JP4107318B2 - Display device - Google Patents

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  • Projection Apparatus (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

本発明は、たとえば映像信号に基づいて画像表示を行う液晶プロジェクタ等の表示装置に関するものである。   The present invention relates to a display device such as a liquid crystal projector that displays an image based on a video signal, for example.

液晶プロジェクタは、液晶材料を用いた空間光変調器（以下、液晶パネルという）を用いるプロジェクタ装置である。液晶プロジェクタにおいては、液晶パネル自体は発光しない。
そこで、液晶プロジェクタにおいては、液晶パネルと光源とを組み合わせ、液晶パネルに光を照射して照明する。
そして、液晶パネルに映像信号を印加し、液晶パネルにより形成された像を、投射レンズによりスクリーンに投射する。
このような構成を有する液晶プロジェクタにより、小型で効率の良いプロジェクタ装置を実現できる。 A liquid crystal projector is a projector device using a spatial light modulator (hereinafter referred to as a liquid crystal panel) using a liquid crystal material. In a liquid crystal projector, the liquid crystal panel itself does not emit light.
Therefore, in a liquid crystal projector, a liquid crystal panel and a light source are combined to illuminate the liquid crystal panel with light.
Then, a video signal is applied to the liquid crystal panel, and an image formed by the liquid crystal panel is projected onto the screen by the projection lens.
With the liquid crystal projector having such a configuration, a small and efficient projector device can be realized.

ところで、液晶材料の中には、印加電界に従い、入射光の偏光を変化させる性質（施光性）を持つものがある。
液晶パネルとしては、この性質を利用して光変調を行うものが多い。
このために、液晶パネルに入射する光は、ある一方向の直線偏光（ｐ偏光またはｓ偏光）とする必要がある。そして、液晶パネルを出射する光は、液晶パネルに印加される映像信号に従い偏光方向が回転する。
そこで、光変調を行うために液晶パネルの出射側に検光子として偏光子が配置される。 By the way, some liquid crystal materials have a property (light application property) that changes the polarization of incident light according to an applied electric field.
Many liquid crystal panels perform light modulation utilizing this property.
For this reason, light incident on the liquid crystal panel needs to be linearly polarized light in one direction (p-polarized light or s-polarized light). Then, the polarization direction of the light emitted from the liquid crystal panel is rotated according to the video signal applied to the liquid crystal panel.
Therefore, a polarizer is disposed as an analyzer on the emission side of the liquid crystal panel in order to perform light modulation.

また、液晶プロジェクタとしては、スクリーンが置かれた環境に応じてより見やすい表示画像が得られるように、絞りオン・オフモード切替を持つプロジェクタが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００３−１０７４２２号公報 Further, as a liquid crystal projector, a projector having an aperture on / off mode switching has been proposed so that a display image that is easier to see can be obtained according to the environment in which the screen is placed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-107422 A

ところが、絞りオン／オフモード切替を持つプロジェクタにおいては、性能向上に限界がある。
絞りオン／オフの２モード切替により、映画などの暗いシーンが多いプログラム再生の際にランプ駆動電圧を下げた低電圧モードに切り替え、さらに絞りオン（例：遮光率２０％）状態にすることにより、黒レベルを下げコントラスト比の向上を図っている。これにより、暗い場面ではコントラストが引き締まり良好な画像を得られる。
しかし、鑑賞中は常に絞りオンで一部遮光状態であり同時に白レベルも下がるため、明るいシーンでの輝度もそれに応じて低下する。違和感のない遮光率設定とした結果、コントラスト比の大幅な向上は望めない。
すなわち、絞りの効果を必要としない、明るい画においても全体が暗い画になってしまい、印象的に画質が落ちた画像に見えてしまうという不利益がある。 However, there is a limit to improving the performance of a projector having aperture on / off mode switching.
By switching the aperture on / off mode, switching to the low voltage mode with the lamp drive voltage lowered during program playback with many dark scenes such as movies, and further turning the aperture on (eg, 20% shading rate) The black level is lowered to improve the contrast ratio. Thereby, the contrast is tightened in a dark scene, and a good image can be obtained.
However, during viewing, the aperture is always on and part of the light is blocked, and at the same time the white level decreases, so the brightness in bright scenes decreases accordingly. As a result of setting the shading rate without a sense of incongruity, a significant improvement in contrast ratio cannot be expected.
That is, there is a disadvantage that the entire image becomes a dark image even in a bright image that does not require an aperture effect, and the image looks impressively deteriorated.

本発明は、画面の明るさが変化しても、暗い場面では高いコントラスト比が得られ、明るい場面では明るさが維持された印象の良い画像を得ることが可能な表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a display device capable of obtaining a high-contrast image in which a high contrast ratio is obtained in a dark scene and the brightness is maintained in a bright scene even when the brightness of the screen changes. is there.

本発明の第１の観点の表示装置は、可変開口絞り装置と、画面を形成する入力信号レベルの状態に応じて上記絞りの開閉を制御する制御回路と、を有し、上記制御回路は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合に比べて上記絞りの開閉動作の応答が速くなるように上記絞り装置を制御し、当該絞り装置の制御において、上記画面内の指定された検出エリアの信号レベルの総和を、入力信号の形態毎に設定されている当該検出エリアに基づいた面積で除した第１の値の変化量を所定の重み係数で除した第２の値に基づいて上記絞り装置のコントロール信号値を設定する。 A display device according to a first aspect of the present invention includes a variable aperture stop device, and a control circuit that controls opening and closing of the stop according to the state of an input signal level that forms a screen. If the signal level varies from dark level to the bright level, and controls the throttle device as the response of the opening and closing operation of the throttle above is increased as compared with the case vary from bright level to a dark level, the throttle device In this control, the change amount of the first value obtained by dividing the sum of the signal levels of the designated detection area in the screen by the area based on the detection area set for each form of the input signal is a predetermined value. Based on the second value divided by the weighting factor, the control signal value of the diaphragm device is set.

好適には、上記制御回路は、上記信号レベルが、暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合と、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合とで、異なる上記重み係数による除算を行う。   Preferably, the control circuit performs division by the different weighting factors depending on whether the signal level varies from a dark level to a bright level or when the signal level varies from a bright level to a dark level.

好適には、上記検出エリアを指定可能なレジスタを有し、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向に当該検出エリアをシフトさせることが可能で、上記制御回路は、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向へのシフト量の指示を受けると、指示を受けたシフト量に基づいて上記検出エリアを指定する値を算出し、上記レジスタに設定する。   Preferably, the detection area has a register capable of designating the detection area, and the detection area can be shifted in at least one of a horizontal direction and a vertical direction of the detection area. When an instruction for the shift amount in at least one of the horizontal direction and the vertical direction of the area is received, a value for designating the detection area is calculated based on the received shift amount and set in the register.

好適には、上記制御回路は、上記第１の値に対して入力信号の形態に合わせた補正処理を行う。   Preferably, the control circuit performs a correction process according to the form of the input signal on the first value.

本発明の第２の観点の表示装置は、可変開口絞り装置と、画面を形成する入力信号レベルの状態に応じて上記絞りの開閉を制御する制御回路と、表示すべき信号のゲインを調整可能な信号調整部と、を有し、上記制御回路は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合に比べて上記絞りの開閉動作の応答が速くなるように上記絞り装置を制御し、かつ上記絞り制御に対応して上記信号調整部に上記ゲインを調整させ、当該絞り装置の制御およびゲイン調整制御において、上記画面内の指定された検出エリアの信号レベルの総和を、入力信号の形態毎に設定されている当該検出エリアに基づいた面積で除した第１の値の変化量を所定の重み係数で除した第２の値に基づいて上記絞り装置のコントロール信号値および上記ゲインのコントロール信号値を設定し、上記第２の値に基づいて上記絞り装置および上記信号調整部のゲインの制御を行うに際し、制御を開始する上記第１の値として、上記絞り装置の制御の開始の上記第１の値を、上記信号調整部のゲインの制御の開始の上記第１の値より大きくする。 A display device according to a second aspect of the present invention is capable of adjusting a variable aperture stop device, a control circuit for controlling opening / closing of the stop according to the state of an input signal level forming a screen, and a gain of a signal to be displayed And the control circuit responds to the opening / closing operation of the diaphragm when the signal level varies from a dark level to a bright level compared to when the signal level varies from a bright level to a dark level. The aperture control is controlled so that the speed is increased, and the gain is adjusted by the signal adjustment unit in response to the aperture control. In the control of the aperture device and the gain adjustment control, the designated detection in the screen is performed. Based on the second value obtained by dividing the change amount of the first value obtained by dividing the sum of the signal levels of the area by the area based on the detection area set for each form of the input signal by a predetermined weighting factor. Control signal value of the serial throttle device and to set the control signal values of the gain, based on the second value upon controlling the gain of the throttle device and the signal adjustment unit, the first starting control As the value, the first value at the start of the control of the diaphragm device is made larger than the first value at the start of the gain control of the signal adjustment unit .

好適には、上記第２の値に基づいて上記絞り装置および上記信号調整部のゲインの制御を行うに際し、制御を開始する上記第１の値を、上記絞り装置の制御と、上記信号調整部のゲインの制御とで、異なる値とする。   Preferably, when controlling the gains of the diaphragm device and the signal adjustment unit based on the second value, the first value for starting the control is set as the control of the diaphragm device and the signal adjustment unit. Different values are used for the gain control.

本発明の第３の観点の表示装置は、入力される画像信号に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調部と、上記光変調部から出射される照明光を光軸に対して同心円状に開閉し、当該照明光の上記光変調部への入射光量をコントロール信号に基づいて調整する可変開口絞り装置と、入力画像信号の平均信号レベルを検出する検出部と、表示すべき上記画像信号のゲインを調整可能な信号調整部と、画面を形成する入力信号レベルの状態に応じて上記絞りの開閉を制御する制御回路と、を有し、上記制御回路は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合に比べて上記絞りの開閉動作の応答が速くなるように上記絞り装置を制御し、かつ上記絞り制御に対応して上記信号調整部に上記ゲインを調整させ、当該絞り装置の制御およびゲイン調整制御において、上記画面内の指定された検出エリアの信号レベルの総和を、入力信号の形態毎に設定されている当該検出エリアに基づいた面積で除した第１の値の変化量を所定の重み係数で除した第２の値に基づいて上記絞り装置のコントロール信号値および上記ゲインのコントロール信号値を設定し、上記第２の値に基づいて上記絞り装置および上記信号調整部のゲインの制御を行うに際し、制御を開始する上記第１の値として、上記絞り装置の制御の開始の上記第１の値を、上記信号調整部のゲインの制御の開始の上記第１の値より大きくする。
A display device according to a third aspect of the present invention includes a light modulation unit that modulates and emits incident illumination light based on an input image signal, and the illumination light emitted from the light modulation unit as an optical axis. A variable aperture stop device that opens and closes concentrically and adjusts the amount of illumination light incident on the light modulation unit based on a control signal; a detection unit that detects an average signal level of the input image signal; A signal adjustment unit capable of adjusting the gain of the image signal, and a control circuit that controls opening and closing of the diaphragm according to a state of an input signal level forming a screen, and the control circuit has the signal level When the aperture fluctuates from a dark level to a bright level, the aperture device is controlled so that the response of the aperture opening / closing operation is faster than when the aperture varies from a bright level to a dark level, and the aperture control is supported. do it The signal adjustment unit adjusts the gain, and in the control of the diaphragm device and the gain adjustment control, the sum of the signal levels in the detection area specified in the screen is set for each type of input signal. A control signal value of the diaphragm device and a control signal value of the gain are set based on a second value obtained by dividing the change amount of the first value divided by the area based on the area by a predetermined weighting factor, When controlling the gains of the diaphragm device and the signal adjustment unit based on the value of 2, the first value at the start of the control of the diaphragm device is used as the first value to start the control. It is made larger than the first value at the start of gain control of the adjustment unit .

本発明によれば、たとえば、制御回路において、信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合と、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合とで、絞りの開閉動作の応答を異なるように制御される。そして、これと並行して絞り制御に対応して信号調整部にゲインを調整させる。   According to the present invention, for example, in the control circuit, the response of the aperture opening / closing operation is different between when the signal level changes from a dark level to a bright level and when the signal level changes from a bright level to a dark level. Be controlled. In parallel with this, the signal adjustment unit is caused to adjust the gain corresponding to the aperture control.

本発明によれば、暗い場面ではコントラストが引き締まり、明るい場面では明るさが維持された印象の良い画を常に見ることが可能になる。また、デジタル信号とアナログ信号の両者間で差異のない画を見ることが可能である。また、急激な変化による画の違和感等を防ぎ、違和感のない良好な画をユーザに提供することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to always see a good image in which the contrast is tightened in a dark scene and the brightness is maintained in a bright scene. In addition, it is possible to view an image having no difference between the digital signal and the analog signal. In addition, it is possible to prevent an uncomfortable feeling of the image due to a sudden change and to provide a user with a good image without the uncomfortable feeling.

以下、本発明の実施形態を、添付図面に関連付けて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の信号処理系の一実施形態を示すブロック構成図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a signal processing system of a display device according to an embodiment of the present invention.

本実施形態に係る表示装置１０は、たとえば液晶プロジェクタに適用され、スクリーンが置かれた環境に応じてより見やすい表示画像が得られるように、絞り装置（アイリス）のオン・オフモード切替機能、および絞り自動（ＡＵＴＯ）機能を有する。   The display device 10 according to the present embodiment is applied to, for example, a liquid crystal projector, and an on / off mode switching function of an iris device (iris) so as to obtain a display image that is easier to see according to the environment where the screen is placed, and It has an automatic aperture (AUTO) function.

本表示装置１０は、図１に示すように、入力信号処理部１１、変換・検出部１２、スキャンコンバータ１３、信号調整部１４、駆動部１５、液晶表示パネル（ＬＣＤ）等の表示パネル１６、制御対象の一つである絞り装置１７、および制御回路としてのＣＰＵ１８を有する。   As shown in FIG. 1, the display device 10 includes an input signal processing unit 11, a conversion / detection unit 12, a scan converter 13, a signal adjustment unit 14, a drive unit 15, a display panel 16 such as a liquid crystal display panel (LCD), It has a diaphragm device 17 which is one of the controlled objects, and a CPU 18 as a control circuit.

