light; a variable diaphragm that is capable of shading a light flux emitted from the light source; and a light bulb that modulates the light flux of the light source, has: luminance information detection means that detects luminance information on an input picture signal; environment light detection means that detect luminosity of a surrounding environment; aperture ratio control means that controls an aperture ratio of the variable diaphragm; and light emitting-amount control means that controls an amount of light to be emitted from the light source. The aperture ratio control means is configured to adjust the amount of light so that a control range of the amount of light emitting is minimum on the basis of the luminance information, and when the environment light is indicative of a dark value, the light emitting-amount control means is configured to control the amount of light emitting so that the amount of light emitting is a prescribed value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、投射型表示装置に関し、特に明るさの最適化及びコントラストの向上を実現するために調光制御を行う投射型表示装置に関する。   The present invention relates to a projection display device, and more particularly to a projection display device that performs dimming control in order to achieve brightness optimization and contrast improvement.

従来、光源からの光束を変調して映像を投射する投射型表示装置において、明るさの最適化やコントラストの向上、黒浮き抑制のために、映像信号に応じて投射光量を調節する場合があった。このような光量調節を行う場合、調節手段としては、光源の光量を調整する調光手段や光束を遮って減少させる遮光手段が用いられていた。   Conventionally, in a projection display device that projects an image by modulating light flux from a light source, the amount of projection light may be adjusted according to the image signal in order to optimize brightness, improve contrast, or suppress black float. It was. In the case of performing such light amount adjustment, as the adjusting unit, a dimming unit that adjusts the light amount of the light source or a light blocking unit that blocks and reduces the light flux has been used.

特許文献1には、映像信号に基づいて光量を調節する場合に、調光手段と遮光手段どちらか一方ではなく、二つを組み合わせて用いている。この調光手段と遮光手段の組み合わせによって、調節可能な明るさの幅を広がり、更なるコントラストの向上や黒浮きの抑制を実現した投射型映像表示装置が開示されている。   In Patent Document 1, when adjusting the amount of light based on a video signal, either one of the light control means and the light shielding means is used in combination. There has been disclosed a projection-type image display device in which the range of brightness that can be adjusted is widened by combining the light control means and the light shielding means, and further improvement of contrast and suppression of black float are realized.

また、特許文献2には、映像信号から調整光量、利用情報から減光範囲を設定し、減光範囲を超過する光量の調整を禁止することで、映像の種類や周辺環境の明るさに適した投射光量を提供することができる照明装置が開示されている。   In Patent Document 2, the adjustment light quantity is set from the video signal, the dimming range is set from the usage information, and the adjustment of the light quantity exceeding the dimming range is prohibited, which is suitable for the type of video and the brightness of the surrounding environment. An illumination device that can provide a large amount of projected light is disclosed.

特許第4011091号公報Japanese Patent No. 4011091 特許第3661692号公報Japanese Patent No. 3661692

しかしながら、上記特許文献1の調光手段と遮光手段を組み合わせた光量調節は、投射環境が暗い場合有効であるが、投射環境が明るい場合、暗い環境と同じように調節すると輝度不足により、かえってコントラストの低下を感じさせることがある。   However, the light amount adjustment combining the light control means and the light shielding means in Patent Document 1 is effective when the projection environment is dark, but when the projection environment is bright, if the adjustment is made in the same way as the dark environment, the contrast is rather low due to insufficient brightness. You may feel a drop in

また、特許文献2では、過度な調整による影響を抑止することは可能であるが、特許文献1のような幅広い光量調整は難しくなる。また、映像信号に応じて調光手段を用いる場合、連続的に変化する映像信号(映画、テレビ番組等)に対しては、光源の温度管理が困難になる。光源の温度管理が困難である場合、高圧ランプや固体光源などの光源では、温度変化に対する品質上の制約からさらに調光範囲が限定されてしまう。   Further, in Patent Document 2, it is possible to suppress the influence due to excessive adjustment, but wide light amount adjustment as in Patent Document 1 becomes difficult. Further, when the dimming means is used in accordance with the video signal, it is difficult to manage the temperature of the light source for continuously changing video signals (movies, television programs, etc.). When it is difficult to control the temperature of the light source, the dimming range is further limited due to the quality restrictions against temperature changes in light sources such as high-pressure lamps and solid light sources.

そこで、本発明の目的は、品質上の制約を満たしつつも、映像信号と環境光に応じて、明るさの最適化を実現する投射型表示装置を提供することである。また、別の目的は、コントラストを向上させることで、黒浮きを抑制することである。さらに、別の目的は、温度管理を容易にし、更に消費電力を削減することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a projection display device that achieves brightness optimization according to a video signal and ambient light while satisfying quality constraints. Another object is to suppress black float by improving contrast. Furthermore, another object is to facilitate temperature management and further reduce power consumption.

上記の目的を達成するために、本発明に係る投射型表示装置は、
光量を調整可能な光源と、前記光源から出射される光束を遮光可能な可変絞りと、前記光源の光束を変調するライトバルブと、を備える投射型表示装置であって、入力映像信号の輝度情報を検出する輝度情報検出手段と、周辺環境の明るさを検出する環境光検出手段と、前記可変絞りの開口率を制御する開口率制御手段と、前記光源から出射される光量を制御する出射光量制御手段と、を有し、前記開口率制御手段は、前記輝度情報に基づいて、前記出射光量の制御範囲が最小となるように光量調整を行うと共に、前記環境光が暗い値を示す場合、前記出射光量制御手段は、出射光量が所定値になるように制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a projection display device according to the present invention includes:
A projection display device comprising: a light source capable of adjusting a light amount; a variable aperture capable of blocking a light beam emitted from the light source; and a light valve that modulates the light beam of the light source; Brightness information detection means for detecting the ambient light, ambient light detection means for detecting the brightness of the surrounding environment, aperture ratio control means for controlling the aperture ratio of the variable diaphragm, and the emitted light quantity for controlling the light quantity emitted from the light source Control means, and the aperture ratio control means adjusts the light amount based on the luminance information so that the control range of the emitted light amount is minimized, and when the ambient light shows a dark value, The emitted light quantity control means controls the emitted light quantity to be a predetermined value.

