JP3960897B2 - 投射型画像表示装置の光源ランプの駆動制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＬＣＤプロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタ等の投射型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤやＤＭＤ(Digital Micromirror Device)などのデバイスをライトバルブとして利用する投射型画像表示装置（プロジェクタ）は、光源ランプからの光の強度を変調することで画像を表示している。
【０００３】
黒い画像（黒）を表示するときには光源ランプからの光をシャットする（レンズに入らないようにする）ことで黒を表現するが、実際にスクリーン上に再現される黒はデバイス自体の特性や迷光など光学的な問題によって黒浮きが発生する。
【０００４】
このためライトバブル型のプロジェクタはＣＲＴ等自発光型プロジェクタよりも黒を再現したときの明るさ（最低照度）がかなり明るくなってしまい、特に暗い画像を表示したときの視感的なコントラスト感が悪くなる傾向にある。
【０００５】
この黒浮きによる問題に対する改善案として、従来より、入力された画像の特徴に応じて光源ランプの明るさを制御する（調光する）表示装置が提案されている。
【０００６】
特開昭６２−１１９８３５号公報、特開平６−１６０８１１号公報では、入力された映像信号のピーク値を検出することで画像の特徴を判定し、光源の明るさを制御している。
【０００７】
この方法では、表示される画面全体が明るい又は暗い場合には問題ないが、暗い画面の中に１点でも明るい部分（ピーク）が存在すれば明るい画像であると判定されてしまう。このとき光源は明るくなるように制御されてしまうため黒浮きが発生し、結果的に視感的な印象と食い違った動作になってしまう。
【０００８】
特開平３−１７９８８６号公報、特開平８−２０１８１２号公報では、入力された映像信号の平均映像レベルを検出することで画像の特徴を判定し、平均映像レベルが大きい場合には光源ランプが暗くなるように、平均映像レベルが小さい場合には光源ランプが明るくなるように光源ランプを制御するものである。
【０００９】
この方法では、平均映像レベルが大きい場合には光源ランプが暗くなるように、平均映像レベルが小さい場合には光源ランプが明るくなるように光源ランプを制御しているため、投射型画像表示装置においてはコントラスト感を向上させることができない。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−１１９８３５号公報
【特許文献２】
特開平６−１６０８１１号公報
【特許文献３】
特開平３−１７９８８６号公報
【特許文献４】
特開平８−２０１８１２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明によれば、暗い画像（黒）を表示するときには黒浮きを抑制し、視感的なコントラスト感を向上させることができる投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、光源ランプとその光の強度を変調するライトバルブとを備えた投射型画像表示装置において、 入力映像信号の同期信号とは非同期となるサンプリングクロックで抽出された映像信号の輝度成分をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段によって得られたデジタルデータの、画面の中央部内のデータに対しては大きな重み付けを行なうとともに、画面周辺部内のデータに対しては小さな重み付けを行い、重み付けが行なわれたデータに基づいて輝度平均値を算出するための算出手段と、算出された輝度平均値に基づいて、光源ランプの明るさを制御する制御手段を備えており、制御手段は、輝度平均値が大きい場合には光源ランプを明るく、輝度平均値が小さい場合には光源ランプを暗くするように光源ランプの明るさを制御するものであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明を液晶プロジェクタに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、液晶プロジェクタの構成を示している。
【００１９】
入力映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）は、映像信号処理回路１を介してライトバルブ（ＬＣＤパネル）２に送られる。なお、３は集光レンズ等の入射側光学系であり、４は投射レンズ等の出射側光学系である。
【００２０】
同期信号分離回路１１は、入力映像信号から垂直同期信号および水平同期信号を抽出して、タイミング制御信号発生回路１２に送る。輝度成分分離回路１３は、入力映像信号から輝度成分を抽出する。
【００２１】
マイコン２０は、Ａ／Ｄ変換処理部２１、平均値演算処理部２２、変換テーブル２３、調光制御回路２４、内部タイミング信号発生部２５等を備えている。内部タイミング信号発生部２５には、基準クロック発振器１４が接続されている。内部タイミング信号発生部２５は、基準クロック発振器１４で発生するクロックに基づいて、マイコン２０の動作クロックを発生する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換処理部２１には、輝度成分分離回路１３によって得られた輝度信号Ｙが入力される。マイコン２０は、内部タイミング信号発生部２５によって得られた動作クロックの周波数によって決定される命令実行サイクルに同期した一定周期でＡ／Ｄ変換処理部２１に対するＡ／Ｄ変換命令を実行する。Ａ／Ｄ変換処理部２１に与えられるサンプリングクロックは、マイコン２０の動作クロックに基づいて生成されており、入力映像信号の同期信号に基づいて生成されていないので、その生成が容易である。