そして、表示装置１０においては、絞り自動（ＡＵＴＯ）機能が適用された場合には、映像信号の平均輝度情報に基づき、絞りの開口および表示パネル１６を駆動する信号レベルが制御される。
たとえば、映像信号として暗い画面が入力されたときは、絞りの開口を小さくして光出力を制限し、逆に表示パネル１６を駆動する信号レベルを高くして所定の階調レベルの映像を表示する。
このような制御を行うことで表示パネル１６が表示可能なダイナミックレンジをより広く活用することになり、暗い映像においても優れた階調表現を行うことができる。また、表示パネル１６が液晶パネルの場合、開口を小さく絞ることにより液晶パネルに入射する光束角が小さくなり入射角特性（視野角依存性）が改善しコントラスト比が向上する。 In the display device 10, when the automatic aperture (AUTO) function is applied, the aperture of the aperture and the signal level for driving the display panel 16 are controlled based on the average luminance information of the video signal.
For example, when a dark screen is input as a video signal, the aperture of the diaphragm is reduced to limit the light output, and on the contrary, the signal level for driving the display panel 16 is increased to display a video with a predetermined gradation level. To do.
By performing such control, the dynamic range that can be displayed on the display panel 16 is more widely used, and excellent gradation expression can be performed even in a dark image. Further, when the display panel 16 is a liquid crystal panel, the aperture angle is reduced to reduce the angle of light flux incident on the liquid crystal panel, improving the incident angle characteristics (viewing angle dependency) and improving the contrast ratio.

入力信号処理部１１は、様々な入力信号ＳＩＮを変換・検出部１２に適合した信号形態（たとえばＲＧＢ信号）に変換し、変換・検出部１２に出力する。入力信号ＳＩＮは、ＤＶＤプレーヤ等により再生された映像信号、チューナから復号された信号、コンポーネントビデオ信号、コンポジットビデオ信号、およびＲＧＢ信号などである。   The input signal processing unit 11 converts various input signals SIN into signal forms (for example, RGB signals) suitable for the conversion / detection unit 12 and outputs them to the conversion / detection unit 12. The input signal SIN is a video signal reproduced by a DVD player or the like, a signal decoded from a tuner, a component video signal, a composite video signal, and an RGB signal.

変換・検出部１２は、入力信号処理部１１から入力された信号ＳＩＮに基づいて、たとえば輝度（Ｙ）／色差信号へのマトリクス変換処理を行うマトリクス部１２１と、マトリクス部１２１の出力信号に対してインターレース−プロッグレッシブ変換（Ｉｎｔｅｒｌａｃｅ−Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ：ＩＰ）変換処理を行うＩＰ変換部１２２と、マトリクス部１２１の出力信号に基づいて、連続的に入力される映像信号のたとえば１画面の所定領域の画素データの総和に基づきその映像信号の平均輝度に関する情報である平均ピクチャーレベル（ＡＰＬ）を検出するＡＰＬ検出部１２３と、ＡＰＬ検出部１２３で検出されたＡＰＬの値がセットされ、ＣＰＵ１８によりアクセスされるレジスタ１２６と、を主構成要素として有している。 Based on the signal SIN input from the input signal processing unit 11, the conversion / detection unit 12 performs matrix conversion processing, for example, to a luminance (Y) / color difference signal, and the output signal of the matrix unit 121. Based on the output signal of the matrix conversion unit 121 and the IP conversion unit 122 that performs interlace-progressive conversion (IP) conversion processing, for example, pixels in a predetermined area of one screen of a video signal that is continuously input An APL detection unit 123 that detects an average picture level (APL) that is information relating to the average luminance of the video signal based on the sum of the data, and the value of the APL detected by the APL detection unit 123 are set and accessed by the CPU 18. And a register 126 as main components.

ＡＰＬ検出部１２３は、再生画像がＡＰＬの検出を行うための有効エリアに対してどの位置にあるのかを判別するエッジ検出機能を含む。有効画像領域は、図示しないレジスタのセット値により指定される。
エッジ検出回路は、この有効画像領域に対し、実際に入力される信号がどの位置にあるのかを検出する。
ＡＰＬ検出に関しては、上述したようにステータス毎（入力信号の形態毎）に検出エリアのレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔを設定する必要がある。これらの値は、ＡＰＬを検出する矩形領域のそれぞれ上、下、左、および右の位置データであり、各ステータス（Ｓｔａｔｕｓ）で持つ、Ｖｓｈｉｆｔ／Ｖｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｓｈｉｆｔ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの値をから、たとえばＣＰＵ１８が算出する。入力信号を縦方向および横方向の解像度を示すＶｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの値はステータス（Ｓｔａｔｕｓ）で固定である。表示画面内の縦方向および横方向の信号の移動量（オフセット量）であるＶｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔは、実際に反映されている値を参照する。たとえば、ユーザが図示しないリモートコントロール装置により有効画像領域を水平および／または垂直方向にシフトさせてＶｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔの値が変更された場合、ＣＰＵ１８は変更された値を参照してレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔの値を設定する。
未知信号の場合は、オリジナルのＳｔａｔｕｓからＶｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ値を参照する。 The APL detection unit 123 includes an edge detection function that determines a position where the reproduced image is located with respect to an effective area for detecting APL. The effective image area is designated by a set value of a register (not shown).
The edge detection circuit detects the position of the actually input signal with respect to the effective image area.
Regarding APL detection, as described above, it is necessary to set the register Top / Bottom / Left / Right in the detection area for each status (each input signal form). These values are the position data of the upper, lower, left, and right of the rectangular area for detecting APL, and the CPU 18 determines, for example, the value of Vshift / Vresolution / Hshift / Hresolution that each status (Status) has. calculate. The value of V resolution / H resolution indicating the resolution of the input signal in the vertical direction and the horizontal direction is fixed in the status (Status). Vshift / Hshift, which is the movement amount (offset amount) of the vertical and horizontal signals in the display screen, refers to the value actually reflected. For example, when the user shifts the effective image area in the horizontal and / or vertical direction by a remote control device (not shown) and the value of Vshift / Hshift is changed, the CPU 18 refers to the changed value and registers Top / Bottom / The value of Left / Right is set.
In the case of an unknown signal, the Vresolution / Hresolution value is referred to from the original status.

スキャンコンバータ１３は、変換・検出部１２によりＩＰ変換処理を受けた信号を、表示パネル１６のサイズに合わせた画素数変換処理や、ＧＵＩのグラフィカル指示領域（ＯＳＤ）の付加処理等を行い、信号Ｓ１３として信号調整部１４に出力する。
スキャンコンバータ１３は、ユーザが図示しないリモートコントロール装置を用いて有効画像領域を水平および／または垂直方向にシフタさせてＶｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔの値の変更させる指令を受けると、この変更情報をＣＰＵ１８に通知する。
ＣＰＵ１８は、後で説明する所定の方法に従ってレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔの値を算出し、変換・検出部１２のレジスタ値をセットする。 The scan converter 13 performs signal number conversion processing on the signal subjected to the IP conversion processing by the conversion / detection unit 12 in accordance with the size of the display panel 16, addition processing of a GUI graphical indication area (OSD), and the like. It outputs to the signal adjustment part 14 as S13.
When the user receives a command to shift the effective image area horizontally and / or vertically and change the value of Vshift / Hshift using a remote control device (not shown), the scan converter 13 notifies the CPU 18 of the change information. .
The CPU 18 calculates the value of the register Top / Bottom / Left / Right according to a predetermined method described later, and sets the register value of the conversion / detection unit 12.

信号調整部１４は、スキャンコンバータ１３の出力信号に対して、色変換、ガンマ調整、シャープネス調整などの調整（画像処理）を行い、信号Ｓ１４として駆動部１５に出力する。
信号調整部１４は、ＣＰＵ１８によりゲイン（コントラスト）を制御する値がセットされる、ゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣＯＮＴを有し、ゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣＯＮＴにセットされる値に応じて、たとえばゲイン（コントラスト）の可変範囲が１〜１．５倍に設定される。
具体的には、ＣＰＵ１８により、ゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣＯＮＴの設定値ＳＴＶは、０〜６３間で可変させる。信号調整部１４は、たとえば次式に従い、設定値ＳＴＶが６３のときに、最大１．５倍のゲイン（コントラスト）を達成可能に構成される。ここで、ＩＮは信号調整部１４への入力信号レベル、ＯＵＴは信号調整部１４からの出力信号レベルを示す。 The signal adjustment unit 14 performs adjustments (image processing) such as color conversion, gamma adjustment, and sharpness adjustment on the output signal of the scan converter 13 and outputs the result to the drive unit 15 as a signal S14.
The signal adjustment unit 14 is a gain (contrast) control register USC in which a value for controlling the gain (contrast) is set by the CPU 18. Gain (contrast) control register USC with SUBCONT Depending on the value set in SUBCONT, for example, the variable range of gain (contrast) is set to 1 to 1.5 times.
Specifically, the CPU 18 controls the gain (contrast) control register USC. The set value STV of SUBCONT is varied between 0 and 63. For example, according to the following equation, the signal adjustment unit 14 is configured to be able to achieve a maximum gain (contrast) of 1.5 times when the set value STV is 63. Here, IN represents an input signal level to the signal adjustment unit 14, and OUT represents an output signal level from the signal adjustment unit 14.

〔数１〕
ＯＵＴ＝ＩＮ×（１２８＋ＳＴＶ）／１２８ [Equation 1]
OUT = IN × (128 + STV) / 128

駆動部１５は、信号調整部１４からの出力信号により、表示パネル１６を駆動するために必要な信号を生成する。また、表示パネル１６のばらつきを吸収する等の処理を行う。駆動部１５は、表示パネル１６のデバイスに応じて、その構成は変わってくる。   The drive unit 15 generates a signal necessary for driving the display panel 16 based on the output signal from the signal adjustment unit 14. Also, processing such as absorbing variations in the display panel 16 is performed. The configuration of the drive unit 15 varies depending on the device of the display panel 16.

表示パネル１６は、駆動部１５により駆動されて、入力映像（ＤＶＤプレーヤからの信号など）に基づく画像を表示する。   The display panel 16 is driven by the drive unit 15 and displays an image based on an input video (such as a signal from a DVD player).

絞り装置１７は、たとえば後で説明するように、液晶プロジェクタの照明光学装置の第１のマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）と第２ＭＬＡの間でかつ略両者の中間位置に略等距離をもって配置され、ＣＰＵ１８によるコントロール電圧ＶＣＴＬに基づいて、光軸に対して同心円状に開閉する。
絞り装置１７は、映像信号の平均輝度レベルに応じてレベルが高いときは絞り開口率を大きく低いときは小さく、常に最適な絞り口径となるよう連続可変動作させる。絞り装置１７は、黒側で照明Ｆナンバが最大となるように制御される。また、絞り装置１７は、白側で照明Ｆナンバが最小かつ絞り開口率１００％となるように制御される。そして、絞り装置１７は、開口率０％とならないような構造を有する。
絞り装置１７は、同一形状を持つ絞り羽根の枚数が６枚以上であり、これらの絞り羽根は同期的に開閉される。絞り羽根の表面を光沢めっき仕上げとし、羽根表面に羽根同士が重なる領域において、点接触可能なように突起を設けてある。
また、絞り装置１７は、絞り羽根を駆動して開閉させる駆動用アクチュエータおよび羽根の開口位置検出用センサを断熱された状態でマウントする構造を有し、駆動用アクチュエータが光源部に対して出射面側に配置されている。
また、絞り装置１７は、アクチュエータが作動するストローク限界（メカ終端位置）を使用しないように構成される。
さらに、絞り装置１７は、光源の近くに配置されているため、駆動用アクチュエータを強制冷却する構造を有すると共に、照明された絞り装置の羽根およびその周辺部を強制冷却する構造を有する。 For example, as will be described later, the diaphragm device 17 is disposed between the first microlens array (MLA) and the second MLA of the illumination optical device of the liquid crystal projector and at an approximately equal distance between them, and the CPU 18 Is opened and closed concentrically with respect to the optical axis based on the control voltage VCTL.
The diaphragm device 17 is continuously variable so that the diaphragm aperture ratio is large when the level is high, small when the level is high, and small when the level is low, and always the optimum diaphragm aperture. The diaphragm device 17 is controlled so that the illumination F number is maximized on the black side. Further, the diaphragm device 17 is controlled so that the illumination F number is the smallest and the diaphragm aperture ratio is 100% on the white side. And the diaphragm | throttle device 17 has a structure which does not become 0% of aperture ratio.
The diaphragm device 17 has six or more diaphragm blades having the same shape, and these diaphragm blades are opened and closed synchronously. The surface of the diaphragm blade has a bright plating finish, and projections are provided so that point contact can be made in a region where the blades overlap each other on the blade surface.
The diaphragm device 17 has a structure in which a driving actuator that drives the diaphragm blades to open and close and a sensor for detecting the opening position of the blades are mounted in a thermally insulated state, and the driving actuator has an emission surface with respect to the light source unit. Arranged on the side.
Further, the expansion device 17 is configured not to use a stroke limit (mechanical end position) at which the actuator operates.
Further, since the diaphragm device 17 is arranged near the light source, it has a structure for forcibly cooling the driving actuator and a structure for forcibly cooling the blades of the illuminated diaphragm device and its peripheral portion.

以下に、絞り装置１７の具体的な構成および機能、並びにＣＰＵ１８の絞り装置１７のコントロール電圧および信号調整部１４のゲイン（コントラスト）制御について、図面に関連付けて順を追って説明する。   Hereinafter, a specific configuration and function of the diaphragm device 17 and a control voltage of the diaphragm device 17 of the CPU 18 and a gain (contrast) control of the signal adjustment unit 14 will be described in order with reference to the drawings.