本発明による第一の効果は、品質上の制約を受けることなく、映像信号と環境光に応じて、明るさの最適化を実現する投射型表示装置を提供することができる。また、第二の効果は、コントラストを向上させることで、黒浮きを抑制することができる。さらに、第三の効果は、温度変化を抑えつつも消費電力を削減することができる。   The first effect of the present invention can provide a projection display device that realizes optimization of brightness according to a video signal and ambient light without being restricted in quality. The second effect is to improve the contrast, thereby suppressing black float. Furthermore, the third effect is that power consumption can be reduced while suppressing temperature changes.

実施例1に係る投射型表示装置の概略構成を示すブロック図1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a projection display device according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る可変絞りの開口率に対する入射光量の割合を示す図The figure which shows the ratio of the incident light quantity with respect to the aperture ratio of the variable aperture_diaphragm | restriction which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る光量調節の制御を示すフローチャート7 is a flowchart illustrating control of light amount adjustment according to the first embodiment. 実施例1に係る光量調節の制御を示す図The figure which shows control of the light quantity adjustment which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る環境光及び平均輝度レベルに対する調節値の例を示す図The figure which shows the example of the adjustment value with respect to ambient light and an average luminance level which concerns on Example 1. FIG. 実施例2に係る投射型表示装置の概略構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a projection display apparatus according to a second embodiment. 実施例2に係る光量調節の制御を示すフローチャート7 is a flowchart illustrating control of light amount adjustment according to the second embodiment. 実施例2に係る出射時間と出射光量の経時変化の関係を示す図The figure which shows the relationship of the time-dependent change of the emitted time which concerns on Example 2, and emitted light quantity 実施例2に係る環境光に応じた光量の経時変化の補正方法を示す図The figure which shows the correction method of the time-dependent change of the light quantity according to the environmental light which concerns on Example 2. FIG. 実施例3に係る投射型表示装置の概略構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a projection display apparatus according to a third embodiment. 実施例3に係る固体光源の調光制御を示すフローチャート10 is a flowchart showing dimming control of a solid-state light source according to the third embodiment. 実施例4に係る複数投射時の光量調節に関する図The figure regarding the light quantity adjustment at the time of the multiple projection which concerns on Example 4. FIG. 実施例4に係る投射型表示装置の概略構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a projection display apparatus according to a fourth embodiment.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明は、液晶プロジェクタ、DLP(Digital Light Processing)プロジェクタ等の投射型表示装置に適用可能である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is applicable to projection display devices such as liquid crystal projectors and DLP (Digital Light Processing) projectors.

以下、図1〜4を参照して、本発明の第1の実施例による、投射型表示装置について説明する。   Hereinafter, a projection display apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の第一の実施形態にかかわる投射型表示装置1のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of a projection display device 1 according to the first embodiment of the present invention.

投射型表示装置1の構成を下記に示す。輝度情報検出手段としての映像解析部110、環境光検出手段としての環境光センサ120、開口率制御手段としての絞り制御部130、出射光量制御手段としてのランプ制御部140、絞り駆動部150、ランプ駆動部160、投射部170とを備える。   The configuration of the projection display device 1 is shown below. Image analysis unit 110 as luminance information detection unit, environmental light sensor 120 as environmental light detection unit, aperture control unit 130 as aperture ratio control unit, lamp control unit 140 as emitted light amount control unit, aperture drive unit 150, lamp A drive unit 160 and a projection unit 170 are provided.

映像解析部110は、HDMI(登録商標)信号や、DVI信号、コンポーネント信号等の各種映像信号を入力するための端子と、それらの端子を通じて入力された映像信号を受信するためのレシーバIC等が設けられている。さらに、映像解析部110は映像信号のフォーマットを整え、映像信号の明るさを示す特徴量(以下、輝度情報)を算出する。算出された輝度情報は絞り制御部130へ出力される。また、用いる輝度情報としては、例えば下記の3通りが考えられる。   The video analysis unit 110 includes a terminal for inputting various video signals such as an HDMI (registered trademark) signal, a DVI signal, and a component signal, and a receiver IC for receiving a video signal input through these terminals. Is provided. Further, the video analysis unit 110 adjusts the format of the video signal, and calculates a feature amount (hereinafter, luminance information) indicating the brightness of the video signal. The calculated luminance information is output to the aperture controller 130. Further, as the luminance information to be used, for example, the following three types can be considered.

まず、第一の輝度情報として、映像信号の平均輝度レベルについて説明する。例えば、映像信号の各画素の明るさを256段階の輝度データとして示す場合、映像信号1フレームに含まれる画素の輝度データを平均した値を、映像信号の平均輝度レベルとする。   First, an average luminance level of a video signal will be described as first luminance information. For example, when the brightness of each pixel of the video signal is indicated as 256 levels of luminance data, a value obtained by averaging the luminance data of the pixels included in one frame of the video signal is set as the average luminance level of the video signal.

続いて、第二の輝度情報として、映像信号の最大輝度レベルについて説明する。例えば、輝度データを256段階の輝度分布(以下、輝度ヒストグラム)として示す場合、輝度ヒストグラム内で、最も明るい値を、映像信号の最大階調とする。   Next, the maximum luminance level of the video signal will be described as the second luminance information. For example, when the luminance data is represented as a 256-level luminance distribution (hereinafter, luminance histogram), the brightest value in the luminance histogram is the maximum gradation of the video signal.