Ａ／Ｄ変換処理部２１に与えられるサンプリングクロックは、入力映像信号の同期信号とは非同期となる。Ａ／Ｄ変換処理部２１のサンプリング周期は、たとえば、１００μｓ（１０ＫＨｚ）である。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換処理部２１によって得られたデジタルの輝度信号は、平均値演算処理部２２に送られる。平均値演算処理部２２は、タイミング制御信号発生回路１２から送られてくる単位期間を表す信号および画面中央部であることを示す信号に基づいて、単位期間毎に、画面の中央部内の輝度信号の平均値（輝度平均値）を算出する。単位期間は、例えば、４フレーム期間に設定される。つまり、単位期間毎に、画面の中央部内の輝度信号の総和を算出し、算出された輝度総和を、有効サンプル数（画面の中央部内のサンプル数と単位期間に相当するフレーム数との積）で除算することにより、画面の中央部内の輝度信号の平均値（輝度平均値）を算出する。
【００２４】
なお、画面の中央部の領域を、図２（ａ）に示すように、画面全体の領域１００のうち、画面の上端部および下端部を除いた領域１０１に設定してもよいし、図２（ｂ）に示すように、画面全体の領域１００のうち、画面の上端部、下端部、左端部および右端部を除いた領域１０２に設定してもよい。
【００２５】
平均値演算処理部２２によって算出された輝度平均値は、変換テーブル２３に送られる。変換テーブル２３には、図３に示すように、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係が格納されている。図３においては、輝度平均値および光源ランプの明るさの設定値の最大値をそれぞれ１００に正規化した場合の、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係を示している。
【００２６】
図３の例では、輝度平均値が０〜２５の間である場合には、光源ランプの明るさが輝度平均値に比例して大きくなるように、輝度平均値が２５以上である場合には光源ランプの明るさが最大値となるように、テーブルが作成されている。
【００２７】
変換テーブル２３は、入力された輝度平均値と、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係を示すテーブルとに基づいて、光源ランプの明るさを決定する。変換テーブル２３によって決定された光源ランプの明るさは、調光制御回路２４に与えられる。
【００２８】
調光制御回路２４は、変換テーブル２３から与えられた光源ランプの明るさを実現するように、光源ランプ１６を駆動するランプドライバ１５に制御信号を出力する。
【００２９】
以上のような動作により、輝度平均値が低い場合には光源ランプが暗くされ、輝度平均値が高い場合には光源ランプが明るくされるので、コントラスト感が向上する。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、画面の中央部内のデータに基づいて輝度平均値を算出しているが、画面全体（１垂直期間内または有効映像期間内）のデータに基づいて輝度平均値を算出するようにしてもよい。また、画面を中央部の領域と画面内のそれ以外の領域（周辺部の領域）とに分け、画面中央部の領域内の輝度データに対しては比較的大きな重みを掛け、周辺部の領域内の輝度データには比較的小さな重みを掛け、重み付けられた輝度データに基づいて画面全体の加重加算平均値を算出し、この算出結果を輝度平均値として用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、暗い画像（黒）を表示するときには黒浮きを抑制し、視感的なコントラスト感を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】画面の中央部として設定される領域を示す模式図である。
【図３】変換テーブルの内容を示す模式図である。
【符号の説明】
２ ライトバルブ
１５ ランプドライバ
１６ 光源ランプ
２０ マイコン
２１ Ａ／Ｄ変換処理部
２２ 平均値演算処理部
２３ 変換テーブル
２４ 調光制御回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＬＣＤプロジェクタ、ＤＬＰプロジェクタ等の投射型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＣＤやＤＭＤ(Digital Micromirror Device)などのデバイスをライトバルブとして利用する投射型画像表示装置（プロジェクタ）は、光源ランプからの光の強度を変調することで画像を表示している。
【０００３】
黒い画像（黒）を表示するときには光源ランプからの光をシャットする（レンズに入らないようにする）ことで黒を表現するが、実際にスクリーン上に再現される黒はデバイス自体の特性や迷光など光学的な問題によって黒浮きが発生する。
【０００４】
このためライトバブル型のプロジェクタはＣＲＴ等自発光型プロジェクタよりも黒を再現したときの明るさ（最低照度）がかなり明るくなってしまい、特に暗い画像を表示したときの視感的なコントラスト感が悪くなる傾向にある。
【０００５】
この黒浮きによる問題に対する改善案として、従来より、入力された画像の特徴に応じて光源ランプの明るさを制御する（調光する）表示装置が提案されている。
【０００６】
特開昭６２−１１９８３５号公報、特開平６−１６０８１１号公報では、入力された映像信号のピーク値を検出することで画像の特徴を判定し、光源の明るさを制御している。
【０００７】
この方法では、表示される画面全体が明るい又は暗い場合には問題ないが、暗い画面の中に１点でも明るい部分（ピーク）が存在すれば明るい画像であると判定されてしまう。このとき光源は明るくなるように制御されてしまうため黒浮きが発生し、結果的に視感的な印象と食い違った動作になってしまう。