図２は、本実施形態に係る絞り装置の構成例を示す正面図である。また、図３は、本実施形態に係る絞り装置の構成例を示す斜視図である。   FIG. 2 is a front view showing a configuration example of the diaphragm device according to the present embodiment. FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of the diaphragm device according to the present embodiment.

絞り装置１７は、中央部に円形状に開口する開口部２０１が形成され、ＰＰＳ等の耐熱性樹脂により形成される本体部２００と、本体部２００の一面（図の手前で照明光Ｌの入射面）側の外周縁部に一端部が回転可能に取り付けられた複数（本実施形態では６）枚の絞り羽３０１〜３０６と、本体部２００の図中の右側略中央部に延設された取付部２０２に対して本体部２００の照明光の出射面側に取り付けられ、回転軸に第１揺動アーム４０１が取り付けられた駆動アクチュエータであるガルバノメータ４００と、本体部２００の取付部２０２の円弧状に形成され孔であって、第１揺動アーム４０１の移動範囲を規制する規制部２０３を通して本体部２００の照明光Ｌの入射面側に一端が第１揺動アーム４０１に取り付けられた第２揺動アーム５００を有する。
また、本体部２００の図中の略中央部に手前側（照明光Ｌの入射側）にネジ止め取付片２０４，２０５が延設されている。このネジ止め取付片２０４，２０５は、絞り装置１０５を所定の設定位置に挿入すると、取付筐体に当接し、その位置でねじ止め可能となっている。また、この取付片２０４，２０５は、単に取付筐体に当接させるだけで、絞り装置１７の光軸と、後で説明する光学装置１０９の光軸とが略一致するようになっている。 The aperture device 17 has an opening 201 having a circular opening at the center, a main body 200 formed of a heat-resistant resin such as PPS, and one surface of the main body 200 (incident illumination light L in front of the drawing). A plurality of (6 in the present embodiment) diaphragm blades 301 to 306 having one end rotatably attached to the outer peripheral edge on the surface) side, and extended substantially to the center on the right side of the main body 200 in the drawing. A galvanometer 400 that is a drive actuator that is attached to the light emitting surface side of the illumination light of the main body 200 with respect to the attachment 202 and has the first swing arm 401 attached to the rotation shaft, and a circle of the attachment 202 of the main body 200. A hole formed in an arc shape and having one end attached to the first swing arm 401 on the incident surface side of the illumination light L of the main body 200 through a restricting portion 203 that restricts the movement range of the first swing arm 401. 2 swinging door With a beam 500.
Also, screw mounting pieces 204 and 205 are extended on the near side (incident side of the illumination light L) in the substantially central portion of the main body 200 in the drawing. When the diaphragm device 105 is inserted into a predetermined setting position, the screw mounting pieces 204 and 205 abut against the mounting housing and can be screwed at that position. Further, the mounting pieces 204 and 205 are simply brought into contact with the mounting housing, so that the optical axis of the diaphragm device 17 and the optical axis of the optical device 109 to be described later substantially coincide with each other.

絞り羽根３０１〜３０６の他端部（開口部２０１内に位置可能な端部）の近傍は、互いに重なり合う領域を有しており、この領域部には隣接する絞り羽根と点接触するように形成された突起部３０１ａ〜３０６ａが形成されている。これにより、開閉時の摩擦抵抗を減らし、スムースな開閉動作を実現している。
また、絞り羽根３０１〜３０６の一端部（回転軸近傍側）には、被案内軸３０１ｂ〜３０６ｂが形成されている。 The vicinity of the other end of the diaphragm blades 301 to 306 (the end portion that can be positioned in the opening 201) has an overlapping area, and this area is formed so as to make point contact with the adjacent diaphragm blade. Protruding portions 301a to 306a are formed. As a result, the frictional resistance at the time of opening and closing is reduced, and a smooth opening and closing operation is realized.
In addition, guided shafts 301b to 306b are formed at one end portions of the diaphragm blades 301 to 306 (near the rotating shaft).

第２揺動アーム５００は、直線状をなし一端部が第１揺動アーム４０１に取り付けられる被取付部５０１と、被取付部５０１に他端側から円形状に形成された円形状部５０２を有する。第２揺動アーム５００は、たとえば板金により形成される。
第２揺動アーム５００の円形状部５０２は、本体部２００の開口部２０１より若干径が大きい円形の開口部５０３が形成され、この開口部５０３と本体部２００の開口部２０１とを略合わせるようにして、かつ、所定範囲で図２中左右に移動可能に本体部２００に対して取り付けられる。この場合、第２揺動アーム５００が左右に移動しても、本体部２００の開口部２０１を遮らないように開口部５０３の径が設定されている。
円形状部５０２には、周方向にそって複数（本実施形態では６）の長孔５０４〜５０９が形成されている。これら長孔５０４〜５０９には、絞り羽根３０１〜３０６の所定位置、具体的には本体部２００に取り付けた状態で長孔５０４〜５０９の形成位置に対応する位置に形成された被案内軸３０１ｂ〜３０６ｂが係止される。これにより、ガルバノメータ４００の駆動に伴って所定範囲で回転する第１揺動アーム４０１の移動に応じて、第２揺動アーム５００が図中左右に所定範囲で移動し、これに伴い、絞り羽根３０１〜３０６の被案内軸３０１ｂ〜３０６ｂがそれぞれ第２揺動アーム５００の長孔５０４〜５０９を案内されて、絞り羽根３０１〜３０６が開閉する。 The second swing arm 500 includes a mounted portion 501 that is linear and has one end portion attached to the first swing arm 401, and a circular portion 502 that is circularly formed on the attached portion 501 from the other end side. Have. The second swing arm 500 is made of sheet metal, for example.
The circular portion 502 of the second swing arm 500 is formed with a circular opening 503 having a slightly larger diameter than the opening 201 of the main body 200, and the opening 503 and the opening 201 of the main body 200 are substantially aligned. In this way, it is attached to the main body 200 so as to be movable left and right in FIG. 2 within a predetermined range. In this case, the diameter of the opening 503 is set so as not to block the opening 201 of the main body 200 even if the second swing arm 500 moves left and right.
A plurality of (six in this embodiment) long holes 504 to 509 are formed in the circular portion 502 along the circumferential direction. In these long holes 504 to 509, guided shafts 301 b formed at predetermined positions of the diaphragm blades 301 to 306, specifically, positions corresponding to the positions where the long holes 504 to 509 are formed in the state of being attached to the main body 200. ˜306b is locked. Accordingly, the second swing arm 500 moves in the predetermined range from side to side in the drawing in accordance with the movement of the first swing arm 401 that rotates in the predetermined range as the galvanometer 400 is driven. The guided shafts 301b to 306b of 301 to 306 are guided through the long holes 504 to 509 of the second swing arm 500, respectively, and the aperture blades 301 to 306 are opened and closed.

絞り装置１７は、外形と絞り羽根３０１〜３０６の開口中心が一致するように設計製作する。
絞り装置１７は、上述したように第１ＭＬＡと第２ＭＬＡの間に光軸と絞り装置の中心軸が一致するように設置固定される。
照明光学ユニット側の絞り装置収納部には、絞り装置１７の外形をガイドとして収納すると、特別な位置決めの必要なく照明光源部の光軸中心と絞り装置１７の開口中心が一致する構造となっている。
ガルバノメータ４００の出力軸には第１揺動アーム４０１が固定されガルバノメータ軸の揺動回転に伴い揺動する。
第１揺動アーム４０１の先端部には駆動ピンが固定され、第２揺動アーム５００の摺動ガイド溝（規制部２０３）に係合している。
第２揺動アーム５００は、第１揺動アーム４０１を介して、絞り本体部２００に形成した回転方向ガイド（長孔５０４〜５０９）に沿って照明光軸を中心として回転可能となるようにガイドされる。
第２揺動アーム５００には、絞り装置の各羽根に対して、同期開閉するための係合ピンが円周上に配置固定される。
ガルバノメータ４００の出力軸と絞り羽根は機械的に連接しており、ガルバノメータ４００に対して所定の絞り開口を得るためのコントロール電圧を印加すると、ガルバノメータ出力軸→第１揺動アーム→第２揺動アーム→絞り羽根の順で変位が伝達され、ＣＰＵ１８からのコントロール電圧値により任意の大きさの絞り開口を得ることができる。 The diaphragm device 17 is designed and manufactured so that the outer shape and the aperture center of the diaphragm blades 301 to 306 coincide with each other.
As described above, the diaphragm device 17 is installed and fixed between the first MLA and the second MLA so that the optical axis coincides with the central axis of the diaphragm device.
When the outer shape of the aperture device 17 is stored as a guide in the aperture device storage section on the illumination optical unit side, the optical axis center of the illumination light source unit and the aperture center of the aperture device 17 coincide with each other without special positioning. Yes.
A first swing arm 401 is fixed to the output shaft of the galvanometer 400 and swings as the galvanometer shaft swings.
A driving pin is fixed to the distal end portion of the first swing arm 401 and is engaged with the sliding guide groove (the restricting portion 203) of the second swing arm 500.
The second swing arm 500 is rotatable about the illumination optical axis along the rotation direction guide (the long holes 504 to 509) formed in the diaphragm main body 200 via the first swing arm 401. Guided.
On the second swing arm 500, engagement pins for synchronously opening and closing each blade of the diaphragm device are arranged and fixed on the circumference.
The output shaft of the galvanometer 400 and the diaphragm blade are mechanically connected. When a control voltage for obtaining a predetermined aperture opening is applied to the galvanometer 400, the galvanometer output shaft → first swing arm → second swing Displacement is transmitted in the order of arm → aperture blade, and an aperture of an arbitrary size can be obtained by a control voltage value from the CPU 18.

図４は、本実施形態に係るガルバノメータの一例を示す回路図である。また、図５は、本実施形態に係るガルバノメータの制御特性を示す図である。
このガルバノメータ４００は、図４に示すように、ホール素子４１０、制動コイル４１１、駆動コイル４１２、オペアンプ４１３〜４１６、ｎｐｎトランジスタＱ１、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ１９、キャパシタＣ１〜Ｃ４を有する。 FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a galvanometer according to the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing control characteristics of the galvanometer according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the galvanometer 400 includes a Hall element 410, a braking coil 411, a drive coil 412, operational amplifiers 413 to 416, an npn transistor Q1, resistance elements R1 to R19, and capacitors C1 to C4.

ガルバノメータ４００のコントロール信号として目標となる絞り口径の位置信号が入力されると、駆動コイル４１２に電流が流れガルバノメータの出力軸が回転する。
軸回転に伴い、ガルバノメータ４００内部に設置されたホール素子４１０から回転位置信号が出力され、入力コントロール信号と平衡状態になったところで出力軸が停止する。
制動コイル４１１は駆動コイル４１２のピックアップセンサとして働き、急激な変化にはブレーキとして働くように常にフィードバックをかけ平衡状態を保つ。
ガルバノメータ４００を構成する主にホール素子４１０の個体差によるコントロール電圧ＶＣＴＬと揺動角の個体差（ばらつき）をなくすため、電源オン時にＣＰＵ１８によりイニシャライズ動作を行う。
ホール素子４１０の出力電圧により、オープン端とクローズ端での電圧をサンプリングし、絞り装置１７のオープン端とクローズ端までの出力電圧の絶対量を制御側に設けたメモリに記憶する。
ガルバノメータ４００の最大揺動角と上記出力電圧の絶対量から、揺動角と出力電圧の関係が分かり出力軸の絶対回転角を任意の角度に位置決めすることができる。 When a target aperture diameter position signal is input as a control signal for the galvanometer 400, a current flows through the drive coil 412, and the output shaft of the galvanometer rotates.
Along with the rotation of the shaft, a rotation position signal is output from the Hall element 410 installed in the galvanometer 400, and the output shaft stops when it is in equilibrium with the input control signal.
The brake coil 411 functions as a pickup sensor for the drive coil 412, and always feeds back to maintain an equilibrium state so as to act as a brake for sudden changes.
In order to eliminate the individual difference (variation) between the control voltage VCTL and the swing angle mainly due to individual differences of the Hall elements 410 constituting the galvanometer 400, the CPU 18 performs an initialization operation when the power is turned on.
The voltage at the open end and the closed end is sampled by the output voltage of the Hall element 410, and the absolute amount of the output voltage from the open end to the close end of the expansion device 17 is stored in a memory provided on the control side.
From the maximum swing angle of the galvanometer 400 and the absolute amount of the output voltage, the relationship between the swing angle and the output voltage is known, and the absolute rotation angle of the output shaft can be positioned at an arbitrary angle.

次に、駆動源としてガルバノメータ４００を用いる理由について説明する。
ガルバノメータ４００は、動作時の騒音が非常に小さく無音に近い高速動作（全開から全閉まで約５０〜７０ｍｓ）が可能である。
絞り装置１７は、羽根３０１〜３０６を所定の速度と精度で目標位置に位置決めする必要がある。
一般的に虹彩型絞りでは制御方法が簡単なことからステッピングモータが多く用いられるが、投影する画面の照度に応じて連続的に、かつ高速で動作させると、作動中に耳障りな励磁騒音を発するので静音性を求められるホーム用プロジェクタではノイズ源となり使用上不適切である。
これに対して、ガルバノメータ４００は、騒音源となるギヤを介さず連接リンクのみにより駆動することで機械騒音を抑制できる。駆動コイル４１２と制動コイル４１１に流す電流値を最適化し、始動と停止時の加速度カーブを最適化し、加減速時の機構部慣性とバックラッシュによる衝撃音を出さないように制御する。
ガルバノメータ４００の出力軸は機械的な終端位置ではメカ衝突音が発生する。実際の制御においては揺動限界である終端位置より内側での使用とし、終端位置での衝突音を出さないように制御する。 Next, the reason why the galvanometer 400 is used as a drive source will be described.
The galvanometer 400 is capable of high-speed operation (about 50 to 70 ms from fully open to fully closed) with very little noise during operation and close to silence.
The diaphragm device 17 needs to position the blades 301 to 306 at a target position with a predetermined speed and accuracy.
In general, an iris diaphragm uses a simple stepping motor because of its simple control method. However, when it is operated continuously and at a high speed according to the illuminance of the projected screen, an irritating excitation noise is generated during operation. Therefore, a home projector that requires quietness becomes a noise source and is unsuitable for use.
On the other hand, the galvanometer 400 can suppress mechanical noise by being driven only by a connecting link without a gear serving as a noise source. The values of the currents flowing through the drive coil 412 and the braking coil 411 are optimized, the acceleration curves at the start and stop are optimized, and control is performed so as not to generate an impact sound due to mechanism inertia and backlash during acceleration / deceleration.
A mechanical collision noise is generated at the mechanical end position of the output shaft of the galvanometer 400. In actual control, it is used on the inner side of the end position which is the swing limit, and control is performed so as not to make a collision sound at the end position.