さらに、第三の輝度情報として、映像信号の分割輝度レベルについて説明する。例えば、映像信号1フレームに含まれる画素をブロックに分割する場合、各ブロックの平均輝度レベルを算出し、その最大値と最小値を映像信号の分割輝度レベルとする。   Furthermore, the divided luminance level of the video signal will be described as the third luminance information. For example, when a pixel included in one frame of the video signal is divided into blocks, the average luminance level of each block is calculated, and the maximum value and the minimum value are set as the divided luminance level of the video signal.

なお、輝度情報の取得範囲は1フレームに含まれる全画素に限らず、中央や画面の一部等から取得してもよい。また、本実施例では平均輝度レベルを用いて説明を行うが、上記方法はあくまで例であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Note that the luminance information acquisition range is not limited to all pixels included in one frame, but may be acquired from the center, a part of the screen, or the like. In the present embodiment, the description will be made using the average luminance level. However, the above method is merely an example, and the scope of the present invention is not limited to them.

環境光センサ120は、投射型表示装置1の周辺環境の照度(以下、環境光)を検出する。この環境光センサ120は、投射型表示装置1の面に設けられている。また、環境光センサ120の設置位置はこれに限らず、投射型表示装置の周辺に設置してもよい。検出された環境光はランプ制御部140へ出力される。   The ambient light sensor 120 detects the illuminance (hereinafter, ambient light) of the surrounding environment of the projection display device 1. The ambient light sensor 120 is provided on the surface of the projection display device 1. The installation position of the ambient light sensor 120 is not limited to this, and may be installed around the projection display device. The detected ambient light is output to the lamp controller 140.

絞り制御部130は、映像解析部110から与えられた平均輝度レベルに基づいて、映像信号が明るい映像の場合は、開口率が増加、暗い映像の場合は、開口率が減少するように絞り駆動部150に開口率を指定する。   Based on the average luminance level given from the video analysis unit 110, the aperture control unit 130 drives the aperture so that the aperture ratio increases when the video signal is bright and the aperture ratio decreases when the video signal is dark. An aperture ratio is designated in the part 150.

ランプ制御部140は、環境光センサ120から与えられた環境光に基づいて、環境光が明るい環境の場合は、供給電力が増加、暗い環境の場合は、供給電力が減少するようにランプ駆動部160に供給電力を指定する。なお、上記環境光センサ120から与えられた環境光に基づく制御は、ユーザ操作で代替してもよい。   Based on the ambient light provided from the ambient light sensor 120, the lamp controller 140 increases the supply power in a bright environment and reduces the supply power in a dark environment. In 160, supply power is designated. The control based on the ambient light given from the ambient light sensor 120 may be replaced by a user operation.

絞り駆動部150及びランプ駆動部160は、それぞれ指定された値に基づいて、可変絞り173やランプ174の駆動を行う。   The diaphragm driving unit 150 and the lamp driving unit 160 drive the variable diaphragm 173 and the lamp 174 based on the designated values.

投射部170は、投射光学系171、液晶パネル172、可変絞り173、ランプ174を備え、ランプ174により出射された光束は、可変絞り173を通り、液晶パネル172で変調され、投射光学系171を介してスクリーン9に投射される。   The projection unit 170 includes a projection optical system 171, a liquid crystal panel 172, a variable diaphragm 173, and a lamp 174. A light beam emitted from the lamp 174 passes through the variable diaphragm 173, is modulated by the liquid crystal panel 172, and passes through the projection optical system 171. Through the screen 9.

投射光学系171は、レンズユニットをモータにより動作させることで、光学的にズーム、シフト、フォーカス等を行うことが可能である。   The projection optical system 171 can perform zooming, shifting, focusing, and the like optically by operating the lens unit with a motor.

液晶パネル172は、光束を変調するライトバルブであり、入射する光束の入射角が大きい程、黒浮きが発生しコントラストが低下する。   The liquid crystal panel 172 is a light valve that modulates a light beam. As the incident angle of the incident light beam increases, black floating occurs and the contrast decreases.

可変絞り173は、光源174と液晶パネル172の間に設置され、絞りの開口率を増減することにより液晶パネル172へ入射する光量を調整することが可能である。   The variable diaphragm 173 is installed between the light source 174 and the liquid crystal panel 172, and can adjust the amount of light incident on the liquid crystal panel 172 by increasing or decreasing the aperture ratio of the diaphragm.

なお、絞りの開口率は絞り駆動部150によって駆動される。   The aperture ratio of the diaphragm is driven by the diaphragm driver 150.

図2に、可変絞り173の開口率が0〜100%まで変化した場合に、液晶パネル172に入射する光量の割合を示す。   FIG. 2 shows the ratio of the amount of light incident on the liquid crystal panel 172 when the aperture ratio of the variable diaphragm 173 changes from 0 to 100%.

同図によると、絞りの開口率を減少させるに従って、入射光量も減少している。また、絞り開口率の減少は、通過光束が液晶パネル172に入射する入射角を小さくすることが可能である。したがって、可変絞り173の開口率を変化させることで、投射映像の明るさを調節するだけではなく、黒浮きの抑制を実現できる。   According to the figure, the amount of incident light also decreases as the aperture ratio of the diaphragm decreases. Further, the reduction of the aperture ratio can reduce the incident angle at which the passing light beam enters the liquid crystal panel 172. Therefore, by changing the aperture ratio of the variable diaphragm 173, not only the brightness of the projected image can be adjusted, but also the suppression of black float can be realized.