【０００８】
特開平３−１７９８８６号公報、特開平８−２０１８１２号公報では、入力された映像信号の平均映像レベルを検出することで画像の特徴を判定し、平均映像レベルが大きい場合には光源ランプが暗くなるように、平均映像レベルが小さい場合には光源ランプが明るくなるように光源ランプを制御するものである。
【０００９】
この方法では、平均映像レベルが大きい場合には光源ランプが暗くなるように、平均映像レベルが小さい場合には光源ランプが明るくなるように光源ランプを制御しているため、投射型画像表示装置においてはコントラスト感を向上させることができない。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−１１９８３５号公報
【特許文献２】
特開平６−１６０８１１号公報
【特許文献３】
特開平３−１７９８８６号公報
【特許文献４】
特開平８−２０１８１２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明によれば、暗い画像（黒）を表示するときには黒浮きを抑制し、視感的なコントラスト感を向上させることができる投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、光源ランプとその光の強度を変調するライトバルブとを備えた投射型画像表示装置において、 入力映像信号の同期信号とは非同期となるサンプリングクロックで抽出された映像信号の輝度成分をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段によって得られたデジタルデータの、画面の中央部内のデータに対しては大きな重み付けを行なうとともに、画面周辺部内のデータに対しては小さな重み付けを行い、重み付けが行なわれたデータに基づいて輝度平均値を算出するための算出手段と、算出された輝度平均値に基づいて、光源ランプの明るさを制御する制御手段を備えており、制御手段は、輝度平均値が大きい場合には光源ランプを明るく、輝度平均値が小さい場合には光源ランプを暗くするように光源ランプの明るさを制御するものであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明を液晶プロジェクタに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、液晶プロジェクタの構成を示している。
【００１９】
入力映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号）は、映像信号処理回路１を介してライトバルブ（ＬＣＤパネル）２に送られる。なお、３は集光レンズ等の入射側光学系であり、４は投射レンズ等の出射側光学系である。
【００２０】
同期信号分離回路１１は、入力映像信号から垂直同期信号および水平同期信号を抽出して、タイミング制御信号発生回路１２に送る。輝度成分分離回路１３は、入力映像信号から輝度成分を抽出する。
【００２１】
マイコン２０は、Ａ／Ｄ変換処理部２１、平均値演算処理部２２、変換テーブル２３、調光制御回路２４、内部タイミング信号発生部２５等を備えている。内部タイミング信号発生部２５には、基準クロック発振器１４が接続されている。内部タイミング信号発生部２５は、基準クロック発振器１４で発生するクロックに基づいて、マイコン２０の動作クロックを発生する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換処理部２１には、輝度成分分離回路１３によって得られた輝度信号Ｙが入力される。マイコン２０は、内部タイミング信号発生部２５によって得られた動作クロックの周波数によって決定される命令実行サイクルに同期した一定周期でＡ／Ｄ変換処理部２１に対するＡ／Ｄ変換命令を実行する。Ａ／Ｄ変換処理部２１に与えられるサンプリングクロックは、マイコン２０の動作クロックに基づいて生成されており、入力映像信号の同期信号に基づいて生成されていないので、その生成が容易である。Ａ／Ｄ変換処理部２１に与えられるサンプリングクロックは、入力映像信号の同期信号とは非同期となる。Ａ／Ｄ変換処理部２１のサンプリング周期は、たとえば、１００μｓ（１０ＫＨｚ）である。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換処理部２１によって得られたデジタルの輝度信号は、平均値演算処理部２２に送られる。平均値演算処理部２２は、タイミング制御信号発生回路１２から送られてくる単位期間を表す信号および画面中央部であることを示す信号に基づいて、単位期間毎に、画面の中央部内の輝度信号の平均値（輝度平均値）を算出する。単位期間は、例えば、４フレーム期間に設定される。つまり、単位期間毎に、画面の中央部内の輝度信号の総和を算出し、算出された輝度総和を、有効サンプル数（画面の中央部内のサンプル数と単位期間に相当するフレーム数との積）で除算することにより、画面の中央部内の輝度信号の平均値（輝度平均値）を算出する。
【００２４】
なお、画面の中央部の領域を、図２（ａ）に示すように、画面全体の領域１００のうち、画面の上端部および下端部を除いた領域１０１に設定してもよいし、図２（ｂ）に示すように、画面全体の領域１００のうち、画面の上端部、下端部、左端部および右端部を除いた領域１０２に設定してもよい。
【００２５】
平均値演算処理部２２によって算出された輝度平均値は、変換テーブル２３に送られる。変換テーブル２３には、図３に示すように、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係が格納されている。図３においては、輝度平均値および光源ランプの明るさの設定値の最大値をそれぞれ１００に正規化した場合の、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係を示している。