本実施形態の絞り装置１７は、全閉状態でも遮光率１００％ではなく約８０％までに留めている。
最小絞り開口径は、ユニフォミティが目標規格内であり、かつ、羽根表面の異常温度上昇による発煙・発火などのシステムトラブルを想定して決定される。絞り開口径の減少に伴い、いわゆるインテグレータ光学系の重ね合わせ効果が薄れ、各セルレンズの光量分布の不均一性が液晶パネル上に現れやすくなる。 Even in the fully closed state, the diaphragm device 17 of the present embodiment is limited to about 80% instead of 100%.
The minimum aperture diameter is determined on the assumption that the uniformity is within the target standard and that system troubles such as smoke and ignition due to abnormal temperature rise on the blade surface are assumed. As the aperture diameter decreases, the superposition effect of the so-called integrator optical system is reduced, and the non-uniformity of the light quantity distribution of each cell lens tends to appear on the liquid crystal panel.

次に、絞り開口径について説明する。
図６は、本実施形態に係る絞り装置の絞りオフ（全開：０％遮光）時の様子を示す図である。図７は、本実施形態に係る絞り装置の絞りオン（固定モード：５０％遮光）時の様子を示す図である。図８は、本実施形態に係る絞り装置の絞りオン（全閉：８０％遮光）時の様子を示す図である。 Next, the aperture diameter will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the aperture stop according to the present embodiment is turned off (fully opened: 0% light shielding). FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the diaphragm device according to the present embodiment is turned on (fixed mode: 50% light shielding). FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the diaphragm device according to the present embodiment is turned on (fully closed: 80% light shielding).

ＣＰＵ１８は、ＡＰＬ（ａｖｅｒａｇｅ ｐｉｃｔｕｒｅ ｌｅｖｅｌ）変動に応じて、図６〜図８に示すように、絞り装置１７における絞りの開口径をダイナミックに変化させる。
ＣＰＵ１８は、絞りオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）／自動（ＡＵＴＯ）の３種類の設定モードを有する。
ＣＰＵ１８は、絞りＯＦＦモードでは絞り全開状態で遮光率０％、絞りＯＮでは遮光率５０％、絞りＡＵＴＯでは遮光率０〜８０％の間で最適な絞り開口となるように可変制御する。 The CPU 18 dynamically changes the aperture diameter of the diaphragm in the diaphragm device 17 as shown in FIGS. 6 to 8 in accordance with APL (average picture level) fluctuation.
The CPU 18 has three kinds of setting modes of aperture on (ON) / off (OFF) / automatic (AUTO).
In the aperture OFF mode, the CPU 18 variably controls the aperture stop so that an optimum aperture opening is obtained when the aperture is fully open, with a light shielding rate of 0%, when the aperture is ON, and when the aperture AUTO is between 0 and 80%.

ＣＰＵ１８は、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）およびアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）を有し、ＤＡＣからの出力電圧（０〜Ｖｃｃ±０．３Ｖ）ＶＣＴＬをコントロールすることによって、絞りの開口径を無段階に変化させる。
また、ＣＰＵ１８は、絞り装置１７におけるガルバノメータ４００のホール素子４１０の出力電圧であるホール素子出力ＨＯＵＴを、ＡＤＣを介して受取ることによって、絞りの位置情報を得ることが可能である。 The CPU 18 has a digital / analog converter (DAC) and an analog / digital converter (ADC), and controls the output voltage (0 to Vcc ± 0.3 V) VCTL from the DAC, thereby continuously reducing the aperture diameter of the diaphragm. To change.
Further, the CPU 18 can obtain the position information of the diaphragm by receiving the Hall element output HOUT that is the output voltage of the Hall element 410 of the galvanometer 400 in the diaphragm device 17 through the ADC.

図９は、コントロール電圧ＶＣＴＬとホール素子出力ＨＯＵＴとの関係を示す図である。図９において、横軸がコントロール電圧ＶＣＴＬを、縦軸がホール素子出力ＨＯＵＴをそれぞれ示している。また、図９において、Ｖａは絞り開状態（Ｏｐｅｎ）の位置を、Ｖｂは絞り閉状態（Ｃｌｏｓｅ）の位置をそれぞれ示している。   FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the control voltage VCTL and the Hall element output HOUT. In FIG. 9, the horizontal axis represents the control voltage VCTL, and the vertical axis represents the Hall element output HOUT. In FIG. 9, Va indicates the position of the aperture open state (Open), and Vb indicates the position of the aperture stop closed state (Close).

コントロール電圧ＶＣＴＬとホール素子出力ＨＯＵＴは固定ばらつきがあるため、コントロール電圧ＶＣＴＬは調整され、調整後の値が、たとえば図１０に示すように、Ｖａ，Ｖｂと、コントロール電圧ＶＣＴＬと、ホール素子出力ＨＯＵＴとを対応つけて図示しないメモリに格納される。   Since the control voltage VCTL and the Hall element output HOUT have fixed variations, the control voltage VCTL is adjusted, and the adjusted values are, for example, as shown in FIG. 10, Va, Vb, the control voltage VCTL, and the Hall element output HOUT. Are stored in a memory not shown.

ＣＰＵ１８は、絞りＯＮモードまたは絞りＯＦＦモードには、コントロール電圧ＶＣＴＬに下記に示す値に設定する。   The CPU 18 sets the control voltage VCTL to a value shown below in the aperture ON mode or the aperture OFF mode.

絞りＯＦＦ（Ｏｐｅｎ）モード時：
ＩｒｉｓＣｔｌ＝ＩｒｉｓＣｔｌＯｐｅｎＣａｌｉｂ In aperture OFF mode:
IrisCtl = IrisCtlOpenCalib

絞りＯＮ（Ｃｌｏｓｅ）モード時：
ＩｒｉｓＣｔｌ＝ＩｒｉｓＣｔｌＣｌｏｓｅＣａｌｉｂ−（ＩｒｉｓＣｔｌＣｌｏｓｅＣａｌｉｂ−ＩｒｉｓＣｔｌＯｐｅｎＣａｌｉｂ）ｘ０．１２（１２％の開口率）
（小数点以下は切り捨て） In aperture ON mode:
IrisCtl = IrisCtlCloseCalib− (IrisCtlCloseCalib−IrisCtlOpenCalib) × 0.12 (12% open area ratio)
(Rounded down)

また、モードを移行する際は、所望の値へダイレクトに変化させるのではなく、摩擦によるノイズ軽減のため、たとえば１０ステップずつ値を変化させ最終値にする。
Further, when shifting the mode, rather than varying directly to the desired value, for noise reduction by friction to a final value by changing the value by 10 steps for example.

ここで、ＣＰＵ１８におけるＡＵＴＯモードでの絞り開口率の制御方法の基本的な概念を説明する。
たとえば液晶パネル等の駆動部では入力信号フォーマットを出力フォーマットに見合った画面サイズ、映像信号タイミング、解像度などに変換するために、最低１フレーム分はいったんフレームバッファに蓄積した後パネルドライバより出力される。
絞り装置制御用のＣＰＵ１８は、出力前の１フレームに含まれるＡＰＬ情報（総和）を変換・検出部１２から取り込み、その値を認識する。
認識したＡＰＬ情報に基づいて最適な絞り開口を得るためのコントロール信号にデジタル・アナログ（ＤＡ）変換される。
表示パネル（液晶パネル等）１６への画像信号出力と同期して、ＡＰＬ情報より最適化されたこのコントロール電圧ＶＣＴＬを絞り装置駆動回路に印加し、最適な絞り開口を得る。
絞り装置制御用のＣＰＵ１８は、前後フレームのＡＰＬ変動を比較しその差分を認識する。 Here, a basic concept of a method for controlling the aperture ratio in the AUTO mode in the CPU 18 will be described.
For example, in a drive unit such as a liquid crystal panel, in order to convert the input signal format into a screen size, video signal timing, resolution, etc. corresponding to the output format, at least one frame is temporarily stored in the frame buffer and then output from the panel driver. .
The CPU 18 for controlling the diaphragm device takes in the APL information (sum) included in one frame before output from the conversion / detection unit 12 and recognizes the value.
Digital-to-analog (DA) conversion into a control signal for obtaining an optimum aperture opening based on the recognized APL information.
In synchronization with the output of the image signal to the display panel (liquid crystal panel or the like) 16, this control voltage VCTL optimized from the APL information is applied to the diaphragm drive circuit to obtain the optimum diaphragm aperture.
The CPU 18 for controlling the diaphragm device compares the APL fluctuations of the front and rear frames and recognizes the difference.

ここで絞りの開閉動作と駆動信号レベルの制御について行った実験結果について述べる。明るい画面から暗い画面に変化し、急激にＡＰＬ値が低下した場合に、そのＡＰＬ値の低下から短い時間内にて絞りを閉じると共に駆動レベルを制御（通常の駆動レベルから増加）して所定の映像信号を表示した場合には、その画面の明るさの遷移に不連続性が認められた。これは絞りを閉じる動作と駆動レベルの制御状態の変化の微妙なタイムラグに起因するものと考えられる。そしてこの画面の明るさの遷移の不連続性は、所定の状態まで絞りを閉じると共に駆動信号レベルを制御する動作を、ゆっくりと行うことにより解消された。
そして、明るい画面から暗い画面に変化した直後は、絞りが開き所定の駆動信号レベルで映像信号が表示されており、徐々に絞りを閉じ駆動信号レベルを通常より大きくして高いコントラスト比が得られる制御に遷移するが、その過程におけるコントラスト比の変化に伴う違和感は認められなかった。
一方で、暗い画面から明るい画面に変化し急激にＡＰＬ値が増加し、そのＡＰＬ値の増加から短い時間内にて絞りを開くと共に駆動信号レベルを制御して所定の映像信号を表示した場合にも、同様に画面の明るさの遷移に不連続性が認められた。しかしながら絞りを開く動作を絞りを閉じる動作より早く行うように制御しても、上述の明るさの遷移に不連続性が解消されることが判った。 Here, the results of experiments conducted on the opening / closing operation of the diaphragm and the control of the drive signal level will be described. When the screen changes from a bright screen to a dark screen and the APL value suddenly decreases, the aperture is closed and the drive level is controlled (increased from the normal drive level) within a short period of time from the decrease in the APL value. When a video signal was displayed, discontinuity was observed in the brightness transition of the screen. This is considered to be caused by a delicate time lag between the operation of closing the aperture and the change in the control state of the drive level. This discontinuity in the brightness transition of the screen was eliminated by slowly performing the operation of closing the diaphragm to a predetermined state and controlling the drive signal level.
Immediately after the screen changes from a bright screen to a dark screen, the diaphragm opens and a video signal is displayed at a predetermined drive signal level. The contrast is gradually increased by gradually closing the diaphragm and increasing the drive signal level. Although the process transitioned to control, there was no discomfort associated with the change in contrast ratio in the process.
On the other hand, when the APL value suddenly increases from a dark screen to a bright screen, and a predetermined video signal is displayed by opening the aperture and controlling the drive signal level within a short time from the increase in the APL value. Similarly, discontinuity was observed in the transition of screen brightness. However, it has been found that the discontinuity in the brightness transition described above is eliminated even if the operation of opening the aperture is controlled to be performed earlier than the operation of closing the aperture.

一般的に鑑賞者である人間の眼は急激な明るさ変化に対してはその明るさの絶対値の知覚において一時的に不正確となり、周囲の明るさに順応するまでに時間がかかる。また、急に暗いところから明るいところに移動した場合より、明るいところから暗いところに移動した場合の方が、周囲の明るさに眼が慣れるまでに時間を要する。
そして、表示されている映像の明るさが変化した場合も、その明るさの映像に眼が慣れ、最適な状態で映像を鑑賞できるようになるまでに時間がかかるものと考えられる。
こうした眼の特性を踏まえて鑑賞者が不快感を覚えないように、かつ、絞りの開閉動作に適した制御に必要な係数を求め、絞り装置駆動に関連した諸パラメータを決定する。 In general, the eyes of a human being who is a viewer are temporarily inaccurate in perceiving the absolute value of the brightness for a sudden change in brightness, and it takes time to adapt to the surrounding brightness. Further, it takes more time for the eyes to get used to the surrounding brightness when moving from a bright place to a dark place than when moving suddenly from a dark place to a bright place.
Even when the brightness of the displayed video changes, it is considered that it takes time until the eyes get used to the video of that brightness and the video can be viewed in an optimal state.
Based on such eye characteristics, coefficients necessary for control suitable for the opening / closing operation of the diaphragm are obtained so that the viewer does not feel uncomfortable, and various parameters related to the driving of the diaphragm device are determined.

以下に、本実施形態のＣＰＵ１８における絞りコントロール電圧およびゲインコントロール値の制御についてさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the control of the aperture control voltage and the gain control value in the CPU 18 of the present embodiment will be described more specifically.