ランプ174は、供給電力を増減させることにより、ランプ174より出射する光量を調整することが可能である。なお、供給電力の調整はランプ駆動部160によって行われる。また、ランプ174が高圧水銀ランプのような高圧ランプである場合、低電力状態で一定時間駆動させると、高圧ランプ内部の温度低下が原因で黒化やちらつきが発生し、寿命や画質が低下する。しかし、品質上の制約内で供給電力を減少させて調光する場合、消費電力の削減を実現できるため、高圧ランプの調光制御は制約内で行う必要がある。   The lamp 174 can adjust the amount of light emitted from the lamp 174 by increasing or decreasing the supplied power. The supply power is adjusted by the lamp driving unit 160. Further, when the lamp 174 is a high-pressure lamp such as a high-pressure mercury lamp, if the lamp 174 is driven for a certain period of time in a low power state, blackening or flickering occurs due to a temperature drop inside the high-pressure lamp, resulting in a decrease in life and image quality. . However, when dimming by reducing the supplied power within the constraints on quality, the power consumption can be reduced, and therefore the dimming control of the high-pressure lamp needs to be performed within the constraints.

図3に、絞り制御部130とランプ制御部140で行われる可変絞り173とランプ174の制御についてのフローチャートを示す。図3に示すフローは、一定時間(例えば、100ミリ秒)毎に開始されるものとする。また、図4は本フローで行われる制御を示す図である。同図によると、明るい環境の場合、映像信号に対しての制御については、ランプ174の調光は最小限に抑え、主に可変絞り173の開口率制御を用いて行う。一方、暗い環境の場合、まずランプ174の調光を用いて環境光に対し所定値まで光量を下げる。映像信号に対しての制御については、その所定値以下で明るい環境と同様に行われる。   FIG. 3 shows a flowchart of control of the variable diaphragm 173 and the lamp 174 performed by the diaphragm controller 130 and the lamp controller 140. The flow shown in FIG. 3 is assumed to be started every certain time (for example, 100 milliseconds). FIG. 4 is a diagram showing the control performed in this flow. According to the figure, in a bright environment, the control of the video signal is performed using the dimming of the lamp 174 to the minimum and mainly using the aperture ratio control of the variable diaphragm 173. On the other hand, in the case of a dark environment, the light amount is first lowered to a predetermined value with respect to the ambient light by using the dimming of the lamp 174. The control for the video signal is performed in the same manner as in a bright environment below the predetermined value.

本フローについて環境光に応じた制御、輝度情報に応じた制御の順で説明を行う。   This flow will be described in the order of control according to ambient light and control according to luminance information.

まず、本フローは環境光に対してランプの制御を行うために、S110において、環境光センサ120より与えられた環境光を取得する。   First, in this flow, in order to control the lamp with respect to the ambient light, the ambient light given from the ambient light sensor 120 is acquired in S110.

続いてS120において、ランプ制御部140は、図5(a)に示すとおり、明るい環境では供給電力が増加し、暗い環境では供給電力が減少するようにランプ駆動部160に指定する。例えば、環境光が200lxである場合、ランプ制御部140はランプ駆動部160に供給電力280Wを指定する。また、高圧ランプの品質上の制約に関しては、上記のように環境光応じて供給電力を指定する場合、制約内の調光範囲においても、環境光に対してのみ調光制御を行えばよいので、十分な調光が可能であり、暗い環境下では消費電力を削減するといった効果が得られる。   Subsequently, in S120, as shown in FIG. 5A, the lamp control unit 140 instructs the lamp driving unit 160 to increase the supply power in a bright environment and decrease the supply power in a dark environment. For example, when the ambient light is 200 lx, the lamp control unit 140 specifies the supply power 280 W to the lamp driving unit 160. In addition, regarding the restrictions on the quality of the high-pressure lamp, when the supply power is specified according to the environmental light as described above, the dimming control only needs to be performed for the environmental light even in the dimming range within the restrictions. Sufficient dimming is possible, and the effect of reducing power consumption is obtained in a dark environment.

続いてS130では、供給電力が指定の値となっているか否かを判定し、S140でランプの制御を行う。   Subsequently, in S130, it is determined whether or not the supplied power is a specified value, and the lamp is controlled in S140.

また、S140のランプ制御は、S141で供給電力を増加させるか否かを判定し、S142、S143で供給電力の増減を行う。   The lamp control in S140 determines whether or not to increase the supply power in S141, and increases or decreases the supply power in S142 and S143.

なお、環境光は映像信号に比べ大きく変化する頻度が少ないため、ランプ174の制御頻度は減少し、温度管理が容易となる。   In addition, since the ambient light is less frequently changed than the video signal, the control frequency of the lamp 174 is reduced, and temperature management is facilitated.

以上のフローによると、周辺環境の明るさに対し投射映像の明るさを調節すると共に、ランプの制御範囲や制御頻度を限定するといった効果がある。   According to the above flow, the brightness of the projected image is adjusted with respect to the brightness of the surrounding environment, and the control range and control frequency of the lamp are limited.

続いて、本フローは輝度情報に対して可変絞り及びランプの制御を行うために、S150において、映像解析部110により与えられた平均輝度レベルを取得する。   Subsequently, in this flow, in order to control the variable aperture and the lamp with respect to the luminance information, the average luminance level given by the video analysis unit 110 is acquired in S150.

続いてS160において、絞り制御部130は、ランプ制御部140の出射光量調整範囲が最小となるように開口率の制御を行う。図5(b)に示すとおり、平均輝度レベルが高い場合、開口率が増加し、平均輝度レベルが低い場合、開口率が減少するように絞り駆動部150に指定する。例えば、平均輝度レベルが70である場合、絞り制御部130は絞り駆動部150に開口率53%を指定する。また、暗い映像に対し、開口率を減少させることにより、液晶パネル172への入射角が小さくなり、黒浮きを抑制することが可能であり、任意の明るさに調節しながら、コントラストの向上といった効果が得られる。   Subsequently, in S160, the aperture controller 130 controls the aperture ratio so that the emission light amount adjustment range of the lamp controller 140 is minimized. As shown in FIG. 5B, the aperture driving unit 150 is designated so that the aperture ratio increases when the average brightness level is high and the aperture ratio decreases when the average brightness level is low. For example, when the average luminance level is 70, the aperture control unit 130 specifies an aperture ratio of 53% for the aperture drive unit 150. Also, by reducing the aperture ratio for dark images, the angle of incidence on the liquid crystal panel 172 can be reduced, and black float can be suppressed. Contrast can be improved while adjusting to an arbitrary brightness. An effect is obtained.