【００２６】
図３の例では、輝度平均値が０〜２５の間である場合には、光源ランプの明るさが輝度平均値に比例して大きくなるように、輝度平均値が２５以上である場合には光源ランプの明るさが最大値となるように、テーブルが作成されている。
【００２７】
変換テーブル２３は、入力された輝度平均値と、輝度平均値と光源ランプの明るさとの関係を示すテーブルとに基づいて、光源ランプの明るさを決定する。変換テーブル２３によって決定された光源ランプの明るさは、調光制御回路２４に与えられる。
【００２８】
調光制御回路２４は、変換テーブル２３から与えられた光源ランプの明るさを実現するように、光源ランプ１６を駆動するランプドライバ１５に制御信号を出力する。
【００２９】
以上のような動作により、輝度平均値が低い場合には光源ランプが暗くされ、輝度平均値が高い場合には光源ランプが明るくされるので、コントラスト感が向上する。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、画面の中央部内のデータに基づいて輝度平均値を算出しているが、画面全体（１垂直期間内または有効映像期間内）のデータに基づいて輝度平均値を算出するようにしてもよい。また、画面を中央部の領域と画面内のそれ以外の領域（周辺部の領域）とに分け、画面中央部の領域内の輝度データに対しては比較的大きな重みを掛け、周辺部の領域内の輝度データには比較的小さな重みを掛け、重み付けられた輝度データに基づいて画面全体の加重加算平均値を算出し、この算出結果を輝度平均値として用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、暗い画像（黒）を表示するときには黒浮きを抑制し、視感的なコントラスト感を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶プロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】画面の中央部として設定される領域を示す模式図である。
【図３】変換テーブルの内容を示す模式図である。
【符号の説明】
２ ライトバルブ
１５ ランプドライバ
１６ 光源ランプ
２０ マイコン
２１ Ａ／Ｄ変換処理部
２２ 平均値演算処理部
２３ 変換テーブル
２４ 調光制御回路
Claims (1)
- 光源ランプとその光の強度を変調するライトバルブとを備えた投射型画像表示装置において、
入力映像信号の同期信号とは非同期となるサンプリングクロックで抽出された映像信号の輝度成分をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段によって得られたデジタルデータの、画面の中央部内のデータに対しては大きな重み付けを行なうとともに、画面周辺部内のデータに対しては小さな重み付けを行い、重み付けが行なわれたデータに基づいて、輝度平均値を算出するための算出手段と、算出された輝度平均値に基づいて、光源ランプの明るさを制御する制御手段を備えており、制御手段は、輝度平均値が大きい場合には光源ランプを明るく、輝度平均値が小さい場合には光源ランプを暗くするように光源ランプの明るさを制御するものであることを特徴とする投射型画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300421A JP3960897B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 投射型画像表示装置の光源ランプの駆動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002300421A JP3960897B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 投射型画像表示装置の光源ランプの駆動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004138636A JP2004138636A (ja) | 2004-05-13 |
| JP3960897B2 true JP3960897B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=32449123
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002300421A Expired - Fee Related JP3960897B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 投射型画像表示装置の光源ランプの駆動制御方法 |
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| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007299001A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-11-15 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JP3983276B2 (ja) * | 2006-02-08 | 2007-09-26 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
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2002
- 2002-10-15 JP JP2002300421A patent/JP3960897B2/ja not_active Expired - Fee Related
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