ＣＰＵ１８は、絞りがＡＵＴＯモードの状態にあるとき、入力信号レベル値を変換・検出部１２のレジスタ１２６から検出し、その値を元に、絞りコントロール電圧ＶＣＴＬと信号調整部１４のゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣＯＮＴの設定値ＳＴＶをダイナミックに可変させる。
ＣＰＵ１８は、ゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣＯＮＴの設定値ＳＴＶを、０〜６３間でダイナミックに可変させる。 When the aperture is in the AUTO mode, the CPU 18 detects the input signal level value from the register 126 of the conversion / detection unit 12, and based on the value, the aperture control voltage VCTL and the gain (contrast) of the signal adjustment unit 14 are detected. Control register USC The set value STV of SUBCONT is dynamically varied.
The CPU 18 controls the gain (contrast) control register USC. The set value STV of SUBCONT is dynamically varied between 0 and 63.

ＣＰＵ１８は、変換・検出部１２のＡＰＬ検出部１２３にて検出され、レジスタ１２６にセットされたピクチャーレベルの総和を読み出し、検出した総和を、ステータス（Ｓｔａｔｕｓ）毎に設定されている検出範囲（１００％範囲から上下左右２％オーバースキャン／各ＳｔａｔｕｓのＨ／ＶＳｈｉｆｔ値に依存）に基づいた面積で割ることで、ＡＰＬ値（第１の値）を算出する。このＡＰＬ検出を、たとえば１００ｍｓ毎に行う。   The CPU 18 reads the sum of the picture levels detected by the APL detection unit 123 of the conversion / detection unit 12 and set in the register 126, and the detected sum is set to a detection range (100) set for each status (Status). The APL value (first value) is calculated by dividing by the area based on the% range from top to bottom, left and right 2% overscan / depending on the H / VShift value of each status. This APL detection is performed every 100 ms, for example.

ＡＰＬ検出に関しては、上述したようにステータス毎（入力信号の形態毎）に検出エリアのレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔを設定する必要がある。
これらの値は、各ステータス（Ｓｔａｔｕｓ）で持つ、Ｖｓｈｉｆｔ／Ｖｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｓｈｉｆｔ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの値を、たとえばＣＰＵ１８が算出する。
Ｖｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの値はステータス（Ｓｔａｔｕｓ）で固定である。Ｖｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔは、実際に反映されている値を参照する。たとえば、ユーザが図示しないリモートコントロール装置により有効画像領域を水平および／または垂直方向にシフトさせてＶｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔの値が変更された場合、スキャンコンバータ１３によりその通知を受けてＣＰＵ１８は変更された値を参照してレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔの値を設定する。
未知信号の場合は、オリジナルのステータス（Ｓｔａｔｕｓ）からＶｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ／Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ値を参照する。 Regarding APL detection, as described above, it is necessary to set the register Top / Bottom / Left / Right in the detection area for each status (each input signal form).
For these values, for example, the CPU 18 calculates the value of Vshift / Vresolution / Hshift / Hresolution that each status (Status) has.
The value of V resolution / H resolution is fixed in status (Status). Vshift / Hshift refers to a value that is actually reflected. For example, when the user shifts the effective image area horizontally and / or vertically by a remote control device (not shown) and the value of Vshift / Hshift is changed, the CPU 18 receives the notification from the scan converter 13 and changes the value. To set the value of the register Top / Bottom / Left / Right.
In the case of an unknown signal, the Vresolution / Hresolution value is referred to from the original status (Status).

〔数２〕
Ｔｏｐ（ｃｎＤｅｔｅｃｔＡｒｅａＴ）
＝Ｖｓｈｉｆｔ ＋ （Ｖｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＊ ０．０２）
Ｂｏｔｔｏｍ（ｃｎＤｅｔｅｃｔＡｒｅａＢ）
＝Ｖｓｈｉｆｔ ＋ （Ｖｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＊ ０．９８） [Equation 2]
Top (cnDetectAreaT)
= Vshift + (Vresolution * 0.02)
Bottom (cnDetectAreaB)
= Vshift + (Vresolution * 0.98)

ただし、インターレース信号の場合は、計算で求められたＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ値を１／２にする必要がある。   However, in the case of an interlace signal, the Top / Bottom value obtained by calculation needs to be halved.

〔数３〕
Ｌｅｆｔ（ｃｎＤｅｔｅｃｔＡｒｅａＬ）
＝Ｈｓｈｉｆｔ ＋ （Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＊ ０．０２）
Ｒｉｇｈｔ（ｃｎＤｅｔｅｃｔＡｒｅａＲ）
＝Ｈｓｈｉｆｔ ＋ （Ｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ＊ ０．９８） [Equation 3]
Left (cnDetectAreaL)
= Hshift + (Hresolution * 0.02)
Right (cnDetectAreaR)
= Hshift + (Hresolution * 0.98)

ＡＰＬ検出部１２３の値はそれぞれ、リミット（Ｌｉｍｉｔ）値を超える場合は、リミット値にクリップして処理する。   When the value of the APL detection unit 123 exceeds the limit value, the value is clipped to the limit value and processed.

本実施形態においては、ユーザが図示しないリモートコントロール装置を用いて有効画像領域を水平および／または垂直方向にシフトさせてＶｓｈｉｆｔ／Ｈｓｈｉｆｔの値が変更させることが可能で、この変更があったことがスキャンコンバータ１３からＣＰＵ１８に通知されて、ＣＰＵ１８は、上記式に従ってレジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔの値を算出し、変換・検出部１２のレジスタ値をセットする。   In the present embodiment, the user can shift the effective image area in the horizontal and / or vertical direction using a remote control device (not shown) to change the value of Vshift / Hshift, and this change has occurred. The CPU 18 is notified from the scan converter 13 and the CPU 18 calculates the value of the register Top / Bottom / Left / Right according to the above formula, and sets the register value of the conversion / detection unit 12.

そして、ＣＰＵ１８は、レジスタＴｏｐ／Ｂｏｔｔｏｍ／Ｌｅｆｔ／Ｒｉｇｈｔの値から面積を求める。   Then, the CPU 18 obtains the area from the value of the register Top / Bottom / Left / Right.

〔数４〕
面積＝（Ｂｏｔｔｏｍ−Ｔｏｐ）＊（Ｒｉｇｈｔ−Ｌｅｆｔ）＞＞１４
（小数点以下は切り捨て） [Equation 4]
Area = (Bottom-Top) * (Right-Left) >> 14
(Rounded down)

ＣＰＵ１８は、ＡＰＬ検出部１２３によりレジスタ１２６にセットされた入力信号の総和の読み出しをたとえば１００ｍｓ毎に行う。
この検出した総和を、上記で求めた面積で割ることにより、ＡＰＬ値（第１の値）を算出する。
ただし、この算出されたＡＰＬ値は、検出エリアでのレベルダイヤを合わせる必要があるため、入力信号ごとに値を補正する必要がある。 The CPU 18 reads the sum of the input signals set in the register 126 by the APL detection unit 123, for example, every 100 ms.
The APL value (first value) is calculated by dividing the detected sum by the area obtained above.
However, since the calculated APL value needs to be matched with the level diagram in the detection area, it is necessary to correct the value for each input signal.

本実施形態においては、算出されたＡＰＬ値は、入力信号（デジタル信号またはアナログ信号）ごとに信号レベルを合わせる必要があるため、ＣＰＵ１８はＡＰＬ算出値を補正する。以下に各信号フォーマットに対応したＡＰＬ値の補正の例を示す。   In the present embodiment, since the calculated APL value needs to match the signal level for each input signal (digital signal or analog signal), the CPU 18 corrects the APL calculated value. Examples of APL value correction corresponding to each signal format are shown below.

（１） Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ／Ｓ−Ｖｉｄｅｏ／Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ／ＲＧＢ／ＰＣの場合、
ＡＰＬ ＝ ＡＰＬ値 ＊ １０２３／８８２ (1) In the case of Composite / S-Video / Analog Component / RGB / PC,
APL = APL value * 1023/882

（２） ＤＶＩ−Ｖｉｄｅｏ ＧＢＲ／ＨＤＭＩ−ＨＤＭＩ ＭＯＤＥ（Ｏｔｈｅｒｓ）／ＨＤＭＩ−ＤＶＩ ＭＯＤＥの場合、
ＡＰＬ ＝ （ＡＰＬ値−１６） ＊ ２５５／２１９ (2) In the case of DVI-Video GBR / HDMI-HDMI MODE (Others) / HDMI-DVI MODE,
APL = (APL value−16) * 255/219

（３） ＤＶＩ−Ｃｏｍｐｕｔｅｒ／ＨＤＭＩ−ＨＤＭＩ ＭＯＤＥ（ＶＧＡ６０）の場合、
ＡＰＬ ＝ ＡＰＬ値（補正必要なし） (3) In the case of DVI-Computer / HDMI-HDMI MODE (VGA60),
APL = APL value (no correction required)

ＣＰＵ１８は、このように補正したあるいは補正不要の現在のＡＰＬ値により絞り装置（アイリス）１７のコントロール電圧ＶＣＴＬ、ゲインコントロール値ＶＳＴを求める。   The CPU 18 obtains the control voltage VCTL and the gain control value VST of the diaphragm device (iris) 17 based on the current APL value corrected or not required in this way.

ＣＰＵ１８における検出アルゴリズムとしては、変換・検出部１２のＡＰＬ検出部１２３で検出し、レジスタ１２６にセットされたＡＰＬの変化量を直接読むことをせず、ＡＰＬの変化量を重み係数で割ることで、変化量を減少させ、急激な変化による画の違和感を減少させる。   As a detection algorithm in the CPU 18, the APL detection unit 123 of the conversion / detection unit 12 does not directly read the APL change amount set in the register 126, but divides the APL change amount by the weighting coefficient. , Reduce the amount of change, reduce the feeling of strangeness of the picture due to sudden changes.

ＣＰＵ１８は、絞りコントロール値ＩｒｉｓＣｔｌ（ＶＣＴＬ）、およびゲインコントロール値ＶＳＴを次式に基づいて算出する。   The CPU 18 calculates the aperture control value IrisCtl (VCTL) and the gain control value VST based on the following equations.

〔数５〕
補正値［ｘＡＰＬｎ］＝
前回の補正値［ｘＡＰＬｎ−１］＋（現在のＡＰＬ［ＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬ］
−前回の補正値［ｘＡＰＬｎ−１］）／重み係数 [Equation 5]
Correction value [xAPLn] =
Previous correction value [xAPLn-1] + (current APL [CorrectAPL]
-Previous correction value [xAPLn-1]) / weighting factor

なお〔数５〕の表記は、以後、補正値はｘＡＰＬｎ、前回の補正値はｘＡＰＬｎ−１、そして、現在のＡＰＬはＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬと定義することを示す。   The notation of [Equation 5] indicates that the correction value is defined as xAPLn, the previous correction value is defined as xAPLn-1, and the current APL is defined as CorrectAPL.

また、明るくなる方向での変化と暗くなる方向での変化で異なる重み係数を用いることで、人間の目の明順応／暗順応に適し、かつ、絞りの開閉動作に適した制御を行う。ここで第２の値であるＡＰＬ値を求める。   In addition, by using different weighting factors for the change in the brightening direction and the change in the darkening direction, control suitable for the bright / dark adaptation of the human eye and the aperture opening / closing operation is performed. Here, the APL value which is the second value is obtained.

〔数６〕
〔ＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬｎ ＞ ｘＡＰＬｎ−１（明るくなったとき）〕ｘＡＰＬｎ＝
ｘＡＰＬｎ−１ ＋ （ＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬｎ − ｘＡＰＬｎ−１）／ｗ [Equation 6]
[CorrectAPLn> xAPLn-1 (when brighter)] xAPLn =
xAPLn-1 + (CorrectAPLn-xAPLn-1) / w

〔数７〕
〔ＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬｎ ＜ ｘＡＰＬｎ−１（暗くなったとき）〕ｘＡＰＬｎ＝
ｘＡＰＬｎ−１ ＋（ＣｏｒｒｅｃｔＡＰＬｎ − ｘＡＰＬｎ−１）／ｚ [Equation 7]
[CorrectAPLn <xAPLn-1 (when dark)] xAPLn =
xAPLn-1 + (correctAPLn-xAPLn-1) / z

ここで、明るくなったときの重み係数ｗはたとえば「８」に設定され、暗くなったときの重み係数ｚはたとえば「３２」に設定される。すなわち、明るくなったときの重み係数ｗを、暗くなったときの重み係数ｚより小さな値として、明るさに即応的に応答できるようにし、暗くなったときには、絞りを用いた高いコントラスト比と階調が得られる制御へと徐々に対応するようにしている。 Here, the weighting factor w when it becomes bright is set to “8”, for example, and the weighting factor z when it becomes dark is set to “32”, for example. That is, the weighting factor w when it becomes brighter is set to a value smaller than the weighting factor z when it becomes dark so that it can respond promptly to the brightness. Gradually responding to the control to obtain the key.

図１１は、ＡＰＬ値と絞りコントロール値ＩｒｉｓＣｔｌ（ＶＣＴＬ）との関係を示す図である。
図１１において、横軸がＡＰＬ値を、縦軸が絞りコントロール値ＩｒｉｓＣｔｌ（ＶＣＴＬ）をそれぞれ示している。また、図１１において、Ｂの値はたとえば１０（４ＩＲＥ相当）に設定され、Ａ’の値はたとえば２５５（１００ＩＲＥ相当）に設定される。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the APL value and the aperture control value IrisCtl (VCTL).
In FIG. 11, the horizontal axis represents the APL value, and the vertical axis represents the aperture control value IrisCtl (VCTL). In FIG. 11, the value of B is set to 10 (equivalent to 4 IRE), for example, and the value of A ′ is set to 255 (equivalent to 100 IRE), for example.

絞りＡｕｔｏモード時、上記条件より、絞りコントロール電圧は、下記式により求まる。   In the aperture auto mode, the aperture control voltage is obtained by the following equation from the above conditions.