続いてS170では、開口率が指定の値となっているか否かを判定し、S180で可変絞りの制御を行う。   Subsequently, in S170, it is determined whether or not the aperture ratio is a specified value. In S180, the variable aperture is controlled.

また、S180の可変絞り制御は、S181で開口率を増加させるか否かを判定し、S182、S183で開口率の増減を行う。   In the variable aperture control in S180, it is determined whether to increase the aperture ratio in S181, and the aperture ratio is increased or decreased in S182 and S183.

なお、S183で開口率を減少させる場合、開口率の変化を意識させないために、一定の割合(例えば、1%)で減少させる。さらに、必要に応じてS190で供給電力の制御を行う。   When the aperture ratio is decreased in S183, the aperture ratio is decreased at a constant rate (for example, 1%) so as not to be aware of the change in the aperture ratio. Further, the supply power is controlled in S190 as necessary.

以上のフローによると、映像信号の明るさに対し投射映像の明るさを調節すると共に、光量調節に可変絞りを用いる利点を高めるといった効果がある。   According to the above flow, there is an effect that the brightness of the projected image is adjusted with respect to the brightness of the video signal, and the advantage of using the variable aperture for light amount adjustment is enhanced.

以下、図6〜9を参照して、本発明の第2の実施例による、投射型表示装置について説明する。   Hereinafter, a projection display device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

下記の構成をとることで、光源の経時的な劣化に対して、明るさの最適化及びコントラストの向上といった効果を得られる。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   By adopting the following configuration, it is possible to obtain effects such as optimization of brightness and improvement of contrast with respect to deterioration over time of the light source. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図6は本発明の第二の実施形態にかかわる投射型表示装置2のブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram of the projection display device 2 according to the second embodiment of the present invention.

投射型表示装置2と投射型表示装置1の差異は、映像解析部110は映像解析部210に、環境光センサ120は環境光センサ220に、絞り制御部130は絞り制御装置230に、ランプ制御部140はランプ制御部240に置き換わり、出射光量検出手段としての出射光量検出部280を備える。   The difference between the projection display device 2 and the projection display device 1 is that the video analysis unit 110 is the video analysis unit 210, the ambient light sensor 120 is the ambient light sensor 220, the aperture control unit 130 is the aperture control device 230, and the lamp control. The unit 140 is replaced with a lamp control unit 240, and includes an emitted light amount detection unit 280 as an emitted light amount detection unit.

映像解析部210は、映像解析部110の機能に加えて、算出した輝度情報をランプ制御部240へ出力する。   The video analysis unit 210 outputs the calculated brightness information to the lamp control unit 240 in addition to the function of the video analysis unit 110.

環境光センサ220は、環境光センサ120の機能に加えて、検出した環境光を絞り制御部230へ出力する。   The ambient light sensor 220 outputs the detected ambient light to the aperture controller 230 in addition to the function of the ambient light sensor 120.

出射光量検出部280は、ランプ174の経時的な劣化の情報を取得するために、ランプ174から出射される光量の検出を行う。この出射光量検出部280は、投射型表示装置2の内部に設けられている。また、出射光量検出部280の設置位置はこれに限らず、投射型表示装置の周辺に設置してもよい。さらに、出射光量検出部280は、出射時間を計測するタイマであって、計測された出射時間から出射光量を算出してもよい。検出された出射光量は絞り制御部230及びランプ制御部240へ出力される。   The emitted light amount detection unit 280 detects the amount of light emitted from the lamp 174 in order to acquire information on deterioration of the lamp 174 over time. The emitted light quantity detector 280 is provided inside the projection display device 2. Further, the installation position of the emitted light quantity detection unit 280 is not limited to this, and may be installed around the projection display device. Furthermore, the emitted light quantity detection unit 280 is a timer that measures the emission time, and may calculate the emitted light quantity from the measured emission time. The detected amount of emitted light is output to the aperture controller 230 and the lamp controller 240.

絞り制御部230は、映像解析部210から与えられた平均輝度レベル、環境光センサ220から与えられた環境光、出射光量検出部280から与えられた出射輝度に基づいて絞り駆動部150に開口率を指定する。   The aperture control unit 230 provides an aperture ratio to the aperture driving unit 150 based on the average luminance level given from the video analysis unit 210, the ambient light given from the ambient light sensor 220, and the outgoing luminance given from the outgoing light quantity detection unit 280. Is specified.

ランプ制御部240は、映像解析部210から与えられた平均輝度レベル、環境光センサ220から与えられた環境光、出射光量検出部280から与えられた出射光量に基づいてランプ駆動部160に供給電力を指定する。   The lamp control unit 240 supplies power to the lamp driving unit 160 based on the average luminance level given from the video analysis unit 210, the ambient light given from the ambient light sensor 220, and the emitted light amount given from the emitted light amount detection unit 280. Is specified.

図7に、絞り制御部230とランプ制御部240で行われる可変絞り173とランプ174の制御についてのフローチャートを示す。   FIG. 7 shows a flowchart of control of the variable diaphragm 173 and the lamp 174 performed by the diaphragm controller 230 and the lamp controller 240.

図7に示すフローは、一定時間(例えば、100ミリ秒)毎に開始されるものとする。本フローについて環境光と経時変化に応じた制御、輝度情報に応じた制御の順で説明を行う。   The flow shown in FIG. 7 is assumed to start every certain time (for example, 100 milliseconds). This flow will be described in the order of control according to ambient light and changes with time, and control according to luminance information.