〔数８〕
〔Ａ’＞ｘＡＰＬｎ＞Ｂのとき〕
ＩｒｉｓＣｔｌ＝−（ＩｒｉｓＣｔｌＣｌｏｓｅＣａｌｉｂ
−ＩｒｉｓＣｔｌＯｐｅｎＣａｌｉｂ）／（Ａ’−Ｂ）＊（ｘＡＰＬｎ−Ｂ）＋ＩｒｉｓＣｔｌＣｌｏｓｅＣａｌｉｂ [Equation 8]
[When A '>xAPLn> B]
IrisCtl =-(IrisCtlCloseCalib
-IrisCtlOpenCalib) / (A'-B) * (xAPLn-B) + IrisCtlCloseCalib

〔数９〕
〔Ｂ≧ｘＡＰＬｎ≧０の時〕
ＩｒｉｓＣｔｌ ＝ ＩｒｉｓＣｔｌＣｌｏｓｅＣａｌｉｂ [Equation 9]
[When B ≧ xAPLn ≧ 0]
IrisCtl = IrisCtlCloseCalib

絞りコントロール電圧の制御は、１００ｍｓ区間に値を３分割して目標値に到達させる。   In the control of the aperture control voltage, the value is divided into three in a 100 ms section to reach the target value.

また、ＣＰＵ１８は、これと並行して、信号調整部１４のゲイン（コントラスト）制御レジスタＵＳＣ ＳＵＢＣｏｎｔの値ＳＴＶを、ｘＡＰＬｎの値から算出しダイナミックにコントロールする。 In parallel with this, the CPU 18 controls the gain (contrast) control register USC of the signal adjustment unit 14. The value STV of SUBCont is calculated from the value of xAPLn and dynamically controlled.

図１２は、ＡＰＬ値と信号補正ゲインコントロール値Ｇａｉｎとの関係を示す図である。図１２において、横軸がＡＰＬ値を、縦軸がゲインコントロール値Ｇａｉｎ（ＳＴＶ）をそれぞれ示している。
また、図１２において、Ｂの値はたとえば１０（４ＩＲＥ相当）に設定され、Ａの値はたとえば８０（３０ＩＲＥ相当）に設定される。 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the APL value and the signal correction gain control value Gain. In FIG. 12, the horizontal axis represents the APL value, and the vertical axis represents the gain control value Gain (STV).
In FIG. 12, the value of B is set to 10 (equivalent to 4 IRE), for example, and the value of A is set to 80 (equivalent to 30 IRE), for example.

絞り装置（アイリス）１７は、５０％程度絞った状態から輝度に変化が現れる。
そのため、絞り装置（アイリス）１７の制御開始ＡＰＬ値とゲイン制御開始ＡＰＬ値が同一の場合、輝度が変化しないにもかかわらず、ゲインが上がる現象が生じてしまう。
そこで、本実施形態においては、
アイリス制御開始のＡＰＬ値 ： １００ＩＲＥ 、
ゲイン制御開始のＡＰＬ値 ： ３０ＩＲＥ 、
とすることで、最適な画になるよう制御する。 The aperture device (iris) 17 changes in luminance from a state where the aperture device is stopped by about 50%.
For this reason, when the control start APL value and the gain control start APL value of the iris device (iris) 17 are the same, a phenomenon in which the gain is increased occurs even though the luminance does not change.
Therefore, in this embodiment,
APL value for starting iris control: 100IRE
APL value for starting gain control: 30 IRE
By doing so, control is performed so as to obtain an optimal image.

図１３は、本発明の実施形態に係る表示装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の一実施形態を原理的に示す図である。図１４は、本発明の実施形態に係る表示装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の実装形態を示す図である。   FIG. 13 is a diagram theoretically showing an embodiment of a liquid crystal projector (projection display device) employing the display device according to the embodiment of the present invention. FIG. 14 is a diagram showing a mounting form of a liquid crystal projector (projection display device) employing the display device according to the embodiment of the present invention.

本液晶プロジェクタ１００は、図１３および図１４に示すように、光源部１０１、コリメータレンズ１０２、光学フィルタ１０３、第１のマルチレンズアレイ（ＭＬＡ）１０４、絞り装置１０５、第２のＭＬＡ１０６、偏光変換素子１０７、集光レンズ１０８、ダイクロイックミラー１１０Ｒ、１１０Ｇ、反射ミラー１１１，１１２，１１３、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂ、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂ、ダイクロイックプリズム１２４、投射光学系１２５、リレーレンズ１３０，１３１等から構成される。そして、光源部１０１、コリメータレンズ１０２、光学フィルタ１０３、第１ＭＬＡ１０４、絞り装置１０５、第２ＭＬＡ１０６、偏光変換素子１０７、および集光レンズ１０８により照明光学装置１０９が構成される。   As shown in FIGS. 13 and 14, the liquid crystal projector 100 includes a light source unit 101, a collimator lens 102, an optical filter 103, a first multi-lens array (MLA) 104, an aperture device 105, a second MLA 106, and polarization conversion. Element 107, condenser lens 108, dichroic mirrors 110R, 110G, reflection mirrors 111, 112, 113, condenser lenses 120R, 120G, 120B, polarizing plates 121R, 121G, 121B, liquid crystal panels 122R, 122G, 122B, polarizing plate 123R , 123G, 123B, dichroic prism 124, projection optical system 125, relay lenses 130, 131, and the like. The light source unit 101, the collimator lens 102, the optical filter 103, the first MLA 104, the diaphragm device 105, the second MLA 106, the polarization conversion element 107, and the condenser lens 108 constitute an illumination optical device 109.

本発明の特徴部分である絞り装置１０５は、上述した表示装置１０における絞り装置１７と同様の構成を有し、第１のＭＬＡ１０５と第２のＭＬＡ１０６との間の光路途中、具体的には、第１ＭＬＡ１０４と第２ＭＬＡ１０６の配置位置間の略中央部に配置されており、光軸（照明光Ｌとして示した実線）に対して同心円状に開閉する可変開口照明絞り装置である。   The diaphragm device 105, which is a characteristic part of the present invention, has the same configuration as the diaphragm device 17 in the display device 10 described above, in the middle of the optical path between the first MLA 105 and the second MLA 106, specifically, This is a variable aperture illumination stop device that is arranged at substantially the center between the arrangement positions of the first MLA 104 and the second MLA 106 and opens and closes concentrically with respect to the optical axis (solid line shown as illumination light L).

このような構成を有する絞り装置１０５は、以下の特徴を有する。   The diaphragm device 105 having such a configuration has the following characteristics.

照明光学装置１０９の第１のＭＬＡ１０４と第２ＭＬＡ１０６の間であるかつ略両者の中間位置に配置している。絞り開口形状は円形に近似させるため、絞り羽根は同一形状であり、最小絞り口径時に最も真円に近似させた開口部形状をなす。
本実施形態においては、絞り羽根３０１〜３０６の最適な枚数として６枚を選定している。 The illumination optical device 109 is disposed between the first MLA 104 and the second MLA 106 and substantially at an intermediate position therebetween. Since the aperture opening shape is approximated to a circle, the aperture blades have the same shape, and have an aperture shape that approximates the most perfect circle at the minimum aperture diameter.
In the present embodiment, six are selected as the optimum number of aperture blades 301 to 306.

＜最適な絞り羽根枚数：６枚＞
羽根枚数を減らすと絞り形状が円形ではなくなるため液晶パネル上の照明光量分布の均一性が損なわれる。
絞りの開口径変化に対して最も真円に近似させることができる羽根枚数を選択する。６枚を超える枚数ではコスト高、駆動摩擦抵抗の増大を補うためシステムの複雑性が増大する。
液晶パネルに集光する光線のＦナンバを増加させる効果がある。液晶パネルの各セルへの入射光線の角度成分が減少するため偏光効率が向上し、コントラスト向上に効果的に働く。 <Optimal number of aperture blades: 6>
If the number of blades is reduced, the aperture shape is not circular, and the uniformity of the illumination light quantity distribution on the liquid crystal panel is impaired.
The number of blades that can be approximated to a perfect circle with respect to the aperture diameter change of the diaphragm is selected. If the number exceeds six, the cost increases and the complexity of the system increases to compensate for the increased driving frictional resistance.
There is an effect of increasing the F number of the light beam condensed on the liquid crystal panel. Since the angle component of the incident light beam to each cell of the liquid crystal panel is reduced, the polarization efficiency is improved and it works effectively for improving the contrast.

そして、絞り装置１０５は、第１のＭＬＡ１０４面に隣接して設置しない。
第１のＭＬＡ１０４は液晶パネルと略共役の関係にあり、絞り羽根３０１〜３０６の開口エッヂ境界付近のセルを通過した光源光の面内照度の不均一性が液晶パネルに結像する際にユニフォミティを低下させるからである。 The diaphragm device 105 is not installed adjacent to the first MLA 104 surface.
The first MLA 104 has a substantially conjugate relationship with the liquid crystal panel, and the uniformity of the in-plane illuminance of the light source light that has passed through the cells near the opening edge boundary of the diaphragm blades 301 to 306 forms an image on the liquid crystal panel. It is because it reduces.

また、絞り装置１０５は、第２のＭＬＡ１０６面に隣接して設置しない。第１のＭＬＡ１０４の各セルレンズを通過した光源光は、対応する各第２のＭＬＡ面のセルレンズ上に集光するため、第２のＭＬＡ１０６面上では照度分布が離散的になっている。ランプ光源部１０１の光軸を中心とした単一開口の絞り装置では開口径と絞り光量の関係が鋸状の分布となり直線性が悪化するからである。
以上より、絞り装置１０５の設置位置について実験を行ったところ、第１のＭＬＡ１０４と第２のＭＬＡ１０６から略等距離とすると最適なユニフォミティと光量変化の直線性を得ることができた。
光源ランプは常時点灯しているので１００％遮光状態では第１のＭＬＡ１０４を透過したランプ光源からの光エネルギーがすべて絞り羽根３０１〜３０６に到達し、羽根表面への熱吸収に伴う温度上昇が著しい。何らかのシステム異常により、絞り装置の強制冷却が停止した場合でも光源光（照明光Ｌ）の一部が透過するので、著しく高温になる危険性から回避される。
また、絞り装置１０５は、駆動装置としてステッピングモータではなくガルバノメータを採用している。
以下、液晶プロジェクタ１００の各構成要素の構成および機能について説明する。 Further, the diaphragm 105 is not installed adjacent to the second MLA 106 surface. Since the light source light that has passed through each cell lens of the first MLA 104 is condensed on the corresponding cell lens of each second MLA surface, the illuminance distribution is discrete on the second MLA 106 surface. This is because in a single aperture aperture device centered on the optical axis of the lamp light source 101, the relationship between the aperture diameter and the aperture light quantity becomes a saw-shaped distribution, and the linearity deteriorates.
As described above, when an experiment was performed on the installation position of the diaphragm device 105, it was possible to obtain optimum uniformity and linearity of change in light amount when the distance was approximately equal from the first MLA 104 and the second MLA 106.
Since the light source lamp is always lit, all of the light energy from the lamp light source transmitted through the first MLA 104 reaches the diaphragm blades 301 to 306 in a 100% light-shielded state, and the temperature rise due to heat absorption on the blade surface is significant. . Even if the forced cooling of the diaphragm device is stopped due to some system abnormality, a part of the light source light (illumination light L) is transmitted, so that it can be avoided from the danger of extremely high temperature.
Further, the diaphragm device 105 employs a galvanometer instead of a stepping motor as a driving device.
Hereinafter, the configuration and function of each component of the liquid crystal projector 100 will be described.

光源部１０１は、放電ランプ１０１ａおよび反射集光鏡１０１ｂから構成されており、
この放電ランプ１０１ａから出射された光を反射集光鏡１０１ｂが集光してコリメータレンズ１０２に向けて出射する。 The light source unit 101 includes a discharge lamp 101a and a reflective condensing mirror 101b.
The light emitted from the discharge lamp 101 a is condensed by the reflection / condensing mirror 101 b and emitted toward the collimator lens 102.

コリメータレンズ１０２は、光源部１０１から出射された照明光Ｌを平行束として光学フィルタ１０３に向けて出射する。   The collimator lens 102 emits the illumination light L emitted from the light source unit 101 toward the optical filter 103 as a parallel bundle.

光学フィルタ１０３は、光源部１０１から出射され、コリメータレンズ１０２を介した照明光Ｌに含まれる赤外線領域および紫外線領域の不要な光を除去する。   The optical filter 103 removes unnecessary light in the infrared region and the ultraviolet region that is emitted from the light source unit 101 and included in the illumination light L via the collimator lens 102.

第１のＭＬＡ１０４は、光源部１０１からの照明光Ｌを複数に分割し、それらの光学像を第２のＭＬＡ１０６の光入射面近傍に配置させる。
より具体的には、第１のＭＬＡ１０４は、複数のレンズがアレイ状に配置され、照明光Ｌを複数の像に分割し、分割像を集光して、各分割像の光スポットを所定の位置（第２のＭＬＡ１０６の光入射面近傍）にレイアウトさせる。 The first MLA 104 divides the illumination light L from the light source unit 101 into a plurality of parts, and arranges these optical images in the vicinity of the light incident surface of the second MLA 106.
More specifically, in the first MLA 104, a plurality of lenses are arranged in an array, the illumination light L is divided into a plurality of images, the divided images are condensed, and a light spot of each divided image is determined in a predetermined manner. A layout is made at a position (near the light incident surface of the second MLA 106).

絞り装置１０５は、照明光学装置１０９の第１のＭＬＡ１０４と第２ＭＬＡ１０６の間でかつ略両者の中間位置に略等距離をもって配置され、光軸に対して同心円状に開閉する。
絞り装置１０５は、映像信号の平均輝度レベルに応じてレベルが高いときは絞り開口率を大きく低いときは小さく、常に最適な絞り口径となるよう連続可変動作するように制御される。
絞り装置１０５は、黒側で照明Ｆナンバが最大となるように制御される。
また、絞り装置１０５は、白側で照明Ｆナンバが最小かつ絞り開口率１００％となるように制御される。
そして、絞り装置１０５は、開口率０％とならないような構造を有する。
絞り装置１０５は、同一形状を持つ絞り羽根の枚数が６枚以上であり、これらの絞り羽は同期的に開閉される。絞り羽根の表面を光沢めっき仕上げとし、羽根表面に羽根同士が重なる領域において、点接触可能なように突起を設けてある。
また、絞り装置１０５は、駆動用アクチュエータおよび羽根の開口位置検出用センサを断熱マウントする構造を有し、駆動用アクチュエータが光源部１０１に対して出射面側に配置されている。
さらに、絞り装置１０５は、駆動用アクチュエータを強制冷却する構造を有し、照明絞り装置の羽根およびその周辺部を強制冷却する構造を有する。
また、絞り装置１０５は、アクチュエータ作動ストローク限界（メカ終端位置）を使用しないように構成される。 The aperture device 105 is arranged between the first MLA 104 and the second MLA 106 of the illumination optical device 109 and at substantially the intermediate position between them, and opens and closes concentrically with respect to the optical axis.
The diaphragm device 105 is controlled so as to continuously and continuously operate so that the diaphragm aperture ratio is large when the level is high and small when the level is high and small when the level is high, and always the optimum diaphragm aperture.
The aperture device 105 is controlled so that the illumination F number is maximized on the black side.
The diaphragm device 105 is controlled so that the illumination F number is minimum and the diaphragm aperture ratio is 100% on the white side.
The aperture device 105 has a structure so that the aperture ratio is not 0%.
The diaphragm device 105 has six or more diaphragm blades having the same shape, and these diaphragm blades are opened and closed synchronously. The surface of the diaphragm blade has a bright plating finish, and projections are provided so that point contact can be made in a region where the blades overlap each other on the blade surface.
The diaphragm device 105 has a structure in which a drive actuator and a blade opening position detection sensor are heat-insulated, and the drive actuator is disposed on the light exit surface side with respect to the light source unit 101.
Further, the diaphragm device 105 has a structure for forcibly cooling the driving actuator, and has a structure for forcibly cooling the blades of the illumination diaphragm device and its periphery.
Further, the expansion device 105 is configured not to use the actuator operation stroke limit (mechanical end position).

第２のＭＬＡ１０６は、第１のＭＬＡ１０４による分割光源像を、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの照明光として入射可能となるように偏光変換素子１０７に入射させる。
第２のＭＬＡ１０６は、第１のＭＬＡ１０４により集光される複数の光スポットに対応する複数のレンズが配置され、各レンズにより第１のＭＬＡ１０４により分割像を重畳結合して出射する。 The second MLA 106 causes the split light source image obtained by the first MLA 104 to be incident on the polarization conversion element 107 so as to be incident as illumination light for the liquid crystal panels 122R, 122G, and 122B.
In the second MLA 106, a plurality of lenses corresponding to a plurality of light spots collected by the first MLA 104 are arranged, and the divided images are superimposed and combined by the first MLA 104 by each lens and emitted.

偏光変換素子１０７は、たとえば、短冊状に配列された偏光ビームスプリッタと、これに対応して間欠的に設けられた位相差板から構成され入射した照明光Ｌのｐ偏光成分をｓ偏光成分に変換し、全体としてｓ偏光成分を多く含む偏光方向の揃えられた照明光を出力する。   The polarization conversion element 107 includes, for example, a polarization beam splitter arranged in a strip shape and a phase difference plate provided intermittently corresponding to the polarization beam splitter. The p polarization component of the incident illumination light L is converted into an s polarization component. The illumination light having the same polarization direction and including many s-polarized light components as a whole is output.

集光レンズ１０８は、偏光変換素子１０７を通過した照明光Ｌが液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂにおいて重ね合わされるように集光する。   The condensing lens 108 condenses the illumination light L that has passed through the polarization conversion element 107 so as to be superimposed on the liquid crystal panels 122R, 122G, and 122B.

ダイクロイックミラー１１０Ｒは、集光レンズ１０８を通過した偏光方向の揃えられた照明光Ｌの光軸に対して４５度傾斜しており、照明光Ｌのうち、赤色の波長領域の光ＬＲのみ反射ミラー１１１に向けて反射し、その他の波長域の光ＬＧＢを透過する。   The dichroic mirror 110R is inclined by 45 degrees with respect to the optical axis of the illumination light L whose polarization direction is aligned after passing through the condenser lens 108, and only the light LR in the red wavelength region of the illumination light L is a reflection mirror. It reflects toward 111 and transmits light LGB in other wavelength regions.

反射ミラー１１１は、ダイクロイックミラー１１０Ｒで反射された光ＬＲの光軸に対して４５度傾斜しており、光ＬＲを集光レンズ１２０Ｒに向けて反射する。   The reflection mirror 111 is inclined 45 degrees with respect to the optical axis of the light LR reflected by the dichroic mirror 110R, and reflects the light LR toward the condenser lens 120R.

ダイクロイックミラー１１０Ｇは、ダイクロイックミラー１１０Ｒを透過した光ＬＧＢの光軸に対して４５度傾斜しており、ダイクロイックミラー１１０Ｒを透過した光ＬＧＢのうち緑色の波長域の光ＬＧのみを集光レンズ１２０Ｇに向けて反射し、その他の波長域（青色の波長域）の光ＬＢを透過する。   The dichroic mirror 110G is inclined 45 degrees with respect to the optical axis of the light LGB that has passed through the dichroic mirror 110R, and only the light LG in the green wavelength region of the light LGB that has passed through the dichroic mirror 110R is sent to the condenser lens 120G. The light is reflected and transmitted through the light LB in the other wavelength region (blue wavelength region).

リレーレンズ１３０および１３１は、青色の波長域の光ＬＢのダイクロイックミラー１１０Ｇから液晶パネル１２２Ｂまでの光路長が比較的長いため、光路途中で青色光ＬＢを結像しなおすために設けられている。
ダイクロイックミラー１１０Ｇを通過した青色光ＬＢは、リレーレンズ１３０および１３１を通過し、反射ミラー１１３によって集光レンズ１２０Ｇに向けて反射される。 The relay lenses 130 and 131 are provided to re-image the blue light LB in the middle of the optical path because the optical path length of the light LB in the blue wavelength range from the dichroic mirror 110G to the liquid crystal panel 122B is relatively long.
The blue light LB that has passed through the dichroic mirror 110G passes through the relay lenses 130 and 131, and is reflected by the reflecting mirror 113 toward the condenser lens 120G.

各集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂおよび液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂは、立方体形状のダイクロイックプリズム１２４の３つの側面に対して所定の位置にそれぞれ配置されている。
また、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂの入射側と出射側には、偏光子としての偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂと、検光子としての偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂがそれぞれ平行に配置されている。
偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂは、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂの出射側にそれぞれ固定されており、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂはダイクロイックプリズム１２４の入射側の３面にそれぞれ固定されている。 Each of the condensing lenses 120R, 120G, 120B and the liquid crystal panels 122R, 122G, 122B are respectively arranged at predetermined positions with respect to the three side surfaces of the cubic dichroic prism 124.
Further, polarizing plates 121R, 121G, and 121B as polarizers and polarizing plates 123R, 123G, and 123B as analyzers are arranged in parallel on the incident side and the exit side of the liquid crystal panels 122R, 122G, and 122B, respectively. .
The polarizing plates 121R, 121G, and 121B are fixed to the emission side of the condenser lenses 120R, 120G, and 120B, respectively, and the polarizing plates 123R, 123G, and 123B are fixed to the three surfaces on the incident side of the dichroic prism 124, respectively. .

液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂは、印加される赤色、緑色、青色の三原色に対応する映像信号によって、集光レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂを通じて入射する各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの強度を変調する。
すなわち、偏光板１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂを透過した所定の偏光方向の色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂに印加された映像信号に基づき、偏光面が回転する。
偏光面の回転を受けた光の所定の偏光成分が、偏光板１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム１２４に入射される。 The liquid crystal panels 122R, 122G, and 122B modulate the intensities of the respective color lights LR, LG, and LB that are incident through the condenser lenses 120R, 120G, and 120B according to the applied video signals corresponding to the three primary colors of red, green, and blue.
That is, the polarization planes of the color lights LR, LG, LB having a predetermined polarization direction transmitted through the polarizing plates 121R, 121G, 121B are rotated based on the video signals applied to the liquid crystal panels 122R, 122G, 122B.
A predetermined polarization component of the light subjected to the rotation of the polarization plane is transmitted through the polarizing plates 123R, 123G, and 123B and is incident on the dichroic prism 124.

ダイクロイックプリズム１２４は、たとえば、複数のガラスプリズムを接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する干渉フィルタ１２４ａ，１２４ｂが形成されている。
干渉フィルタ１２４ａは、青色光ＬＢを反射し、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧ，を透過する。干渉フィルタ１２４ｂは、赤色光ＬＲを反射し、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを透過する。したがって、液晶パネル１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂによって変調された各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、合成されて投射光学系１２５に入射する。 The dichroic prism 124 is formed by, for example, joining a plurality of glass prisms, and interference filters 124a and 124b having predetermined optical characteristics are formed on the joining surfaces of the glass prisms.
The interference filter 124a reflects the blue light LB and transmits the red light LR and the green light LG. The interference filter 124b reflects the red light LR and transmits the green light LG and the blue light LB. Therefore, the color lights LR, LG, and LB modulated by the liquid crystal panels 122R, 122G, and 122B are combined and enter the projection optical system 125.

投射光学系１２５は、たとえば、ダイクロイックプリズム１２４から入射された映像光をスクリーン等の投影面に、向けて投射する。スクリーンには、カラー映像が映し出される。   For example, the projection optical system 125 projects the image light incident from the dichroic prism 124 onto a projection surface such as a screen. A color image is projected on the screen.

以上説明したように、本実施形態によれば、入力信号のＡＰＬ（平均ピクチャーレベル）を検出し、その検出値に基づき、ダイナミックに絞り装置１７を制御（アイリスのコントロール電圧を制御）するだけでなく、信号調整部１４のゲイン（コントラスト）制御レジスタもダイナミックに制御するので、コントラスト比６０００：１を実現可能になる。
また、異なるＡＰＬ値でアイリスの制御（１００ＩＲＥ）信号調整部１４のゲイン制御（３０ＩＲＥ）を開始し、最適な画になるよう制御するので、絞り装置１７は、５０％程度絞った状態から輝度に変化が現れるが、そのために、絞り装置１７の制御開始ＡＰＬ値とゲイン制御開始ＡＰＬ値が同一の場合、輝度が変化しないにも関わらず、ゲインが上がる現象が生じてしまうことを防止することができる。
また、デジタル信号（ＨＤＭＩ入力）とアナログ信号では入力レベル（ＡＰＬ値）が異なるので、ＡＰＬ検出部で、デジタル信号とアナログ信号のＡＰＬ値が同じになるように両信号とも補正するので、両信号で画に差異がでないよう制御することが可能である。
また、ＡＰＬの検出アルゴリズムとしては、ＡＰＬの変化量を直接読むことをせず、ＡＰＬの変化量を重み係数で割ることで、変化量を減少させ、急激な変化による画の違和感を防止している。
また、明るくなる方向での変化と暗くなる方向での変化で異なる重み係数を用いることで、人間の目の明順応／暗順応に適し、かつ、絞りの開閉動作に適した制御を行うことが可能である。 As described above, according to this embodiment, it is only necessary to detect the APL (average picture level) of the input signal and dynamically control the iris device 17 (control the iris control voltage) based on the detected value. In addition, since the gain (contrast) control register of the signal adjusting unit 14 is also dynamically controlled, a contrast ratio of 6000: 1 can be realized.
In addition, since the iris control (100 IRE) signal adjustment unit 14 gain control (30 IRE) is started with a different APL value and control is performed to obtain an optimal image, the diaphragm unit 17 changes the brightness from a state where the diaphragm is squeezed by about 50%. For this reason, when the control start APL value and the gain control start APL value of the diaphragm device 17 are the same, it is possible to prevent a phenomenon in which the gain is increased even though the luminance does not change. it can.
Since the input level (APL value) is different between the digital signal (HDMI input) and the analog signal, both signals are corrected by the APL detection unit so that the APL value of the digital signal and the analog signal are the same. It is possible to control so that there is no difference in the image.
In addition, the APL detection algorithm does not read the APL change amount directly, but divides the APL change amount by the weighting factor to reduce the change amount and prevent a sense of discomfort due to a sudden change. Yes.
Also, by using different weighting factors for changes in the direction of brightening and changes in the direction of darkening, it is possible to perform control suitable for bright / dark adaptation of the human eye and for opening / closing of the diaphragm. Is possible.

すなわち、本実施形態によれば、絞り装置をダイナミックに制御させることで、従来の絞り装置におけるＯＮ時の欠点であった明るい画においても全体が暗い画になってしまい、印象の悪い画に見えてしまうという欠点が解消する。
つまり、暗い場面ではコントラストが引き締まり、明るい場面では明るさが維持された印象の良い画を常に見ることが可能になる。
ＡＰＬ検出時にデジタル信号とアナログ信号のレベル差を補正しない場合、デジタル信号入力時とアナログ信号入力時で異なる画の見え方になってしまうが、ＡＰＬ値補正アルゴリズムを用いることで、デジタル信号／アナログ信号両方で差異のない画を見ることが可能である。
ＡＰＬの検出アルゴリズムで、ＡＰＬの変化量を直接読むことをせず、ＡＰＬの変化量を重み係数で割ることで、変化量を減少させる制御と、絞り制御とゲイン制御の開始ＡＰＬ値を異なる値にする制御を行うことで、急激な変化による画の違和感等を防ぎ、違和感のない素晴らしい画をユーザに提供することが可能になる。 In other words, according to the present embodiment, by dynamically controlling the aperture device, even a bright image, which was a drawback when the conventional aperture device was turned on, becomes a dark image as a whole, and looks like a poor impression image. This eliminates the disadvantage of
That is, it is possible to always see a good image in which the contrast is tightened in a dark scene and the brightness is maintained in a bright scene.
If the level difference between the digital signal and the analog signal is not corrected at the time of APL detection, the image looks different when the digital signal is input and when the analog signal is input. However, by using the APL value correction algorithm, the digital signal / analog It is possible to see an image with no difference in both signals.
The APL detection algorithm does not read the APL change amount directly, but divides the APL change amount by the weighting factor to reduce the change amount, and the starting APL value of the aperture control and gain control are different values. By performing the control, it is possible to prevent an uncomfortable feeling of the image due to a sudden change and to provide a user with a wonderful image without the uncomfortable feeling.