まず、本フローは環境光と経時変化に対してランプの制御を行うために、S210において環境光センサ220より与えられた環境光を取得する。   First, in this flow, the ambient light provided from the ambient light sensor 220 is acquired in S210 in order to control the lamp with respect to ambient light and a change with time.

続いてS211において、出射光量検出部280より与えられた出射光量を取得する。   Subsequently, in S211, the emitted light quantity given from the emitted light quantity detection unit 280 is acquired.

続いてS212において、取得した出射光量が図8に示すように、経時変化後の光量が所定値以上(例えば、95%)であるか否かを判定する。   Subsequently, in S212, as shown in FIG. 8, it is determined whether or not the acquired amount of emitted light is greater than or equal to a predetermined value (for example, 95%).

条件を満たしていれば、S213で映像解析部110により与えられた平均輝度レベルを取得し、ランプ制御部240は、明るい環境では供給電力が増加し、暗い環境では供給電力が減少するようにランプ駆動部160に指定する。しかし、例えば平均輝度レベルが256段階中196以上のように、十分に明るい映像である場合、ランプ駆動部160にエコ制御を指定する。   If the condition is satisfied, the average luminance level given by the video analysis unit 110 in S213 is acquired, and the lamp control unit 240 increases the supply power in a bright environment and decreases the supply power in a dark environment. The drive unit 160 is designated. However, when the average luminance level is a sufficiently bright image such as 196 or more in 256 stages, the eco control is designated to the lamp driving unit 160.

また、条件満たしていなければ、S221において、環境光に応じて出射光量を設定し、S222で,図9(a)(b)に示すように、経時変化による光量低下を環境光に応じた調光制御を用いて補正できるか否かを判定する。   If the condition is not satisfied, the amount of emitted light is set in accordance with the ambient light in S221, and the decrease in the amount of light due to changes with time is adjusted in accordance with the ambient light in S222 as shown in FIGS. It is determined whether or not correction can be performed using light control.

条件を満たしていれば、S223で、図9(a)のように、経時変化により低下した光量を補正するような供給電力をランプ駆動部160に指定する。   If the condition is satisfied, in S223, as shown in FIG. 9 (a), supply power that corrects the light amount reduced due to the change with time is specified to the lamp driving unit 160.

また、条件を満たしていなければ、S224で、図9(b)のように、輝度を優先するために、供給電力の指定を行わずに、可変絞り173の開口率が最大になるような値を絞り駆動部150に指定する。したがって、図9(a)のように、経時変化による光量低下よりも調光による光量低下の方が大きい場合、経時変化の影響を受けずに投射することが可能である。   If the condition is not satisfied, in S224, a value that maximizes the aperture ratio of the variable diaphragm 173 without specifying the supply power in order to prioritize the luminance as shown in FIG. 9B. Is designated to the aperture driving unit 150. Therefore, as shown in FIG. 9A, when the light amount decrease due to light control is larger than the light amount decrease due to change over time, it is possible to project without being affected by the change over time.

なお、上記条件を満たしていない場合でも、エコ制御や輝度優先制御に切り替えることで明るさの最適化を実現している。   Even when the above conditions are not satisfied, brightness optimization is realized by switching to eco control or luminance priority control.

続いて、S231において供給電力が指定の値となっているか否かを判定し、S240でランプの制御を行う。また、S240のランプ制御は、S241で供給電力を増加させるか否かを判定し、S242で供給電力を増加させる。   Subsequently, in S231, it is determined whether or not the supplied power is a specified value, and the lamp is controlled in S240. The lamp control in S240 determines whether or not to increase the supply power in S241, and increases the supply power in S242.

S243では、エコ制御が指定されているか否かの判定を行い、エコ制御が指定されている場合は、S244において、ユーザが調光による変化を感じない速度で供給電力を低下させることで、ユーザにエコ制御を意識させずに消費電力を削減することが可能である。   In S243, it is determined whether or not eco-control is designated. If eco-control is designated, in S244, the user can reduce the supplied power at a speed that does not feel a change due to dimming. Therefore, it is possible to reduce power consumption without making eco-control aware.

なお、エコ制御が指定されていない場合は、S245で通常の供給電力減少処理を行う。   If eco-control is not designated, normal supply power reduction processing is performed in S245.

続いて、本フローは輝度情報に対して可変絞りとランプの制御を行うために、S251において、絞り制御部230は、ランプ制御部240の出射光量調整範囲が最小となるように開口率の制御を行う。平均輝度レベルが高い場合、開口率が増加し、平均輝度レベルが低い場合、開口率が減少するように絞り駆動部150に指定する。   Subsequently, in this flow, in order to control the variable aperture and the lamp with respect to the luminance information, in S251, the aperture controller 230 controls the aperture ratio so that the emission light amount adjustment range of the lamp controller 240 is minimized. I do. When the average luminance level is high, the aperture ratio increases, and when the average luminance level is low, the aperture driving unit 150 is specified so that the aperture ratio decreases.

続いてS252では、開口率が指定の値となっているか否かを判定し、S280で可変絞りの制御、S290でランプの制御を行う。   Subsequently, in S252, it is determined whether or not the aperture ratio is a specified value. In S280, the variable aperture is controlled, and in S290, the lamp is controlled.

以上のフローによると、環境光に加えて光量の経時的な変化に応じて光量調節すると共に、補正しない場合は消費電力削減、補正できない場合は輝度を優先して投射するといった状況に応じた最適な光量調節を提供できる。   According to the above flow, the light amount is adjusted according to the temporal change of the light amount in addition to the ambient light, and the power consumption is reduced when not corrected, and the brightness is projected with priority when it cannot be corrected. Can provide light intensity adjustment.