また、本実施形態による照明絞り装置を所定の場所に設置すると通常の照明光学系の光学設計を変えることなく、スクリーン上に投写される映像コントラスト比を大幅に向上させることができる。
本絞り装置を設置することによる照明光学系の占有体積の増加は絞り装置取り付け部周辺のみであり、商品性を損なうことなく大幅に性能向上を達成できる。黒側で照明Ｆナンバ最大とするように制御することで、更なるコントラスト比の上昇が見込める。 Further, when the illumination stop device according to the present embodiment is installed at a predetermined location, the image contrast ratio projected on the screen can be greatly improved without changing the optical design of a normal illumination optical system.
The increase in the occupied volume of the illumination optical system by installing this diaphragm device is only in the vicinity of the diaphragm device mounting portion, and a significant improvement in performance can be achieved without impairing the merchantability. By controlling so that the illumination F number is maximized on the black side, a further increase in contrast ratio can be expected.

なお、上述の実施の形態においては、絞り自動（ＡＵＴＯ）機能が適用された場合に、映像信号の平均輝度情報に基づき、絞りの開口および表示パネル１６を駆動する信号レベルが制御される場合について述べたが、映像信号の平均輝度情報に基づき、絞りの開口のみを制御する場合にも適用できる。暗い場面では全体の出力は下がるが高いコントラスト比が得られ、明るい場面では明るさが維持される。また、明るい場面から暗い場面になっても絞りの急激な明るさの変化による画の違和感等を防ぎ、印象の良い画像を得ることができる。   In the above-described embodiment, when the automatic aperture (AUTO) function is applied, the aperture level of the aperture and the signal level for driving the display panel 16 are controlled based on the average luminance information of the video signal. As described above, the present invention can also be applied to the case where only the aperture of the diaphragm is controlled based on the average luminance information of the video signal. In a dark scene, the overall output is reduced but a high contrast ratio is obtained, and in a bright scene, the brightness is maintained. In addition, even when the scene changes from a bright scene to a dark scene, it is possible to prevent an uncomfortable feeling of the image due to a rapid change in brightness of the aperture, and to obtain a good image.

本発明の実施形態に係る表示装置の信号処理系の一実施形態を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows one Embodiment of the signal processing system of the display apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本実施形態に係る絞り装置の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る絞り装置の構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るガルバノメータの一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the galvanometer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るガルバノメータの制御特性を示す図である。It is a figure which shows the control characteristic of the galvanometer which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る絞り装置の絞りオフ（全開：０％遮光）時の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode at the time of diaphragm | throttle-off (full opening: 0% light shielding) of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る絞り装置の絞りオン（固定モード：５０％遮光）時の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode at the time of the aperture-on (fixed mode: 50% light-shielding) of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る絞り装置の絞りオン（全閉：８０％遮光）時の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode at the time of diaphragm | throttle ON (full closing: 80% light shielding) of the aperture_diaphragm | restriction apparatus which concerns on this embodiment. コントロール電圧ＶＣＴＬとホール素子出力ＨＯＵＴとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between control voltage VCTL and Hall element output HOUT. 絞り開状態の位置Ｖａ、絞り閉状態（Ｃｌｏｓｅ）の位置Ｖｂと、コントロール電圧ＶＣＴＬと、ホール素子出力ＨＯＵＴとを対応つけてメモリに格納した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which matched the position Va of the diaphragm open state, the position Vb of the diaphragm closed state (Close), the control voltage VCTL, and the Hall element output HOUT in association with each other. ＡＰＬ値と絞りコントロール値ＩｒｉｓＣｔｌ（ＶＣＴＬ）との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an APL value and aperture control value IrisCtl (VCTL). ＡＰＬ値と信号補正ゲインコントロール値Ｇａｉｎとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an APL value and the signal correction gain control value Gain. 本発明の実施形態に係る表示装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の一実施形態を原理的に示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing in principle an embodiment of a liquid crystal projector (projection display device) employing a display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る表示装置を採用した液晶プロジェクタ（投射型表示装置）の実装形態を示す図である。It is a figure which shows the mounting form of the liquid crystal projector (projection type display apparatus) which employ | adopted the display apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・表示装置、１１・・・入力信号処理部、１２・・・変換・検出部、１３・・・スキャンコンバータ、１４・・・信号調整部、１５・・・駆動部、１６・・・表示パネル、１７・・・絞り装置、１８・・・ＣＰＵ、１００・・・液晶プロジェクタ、１０１・・・光源部、１０２・・・コリメータレンズ、１０３・・・光学フィルタ、１０４・・第１のマルチレンズアレイ（ＭＬＡ）、１０５・・・絞り装置、１０６・・・第２のＭＬＡ、１０７・・・偏光変換素子、１０８・・・集光レンズ、１０９・・・照明光学装置、１１０Ｒ，１１０Ｇ・・・ダイクロイックミラー、１１１，１１２，１１３・・・反射ミラー、１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ・・・集光レンズ、１２１Ｒ，１２１Ｇ，１２１Ｂ・・・偏光板、１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ・・・液晶パネル、１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂ・・・偏光板、１２４・・・ダイクロイックミラー、１２５・・・投射光学系、１３０，１３１・・・リレーレンズ、２００・・・絞り本体部、２０１・・・開口部、２０２・・・取付部、３０１〜３０６・・・絞り羽根、４００・・・ガルバノメータ、４０１・・・第１揺動アーム、５００・・・第２揺動アーム、５０４〜５０９・・・長孔。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Display apparatus, 11 ... Input signal processing part, 12 ... Conversion / detection part, 13 ... Scan converter, 14 ... Signal adjustment part, 15 ... Drive part, 16 ... Display panel, 17 ... diaphragm device, 18 ... CPU, 100 ... liquid crystal projector, 101 ... light source unit, 102 ... collimator lens, 103 ... optical filter, 104 ... first Multilens array (MLA), 105 ... diaphragm device, 106 ... second MLA, 107 ... polarization conversion element, 108 ... condensing lens, 109 ... illumination optical device, 110R, 110G ... Dichroic mirror, 111, 112, 113 ... Reflection mirror, 120R, 120G, 120B ... Condensing lens, 121R, 121G, 121B ... Polarizing plate, 122R, 122 122B ... Liquid crystal panel, 123R, 123G, 123B ... Polarizing plate, 124 ... Dichroic mirror, 125 ... Projection optical system, 130, 131 ... Relay lens, 200 ... Aperture body , 201 ... opening, 202 ... mounting part, 301 to 306 ... diaphragm blade, 400 ... galvanometer, 401 ... first swing arm, 500 ... second swing arm, 504 to 509 ... long holes.

Claims (10)

可変開口絞り装置と、
画面を形成する入力信号レベルの状態に応じて上記絞りの開閉を制御する制御回路と、
表示すべき信号のゲインを調整可能な信号調整部と、を有し、
上記制御回路は、
上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合に比べて上記絞りの開閉動作の応答が速くなるように上記絞り装置を制御し、かつ上記絞り制御に対応して上記信号調整部に上記ゲインを調整させ、
当該絞り装置の制御およびゲイン調整制御において、上記画面内の指定された検出エリアの信号レベルの総和を、入力信号の形態毎に設定されている当該検出エリアに基づいた面積で除した第１の値の変化量を所定の重み係数で除した第２の値に基づいて上記絞り装置のコントロール信号値および上記ゲインのコントロール信号値を設定し、
上記第２の値に基づいて上記絞り装置および上記信号調整部のゲインの制御を行うに際し、制御を開始する上記第１の値として、上記絞り装置の制御の開始の上記第１の値を、上記信号調整部のゲインの制御の開始の上記第１の値より大きくする
表示装置。 A variable aperture stop device;
A control circuit for controlling opening and closing of the diaphragm according to the state of the input signal level forming the screen;
A signal adjustment unit capable of adjusting a gain of a signal to be displayed;
The control circuit is
When the signal level fluctuates from a dark level to a bright level, the diaphragm device is controlled so that the response of the aperture opening / closing operation is faster than when the signal level fluctuates from a bright level to a dark level. In response to the control, the signal adjustment unit adjusts the gain,
In the control of the diaphragm device and the gain adjustment control, the first sum of the signal levels of the designated detection area in the screen is divided by the area based on the detection area set for each form of the input signal. Based on the second value obtained by dividing the amount of change in value by a predetermined weighting factor, the control signal value of the diaphragm device and the control signal value of the gain are set,
When controlling the gains of the diaphragm device and the signal adjustment unit based on the second value, the first value for starting control of the diaphragm device is used as the first value for starting the control. A display device configured to be larger than the first value at the start of gain control of the signal adjustment unit . 上記制御回路は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合と、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合とで、異なる上記重み係数による除算を行う
請求項１記載の表示装置。 2. The display device according to claim 1, wherein the control circuit performs division based on the different weighting factors depending on whether the signal level varies from a dark level to a bright level or when the signal level varies from a bright level to a dark level. 上記重み係数は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合の値が、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合の値より小さい
請求項２記載の表示装置。 The display device according to claim 2, wherein the weighting coefficient has a value that is smaller when the signal level varies from a dark level to a bright level than when a signal level varies from a bright level to a dark level. 上記検出エリアを指定可能なレジスタを有し、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向に当該検出エリアをシフトさせることが可能で、上記制御回路は、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向へのシフト量の指示を受けると、指示を受けたシフト量に基づいて上記検出エリアを指定する値を算出し、上記レジスタに設定する
請求項１記載の表示装置。 It has a register that can specify the detection area, and can shift the detection area in at least one of a horizontal direction and a vertical direction of the detection area. 2. When a shift amount instruction in at least one of the vertical directions is received, a value for designating the detection area is calculated based on the received shift amount and set in the register. apparatus. 上記制御回路は、上記第１の値に対して入力信号の形態に合わせた補正処理を行う
請求項１記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the control circuit performs a correction process according to a form of an input signal on the first value. 入力される画像信号に基づいて入射される照明光を変調して出射する光変調部と、
上記光変調部から出射される照明光を光軸に対して同心円状に開閉し、当該照明光の上記光変調部への入射光量をコントロール信号に基づいて調整する可変開口絞り装置と、
入力画像信号の平均信号レベルを検出する検出部と、
表示すべき上記画像信号のゲインを調整可能な信号調整部と、
画面を形成する入力信号レベルの状態に応じて上記絞りの開閉を制御する制御回路と、を有し、
上記制御回路は、
上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合に比べて上記絞りの開閉動作の応答が速くなるように上記絞り装置を制御し、かつ上記絞り制御に対応して上記信号調整部に上記ゲインを調整させ、
当該絞り装置の制御およびゲイン調整制御において、上記画面内の指定された検出エリアの信号レベルの総和を、入力信号の形態毎に設定されている当該検出エリアに基づいた面積で除した第１の値の変化量を所定の重み係数で除した第２の値に基づいて上記絞り装置のコントロール信号値および上記ゲインのコントロール信号値を設定し、
上記第２の値に基づいて上記絞り装置および上記信号調整部のゲインの制御を行うに際し、制御を開始する上記第１の値として、上記絞り装置の制御の開始の上記第１の値を、上記信号調整部のゲインの制御の開始の上記第１の値より大きくする
表示装置。 A light modulator that modulates and emits incident illumination light based on an input image signal;
A variable aperture stop device that opens and closes the illumination light emitted from the light modulation unit concentrically with respect to the optical axis, and adjusts the amount of incident light to the light modulation unit based on a control signal;
A detection unit for detecting an average signal level of the input image signal;
A signal adjustment unit capable of adjusting the gain of the image signal to be displayed;
A control circuit for controlling the opening and closing of the diaphragm according to the state of the input signal level forming the screen,
The control circuit is
When the signal level fluctuates from a dark level to a bright level, the diaphragm device is controlled so that the response of the aperture opening / closing operation is faster than when the signal level fluctuates from a bright level to a dark level. In response to the control, the signal adjustment unit adjusts the gain,
In the control of the diaphragm device and the gain adjustment control, the first sum of the signal levels of the designated detection area in the screen is divided by the area based on the detection area set for each form of the input signal. Based on the second value obtained by dividing the amount of change in value by a predetermined weighting factor, the control signal value of the diaphragm device and the control signal value of the gain are set,
When controlling the gains of the diaphragm device and the signal adjustment unit based on the second value, the first value for starting control of the diaphragm device is used as the first value for starting the control. A display device configured to be larger than the first value at the start of gain control of the signal adjustment unit . 上記制御回路は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合と、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合とで、異なる上記重み係数による除算を行
う
請求項６記載の表示装置。 The display device according to claim 6, wherein the control circuit performs division by the different weighting factors depending on whether the signal level varies from a dark level to a bright level and when the signal level varies from a bright level to a dark level. 上記重み係数は、上記信号レベルが暗いレベルから明るいレベルへと変動する場合の値が、明るいレベルから暗いレベルへと変動する場合の値より小さい
請求項７記載の表示装置。 The display device according to claim 7, wherein the weighting coefficient is smaller in value when the signal level varies from a dark level to a bright level than when the signal level varies from a bright level to a dark level. 上記検出エリアを指定可能なレジスタを有し、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向に当該検出エリアをシフトさせることが可能で、上記制御回路は、上記検出エリアの水平方向および垂直方向の少なくともいずれかの方向へのシフト量の指示を受けると、指示を受けたシフト量に基づいて上記検出エリアを指定する値を算出し、上記レジスタに設定する
請求項６記載の表示装置。 It has a register that can specify the detection area, and can shift the detection area in at least one of a horizontal direction and a vertical direction of the detection area. 7. When a shift amount instruction in at least one of the vertical directions is received, a value for designating the detection area is calculated based on the received shift amount and set in the register. apparatus. 上記制御回路は、上記第１の値に対して入力信号の形態に合わせた補正処理を行う
請求項６記載の表示装置。 The display device according to claim 6, wherein the control circuit performs a correction process in accordance with a form of an input signal on the first value.
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