以下、図10、11を参照して、本発明の第3の実施例による、投射型表示装置について説明する。   Hereinafter, a projection display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

下記の構成をとることで、光源が固体光源である場合でも、温度変化を最小限に抑えるといった効果を得られる。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   By adopting the following configuration, even when the light source is a solid light source, an effect of minimizing temperature change can be obtained. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図10は本発明の第三の実施形態にかかわる投射型表示装置3のブロック図である。   FIG. 10 is a block diagram of a projection display device 3 according to the third embodiment of the present invention.

投射型表示装置3と投射型表示装置1の差異は、ランプ制御部140は固体光源制御部340、ランプ駆動部160は固体光源駆動部360、ランプ174は固体光源374に置き換わり、温度検出手段としての温度センサ381を備える。   The difference between the projection display device 3 and the projection display device 1 is that the lamp control unit 140 is replaced with a solid light source control unit 340, the lamp drive unit 160 is replaced with a solid light source drive unit 360, and the lamp 174 is replaced with a solid light source 374. Temperature sensor 381 is provided.

温度センサ381は、固体光源374の温度を検出するために設けられ、検出された各固体光源の温度は、固体光源制御部340へ出力される。   The temperature sensor 381 is provided to detect the temperature of the solid light source 374, and the detected temperature of each solid light source is output to the solid light source control unit 340.

固体光源制御部340は、ランプ制御部140の機能に加えて、固体光源駆動部360へ供給電力の指定を温度センサ381より与えられた温度に基づいて行う。また、固体光源駆動部360は指定された値に応じて、固体光源374の駆動を行う。   In addition to the function of the lamp control unit 140, the solid light source control unit 340 specifies supply power to the solid light source driving unit 360 based on the temperature given from the temperature sensor 381. In addition, the solid light source driving unit 360 drives the solid light source 374 according to the designated value.

固体光源374は、ランプ174の機能に加えて、ランプ光源よりも寿命が長いという特徴があるが、調光制御等を行う場合、高温になるとその利点である寿命を縮めてしまうため、温度管理が必要である。   In addition to the function of the lamp 174, the solid-state light source 374 has a feature that the lifetime is longer than that of the lamp light source. However, when dimming control or the like is performed, the lifetime, which is an advantage, is shortened at high temperatures. is necessary.

図11に、固体光源制御部340で行われる環境光に応じた固体光源374の制御についてのフローチャートを示す。   FIG. 11 shows a flowchart of the control of the solid light source 374 according to the ambient light performed by the solid light source control unit 340.

本フローは環境光ランプ制御部140で行われるフローに加えて、固体光源の温度管理のための制御を行う。   In addition to the flow performed by the ambient light lamp control unit 140, this flow performs control for temperature management of the solid light source.

まず、S341において、温度センサ381から与えられた光源温度を取得する。   First, in S341, the light source temperature given from the temperature sensor 381 is acquired.

続いてS342において、光源温度が所定値内であるか否かを判定し、光源温度が所定値外である場合は、固体光源の制御を行わない。   Subsequently, in S342, it is determined whether or not the light source temperature is within a predetermined value. If the light source temperature is outside the predetermined value, the solid light source is not controlled.

光源温度が所定値内である場合は、S343で、供給電力の増減を判定し、S344、S345で供給電力の指定を行う。   When the light source temperature is within the predetermined value, increase / decrease in supply power is determined in S343, and supply power is designated in S344 and S345.

なお、供給電力を大きく変化させるのに伴って光源温度も変化するため、数段階に分けて供給電力を指定する。例えば、360Wから400Wにする場合、4Wずつ指定する。また、環境光は映像信号のように連続的に変化しないため、固体光源が複数設けられている場合であっても、温度を所定範囲内に保つことが可能である。   Since the light source temperature also changes as the supply power is greatly changed, the supply power is designated in several stages. For example, when changing from 360 W to 400 W, specify 4 W at a time. In addition, since ambient light does not change continuously like a video signal, the temperature can be kept within a predetermined range even when a plurality of solid state light sources are provided.

以上のフローによると、変化頻度の低い環境光に対してのみ、光源温度に基づいて調光制御を行うことにより、制御及び温度管理が容易になるといった効果がある。   According to the above flow, there is an effect that control and temperature management are facilitated by performing dimming control based on the light source temperature only for environmental light having a low change frequency.

以下、図12、13を参照して、本発明の第4の実施例による、投射型表示装置について説明する。   Hereinafter, a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

下記の構成をとることで、複数の投射型表示装置で投射映像を重畳し、一つの映像として投射する場合にも、最適な明るさを提供することができる。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   By adopting the following configuration, it is possible to provide optimum brightness even when a projected image is superimposed on a plurality of projection display devices and projected as one image. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図12(a)に示すように複数の投射型表示装置でそれぞれ投射を行う場合、映像に応じて光量調節を行っても問題はないが、図12(b)に示すように一つの投射映像として投射を行う場合、映像に応じて光量調節明すると明るさに差が発生する。特に、左右で明るさに差が発生すると重畳部が目立ち画質的に影響を与える。   When the projection is performed by each of the plurality of projection type display devices as shown in FIG. 12A, there is no problem even if the light amount is adjusted according to the video, but one projection video as shown in FIG. When the projection is performed, a difference in brightness occurs when the amount of light is adjusted according to the image. In particular, if there is a difference in brightness between the left and right, the superimposing portion will noticeably affect the image quality.

そこで、重畳して投射する場合、明るさに差が発生するのを防ぐために、図12(b)に示すような、左右の投射映像に明るさの差が発生しないような制御について説明する。   Therefore, in order to prevent a difference in brightness when projecting in a superimposed manner, a control that does not cause a difference in brightness between the left and right projection images as shown in FIG. 12B will be described.

図13は本発明の第四の実施形態にかかわる投射型表示装置4のブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram of a projection display device 4 according to the fourth embodiment of the present invention.

投射型表示装置4と投射型表示装置1の差異は、絞り制御部130は絞り制御部430に置き換わり、補正判定部482を備える。   The difference between the projection type display device 4 and the projection type display device 1 is that the aperture control unit 130 is replaced with an aperture control unit 430 and includes a correction determination unit 482.

補正判定部482は、図12(b)に示すような重畳部分に対して、図12(c)のように一つの投射映像として表示するための重畳部分に対する補正(例えば、エッジブレンディング)が設定又は解除された場合、その情報を絞り制御部430に通知する。   The correction determination unit 482 sets correction (for example, edge blending) for the superimposed portion to be displayed as one projection image as illustrated in FIG. 12C with respect to the superimposed portion as illustrated in FIG. Or when it is canceled, the information is notified to the aperture control unit 430.

絞り制御部430は、上記補正が設定された場合、絞り駆動部150に対して最大値となるような開口率を指定し、上記補正が解除されるまで絞りの制御を禁止する。   When the correction is set, the aperture control unit 430 designates an aperture ratio that is the maximum value for the aperture driving unit 150, and prohibits the aperture control until the correction is canceled.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

1 投射型表示装置、110 映像解析部、120 環境光センサ、
130 絞り制御部、140 ランプ制御部、172 液晶パネル、173 可変絞り、
174 ランプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection type display apparatus, 110 Image | video analysis part, 120 Ambient light sensor,
130 Aperture control unit, 140 Lamp control unit, 172 LCD panel, 173 Variable aperture,
174 lamp

Claims (7)

光量を調整可能な光源と、
前記光源から出射される光束を遮光可能な可変絞りと、
前記光源の光束を変調するライトバルブと、
を備える投射型表示装置であって、
入力映像信号の輝度情報を検出する輝度情報検出手段と、
周辺環境の明るさを検出する環境光検出手段と、
前記可変絞りの開口率を制御する開口率制御手段と、
前記光源から出射される光量を制御する出射光量制御手段と、を有し、
前記開口率制御手段は、前記輝度情報に基づいて、
前記出射光量の制御範囲が最小となるように光量調整を行うと共に、
前記環境光が暗い値を示す場合、前記出射光量制御手段は、
出射光量が所定値になるように制御することを特徴とする投射型表示装置。
A light source with adjustable light intensity;
A variable stop capable of blocking the light beam emitted from the light source;
A light valve that modulates the luminous flux of the light source;
A projection display device comprising:
Luminance information detecting means for detecting luminance information of the input video signal;
Ambient light detection means for detecting the brightness of the surrounding environment;
An aperture ratio control means for controlling an aperture ratio of the variable diaphragm;
An emitted light amount control means for controlling the amount of light emitted from the light source,
The aperture ratio control means is based on the luminance information.
While adjusting the light amount so that the control range of the emitted light amount is minimized,
When the ambient light shows a dark value, the emitted light amount control means,
A projection-type display device, wherein the amount of emitted light is controlled to be a predetermined value.
前記光源の出射光量を検出する出射光量検出手段を有し、
前記出射光量制御手段は、前記出射光量検出手段によって検出された出射光量値が、
前記出射光量制御手段によって制御される出射光量値よりも大きい場合に、
光源光量の経時的な変化を補うように出射光量を増加させることを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。
An emitted light amount detecting means for detecting the emitted light amount of the light source;
The emitted light quantity control means has an emitted light quantity value detected by the emitted light quantity detector.
When it is larger than the emitted light quantity value controlled by the emitted light quantity control means,
The projection display device according to claim 1, wherein the amount of emitted light is increased so as to compensate for a change in the amount of light source with time.
前記開口率制御手段は、
前記出射光量検出手段によって検出された出射光量値が、
前記出射光量制御手段によって設定される出射光量値よりも小さい場合に、
開口率を最大値に固定又は遮光量が少なくなる範囲で制御することを特徴とする請求項2に記載の投射型表示装置。
The aperture ratio control means includes
The emitted light quantity value detected by the emitted light quantity detection means is
When it is smaller than the emitted light quantity value set by the emitted light quantity control means,
3. The projection display device according to claim 2, wherein the aperture ratio is fixed to a maximum value or controlled within a range in which a light shielding amount is reduced.
前記出射光量検出手段によって検出された出射光量値が所定値よりも大きく、
前記環境光検出手段によって検出された環境光が所定値より明るい値を示し、
前記輝度情報検出手段によって検出された明るさが所定値より大きい場合に、
前記出射光量制御手段は、出射光量値を段階的に減少させることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の投射型表示装置。
The emitted light quantity value detected by the emitted light quantity detection means is larger than a predetermined value,
The ambient light detected by the ambient light detection means shows a value brighter than a predetermined value,
When the brightness detected by the brightness information detecting means is greater than a predetermined value,
4. The projection type display device according to claim 2, wherein the emitted light quantity control means reduces the emitted light quantity value in a stepwise manner.
前記出射光量検出手段は出射光量値を光源の点灯時間に基づいて算出することを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れか一項に記載の投射型表示装置。 The projection type display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the emitted light quantity detection means calculates an emitted light quantity value based on a lighting time of the light source. 前記光源の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記出射光量制御手段は、前記光源が複数の固体光源である場合、
出射光量値の切り替えを前記温度検出手段によって検出された温度に応じて、
所定の温度を保つように制御することを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the light source;
When the light source is a plurality of solid light sources,
According to the temperature detected by the temperature detection means, the change of the emitted light amount value,
The projection display device according to claim 1, wherein the projection display device is controlled so as to maintain a predetermined temperature.
前記開口率制御手段は、当該投射型表示装置が別の投射型表示装置の投射映像と重畳して一つの映像を投射する場合、開口率が最大値となるように制御することを特徴とする請求項1に記載の投射型表示装置。 The aperture ratio control means controls the aperture ratio to be a maximum value when the projection display apparatus projects one image superimposed on a projection image of another projection display apparatus. The projection display device according to claim 1.
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